專利名稱：信號(hào)處理裝置及方法、編碼裝置及方法、解碼裝置及方法、以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理裝置及信號(hào)處理方法、編碼器及編碼方法、解碼器及解碼方法、以及程序，并且更具體地涉及用于通過(guò)擴(kuò)展頻帶來(lái)再現(xiàn)具有改進(jìn)的音質(zhì)的音樂信號(hào)的信號(hào)處理裝置及信號(hào)處理方法、編碼器及編碼方法、解碼器及解碼方法、以及程序。
背景技術(shù)：
近來(lái)，用于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)分發(fā)音樂數(shù)據(jù)的音樂分發(fā)服務(wù)已經(jīng)有所增加。音樂分發(fā)服務(wù)分發(fā)通過(guò)對(duì)音樂信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得的編碼數(shù)據(jù)，作為音樂數(shù)據(jù)。作為音樂信號(hào)的編碼方法，以下編碼方法已被廣泛使用所述方法抑制編碼數(shù)據(jù)文件大小以減小比特率，從而節(jié)省下載時(shí)間。
音樂信號(hào)的這種編碼方法大體上分為諸如MP3 (MPEG (運(yùn)動(dòng)圖片專家組)音頻層3)(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS0/IEC 11172-3)的編碼方法、以及諸如HE-AAC (高效MPEG4 AAC)(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS0/IEC 14496-3)的編碼方法。MP3所代表的編碼方法消除了音樂信號(hào)中的人類幾乎感覺不到的具有大約15kHz或大于15kHz的高頻帶(在下文中稱為高帶)的信號(hào)分量，并且對(duì)其余的低頻帶(在下文中稱為低帶)的信號(hào)分量進(jìn)行編碼。因此，該編碼方法被稱為高帶消除編碼方法。這種高帶消除編碼方法能夠抑制編碼數(shù)據(jù)的文件大小。然而，由于人類可以輕微地感知高帶中的聲音，因此，如果根據(jù)通過(guò)對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼而獲得的解碼音樂信號(hào)產(chǎn)生聲音并輸出聲音，則會(huì)遭受音質(zhì)的損失，由此,損失了原始聲音的真實(shí)感并且出現(xiàn)諸如聲音模糊的音質(zhì)退化。與此不同，HE-AAC所代表的編碼方法從高帶的信號(hào)分量提取特定信息，并且結(jié)合低帶的信號(hào)分量對(duì)該信息進(jìn)行編碼。以下將該編碼方法稱為高帶特征編碼方法。由于高帶特征編碼方法僅對(duì)高帶的信號(hào)分量的特征信息進(jìn)行編碼，作為關(guān)于高帶的信號(hào)分量的信息，所以抑制了音質(zhì)的退化并且可以提高編碼效率。在對(duì)高帶特征編碼方法所編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼時(shí)，對(duì)特征信息和低帶的信號(hào)分量進(jìn)行解碼，并且根據(jù)被解碼后的特征信息和低帶的信號(hào)分量產(chǎn)生高帶的信號(hào)分量。因此，將以下技術(shù)稱為帶擴(kuò)展技術(shù)其通過(guò)根據(jù)低帶的信號(hào)分量產(chǎn)生高帶的信號(hào)分量來(lái)擴(kuò)展高帶的信號(hào)分量的頻帶。作為帶擴(kuò)展方法的應(yīng)用示例，在對(duì)高帶消除編碼方法所編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼后，進(jìn)行后處理。在后處理中，編碼時(shí)的高帶信號(hào)分量損失是從解碼的低帶信號(hào)分量生成的，從而擴(kuò)展了低帶的信號(hào)分量的頻帶(參見專利文獻(xiàn)I)。現(xiàn)有技術(shù)的頻帶擴(kuò)展方法以下將稱為專利文獻(xiàn)I的帶擴(kuò)展方法。在專利文獻(xiàn)I的帶擴(kuò)展方法中，裝置通過(guò)將解碼后的低帶的信號(hào)分量設(shè)置為輸入信號(hào)來(lái)根據(jù)輸入信號(hào)的功率譜估計(jì)高帶的功率譜(下文中，適當(dāng)?shù)胤Q為高帶的頻率包絡(luò))，并且根據(jù)低帶的信號(hào)分量產(chǎn)生具有高帶的頻率包絡(luò)的高帶的信號(hào)分量。圖I示出了作為輸入信號(hào)的解碼后的低帶的功率譜和估計(jì)的高帶的頻率包絡(luò)的示例。在圖I中，豎直軸示出了作為對(duì)數(shù)的功率，并且水平軸示出了頻率。裝置根據(jù)關(guān)于輸入信號(hào)的編碼系統(tǒng)的種類以及信息(諸如采樣速率、比特率等)(下文中稱為邊信息)確定高帶的信號(hào)分量的低帶中的頻帶(下文中稱為擴(kuò)展起始帶)。接著，裝置將作為低帶的信號(hào)分量的輸入信號(hào)分割為多個(gè)子帶信號(hào)。裝置獲得分割后的多個(gè)子帶信號(hào)，即，獲得了在比擴(kuò)展起始帶低的低帶側(cè)(在下文中簡(jiǎn)稱為低帶側(cè))的多個(gè)子帶信號(hào)的每個(gè)功率的時(shí)間方向上的各個(gè)組(在下文中稱為組功率)的平均。如圖I中示出的，根據(jù)這些裝置，假定低帶側(cè)的多個(gè)子帶的信號(hào)的各個(gè)組功率的平均是功率，并且使得擴(kuò)展起始帶的較低端的頻率為頻率的點(diǎn)是起始點(diǎn)。裝置估計(jì)通過(guò)起始點(diǎn)的預(yù)定斜率的基本直線作為高于擴(kuò)展起始帶的高帶(在下文中，簡(jiǎn)稱為高帶側(cè))的頻率包絡(luò)。此外，可以由用戶調(diào)整起始點(diǎn)的功率方向上的位置。裝置根據(jù)低帶側(cè)的子帶的多個(gè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生高帶側(cè)的子帶的多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)，作為估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)。裝置將高帶側(cè)的子帶的多個(gè)產(chǎn)生的信號(hào)彼此相加成高帶的信號(hào)分量，并且將低帶的信號(hào)分量彼此相加以輸出相加的信號(hào)分量。因此 ，擴(kuò)展頻帶后的音樂信號(hào)接近于原始音樂信號(hào)。然而，可以產(chǎn)生更好質(zhì)量的音樂信號(hào)。專利文獻(xiàn)I中公開的帶擴(kuò)展方法具有以下優(yōu)點(diǎn)在對(duì)關(guān)于各種高帶消除編碼方法的編碼數(shù)據(jù)以及各種比特率的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼之后，針對(duì)音樂信號(hào)可以擴(kuò)展頻帶。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利申請(qǐng)公開第2008-139844號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題因此，可以改進(jìn)專利文獻(xiàn)I中公開的帶擴(kuò)展方法，在于估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)是預(yù)定斜率的基本直線，即，頻率包絡(luò)的形狀是固定的。換言之，音樂信號(hào)的功率譜具有各種形狀，并且音樂信號(hào)具有許多以下情況專利文獻(xiàn)I中所公開的帶擴(kuò)展方法所估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)顯著地偏離。圖2示出了隨著用力擊打一次鼓而具有時(shí)間上快速變化的起奏音樂信號(hào)(起奏音樂信號(hào))的原始功率譜的示例。此外，圖2還示出了通過(guò)用專利文獻(xiàn)I中公開的帶擴(kuò)展方法將起奏相對(duì)音樂信號(hào)的低帶側(cè)的信號(hào)分量設(shè)置為輸入信號(hào)來(lái)根據(jù)輸入信號(hào)估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)。如圖2中所示出的，起奏音樂信號(hào)的原始高帶側(cè)的功率譜具有基本上平坦的形狀。與此不同，估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)具有預(yù)定的負(fù)斜率，并且即使該頻率被調(diào)節(jié)為具有接近原始功率譜的功率，該功率與原始功率譜之間的差也隨著頻率變高而變大。因此，在專利文獻(xiàn)I中公開的帶擴(kuò)展方法中，估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)不能夠以高精確度再現(xiàn)原始高帶側(cè)的頻率包絡(luò)。因此，如果擴(kuò)展頻帶后的來(lái)自音樂信號(hào)的聲音被再現(xiàn)和輸出，則聲音的清晰度在聽覺上低于原始聲音。此外，在如上所述的HE-AAC等高帶特征編碼方法中，高帶側(cè)的頻率包絡(luò)用作編碼的高帶信號(hào)分量的特征信息。然而，需要在解碼側(cè)以高精確度再現(xiàn)原始高帶側(cè)的頻率包絡(luò)。
