Перетворення дійсних спектральних компонентів в комплексні з малою затримкою в блоках фільтрів, що перекриваються, для частково комплексної обробки
Формула / Реферат
1. Система (600; 700) обробки звукових сигналів, що містить багатосмуговий фільтр (660; 770) для забезпечення частково комплексного частотного представлення сигналу, причому багатосмуговий фільтр містить:
відсік (691; 710; 810, 870) синтезу, що отримує перший діапазон підсмуги частот першого частотного представлення сигналу, при цьому перше частотне представлення розділене на часові блоки та містить перші спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у першому підпросторі багатовимірного простору, та виводить на основі першого діапазону підсмуги частот проміжне часове представлення сигналу;
відсік (693; 720; 820, 880) аналізу, що отримує проміжне часове представлення сигналу та виводить на його основі друге частотне представлення сигналу, при цьому друге частотне представлення сигналу розділене на часові блоки та містить другі спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у другому підпросторі багатовимірного простору, що містить частину багатовимірного простору, яка не включається до першого підпростору; та
процесор (640; 740; 860), що отримує перші та другі діапазони підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та другого частотного представлення сигналу та поєднує їх для виведення частково комплексного частотного представлення сигналу,
причому:
відсік синтезу призначений для розкриття приблизного значення проміжного частотного представлення у часовому блоці, що знаходиться на d1≥1 часових блоків попереду його вихідного блока, приблизне значення якого обчислюють на основі будь-яких доступних часових блоків першого сигналу; та,
зазначене приблизне значення вносять у відсік аналізу до часового блока другого частотного представлення сигналу.
2. Система обробки звукових сигналів за п. 1, яка відрізняється тим, що багатосмуговий фільтр додатково містить відсік (660; 701) трансформації, розташований попереду багатосмугового фільтра, при цьому зазначений відсік трансформації отримує вхідне часове представлення сигналу та виводить перше частотне представлення сигналу.
3. Система обробки звукових сигналів за п. 2, яка відрізняється тим, що відсік трансформації знаходиться в групі, що містить:
блок аналізу QMF дійсних значень;
блок аналізу псевдо-QMF;
дискретну синусоїдну або косинусоїдну трансформацію;
DCT-II;
DCT-III;
модифіковану дискретну синусоїдну або косинусоїдну трансформацію.
4. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що відсік синтезу містить перший фільтр з кінцевою імпульсною характеристикою, FIR, (100; 200) з імпульсною характеристикою [h0 h1 h2 … hLs], де блок коефіцієнта h0а≠(0, 0,…, 0).
5. Система обробки звукових сигналів за п. 4, яка відрізняється тим, що:
фільтр FIR містить один або декілька вихідних буферів (101, 102, 103, 104, 105) для збереження приблизних значень проміжного часового представлення;
отримання нового часового блока першого частотного представлення змушує фільтр FIR збільшувати відповідні вихідні буфери на новий часовий блок після попереднього помноження на відповідні блоки коефіцієнта імпульсної характеристики; та
відсік синтезу дозволяє відсіку аналізу доступ до буфера, де зберігається приблизне значення проміжного часового представлення, у часовому блоці, що розташований на d1 часових блоків попереду його вихідного блоку.
6. Система обробки звукових сигналів за п. 5, яка відрізняється тим, що приблизне значення проміжного часового представлення обчислюють таким чином, якби будь-який недоступний часовий блок першого частотного представлення був нулем.
7. Система обробки звукових сигналів за п. 4, яка відрізняється тим, що фільтр FIR містить:
один або декілька вхідних буферів (201, 202, 203, 204) для збереження поточних часових блоків першого частотного представлення; та
зважений суматор (221), що зчитує менш ніж LS+1 вхідних буферів, застосовуючи піднабір блоків коефіцієнта імпульсної характеристики та виводячи приблизне значення проміжного часового представлення в часовому блоці, розташованому на d1 часових блоків попереду його вихідного блока.
8. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 5-7, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування блоків коефіцієнта імпульсної характеристики, що представляють щонайменше 50 % загальної маси імпульсної характеристики.
9. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 5-7, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування послідовності послідовних блоків [hp hp+1 hp+2 … hLs] коефіцієнта імпульсної характеристики, де р≥1, причому послідовність містить локальний абсолютний максимум імпульсної характеристики.
10. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що відсік аналізу містить другий фільтр з кінцевою імпульсною характеристикою, FIR, (400; 500) з імпульсною характеристикою [g0 g1 g2…gLa], де блок коефіцієнту g0 ≠ (0, 0,…, 0).
11. Система обробки звукових сигналів за п. 10, яка відрізняється тим, що:
другий фільтр FIR містить один або декілька вихідних буферів для збереження приблизних значень другого частотного представлення;
отримання з відсіку синтезу нового часового блока проміжного часового представлення змушує фільтр FIR збільшувати перший піднабір вихідних буферів на новий часовий блок після попереднього помноження на відповідні блоки коефіцієнта імпульсної характеристики; та отримання з відсіку синтезу приблизного значення проміжного часового представлення змушує фільтр FIR збільшувати другий піднабір вихідних буферів, що містить вихідний буфер відповідно до вихідного блока, на приблизне значення після попереднього помноження на відповідний блок коефіцієнта імпульсної характеристики.
12. Система обробки звукових сигналів за п. 10, яка відрізняється тим, що другий фільтр FIR містить:
один або декілька вхідних буферів (401, 402, 403, 404) для збереження поточних часових блоків проміжного часового представлення;
зважений суматор для зчитування менш ніж LA+1 вхідних буферів, що застосовує піднабір блоків коефіцієнта імпульсної характеристики, додає приблизне значення після попереднього помноження на відповідний блок коефіцієнта імпульсної характеристики та виводить це як вихідний блок.
13. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 10-12, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування блоків коефіцієнта імпульсної характеристики, що представляють щонайменше 50 % загальної маси імпульсної характеристики.
14. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 10-12, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування послідовності послідовних блоків [gp gp+1 gp+2 … gLs] коефіцієнта імпульсної характеристики, де р≥1, причому послідовність містить локальний абсолютний максимум імпульсної характеристики.
15. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково містить першу лінію (630; 730; 830, 890) затримки, що отримує другий діапазон підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та синхронізує перше частотне представлення з другим частотним представленням сигналу.
16. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково містить другу лінію (750) затримки, що отримує перший діапазон підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та синхронізує першу підсмугу частот першого частотного представлення з другим частотним представленням.
17. Система обробки звукових сигналів за п. 15 або 16, яка відрізняється тим, що щонайменше одна з ліній (730, 750) затримки налаштована на досягнення синхронізації шляхом виконання однієї з наступних операцій:
a) тимчасового збереження прийнятого нею сигналу;
b) призначення тимчасових міток прийнятого нею сигналу;
c) формування структури даних, що містить часовий блок прийнятого нею сигналу та синхронний часовий блок іншого сигналу, що включений до синхронізації.
18. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший діапазон підсмуги частот має діапазон відносно нижчих частот, а другий діапазон підсмуги частот має діапазон відносно вищих частот.
19. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що система є пристроєм кодування звукових сигналів.
20. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що система є пристроєм декодування звукових сигналів.
