Обробка звукових сигналів у ході високочастотної реконструкції

Номер патенту: 106415

Опубліковано: 26.08.2014

Автор: Чоерлінг Крістофер

Є ще 16 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система (601, 703), конфігурована для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що покривають високочастотний інтервал, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів, де система (601, 703) включає:

засоби для приймання ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів;

засоби для приймання набору цільових енергій, де кожна цільова енергія покриває відмінний цільовий інтервал (130) у межах високочастотного інтервалу й служить ознакою необхідної енергії одного або декількох сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу (130);

засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, відповідно, пов'язаних з рядом сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; і

засоби для регулювання енергії (203) рядусигналів (604) високочастотних піддіапазонів з використанням набору цільових енергій.

2. Система (601, 703) за п. 1, яка відрізняється тим, що засоби для регулювання енергії (203) включають засоби для обмеження регулювання енергії сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах обмежувального інтервалу (135); і де обмежувальний інтервал (135) покриває більше одного цільового інтервалу (130).

3. Система (601, 703) за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що

ряд коефіцієнтів підсилення спектра пов'язаний з енергією відповідного ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів.

4. Система (601, 703) за п. 3, яка відрізняється тим, що

ряд коефіцієнтів підсилення спектра отримується із частотно-залежної кривої (403), що апроксимує енергію ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів.

5. Система (601, 703) за п. 4, яка відрізняється тим, що

частотно-залежна крива (403) являє собою багаточлен попередньо визначеного порядку.

6. Система (601, 703) за п. 4 або 5, яка відрізняється тим, що

коефіцієнт підсилення спектра з ряду коефіцієнтів підсилення спектра отримується, виходячи з різниці середньої енергії ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і відповідного значення частотно-залежної кривої (403).

7. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів конфігуровані для посилення ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів з використанням відповідного ряду коефіцієнтів підсилення спектра.

8. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів конфігуровані для

виконання перетворення (803) копіювання нагору ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; та/або

виконання гармонійного перетворення (804) ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів.

9. Система (601, 703) за п. 8, яка відрізняється тим, що засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів конфігуровані для

множення дискретних значень сигналу (602) низькочастотного піддіапазону на відповідний коефіцієнт підсилення спектра з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, що, таким чином, дає модифіковані дискретні значення; і визначення дискретного значення відповідного сигналу (604) високочастотного піддіапазону в певний момент часу, виходячи з модифікованих дискретних значень сигналу (602) низькочастотного піддіапазону в певний момент часу й в щонайменше один попередній момент часу.

10. Система (601, 703) за п. 9, яка відрізняється тим, що дискретне значення відповідного сигналу (604) високочастотного піддіапазону в певний момент часу визначається, виходячи з модифікованих дискретних значень сигналу (602) низькочастотного піддіапазону з використанням алгоритму копіювання нагору відповідно до MPEG-4 SBR.

11. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що засоби для регулювання енергії (203) ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів також включають засоби для забезпечення того, щоб відрегульовані сигнали високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах певного цільового інтервалу (130), мали таку ж енергію.

12. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що ряд сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і ряд сигналів (604) високочастотних піддіапазонів відповідають піддіапазонам:

блока QMF-фільтрів; та/або FFT.

13. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що також включає засоби для приймання керуючих даних (603), що служать ознакою

того, чи застосовувати ряд коефіцієнтів підсилення спектра для генерування сигналів (604) високочастотних піддіапазонів; та/або

способу визначення ряду коефіцієнтів підсилення спектра.

14. Система (601, 703) за п. 13 з відсиланням до п. 5, яка відрізняється тим, що керуючі дані служать ознакою попередньо визначеного порядку багаточлена.

15. Декодер (700) звукового сигналу, конфігурований для декодування бітового потоку (704), що служить ознакою низькочастотного звукового сигналу (707) і набору цільових енергій (708), що описують обвідну спектра відповідного високочастотного звукового сигналу, де декодер (700) звукового сигналу включає:

базовий декодер і блок перетворення (702, 701), конфігурований для визначення, виходячи з бітового потоку (704) ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів, пов'язаних з низькочастотним звуковим сигналом (707);

блок (703) генерування високих частот згідно із системою за одним з пп. 1-14, конфігурований для визначення ряду сигналів високочастотних під діапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з набору цільових енергій; і

блок (202) злиття й зворотного перетворення, конфігурований для генерування звукового сигналу, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з ряду сигналів високочастотних піддіапазонів.

16. Кодер (901), конфігурований для генерування керуючих даних (905) зі звукового сигналу (903), де кодер (901) звукового сигналу включає:

засоби для аналізу форми спектра звукового сигналу (903) і для визначення ступеня розривів обвідної спектра, внесених при регенерації високочастотної складової звукового сигналу (903) з низькочастотної складової звукового сигналу (903); де зазначені засоби включають систему (703) високочастотної реконструкції, що належить до сторони декодера, для надання кодеру можливості визначати зазначений ступінь розривів в обвідній спектра, які могли б вноситися у високочастотну складову звукового сигналу на стороні декодера; і

засоби для генерування керуючих даних (905), призначених для керування регенерацією високочастотної складової на основі ступеня розривів.

17. Спосіб генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що покривають високочастотний інтервал, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів, де спосіб включає:

приймання ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів;

приймання набору цільових енергій, де кожна цільова енергія покриває відмінний цільовий інтервал (130) у межах високочастотного інтервалу й служить ознакою необхідної енергії одного або декількох сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу (130);

генерування ряду сигналів (604) високочастотних під діапазонів, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, відповідно, пов'язаних з рядом сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; і

регулювання енергії ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів з використанням набору цільових енергій.

18. Спосіб декодування бітового потоку (704), що служить ознакою низькочастотного звукового сигналу (707) і набору цільових енергій (708), що описують обвідну спектра відповідного високочастотного звукового сигналу, де спосіб включає:

визначення з бітового потоку (704) ряду сигналів (706) низькочастотних піддіапазонів, пов'язаних з низькочастотним звуковим сигналом (707);

визначення ряду сигналів високочастотних під діапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з набору цільових енергій у відповідності зі способом, описаним у п. 17; і

генерування звукового сигналу виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з ряду сигналів високочастотних піддіапазонів.

19. Спосіб генерування керуючих даних (905) зі звукового сигналу (903), де спосіб включає:

аналіз форми спектра звукового сигналу (903) з метою визначення ступеня розривів обвідної спектра, внесених при регенерації високочастотної складової звукового сигналу (903) з низькочастотної складової звукового сигналу (903), де зазначений аналіз включає визначення на стороні кодера системою (703) високочастотної реконструкції, що належать до сторони декодера, зазначеного ступеня розривів обвідної спектра, які могли б вноситися у високочастотну складову звукового сигналу на стороні декодера; і

генерування керуючих даних (905), призначених для керування регенерацією високочастотної складовій на основі ступеня розривів.

20. Носій даних, що включає програму, реалізовану програмно, адаптовану для виконання на процесорі й для виконання етапів способу по одному із пп. 17-19 при здійсненні на обчислювальному обладнанні.