本發(fā)明是考慮了這樣的情況而做出的，并且通過(guò)擴(kuò)展頻帶來(lái)提供具有更好音質(zhì)的
音樂信號(hào)。問(wèn)題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的第一方面的信號(hào)處理裝置包括解復(fù)用單元，其將輸入編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；低帶解碼單元，其對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；選擇單元，其在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中，選擇基于系數(shù)信息獲得的系數(shù)表；擴(kuò)展和縮小單元，其刪除一些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于一些子帶的系數(shù)來(lái)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表；高帶子帶功率計(jì)算單元，其基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表來(lái)計(jì)算構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；以及高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，其基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生高帶信號(hào)。
擴(kuò)展和縮小單元可以復(fù)制包括在系數(shù)表中的具有最高頻率的子帶的系數(shù)，以及將所復(fù)制的系數(shù)設(shè)置為頻率高于最高頻率的子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表。擴(kuò)展和縮小單元可以從系數(shù)表中刪除下述子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表所述子帶的頻率高于所述高帶子帶信號(hào)的子帶之中的具有最高頻率的子帶的頻率。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的信號(hào)處理方法或程序包括步驟將輸入編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中，選擇基于系數(shù)信息獲得的系數(shù)表；刪除一些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于一些子帶的系數(shù)生成預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表；基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，計(jì)算構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)來(lái)生成高帶信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，輸入的編碼數(shù)據(jù)被解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；低帶編碼數(shù)據(jù)被解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；從用于產(chǎn)生高帶信號(hào)并且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表中，選擇了基于系數(shù)信息獲得的系數(shù)表；刪除了某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)產(chǎn)生了預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表；基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，計(jì)算了構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；以及基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生高帶信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號(hào)處理裝置包括子帶分割單元，其產(chǎn)生輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)、以及輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)；擴(kuò)展和縮小單元，其刪除某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，該系數(shù)表具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；偽高帶子帶功率計(jì)算單元，其基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)，來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率是高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；選擇單元，其將高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；以及產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生包括用于獲取所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息的數(shù)據(jù)。擴(kuò)展和縮小單元可以復(fù)制包括在系數(shù)表中的具有最高頻率的子帶的系數(shù)，并且將所復(fù)制的系數(shù)設(shè)置為頻率高于最高頻率的子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表。
擴(kuò)展和縮小單元可以從系數(shù)表中刪除下述子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表所述子帶的頻率高于高帶子帶信號(hào)的子帶之中的具有最高頻率的子帶的頻率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號(hào)處理方法或程序包括步驟生成輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)、以及輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)；刪除某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)生成預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，該系數(shù)表具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率是高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；將高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與偽高帶子帶功率相互比較并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；以及生成包括用于獲取所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，產(chǎn)生了輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)、以及輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)；刪除了某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)產(chǎn)生了預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，該系數(shù)表具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)，針對(duì)高帶側(cè)的各個(gè)子帶 