專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)處理裝置和信號(hào)處理方法、編碼器和編碼方法、解碼器和解碼方法、以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)處理裝置和信號(hào)處理方法、編碼器和編碼方法、解碼器和解碼方法、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(lè)信號(hào)的信號(hào)處理裝置和信號(hào)處理方法、編碼器和編碼方法、解碼器和解碼方法、以及程序。
背景技術(shù)：
近來(lái)，用于經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)分發(fā)音樂(lè)數(shù)據(jù)的音樂(lè)分發(fā)服務(wù)已經(jīng)有所增加。音樂(lè)分發(fā)服務(wù)分發(fā)通過(guò)對(duì)音樂(lè)信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得的編碼數(shù)據(jù)，作為音樂(lè)數(shù)據(jù)。作為音樂(lè)信號(hào)的編碼方法，一種編碼方法已經(jīng)被普遍使用，在該種方法中，抑制編碼數(shù)據(jù)文件大小以降低比特率，從而節(jié)省下載時(shí)間。音樂(lè)信號(hào)的該種編碼方法大致分為例如MP3 (MPEG (運(yùn)動(dòng)圖片專(zhuān)家組)音頻層3)(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS0/IEC 11172-3)的編碼方法和例如HE-AAC (高效MPEG4AAC)(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 14496-3)的編碼方法。以MP3為代表的編碼方法消除了音樂(lè)信號(hào)中的具有大約15kHz或者更高的高頻帶(下文中稱(chēng)為高帶)的信號(hào)分量，該高頻帶的信號(hào)分量對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)是極細(xì)微的，并且對(duì)其余的低頻帶(下文中稱(chēng)為低帶)的信號(hào)分量進(jìn)行編碼。因此，這種編碼方法被稱(chēng)為高帶消除編碼方法。這種高帶消除的編碼方法可以抑制編碼數(shù)據(jù)的文件大小。然而，由于高帶的聲音可以被人類(lèi)輕微地感知到，所以如果根據(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(lè)信號(hào)而產(chǎn)生并輸出聲音，則聲音受到音質(zhì)的損失，從而就損失了原始聲音的真實(shí)感并且發(fā)生如聲音模糊等音質(zhì)退化。與此不同，以HE-AAC為代表的編碼方法從高帶的信號(hào)分量中提取特定信息并且將該信息與低帶的信號(hào)分量相結(jié)合地進(jìn)行編碼。這種編碼方法在下文中稱(chēng)為高帶特征編碼方法。由于高帶特征編碼方法僅僅將高帶的信號(hào)分量的特征信息進(jìn)行編碼作為高帶的信號(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)，低帶的信號(hào)分量和特征信息被解碼，并且根據(jù)被解碼后的低帶的信號(hào)分量和特征信息來(lái)產(chǎn)生高帶的信號(hào)分量。因此，將通過(guò)根據(jù)低帶的信號(hào)分量產(chǎn)生高帶的信號(hào)分量而擴(kuò)展高帶的信號(hào)分量的頻帶的技術(shù)稱(chēng)為帶擴(kuò)展技術(shù)。作為帶擴(kuò)展方法的應(yīng)用示例，在對(duì)通過(guò)高帶消除編碼方法所編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼之后，執(zhí)行后處理。在后處理中，由已解碼的低帶信號(hào)分量產(chǎn)生在編碼時(shí)損失的高帶信號(hào)分量，從而擴(kuò)展低帶的信號(hào)分量的頻帶(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I )?，F(xiàn)有技術(shù)的頻帶擴(kuò)展的方法在下文中稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)I的帶擴(kuò)展方法。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的帶擴(kuò)展方法中，該裝置通過(guò)將解碼之后的低帶的信號(hào)分量設(shè)置為輸入信號(hào)來(lái)根據(jù)該輸入信號(hào)的功率譜估計(jì)高帶的功率譜(下文中，適當(dāng)?shù)胤Q(chēng)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)的在解碼之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，垂直軸示出了作為對(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(lèi)以及信息(諸如采樣速率、比特率等)(下文中稱(chēng)為邊信息)確定高帶的信號(hào)分量的低帶頻帶(下文中稱(chēng)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(chēng)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(chēng)為組功率)的平均。如圖I中示出的，根據(jù)該裝置，假定低帶側(cè)的多個(gè)子帶的信號(hào)的各個(gè)組功率的平均值是功率，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)。裝置將通過(guò)起始點(diǎn)的、預(yù)定斜率的基本直線(xiàn)估計(jì)為高于擴(kuò)展起始帶的高帶(在下文中，簡(jiǎn)稱(chēng)為高帶側(cè))的頻率包絡(luò)。此外，可以由用戶(hù)調(diào)整功率方向上的起始點(diǎn)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)信號(hào)，以作為所估計(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)所產(chǎn)生的信號(hào)彼此相加成為高帶的信號(hào)分量，并且將低帶的信號(hào)分量彼此相加以輸出相加后的信號(hào)分量。因此，擴(kuò)展頻帶后的音樂(lè)信號(hào)接近于原始音樂(lè)信號(hào)。然而，可以產(chǎn)生更好質(zhì)量的音樂(lè)信號(hào)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的帶擴(kuò)展方法具有如下優(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，可以擴(kuò)展音樂(lè)信號(hào)的頻帶。引用列表專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2008-13984
