Вдосконалене гармонійне перетворення на основі блока піддіапазонів

Реферат: Описуються системи і способи, які сприяють мультиплексуванню зв'язку від множини нижчих точок доступу на один або більше об'єктів керування мобільністю (ММЕ). Зокрема, забезпечується концентраційний компонент, який може встановлювати єдине з'єднання на транспортному рівні з ММЕ нарівні з декількома з'єднаннями на рівні додатка за допомогою єдиного з'єднання на транспортному рівні для кожної* з множини нижчих точок доступу і/або пов'язаних мобільних пристроїв. Нижчі точки доступу і/або мобільні пристрої можуть надавати ідентифікатори на концентраційний компонент, який може використовувати ідентифікатори для того, щоб відстежувати зв'язок з ММЕ. У цьому відношенні, ММЕ може додатково вводити ідентифікатори, прийняті від концентраційного компонента, в подальші передачі, щоб сприяти ідентифікації відповідної нижчої точки доступу і/або мобільного пристрою. UA 102347 C2 (12) UA 102347 C2 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ОБЛАСТЬ ТЕХНІЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ Даний документ відноситься до систем кодування вихідного звукового сигналу, які використовують спосіб гармонійного перетворення для високочастотної реконструкції (HFR), а також до процесорів цифрових ефектів, наприклад, ексайтерам, у яких генерування гармонійного спотворення додає яскравість в оброблюваний сигнал, і до тимчасових розширників, у яких тривалість сигналу збільшується при збереженні спектрального складу. ПЕРЕДУМОВИ ВИНАХОДУ У документі WO 98/57436 була створена концепція перетворення як способу відтворення високочастотної смуги зі смуги звукового сигналу з менш високою частотою. Шляхом використання цієї концепції для кодування звукового сигналу може бути досягнута значна економія бітової швидкості передачі даних. У системі кодування звукового сигналу на основі HFR сигнал з низькочастотною смугою пропускання передається в базовий кодер форми сигналу, і високі частоти регенеруються з використанням перетворення й з надзвичайно низкою бітовою швидкістю передачі даних додаткової інформації, що описує цільову форму спектра на стороні декодера. Для низьких бітових швидкостей передачі даних, коли смуга пропускання базового кодованого сигналу є вузькою, відтворення високочастотної смуги із приємними для сприйняття характеристиками здобуває усе більш зростаючу важливість. Гармонійне перетворення, обумовлене в документі WO 98/57436, добре виконується для складного музичного матеріалу в ситуації з низькою частотою переходу. Документ WO 98/57436 посиланням включається в даний опис. Принцип гармонійного перетворення полягає в тому, що синусоїда із частотою  відображається в синусоїду із частотою Q , де Q>1 - ціле число, що визначає порядок перетворення. На відміну від цього, HFR на основі модуляції з однієї бічною смугою (SSB) відображає синусоїду із частотою  в синусоїду із частотою +, де  фіксований зсув частоти. Для даного сигналу з низькочастотною смугою пропускання в результаті SSB-перетворення, як правило, з'являється артефакт дисонуючого «дзенькоту». Через зазначені артефакти HFR на основі гармонійного перетворення, загалом, більш переважно, ніж HFR на основі SSB. Для того щоб добитися поліпшеного якості звукового сигналу, способи HFR на основі високоякісного гармонійного перетворення, як правило, використовують для досягнення необхідного якості звукового сигналу складні блоки комплексних модульованих фільтрів з високою роздільністю по частоті й високим ступенем передискретизації. Висока роздільність по частоті звичайно використовується щоб уникнути небажаного інтермодуляційного спотворення, що виникає при нелінійній обробці або обробці різних сигналів піддіапазонів, які можуть розглядатися як суми ряду синусоїд. Для досить вузьких піддіапазонів, тобто при досить високій роздільності по частоті, способи HFR на основі високоякісного гармонійного перетворення прагнуть до того, щоб у кожному піддіапазоні втримувалося не більш однієї синусоїди. У результаті можна уникнути інтермодуляційного спотворення, викликаного нелінійною обробкою. З іншого боку, високий ступінь передискретизації за часом може бути корисним для того, щоб уникнути спотворення, обумовленого накладанням спектрів, яке може бути викликане блоками фільтрів і нелінійною обробкою. Крім того, певний ступінь передискретизації по частоті може бути необхідним для короткочасних неперіодичних сигналів щоб уникнути випереджальної луни, викликаної нелінійною обробкою сигналів піддіапазонів. Крім того, способи