УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ ГАРМОНИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

1. Система для генерирования выходного сигнала из входного сигнала (312) с использованием коэффициента преобразования Т, которая включает:
a
- блок (602) окна анализа, применяющий окно (311) анализа длиной L и, таким образом, извлекающий кадр входного сигнала (312);
- блок (603) анализирующей трансформации порядка М (301), трансформирующий дискретные значения в М комплексных коэффициентов;
- блок (604) нелинейной обработки, изменяющий фазу комплексных коэффициентов с использованием коэффициента преобразования T;
- блок (605) синтезирующей трансформации порядка М, трансформирующий измененные коэффициенты в М измененных дискретных значений; и
s
- блок (606) окна синтеза, применяющий окно (321) синтеза длиной L к М измененным дискретным значениям и, таким образом, генерирующий кадр выходного сигнала;
где М основан на коэффициенте преобразования Т.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что разность между Ми средней длиной окна (311) анализа и окна (321) синтеза пропорциональна (T-1).
a
s
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что М больше или равно (TL+L)/2.
4. Система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что
- блок (603) анализирующей трансформации выполняет одно из следующих трансформаций: преобразование Фурье, быстрое преобразование Фурье, дискретное преобразование Фурье, вейвлетное преобразование; и
- блок (605) синтезирующей трансформации выполняет соответствующее обратное преобразование.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что дополнительно включает:
a
- блок (601) шага анализа, сдвигающий окно анализа по входному сигналу на шаг анализа из S дискретных значений и, таким образом, генерирующий последовательность кадров входного сигнала;
s
- блок (607) шага синтеза, сдвигающий последовательные кадры выходного сигнала на шаг синтеза из S дискретных значений; и
- блок (608) наложения-сложения, накладывающий и складывающий последовательные сдвинутые кадры выходных сигналов и, таким образом, генерирующий выходной сигнал.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что
- шаг синтеза в T раз больше шага анализа; и
- выходной сигнал соответствует входному сигналу, растянутому во времени посредством коэффициента преобразования Т.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что окно синтеза выводят из окна анализа и шага анализа.
8. Система по п.7, отличающаяся тем, что окно синтеза имеет вид формулы:
,
s
где ν(n) - окно синтеза,
a
ν(n) - окно анализа, и
Δt - шаг анализа.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что окно анализа и/или окно синтеза является одним из следующих окон:
- окно Гаусса;
-
косинусное окно;
- окно Хэмминга;
- окно Ханна;
- прямоугольное окно;
- окно Бартлетта;
- окна Блэкмана;
a
s
- окно, имеющее вид функции , 0≤n<L, где L - длина окна анализа L и/или длина окна синтеза L.
10. Система по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно включает блок (609) стягивания,
- увеличивающий частоту дискретизации выходного сигнала посредством порядка преобразования T и/или
- осуществляющий понижающую дискретизацию выходного сигнала посредством порядка преобразования T и в то же время поддерживающий частоту дискретизации неизменной;
таким образом, дающий преобразованный выходной сигнал.
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что
- шаг синтеза в T раз больше шага анализа; и
- преобразованный выходной сигнал соответствует входному сигналу, сдвинутому по частоте посредством коэффициента преобразования Т.
12. Система по п.1, отличающаяся тем, что изменение фазы включает умножение фазы на коэффициент преобразования T.
13. Система по п.10, отличающаяся тем, что дополнительно включает:
2
- второй блок (604) нелинейной обработки, изменяющий фазу комплексных коэффициентов путем использования второго коэффициента преобразования T и, таким образом, дающий кадр второго выходного сигнала; и
- второй блок (607) шага синтеза, сдвигающий последовательные кадры второго выходного сигнала на второй шаг синтеза и, таким образом, генерирующий второй выходной сигнал в блоке (608) наложения-сложения.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно включает
2
- второй блок (609) стягивания, использующий второй порядок преобразования T и, таким образом, дающий второй преобразованный выходной сигнал; и
- блок (502) комбинирования, объединяющий первый и второй преобразованные выходные сигналы.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что объединение первого и второго преобразованных выходных сигналов включает сложение дискретных значений первого и второго преобразованных выходных сигналов.
16. Система по п.14, отличающаяся тем, что
- блок (502) комбинирования взвешивает первый и второй преобразованные выходные сигналы перед объединением; и
- взвешивание выполняют так, чтобы энергия или энергия, приходящаяся на полосу пропускания, первого и второго преобразованных сигналов соответствовала энергии или соответственно энергии, приходящейся на полосу пропускания, входного сигнала.
17. Система по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно включает:
- блок выравнивания, смещающий во времени первый и второй преобразованные выходные сигналы перед их вхождением в блок комбинирования.
a
s
18. Система по п.17, отличающаяся тем, что смещение во времени зависит от порядка преобразования Т и/или длины окон L, где L=L=L.
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что смещение во времени определяют как .
20. Система по п.19, отличающаяся тем, что окно (321) анализа и окно (321) синтеза отличаются одно от другого и являются биортогональными друг относительно друга.
21. Система по п.20, отличающаяся тем, что z-преобразование окна (311) анализа имеет два нулевых значения на единичной окружности.