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的帶擴(kuò)展方法可以進(jìn)行如下改進(jìn)所估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)是預(yù)定斜率的基本直線(xiàn)，即頻率包絡(luò)的形狀是固定的。換句話(huà)說(shuō)，音樂(lè)信號(hào)的功率譜具有各種形狀，并且音樂(lè)信號(hào)具有許多以下情況由專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)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合拍(in time)快速變化的起奏音樂(lè)信號(hào)(起奏音樂(lè)信號(hào)(attack music signal))的原始功率譜的示例。此外，圖2還示出通過(guò)用專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的帶擴(kuò)展方法將起奏相關(guān)音樂(lè)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)該輸入信號(hào)估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)。如圖2所示，起奏音樂(lè)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，所估計(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)整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值也會(huì)隨著頻率的變高而變大。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的帶擴(kuò)展方法中，所估計(jì)的高帶側(cè)的頻率包絡(luò)不能以高精確度再現(xiàn)原始高帶側(cè)的頻率包絡(luò)。因此，如果擴(kuò)展頻帶后的音樂(lè)信號(hào)的聲音被再現(xiàn)和輸出，則聲音的清晰度在聽(tīng)覺(jué)上低于原始聲音。
此外，在如上所述的例如HE-ACC等高帶特征編碼方法中，高帶側(cè)的頻率包絡(luò)用作所編碼的高帶信號(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(lè)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)處理裝置包括子帶分割單元，該子帶分割單元接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(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)和輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，該高帶側(cè)的子帶具有與輸入信號(hào)的采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量JA(Pseudo)高帶子帶功率計(jì)算單元，該偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于具有用于高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)針對(duì)高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率為高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；選擇單元，該選擇單元將高帶子帶信號(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，該產(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)。子帶分割單元可以將輸入信號(hào)分割成多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，以使得高帶子帶信號(hào)的子帶的帶寬具有與構(gòu)成系數(shù)表的各個(gè)系數(shù)的子帶的帶寬相同的寬度。信號(hào)處理裝置還可以包括擴(kuò)展單元，該擴(kuò)展單元在系數(shù)表不具有預(yù)定子帶的系數(shù)時(shí)，基于構(gòu)成系數(shù)表的各個(gè)子帶的系數(shù)產(chǎn)生預(yù)定子帶的系數(shù)。數(shù)據(jù)可以是通過(guò)對(duì)系數(shù)信息進(jìn)行編碼而獲得的高帶編碼數(shù)據(jù)。信號(hào)處理裝置還可以包括對(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)的低帶編碼單元；以及，對(duì)高帶編碼數(shù)據(jù)和低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生輸出代碼串的復(fù)用單元。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的信號(hào)處理方法和程序包括如下步驟接收具有任意采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且生成輸入信號(hào)的低帶側(cè)的多個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，該高帶側(cè)的子帶具有與輸入信號(hào)的采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量；基于具有用于高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)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，該偽高帶子帶功率為高帶子帶信號(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)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，接收具有任意采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(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)和輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，其中，高帶側(cè)的子帶的數(shù)量與輸入信號(hào)的采樣頻率相對(duì)應(yīng)；基于具有用于高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)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多個(gè)系數(shù)表的一個(gè)；以及產(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)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號(hào)處理裝置包括解復(fù)用單元，該解復(fù)用單元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；低帶解碼單元，該低帶解碼單元對(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，該選擇單元在多個(gè)系數(shù)表中選擇基于系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表，該多個(gè)系數(shù)表用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；擴(kuò)展單元，該擴(kuò)展單元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；高帶子帶功率計(jì)算單元，該高帶子帶功率計(jì)算單元基于與高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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；以及高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，該高帶子帶功率計(jì)算單元基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)產(chǎn)生高帶信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號(hào)處理方法或程序包括如下步驟將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(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)；在多個(gè)系數(shù)表中，選擇基于系