計(jì)算偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率是高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；對(duì)高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與偽高帶子帶功率相互比較并且選擇了多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；以及產(chǎn)生了包括用于獲取所選系數(shù)表的系數(shù)信息的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面的解碼器包括解復(fù)用單元，其將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；低帶解碼單元，其對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；選擇單元，其在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)并且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選取基于該系數(shù)信息獲得的系數(shù)表；擴(kuò)展和縮小單元，其刪除某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表；高帶子帶功率計(jì)算單元，其基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，計(jì)算構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，其基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生高帶信號(hào)；以及合成單元，其將低帶信號(hào)和高帶信號(hào)彼此合成以產(chǎn)生輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面的解碼方法包括步驟將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)并且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選擇基于該系數(shù)信息獲得的系數(shù)表；刪除某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)生成預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表；基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，計(jì)算構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)來(lái)生成高帶信號(hào)；以及將低帶信號(hào)和高帶信號(hào)彼此合成以產(chǎn)生輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，輸入的編碼數(shù)據(jù)被解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)并且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選擇基于該系數(shù)信息獲得的系數(shù)表；刪除了某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)產(chǎn)生了預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表；基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，計(jì)算了構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)產(chǎn)生了高帶信號(hào)；以及低帶信號(hào)和高帶信號(hào)被彼此合成以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面的編碼器包括子帶分割單元，其產(chǎn)生輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)、以及輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)；擴(kuò)展和縮小單元，其刪除某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，該系數(shù)表具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；偽高帶子帶功率計(jì)算單元，其基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率是高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；選擇單元，其將高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；高帶編碼單元，其對(duì)用于獲取所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生高帶編碼數(shù)據(jù)；低帶編碼單元，其對(duì)輸入信號(hào)的低帶信號(hào)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生低帶編碼數(shù)據(jù)；以及復(fù)用單元，其將低帶編碼數(shù)據(jù)與高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生輸出代碼串。根據(jù)本發(fā)明的第四方面的編碼方法包括步驟生成輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)、以及輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)；刪除某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)生成預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，該系數(shù)表具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率是高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；將高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)； 對(duì)用于獲取所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生高帶編碼數(shù)據(jù)；對(duì)輸入信號(hào)的低帶信號(hào)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生低帶編碼數(shù)據(jù)；以及將低帶編碼數(shù)據(jù)與高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生輸出代碼串。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，產(chǎn)生了輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)、以及輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)；刪除了某些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或基于某些子帶的系數(shù)產(chǎn)生了預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，該系數(shù)表具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)，針對(duì)高帶側(cè)的各個(gè)子帶計(jì)算偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率是高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；將高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇了多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；對(duì)用于獲取所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生高帶編碼數(shù)據(jù)；對(duì)輸入信號(hào)的低帶信號(hào)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生低帶編碼數(shù)據(jù)；以及將低帶編碼數(shù)據(jù)與高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生輸出代碼串。本發(fā)明的效果根據(jù)第一實(shí)施例至第四實(shí)施例，可以通過(guò)擴(kuò)展頻帶來(lái)以高音質(zhì)再現(xiàn)音樂信號(hào)。