21. Спосіб обробки звукових сигналів для забезпечення частково комплексного частотного представлення сигналу, який включає етапи:
отримання першого діапазону підсмуги частот першого частотного представлення сигналу, при цьому перше частотне представлення розділене на часові блоки та містить перші спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у першому підпросторі багатовимірного простору;
генерування на основі першого діапазону підсмуги частот проміжного часового представлення сигналу;
генерування на основі проміжного часового представлення другого частотного представлення сигналу, при цьому друге частотне представлення розділене на часові блоки та містить другі спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у другому підпросторі багатовимірного простору, що містить частину багатовимірного простору, яка не включається до першого підпростору;
синхронізації першого частотного представлення з другим частотним представленням сигналу; та
поєднання першого та другого діапазонів підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та другого частотного представлення сигналу для виведення частково комплексного частотного представлення сигналу,
де етап генерування другого частотного представлення включає використання приблизного значення проміжного часового представлення у часовому блоці, розташованому на d1≥1 часових блоків попереду його найбільш раннього часового блока, в якому буде доступний набір часових блоків першого частотного представлення, достатній для точного обчислення подібного часового блока, приблизне значення якого обчислюють на основі будь-яких доступних часових блоків першого частотного представлення.
22. Носій даних, що містить машинозчитувані команди для виконання способу за п. 21.
Текст
Реферат: Розташування блоків фільтрів, що перекриваються, містить відсік синтезу та відсік аналізу. Відсік синтезу приймає перший сигнал, розділений на часові блоки, та виводить на його основі проміжний сигнал, що має бути отриманий відсіком аналізу, що формує основу для обчислення другого сигналу, розділеного на часові кадри. В варіанті здійснення відсік синтезу призначений для розкриття приблизного значення проміжного сигналу у часовому блоці, що знаходиться на L-1 часові блоки попереду його вихідного блока, приблизне значення якого обчислюється на основі будь-яких доступних часових блоків першого сигналу, так що приблизне значення вноситься у відсікові аналізу до другого сигналу. Затримка зазвичай знижується на L-1 блоки. Застосування включають в цілому обробку звукових сигналів та, зокрема, перетворення дійсних спектральних компонентів в комплексні. UA 109749 C2 (12) UA 109749 C2 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перехресне посилання на споріднені заявки Дана заявка заявляє про перевагу на пріоритет попередньої заявки на патент США № 61/602,848, поданої 24 лютого 2012 р., та попередньої заявки на патент США № 61/622,389, поданої 10 квітня 2012 p., які повністю включаються в дану заявку за допомогою посилання. Галузь техніки Винахід, що розкривається в даній заявці, в цілому відноситься до цифрової обробки сигналів. Точніше кажучи, він відноситься до розташування блоків фільтрів, що перекриваються, для обробки частотного представлення одного або декількох звукових сигналів. Передумови створення винаходу В галузі цифрової обробки сигналів існує безліч додатків, де два фільтри взаємодіють у односпрямованому або двоспрямованому режимі. В односпрямованому відношенні один фільтр може отримувати вихідні дані іншого та виконувати операції на їх основі. В якості одного прикладу, перетворення "дійсне-уявне" частотного представлення сигналу може здійснюватися в якості етапу синтезу частота-час, за яким слідує аналіз час-частота. Оскільки фільтр трансформації за своєю природою включає відмінну від нуля затримку, то розташування двох або більше фільтрів може мати значну загальну затримку, що може в деяких випадках представляти собою незручність. З цієї та інших причин були представлені альтернативні рішення, що включають перетворення "дійсне-уявне", описане в патенті США 6,980,933, що належить заявнику. Однак бажано запропонувати додаткові альтернативи на додаток до цього підходу. Стислий опис графічних матеріалів Варіанти здійснення винаходу зараз будуть описані з посиланням на прикладені графічні матеріали, на яких: на фіг. 1 та 2 зображено узагальнену блок-діаграму фільтрів з кінцевою імпульсною характеристикою (FIR), що виконують функції фільтрів синтезу у системах обробки звукових сигналів; на фіг. 3а зображена спрощена діаграма сигналів, що відображає в різні моменти часу зміст двох буферів, що створюють проміжний сигнал (у) на основі вхідного сигналу, а також створюють вихідний сигнал на основі проміжного сигналу; на фіг. 3b зображене типове вікно аналізу, що застосовується спільно з обробкою, проілюстрованою на фіг. 3а; на фіг. 4 та 5 зображено фільтри FIR, що виконують функції фільтрів аналізу в системах обробки звукових сигналів; на фіг. 6, 7 та 8 зображені системи обробки звукових сигналів, в яких можуть бути використані варіанти здійснення винаходу; та на фіг. 9 зображена блок-схема способу обробки звукових сигналів відповідно до варіанту здійснення винаходу. Усі фігури є схематичним зображенням та зазвичай відображають лише частини, що є необхідними для пояснення винаходу, тоді як інші частини можуть бути пропущені або просто запропоновані. Якщо не вказано інше, подібні номери позицій відносяться до подібних частин на різних фігурах. Опис варіантів здійснення винаходу І. Загальне представлення Даний винахід зокрема пропонує способи та пристрої, що дозволяють ефективну операцію "дійсне-уявне" над коефіцієнтами у частотному представленні звукового сигналу. Операція "дійсне-уявне" може бути здійснена за допомогою етапу синтезу частота-час, за яким слідує аналіз час-частота. Типові варіанти здійснення винаходу надають спосіб для забезпечення частково комплексного частотного представлення звукового сигналу на основі дійсного частотного представлення сигналу, а також систему обробки звукових сигналів та продукт комп'ютерної програми для виконання цього способу з особливостями, викладеними в незалежних пунктах формули винаходу. Перший типовий варіант здійснення винаходу надає систему обробки звукових сигналів, що зазвичай містить наступні компоненти: • відсік синтезу; • відсік аналізу, комунікативно з'єднаний з виходом відсіку синтезу; та • процесор. Процесор та відсік синтезу отримують перший діапазон підсмуги частот першого частотного представлення сигналу в якості вхідного сигналу. Процесор об'єднує перше частотне представлення та вихід відсіку аналізу для формування комплексного частотного 1 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 представлення сигналу в першому діапазоні підсмуги частот. Процесор може також отримувати частотне представлення другого діапазону підсмуги частот сигналу в якості вхідного сигналу, за допомогою чого процесор може бути налаштований на об'єднання обох представлень сигналу в першому діапазоні підсмуги частот та другому діапазоні підсмуги частот сигналу в частково комплексне частотне представлення сигналу. Переважно другий діапазон підсмуги частот є додатком до першого діапазону підсмуги частот, так що два діапазони повністю використовують перше частотне представлення сигналу. Вихідний сигнал відсіку аналізу називається другим частотним представленням сигналу. Кожне частотне представлення розділяється на часові блоки (або часові інтервали), що містять певну кількість N зразків. Кількість зразків на блок може змінюватися. Однак переважно, що існує встановлена кількість зразків на блок. Перше частотне представлення також розділяється на перші спектральні компоненти, що представляють собою спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у першому підпросторі багатовимірного простору. Друге частотне представлення також розділяється на другі спектральні компоненти, що представляють собою спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у другому підпросторі