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表，該多個(gè)系數(shù)表用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；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；基于與高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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；以及基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)生成高帶信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(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)；在多個(gè)系數(shù)表中，選擇基于系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表，該多個(gè)系數(shù)表用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；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；基于與高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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；以及基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)產(chǎn)生高帶信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面的編碼器包括子帶分割單元，該子帶分割單元接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(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)和輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，該高帶側(cè)的子帶具有與輸入信號(hào)的采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量；偽高帶子帶功率計(jì)算單元，該偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于具有用于高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)針對(duì)高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率為高帶子帶信號(hào)的功率的估計(jì)值；選擇單元，該選擇單元將高帶子帶信號(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，該高帶編碼單元對(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)；低帶編碼單元，該低帶編碼單元對(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，該復(fù)用單元對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)和高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用，以產(chǎn)生輸出代碼串。根據(jù)本發(fā)明的第三方面的編碼方法包括如下步驟接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(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)和輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，該高帶側(cè)的子帶具有與輸入信號(hào)的采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量；基于具有用于高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)針對(duì)高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率為高帶子帶信號(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)；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)；以及對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)和高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用，以產(chǎn)生輸出代碼串。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(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)和輸入信號(hào)的高帶側(cè)的多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，其中，高帶側(cè)的子帶的數(shù)量對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的采樣頻率；基于具有用于高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和低帶子帶信號(hào)，針對(duì)高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，該偽高帶子帶功率為高帶子帶信號(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)；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)；以及對(duì)低帶編碼數(shù)據(jù)和高帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用，以產(chǎn)生輸出代碼串。根據(jù)本發(fā)明的第四方面的解碼器包括解復(fù)用單元，該解復(fù)用單元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息；低帶解碼單元，該低帶解碼單元對(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，該選擇單元在多個(gè)系數(shù)表中，選擇基于系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表，該多個(gè)系數(shù)表用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；擴(kuò)展 