УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБРАБОТКИ АУДИОСИГНАЛА

1. Устройство для обработки аудиосигнала (100), включающее модуль обработки окна (102) для генерации множества (111, 811) последовательных блоков выборок, множество (111; 811) последовательных блоков выборок, содержащее по крайней мере один добавленный блок (103, 803, 141-1, 902) аудиовыборок, добавленный блок (103, 803, 141-1, 902) с добавленными значениями и значениями аудиосигнала; первый преобразователь (104) для преобразования добавленного блока (103, 803, 141-1, 902) в спектральное представление (105), имеющее спектральные значения; модификатор фазы (106) для изменения фазы спектральных значений для получения модифицированного спектрального представления (107) и второй преобразователь (108) для преобразования модифицированного спектрального представления (107) в модифицированный звуковой сигнал во временной области (109).
2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее модуль передискретизации (120) для прореживания измененного во временной области звукового сигнала (109) или перекрытия добавленных блоков измененных во временной области аудиовыборок для получения сокращенного сигнала во временной области (121), причем характеристика сокращения зависит от характеристики модификации фазы, используемой модификатором фазы (106).
3. Устройство по п.2, которое приспособлено для выполнения расширения диапазона частот с использованием аудиосигнала (100), дополнительно содержащее полосно-пропускающий фильтр (114) для получения полосового сигнала (113) из спектрального представления (105) или из аудиосигнала (100), в котором характеристики полосы пропускания полосно-пропускающего фильтра (114) выбираются в зависимости от характеристики модификации фазы, применяемой в модификаторе фазы (106), так что полоса пропускания сигнала (113) преобразуется при последующей обработке в целевой диапазон частот (125-1, 125-2, 125-3), не включенный в аудиосигнал (100).
4. Устройство по п.2, дополнительно включающее сумматор перекрытия (124) для перекрытия добавленных блоков (121-1, 121-2, 121-3) из удаленных выборок или измененных во временной области аудиовыборок для получения сигнала (125) в целевом диапазоне частот (125-1, 125-2, 125-3) с использованием алгоритма расширения диапазона частот.
5. Устройство по п.4, дополнительно включающее модуль масштабирования (116) для масштабирования спектральных значений с коэффициентом, зависящим от перекрытия добавленных характеристик таким образом, что учитываются характеристики окна, а также отношение первого промежутка времени (а) для добавленного перекрытия, примененного в модуле обработки окна (102), и другого промежутка времени (b), примененного в сумматоре перекрытия (124).
6. Устройство по п.1, в котором модуль обработки окна (102) содержит процессор анализа окна (110, 102-1, 102-2, 140) для генерации множества (111, 811) последовательных блоков, имеющих одинаковый размер; и модуль формирования добавленных значений (112; 102-3) для заполнения блока (133-1; 135-1) множества (111, 811) последовательных блоков аудиовыборок и получения добавленного блока (103, 803, 141-1, 902) с помощью включения добавленных значений в заданные моменты времени перед первой выборкой (708) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборки или после последней выборки (710) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборки.
7. Устройство по п.1, в котором модуль обработки окна (102) настроен на включение добавленных значений в заданные моменты времени перед первой выборкой (708) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок или после последней выборки (710) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок, устройство, дополнительно содержащее модуль удаления заполнения (118) для удаления выборок в моменты времени модифицированного во временной области звукового сигнала (109), моменты времени, соответствующие моментам времени, применяемым в модуле обработки окна (102).
8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее модуль синтеза окна (122) для обработки окон сокращенного во временной области сигнала (121) или модифицированного во временной области звукового сигнала (109), имеющего функцию синтеза окна, соответствующую функции анализа, применяемой в модуле обработки окна (102).
9. Устройство по п.1, в котором модуль обработки окна (102) настроен на включение добавленных значений в заданные моменты времени перед первой выборкой (708) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок или после последней выборки (710) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок, в которых сумма ряда добавленных значений и количества значений в последовательном блоке (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок, по крайней мере в 1,4 раза больше количества значений в последовательном блоке (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок.
10. Устройство по п.7, в котором модуль обработки окна (102) настроен на симметричные вставки добавленных значений перед первой выборкой (708) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок и после последней выборки (710) в центре последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок, так что добавленный блок (103, 803, 141-1, 902) приспособлен к обработке в первом преобразователе (104) и втором преобразователе (108).
11. Устройство по п.1, в котором модуль обработки окна (102) настроен для применения функции окна (709; 902), имеющей по крайней мере один охранный интервал (712, 714, 910, 920; 940, 950) в начальной позиции (718; 901) функции окна (709, 902) или в конечной позиции (720, 903) функции окна (709, 902).