багатовимірного простору, що містить частину багатовимірного простору, яка не включається до першого підпростору. Перше та друге частотні представлення можуть бути синусоїдним та косинусоїдним представленням або навпаки. В даному першому типовому варіанті здійснення відсік синтезу дозволяє досягнення відсіком аналізу приблизного значення проміжного часового представлення в часовому блоці, що знаходиться на d1 1 часові блоки попереду його вихідного часового блоку. Приблизне значення обчислюється на основі будь-яких доступних часових блоків першого частотного представлення, де інші часові блоки заміняються стандартними часовими блоками, так що часовий блок, зразки якого дорівнюють нулю або нейтральному значенню, не представляє енергії сигналу (немає збудження датчику). В даному контексті в заданий момент часу вихідний часовий блок відсіку синтезу є найбільш раннім часовим блоком, в якому набір часових блоків першого частотного представлення, встановлення якого є достатнім для точного обчислення такого (тобто найбільш раннього) часового блоку, буде доступним при нормальній роботі відсіку синтезу. Іншими словами, буде можливо вдосконалити приблизне значення до точного значення тієї ж величини (часового блоку) після спливу часу, що відповідає часовим блокам d1, припускаючи, що часові блоки першого частотного представлення були отримані звичайним або очікуваним шляхом. За допомогою доступних в даний момент часу даних буде можливо апріорі розрахувати точне значення замість вдосконалення доступного приблизного значення. Очевидно, що варіації цього типового варіанту здійснення можуть бути налаштовані на виведення двох або більше приблизних значень, таких як приблизні значення послідовності часових блоків. Крім того, в даному першому варіанті здійснення вищезгадане приблизне значення вноситься до другого частотного представлення сигналу, оскільки відсік аналізу використовує приблизне значення в якості вхідного або одного з багатьох вхідних значень для обчислення другого частотного представлення. Це означає, що відсік аналізу здатен обчислити заданий часовий блок другого частотного представлення щонайменше на один часовий блок раніше, що знижує час проходження багатосмугового фільтру. В типовому варіанті здійснення відсік синтезу є імпульсною характеристикою фільтру FIR [h0 h1 h2 … hLs], де кожен коефіцієнт є N-вектором послідовних значень. На основі вхідної послідовності [x0 x1 … xn] фільтр FIR буде виводити вихідний часовий блок В даному контексті ○ означає поелементне перемноження матриць (добуток Адамара), та 50 55 i підсумовування також здійснюється поелементно. N-вектори x n формуються з підблоків х n. Передбачається,що фільтр FIR є нетривіальним в тому сенсі, що перший блок коефіцієнту не є нулем, h0 ≠ (0, 0,…, 0), так що вихідний часовий блок уn не може бути обчислено, доки не буде введено найбільш ранній вхідний часовий блок хn. Тобто фільтр FIR має порядок Ls. В подальшій розробці попереднього типового варіанту здійснення фільтр FIR містить один або декілька вихідних буферів для збереження приблизних значень різних часових блоків проміжного часового представлення. Буфери оновлюються кожного разу, коли фільтр FIR отримує новий часовий блок першого частотного представлення сигналу. Оновлення полягає в збільшенні значення буфера за допомогою нового часового блоку, попередньо помноженого на відповідні коефіцієнти імпульсної характеристики. (В контексті даного розкриття попереднє множення не відноситься до передбачуваного порядку блоку значення та блоків коефіцієнту; більш того, поелементне множення є комутативною операцією). Отже, буфери, що отримали 2 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 відносно більшу кількість оновлень, зберігають більш надійні приблизні значення, ніж буфери, що отримали відносно меншу кількість оновлень. Після того, як буфер зазнав повної кількості Ls+1 оновлень після останнього скидання (або очистки), він буде містити точне значення розглянутого часового блоку. Однак в цьому варіанті здійснення приблизне значення часового блоку розкривається лише після Ls+ 1 - d1 оновлень. Іншими словами, доповнення від решти ще не доступних часових кадрів є такими, якби ці часові кадри були встановлені на нуль. В типовому варіанті здійснення фільтр FIR містить один або декілька вхідних буферів для збереження нещодавно отриманих часових блоків першого частотного представлення. Зважений суматор відповідальний за створення приблизного значення часового блоку, що знаходиться на d1 часові блоки попереду його нормального вихідного часу. Тому, зважений суматор добуває Ls+ 1 - d1 значення буфера, попередньо помножує їх на відповідні блоки коефіцієнту (коефіцієнти імпульсної характеристики) та поелементно підсумовує результати. В типовому варіанті здійснення точність обчислення приблизного значення гарантується шляхом передбачення того, що воно буде включати застосування блоків коефіцієнту імпульсної характеристики, що представляють щонайменше 50 % загальної маси імпульсної характеристики. Отже, припускаючи, що коефіцієнти [hp hp+1 hp+2 … hLs] використовуються для розрахунку приблизного значення, тоді переважно, що Більш високий процент при нормальних умовах збільшить точність. Переважно загальна маса застосованих блоків коефіцієнту становить щонайменше 60 %, 70 % або 80 % загальної маси. В даному контексті p є кількістю, що залежить від d1. В деяких варіантах здійснення ця кількість може бути наступною: p = d1. У варіації попереднього типового варіанту здійснення блоки коефіцієнту імпульсної характеристики, що застосовуються для обчислення приблизного значення, становлять послідовність послідовних часових блоків, що містить локальний абсолютний максимум імпульсної характеристики. Абсолютний максимум може відноситися до блоку коефіцієнту з найбільшою масою або блоку коефіцієнту, що містить окремий коефіцієнт з найбільшим абсолютним значенням. В типових варіантах здійснення відсік аналізу містить фільтр FIR, що розподіляє структурні та/або функціональні особливості, описані в даній заявці вище у зв'язку з відсіком синтезу. В типовому варіанті здійснення система обробки звукових сигналів містить щонайменше одну лінію затримки, розташовану між вхідною точкою багатосмугового фільтру та входом процесора для формування частково комплексного частотного представлення сигналу. Одна або декілька ліній затримки полегшують формування частково комплексного частотного представлення шляхом забезпечення синхронічності. Затримка може бути досягнута з використанням методу, безпосередньо відомого в області техніки, наприклад, тимчасового збереження даних, призначення тимчасових міток та/або шляхом включення до складної структури даних. Залежні пункти формули винаходу визначають додаткові типові варіанти здійснення винаходу. Слід зазначити, що винахід відноситься до всіх поєднань особливостей, навіть якщо їх перераховано в інших пунктах формули винаходу. II. Типові варіанти здійснення На фіг. 6а зображене загальне представлення у формі блок-діаграми системи 600 обробки сигналів, у якій можуть бути використані варіанти здійснення дійсного винаходу. Починаючи зліва, часовий сигнал (наприклад, часове представлення звукового сигналу, отриманого шляхом збудження акустичного перетворювача, що виводить цифровий сигнал, з використанням акустичної хвилі) подається на косинусоїдно-модульований блок 660 фільтрів, що може бути QMF або псевдо-QMF типу. Блок 660 фільтрів надає стільки вихідних сигналів, скільки в нього є смуг частот (або елементи дозволу по частоті). Оскільки блок 660 фільтрів є косинусоїдно-модульованим, то вихідні сигнали умовно називаються дійсними спектральними компонентами. Вхідний часовий сигнал та вихідні частотні сигнали можуть бути розділені на часові блоки та/або один або декілька каналів. Під час виходу вихідних сигналів з блоку 660 фільтрів перший піднабір подається на відсік 611 перетворення дійсних спектральних компонентів в комплексні, що перетворює дійсні спектральні компоненти на комплексні спектральні компоненти шляхом додавання