單元，該擴(kuò)展單元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，該高帶子帶功率計(jì)算單元基于與高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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；高帶信號(hào)產(chǎn)生單元，該高帶信號(hào)產(chǎn)生單元基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)產(chǎn)生高帶信號(hào)；以及合成單元，該合成單元將所產(chǎn)生的低帶信號(hào)和所產(chǎn)生的高帶信號(hào)彼此合成，以產(chǎn)生輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第四方面的解碼方法包括如下步驟將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(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)；在多個(gè)系數(shù)表中，選擇基于系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表，該多個(gè)系數(shù)表用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；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；基于與高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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；基于高帶子帶功率和低帶子帶信號(hào)產(chǎn)生高帶信號(hào)；以及將所產(chǎn)生的低帶信號(hào)和所產(chǎn)生的高帶信號(hào)彼此合成，以產(chǎn)生輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(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)；在多個(gè)系數(shù)表中，選擇基于系數(shù)信息而獲得的系數(shù)表，該多個(gè)系數(shù)表用于產(chǎn)生高帶信號(hào)且具有高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)；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；基于與高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(shù)表來(lái)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)生高帶信號(hào)；以及將所產(chǎn)生的低帶信號(hào)和所產(chǎn)生的高帶信號(hào)彼此合成，以產(chǎn)生輸出信號(hào)。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)對(duì)頻帶進(jìn)行擴(kuò)展來(lái)以高音質(zhì)再現(xiàn)音樂(lè)信號(hào)。


圖I是示出了對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼之后的低帶的功率譜和所估計(jì)的高帶的頻率包絡(luò)的示例的視圖。圖2是示出根據(jù)合拍快速變化的起奏音樂(lè)信號(hào)的原始功率譜的示例的視圖。圖3是示出根據(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是示出了由圖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是示出輸入至圖3中的頻帶擴(kuò)展裝置的信號(hào)的功率譜的布置和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)域的頻率特征和所估計(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(lifter)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表征矢量的學(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是示出針對(duì)每個(gè)采樣頻率的表的最佳共用的圖。圖31是示出針對(duì)每個(gè)采樣頻率的表的最佳共用的圖。
圖32是示出輸入信號(hào)的上采樣的圖。圖33是示出輸入信號(hào)帶寬分割的圖。圖34是示出了系數(shù)表的擴(kuò)展的圖。圖35是示 出了編碼器的功能配置示例的框圖。圖36是描述了編碼處理的流程圖。圖37是示出了解碼器的功能配置示例的框圖。圖38是描述了解碼處理的流程圖。圖39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描述本發(fā)明的實(shí)施例。此外，以如下順序描述本發(fā)明的實(shí)施例。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)高帶編碼數(shù)據(jù)中包括系數(shù)索引時(shí))4.第四實(shí)施例(當(dāng)高帶編碼數(shù)據(jù)中包括系數(shù)索引與偽高帶子帶功率之間的差時(shí))5.第五實(shí)施例(當(dāng)使用估計(jì)值選擇系數(shù)索引時(shí))6.第六實(shí)施例(當(dāng)一部分系數(shù)是公用的時(shí))7.第七實(shí)施例(輸入信號(hào)的上采樣的情況)〈I.第一實(shí)施例>在第一實(shí)施例中，關(guān)于在通過(guò)對(duì)使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(下文中，稱(chēng)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)將解碼之后的低帶的信號(hào)分量設(shè)置為輸入信號(hào)來(lái)對(duì)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)展處理之后的信號(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)定的截止頻率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，并且給延遲電路12提供低帶信號(hào)分量(其是低帶的信號(hào)分量)作為濾波之后的信號(hào)。由于當(dāng)將來(lái)自低通濾波器11的低帶信號(hào)分量和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，所以延遲電路12僅將低帶信號(hào)分量延遲特定時(shí)間并且低帶信號(hào)分量被提供至信號(hào)加法器18。帶通濾波器13包括具有互不相同的通帶的帶通濾波器13-1至13-N。帶通濾波器13-i (l^i^N)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)子帶信號(hào)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。在此，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)算作為用于每個(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，并且輸出相加后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(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)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(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)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，低通濾波器可以通過(guò)設(shè)置預(yù)定頻率作為下述的擴(kuò)展起始帶，來(lái)設(shè)置對(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)展起始帶更低頻帶的信號(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)于例如高帶消除編碼方法的編碼參數(shù)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(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的帶擴(kuò)展方法中采用的邊信息。在步驟S2中，延遲電路12僅將來(lái)自低通濾波器11的低帶信號(hào)分量延遲了特定延長(zhǎng)時(shí)間，并且將延遲后的低帶信號(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。