12. Устройство по п.1, аппаратная часть которого сконфигурирована для выполнения алгоритма расширения диапазона частот, алгоритм расширения диапазона частот, включающий коэффициент расширения диапазона частот (σ), коэффициент расширения диапазона частот (σ), управляющий сдвигом частоты в диапазоне частот (113-1, 113-2, 113-3,…) звукового сигнала (100) и целевых диапазонах частот (125-1, 125-2, 125-3,…), причем модификатор фазы (106) настроен на масштабирование фаз спектральных значений диапазона (113-1, 113-2, 113-3,…) звукового сигнала (100) с коэффициентом расширения диапазона частот (σ), так что по крайней мере одна выборка последовательного блока выборок циклически сворачивается в блоке.
13. Устройство по п.2, аппаратная часть которого настраивается для выполнения алгоритма расширения диапазона частот, алгоритм расширения диапазона частот, включающий коэффициент расширения диапазона частот (σ), коэффициент расширения диапазона частот (σ) управляет сдвигом частоты в диапазоне частот (113-1, 113, -2, 113-3,…) звукового сигнала (100) и целевых диапазонах частот (125-1, 125-2, 125-3,…), причем первый преобразователь (104), модификатор фазы (106), второй преобразователь (108) и модуль передискретизации (120) настроены на работу с использованием различных коэффициентов расширения диапазона частот (σ), так что получаются различные модифицированные во времени аудиосигналы (121-1, 121-2, 121-3,…) с различными целевыми диапазонами частот (125-1, 125-2, 125-3,…), дополнительно содержащее сумматор перекрытия (124) для выполнения перекрытия добавленных блоков с использованием различных коэффициентов расширения диапазона частот (σ) и сумматор (126) для суммирования результатов добавленного перекрытия (125-1, 125-2, 125-3,…) для получения объединенного сигнала (127), включающего различные целевые диапазоны частот (125-1, 125-2, 125-3).
14. Устройство по п.1, дополнительно содержащее детектор переходных процессов (134) для определения переходного процесса (700, 701, 702, 703, 705, 707), расположенного не в центре окна анализа аудиосигнала (100), причем первый модуль преобразователя (104) настроен для преобразования добавленного блока (103, 803, 141-1, 902), когда детектор переходных процессов (134) обнаруживает переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) в блоке (133-1; 135-1) звукового сигнала (100), соответствующий добавленному блоку (103, 803, 141-1; 902), и причем первый преобразователь (104) настроен для преобразования обычного блока (133-2; 135-2; 141-2; 930), имеющего только значения аудиосигнала, обычный блок (133-2; 135-2, 141-2, 930), соответствующий блоку аудиосигнала (100), когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) не обнаружен в блоке.
15. Устройство по п.14, в котором модуль обработки окна (102) включает в себя модуль формирования добавленных значений (112; 102-3) для вставки добавленных значений в заданные моменты времени перед первой выборкой (708) последовательного блока (133-1; 135-1, 704) аудиовыборок или после последней выборки (710) последовательного блока (133-1; 135-1; 704) аудиовыборок, устройство дополнительно включает переключатель (136), который управляется детектором переходных процессов (134), причем переключатель (136) настроен для управления модулем формирования добавленных значений (112; 102-3), так что добавленный блок (103, 803) генерируется, когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) обнаруживается детектором переходных процессов (134), добавленный блок (103, 803) с добавленными значениями и значениями аудиосигнала, а также переключатель (136), настроенный для управления модулем формирования добавленных значений (112; 102-3), так что обычный блок (133-2; 135-2) создается, когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) не обнаруживается детектором переходных процессов (134), обычный блок (133-2; 135-2), имеющий только значения аудиосигнала, причем первый преобразователь (104) включает в себя первый модуль преобразователя (138-1) и второй модуль преобразователя (138-2), причем переключатель (136), кроме того, настроен на передачу добавленного блока (103, 803) в первый модуль преобразователя (138-1) для выполнения преобразования, имеющего первую длину преобразования, когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) обнаруживается детектором переходных процессов (134), и передачу обычного блока (133-2; 135-2) во второй модуль преобразователя (138-2) для выполнения преобразования, имеющего вторую длину, меньшую первой длины, когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) не обнаруживается детектором переходных процессов (134).