уявної частини відповідно до синусоїдної модуляції оригінального часового сигналу. Комплексні спектральні коефіцієнти подаються на відсік 640 частково комплексної обробки. Решта вихідних сигналів (другий піднабір) з блоку 660 фільтрів 3 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 затримується у лінії 630 затримки для надходження до відсіку 640 частково комплексної обробки синхронно з комплексними спектральними компонентами у першому піднаборі. Перший та другий піднабори формують частково комплексне частотне представлення оригінального сигналу, що може зазнати спеціалізованої обробки у відсікові 640 обробки. Спеціалізована обробка може включати операції, що відомі своїми проблемами дзеркальних частот або від яких очікуються проблемами дзеркальних частот (або інші труднощі, що з'являються у зв'язку з обробкою критично дискретизованих сигналів) у діапазоні частот, що відповідає першому піднабору смуг частот. Оскільки частотне представлення включає повністю комплексні спектральні коефіцієнти у цьому діапазоні частот, то схема обробки з цими властивостями зазвичай буде менш чутливою до проблем дзеркальних частот та/або артефактів, що можуть іншим чином знизити суб'єктивну якість звукового сигналу або відеосигналу. Звукова система 600 може бути описана на більш абстрактному рівні, як зображено на фігурі 6b, де за відсіком 691 обробки шляхом перекриття та додавання слідує відсік 693 обробки блоку, що знаходиться відносно нього в низхідному напрямку. Припускаючи постійний розмір блоку з N зразків, обробка 691 шляхом перекриття та додавання включає формування послідовностей K послідовних блоків (кожен з яких містить Κ x Ν зразків) та застосування по відношенню до них функції управління вікнами. Наступні вікна перекриваються таким чином, що заданий блок включається до більш ніж одного вікна, в різних положеннях по відношенню до функції управління вікнами. Послідовні вікна накладаються одне на одне та додаються для отримання блоків проміжного сигналу, що означає, що заданий блок проміжного сигналу не буде точно відомий, доки вхідний сигнал не пройде настільки далеко, що всі вхідні блоки, що вносяться за допомогою часових вікон, частину яких вони формують, будуть доступні. У відсікові 693 обробки блоку послідовності K' послідовних блоків (кожен з яких має K' x N зразки) проміжного сигналу використовуються в якості входу для операції обробки, що має один блок (N зразків) у якості виходу. Кількість K блоків, що одночасно обробляються у відсікові 691 обробки шляхом перекриття та додавання, може відрізнятися від кількості K' блоків, що обробляються у відсікові 693 обробки блоків (див. також фіг. 3а). В якості альтернативи, ці кількості можуть бути рівними, K = K' (див. також фігуру 6). Обробка блоку може бути багатофазною реалізацією рівномірно модульованого блоку фільтрів з підвибіркою. Один блок вихідних даних буде завершено тоді, коли вклад майбутніх блоків буде дорівнювати нулю через довжину кінцевого вікна. Іншими словами, кожен вихідний блок N зразків обчислюється з використанням K' x N вхідних зразків (довжини вікна) та для кожних N вхідних зразків існує N (завершених) вихідних зразків. Один аспект винаходу відноситься до відсіку 692 зниження затримки, що знаходиться між відсіком 691 обробки перекриття та додавання та відсіком 693 обробки блоків. Відсік 692 зниження затримки передає наближені значення блоків проміжного сигналу від відсіку 691 обробки перекриття та додавання до відсіку 693 обробки блоків, що внаслідок цього можуть ініціювати обробку заданого блоку раніше, ніж якби використовувалося його точне значення. В таких реалізаціях, де обробка 691 перекриття та додавання включає послідовні збільшення частинипам'яті, що з часом будуть містити наближені значення, що поступово (хоча й не обов'язково монотонно) наближуються до точного значення заданого вихідного блоку, відсік 692 зниження затримки може бути налаштований на забезпечення доступності цих наближених значень для відсіку 693 обробки блоків. Іншими словами, приблизні значення, що в традиційних реалізаціях залишаються внутрішньо доступними лише для відсіку 691 обробки перекриття та додавання, вибірково передаються за допомогою відсіку 692 зниження затримки на відсік 693 обробки блоків. На фіг. 7 зображена узагальнена блок-діаграма, що відображає систему 700 обробки звукових сигналів, що має багатосмуговий фільтр 770, відповідно до типового варіанту здійснення дійсного винаходу. Багатосмуговий фільтр 770 приймає дійсне частотне представлення звукового сигналу та виводить частково комплексне частотне представлення сигналу. В багатосмуговому фільтрі 770 існує по суті два паралельні канали обробки, із яких перший канал обробки відповідальний за обробку першого діапазону підсмуги частот (що може бути представлено спектральними компонентами відносно першого піднабору елементів дозволу по частоті) та другий канал обробки відповідальний за другий діапазон підсмуги частот. На фіг. 7 другий канал обробки представляється в якості верхньої вхідної лінії до процесору 740, а саме лінії 730 затримки. Перший канал обробки, що представлено нижніми лініями, що проходять до самого процесору 740, також підрозділяється на два паралельні канали, один з яких є лінією 750 чистої затримки, так що процесор 740 буде отримувати необроблену копію першого діапазону підсмуги частот частотного представлення звукового сигналу та оброблену копію того ж сигналу, однак з такою затримкою, що він буде синхронно отримуватися 4 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 процесором 740. Оброблена копія сигналу отримується за допомогою перетворення "дійснеуявне", реалізованим таким же шляхом, як і послідовні етапи синтезу 710 частота-час та аналізу 720 час-частота. Однак з оригінального частотного представлення звукового сигналу, що відноситься до дійсних (наприклад, косинусоїдно-модульованих) спектральних компонентів, за допомогою проміжного часового представлення отримується представлення з уявними (наприклад, синусоїдно-модульованими) компонентами. В альтернативному типовому варіанті здійснення відсік 710 синтезу отримує уявне представлення та відсік 720 аналізу виводить дійсне представлення. В іншому випадку процесор 740 налаштовується на поєднання відповідних уявних спектральних компонентів та дійсних спектральних компонентів, де обидва отримуються з лінії 750 затримки, для отримання комплексного представлення звукового сигналу в першому діапазоні підсмуги частот. Комплексне представлення також поєднується за допомогою процесора 740 з необробленим представленням другого діапазону підсмуги частот, отриманим з лінії 730 затримки, так що частково комплексне представлення отримується на виході процесора 740. Відсіки синтезу 710 та аналізу 720 можуть бути реалізовані в якості послідовних прикладів обробки перекриття та додавання та обробки (віконних) блоків, по відношенню до яких наступним чином може бути застосовано винахід. При традиційній роботі відсік 720 аналізу виконує обробку блоків для обчислення вихідного часового блоку на основі точних значень K вхідних часових блоків. Відповідно до типового варіанту здійснення відсік 720 аналізу основує обчислення на приблизних значеннях L 1 часових блоків та точних значеннях K - L блоків проміжного часового сигналу. Для цього відсік 710 синтезу розкриває приблизні значення, які були обчислені на основі будь-яких доступних часових блоків першого діапазону підсмуги частот першого частотного представлення, для використання відсіком 720 аналізу. Таким чином, відсік 720 аналізу може ініціювати обчислення, що призведуть до заданого вихідного часового кадру в більш ранній момент часу. Оскільки вихідний часовий кадр частково основується на приблизних значеннях L часових блоків, то його точність та/або надійність в деякій мірі знижується. Зазвичай існує зворотна залежність між вихідною точністю та кількістю L приблизних часових блоків, що замінили точні часові блоки. Операція перекривання блоку фільтрів, що представляє типовий варіант здійснення винаходу, буде зараз описана