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)算出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)算出的估計(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)展起始帶更高頻帶的信號(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)分量中包括的諸如低帶的假信號(hào)(alias)分量等噪聲，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)量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)展起始帶更低頻帶的4個(gè)子帶中的各個(gè)子帶是帶通濾波器13-1至13-4的各個(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)展起始帶更低頻帶的頻帶(子帶)的高帶開(kāi)始的第一子帶的索引是Sb，則第二子帶的索引是sb-Ι，并且第I子帶的索引是Sb-(I-I)，帶通濾波器13-1到13-4中的每一個(gè)在低于擴(kuò)展起始帶的低帶的子帶中分配索引為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)子帶中的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的每一個(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)的每一個(gè)子帶計(jì)算子帶信號(hào)的功率(子帶功率(在下文中稱(chēng)為低帶子帶功率))作為特征量，并且將計(jì)算出的子帶信號(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]
[7 GJ+1)FS IZE-HΛ\I
power (ib, J) - 10 IogtOi Σ x( Ib1 η)2 /FSIZE >
O-JifSIZEJ J(sb~3 ^ ib ^ sb)· · · (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)展帶的最大頻帶的子帶的索引為eb,則關(guān)于索引從sb+Ι到eb的子帶估計(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\Powerest (ib, J) = Σ IAib (kb) power (kb, J)} +Bib
^\ kb~sb-3J '(J*FSIZE 彡 n 彡(J+l) FSIZE-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)中的每一個(gè)的功率、通過(guò)基本線(xiàn)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(xiàn)性組合來(lái)計(jì)算，并且可以使用非線(xiàn)性函數(shù)來(lái)計(jì)
笪
ο如上所述，將由高帶子帶功率估計(jì)電路15計(jì)算出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)算出的多個(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)算出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]Q( ib J) - IQ^((ib. -power(sbMp(ib), J))^20}(J*FSIZE 彡 η 彡(J+l) FSIZE-I, sb+1 ^ ib ^ eb)· · · (3)本文中，在公式(3)中，sbmap(ib)表示在子帶ib被認(rèn)為是原始圖(original map)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] SbfnapC i b) = jb-4INT (也二| +1)(sb+1 ^ ib ^ eb)· · · (4)此外，在公式(4)中，INT(a)是刪去值a的小數(shù)點(diǎn)的函數(shù)。接著，高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16通過(guò)使用以下公式(5)將由公式3獲得的增益量G(ib, J)與帶通濾波器13的輸出相乘，來(lái)計(jì)算增益控制后的子帶信號(hào)x2 (ib, η)。[公式5]x2(ib,n) = G(ib, J) x (sbmap(ib), n)(J*FSIZE 彡 n 彡(J+l) FSIZE-I, sb+1 ^ ib ^ eb)... (5)此外，高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16通過(guò)以下公式(6)，通過(guò)從與索引為sb-3的子帶的下端的頻率對(duì)應(yīng)的頻率執(zhí)行到與索引為Sb的子帶的上端的頻率對(duì)應(yīng)的頻率的余弦變換，來(lái)計(jì)算從增益調(diào)整后的子帶信號(hào)x2 (ib, η)余弦變換來(lái)的、增益控制后的子帶信號(hào)x3 (ib, η)。[公式6]x3(ib,n) = x2 (ib, n) *2cos (η) * {4 (ib+1) η /32}(sb+1 ^ ib ^ eb)· · · (6)此外，在公式(6)中，π表示圓周率。公式(6)表示增益控制后的子帶信號(hào)x2(ib,n)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邘?cè)4個(gè)帶部分中的每一個(gè)的頻率。因此，高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16根據(jù)以下公式7，通過(guò)增益控制后轉(zhuǎn)移到高帶側(cè)的的子帶信號(hào)x3(ib, η)來(lái)計(jì)算高帶信號(hào)分量Xhigh (η)。[公式7]
fa
xhigh(n) Σ x3(ib, π),
* · (7)因此，由高帶信號(hào)產(chǎn)生電路16基于根據(jù)來(lái)自帶通濾波器13的4個(gè)子帶信號(hào)而獲得的4個(gè)低帶子帶功率以及來(lái)自高帶子帶功率估計(jì)電路15的高帶子帶功率的估計(jì)值來(lái)產(chǎn)生高帶信號(hào)分量，并且將所產(chǎn)生的高帶信號(hào)分量提供給高通濾波器17。根據(jù)上述處理，由于對(duì)于對(duì)用高帶消除編碼方法得到的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼之后獲得的輸入信號(hào)，將根據(jù)多個(gè)子帶信號(hào)計(jì)算出的低帶子帶功率設(shè)置為特征量，所以基于對(duì)其適當(dāng)?shù)卦O(shè)置的系數(shù)來(lái)計(jì)算高帶子帶功率的估計(jì)值，并且根據(jù)低帶子帶功率和高帶子帶功率的估計(jì)值來(lái)自適應(yīng)地產(chǎn)生高帶信號(hào)分量，由此可以以高精確度來(lái)估計(jì)頻率擴(kuò)展帶的子帶功率并且可以以較好的音質(zhì)來(lái)再現(xiàn)音樂(lè)信號(hào)。如上所述，特征量計(jì)算電路14示出了僅計(jì)算根據(jù)多個(gè)子帶信號(hào)計(jì)算出的低帶子帶功率作為特征量的示例。然而，在這種情況下，通過(guò)輸入信號(hào)的類(lèi)型不能以高精確度來(lái)估計(jì)頻率擴(kuò)展帶的子帶功率。本文中，因?yàn)樘卣髁坑?jì)算電路14計(jì)算與頻率擴(kuò)展帶(高帶的功率譜形狀)的子帶功 率的輸出系統(tǒng)具有強(qiáng)的相關(guān)性的特征量，所以能夠以高精確度進(jìn)行高帶子帶功率估計(jì)電路15中的頻率擴(kuò)展帶的子帶功率的估計(jì)。[由特征量計(jì)算電路計(jì)算的特征量的另一個(gè)示例]圖6示出了大部分聲音被占據(jù)的聲音區(qū)域的頻率特征和高帶的功率譜的示例，該高帶的功率譜是通過(guò)經(jīng)由僅計(jì)算低帶子帶功率作為特征量來(lái)估計(jì)高帶子帶功率而獲得的。