HFR на основі гармонійного перетворення, загалом, використовують обробку на основі двох груп блоків фільтрів. Перша частина HFR на основі гармонійного перетворення, як правило, використовує для генерування високочастотної складової сигналу з низькочастотної складової сигналу блок фільтрів, що аналізують/синтезують, з високою роздільністю по частоті й за часом та/або частотною передискретизацією. Друга частина HFR на основі гармонійного перетворення, як правило, використовує блок фільтрів з відносно низькою роздільністю по частоті, наприклад блок QMF-фільтрів, який використовується для застосування додаткової спектральної інформації або інформації HFR до високочастотної складової, тобто для виконання т.зв. HFR-обробки, з метою генерування високочастотної складової, що володіє необхідною формою спектра. Друга частина блоків фільтрів також використовується для об'єднання низькочастотної складової сигналу з модифікованою високочастотною складовою сигналу з метою створення декодованого звукового сигналу. У результаті використання послідовності із двох груп блоків фільтрів і використання блоків фільтрів, що аналізують/синтезують з високою роздільністю по частоті й за часом та/або частотною передискретизацією, обчислювальна складність HFR на основі гармонійного перетворення може бути щодо високої. Відповідно, існує потреба в забезпеченні способів HFR на основі гармонійного перетворення зниженою обчислювальною складністю, яка, у той же час, забезпечувала б гарну якість звукового сигналу для різних типів звукових сигналів (наприклад, 1 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для коротких неперіодичних і стаціонарних звукових сигналів). КОРОТКИЙ ОПИС ВИНАХОДУ Відповідно одній з особливостей, т.зв. гармонійне перетворення на основі блоку піддіапазонів може використовуватися для придушення комбінаційних складових, викликаних нелінійною обробкою сигналів піддіапазонів, тобто комбінаційні складові в піддіапазонах можуть бути подавлені або знижені шляхом виконання нелінійної обробки на блоковій основі сигналів піддіапазонів гармонійного перетворювача. У результаті може застосовуватися гармонійне перетворення, яке використовує блок фільтрів, що аналізують/синтезують, з відносно низькою роздільністю по частоті та/або з відносно низьким ступенем передискретизації. Наприклад, може застосовуватися блок QMF-фільтрів. Нелінійна обробка на блоковій основі системи гармонійного перетворення на основі блоку піддіапазонів включає обробку часового блоку комплексних дискретних значень піддіапазонів. Обробка блоку комплексних дискретних значень піддіапазонів може включати загальновідому модифікацію фази комплексних дискретних значень піддіапазонів і суперпозицію декількох модифікованих дискретних значень для формування вихідного дискретного значення піддіапазону. Така обробка на блоковій основі дає результуючий ефект придушення або зниження комбінаційних складових, які інакше виникали б у випадку вхідних сигналів піддіапазонів, що включають кілька синусоїд. Через те, що для гармонійного перетворення на основі блоку піддіапазонів можуть використовуватися блоки фільтрів, що аналізують/синтезують, з відносно низькою роздільністю по частоті, а також через те, що може вимагатися менш високий ступінь передискретизації, гармонійне перетворення, що базується на обробці піддіапазонів на блоковій основі, може мати менш високу обчислювальну складність у порівнянні з високоякісними гармонійними перетворювачами, тобто з гармонійними перетворювачами, що мають високу роздільність по частоті, що й використовують обробку на основі дискретного значення. У той же час, експериментально було показано, що для багатьох типів звукових сигналів якість звукового сигналу, якого можна добитися, використовуючи гармонійне перетворення на основі блоку піддіапазонів, є майже таким же, як і при використанні гармонійного перетворення на основі дискретного значення. Проте, спостерігалося, що якість звукового сигналу, отриманого для короткочасних неперіодичних звукових сигналів, загалом, знижується в порівнянні з якістю звукового сигналу, яке може бути досягнуте високоякісними гармонійними перетворювачами, тобто гармонійними перетворювачами, що використовують високу роздільність по частоті. Було встановлено, що знижена якість для короткочасних неперіодичних сигналів може бути пов'язане з розмиванням часу, викликаним обробкою блоків. На додаток до піднятих вище питань якості, складність гармонійного перетворення на основі блоків піддіапазонів як і раніше залишається більш високою, чому