на більш конкретному рівні, де сигнали моделюються в якості функцій дискретного часу. Слід нагадати, що цей типовий варіант здійснення та його математичний опис призначені для пояснення винаходу з нової точки зору, аніж обмеження його об'єму; дослідивши та зрозумівши опис цього типового варіанту здійснення фахівці в даній області техніки зможуть запропонувати додаткові варіанти здійснення, що можуть відрізнятися відносно використаної системи позначень, розподілення та порядку деяких обчислювальних завдань, але все ще використовувати не універсальні ідеї описаного типового варіанту здійснення, такі як використання приблизних значень в якості вхідних для другого блоку фільтрів. Часовий крок позначається літерою N та фактор перекриття задається цілим K > 1. (Отже, K = Ls+1). Змінна дискретного часу позначається літерою t. Вікно синтезу (фільтр-прототип) h(t) th зразків довжини NK повинно дорівнювати нулю зовні часового проміжку {0, 1,…, ΝΚ - 1}. Для k часового інтервалу (або часового кадру) блоку фільтрів сигнал xk (t) з довжиною NK підтримки створюється за допомогою вектору зразків підсмуги частот. Застосовані операції зазвичай є трансформацією частота-час, за якою слідують розширення на основі повторення та часових переходів. Передбачається, що сигнал xk(t) дорівнює нулю за межами часового проміжку {0, 1,…, NK-1}. Повний синтез відносно часового виходу y(t) описується наступною формулою: Через перекриття існує K вкладів до кожного вихідного значення. Частковий синтез, що може бути створено за допомогою часових інтервалів з k n, є наступним: Різниця між повним та частковим синтезом наступна: 5 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 та зазначається, що ця сума в загальному випадку зводиться до нуля тоді та лише тоді, коли t m+Κ. Це означає, що вхідні інтервали до n = m+K-1 мають бути оброблені за допомогою блоку фільтрів синтезу для отримання доступу до інтервалу m наступного аналізу. Це накладає базову затримку K - 1 інтервалів на цю модельну систему синтезу, за якою слідує аналіз. За допомогою цього типового варіанту здійснення достатнє наближене значення аналізу може бути отримано зі зниженою затримкою. Буфер наближеного аналізу â(t) добуває частково відновлений сигнал з n = m + K-1-р, а саме: де p 1 означає зниження затримки в інтервалах відносно стандартного випадку, де р = 0 та n = m + K-1. При управлінні вікнами аналізу з g(t) похибка, представлена в наближеному аналізі, є наступною: 30 35 40 45 Ця похибка є невеликою, якщо добутки зміщених вікон h(t-N1)g(t) для 1 > K - p є невеликими. У переважному варіанті здійснення значення є наступними K = 10 та p = 4, та добуток зміщених вікон є незначним для 1 6. З прямим посиланням на показник m інтервалу оновлення традиційного буфера аналізу a(t) може бути описане наступним чином: Іншими словами, найпізніший часовий інтервал стирається з першого кінця буфера, один часовий інтервал копіюється з синтезу до другого кінця буфера та зміст відносно проміжних кадрів в буфері аналізу зміщується в напрямку першого кінця. (Посилання на "кінці" є абсолютно концептуальним та в конкретних реалізаціях передбачається, що використовується кільцевий буфер або буфер забезпечується віртуальною округлістю, що досягається за допомогою направлення відповідного покажчика.) Буфер аналізу відповідно до цього варіанту здійснення оновлюється більш великою часткою зчитування з синтезу, а саме: Буфер синтезу для показника n часового інтервалу є наступним: 6 UA 109749 C2 Оновлення цього буфера є подібним для стандартного та винахідливого випадку, а саме: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Отже, цей типовий варіант здійснення відрізняється від згаданого вище традиційного методу, тим, що більша частина, ніж просто зміст першого часового блоку {0, 1,…, N-1}буфера синтезу, стає доступною для наступного відсіку аналізу. На фіг. 3а проілюстровано зміст буфера в розташуванні двох взаємодіючих фільтрів, де перший фільтр (синтезу) містить K = Ls+1 відгалужень (для забезпечення проміжного сигналу у на основі вхідного сигналу х) та другий фільтр (аналізу) містить K' = LA+1 відгалужень (для забезпечення вихідного сигналу z на основі проміжного сигналу у). Сигнали зображуються за станом на три різні моменти часу. В даному контексті білий колір вказує на вже присутні дані (з попереднього циклу), легке затемнення вказує на нові приблизні дані та більш темне затемнення вказує на нові точні дані. Перший фільтр, пов'язаний з фільтром-прототипом (імпульсної характеристики) h, налаштовується на заміщення своїх останніх d1=L - 1 вхідних часових блоків на нульові блоки, так що його L-1 найновіші вихідні блоки будуть складатися з приблизних значень. На фіг. 3b зображено реалістичний типовий фільтр-прототип для розміру блоку в N=8 зразків та довжини вікна в K = 10 блоків. Другий фільтр, пов'язаний з фільтром-прототипом g, налаштовується на використання L-1 останніх вихідних блоків з першого блоку. Загальна затримка розташування фільтру знижується на L-1 блоків. В стандартній реалізації з несиметричними прототипами затримка знижується з Ls+LA+1 = K + K' - 1 блоків до K + K' - L блоків. Фільтри-прототипи g та h зображено на фіг. 3а на тій самій часовій шкалі, що й буфери. Між t=0 та t=1 буфер (Буфері) синтезу в першому фільтрі збільшується на кадр даних, що містить найновіший часовий блок. Якщо t=1, тоді найпізніший часовий блок (самий лівий) буде містити точні проміжні дані сигналу, готові для виведення до традиційного фільтру. Між t=1 тa t=2 L найпізніші часові блоки копіюються з буфера синтезу до буфера (Буфера2) аналізу в другому фільтрі та зміст буфера синтезу зміщується на один часовий блок. Буфер аналізу готується до прийому скопійованих часових блоків з буфера синтезу шляхом зміщення між t=0 та t=1 на один блок (див. знак виноски), тоді як додаткові L-1 блоки даних відкидаються або маркуються як вільні для перезапису. Якщо t=1, тоді буде існувати L доступних просторів часового блоку в буфері аналізу. У варіації до варіанту здійснення, де точність трохи знижується для подальшого зниження загальної затримки, другий фільтр може використовувати в якості вхідних блоків точні старі та нові вихідні блоки з першого фільтру (найпізнішої частини входу), приблизні вихідні блоки з першого фільтру (проміжної частини) та в доповнення до цього d2 блоки нулів (найновішої частини). Для кожного додаткового блоку нулів, що використовується в якості вхідного блоку, загальна затримка буде знижена на один часовий блок. Цей метод може бути використано для розподілення зусиль по зниженню затримки серед обох фільтрів. Він може включати потенціальну перевагу, оскільки втрата точності менша, ніж у випадку, коли зниження затримки впливає лише на один фільтр, наприклад, шляхом встановлення d2=0 та d1 в якості надмірного значення. На фіг. 9 зображено блок-схему, що ілюструє цикл операцій, що виконуються по відношенню до звукового сигналу, відповідно до типового варіанту здійснення. Під час цих операцій метод обробки буфера знижує затримку у двох взаємодіючих блоках фільтрів: у блоці фільтрів синтезу, пов'язаному з буфером (Буфером1) синтезу, та у блоці фільтрів аналізу, пов'язаному з буфером (Буфером2) аналізу. Блок фільтрів синтезу працює шляхом ініціації місцеположення в Буфері1, а потім збільшення його змісту на зважені нові значення сигналу переважно у поблочному режимі, доки буфер не буде містити точні кінцеві дані, готові для виведення. Обробка в блоці фільтрів аналізу може відноситися до послідовності багатофазної фільтрації (управління вікнами) та операції матриці модуляції та отримувати її вхідні значення з Буфера2. Слід зазначити, що буфери є кільцевими буферами з довжиною Κ х Ν, де N є розміром блоку, а початкові позиції зчитування/запису є такими, як зображено в таблиці 1. 