Текст

Реферат: Винахід належить до HFR (високочастотної реконструкції/регенерації) звукових сигналів. Зокрема, належить до способу й системи для виконання HFR звукових сигналів, що містять більші зміни в рівні енергії в межах низькочастотного діапазону, який використовується для реконструкції високих частот звукового сигналу. Описана система, конфігурована для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, що покривають високочастотний інтервал, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Система включає засоби для приймання ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів; засоби для приймання набору цільових енергій, де кожна цільова енергія покриває відмінний цільовий інтервал у межах високочастотного інтервалу й служить ознакою необхідної енергії одного або декількох сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу; засоби для генерування ряду сигналів високочастотних під діапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, відповідно, пов'язаних з рядом сигналів низькочастотних піддіапазонів; і засоби для регулювання енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів з використанням набору цільових енергій. UA 106415 C2 (12) UA 106415 C2 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ОБЛАСТЬ ТЕХНІЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ Дана заявка стосується до HFR (високочастотної реконструкції/регенерації) звукових сигналів. Зокрема, заявка стосується до способу й системи для виконання HFR звукових сигналів, що містять більші зміни в рівнях енергії в межах низькочастотного діапазону, який використовується для реконструкції високих частот звукового сигналу. ПЕРЕДУМОВИ ВИНАХОДУ Такі технології HFR, як технологія реплікації спектральної смуги (SBR), дозволяють значно вдосконалити ефективність кодування традиційних перцептивних кодеків звукових сигналів. HFR у комбінації з MPEG-4 Advanced Audio Coding (AAC) утворює надзвичайно ефективний кодек звукового сигналу, який уже перебуває у використанні в системах XM Satellite Radio і Digital Radio Mondiale, а також стандартизований в 3GPP, DVD Forum і ін. Комбінація ААС і SBR зветься aacplus. Вона є частиною стандарту MPEG-4, де називається High Efficiency AAC Profile (HE-AAC). Загалом, технологія HFR може комбінуватися з будь-яким перцептивним кодеком звукового сигналу в порядку сумісності зверху вниз і знизу нагору, що дає можливість модернізувати вже встановлені системи віщання, такі як система MPEG Layer-2, застосовувана в системі Eureka DAB. Способи HFR також можуть комбінуватися з мовними кодеками, що допускає широкосмугову мову при надмалих бітових швидкостях передачі даних. Основна ідея, що лежить в основі HFR, являє собою спостереження того, що для того самого сигналу звичайно присутня сильна кореляція між характеристиками високочастотного діапазону сигналу й характеристиками низькочастотного діапазону сигналу. Тому гарне наближення для подання оригінального вхідного високочастотного діапазону сигналу може досягатися шляхом перетворення сигналу з низькочастотного діапазону у високочастотний діапазон. WO 2012/010494 PCT/EP2011/062068 2 Дана концепція перетворення була встановлена в документі WO 98/57436, який посиланням включається в даний документ, як спосіб відтворення високочастотної смуги з низькочастотної смуги звукового сигналу. При використанні цієї концепції може досягатися значна економія бітової швидкості передачі даних при кодуванні звуку й/або мови. Надалі буде робитися відсилання до кодування звуку, однак слід зазначити, що описані способи й системи рівною мірою застосовні для кодування мови й в уніфікованому кодуванні мови й звуку (USAC). Високочастотна реконструкція може виконуватися в часовій області або в частотній області з використанням обраного блоку фільтрів або перетворення. Цей процес звичайно включає кілька етапів, де дві головні операції полягають в тому, щоб спочатку створити сигнал збудження високих частот, у потім додати сигналу збудження високих частот форму, наближену до обвідної спектра оригінального спектра високих частот. Етап створення сигналу збудження високих частот може, наприклад, ґрунтуватися на модуляції сигналу з однієї бічною смугою (SSB), де синусоїда із частотою  відображається в синусоїду із частотою  +∆  де ∆  фіксований зсув частоти. Іншими словами, високочастотний сигнал може генеруватися з низькочастотного сигналу за допомогою операції "копіювання нагору" низькочастотних піддіапазонів до високочастотних піддіапазонів. Подальший підхід до створення сигналу збудження високих частот може включати гармонійне перетворення низькочастотних піддіапазонів. Гармонійне перетворення порядку Т, як правило, призначає для відображення синусоїди із частотою низькочастотного сигналу в синусоїду високочастотного сигналу із частотою,  де Т>1. Технологія HFR може застосовуватися як частина систем кодування джерела, де класифікована керуюча інформація, призначена для керування процесом HFR, передається з кодера в декодер поряд з поданням вузькосмугового/низькочастотного сигналу. Для систем, у яких не можна передати додатковий керуючий сигнал, процес може застосовуватися на стороні декодера з підходящими керуючими даними, оціненими на стороні декодера виходячи з доступної інформації. Вищезгадане регулювання обвідної сигналу збудження високих частот націлене на вдосконалювання форми спектра, яка має подібність із оригінальною високочастотною смугою. Для здійснення цього регулювання повинна модифікуватися форма спектра високочастотного сигналу. Іншими словами, регулювання, яке призначене для застосування до високочастотної смуги, є функцією існуючої обвідної спектра й необхідної цільової обвідної спектра. Для систем, що діють у частотній області, наприклад, у системах HFR, реалізованих у блоці псевдо-QMF-фільтрів, способи на поточному рівні техніки є щодо цього субоптимальними, оскільки створення сигналу високочастотної смуги за допомогою комбінування декількох внесків з вихідного діапазону частот вносить у високочастотну смугу, яка зазнає регулювання обвідної, неприродну обвідну спектра. Іншими словами, високочастотна смуга, або високочастотний сигнал, що генерується з низькочастотного сигналу в ході процесу HFR, як правило, проявляє неприродну обвідну спектра (як правило, що включає розриви спектра). Це становить труднощі 1 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 для регулятора обвідної спектра, оскільки регулятор повинен не тільки мати можливість застосовувати необхідну обвідну спектра з належною роздільною здатністю за часом і по частоті, але й повинен мати можливість скасовувати спектральні характеристики, штучно внесені генератором сигналу HFR. Це представляє складні проектні обмеження для регулятора обвідної. У результаті дані труднощі схильні приводити до доступної для сприйняття втрати енергії високих частот і до чутних розривів у формі спектра сигналу високочастотної смуги, зокрема, для сигналів мовного типу. Іншими словами, традиційні генератори сигналу HFR схильні до внесення розривів і змін рівня в сигнал високочастотної смуги для сигналів, які мають значні зміни в рівні в межах низькочастотного діапазону, наприклад, для шиплячих сигналів. Коли до такого сигналу високочастотної смуги потім одержує доступ регулятор обвідної, він не може несуперечливо й обґрунтовано відокремити знову внесений розрив від якої-небудь природньої спектральної характеристики сигналу низькочастотної смуги. Даний документ описує розв'язок вищезгаданої проблеми, яке в результаті приводить до підвищеної сприйманої якості звуку. Зокрема, даний документ описує розв'язок проблеми генерування сигналу високочастотної смуги із сигналу низькочастотної смуги, де обвідна спектра сигналу високочастотної смуги ефективно регулюється так, щоб вона мала подібність із оригінальною обвідною спектра в високочастотній смузі, без внесення небажаних артефактів. КОРОТКИЙ ОПИС ВИНАХОДУ Даний документ пропонує додатковий етап корекції як частина генерування сигналу високочастотної реконструкції. У результаті додаткового етапу корекції поліпшується якість звукового сигналу високочастотної складової, або високочастотного сигналу. Додатковий етап корекції може застосовуватися до всіх систем кодування джерела, які використовують способи високочастотної реконструкції, а також до будь-якого одиничного закінченого способу або системи постобробки, яка націлена на відтворення високих частот звукового сигналу. Відповідно одній з особливостей, описується система, що конфігурована для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, що покривають високочастотний інтервал. Система може конфігуруватися для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів може являти собою сигнали піддіапазонів низькочастотної смуги звукового сигналу, або вузькосмугового звукового сигналу, які можна визначити з використанням блоку аналізуючих фільтрів або перетворення. Зокрема, ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів можна визначити із сигналу низькочастотної смуги в часовій області з використанням блоку аналізуючих QMF-Фільтрів (квадратурних дзеркальних фільтрів) або FFT (швидкого перетворення Фур'є). Ряд сигналів, що генеруються, високочастотних піддіапазонів може відповідати наближенню до сигналів високочастотних піддіапазонів оригінального звукового сигналу, з якого був отриманий ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів. Зокрема, ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів і ряд (ре-)генерованих високочастотних піддіапазонів можуть відповідати піддіапазонам блоку QMF-Фільтрів та/або Fft-Перетворення. Система може включати засобу для приймання ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. У якості такої система може розміщатися в спадному напрямку щодо блоку аналізуючих фільтрів або перетворення, яке генерує ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів із сигналу низькочастотної смуги. Сигнал низькочастотної смуги може являти собою звуковий сигнал, який був декодований із прийнятого бітового потоку в базовому декодері. Бітовий потік може зберігається в пам'яті на носії даних, наприклад, на компакт-диску або DVD, або бітовий потік може прийматися декодером через передавальне середовище, наприклад, оптичне або радіопередавальне середовище. Система може включати засоби для приймання набору цільових енергій, які також можуть називатися енергіями масштабних коефіцієнтів. Кожна цільова енергія може покривати одмінний цільовий інтервал, який також може називатися смугою масштабного коефіцієнта, у межах високочастотного інтервалу. Як правило, набір цільових інтервалів, який відповідає набору цільових енергій, повністю покриває високочастотний інтервал. Цільова енергія з набору цільових енергій звичайно служить ознакою необхідної енергії для одного або декількох сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах відповідного цільового інтервалу. Зокрема, цільова енергія може відповідати середній необхідній енергії для одного або декількох сигналів високочастотних піддіапазонів, які лежать у межах відповідного цільового інтервалу. Цільова енергія цільового інтервалу, як правило, виходить із енергії сигналу високочастотної смуги оригінального звукового сигналу в межах цільового інтервалу. Іншими словами, набір цільових енергій, як правило, описує обвідну спектра високочастотної частини оригінального звукового сигналу. 