圖I是示出了對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行解碼后的低帶的功率譜和估計(jì)的高帶的頻率包絡(luò)的示例的視圖。圖2是示出了根據(jù)時(shí)間的快速變化的起奏音樂信號(hào)的原始功率譜的示例的視圖。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的頻帶擴(kuò)展裝置的功能配置示例的框圖。圖4是示出了圖3中的頻帶擴(kuò)展裝置進(jìn)行的頻帶擴(kuò)展處理的示例的流程圖。圖5是示出了輸入到圖3中的頻帶擴(kuò)展裝置的信號(hào)的功率譜的布置以及帶通濾波器的頻率軸上的布置的視圖。
圖6是示出了圖示聲音區(qū)域的頻率特征和估計(jì)的高帶的功率譜的示例的視圖；圖7是示出了輸入到圖3中的頻帶擴(kuò)展裝置的信號(hào)的功率譜的示例的視圖。圖8是示出了在對(duì)圖7中的輸入信號(hào)進(jìn)行升降后的功率矢量的示例的視圖。圖9是示出了系數(shù)學(xué)習(xí)裝置的功能配置示例的框圖，該系數(shù)學(xué)習(xí)裝置用于進(jìn)行圖3中的頻帶擴(kuò)展裝置的高帶信號(hào)產(chǎn)生電路中使用的系數(shù)的學(xué)習(xí)。圖10是描述了由圖9中的系數(shù)學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行的系數(shù)學(xué)習(xí)處理的示例的流程圖。圖11是示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的編碼器的功能配置示例的框圖。圖12是描述了由圖11中的編碼器進(jìn)行的編碼處理的示例的流程圖。
圖13是示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的解碼器的功能配置示例的框圖。圖14是描述了由圖13中的解碼器進(jìn)行的解碼處理的示例的流程圖。圖15是示出了系數(shù)學(xué)習(xí)裝置的功能配置示例的框圖，該系數(shù)學(xué)習(xí)裝置用于進(jìn)行圖11中的編碼器的高帶編碼電路中使用的代表矢量的學(xué)習(xí)以及進(jìn)行圖13中的解碼器的高帶解碼電路中使用的解碼的高帶子帶功率估計(jì)系數(shù)的學(xué)習(xí)。圖16是描述了由圖15中的系數(shù)學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行的系數(shù)學(xué)習(xí)處理的示例的流程圖。圖17是示出了圖11中的編碼器輸出的編碼串的示例的圖。圖18是示出了編碼器的功能配置示例的框圖。圖19是描述了編碼處理的流程圖。圖20是示出了解碼器的功能配置示例的框圖。圖21是描述了解碼處理的流程圖。圖22是描述了編碼處理的流程圖。圖23是描述了解碼處理的流程圖。圖24是描述了編碼處理的流程圖。圖25是描述了編碼處理的流程圖。圖26是描述了編碼處理的流程圖。圖27是描述了編碼處理的流程圖。圖28是示出了系數(shù)學(xué)習(xí)裝置的配置示例的視圖。圖29是描述了系數(shù)學(xué)習(xí)處理的流程圖。圖30是示出了系數(shù)表的圖。圖31是示出了系數(shù)表的擴(kuò)展的圖。圖32是示出了系數(shù)表的縮小的圖。圖33是示出了編碼器的功能配置示例的框圖。圖34是描述了編碼處理的流程圖。圖35是示出了解碼器的功能配置示例的框圖。圖36是描述了解碼處理的流程圖。圖37是示出了使用混合學(xué)習(xí)來(lái)共享系數(shù)表的圖。圖38是示出了系數(shù)學(xué)習(xí)裝置的配置示例的視圖。圖39是描述了系數(shù)學(xué)習(xí)處理的流程圖。圖40是示出了通過(guò)程序執(zhí)行應(yīng)用本發(fā)明的處理的計(jì)算機(jī)的硬件的配置示例的框圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。此外，按以下順序進(jìn)行其描述。I.第一實(shí)施例(當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于頻帶擴(kuò)展裝置時(shí))2.第二實(shí)施例(當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于編碼器和解碼器時(shí))3.第三實(shí)施例(當(dāng)系數(shù)索引包括在高帶編碼數(shù)據(jù)中時(shí))4.第四實(shí)施例(當(dāng)系數(shù)索引與偽高帶子帶功率之間的差包括在高帶編碼數(shù)據(jù)中時(shí))5.第五實(shí)施例(當(dāng)使用估計(jì)值來(lái)選擇系數(shù)索引時(shí))
6.第六實(shí)施例(當(dāng)系數(shù)的一部分公用時(shí))7.第七實(shí)施例(在擴(kuò)展或縮小系數(shù)表的情況下)8.第八實(shí)施例(在使用具有不同條件的寬帶指示信號(hào)來(lái)執(zhí)行學(xué)習(xí)的情況下)〈I.第一實(shí)施例>在第一實(shí)施例中，關(guān)于通過(guò)對(duì)用高帶消除編碼方法得到的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼而獲得的解碼后的低帶的信號(hào)分量，執(zhí)行擴(kuò)展頻帶的處理(在下文中稱為頻帶擴(kuò)展處理)。[頻帶擴(kuò)展裝置的功能配置示例]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的頻帶擴(kuò)展裝置的功能配置示例。頻帶擴(kuò)展裝置10通過(guò)將解碼后的低帶的信號(hào)分量設(shè)置為輸入信號(hào)而關(guān)于輸入信號(hào)進(jìn)行頻帶擴(kuò)展處理，并且輸出由該結(jié)果獲得的頻帶擴(kuò)展處理后的信號(hào)作為輸出信號(hào)。頻帶擴(kuò)展裝置10包括低通濾波器11、延遲電路12、帶通濾波器13、特征量計(jì)算電路14、高帶子帶功率估計(jì)電路15、高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16、高通濾波器17和信號(hào)加法器18。低通濾波器11通過(guò)預(yù)定截止頻率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波并且向延遲電路12提供低帶信號(hào)分量(其是低帶的信號(hào)分量)作為濾波后的信號(hào)。由于當(dāng)將來(lái)自低通濾波器11的低帶信號(hào)分量與稍后將描述的高帶信號(hào)分量彼此相加時(shí)使延遲電路12同步，所以其將低帶信號(hào)分量?jī)H延遲了特定時(shí)間，并且該低帶信號(hào)分量被提供至信號(hào)加法器18。帶通濾波器13包括具有彼此不同的通帶的帶通濾波器13-1到13-N。帶通濾波器13-i (I ( i SN)使輸入信號(hào)的預(yù)定通帶的信號(hào)通過(guò)，并且將通過(guò)的信號(hào)作為多個(gè)子帶信號(hào)中的一個(gè)提供給特征量計(jì)算電路14和高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16。特征量計(jì)算電路14通過(guò)使用輸入信號(hào)和來(lái)自帶通濾波器13的多個(gè)子帶信號(hào)中的至少任意一個(gè)來(lái)計(jì)算一個(gè)或更多個(gè)特征量，并且將計(jì)算的特征量提供給高帶子帶功率估計(jì)電路15。在本文中，特征量是表示作為信號(hào)的輸入信號(hào)的特征的信息。