7 UA 109749 C2 Таблиця 1: Початкові позиції зчитування/запису в буферах Буфер1 Буфер2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 зчитування запис зчитування запис 0 0 0 (K - L) x N Кількість L буде визначено нижче. Слід також зазначити, що блок-схема ілюструє ситуацію "теплого запуску", в якій буфери містять значення, що виникли внаслідок обробки в попередніх циклах. На першому етапі 902 новий блок часових зразків з косинусоїдно-модульованого частотного представлення звукового сигналу отримується з використанням косинусоїдної (де)модуляції. На другому етапі 904 масив K часових блоків формується шляхом періодичного складання нового блоку N часових зразків K разів та зважування на третьому етапі 906 за допомогою прототипу синтезу загального типу, зображеного на фіг. 3b. Далі на четвертому та п'ятому етапах 908, 910 позиції (покажчики) зчитування/запису в Буфері1 збільшуються на N (де значення переповнення охоплюються завдяки циклічності) та віконний масив K-блоків додається до значень, що вже присутні у Буфері1. Після цих етапів Буфер1 буде містити один блок точних значень та K - 1 блоків значень, отриманих з використанням різних наближень. На шостому етапі 912 кількість L 2 блоків копіюється з Буфера1 до Буфера2 (перезаписуючи попередній зміст Буфера2), так що щонайменше один блок наближення буде здійснювати вклад до фільтрації аналізу, призводячи до зниження затримки на (L-1) x Ν зразків. Цикл продовжується на сьомому етапі 914 шляхом скидання N зразків в Буфері1; після п'ятого етапу наступного циклу положення скинутих N зразків буде містити найбільш елементарні наближені значення. Далі фільтр аналізу обробляє скопійовані L блоки разом з K - L існуючими блоками для отримання блоку частотного представлення звукового сигналу. Точніше кажучи, на восьмому, дев'ятому та десятому етапах 916, 920, 922 K блоків добувається з Буфера2, зважується за допомогою прототипу аналізу, а потім переробляється у блок частотного представлення звукового сигналу операцією матриці синусоїдної модуляції. На кінцевому одинадцятому етапі 918 позиції зчитування та запису відносно Буфера2 збільшуються на N зразків кожна. Ця дія завершує цикл та блоки фільтрів можуть перейти до наступного циклу. Фахівцям в даній області техніки після прочитання опису відносно фіг. 9 буде зрозуміло, що можливо модифікувати алгоритм багатьма способами, при цьому отримуючи той самий результат. Наприклад, обробка позицій зчитування/запису буфера може бути виконана в іншому порядку, як також проілюстровано з використанням подвійних стрілочок, що направляють блоки, що представляють третій та восьмий етапи 906, 916; порядок цих операцій не є критичним для алгоритму, доки послідовно здійснюються вибори в усіх циклах. На фіг. 8а зображено структуру, в якій може бути здійснено алгоритм, зображений на фіг. 9. Разом фіг. 8а та 8b також ілюструють архітектуру обробки, що потенційно може бути використана даним винаходом. Посилання зазвичай здійснюється на фіг. 7, на якій проілюстровано систему 700 обробки звукових сигналів з подібною структурою та функцією. На фіг. 8а між лівою вхідною точкою та входами до відсіку 860 обробки сигнали піддаються перетворенню з абсолютно дійсного частотного представлення на частково комплексне представлення. Як і в системі 700 обробки уявне частотне представлення, що має бути додано до абсолютно дійсного частотного представлення, отримується шляхом синтезу, за яким слідує аналіз, у блоках 810, 820 фільтрів та відсік 815 зниження затримки забезпечує доступність приблизних значень синтезу для використання блоком 820 фільтрів аналізу. Відсік 830 затримки гарантує, що необроблене абсолютно дійсне частотне представлення подається до відсіку 860 обробки синхронно з результатами обробки. Далі відсік 860 обробки виконує спеціалізовану обробку, наприклад, обробку, призначену для забезпечення необхідного ефекту в конкретному випадку застосування. Оскільки відсік 860 обробки функціонує на основі покращеного частково комплексного представлення сигналу, то він має високу надійність, а тому природа спеціалізованої обробки може бути різноманітною. Відсік 860 обробки може функціонувати на основі одного часового блоку (N зразків) в кожен окремий момент часу або на основі багатьох часових блоків. На фіг. 8b вказано можливу низхідну частину компонентів, зображених на фіг. 8а. Частина, зображена на фіг. 8b, дозволяє досягнути перетворення "комплексне-дійсне" частотного 8 UA 109749 C2 5 10 15 20 представлення звукового сигналу після обробки за допомогою відсіку 860 обробки. Таким чином, блок 870 фільтрів синтезу та низхідний блок 880 фільтрів аналізу виконують перетворення "уявне-дійсне" по відношенню до цієї частини спектру, де звуковий сигнал представляється уявними спектральними даними в доповнення до дійсних спектральних даних. Точніше кажучи, якщо частина, зображена на фіг. 8а, що містить косинусоїдно-модульований фільтр 810 синтезу, за яким слідує синусоїдно-модульований фільтр 820 аналізу, то частина, зображена на фіг. 8b, буде містити синусоїдно-модульований блок 870 фільтрів синтезу, за яким слідує косинусоїдно-модульований блок 880 фільтрів аналізу. Блок 880 фільтрів аналізу, зображений на фіг. 8b, може також впливати на зміну масштабу спектральних даних, так що дійсні спектральні дані, отримані таким чином, стають порівнянними до дійсних спектральних даних, що передаються з відсіку 860 обробки лінією 890 затримки. Це дозволяє наступному відсіку 840 підсумовування оновлювати дійсні дані в представленні обробленого звукового сигналу таким чином, що будь-які небажані побічні ефекти дзеркальних частот можуть бути видалені з сигналу. На відміну від блоків 810, 820, 870, 800 фільтрів відсік 840 підсумовування може функціонувати з окремим часовим блоком в кожен окремий момент часу. В цьому типовому варіанті здійснення послідовні блоки 870, 880 фільтрів, зображені на фіг. 8b, піддаються зниженню 875 затримки, а саме шляхом забезпечення блоку 880 фільтрів аналізу доступу до приблизних вихідних даних з блоку 870 фільтрів синтезу. Зрештою, декілька типових реалізацій фільтру FIR буде описано з посиланням на фіг. 1, 2, 3, 4 та 5. Подібно вищезгаданому розділу загального представлення, ці фігури використовують блочно-орієнтовану систему позначень, що відноситься до залежної від часу системи позначень, як вказано далі. Символ ỹn. означає блок матриці, сформований усіма зразками Подібним 25 формується з h(t+Ni) та блок маємо наступне: Крім того, формулою: 30 35 40 45 50 x i n чином, припускаючи, що блок hi формується з xn(t+Ni). Використовуючи цю систему позначень означають приблизні блоки, що задано для p 1 наступною Встановлення p = 0 повертає точне значення ỹn. Фільтр 100, зображений на фіг. 1, містить вихідні буфери для обчислення приблизних значень. На фіг. 1 буфер зображено в символічній формі в якості кільцевого буфера, хоча округлість зазвичай реалізується за допомогою направлення відповідного покажчика (повного обороту при збільшенні). Положення стрілки, відміченої в якості "СКИДАННЯ", передбачає, що простір 105 буфера має бути спустошено або перезаписано перед прийняттям нових даних у наступному часовому кадрі, коли вона займає положення простору 101 буфера. Вікна Ν x K i вхідних значень x n , і = 0, 1,…, Κ - 1, подаються через вхідну лінію 111 та додаються до просторів 101-105 буфера після покомпонентного множення на блоки hi коефіцієнту фільтрів. Блок точних виходів ỹn фільтрів отримується на вихідній лінії 112. (Слід зазначити, що останній вихідний буфер 105 може бути замінено звичайною схемою підсумовування, оскільки усі дані, необхідні для обчислення виходу, вже доступні на початку цього часового блоку, в якому найбільш ранній вхідний часовий блок отримується фільтром. Іншими словами, точно немає необхідності у тимчасовому збереженні (буфері) цих значень, що мають бути додані для забезпечення вихідного значення). В буферах 101-104, що знаходяться у напрямку проти годинникової стрілки від останнього вихідного буфера 105, містяться приблизні значення. Два з цих приблизних значень ỹn+1, ỹn+2 можуть бути добуті через прискорені лінії 121, 122 за допомогою фільтру, розташованого після фільтру, зображеного на фіг. 1, для зниження загальної затримки обробки. На відміну від вищезгаданого, фільтри, зображені на фіг. 2, 4 та 