2 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Система може включати засоби для генерування сигналів високочастотних піддіапазонів виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Із цією метою, засоби для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів можуть конфігуруватися для виконання перетворення копіювання нагору для ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів та/або для виконання гармонійного перетворення для ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Крім того, засоби для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів можуть у ході процесу генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів враховувати ряд коефіцієнтів підсилення спектра. Ряд коефіцієнтів підсилення спектра може бути, відповідно, пов'язаний з рядом сигналів низькочастотних піддіапазонів. Іншими словами, кожний сигнал низькочастотного піддіапазона з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів може містити відповідний коефіцієнт підсилення спектра з ряду коефіцієнтів підсилення спектра. Коефіцієнт підсилення спектра з ряду коефіцієнтів підсилення спектра може застосовуватися до відповідного до сигналу низькочастотного піддіапазона. Ряд коефіцієнтів підсилення спектра може бути пов'язаний з енергією відповідного ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Зокрема, кожний коефіцієнт підсилення спектра може бути пов'язаний з енергією відповідного йому сигналу низькочастотного піддіапазона. В одному з варіантів здійснення винаходу коефіцієнт підсилення спектра визначається на основі енергії відповідного сигналу низькочастотного піддіапазона. Із цією метою можна на основі ряду значень енергії для ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів визначити частотно-залежну криву. У цьому випадку, спосіб визначення ряду коефіцієнтів підсилення може ґрунтуватися на частотно-залежній кривій, яка визначається з (наприклад, логарифмічного) подання енергій ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Іншими словами, ряд коефіцієнтів підсилення спектра можна вивести із частотно-залежної кривої, що апроксимує енергію ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Зокрема, частотнозалежна крива може являти собою багаточлен попередньо певного порядку/ступеня. В альтернативному варіанті або на додаток, частотно-залежна крива може включати різні відрізки кривої, де різні відрізки кривої наведені у відповідність із енергією ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів у різних частотних інтервалах. Різні відрізки кривої можуть являти собою різні багаточлени попередньо певного порядку. В одному з варіантів здійснення винаходу різні відрізки кривої являють собою багаточлени нульового порядку, і, таким чином, відрізки кривої представляють середні значення енергії для енергії ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів у межах відповідного частотного інтервалу. У наступному варіанті здійснення винаходу частотно-залежна крива апроксимується до енергії ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів шляхом виконання операції фільтрації на основі ковзного середнього по різних частотних інтервалах. В одному з варіантів здійснення винаходу коефіцієнт підсилення з ряду коефіцієнтів підсилення виводиться виходячи з різниці середньої енергії ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і відповідного значення частотно-залежної кривої. Відповідне значення частотнозалежної кривої може являти собою значення кривої на частоті, що лежить у межах діапазону частот сигналу низькочастотного піддіапазона, якому відповідає коефіцієнт підсилення. Як правило, енергія ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів визначається в певній часовій сітці, наприклад на покадровій основі, тобто енергія сигналу низькочастотного піддіапазона в межах деякого проміжку часу, обумовленого тимчасовою сіткою, відповідає середній енергії дискретних значень сигналу низькочастотного піддіапазона в межах цього проміжку часу, наприклад, у межах кадра. Тому в обраній часовій сітці може визначатися інший ряд коефіцієнтів підсилення спектра, наприклад, інший ряд коефіцієнтів підсилення спектра може визначатися для кожного кадра звукового сигналу. В одному з варіантів здійснення винаходу ряд коефіцієнтів підсилення спектра може визначатися на основі почергових дискретних значень, наприклад, шляхом визначення енергії ряду низькочастотних піддіапазонів з використанням плаваючого вікна за дискретними значенням кожного сигналу низькочастотного піддіапазона. Слід зазначити, що система може включати засоби для визначення ряду коефіцієнтів підсилення спектра виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Ці засоби можуть конфігуруватися для виконання вищезгаданих способів з метою визначення ряду коефіцієнтів підсилення спектра. Засоби для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів можуть конфігуруватися для посилення ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів з використанням відповідного ряду коефіцієнтів підсилення спектра. І хоча в нижченаведеному описі робиться відсилання до "посилення", операція "посилення" може заміщатися іншими операціями, такими як операція "множення", операція "зміни масштабу" або операція "регулювання". Посилення може здійснюватися шляхом множення дискретного значення сигналу низькочастотного 3 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 піддіапазона на відповідний йому коефіцієнт підсилення спектра. Зокрема, засоби для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів можуть конфігуруватися для визначення дискретного значення сигналу високочастотного піддіапазона в заданий момент часу з дискретних значень сигналу низькочастотного піддіапазона в заданий момент часу й в, щонайменше, один попередній момент часу. Крім того, дискретні значення сигналу низькочастотного піддіапазона можуть підсилюватися за допомогою відповідного коефіцієнта підсилення спектра із множини коефіцієнтів підсилення спектра. В одному з варіантів здійснення винаходу засоби для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів конфігуруються для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів відповідно до алгоритму "копіювання нагору", визначеним в MPEG-4 SBR. Ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів, що застосовуються у зазначеному алгоритмі "копіювання нагору", може бути посилений з використанням ряду коефіцієнтів підсилення спектра, де операція "посилення" може виконуватися так, як це описане вище. Система може включати засоби для регулювання енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів з використанням набору цільових енергій. Дана операція, як правило, називається регулюванням обвідної спектра. Регулювання обвідної спектра може виконуватися шляхом регулювання енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів так, щоб середня енергія сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу, відповідала відповідній цільовій енергії. Це можна виконати шляхом визначення значення регулювання обвідної виходячи зі значень енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу, і з відповідної цільової енергії. Зокрема, значення регулювання обвідної може визначатися виходячи зі співвідношення цільової енергії й значень енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах відповідного цільового інтервалу. Зазначене значення регулювання обвідної може застосовуватися для регулювання енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів. В одному з варіантів здійснення винаходу засоби для регулювання енергії включають засоби для обмеження регулювання енергії сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах обмежувального інтервалу. Як правило, обмежувальний інтервал покриває більш одного цільового інтервалу. Засоби для обмеження звичайно застосовуються щоб уникнути небажаного посилення шуму в межах певних сигналів високочастотних піддіапазонів. Наприклад, засоби для обмеження можуть конфігуруватися для визначення середнього значення регулювання обвідної зі значень регулювання обвідної, відповідних до цільових інтервалів, що покриваються або лежать у межах обмежувального інтервалу. Крім того, засоби для обмеження можуть конфігуруватися для обмеження регулювання енергії сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах обмежувального інтервалу, до значення, пропорційного середньому значенню регулювання обвідної. В альтернативному варіанті або на додаток, засоби для регулювання енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів можуть включати засобу для забезпечення того, щоб відрегульовані сигнали високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах певного цільового інтервалу, мали однакову енергію. Останні засоби часто називаються засобами "інтерполяції". Іншими словами, засоби "інтерполяції" забезпечують те, що енергія кожного із сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах певного цільового інтервалу, відповідає цільовій енергії. Засоби "інтерполяції" можуть бути реалізовані шляхом регулювання кожного сигналу високочастотного піддіапазона в межах певного цільового інтервалу окремо так, щоб енергія відрегульованого сигналу високочастотного піддіапазона відповідала цільовій енергії, пов'язаної з певним цільовим інтервалом. Це може бути виконане шляхом визначення одмінного значення регулювання обвідної для кожного сигналу високочастотного піддіапазона в межах певного цільового інтервалу. Одмінне значення регулювання обвідної може визначатися на основі енергії певного сигналу високочастотного піддіапазона й цільової енергії, що відповідає певному цільовому інтервалу. В одному з варіантів здійснення винаходу значення регулювання обвідної для певного сигналу високочастотного піддіапазона визначається на основі співвідношення цільової енергії й енергії певного сигналу високочастотного піддіапазона. Система також може включати засоби для приймання керуючих даних. Керуючі дані можуть служити ознакою того, чи потрібно застосовувати для генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів ряд коефіцієнтів підсилення спектра. Іншими словами керуючі дані, можуть служити ознакою того, слід виконувати додаткове регулювання посилення сигналів низькочастотних піддіапазонів чи ні. В альтернативному варіанті або на додаток керуючі дані можуть служити ознакою способу, який необхідно застосувати для визначення ряду сигналів посилення спектра. Наприклад керуючі дані, можуть служити ознакою попередньо визначеного 4 