如在圖6中示出的，在聲音區(qū)域的頻率特征中，存在許多以下情況所估計(jì)的高帶的功率譜具有比原始信號(hào)的高帶的功率譜高的位置。由于人的歌聲的不協(xié)調(diào)感容易被人耳感知，所以必須在聲音區(qū)域中以高精確度對(duì)高帶子帶功率進(jìn)行估計(jì)。此外，如圖6中示出的，在聲音區(qū)域的頻率特征中，存在許多以下情況從4. 9kHz到11. 025kHz布置有較大的凹陷(concave)。本文中，如下所述，將描述如下示例可以應(yīng)用頻率區(qū)間中的4. 9kHz到11.025kHz的凹陷程度作為用于估計(jì)聲音區(qū)域的高帶子帶功率的特征量。此外，表示凹陷程度的特征量以下被稱(chēng)為垂度(dip)。以下將描述時(shí)間幀J中的垂度dip(J)的計(jì)算示例。關(guān)于包括在輸入信號(hào)的時(shí)間幀J之前和之后的幾個(gè)幀的范圍中的2048個(gè)采樣區(qū)間的信號(hào)，進(jìn)行2048個(gè)點(diǎn)的快速傅里葉變換(FFT)，并且計(jì)算頻率軸上的系數(shù)。關(guān)于所計(jì)算的系數(shù)中的每一個(gè)的絕對(duì)值進(jìn)行db轉(zhuǎn)換而獲得功率譜。圖7示出了以上述方法獲得的功率譜的一個(gè)示例。在本文中，為了去除功率譜中的微小分量，例如，為了去除I. 3kHz或更小的分量，進(jìn)行升降處理。如果進(jìn)行升降處理，則可以通過(guò)根據(jù)時(shí)間序列選擇功率譜的各個(gè)維數(shù)以及借助應(yīng)用低通濾波器進(jìn)行濾波處理，來(lái)平滑譜峰的微小分量。圖8示出了升降后的輸入信號(hào)的功率譜的示例。在圖8中示出的恢復(fù)后的功率譜中，包括在對(duì)應(yīng)于4. 9kHz到11. 025kHz的范圍中的最小值與最大值之間的差被設(shè)置為垂度dip (J)。如上所述，計(jì)算了與頻率擴(kuò)展帶的子帶功率具有強(qiáng)的相關(guān)性的特征量。此外，垂度dip(J)的計(jì)算示例不限于上述方法，也可以執(zhí)行其它方法。接下來(lái)，將描述與頻率擴(kuò)展帶的子帶功率具有強(qiáng)的相關(guān)性的特征量的計(jì)算的其它示例。
[由特征量計(jì)算電路計(jì)算的特征量的又一個(gè)示例]在作為包括任何輸入信號(hào)中的起奏型音樂(lè)信號(hào)的區(qū)域的起奏區(qū)域的頻率特征中，存在許多以下情況如參照?qǐng)D2所描述的，高帶的功率譜基本上是平坦的。僅計(jì)算低帶子帶功率作為特征量的方法難以在沒(méi)有表示具有包括起奏區(qū)域的特定輸入信號(hào)的時(shí)間變化(time variation)的特征量的情況下，以高精確度估計(jì)從起奏區(qū)域看到的幾乎平坦的頻率擴(kuò)展帶的子帶功率，以便估計(jì)頻率擴(kuò)展帶的子帶功率。在本文中，下面將描述應(yīng)用低帶子帶功率的時(shí)間變化作為用于估計(jì)起奏區(qū)域的高帶子帶功率的特征量的示例。例如,一些時(shí)間巾貞J中的低帶子帶功率的時(shí)間變化powerd(J)是根據(jù)以下公式(8)來(lái)獲得的。[公式8] Sb y+l)FS12E-1Powerd(J) = Σ Σ (x( ib, η)2)
Ib=Sb - 3 n=J#FSIZE,sb J+FSIZE-1
/ Σ Σ Cx( ib, η)2)丨b=sb 3 n-(J~ !) FSIZE
* * ( 8 )根據(jù)公式8,低帶子帶功率的時(shí)間變化powerd(J)表示時(shí)間巾貞J中的4個(gè)低帶子帶功率的和與時(shí)間幀J中的一個(gè)幀前面的時(shí)間幀(J-I)中的4個(gè)低帶子帶功率的和之間的比率,如果該值變大,則幀之間的功率的時(shí)間變化是大的，即，包括在時(shí)間幀J中的信號(hào)被認(rèn)為具有很強(qiáng)的起奏。此外，如果將在圖I中示出的是統(tǒng)計(jì)平均值的功率譜與在圖2中示出的起奏區(qū)域(起奏型音樂(lè)信號(hào))的功率譜進(jìn)行比較，則起奏區(qū)域中的功率譜朝中間頻帶的右方上升。在起奏區(qū)域之間，存在示出頻率特征的許多情況。因此，下面將描述以下示例其應(yīng)用中間頻帶中的斜率作為用于估計(jì)起奏區(qū)域之間的高帶子帶功率的特征量。例如，一些時(shí)間幀J中的中間頻帶的斜率Slope(J)是根據(jù)以下公式(9)來(lái)獲得的。[公式9]
Sb 《4+D FSIZE-1slope(J) = Σ Σ (l(ib)*x(ib, η)2)]
ib=sb-3 n=J^FSIZESb (J+DFSIS-1Λ
/ Σ I (x(ib,n)2)ib=sb—3 n=J*FSIZE,
■ ■ (9)在公式(9)中，系數(shù)w(ib)是被調(diào)節(jié)以對(duì)高帶子帶功率設(shè)置權(quán)重的權(quán)重因子。根據(jù)公式(9), slope (J)表示加權(quán)到高帶的4個(gè)低帶子帶功率的和與4個(gè)低帶子帶功率的和之間的比率。例如，如果將4個(gè)低帶子帶功率設(shè)置為關(guān)于中間頻帶的子帶的功率，則slope (J)在中間頻帶的功率譜向右方上升時(shí)具有大的值，并且功率譜在功率譜向右方下降時(shí)具有小的值。由于存在中間頻帶的斜率在起奏區(qū)間之前和之后顯著地變化的許多情況，所以可以假設(shè)由以下公式(10)表示的斜率的時(shí)間變化Sloped (J)是在估計(jì)起奏區(qū)域的高帶子帶功率時(shí)使用的特征量。[公式10]sloped(J) = slope (J)/slope (J-I)
(J*FSIZE 彡 η 彡(J+1)FSIZE-1)· · · (10)此外，可以假設(shè)上述垂度dip(J)的由以下公式(11)表示的時(shí)間變化dipd(J)是在估計(jì)起奏區(qū)域的高帶子帶功率時(shí)使用的特征量。[公式11]dipd (J) = dip (J)-dip (J-I)(J*FSIZE 彡 η 彡(J+1)FSIZE-1)· · · (11)根據(jù)上述方法，因?yàn)橛?jì)算了與頻率擴(kuò)展帶的子帶功率具有強(qiáng)的相關(guān)性的特征量，因此，如果使用該方法，則能夠以高精確度進(jìn)行高帶子帶功率估計(jì)電路15中的對(duì)頻率擴(kuò)展帶的子帶功率的估計(jì)。如上所述，描述了用于計(jì)算與頻率擴(kuò)展帶的子帶功率具有強(qiáng)的相關(guān)性的特征量的示例。然而，下面將使用由上述方法計(jì)算的特征量來(lái)描述用于估計(jì)高帶子帶功率的示例。[由高帶子帶功率估計(jì)電路進(jìn)行的處理的描述]在本文中，將描述用于使用參照?qǐng)D8描述的垂度和作為特征量的低帶子帶功率來(lái)估計(jì)高帶子帶功率的示例。S卩，在圖4的流程圖中的步驟S4中，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)算低帶子帶功率和垂度作為特征量，并且將所計(jì)算出的低帶子帶功率和垂度提供給高帶子帶功率估計(jì)電路15。因此，在步驟S5中，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的垂度和4個(gè)低帶子帶功率來(lái)計(jì)算高帶子帶功率的估計(jì)值。在本文中，在子帶功率和垂度中，因?yàn)樗@得的值的范圍(比例)彼此不同，所以高帶子帶功率估計(jì)電路15例如關(guān)于垂度值來(lái)進(jìn)行以下轉(zhuǎn)換。高帶子帶功率估計(jì)電路15關(guān)于預(yù)定的大量輸入信號(hào)計(jì)算垂度值和4個(gè)低帶子帶功率的最大頻帶的子帶功率，并且分別獲得平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。在本文中，假設(shè)子帶功率的平均值是powerave,子帶功率的標(biāo)準(zhǔn)偏差是powerstd,垂度的平均值是dipave,垂度的標(biāo)準(zhǔn)偏差是 dipstd。高帶子帶功率估計(jì)電路15使用如在以下公式(12)中的值來(lái)轉(zhuǎn)換垂度值dip(J)，并且獲得轉(zhuǎn)換后的垂度dips(J)。[公式12]
dip (J)-dipwe Cfips(J) ~ ---------POwerstd^poweraveu !