5, використовують вхідні буфери в поєднанні з виділеними зваженими сумами для виведення приблизних значень. У фільтрі, зображеному на фіг. 2, вхідне вікно х n Ν x Κ зразків отримується через вхідну лінію 211 9 UA 109749 C2 5 i та розподіляється за допомогою модуля 201 в якості окремих блоків x n до зважених сум. Один зважений суматор забезпечує через вихідну лінію 212 точний вихідний часовий блок ỹn. Наступний зважений суматор забезпечує приблизний часовий блок ỹn через прискорену лінію 221. В типових варіантах здійснення винаходу фільтр аналізу, підключений після фільтру, зображеного на фіг. 2, може використовуватися як точний, так і приблизний часовий блок в якості вхідних для обчислення вихідного часового блоку zn. На фіг. 4 зображено фільтр 400, пристосований для розміщення після фільтру, тип якого зображено на фіг. 1. Довжина виходу фільтру дорівнює K блокам, 10 Фільтр 400 зберігає поточні вхідні блоки ỹn-2 та попередні блоки у буферах 401404. Вони використовуються в якості вхідних для операції, за допомогою якої отримуються останні K - 2 блоки виходу фільтру. Перші два блоки обчислюються у цьому фільтрі 400 на основі приблизних значень 15 20 25 30 35 забезпечених через обхідні вхідні лінії 431, 432. Приблизні значення можуть дорівнювати значенням описаним вище у зв'язку з фільтром, зображеним на фіг. 1, де вони добуваються з прискорених ліній 121, 122. Усі зважені суматори не мають включати повний набір вхідних ліній; наприклад, нафіг. 4 зображено блок g4=0 коефіцієнту, через який цій вхідній лінії до зваженого суматора 421 не вистачає відповідної вхідної лінії з вхідного буфера 403. Подібним чином фільтр, що призначається для постійного використання для отримання приблизного значення (як у випадку зі відсіком аналізу), не має включати вихідну лінію для забезпечення точного значення, як зображено на фіг. 4. На фіг. 5 зображено фільтр, подібний до зображеного на фіг. 4. В даному контексті буфер не кільцевий. Замість цього, вхідна лінія 511 з'єднується через селектор 543, що відповідає за запис нових вхідних даних до місцеположення буфера, що на даний момент містить найпізніші дані. В низхідному напрямку відносно буфера комутатор 542 передає релевантні дані з місцеположень буфера на різні входи у зважений суматор. Фільтр, зображений на фіг. 5, містить одну вхідну обхідну лінію, а саме для забезпечення помноження значення ỹn на блок g0 коефіцієнту. Фільтри, зображені на фіг. 4 та 5, відрізняються відносно їх кількості вхідних обхідних ліній. Менша кількість вхідних ліній може призвести до більш простої апаратної структури або у програмній реалізації до меншої кількості даних, що переміщуються усередині. Якщо одна обхідна вхідна лінія доступна, тоді задане приблизне значення використовується для обчислення n-відмічених виходів в поточному часовому інтервалі та після зміщення буфера для обчислення (n + 1) - відмічених виходів у наступному часовому інтервалі. Використання двох обхідних вхідних ліній є більш складним підходом, але має переваги в точності. Якщо використовується дві обхідні вхідні лінії 431, 432, як зображено на фіг. 4, то приблизне значення (що подається через другу обхідну вхідну лінію 432) переробляється у приблизне 40 45 50 55 значення першого порядку (що подається через першу обхідну вхідну лінію 431) у наступному кадрі. Принципом, що лежить в основі винаходу, є забезпечення другого відсіку обробки, що знаходиться після каналу обробки, передчасним доступом до приблизних значень з етапу обробки в якості вхідних. Цей принцип може бути застосовано відносно взаємодіючих блоків фільтрів, що також знаходяться за межами області обробки звукового сигналу. Таким чином, з багаторазовим посиланням на фіг. 7, типовий варіант здійснення надає розташування блоків 700 фільтрів, що перекриваються, що містить: • відсік 710 синтезу, що приймає перший сигнал, розділений на часові блоки, та виводить на його основі проміжний сигнал; та • відсік 720 аналізу, що приймає проміжний сигнал та виводить на його основі другий сигнал, розділений на часові кадри, де відсік синтезу призначений для розкриття приблизного значення проміжного сигналу у часовому блоці, що знаходиться на d1 1 часові блоки попереду його вихідного блоку, приблизне значення якого обчислюється на основі будь-яких доступних часових блоків першого сигналу; та, де вищезгадане приблизне значення вноситься у відсікові аналізу до другого сигналу. III. Еквіваленти, розширення, альтернативи та інше Незважаючи на те, що винахід було описано з посиланням на конкретні типові варіанти здійснення винаходу, багато різних альтернатив, модифікацій та тому подібного стане зрозуміло фахівцям в даній області техніки після дослідження цього опису. Описані типові 10 UA 109749 C2 варіанти здійснення відповідно не призначаються для обмеження об'єму винаходу, що визначається лише прикладеною формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Система (600; 700) обробки звукових сигналів, що містить багатосмуговий фільтр (660; 770) для забезпечення частково комплексного частотного представлення сигналу, причому багатосмуговий фільтр містить: відсік (691; 710; 810, 870) синтезу, що отримує перший діапазон підсмуги частот першого частотного представлення сигналу, при цьому перше частотне представлення розділене на часові блоки та містить перші спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у першому підпросторі багатовимірного простору, та виводить на основі першого діапазону підсмуги частот проміжне часове представлення сигналу; відсік (693; 720; 820, 880) аналізу, що отримує проміжне часове представлення сигналу та виводить на його основі друге частотне представлення сигналу, при цьому друге частотне представлення сигналу розділене на часові блоки та містить другі спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у другому підпросторі багатовимірного простору, що містить частину багатовимірного простору, яка не включається до першого підпростору; та процесор (640; 740; 860), що отримує перші та другі діапазони підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та другого частотного представлення сигналу та поєднує їх для виведення частково комплексного частотного представлення сигналу, причому: відсік синтезу призначений для розкриття приблизного значення проміжного частотного представлення у часовому блоці, що знаходиться на d1≥1 часових блоків попереду його вихідного блока, приблизне значення якого обчислюють на основі будь-яких доступних часових блоків першого сигналу; та, зазначене приблизне значення вносять у відсік аналізу до часового блока другого частотного представлення сигналу. 2. Система обробки звукових сигналів за п. 1, яка відрізняється тим, що багатосмуговий фільтр додатково містить відсік (660; 701) трансформації, розташований попереду багатосмугового фільтра, при цьому зазначений відсік трансформації отримує вхідне часове представлення сигналу та виводить перше частотне представлення сигналу. 3. Система обробки звукових сигналів за п. 2, яка відрізняється тим, що відсік трансформації знаходиться в групі, що містить: блок аналізу QMF дійсних значень; блок аналізу псевдо-QMF; дискретну синусоїдну або косинусоїдну трансформацію; DCT-II; DCT-III; модифіковану дискретну синусоїдну або косинусоїдну трансформацію. 4. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що відсік синтезу містить перший фільтр з кінцевою імпульсною характеристикою, FIR, (100; 200) з імпульсною характеристикою [h0 h1 h2 … hLs], де блок коефіцієнта h0а≠(0, 0,…, 0). 5. Система обробки звукових сигналів за п. 4, яка відрізняється тим, що: фільтр FIR містить один або декілька вихідних буферів (101, 102, 103, 104, 105) для збереження приблизних значень проміжного часового представлення; отримання нового часового блока першого частотного представлення змушує фільтр FIR збільшувати відповідні вихідні буфери на новий часовий блок після попереднього помноження на відповідні блоки коефіцієнта імпульсної характеристики; та відсік синтезу дозволяє відсіку аналізу доступ до буфера, де зберігається приблизне значення проміжного часового представлення, у часовому блоці, що розташований на d1 часових блоків попереду його вихідного блока. 