складність найпростіших способів HFR на основі SSB. Це так, оскільки для синтезу необхідної смуги пропускання звичайно потрібно кілька сигналів з різними порядками Q перетворення. Як правило, кожний порядок Q перетворення гармонійного перетворення на блоковій основі вимагає одмінної структури блоків фільтрів, що аналізують і синтезують. Через проведений вище аналіз, існує особлива необхідність у поліпшенні якості гармонійного перетворення на основі блоку піддіапазонів для короткочасних неперіодичних і голосових сигналів за умови збереження якості стаціонарних сигналів. Як буде описуватися нижче, поліпшення якості може бути досягнуте шляхом фіксованої, або, що адаптується до сигналу, модифікації нелінійної обробки блоків. Крім того, існує потреба в додатковому зниженні складності гармонійного перетворення на основі блоку піддіапазонів. Як буде описуватися нижче, зниження обчислювальної складності може бути досягнуте шляхом ефективної реалізації перетворення декількох порядків на основі блоку піддіапазонів у рамках єдиної пари блоків фільтрів, що аналізують і синтезують. У результаті для гармонійного перетворення Q  декількох порядків може використовуватися один блок фільтрів, що аналізують/синтезують,, наприклад, блок QMF-фільтрів. Крім того, для гармонійного перетворення (тобто для першої частини HFR на основі гармонійного перетворення) і для HFR-обробки (тобто для другої частини HFR на основі гармонійного перетворення) може застосовуватися та сама пара блоків фільтрів, що аналізують/синтезують, і, таким чином, повна HFR на основі гармонійного перетворення може покладати на один єдиний блок фільтрів, що аналізують/синтезують. Іншими словами, на стороні введення для генерування ряду сигналів аналізованих піддіапазонів, які потім піддаються обробці за допомогою гармонійного перетворення й HFRобробці, може використовуватися лише один єдиний блок фільтрів, що аналізують. В остаточному підсумку, для генерування декодованого сигналу на стороні виводу може використовуватися лише один єдиний блок фільтрів, що синтезують. 2 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відповідно одній з особливостей, описується система, сконфігурована для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу. Система може включати блок фільтрів, що аналізують, сконфігурований для створення сигналу аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу. Аналізований піддіапазон може бути пов'язаний з однією із частотних смуг вхідного сигналу. Сигнал аналізованого піддіапазону може включати ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду. Блок фільтрів, що аналізують, може являти собою блок квадратурних дзеркальних фільтрів, віконне дискретне перетворення Фур'є або вейвлетне перетворення. Зокрема, блок фільтрів, що аналізують, може являти собою 64-смуговий блок квадратурних дзеркальних фільтрів. Таким чином, блок фільтрів, що аналізують, може мати низьку роздільність по частоті. Блок фільтрів, що аналізують, може застосовувати до вхідного сигналу крок tA аналізу зачасом, та/або блок фільтрів, що аналізують, може мати рознос fA аналізованих частот так, щоб смуга частот, пов'язана із сигналом аналізованого піддіапазону мала номінальнуширину fA, та/або блок фільтрів, що аналізують, міг містити кількість N аналізованих піддіапазонів, N>1, де n — індекс аналізованого під діапазону n=0,…, N-1. Слід зазначити, що через накладання суміжних частотних смуг фактична спектральна ширина аналізованого піддіапазону може бути більше fA. Однак рознос частот між суміжними аналізованими піддіапазонами, як правило, має вигляд розносу fA аналізованих частот. Система може включати модуль обробки піддіапазонів, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону із сигналу аналізованого піддіапазону з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону й коефіцієнта S розтягування піддіапазону. Щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, може бути більше одиниці. Модуль обробки піддіапазонів може включати екстрактор блоків, сконфігурований для добування кадра, що складається з L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень. Довжина L кадра може бути більше одиниці, однак, у деяких варіантах здійснення винаходу довжина L кадра може дорівнювати одиниці. В альтернативному варіанті або на додаток, екстрактор блоків може бути сконфігурований для застосування величини стрибка блоку з р дискретних значень до ряду аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадра, що складається з L вхідних дискретних значень. У результаті багаторазового