-* · {1 2)
通過(guò)進(jìn)行公式(12)中描述的轉(zhuǎn)換，高帶子帶功率估計(jì)電路15可以將垂度值dip (J)統(tǒng)計(jì)地轉(zhuǎn)換為低帶子帶功率的平均值和離差的等同變量(垂度)dips (J)，并且使得根據(jù)垂度獲得的值的范圍近似地等于根據(jù)子帶功率獲得的值的范圍。在頻率擴(kuò)展帶中，根據(jù)公式13，通過(guò)來(lái)自特征量計(jì)算電路14的4個(gè)低帶子帶功率power (ib, J)與在公式(12)中示出的垂度dips (J)的線(xiàn)性組合來(lái)表示索引為ib的子帶功率的估計(jì)值Powerest (ib, J)。公式13
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理裝置，包括 子帶分割單元，所述子帶分割單元接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(chǎn)生所述輸入信號(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)，所述高帶側(cè)的子帶具有與所述輸入信號(hào)的所述采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量; 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于具有用于所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，針對(duì)所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，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，所述選擇單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)所述系數(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)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)處理裝置，其中，所述子帶分割單元將所述輸入信號(hào)分割成多個(gè)子帶的高帶子帶信號(hào)，以使得所述高帶子帶信號(hào)的子帶的帶寬具有與構(gòu)成所述系數(shù)表的各個(gè)系數(shù)的子帶的帶寬相同的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)處理裝置，還包括 擴(kuò)展單元，所述擴(kuò)展單元在所述系數(shù)表不具有預(yù)定子帶的系數(shù)時(shí)，基于構(gòu)成所述系數(shù)表的各個(gè)子帶的系數(shù)來(lái)產(chǎn)生所述預(yù)定子帶的系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)處理裝置，其中，所述數(shù)據(jù)是通過(guò)對(duì)所述系數(shù)信息進(jìn)行編碼而獲得的高帶編碼數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)處理裝置，還包括 低帶編碼單元，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)用單元對(duì)所述高帶編碼數(shù)據(jù)和所述低帶編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生輸出代碼串。
6.一種信號(hào)處理裝置的信號(hào)處理方法，所述信號(hào)處理裝置包括 子帶分割單元，所述子帶分割單元接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(chǎn)生所述輸入信號(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)，所述高帶側(cè)的子帶具有與所述輸入信號(hào)的所述采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量; 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于具有用于所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，針對(duì)所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，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，所述選擇單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)所述系數(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)， 所述方法包括下述步驟 使得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)； 使得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； 使得所述選擇單元選擇所述系數(shù)表；以及使得所述產(chǎn)生單元產(chǎn)生包含所述系數(shù)信息的數(shù)據(jù)。
7.一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理的程序，所述處理包括下述步驟 接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且生成所述輸入信號(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)，所述高帶側(cè)的子帶具有與所述輸入信號(hào)的所述采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量； 基于具有用于所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，針對(duì)所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，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)所述系數(shù)表中的一個(gè)；以及 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)。
8.一種信號(hào)處理裝置，包括 解復(fù)用單元，所述解復(fù)用單元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息； 低帶解碼單元，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，所述選擇單元在多個(gè)系數(shù)表之中，選擇基于所述系數(shù)信息所獲得的系數(shù)表，所述多個(gè)系數(shù)表用于產(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)； 擴(kuò)展單元，所述擴(kuò)展單元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)算單元基于與所述高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)。
9.一種信號(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)用單元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息； 低帶解碼單元，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，所述選擇單元在多個(gè)系數(shù)表之中，選擇基于所述系數(shù)信息所獲得的系數(shù)表，所述系數(shù)表用于產(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)； 擴(kuò)展單元，所述擴(kuò)展單元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)算單元基于與所述高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)，所述方法包括下述步驟 使得所述解復(fù)用單元將所述編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用； 使得所述低帶解碼單元產(chǎn)生所述低帶信號(hào)； 使得所述選擇單元選擇所述系數(shù)表； 使得所述擴(kuò)展單元擴(kuò)展所述系數(shù)表； 使得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 使得所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述高帶信號(hào)。