16. Устройство по п.14, в котором модуль обработки окна (102) включает в себя процессор анализа окна (110, 102-1, 102-2, 140) для применения функции анализа окна к последовательному блоку (139-1, 139-2) аудиовыборки, процессор анализа окна, управляемый таким образом, что функция анализа окна включает в себя охранный интервал (712, 714, 910, 920; 940, 950) на начальной позиции (718, 901) функции окна (709, 902) или конечном положении (720; 903) функции окна (709, 902), устройство дополнительно включает переключатель охраны окна (142), который управляется детектором переходных процессов (134), причем переключатель охраны окна (142) настроен на управление процессором анализа окна (110, 102-1, 102-2, 140), так что добавленный блок (141-1; 902) формируется из последовательного блока выборок с использованием функции анализа окна, содержащей охранный интервал, добавленный блок (141-1; 902), имеющий добавленные значения и значения аудиосигнала при обнаружении переходного процесса (700, 701, 702, 703, 705, 707) детектором переходных процессов (134), и также переключатель охраны окна (142), настроенный на управление процессором анализа окна (102-1, 102-2, 140), так что генерируется обычный блок (141-2; 930), обычный блок (141-2, 930), содержащий только значения аудиосигнала, когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) не обнаруживается детектором переходных процессов (134), причем первый преобразователь (104) содержит первый модуль преобразователя (138-1) и второй модуль преобразователя (138-2), причем переключатель охраны окна (142), кроме того, настроен на передачу добавленного блока (141-1; 902) в первый модуль преобразователя (138-1) для выполнения преобразования, имеющего первую длину преобразования, когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) обнаруживается детектором переходных процессов (134), и переключатель охраны окна настроен на передачу обычного блока (141-2; 930) во второй модуль преобразователя (138-2) для выполнения преобразования, имеющего вторую длину, меньшую, чем первая длина, когда переходной процесс (700, 701, 702, 703, 705, 707) не обнаруживается детектором переходных процессов (134).
17. Устройство по п.4, дополнительно содержащее: регулятор огибающей (130) для настройки огибающей сигнала (125) в целевом диапазоне частот (125-1, 125-2, 125-3) или суммарного сигнала (129) на основе переданных параметров (101) для получения скорректированного сигнала (129), а также
дополнительный сумматор (132) для суммирования звукового сигнала (100; 102-1) и скорректированного сигнала (129) для получения обработанного сигнала (131), который имеет расширенный диапазон частот.
18. Устройство по п.14, в котором модуль обработки окна (102) настроен на генерацию множества (111, 811) последовательных блоков аудиовыборок, множества (111; 811) последовательных блоков, содержащее по крайней мере первую пару (145-1) обычных блоков (133-2; 135-2; 141-2; 930) и последовательный добавленный блок (103, 803, 141-1, 902) и вторую пару (145-2) добавленных блоков (103, 803, 141-1, 902) и последовательный обычный блок (133-2; 135-2; 141-2; 930), устройство дополнительно включает модуль передискретизации (120) для удаления измененных во временной области аудиовыборок или добавления перекрывающихся блоков измененных во временной области аудиовыборок первой пары (145-1) для получения удаленных выборок (147-1) первой пары (145-1) или для удаления измененных во временной области аудиовыборок или добавления перекрывающихся блоков измененных во временной области аудиовыборок второй пары (145-2) для получения удаленных выборок (147-2) второй пары (145-2), и сумматор перекрытия (124), причем сумматор перекрытия (124) настроен на добавление перекрывающихся блоков в удаленные аудиовыборки (147-1, 147-2), или изменение во временной области аудиовыборок первой пары (145-1) или второй пары (145-2), причем для первой пары (145-1) промежуток времени (b') между первой выборкой (151) обычного блока (133-2; 135-2; 141-2; 930) и первой выборкой (153) значений аудиосигнала добавленного блока (103; 803141-1; 902) определяется сумматором перекрытия (124), а для второй пары (145-2) временной интервал (b') между первой выборкой (153) значений аудиосигнала добавленного блока (103, 803, 141-1, 902) и первой выборкой (157) обычного блока (133-2; 135-2; 141-2; 930) также определяется сумматором перекрытия (124), для получения сигнала в целевом диапазоне частот с помощью алгоритма расширения полосы пропускания.
19. Способ обработки аудиосигнала, включающий генерацию (102) множества (111; 811) последовательных блоков выборок, множество (111; 811) последовательных блоков, содержащее по меньшей мере один добавленный блок (103, 803) аудиовыборок, добавленный блок (103, 803), имеющий добавленные значения и значения аудиосигнала, преобразование (104) добавленного блока (103, 803) в спектральное представление, имеющее спектральные значения; модификацию (106) фаз спектральных значений для получения модифицированного спектрального представления (107) и преобразование (108) модифицированного спектрального представления (107) в модифицированный во временной области (105) аудиосигнал (109).
20. Компьютерная программа, имеющая программный код для осуществления способа по п.19, когда компьютерная программа выполняется на компьютере.