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порядку багаточлена, який необхідно застосувати для визначення частотно-залежної кривої, що апроксимує енергії ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Керуючі дані, як правило, приймаються з відповідного кодера, який аналізує оригінальний звуковий сигнал і інформує відповідний декодер, або систему HFR, про те, яким чином слід декодувати бітовий потік. Згідно з іншою особливістю, описується декодер звукового сигналу, конфігурований для декодування бітового потоку, що включає низькочастотний звуковий сигнал і набір цільових енергій, що описують обвідну спектра високочастотного звукового сигналу. Іншими словами, описаний декодер звукового сигналу, конфігурований для декодування бітового потоку, що служить ознакою низькочастотного звукового сигналу і ознакою набору цільових енергій, що описують обвідну спектра високочастотного звукового сигналу. Декодер звукового сигналу може включати базовий декодер або/і блок перетворення, конфігурований для визначення з бітового потоку ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів, пов'язаних з низькочастотним звуковим сигналом. В альтернативному варіанті або на додаток, декодер звукового сигналу може включати блок генерування високих частот відповідно до системи, описаної в даному документі, де система може бути конфігурована для визначення ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з набору цільових енергій. В альтернативному варіанті або на додаток, декодер може включати блок злиття й/або зворотного перетворення, конфігурований для генерування звукового сигналу виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і ряду сигналів високочастотних піддіапазонів. Блок злиття й зворотного перетворення може включати блок синтезуючих фільтрів або перетворення, наприклад, блок зворотних QMF-Фільтрів або зворотне FFT. Згідно з наступною особливістю, описується кодер, конфігурований для генерування зі звукового сигналу керуючих даних. Кодер звукового сигналу може включати засоби для аналізу форми спектра звукового сигналу й для визначення ступеня розривів обвідної спектра, внесених при регенерації високочастотної складової звукового сигналу з низькочастотної складової звукового сигналу. У якості такого кодер може включати певні елементи відповідного декодера. Зокрема, кодер може включати систему HFR, що описується в даному документі. Це може дозволяти кодеру визначати ступінь розривів в обвідній спектра, які могли б вноситися у високочастотну складову звукового сигналу на стороні декодера. В альтернативному варіанті або на додаток, кодер може включати засоби для генерування керуючих даних, призначених для керування регенерацією високочастотної складовій на основі ступеня розривів. Зокрема керуючі дані, можуть відповідати керуючим даним, прийнятим відповідним декодером системи HFR. Керуючі дані можуть служити ознакою того, чи використовувати ряд коефіцієнтів підсилення спектра в ході процесу HFR, та/або того, який попередньо визначений порядок багаточлена використовувати з метою визначення ряду коефіцієнтів підсилення спектра. Для того, щоб визначити зазначену інформацію, можна визначити співвідношення обраних частин низькочастотного діапазону, тобто діапазон частот, що покривається рядом сигналів низькочастотних піддіапазонів. Інформацію про це співвідношення можна визначити, вивчаючи найнижчі частоти в низькочастотній смузі й найвищі частоти в низькочастотній смузі з метою оцінки зміни спектра сигналу низькочастотної смуги, що потім буде використовуватися в декодері для високочастотної реконструкції. Високе співвідношення може вказувати на підвищений ступінь розривності. Керуючі дані також можуть визначатися з використанням детекторів типу сигналу. Наприклад, виявлення мовних сигналів може вказувати на підвищений ступінь розривності. З іншого боку, виявлення в оригінальному звуковому сигналі виражених синусоїд може вести до того, що в ході процесу HFR не слід застосовувати ряд коефіцієнтів підсилення спектра. Згідно з іншою особливістю, описується спосіб генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, що покриває високочастотний інтервал, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Спосіб може включати етапи приймання ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів та/або приймання набору цільових енергій. Кожна цільова енергія може покривати одмінний цільовий інтервал у межах високочастотного інтервалу. Крім того, кожна цільова енергія може служити ознакою необхідної енергії одного або декількох сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу. Спосіб може включати етап генерування ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, відповідно, пов'язаних з рядом сигналів низькочастотних піддіапазонів. В альтернативному варіанті або на додаток, спосіб може включати етап регулювання енергії ряду сигналів високочастотних піддіапазонів з використанням набору цільових енергій. Етап регулювання енергії може включати етап обмеження регулювання енергії сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах обмежувального інтервалу. Як правило, обмежувальний інтервал покриває 5 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 більш одного цільового інтервалу. Згідно з наступною особливістю, описується спосіб декодування бітового потоку, що служить ознакою або що включає низькочастотний звуковий сигнал і набір цільових енергій, що описують обвідну спектра відповідного високочастотного звукового сигналу. Як правило, низькочастотний і високочастотний звукові сигнали відповідають низькочастотній і високочастотній складовим того самого вихідного звукового сигналу. Спосіб може включати етап визначення ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів, пов'язаних з низькочастотним звуковим сигналом з бітового потоку. В альтернативному варіанті або на додаток, спосіб може включати етап визначення ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з набору цільових енергій. Цей етап, як правило, виконується у відповідності зі способами HFR, описаними в даному документі. Згодом спосіб може включати етап генерування звукового сигналу, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з ряду сигналів високочастотних піддіапазонів. Згідно з іншою особливістю, описується спосіб генерування керуючих даних зі звукового сигналу. Спосіб може включати етап аналізу форми спектра звукового сигналу з метою визначення ступеня розривів, внесених при регенерації високочастотної складової звукового сигналу з низькочастотної складової звукового сигналу. Крім того, спосіб може включати етап генерування керуючих даних, призначених для керування регенерацією високочастотної складової на основі ступеня розривів. Згідно з наступною особливістю, описується програма, реалізована програмно. Програма, реалізована програмно, може бути адаптована для виконання на процесорі й для виконання етапів способів, що описуються у даному документі, при виконанні на обчислювальному обладнанні. Згідно з іншою особливістю, описується носій даних. Носій даних може включати програму, реалізовану програмно, адаптовану для виконання на процесорі й для виконання етапів способів, що описуються у даному документі, при виконанні на обчислювальному обладнанні. Згідно з наступною особливістю, описується комп'ютерний програмний продукт. Комп'ютерна програма може включати команди, що виконуються, призначені для виконання етапів способів, що описуються у даному документі, при виконанні на комп'ютері. Слід зазначити, що способи й системи, включаючи кращі варіанти їх здійснення, як вони описані в даній патентній заявці, можуть застосовуватися окремо або в комбінації з іншими способами й системами, розкритими в даному документі. Крім того, усі особливості способів і систем, що описуються у даній патентній заявці, можуть довільно комбінуватися. Зокрема, одні характерні ознаки пунктів формули винаходу можуть довільним чином комбінуватися з іншими характерними ознаками. КОРОТКИЙ ОПИС ГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ Нижче винахід роз'яснюється за допомогою ілюстративних прикладів з відсиланням до супровідних графічних матеріалів, де Фіг. 1а ілюструє абсолютний спектр одного із прикладів сигналу високочастотної смуги перед регулюванням обвідної спектра; Фіг. 1b ілюструє приклад відношення між тимчасовими кадрами даних звукового сигналу й тимчасовими границями обвідної для обвідних спектра; Фіг. 1c ілюструє абсолютний спектр одного із прикладів сигналу високочастотної смуги перед регулюванням обвідної спектра й відповідні смуги масштабних коефіцієнтів, обмежувальні смуги й склеювання HF (високих частот); Фіг. 2 ілюструє варіант здійснення системи HFR, де до процесу копіювання нагору доданий додатковий етап регулювання посилення; Фіг. 3 ілюструє апроксимацію грубої обвідної спектра для прикладу сигналу низькочастотної смуги; Фіг. 4 ілюструє варіант здійснення додаткового регулятора посилення, що діє на необов'язкових керуючих даних, дискретних значеннях QMF-піддіапазонів посилення, що й виводить криву; Фіг. 5 ілюструє більш докладний варіант здійснення додаткового регулятора посилення по Фіг. 4; Фіг. 6 ілюструє варіант здійснення системи HFR з вузькосмуговим сигналом у якості вхідного сигналу й широкосмуговим сигналом у якості вихідного сигналу; Фіг. 7 ілюструє варіант здійснення системи HFR, включеної в модуль SBR декодера звукового сигналу Фіг. 8 ілюструє варіант здійснення модуля високочастотної реконструкції на прикладі декодера звукового сигналу; Фіг. 9 ілюструє варіант здійснення прикладу кодера; 6 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 10a ілюструє спектрограму прикладу вокального уривка, який був декодований з використанням традиційного декодера; Фіг. 10b ілюструє спектрограму вокального уривка по Фіг. 10а, який був декодований з використанням декодера, що застосовує додаткову обробку регулювання посилення; і Фіг. 10c ілюструє спектрограму вокального уривка по Фіг. 10а для оригінального некодованого сигналу. ОПИС КРАЩИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ Нижчеописані варіанти здійснення винаходи є єдино ілюстраціями принципів даного винаходу "ОБРОБКА ЗВУКОВИХ СИГНАЛІВ У ХОДІ ВИСОКОЧАСТОТНОЇ РЕКОНСТРУКЦІЇ". Слід розуміти, що модифікації й зміни схем і деталей, описаних в даному документі, будуть очевидні для фахівців у даній області. Тому намір полягає в обмеженні тільки об'ємом майбутньої формули винаходу, а не конкретними деталями, представленими в даному документі з метою опису й роз'яснення варіантів здійснення винаходу. Як описувалося вище, декодери звукових сигналів, що використовують способи HFR, як правило включають блок HFR, призначений для генерування високочастотного звукового сигналу, і блок регулювання обвідної спектра, що слідує за ним, призначений для регулювання обвідної спектра високочастотного звукового сигналу. Регулювання обвідної спектра звукового сигналу, як правило, здійснюється за допомогою