10.一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理的程序，所述處理包括下述步驟 將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(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)； 在多個(gè)系數(shù)表之中，選擇基于所述系數(shù)信息所獲得的系數(shù)表，所述系數(shù)表用于產(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)； 基于一些子帶的系數(shù)來(lái)生成預(yù)定子帶的系數(shù)，以擴(kuò)展所述系數(shù)表； 基于與所述高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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)生成所述高帶信號(hào)。
11.一種編碼器，包括 子帶分割單元，所述子帶分割單元接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(chǎn)生所述輸入信號(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)，所述高帶側(cè)的子帶具有與所述輸入信號(hào)的所述采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量; 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于具有用于所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，針對(duì)所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，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，所述選擇單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)所述系數(shù)表中的一個(gè)； 高帶編碼單元，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)； 低帶編碼單元，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)用單元對(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。
12.—種編碼器的編碼方法，所述編碼器包括 子帶分割單元，所述子帶分割單元接收具有任意的采樣頻率的輸入信號(hào)作為輸入，并且產(chǎn)生所述輸入信號(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)，所述高帶側(cè)的子帶具有與所述輸入信號(hào)的所述采樣頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)量， 偽高帶子帶功率計(jì)算單元，所述偽高帶子帶功率計(jì)算單元基于具有用于所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶的系數(shù)的系數(shù)表和所述低帶子帶信號(hào)，針對(duì)所述高帶側(cè)的各個(gè)子帶來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率，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，所述選擇單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)所述系數(shù)表中的一個(gè)， 高帶編碼單元，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)， 低帶編碼單元，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)用單元對(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， 所述方法包括下述步驟 使得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)； 使得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； 使得所述選擇單元選擇所述系數(shù)表； 使得所述高帶編碼單元產(chǎn)生所述高帶編碼數(shù)據(jù)； 使得所述低帶編碼單元產(chǎn)生所述低帶編碼數(shù)據(jù)；以及 使得所述復(fù)用單元產(chǎn)生所述輸出代碼串。
13.—種解碼器，包括 解復(fù)用單元，所述解復(fù)用單元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息； 低帶解碼單元，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，所述選擇單元在多個(gè)系數(shù)表之中，選擇基于所述系數(shù)信息所獲得的系數(shù)表，所述系數(shù)表用于產(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)； 擴(kuò)展單元，所述擴(kuò)展單元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)算單元基于與所述高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)；以及 合成單元，所述合成單元將所產(chǎn)生的所述低帶信號(hào)和所產(chǎn)生的所述高帶信號(hào)彼此合成，以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
14.一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)用單元將輸入的編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用成至少低帶編碼數(shù)據(jù)和系數(shù)信息， 低帶解碼單元，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，所述選擇單元在多個(gè)系數(shù)表之中，選擇基于所述系數(shù)信息所獲得的系數(shù)表，所述系數(shù)表用于產(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)，擴(kuò)展單元，所述擴(kuò)展單元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)算單元基于與所述高帶信號(hào)的采樣頻率有關(guān)的信息確定構(gòu)成所述高帶信號(hào)的各個(gè)子帶，并且基于構(gòu)成所述低帶信號(hào)的各個(gè)子帶的低帶子帶信號(hào)和擴(kuò)展后的系數(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)產(chǎn)生所述高帶信號(hào)，以及 合成單元，所述合成單元將所產(chǎn)生的所述低帶信號(hào)和所產(chǎn)生的所述高帶信號(hào)彼此合成，以產(chǎn)生輸出信號(hào)， 所述方法包括下述步驟 使得所述解復(fù)用單元將所述編碼數(shù)據(jù)解復(fù)用； 使得所述低帶解碼單元產(chǎn)生所述低帶信號(hào)； 使得所述選擇單元選擇所述系數(shù)表； 使得所述擴(kuò)展單元擴(kuò)展所述系數(shù)表； 使得所述高帶子帶功率計(jì)算單元計(jì)算所述高帶子帶功率； 使得所述高帶信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述高帶信號(hào)；以及 使得所述合成單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠通過(guò)頻帶的擴(kuò)展來(lái)再現(xiàn)具有更好音質(zhì)的音樂(lè)信號(hào)的信號(hào)處理裝置和信號(hào)處理方法、編碼器和編碼方法、解碼器和解碼方法、以及程序。采樣頻率變換單元對(duì)輸入信號(hào)的采樣頻率進(jìn)行變換，并且子帶分割電路將采樣變換之后的輸入信號(hào)分割成具有對(duì)應(yīng)于采樣頻率的數(shù)量的子帶的子帶信號(hào)。偽高帶子帶功率計(jì)算電路基于輸入信號(hào)的低帶信號(hào)和具有用于各個(gè)高帶子帶的系數(shù)的系數(shù)表來(lái)計(jì)算偽高帶子帶功率。偽高帶子帶功率差計(jì)算電路將高帶子帶功率與偽高帶子帶功率相互比較并且從多個(gè)系數(shù)表中選擇系數(shù)表。另外，指定系數(shù)表的系數(shù)索引被編碼并且被設(shè)定為高帶編碼數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以應(yīng)用到編碼器。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102859593SQ20118001893
公開(kāi)日2013年1月2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(shù), 知念徹, 本間弘幸, 光藤祐基 申請(qǐng)人:索尼公司