高帶子帶功率估計(jì)電路15基于來(lái)自特征量計(jì)算電路14的一個(gè)或更多個(gè)特征量來(lái)計(jì)算作為每個(gè)高帶子帶的高帶子帶信號(hào)的功率的、高帶子帶功率的估計(jì)值，并且將計(jì)算的估計(jì)值提供給高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16。高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16基于來(lái)自帶通濾波器13的多個(gè)子帶信號(hào)和來(lái)自高帶子帶功率估計(jì)電路15的多個(gè)高帶子帶功率的估計(jì)值，來(lái)產(chǎn)生作為高帶的信號(hào)分量的高帶信號(hào)分量，并且將產(chǎn)生的高帶信號(hào)分量提供給高通濾波器17。高通濾波器17使用與低通濾波器11中的截止頻率對(duì)應(yīng)的截止頻率對(duì)來(lái)自高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16的高帶信號(hào)分量進(jìn)行濾波，并且將經(jīng)濾波的高帶信號(hào)分量提供給信號(hào)加法器18。信號(hào)加法器18將來(lái)自延遲電路12的低帶信號(hào)分量與來(lái)自高通濾波器17的高帶信號(hào)分量相加，并且輸出相加的分量作為輸出信號(hào)。此外，在圖3中的配置中，為了獲得子帶信號(hào)，應(yīng)用了帶通濾波器13，但不限于此。例如，可以應(yīng)用專利文獻(xiàn)I中公開的帶分割濾波器。此外，同樣地，在圖3中的配置中，應(yīng)用了信號(hào)加法器18以合成子帶信號(hào)，但是不限于此。例如，可以應(yīng)用專利文獻(xiàn)I中公開的帶合成濾波器。[頻帶擴(kuò)展裝置的頻帶擴(kuò)展處理]接下來(lái)，參照?qǐng)D4中的流程圖，將描述由圖3中的頻帶擴(kuò)展裝置進(jìn)行的頻帶擴(kuò)展處 理。在步驟SI中，低通濾波器11通過(guò)預(yù)定截止頻率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，并且將低帶信號(hào)分量作為濾波后的信號(hào)提供給延遲電路12。低通濾波器11可以設(shè)置任選頻率作為截止頻率。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，作為下述的擴(kuò)展起始帶，低通濾波器可以通過(guò)設(shè)置預(yù)定頻率而被設(shè)置為對(duì)應(yīng)于擴(kuò)展起始帶的低端的頻率。因此，低通濾波器11將作為比擴(kuò)展起始帶更低的帶的信號(hào)分量的低帶信號(hào)分量提供給延遲電路12，作為濾波后的信號(hào)。此外，低通濾波器11可以響應(yīng)于編碼參數(shù)(如高帶消除編碼方法或輸入信號(hào)的比特率等)將最優(yōu)頻率設(shè)置為截止頻率。作為編碼參數(shù)，例如，可以使用專利文獻(xiàn)I中公開的帶擴(kuò)展方法中采用的邊信息。在步驟S2中，延遲電路12將來(lái)自低通濾波器11的低帶信號(hào)分量?jī)H延遲了特定延長(zhǎng)時(shí)間，并且將延遲的低帶信號(hào)分量提供給信號(hào)加法器18。在步驟S3中，帶通濾波器13 (帶通濾波器13-1至13_N)將輸入信號(hào)分割成多個(gè)子帶信號(hào)并且將分割后的多個(gè)子帶信號(hào)中的每個(gè)提供給特征量計(jì)算電路14和高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16。此外，下面將描述由帶通濾波器13進(jìn)行的輸入信號(hào)的分割處理。在步驟S4中，特征量計(jì)算電路14通過(guò)輸入信號(hào)和來(lái)自帶通濾波器13的多個(gè)子帶信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)計(jì)算一個(gè)或更多個(gè)特征量，并且將計(jì)算的特征量提供給高帶子帶功率估計(jì)電路15。此外，下面將詳細(xì)描述由特征量計(jì)算電路14進(jìn)行的對(duì)特征量的計(jì)算處理。在步驟S5中，高帶子帶功率估計(jì)電路15基于一個(gè)或更多個(gè)特征量來(lái)計(jì)算多個(gè)高帶子帶功率的估計(jì)值，并且將計(jì)算的估計(jì)值從特征量計(jì)算電路14提供給高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16。此外，下面將詳細(xì)地描述由高帶子帶功率估計(jì)電路15進(jìn)行的對(duì)高帶子帶功率的估計(jì)值的計(jì)算處理。在步驟S6中，高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16基于來(lái)自帶通濾波器13的多個(gè)子帶信號(hào)和來(lái)自高帶子帶功率估計(jì)電路15的多個(gè)高帶子帶功率的估計(jì)值來(lái)產(chǎn)生高帶信號(hào)分量，并且將產(chǎn)生的高帶信號(hào)分量提供給高通濾波器17。在該情況下，高帶信號(hào)分量是比擴(kuò)展起始帶更高的帶的信號(hào)分量。此外，下面將詳細(xì)描述由高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16進(jìn)行的高帶信號(hào)分量的
產(chǎn)生處理。在步驟S7中，高通濾波器17通過(guò)對(duì)來(lái)自高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16的高帶信號(hào)分量進(jìn)行濾波來(lái)去除高帶信號(hào)分量中包括的低帶中的諸如假頻(alias)分量的噪聲，并且將該高帶信號(hào)分量提供給信號(hào)加法器18。在步驟S8中，信號(hào)加法器18將來(lái)自延遲電路12的低帶信號(hào)分量和來(lái)自高通濾波器17的高帶信號(hào)分量彼此相加，并且將相加后的分量作為輸出信號(hào)輸出。根據(jù)上述處理，可以關(guān)于解碼后的低帶的信號(hào)分量來(lái)擴(kuò)展頻帶。接下來(lái)，將描述針對(duì)圖4中的流程圖的步驟S3到S6的每個(gè)處理的說(shuō)明。[由帶通濾波器進(jìn)行的處理的描述]首先，將描述圖4的流程圖中的步驟S3中由帶通濾波器13進(jìn)行的處理。此外，為了便于說(shuō)明，如下所述，假設(shè)帶通濾波器13的數(shù)目N為N=4。
例如，假定通過(guò)將輸入信號(hào)的奈奎斯特(Nyquist)頻率分成16個(gè)部分而獲得的16個(gè)子帶中的一個(gè)子帶是擴(kuò)展起始帶，并且16個(gè)子帶中的比擴(kuò)展起始帶更低的帶的4個(gè)子帶中的每個(gè)是帶通濾波器13-1至13-4的每個(gè)通帶。圖5示出了關(guān)于對(duì)于帶通濾波器13-1至13-4的每個(gè)通帶的每個(gè)頻率軸的布置。如圖5中示出的,如果假定從比擴(kuò)展起始帶更低的帶的頻帶(子帶)的高帶開始的第一子帶的索引是Sb，第二子帶的索引是sb-Ι，并且第I子帶的索引是sb-(I-l)，帶通濾波器13-1到13-4中的每個(gè)指定低于擴(kuò)展起始帶的低帶的子帶中的索引為sb至sb-3的每個(gè)子帶作為通帶。在本實(shí)施例中，帶通濾波器13-1至13-4的每個(gè)通帶是通過(guò)將輸入信號(hào)的奈奎斯特頻率分割成16個(gè)部分而獲得的16個(gè)子帶的4個(gè)預(yù)定子帶，但是不限于此，并且可以是通過(guò)將輸入信號(hào)的奈奎斯特頻率分割成256個(gè)部分而獲得的256個(gè)子帶中的4個(gè)預(yù)定子帶。此外，帶通濾波器13-1至13-4的每個(gè)帶寬可以彼此不同。[由特征量計(jì)算電路進(jìn)行的處理的描述]接下來(lái)，將描述圖4中的流程圖的步驟S4中由特征量計(jì)算電路14進(jìn)行的處理。特征量計(jì)算電路14通過(guò)使用輸入信號(hào)和來(lái)自帶通濾波器13的多個(gè)子帶信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)計(jì)算所使用的一個(gè)或更多個(gè)特征量，以使得高帶子帶功率估計(jì)電路15計(jì)算高帶子帶功率的估計(jì)值。更詳細(xì)地，特征量計(jì)算電路14針對(duì)來(lái)自帶通濾波器13的4個(gè)子帶信號(hào)的每個(gè)子帶計(jì)算子帶信號(hào)的功率(在下文中稱為低帶子帶功率)作為特征量，并且將計(jì)算的子帶信號(hào)的功率提供給高帶子帶功率估計(jì)電路15。換言之，特征量計(jì)算電路14通過(guò)使用以下公式(I)、根據(jù)從帶通濾波器13提供的4個(gè)子帶信號(hào)X (ib, η)來(lái)計(jì)算預(yù)定時(shí)間巾貞J中的低帶子帶功率power (ib, J)。本文中，ib是子帶的索引，η被表示為離散時(shí)間的索引。此外，一個(gè)幀的樣本的數(shù)量被表示為FSIZE，并且功率被表示為分貝。[公式I]