якої-небудь реалізації блоку фільтрів або за допомогою фільтрації в часовій області. Регулювання може або наближатися до виконання корекції абсолютної обвідної спектра, або вона може виконуватися за допомогою фільтрації, що також коректує фазові характеристики. Для будь-якого шляху регулювання, як правило, являє собою комбінацію двох етапів: усунення поточної обвідної спектра й накладення цільової обвідної спектра. Важливо відзначити, що способи й системи, що описуються в даному документі, спрямовані не тільки на усунення обвідної спектра звукового сигналу. Способи й системи прагнуть виконати відповідну спектральну корекцію обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги як частину етапу регенерації високих частот так, щоб не вносити розривності обвідної спектра високих частот, створювані при об'єднанні різних фрагментів низькочастотної смуги, тобто низькочастотного сигналу, що зміщаються або перетворюються в інші діапазони частот високочастотної смуги, тобто високочастотного сигналу. На Фіг. 1а показаний стилістично зображений спектр 100, 110 вихідного сигналу блоку HFR перед проходженням у регулятор обвідної. На верхній панелі для генерування сигналу 105 високочастотної смуги із сигналу 101 низькочастотної смуги застосовується спосіб копіювання нагору (із двома склеюваннями), наприклад, спосіб копіювання нагору, використовуваний в MPEG-4 SBR (реплікації спектральної смуги), який описаний у документі "ISO/IEC 14496-3 Information Technology-Coding of audio-visual objects-Part 3: Audio" і який посиланням включається в даний документ. Спосіб копіювання нагору транслює частини менш високих частот 101 у більш високі частоти 105. На нижній панелі для генерування сигналу 115 високочастотної смуги із сигналу 111 низькочастотної смуги застосовується спосіб гармонійного перетворення (із двома склеюваннями), наприклад, спосіб гармонійного перетворення з MPEGD USAC, який описаний у документі "MPEG-D USAC: ISO/IEC 23003-3-Unified Speech and Audio Coding" і який посиланням включається в даний документ. На наступному етапі регулювання обвідної на частотні складові 105, 115 накладається цільова обвідна спектра. Як видно зі спектра 105, 115, що проходить у регулятор обвідної, у формі спектра сигналу 105, 115 збудження високих частот, тобто сигналу високочастотної смуги, що входить у регулятор обвідної, спостерігаються розриви (особливо на границях склеювання). Ці розриви виникають у результаті того, що для генерування високочастотної смуги 105, 115 використовується кілька внесків низьких частот 101, 111. Як видно, форма спектра сигналу 105, 115 високочастотної смуги пов'язана з формою спектра сигналу 101, 111 низькочастотної смуги. Відповідно, певні форми спектра сигналу 101, 111 низькочастотної смуги, наприклад, градієнтна форма, показана на Фіг. 1а, можуть приводити до розривів у загальному спектрі 100, 110. На додаток до спектра 100, 110 Фіг. 1а ілюструє приклад частотних смуг 130 даних обвідної спектра, що представляють цільову обвідну спектра. Ці частотні смуги 130 називаються смугами масштабних коефіцієнтів або цільовими інтервалами. Як правило, цільове значення енергії, тобто енергія масштабного коефіцієнта, визначається для кожного цільового інтервалу, тобто для смуги масштабного коефіцієнта. Іншими словами, смуги масштабних коефіцієнтів визначають ефективну роздільну здатність по частоті цільової обвідної спектра, оскільки вони, як правило, являють собою єдине цільове значення енергії, що доводиться на цільовий інтервал. Використовуючи масштабні коефіцієнти, або цільові енергії, задані для смуг 7 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 масштабних коефіцієнтів, наступний регулятор обвідної прагне відрегулювати сигнал високочастотної смуги так, щоб енергія сигналу високочастотної смуги в межах смуг масштабних коефіцієнтів дорівнювала енергії прийнятих даних обвідної спектра, тобто цільової енергії для відповідних смуг масштабних коефіцієнтів. На Фіг. 1с із використанням прикладу звукового сигналу представлений більш докладний опис. На графіку зображений спектр реального звукового сигналу 121, що входить у регулятор обвідної, а також відповідний оригінальний сигнал 120. У даному конкретному прикладі діапазон SBR, тобто діапазон високочастотного сигналу, починається при 6,4 кГц і продовжується на три різні реплікації діапазону смуги низьких частот. Частотні діапазони різних реплікацій позначені як "склеювання 1", " склеювання 2" і " склеювання 3". Зі спектрограми ясно видно, що склеювання вносить розриви в обвідну спектра при, близько, 6,4 кГц, 7,4 кГц і 10,8 кГц. У даному прикладі ці частоти відповідають границям склеювання. Фіг. 1c також ілюструє смуги 130 масштабних коефіцієнтів, а також обмежувальні смуги 135, функція яких буде більш докладно описана нижче. В варіанті здійснення винаходу, що ілюструється, застосовується регулятор обвідної MPEG-4 SBR. Даний регулятор обвідної діє із застосуванням блоку QMF-фільтрів. Головними особливостями роботи такого регулятора обвідної є: • обчислення середньої енергії в межах смуги 130 масштабного коефіцієнта вхідного сигналу в регулятор обвідної, тобто сигналу, що виходить із блоку HFR; іншими словами, у межах кожної смуги 130 масштабного коефіцієнта/кожного цільового інтервалу 130 обчислюється середня енергія регенерованого сигналу високочастотної смуги; • визначення величини посилення, також іменованої значенням регулювання обвідної, для кожної смуги 130 масштабного коефіцієнта, де значення регулювання обвідної являє собою квадратний корінь зі співвідношення енергій між цільовою енергією (тобто цільовою енергією, отриманої з кодера) і середньою енергією регенерованого сигналу 121 високочастотної смуги в межах відповідної смуги 130 масштабного коефіцієнта; • застосування відповідного значення регулювання обвідної до частотної смуги регенерованого сигналу 121 високочастотної смуги, де смуга частот відповідає відповідній до смуги 130 масштабного коефіцієнта. Крім того, регулятор обвідної може включати додаткові етапи й зміни, зокрема: • обмежувальну функцію, яка обмежує максимально припустиме значення регулювання обвідної, застосовне на певній смузі частот, тобто на обмежувальній смузі 135. Максимально припустиме значення регулювання обвідної є функцією значень регулювання обвідної, обумовлених для різних смуг 130 масштабних коефіцієнтів, які попадають у межі обмежувальної смуги 135. Зокрема, максимально припустиме значення регулювання обвідної є функцією середнього значень регулювання обвідної, обумовлених для різних смуг 130 масштабних коефіцієнтів, які попадають у межі обмежувальної смуги 135. Наприклад, максимально припустиме значення регулювання обвідної може являти собою середнє значення відповідних значень регулювання обвідної, помножене на обмежувальний коефіцієнт наприклад, 1,5). Обмежувальна функція, як правило, застосовується з метою обмеження внесення шуму в регенерований сигнал 121 високочастотної смуги. Це особливо значиме для звукових сигналів, що включають виражені синусоїди, тобто звукових сигналів, що мають спектр із виразними піками при певних частотах. Під час відсутності застосування обмежувальної функції значимі значення могли б визначатися для смуг 130 масштабних коефіцієнтів, для яких оригінальний звуковий сигнал включає виразні піки. У результаті смуга 130 масштабного коефіцієнта могла б регулюватися повністю (а не тільки її виразний пік), що, таким чином, вносило б шум; • функцію інтерполяції, яка дозволяє обчислювати значення регулювання обвідної для кожного окремого QMF-піддіапазона в межах смуги масштабного коефіцієнта замість обчислення єдиного значення регулювання обвідної для всієї смуги масштабного коефіцієнта. Оскільки смуги масштабних коефіцієнтів, як правило, включають більше одного QMFпіддіапазона, значення регулювання обвідної можна обчислити як співвідношення енергії певного QMF-піддіапазона в межах смуги масштабного коефіцієнта й цільової енергії, прийнятої з кодера, замість обчислення співвідношення середньої енергії для всіх QMF-піддіапазонів у межах смуги масштабного коефіцієнта й цільової енергії, прийнятої з кодера. Таким чином, для кожного QMF-піддіапазона в межах смуги масштабного коефіцієнта можна обчислити одмінне значення регулювання обвідної. Слід зазначити, що прийняте значення цільової енергії для смуги масштабного коефіцієнта, як правило, відповідає середній енергії цього діапазону частот в оригінальному сигналі. Те, яким саме чином застосовувати прийняту середню цільову енергію до відповідної до частотної смуги регенерованого сигналу високочастотної смуги, стосується роботи декодера. Це може здійснюватися шляхом застосування загального значення 8 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 регулювання обвідної до QMF-піддіапазонів у межах смуги масштабного коефіцієнта регенерованого сигналу високочастотної смуги або шляхом застосування індивідуального значення регулювання обвідної до кожного QMF-піддіапазону. Останній підхід можна представити, як якби прийнята інформація про обвідну (тобто одна цільова енергія, що доводиться на смугу масштабного коефіцієнта) була "інтерпольована" по QMF-піддіапазонам у межах смуги масштабного коефіцієнта з метою забезпечення більшої роздільної здатності по частоті. Тому даний підхід називається в MPEG-4 SBR "інтерполяцією". Вертаючись до Фіг. 1с, можна бачити, що регулятор обвідної повинен був би застосовувати високі значення регулювання обвідної з метою приведення спектра 121 сигналу, що входить у регулятор обвідної, у відповідність зі спектром 120 оригінального сигналу. Також можна бачити, що через розриви в межах обмежувальних смуг 135 виникають більші зміни значень регулювання обвідної. У результаті цих більших змін значення регулювання обвідної, які відповідають локальним мінімумам регенерованого спектра 121 буду обмежуватися обмежувальною функцією регулятора обвідної. У результаті розриви в регенерованому спектрі 121 будуть зберігатися навіть після виконання операції регулювання обвідної. З іншого боку, якщо обмежувальна функція не використовується, може вноситися небажаний шум, як це описано вище. Таким чином, проблема при регенерації сигналу високочастотної смуги виникає для будьякого сигналу, який містить більші зміни в рівні для діапазону низькочастотної смуги. Дана проблема виникає через розриви, внесені в ході регенерації високих частот високочастотної смуги. Коли згодом регулятор обвідної зазнає впливу цього регенерованого сигналу, він не може несуперечливо й обґрунтовано відокремити знову внесений розрив від якої-небудь "реальної" спектральної характеристики сигналу низькочастотної смуги. Результати цієї проблеми двоякі. По-перше, у сигнал високочастотної смуги вносяться форми спектрів, які регулятор обвідної не може компенсувати. Відповідно, вихідний сигнал має неправильну форму спектра. По-друге, через те, що даний ефект входить і виходить як функція спектральних