6. Система обробки звукових сигналів за п. 5, яка відрізняється тим, що приблизне значення проміжного часового представлення обчислюють таким чином, якби будь-який недоступний часовий блок першого частотного представлення був нулем. 7. Система обробки звукових сигналів за п. 4, яка відрізняється тим, що фільтр FIR містить: один або декілька вхідних буферів (201, 202, 203, 204) для збереження поточних часових блоків першого частотного представлення; та 11 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зважений суматор (221), що зчитує менш ніж LS+1 вхідних буферів, застосовуючи піднабір блоків коефіцієнта імпульсної характеристики та виводячи приблизне значення проміжного часового представлення в часовому блоці, розташованому на d1 часових блоків попереду його вихідного блока. 8. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 5-7, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування блоків коефіцієнта імпульсної характеристики, що представляють щонайменше 50 % загальної маси імпульсної характеристики. 9. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 5-7, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування послідовності послідовних блоків [hp hp+1 hp+2 … hLs] коефіцієнта імпульсної характеристики, де р≥1, причому послідовність містить локальний абсолютний максимум імпульсної характеристики. 10. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що відсік аналізу містить другий фільтр з кінцевою імпульсною характеристикою, FIR, (400; 500) з імпульсною характеристикою [g0 g1 g2…gLa], де блок коефіцієнту g0≠(0, 0,…, 0). 11. Система обробки звукових сигналів за п. 10, яка відрізняється тим, що: другий фільтр FIR містить один або декілька вихідних буферів для збереження приблизних значень другого частотного представлення; отримання з відсіку синтезу нового часового блока проміжного часового представлення змушує фільтр FIR збільшувати перший піднабір вихідних буферів на новий часовий блок після попереднього помноження на відповідні блоки коефіцієнта імпульсної характеристики; та отримання з відсіку синтезу приблизного значення проміжного часового представлення змушує фільтр FIR збільшувати другий піднабір вихідних буферів, що містить вихідний буфер відповідно до вихідного блока, на приблизне значення після попереднього помноження на відповідний блок коефіцієнта імпульсної характеристики. 12. Система обробки звукових сигналів за п. 10, яка відрізняється тим, що другий фільтр FIR містить: один або декілька вхідних буферів (401, 402, 403, 404) для збереження поточних часових блоків проміжного часового представлення; зважений суматор для зчитування менш ніж LA+1 вхідних буферів, що застосовує піднабір блоків коефіцієнта імпульсної характеристики, додає приблизне значення після попереднього помноження на відповідний блок коефіцієнта імпульсної характеристики та виводить це як вихідний блок. 13. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 10-12, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування блоків коефіцієнта імпульсної характеристики, що представляють щонайменше 50 % загальної маси імпульсної характеристики. 14. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з пп. 10-12, яка відрізняється тим, що обчислення приблизного значення включає застосування послідовності послідовних блоків [gp gp+1 gp+2 … gLs] коефіцієнта імпульсної характеристики, де р≥1, причому послідовність містить локальний абсолютний максимум імпульсної характеристики. 15. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково містить першу лінію (630; 730; 830, 890) затримки, що отримує другий діапазон підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та синхронізує перше частотне представлення з другим частотним представленням сигналу. 16. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково містить другу лінію (750) затримки, що отримує перший діапазон підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та синхронізує першу підсмугу частот першого частотного представлення з другим частотним представленням. 17. Система обробки звукових сигналів за п. 15 або 16, яка відрізняється тим, що щонайменше одна з ліній (730, 750) затримки налаштована на досягнення синхронізації шляхом виконання однієї з наступних операцій: a) тимчасового збереження прийнятого нею сигналу; b) призначення тимчасових міток прийнятого нею сигналу; c) формування структури даних, що містить часовий блок прийнятого нею сигналу та синхронний часовий блок іншого сигналу, що включений до синхронізації. 18. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший діапазон підсмуги частот має діапазон відносно нижчих частот, а другий діапазон підсмуги частот має діапазон відносно вищих частот. 12 UA 109749 C2 5 10 15 20 25 19. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що система є пристроєм кодування звукових сигналів. 20. Система обробки звукових сигналів за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що система є пристроєм декодування звукових сигналів. 21. Спосіб обробки звукових сигналів для забезпечення частково комплексного частотного представлення сигналу, який включає етапи: отримання першого діапазону підсмуги частот першого частотного представлення сигналу, при цьому перше частотне представлення розділене на часові блоки та містить перші спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у першому підпросторі багатовимірного простору; генерування на основі першого діапазону підсмуги частот проміжного часового представлення сигналу; генерування на основі проміжного часового представлення другого частотного представлення сигналу, при цьому друге частотне представлення розділене на часові блоки та містить другі спектральні компоненти, що представляють спектральний зміст сигналу в першому діапазоні підсмуги частот, що виражається у другому підпросторі багатовимірного простору, що містить частину багатовимірного простору, яка не включається до першого підпростору; синхронізації першого частотного представлення з другим частотним представленням сигналу; та поєднання першого та другого діапазонів підсмуги частот першого частотного представлення сигналу та другого частотного представлення сигналу для виведення частково комплексного частотного представлення сигналу, де етап генерування другого частотного представлення включає використання приблизного значення проміжного часового представлення у часовому блоці, розташованому на d1≥1 часових блоків попереду його найбільш раннього часового блока, в якому буде доступний набір часових блоків першого частотного представлення, достатній для точного обчислення подібного часового блока, приблизне значення якого обчислюють на основі будь-яких доступних часових блоків першого частотного представлення. 22. Носій даних, що містить машинозчитувані команди для виконання способу за п. 21. 13 UA 109749 C2 14 UA 109749 C2 15 UA 109749 C2 16 UA 109749 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюLow delay real-to-complex conversion in overlapping filter banks for partially complex processing
Автори англійськоюVillemoes, Lars, Mundt, Harald
Автори російськоюВиллемоес Ларс, Мундт Харальд
МПК / Мітки
МПК: H03H 17/02
Мітки: перекриваються, перетворення, комплексної, спектральних, затримкою, частково, обробки, дійсних, фільтрів, блоках, малою, комплексні, компонентів
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/19-109749-peretvorennya-dijjsnikh-spektralnikh-komponentiv-v-kompleksni-z-maloyu-zatrimkoyu-v-blokakh-filtriv-shho-perekrivayutsya-dlya-chastkovo-kompleksno-obrobki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Перетворення дійсних спектральних компонентів в комплексні з малою затримкою в блоках фільтрів, що перекриваються, для частково комплексної обробки</a>
Попередній патент: Геліовітрова енергетична установка
Наступний патент: Спосіб вилучення ванадію з відпрацьованих каталізаторів синтезу сірчаної кислоти
Випадковий патент: Зубчасте зачеплення