f/W*H》FSKE-1\IPowerCibfJ) =10iof10| I ib. n)2 /FSIZE 卜
IX η 鮮SIZE/J
Csb-3<ib<sb)
載蓽m《I )因此，將由特征量計(jì)算電路14獲得的低帶子帶功率p0Wer(ib，J)作為特征量提供給高帶子帶功率估計(jì)電路15。[由高帶子帶功率估計(jì)電路進(jìn)行的處理的描述]接下來(lái)，將描述圖4中的流程圖的步驟S5的由高帶子帶功率估計(jì)電路15進(jìn)行的處理。高帶子帶功率估計(jì)電路15基于從特征量計(jì)算電路14提供的4個(gè)子帶功率，來(lái)計(jì)算將在索引為sb+Ι的子帶(擴(kuò)展起始帶)之后被擴(kuò)展的帶(頻率擴(kuò)展帶)的子帶功率(高帶子帶功率)的估計(jì)值。S卩，如果高帶子帶功率估計(jì)電路15認(rèn)為頻率擴(kuò)展帶的最大帶的子帶的索引為eb，則關(guān)于索引從sb+Ι到eb的子帶來(lái)估計(jì)(eb-sb)個(gè)子帶功率。
在頻率擴(kuò)展帶中，使用從特征量計(jì)算電路14提供的4個(gè)子帶功率power(ib, j),通過(guò)以下公式(2)表示索引為ib的子帶功率的估計(jì)值powerest (ib, J)。[公式2]
/ Sb\ DQwerest (sb, J) =I Σ IAib(kb)power (kb, J)} 'i+ilbv\ kb=sb-3J
CJ*FSIZE<n<CJ+1) FSlZE-I, sb+1 <ib<eb)
· · ( 2 )本文中，在公式(2)中，系數(shù)Aib (kb)以及Bib是對(duì)于各個(gè)子帶ib具有不同值的系數(shù)。系數(shù)Aib (kb)以及Bib是這樣的系數(shù)其被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置以獲得關(guān)于各個(gè)輸入信號(hào)的適當(dāng)值。此外，系數(shù)Aib(kb)以及Bib還通過(guò)改變子帶sb而改變?yōu)樽顑?yōu)值。下面將描述Aib(kb)以及Bib的推導(dǎo)。在公式(2)中，高帶子帶功率的估計(jì)值是使用來(lái)自帶通濾波器13的多個(gè)子帶信號(hào)中的每個(gè)的功率、通過(guò)基本線性組合來(lái)計(jì)算的，但是不限于此，例如，可以使用時(shí)間幀J之前和之后的幀的多個(gè)低帶子帶功率的線性組合來(lái)計(jì)算，并且可以使用非線性函數(shù)來(lái)計(jì)算。如上所述，將由高帶子帶功率估計(jì)電路15計(jì)算的高帶子帶功率的估計(jì)值提供給將要描述的高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16。[由高帶信號(hào)產(chǎn)生電路進(jìn)行的處理的描述]接下來(lái)，將對(duì)圖4中的流程圖的步驟S6中由高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16進(jìn)行的處理進(jìn)行描述。高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16根據(jù)從帶通濾波器13提供的多個(gè)子帶信號(hào)，基于上述公式(I)來(lái)計(jì)算每個(gè)子帶的低帶子帶功率power (ib，J)。高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16使用所計(jì)算的多個(gè)低帶子帶功率power (ib, J)以及由高帶子帶功率估計(jì)電路15基于上述公式(2)計(jì)算的高帶子帶功率的估計(jì)值PowerestQb, J),通過(guò)下述公式(3)來(lái)獲得增益量G(ib, J)。[公式3]j|j j) _ {(power06t(ib, J)-powerCsbtapCib), J))^20}
(J寧FSIZESn<(J+1) FSIZE-1,sb+1<ib<eb)
* * * (3)
本文中，在公式(3)中，sb_(ib)表示在子帶ib被認(rèn)為是原始圖的子帶的情況下的原始圖的子帶的索引，并且由以下公式4表示。[公式4]
權(quán)利要求
1.ー種信號(hào)處理裝置，包括 解復(fù)用單元，所述解復(fù)用単元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息； 低帶解碼単元，所述低帶解碼單元對(duì)所述低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；選擇單元，所述選擇単元在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選擇基于所述系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表； 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表，或者基于ー些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展所述系數(shù)表； 高帶子帶功率計(jì)算單元，所述高帶子帶功率計(jì)算單元基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，來(lái)計(jì)算構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；以及 高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元基于所述高帶子帶功率和所述低帶子帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)處理裝置，其中，所述擴(kuò)展和縮小單元對(duì)包括在所述系數(shù)表中的具有最高頻率的子帶的系數(shù)進(jìn)行復(fù)制，并且將所述復(fù)制的系數(shù)設(shè)置為頻率高于所述最高頻率的子帶的系數(shù)，以擴(kuò)展所述系數(shù)表。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)處理裝置，其中，所述擴(kuò)展和縮小單元從所述系數(shù)表中刪除下述子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表所述子帶的頻率高于所述高帶子帶信號(hào)的子帶之中的具有最高頻率的子帶的頻率。
4.ー種信號(hào)處理裝置的信號(hào)處理方法，所述信號(hào)處理裝置包括 解復(fù)用單元，所述解復(fù)用単元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息， 低帶解碼単元，所述低帶解碼單元對(duì)所述低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)，選擇單元，所述選擇単元在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選擇基于所述系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表， 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表，或者基于ー些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展所述系數(shù)表， 高帶子帶功率計(jì)算單元，所述高帶子帶功率計(jì)算單元基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，來(lái)計(jì)算構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率，以及 高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元基于所述高帶子帶功率和所述低帶子帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)， 所述方法包括步驟 使所述解復(fù)用單元對(duì)所述編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用； 使所述低帶解碼單元產(chǎn)生所述低帶信號(hào)； 使所述選擇單元選擇所述系數(shù)表； 使所述擴(kuò)展和縮小單元縮小或擴(kuò)展所述系數(shù)表； 使所述高帶子帶功率計(jì)算單元計(jì)算所述高帶子帶功率；以及 使所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述高帶信號(hào)。