характеристик низькочастотної смуги, сприймається ефект нестійкості. Даний документ спрямований на розв'язок вищезгаданої проблеми шляхом опису способу й системи, які забезпечують на вході регулятора високочастотної смуги обвідної сигнал, HFR, який не проявляє розривів спектра. Із цією метою пропонується усувати, або знижувати обвідну спектра сигналу низькочастотної смуги при виконанні високочастотної регенерації. Таким чином, удасться уникнути внесення яких-небудь розривів спектра в сигнал високочастотної смуги перед виконанням регулювання обвідної. У результаті регулятору обвідної буде не потрібно маніпулювати із зазначеними розривами спектра. Зокрема, може застосовуватися традиційний регулятор обвідної, де щоб уникнути внесення шуму в регенерований сигнал високочастотної смуги застосовується обмежувальна функція словами, описані спосіб і система можуть застосовуватися для регенерації сигналу високочастотної смуги HFR, що містить невелику кількість, або не утримуючого, розривів спектра, що й має низький рівень шуму. Слід зазначити, що роздільна здатність регулятора обвідної за часом може відрізнятися від роздільної здатності за часом пропонованої обробки обвідної спектра в ході генерування сигналу високочастотної смуги. Як відзначалося вище, обробка регенерації обвідної спектра в ході, сигналу високочастотної смуги призначена для модифікації обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги з метою полегшення обробки в наступному регуляторі обвідної. Дана обробка, тобто модифікація обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги, може виконуватися, наприклад, один раз на кадр звукового сигналу, де регулятор обвідної може регулювати обвідну спектра по декільком проміжкам часу, тобто з використанням декількох прийнятих обвідних спектра. Це описане на Фіг. 1b, де на верхній панелі зображена тимчасова сітка 150 даних обвідної спектра, і на нижній панелі зображена тимчасова сітка 155 для обробки обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги в ході регенерації сигналу високочастотної смуги. Як видно на прикладі по Фіг. 1b, тимчасові границі даних обвідної спектра змінюються в часі, у той час як обробка обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги діє у фіксованій часовій сітці. Також можна бачити, що в ході одного циклу обробки обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги може виконуватися кілька циклів регулювання обвідної (представлених тимчасовими границями 150). В ілюстрованому прикладі обробка обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги діє на кадрі на кадровій основі, що означає: для кожного кадра визначається одмінний набір коефіцієнтів підсилення спектра. Слід зазначити, що обробка сигналу низькочастотного діапазону може діяти в будь-якій часовій сітці й що тимчасова сітка зазначеної обробки необов'язково повинна збігатися з тимчасовою сіткою даних обвідної спектра. 9 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На Фіг. 2 зображена система 200 HFR на основі блоку фільтрів. Система 200 HFR діє з використанням блоку псевдо-QMF-фільтрів, і система 200 може застосовуватися для одержання сигналу 100 з високочастотною смугою й з низькочастотною смугою, проілюстрованого на верхній панелі Фіг. 1а. Однак доданий додатковий етап регулювання посилення як частини процесу генерування високих частот, який в ілюстрованому прикладі являє собою процес копіювання нагору. Низькочастотний вхідний сигнал аналізується 32смуговим QMF 201 з метою генерування ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Деякі, або всі, сигнали низькочастотних піддіапазонів склеюються в більш високочастотних положеннях відповідно до алгоритму генерування високих частот (HF). Крім того, ряд низькочастотних піддіапазонів безпосередньо входить у блок 202 синтезуючих фільтрів. Вищезгаданий блок 202 синтезуючих фільтрів являє собою 64-смуговий зворотний QMF 202. Для конкретного застосування, проілюстрованого на Фіг. 2, застосування 32-смугового блоку 201 аналізуючих QMF-фільтрів і застосування 64-смугового блоку 202 синтезуючих QMF-фільтрів буде приводити у вихідній частоті дискретизації вихідного сигналу, подвоєної щодо вхідної частоти дискретизації вхідного сигналу. Однак слід зазначити, що системи, описані в даному документі не обмежуються системами з одмінними вхідними й вихідними частотами дискретизації. Фахівці в даній області можуть уявити собі множину різних співвідношень частот дискретизації. Як описано на Фіг. 2, піддіапазони з менш високими частотами відображаються в піддіапазони з більш високими частотами. Етап 204 регулювання посилення вводиться як частина цього процесу копіювання нагору. Створений високочастотний сигнал, тобто генерований ряд сигналів високочастотних піддіапазонів, є вхідним у регулятор 203 обвідної (який, можливо, включає обмежувальну функцію й/або функцію інтерполяції) перед об'єднанням з рядом сигналів низькочастотних піддіапазонів у блоці 202 синтезуючих фільтрів. Шляхом застосування такої системи 200 HFR і, зокрема, шляхом застосування етапу 204 регулювання посилення можна уникнути внесення розривів обвідної спектра, показаних на Фіг. 1. Із цією метою етап 204 регулювання обвідної модифікує обвідну спектра ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів так, щоб модифікований сигнал низькочастотної смуги міг використовуватися для генерування сигналу високочастотної смуги, тобто ряду сигналів високочастотних піддіапазонів, які не проявляють розривів, особливо — розривів на границях склеювання. З відсиланням до Фіг. 1с, додатковий етап 204 регулювання посилення забезпечує те, що обвідна 101, 111 спектра сигналу низькочастотної смуги модифікується так, що відсутні або обмежуються розриви в генерованому сигналі 105, 115 високочастотної смуги. Модифікація обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги може бути виконана шляхом застосування кривої посилення до обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги. Зазначена крива посилення може визначатися блоком 400 визначення кривій посилення, проілюстрованим на Фіг. 4. Модуль 400 у якості вхідного сигналу приймає дані 402 QMF, відповідні до сигналу низькочастотної смуги, використовуваному для відтворення сигналу високочастотної смуги. Іншими словами, ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів є вхідним у блок 400 визначення кривої посилення. Як ми вже відзначали, для генерування сигналу високочастотної смуги може використовуватися тільки підмножина доступних QMF-піддіапазонів сигналу низькочастотної смуги, тобто вхідним у блок 400 визначення кривої посилення може бути тільки підмножина доступних QMF-піддіапазонів. Крім того, модуль 400 може приймати необов'язкові керуючі дані 404, наприклад керуючі дані, відправлені з відповідного кодера. Модуль 400 виводить криву 403 посилення, яка призначена для застосування в ході процесу регенерації високих частот. В одному з варіантів здійснення винаходу крива 403 посилення застосовується до QMFпіддіапазонів сигналу низькочастотної смуги, які використовуються для генерування сигналу високочастотної смуги. Тобто крива 403 посилення може застосовуватися в процесі копіювання нагору процесу HFR. Необов'язкові керуючі дані 404 можуть включати інформацію про роздільну здатність грубої обвідної спектра, яку необхідно оцінити в модулі 400, та/або інформацію про прийнятність застосування процесу регулювання посилення. Таким чином, керуючі дані 404 можуть управляти об'ємом додаткової обробки в ході процесу регулювання посилення. Керуючі дані 404 також можуть запускати обхід додаткового процесу регулювання посилення, якщо сигнали не є добре пристосованими для оцінки грубої обвідної спектра, наприклад, якщо сигнали включають одиничні синусоїди. На Фіг. 5 описаний більш докладний вид модуля 400 по Фіг. 4. Дані 402 QMF сигналу низькочастотної смуги вводяться в блок 501 оцінки обвідної, який оцінює обвідну спектра, на приклад, у логарифмічній шкалі енергії. Обвідна спектра потім входить у модуль 502, який оцінює грубу обвідну спектра з обвідної спектра з високою роздільною здатністю (по частоті), прийнятої із блоку 501 оцінки обвідної. В одному з варіантів здійснення винаходу це 10 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 здійснюється шляхом апроксимації багаточлена низького порядку, тобто багаточлена з порядком в інтервалі, наприклад, 1, 2, 3, 4, до даних обвідної спектра. Груба обвідна спектра також може визначатися шляхом виконання операції ковзного середнього обвідної спектра високої роздільної здатності по осі частот. Визначення грубої обвідної 301 спектра сигналу низькочастотної смуги показане на Фіг. 3. Видно, що абсолютний спектр 302 сигналу низькочастотної смуги, тобто енергії QMF-смуг 302, апроксимуються грубою обвідною 301 спектра, тобто за допомогою частотно-залежної кривої, що апроксимує обвідну спектра для ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Крім того, показано, що для генерування сигналу високочастотної смуги використовується тільки 20 сигналів QMF-піддіапазонів, тобто в процесі HFR використовується тільки частина з 32 сигналів QMF-піддіапазонів. Спосіб, застосовуваний для визначення грубої обвідної спектра з обвідної спектра високої роздільної здатності й, зокрема, порядок багаточлена, який апроксимується до обвідної спектра високої роздільної здатності, може управлятися за допомогою керуючих даних 404. Порядок багаточлена може бути функцією розміру частотного діапазону 302 сигналу низькочастотної смуги, для якого необхідно визначити грубу обвідну 301 спектра, та/або функцією інших параметрів, що стосуються загальної грубої форми спектра відповідного частотного діапазону 302 сигналу низькочастотної смуги. Поліномінальна апроксимація обчислює багаточлен, який апроксимує дані в значенні середньоквадратичної погрішності. Нижче кращий варіант здійснення винаходу описаний за допомогою коду Matlab: % Вхід: енергія низькочастотної обвідної у дБ % Вихід: вектор посилення, який повинен застосовуватися перед генеруванням HF % function здійснює поліномінальну апроксимацію % низького порядку для обвідної спектра низькочастотної % смуги як подання загального нахилу спектра % низькочастотної смуги. Загальний нахил відповідно даному % поданню потім переводиться у вектор посилення, який % може застосовуватися перед генеруванням HF для того, щоб % усунути загальний нахил (або грубу форму спектра). % % Це запобігає внесенню у форму спектра при % генеруванні HF розривів, які будуть "тими, що % заплутують" для наступного регулювання обвідної й % обмежувального процесу. "Заплутування" відбувається % тоді, коли регулятор обвідної й обмежник потребують % того, щоб опікуватися про великий розрив і, таким чином, % вони потребують великій величині посилення. Надзвичайно % важко настроїти і одержати правильну дію цих модулів, % якщо їм доводиться опікуватися як про "природні" зміни в % високочастотній смузі, так і про "штучні" зміни, % внесені