22. Система для генерирования выходного сигнала из входного сигнала (312) с использованием коэффициента преобразования Т, которая включает:
- блок (602) окна анализа, применяющий окно (311) анализа длиной L и, таким образом, извлекающий кадр входного сигнала (312);
- блок (603) анализирующей трансформации порядка М (301), трансформирующий дискретные значения в М комплексных коэффициентов;
- блок (604) нелинейной обработки, изменяющий фазу комплексных коэффициентов с использованием коэффициента преобразования T;
- блок (605) синтезирующей трансформации порядка М, трансформирующий измененные коэффициенты в М измененных дискретных значений; и
- блок (606) окна синтеза, применяющий окно (321) синтеза длиной L к М измененным дискретным значениям и, таким образом, генерирующий кадр выходного сигнала;
где окно (311) анализа и окно (321) синтеза отличаются одно от другого и являются биортогональными друг относительно друга.
23. Система декодирования принимаемого мультимедийного сигнала, включающего звуковой сигнал, где система включает систему по одному из пп.1-22 в виде блока (402) преобразования, где входной сигнал представляет собой низкочастотную составляющую звукового сигнала, а выходной сигнал представляет собой высокочастотную составляющую звукового сигнала.
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что дополнительно включает базовый декодер (401), предназначенный для декодирования низкочастотной составляющей звукового сигнала.
25. Система по п.24, отличающаяся тем, что базовый декодер (401) основан на одной из следующих схем кодирования: Dolby E, Dolby Digital, AAC.
26. Телеприставка, предназначенная для декодирования принимаемого мультимедийного сигнала, включающего звуковой сигнал; при этом телеприставка включает систему по одному из пп.1-22 в виде блока (402) преобразования, предназначенную для генерирования преобразованного выходного сигнала из звукового сигнала.
27. Способ преобразования входного сигнала (312) посредством коэффициента преобразования Т, который включает этапы, на которых:
a
- извлекают кадр дискретных значений входного сигнала (312) с использованием окна (311) анализа длиной L,
- трансформируют кадр входного сигнала из временной области в частотную область, получая М комплексных коэффициентов;
- изменяют фазу комплексных коэффициентов посредством коэффициента преобразования Т;
- трансформируют М измененных комплексных коэффициентов во временную область, получая М измененных дискретных значений; и
s
- генерируют кадр выходного сигнала с использованием окна (321) синтеза длиной L;
где М основан на коэффициенте преобразования T.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие этапы, на которых:
a
- окно анализа сдвигают на шаг анализа из S дискретных значений по входному сигналу, получая, таким образом, последовательность кадров входного сигнала;
s
- последовательные кадры сдвигают на шаг синтеза из S дискретных значений; и
- последовательные сдвинутые кадры выходных сигналов накладывают и складывают, и, таким образом, генерируют выходной сигнал.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что шаг синтеза в T раз больше шага анализа.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что также включает этап, на котором:
- выполняют конверсию частоты дискретизации выходного сигнала посредством порядка преобразования T, таким образом, получая преобразованный выходной сигнал.
31. Способ по п.29, отличающийся тем, что также включает этап, на котором:
- выполняют понижающую дискретизацию выходного сигнала посредством порядка преобразования Т с поддержанием частоты дискретизации неизменной, таким образом, получая преобразованный выходной сигнал.
32. Способ по одному из пп.28-31, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие этапы, на которых:
2
- изменяют фазы комплексных коэффициентов с использованием второго коэффициента преобразования Т, таким образом, получая кадр второго выходного сигнала;
- последовательные кадры второго выходного сигнала сдвигают на второй шаг синтеза и, таким образом, генерируют второй выходной сигнал путем наложения-сложения сдвинутых кадров второго выходного сигнала.
33. Способ по п.32, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие этапы, на которых:
2
- выполняют конверсию частоты дискретизации второго выходного сигнала посредством второго порядка преобразования T, что, таким образом, дает второй преобразованный выходной сигнал; и
- объединяют первый и второй преобразованные выходные сигналы, получая объединенный выходной сигнал.
34. Способ преобразования входного сигнала (312) посредством коэффициента преобразования Т, отличающийся тем, что включает следующие этапы, на которых:
- извлекают кадр дискретных значений входного сигнала (312) с использованием окна (311) анализа длиной L;
- трансформируют кадр входного сигнала из временной области в частотную область, получая М комплексных коэффициентов;
- изменяют фазы комплексных коэффициентов посредством коэффициента преобразования T;
- трансформируют М измененных комплексных коэффициентов во временную область, получая М измененных дискретных значений; и
- генерирование кадра выходного сигнала с использованием окна (321) синтеза длиной L;
где окно (311) анализа и окно (321) синтеза отличаются одно от другого и являются биортогональными друг относительно друга, и где z-преобразование окна (311) анализа имеет два нулевых значения на единичной окружности.
s
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что окно (321) синтеза ν(n) имеет вид:
, 0≤n<L,
a
s
где с - константа, ν(n) - окно (311) анализа, Δt - шаг по времени окна (321) синтеза, и s(n) имеет вид:
s
, 0≤m<Δt.
36. Способ по пп.34 и 35, отличающийся тем, что окно анализа представляет собой квадратичное синусное окно, полученное при помощи свертки двух синусных окон.
37. Способ по пп.34 и 35, отличающийся тем, что окно анализа длиной L определяют путем
- свертки двух синусных окон длиной L, дающей квадратичное синусное окно длиной 2L-1;
- присоединения нулевого значения к квадратичному синусному окну, дающего базовое окно длиной 2L; и
- передискретизации базового окна с использованием линейной интерполяции, дающей в качестве окна анализа окно с четной симметрией длиной L.