5.一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理的程序，所述處理包括步驟 將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息； 對(duì)所述低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)； 在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選擇基于所述系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表； 刪除ー些子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表，或者基于ー些子帶的系數(shù)生成預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展所述系數(shù)表； 基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，來(lái)計(jì)算構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率；以及基于所述高帶子帶功率和所述低帶子帶信號(hào)來(lái)生成所述高帶信號(hào)。
6.ー種信號(hào)處理裝置，包括 子帶分割単元，所述子帶分割単元產(chǎn)生輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)； 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或者基于一些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，所述系數(shù)表具有所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)； 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，來(lái)計(jì)算所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，所述偽高帶子帶功率是所述高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值； 選擇單元，所述選擇単元將所述高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與所述偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；以及 產(chǎn)生單元，所述產(chǎn)生單元產(chǎn)生包含用于獲得所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號(hào)處理裝置，其中，所述擴(kuò)展和縮小單元對(duì)包括在所述系數(shù)表中的具有最高頻率的子帶的系數(shù)進(jìn)行復(fù)制，并且將所述復(fù)制的系數(shù)設(shè)置為頻率高于所述最高頻率的子帶的系數(shù)，以擴(kuò)展所述系數(shù)表。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號(hào)處理裝置，其中，所述擴(kuò)展和縮小單元從所述系數(shù)表中刪除下述子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表所述子帶的頻率高于所述高帶子帶信號(hào)的子帶之中的具有最高頻率的子帶的頻率。
9.ー種信號(hào)處理裝置的信號(hào)處理方法，所述信號(hào)處理裝置包括 子帶分割単元，所述子帶分割単元產(chǎn)生輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)； 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或者基于一些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，所述系數(shù)表具有所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)； 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，所述偽高帶子帶功率是所述高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值； 選擇單元，所述選擇単元將所述高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與所述偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；以及產(chǎn)生單元，所述產(chǎn)生單元產(chǎn)生包含用于獲得所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息的數(shù)據(jù)， 所述方法包括步驟 使所述子帶分割單元產(chǎn)生所述低帶子帶信號(hào)和所述高帶子帶信號(hào)； 使所述擴(kuò)展和縮小單元縮小或擴(kuò)展所述系數(shù)表； 使所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元計(jì)算所述偽高帶子帶功率； 使所述選擇單元選擇所述系數(shù)表；以及 使所述產(chǎn)生單元產(chǎn)生包含系數(shù)信息的數(shù)據(jù)。
10.一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理的程序，所述處理包括步驟 生成輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)； 刪除ー些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或者基于ー些子帶的系數(shù)生成預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，所述系數(shù)表具有所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)； 基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，所述偽高帶子帶功率是所述高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值； 將所述高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與所述偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的一個(gè)；以及 生成包含用于獲得所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息的數(shù)據(jù)。
11.一種解碼器，包括 解復(fù)用單元，所述解復(fù)用単元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息； 低帶解碼単元，所述低帶解碼單元對(duì)所述低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；選擇單元，所述選擇単元在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選擇基于所述系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表； 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表，或者基于ー些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展所述系數(shù)表； 高帶子帶功率計(jì)算單元，所述高帶子帶功率計(jì)算單元基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，來(lái)計(jì)算構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率； 高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元基于所述高帶子帶功率和所述低帶子帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)；以及 合成単元，所述合成單元將所述低帶信號(hào)與所述高帶信號(hào)彼此合成以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