процесом регенерації HF. У наведеному вище коді вхідними даними є обвідна спектра (Lowenv) сигналу низькочастотної смуги, отримана шляхом усереднення дискретних значень QMF-піддіапазонів, розраховуючи на піддіапазон по проміжкові часу, що відповідає поточному тимчасовому кадрові даних, на які діє наступний регулятор обвідної. Як відзначалося вище, обробка регулювання 11 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 посилення сигналу низькочастотної смуги може виконуватися в різних тимчасових сітках. У наведеному вище прикладі оцінна абсолютна обвідна спектра виражається в логарифмічній області. Дані апроксимуються багаточленом низького порядку, у наведеному вище прикладі — багаточленом порядку 3. Для даного багаточлена крива посилення (GainVec) обчислюється з різниці середньої енергії сигналу низькочастотної смуги й кривої (lowBandEnvSlope), отриманої з багаточлена, що апроксимує дані. У наведеному вище прикладі операція визначення кривої посилення здійснюється в логарифмічній області. Обчислення кривої посилення виконується блоком 503 обчислення кривої посилення. Як відзначалося вище, крива посилення може визначатися із середньої енергії частини сигналу низькочастотної смуги, використовуваної для регенерації сигналу високочастотної смуги, і із частини обвідної спектра, сигналу низькочастотної смуги, використовуваної для регенерації сигналу високочастотної смуги. Зокрема, крива посилення може визначатися з різниці середньої енергії й грубої обвідної спектра, представленої, наприклад, багаточленом. Тобто обчислений багаточлен може застосовуватися для визначення кривої посилення, яка включає окрему величину посилення, також іменовану коефіцієнтом підсилення спектра, для кожного стосовного до неї QMF-піддіапазона сигналу низькочастотної смуги. Дана крива посилення включає величини посилення, які потім використовуються в процесі HFR. Як приклад далі описаний процес HFR-генерування відповідно до MPEG-4 SBR. HF-сигнал, що генерується, може бути отриманий по наступній формулі (див. документ MPEG-4 Part 3 (ISO/IEC 14496-3), sub-part 4, section 4.6.18.6.2, який посиланням включається в даний документ): де р — індекс піддіапазона сигналу низькочастотної смуги, тобто р визначає один з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів. Наведену формулу генерування HF можна замінити наступною формулою, яка в комбінації з генеруванням HF виконує регулювання посилення: де крива посилення називається pregain(p). Подальші подробиці процесу копіювання нагору, наприклад, що ставляться до співвідношення між р и k, визначені у вищезгаданому документі MPEG-4, Part 3. У наведеній вище формулі позначає дискретне значення в момент часу l сигналу низькочастотного піддіапазона, що має індекс піддіапазона р. Дане дискретне значення в комбінації з попередніми дискретними значеннями використовується для генерування дискретного значення сигналу високочастотного піддіапазона, що має індекс піддіапазона k. Слід зазначити, що особливість регулювання посилення може використовуватися в будьякій системі високочастотної реконструкції на основі блоку фільтрів. Це ілюструється на Фіг. 6, де даний винахід є частиною окремого блоку 601 HFR, який діє на вузькосмуговий, або низькочастотний, сигнал 602 і виводить широкосмуговий, або високочастотний, сигнал 604. Модуль 601 може приймати в якості вхідного сигналу додаткові керуючі дані 603, де керуючі дані 603 можуть, серед іншого, визначати об'єм обробки, застосовуваної для описаного регулювання посилення, а також інформацію про цільову обвідну спектра сигналу високочастотної смуги. Однак дані параметри є лише прикладами необов'язкових керуючих даних 603. В одному з варіантів здійснення винаходу відповідна інформація також може бути отримана з вузькосмугового сигналу 602, що входить у модуль 601, або за допомогою інших засобів. Тобто керуючі дані 603 можуть бути визначені в модулі 601 на основі інформації, що поставляється в модуль 601. Слід зазначити, що окремий блок 601 HFR може приймати ряд сигналів низькочастотних піддіапазонів і може виводити ряд сигналів високочастотних піддіапазонів, тобто блоки аналізуючих/синтезуючих фільтрів, або перетворення, можуть розміщатися зовні блоку 601 HFR. Як ми вже відзначали вище, може виявитися корисним передати сигнал про активацію обробки регулювання посилення в бітовому потоці з кодера в декодер. Для деяких типів сигналу, наприклад, для одиничної синусоїди, обробка регулювання посилення може бути невідповідною, і тому може виявитися корисним дати можливість системі кодера/декодера 12 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виключати додаткову обробку для того, щоб не вносити небажані властивості в сигнали в подібних граничних випадках. Із цією метою кодер може конфігуруватися для аналізу звукових сигналів і для генерування керуючих даних, які включають і виключають обробку регулювання посилення в декодері. На Фіг. 7 пропонований етап регулювання посилення включено в блок 703 високочастотної реконструкції, який становить частину кодека звукового сигналу. Одним із прикладів такого блоку 703 HFR є інструмент MPEG-4 Spectral Band Replication, застосовуваний як частина кодека High Efficiency AAC або MPEG-D USAC (уніфікованого кодека мови й звуку). У даному варіанті здійснення винаходу бітовий потік 704 приймається декодером 700 звукового сигналу. Бітовий потік демультиплексується в демультиплексорі 701. Частина бітового потоку 708, що відноситься до SBR, подається в модуль SBR або блок 703 HFR, і бітовий потік 707, що відноситься до базового кодеру, наприклад, дані базового декодера AAC або USAC, направляються в модуль 702 базового кодера. Крім того, низькочастотний, або вузькосмуговий, сигнал 706 проходить із базового декодера 702 у блок 703 HFR. Даний винахід, наприклад, відповідно до системи, описаної на Фіг. 2, включається в блок 703 HFR як частина процесу SBR. Блок 703 HFR з використанням обробки, описаної в даному документі, виводить широкосмуговий, або високочастотний, сигнал 705. На Фіг. 8 більш докладно описано один з варіантів здійснення модуля 703 високочастотної реконструкції. Фіг. 8 ілюструє, що генерування сигналу HF (високих частот) може бути отримане з різних модулів генерування HF у різні моменти часу. Генерування HF може ґрунтуватися або на перетворювачі 803, що копіює нагору, на основі QMF, або генерування HF може бути засновано на гармонійному перетворювачі 804 на основі FFT. В обох модулях генерування HFсигналу сигнал низькочастотної смуги обробляється 801, 802 як частина генерування HF з метою визначення кривої посилення, яка застосовується в процесі копіювання нагору 803 або гармонійного перетворення 804. Вихідні сигнали двох перетворювачів селективно вводяться в регулятор 805 обвідної. Рішення про те, сигнал якого з перетворювачів використовувати, управляється бітовим потоком 704 або 708. Слід зазначити, що через сутність, що копіює нагору, форма обвідної спектра сигналу низькочастотної смуги в перетворювачі на основі QMF підтримується більш чітко, ніж при використанні гармонійного перетворювача. Як правило, це приводить до більш виражених розривів обвідної спектра сигналу високочастотної смуги при використанні перетворювачів з копіюванням нагору. Це проілюстроване на верхній і нижній панелях Фіг. 1а. Відповідно, може виявитися достатнім увести регулювання посилення тільки в спосіб копіювання нагору на основі QMF, виконуваний у модулі 803. Проте, застосування регулювання посилення для гармонійного перетворення, виконуваного в модулі 804, також може виявитися корисним. На Фіг. 9 описаний відповідний модуль кодера. Кодер 901 може конфігуруватися для аналізу певного вхідного сигналу 903 і для визначення об'єму обробки регулювання посилення, придатної для певного типу вхідного сигналу 903. Зокрема, кодер 901 може визначати ступінь розривності сигналу високочастотного піддіапазона, яка буде викликана блоком 703 HFR у декодері. Із цією метою кодер 901 може включати блок 703 HFR або, щонайменше частини, що відповідають, блоку 703 HFR. На основі аналізу вхідного сигналу 903 можуть генеруватися керуючі дані 905 для відповідного декодера. Інформація 905, що стосується регулювання посилення, яке необхідно виконати в декодері, поєднується в мультиплексорі 902 з бітовим потоком 906 звукового сигналу, таким чином, утворюючи повний бітовий потік 904, який передається у відповідний декодер. На Фіг. 10 показаний вихідний спектр реального сигналу. На Фіг. 10а зображений вихідний сигнал декодера MPEG USAC, що декодує монофонічний бітовий потік з бітовою швидкістю передачі даних 12 кбіт/с. Даний уривок реального сигналу являє собою вокальну частину запису a cappella. Абсциса відповідає часовій осі, у той час як ордината відповідає осі частот. Порівняння спектрограми по Фіг. 10а з Фіг. 10c, яка показує відповідну спектрограму оригінального сигналу, ясно показує наявність дір (див. посилальні позиції 1001, 1002), що виникають у спектрі фрикативних частин вокального уривка. На Фіг. 10b зображений вихідний сигнал декодера MPEG USAC, що включає даний винахід. Зі спектрограми видно, що діри в спектрі зникли (див. посилальні позиції 1003, 1004, відповідні до посилальних позицій 1001, 1002). Складність запропонованого алгоритму регулювання посилення обчислена як зважена MOPS, де такі функції, як POW/DIV/TRIG, зважувалися як 25 операцій, а всі інші операції зважувалися як одна операція. При таких допущеннях обчислена складність нараховує, приблизно, 0,1 WMOPS і незначне використання RAM/ROM. Іншими словами, запропонована обробка регулювання посилення вимагає низької продуктивності обробки й пам'яті. 13 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 У даному документі описані спосіб і система для генерування сигналу високочастотної смуги із сигналу низькочастотної смуги. Спосіб і система адаптовані для генерування сигналу високочастотної смуги, що містить або не містить невелику кількість розривів спектра, що, таким чином, поліпшує перцептивні характеристики способів і систем високочастотної реконструкції. Спосіб і система можуть бути легко включені в існуючі системи кодування/декодування звукових сигналів. Зокрема, спосіб і система можуть бути включені в обробку регулювання обвідної існуючих систем кодування/декодування звукових сигналів без необхідності в їхній модифікації. Особливо це відноситься до обмежувальної функції й функції інтерполяції обробки регулювання обвідної, які можуть виконувати призначені для них функції. Описані спосіб і система як такі можуть застосовуватися для регенерації сигналів високочастотних смуг, що містять невелику кількість, або не містять розривів спектра, і що мають низький рівень шуму. Крім того, описане застосування керуючих даних, де керуючі дані можуть використовуватися для адаптації параметрів описаного способу й системи (і обчислювальної складності) до типу звукового сигналу. Способи й системи, описані в даному документі, можуть бути реалізовані як програмне забезпечення, вбудоване програмне забезпечення й/або як апаратне забезпечення. Деякі компоненти можуть бути реалізовані, наприклад, як програмне забезпечення, що запускається на процесорі обробки цифрових сигналів або мікропроцесорі. Інші компоненти можуть бути реалізовані, наприклад, як апаратне забезпечення або як спеціалізовані інтегральні мікросхеми. Сигнали, що зустрічаються в описаних способах і системах, можуть зберігатися в пам'яті таких носіїв, як пам'ять із довільним доступом або оптичні носії даних. Вони можуть передаватися за допомогою мереж, таких як радіомережі, супутникові мережі, бездротові мережі або дротові мережі, наприклад, Інтернет. Типовим обладнанням, що використовує способи й системи, описані в даному документі, є переносне електронне обладнання або інше встаткування на території користувача, яке застосовується для зберігання в пам'яті й/або обробки звукових сигналів. Способи й системи також можуть застосовуватися в комп'ютерних системах, наприклад, на веб-серверах Інтернет, які зберігають у пам'яті й надають для завантаження звукові сигнали, наприклад, музичні сигнали. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 1. Система (601, 703), конфігурована для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що покривають високочастотний інтервал, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів, де система (601, 703) включає: засоби для приймання ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; засоби для приймання набору цільових енергій, де кожна цільова енергія покриває відмінний цільовий інтервал (130) у межах високочастотного інтервалу й служить ознакою необхідної енергії одного або декількох сигналів високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу (130); засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, відповідно, пов'язаних з рядом сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; і засоби для регулювання енергії (203) ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів з використанням набору цільових енергій. 2. Система (601, 703) за п. 1, яка відрізняється тим, що засоби для регулювання енергії (203) включають засоби для обмеження регулювання енергії сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах обмежувального інтервалу (135); і де обмежувальний інтервал (135) покриває більше одного цільового інтервалу (130). 3. Система (601, 703) за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що ряд коефіцієнтів підсилення спектра пов'язаний з енергією відповідного ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів. 4. Система (601, 703) за п. 3, яка відрізняється тим, що ряд коефіцієнтів підсилення спектра отримується із частотно-залежної кривої (403), що апроксимує енергію ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів. 5. Система (601, 703) за п. 4, яка відрізняється тим, що частотно-залежна крива (403) являє собою багаточлен попередньо визначеного порядку. 6. Система (601, 703) за п. 4 або 5, яка відрізняється тим, що коефіцієнт підсилення спектра з ряду коефіцієнтів підсилення спектра отримується, виходячи з різниці середньої енергії ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і відповідного значення частотно-залежної кривої (403). 14 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 7. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів конфігуровані для посилення ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів з використанням відповідного ряду коефіцієнтів підсилення спектра. 8. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів конфігуровані для виконання перетворення (803) копіювання нагору ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; та/або виконання гармонійного перетворення (804) ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів. 9. Система (601, 703) за п. 8, яка відрізняється тим, що засоби для генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів конфігуровані для множення дискретних значень сигналу (602) низькочастотного піддіапазону на відповідний коефіцієнт підсилення спектра з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, що, таким чином, дає модифіковані дискретні значення; і визначення дискретного значення відповідного сигналу (604) високочастотного піддіапазону в певний момент часу, виходячи з модифікованих дискретних значень сигналу (602) низькочастотного піддіапазону в певний момент часу й в щонайменше один попередній момент часу. 10. Система (601, 703) за п. 9, яка відрізняється тим, що дискретне значення відповідного сигналу (604) високочастотного піддіапазону в певний момент часу визначається, виходячи з модифікованих дискретних значень сигналу (602) низькочастотного піддіапазону з використанням алгоритму копіювання нагору відповідно до MPEG-4 SBR. 11. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що засоби для регулювання енергії (203) ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів також включають засоби для забезпечення того, щоб відрегульовані сигнали високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах певного цільового інтервалу (130), мали таку ж енергію. 12. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що ряд сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і ряд сигналів (604) високочастотних піддіапазонів відповідають піддіапазонам: блока QMF-фільтрів; та/або FFT. 13. Система (601, 703) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що також включає засоби для приймання керуючих даних (603), що служать ознакою того, чи застосовувати ряд коефіцієнтів підсилення спектра для генерування сигналів (604) високочастотних піддіапазонів; та/або способу визначення ряду коефіцієнтів підсилення спектра. 14. Система (601, 703) за п. 13 з відсиланням до п. 5, яка відрізняється тим, що керуючі дані служать ознакою попередньо визначеного порядку багаточлена. 15. Декодер (700) звукового сигналу, конфігурований для декодування бітового потоку (704), що служить ознакою низькочастотного звукового сигналу (707) і набору цільових енергій (708), що описують обвідну спектра відповідного високочастотного звукового сигналу, де декодер (700) звукового сигналу включає: базовий декодер і блок перетворення (702, 701), конфігурований для визначення, виходячи з бітового потоку (704) ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів, пов'язаних з низькочастотним звуковим сигналом (707); блок (703) генерування високих частот згідно із системою за одним з пп. 1-14, конфігурований для визначення ряду сигналів високочастотних під діапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з набору цільових енергій; і блок (202) злиття й зворотного перетворення, конфігурований для генерування звукового сигналу, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з ряду сигналів високочастотних піддіапазонів. 16. Кодер (901), конфігурований для генерування керуючих даних (905) зі звукового сигналу (903), де кодер (901) звукового сигналу включає: засоби для аналізу форми спектра звукового сигналу (903) і для визначення ступеня розривів обвідної спектра, внесених при регенерації високочастотної складової звукового сигналу (903) з низькочастотної складової звукового сигналу (903); де зазначені засоби включають систему (703) високочастотної реконструкції, що належить до сторони декодера, для надання кодеру можливості визначати зазначений ступінь розривів в обвідній спектра, які могли б вноситися у високочастотну складову звукового сигналу на стороні декодера; і засоби для генерування керуючих даних (905), призначених для керування регенерацією високочастотної складової на основі ступеня розривів. 15 UA 106415 C2 5 10 15 20 25 30 35 17. Спосіб генерування ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що покривають високочастотний інтервал, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів, де спосіб включає: приймання ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; приймання набору цільових енергій, де кожна цільова енергія покриває відмінний цільовий інтервал (130) у межах високочастотного інтервалу й служить ознакою необхідної енергії одного або декількох сигналів (604) високочастотних піддіапазонів, що лежать у межах цільового інтервалу (130); генерування ряду сигналів (604) високочастотних під діапазонів, виходячи з ряду сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів і з ряду коефіцієнтів підсилення спектра, відповідно, пов'язаних з рядом сигналів (602) низькочастотних піддіапазонів; і регулювання енергії ряду сигналів (604) високочастотних піддіапазонів з використанням набору цільових енергій. 18. Спосіб декодування бітового потоку (704), що служить ознакою низькочастотного звукового сигналу (707) і набору цільових енергій (708), що описують обвідну спектра відповідного високочастотного звукового сигналу, де спосіб включає: визначення з бітового потоку (704) ряду сигналів (706) низькочастотних піддіапазонів, пов'язаних з низькочастотним звуковим сигналом (707); визначення ряду сигналів високочастотних під діапазонів, виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з набору цільових енергій у відповідності зі способом, описаним у п. 17; і генерування звукового сигналу виходячи з ряду сигналів низькочастотних піддіапазонів і з ряду сигналів високочастотних піддіапазонів. 19. Спосіб генерування керуючих даних (905) зі звукового сигналу (903), де спосіб включає: аналіз форми спектра звукового сигналу (903) з метою визначення ступеня розривів обвідної спектра, внесених при регенерації високочастотної складової звукового сигналу (903) з низькочастотної складової звукового сигналу (903), де зазначений аналіз включає визначення на стороні кодера системою (703) високочастотної реконструкції, що належать до сторони декодера, зазначеного ступеня розривів обвідної спектра, які могли б вноситися у високочастотну складову звукового сигналу на стороні декодера; і генерування керуючих даних (905), призначених для керування регенерацією високочастотної складовій на основі ступеня розривів. 20. Носій даних, що включає програму, реалізовану програмно, адаптовану для виконання на процесорі й для виконання етапів способу по одному із пп. 17-19 при здійсненні на обчислювальному обладнанні. 16 UA 106415 C2 17 UA 106415 C2 18 UA 106415 C2 19 UA 106415 C2 20 UA 106415 C2 21 UA 106415 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 22

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Processing of audio signals during high frequency reconstruction

Автори англійською

Kjoerling, Kristofer

Автори російською

Чоэрлинг Кристофер

МПК / Мітки

МПК: G10L 21/00

Мітки: звукових, реконструкції, ході, високочастотної, сигналів, обробка

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/24-106415-obrobka-zvukovikh-signaliv-u-khodi-visokochastotno-rekonstrukci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Обробка звукових сигналів у ході високочастотної реконструкції</a>

Подібні патенти