12.—種解碼器的解碼方法，所述解碼器包括 解復(fù)用單元，所述解復(fù)用単元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用為至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息； 低帶解碼単元，所述低帶解碼單元對(duì)所述低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生低帶信號(hào)；選擇單元，所述選擇単元在用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的多個(gè)系數(shù)表之中選擇基于所述系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表； 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小所述系數(shù)表，或者基于ー些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展所述系數(shù)表；高帶子帶功率計(jì)算單元，所述高帶子帶功率計(jì)算單元基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表，來(lái)計(jì)算構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率； 高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元基于所述高帶子帶功率和所述低帶子帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)；以及 合成単元，所述合成單元將所述低帶信號(hào)與所述高帶信號(hào)彼此合成以產(chǎn)生輸出信號(hào)， 所述方法包括步驟 使所述解復(fù)用單元對(duì)所述編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用； 使所述低帶解碼單元產(chǎn)生所述低帶信號(hào)； 使所述選擇單元選擇所述系數(shù)表； 使所述擴(kuò)展和縮小單元縮小或擴(kuò)展所述系數(shù)表； 使所述高帶子帶功率計(jì)算單元計(jì)算所述高帶子帶功率； 使所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述高帶信號(hào)；以及 使所述合成單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
13.—種編碼器，包括 子帶分割単元，所述子帶分割単元產(chǎn)生輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)； 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或者基于一些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，所述系數(shù)表具有所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)； 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，所述偽高帶子帶功率是所述高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值； 選擇單元，所述選擇単元將所述高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與所述偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的ー個(gè)； 高帶編碼単元，所述高帶編碼單元對(duì)用于獲得所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生高帶編碼數(shù)據(jù)； 低帶編碼単元，所述低帶編碼單元對(duì)所述輸入信號(hào)的低帶信號(hào)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生低帶編碼數(shù)據(jù)；以及 復(fù)用單元，所述復(fù)用単元對(duì)所述低帶編碼數(shù)據(jù)和所述高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生輸出代碼串。
14.一種編碼器的編碼方法，所述編碼器包括 子帶分割単元，所述子帶分割単元產(chǎn)生輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和所述輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)； 擴(kuò)展和縮小單元，所述擴(kuò)展和縮小單元?jiǎng)h除一些子帶的系數(shù)以縮小系數(shù)表，或者基于一些子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)以擴(kuò)展系數(shù)表，所述系數(shù)表具有所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)； 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于所述擴(kuò)展或縮小的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，來(lái)計(jì)算高帶側(cè)的各個(gè)子帶的偽高帶子帶功率，所述偽高帶子帶功率是所述高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值； 選擇單元，所述選擇単元將所述高帶子帶信號(hào)的高帶子帶功率與所述偽高帶子帶功率相互比較，并且選擇多個(gè)系數(shù)表中的ー個(gè)； 高帶編碼単元，所述高帶編碼單元對(duì)用于獲得所選擇的系數(shù)表的系數(shù)信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生高帶編碼數(shù)據(jù)； 低帶編碼単元，所述低帶編碼單元對(duì)所述輸入信號(hào)的低帶信號(hào)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生低帶編碼數(shù)據(jù)；以及 復(fù)用單元，所述復(fù)用単元對(duì)所述低帶編碼數(shù)據(jù)和所述高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生輸出代碼串， 所述方法包括步驟 使所述子帶分割單元產(chǎn)生所述低帶子帶信號(hào)和所述高帶子帶信號(hào)； 使所述擴(kuò)展和縮小單元縮小或擴(kuò)展所述系數(shù)表； 使所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元計(jì)算所述偽高帶子帶功率；使所述選擇單元選擇所述系數(shù)表； 使所述高帶編碼單元產(chǎn)生所述高帶編碼數(shù)據(jù)； 使所述低帶編碼單元產(chǎn)生所述低帶編碼數(shù)據(jù)；以及 使所述復(fù)用單元產(chǎn)生所述輸出代碼串。
全文摘要
公開了使得能夠通過(guò)擴(kuò)展頻率帶寬來(lái)以較高音質(zhì)再現(xiàn)音樂信號(hào)的信號(hào)處理裝置及信號(hào)處理方法、編碼器及編碼方法、解碼器及解碼方法、以及程序。高頻解碼電路對(duì)高頻編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并且輸出由作為解碼的結(jié)果而獲得的系數(shù)索引指定的系數(shù)表，所述系數(shù)表包括每個(gè)高頻子帶的系數(shù)。解碼高頻子帶功率計(jì)算電路基于低頻信號(hào)和系數(shù)表來(lái)計(jì)算各個(gè)高頻子帶的解碼高頻子帶功率，并且，解碼高頻信號(hào)產(chǎn)生單元根據(jù)這些解碼高頻子帶功率產(chǎn)生已解碼高頻信號(hào)。此時(shí)，擴(kuò)展和縮小單元通過(guò)新產(chǎn)生或刪除系數(shù)表中的各個(gè)子帶的系數(shù)，根據(jù)所計(jì)算的解碼高頻子帶功率的子帶的數(shù)目來(lái)擴(kuò)展或縮小系數(shù)表。該方法可以應(yīng)用于解碼裝置。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102822891SQ20118001800
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者山本優(yōu)樹, 知念徹, 本間弘幸, 光藤祐基 申請(qǐng)人:索尼公司