застосування величини стрибка блоку до ряду аналізованих дискретних значень може генеруватися набір кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень. Слід зазначити, що довжина L кадра та/або величина стрибка блоку р можуть являти собою довільно обрані числа й необов'язково є цілими числами. У цьому або інших випадках, екстрактор блоків може конфігуруватися для інтерполяції двох або більшої кількості аналізованих дискретних значень для одержання вхідного дискретного значення кадра, що складається з L вхідних дискретних значень. Наприклад, якщо довжина кадра та/або величина стрибка блоку є дробовими числами, вхідне дискретне значення кадра, що складається із вхідних дискретних значень, може бути отримано шляхом інтерполяції двох або більшої кількості суміжних аналізованих дискретних значень. В альтернативному варіанті або на додаток, екстрактор блоків може конфігуруватися для понижувальної дискретизації ряду аналізованих дискретних значень для одержання вхідного дискретного значення кадра, що складається з L вхідних дискретних значень. Зокрема, екстрактор блоків може конфігуруватися для понижувальної дискретизації ряду аналізованих дискретних значень із коефіцієнтом Q перетворення піддіапазону. Таким чином, екстрактор блоків може вносити вклад у гармонійне перетворення та/або розтягування в часі шляхом виконання операції понижувальної дискретизації. Система, і, зокрема, модуль обробки піддіапазонів, може включати модуль нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадра, що складається з оброблюваних дискретних значень, на основі кадра, що складається із вхідних дискретних значень. Визначення може повторюватися для набору кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень, і, таким чином, генерується набір кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень. Визначення може виконуватися шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення. Зокрема, блок нелінійної обробки кадрів може конфігуруватися для визначення фази оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення на величину зсуву фази, яка ґрунтується на попередньо обумовленому вхідному дискретному значенні з кадра, що складається із вхідних дискретних значень, коефіцієнті Q перетворення й коефіцієнті S розтягування піддіапазону. Величина зсуву фази може ґрунтуватися на попередньо обумовленому вхідному дискретному значенні, помноженому на (QS-1). Зокрема, величина зсуву фази може задаватися попередньо 3 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обумовленим вхідним дискретним значенням, помноженим на (QS-1), плюс параметр  корекції фази. Параметр  корекції фази може визначатися експериментально для ряду вхідних сигналів, що мають конкретні акустичні властивості. В одному із кращих варіантів здійснення винаходу попередньо обумовлений вхідне дискретне значення однакове для кожного оброблюваного дискретного значення кадра. Зокрема, попередньо обумовленим вхідним дискретним значенням може бути центральне дискретне значення кадра, що складається із вхідних дискретних значень. В альтернативному варіанті або на додаток, визначення може виконуватися шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра амплітуди оброблюваного дискретного значення на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. Зокрема, блок нелінійної обробки кадрів може конфігуруватися для визначення амплітуди оброблюваного дискретного значення як середнього значення амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. Амплітуда оброблюваного дискретного значення може визначатися як геометричне середнє значення амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. Конкретніше, геометричне середнє значення може визначатися як амплітуда відповідного вхідного дискретного значення, зведена в ступінь (1-), помножена на амплітуду попередньо обумовленого вхідного дискретного значення, зведену в ступінь . Як правило, параметром геометричного зважування амплітуди є (0,1]. Крім того, параметр геометричного зважування амплітуди  може бути функцією коефіцієнта Q перетворення піддіапазону й коефіцієнта S розтягування піддіапазону. Зокрема, параметром геометричного зважування амплітуди може бути =1- 1 , що в результаті приводить до зниження QS обчислювальної складності. Слід зазначити, що попередньо обумовлене вхідне дискретне значення, використовуване для визначення амплітуди оброблюваного дискретного значення, може відрізнятися від попередньо обумовленого вхідного дискретного значення, використовуваного для визначення фази оброблюваного дискретного значення. Однак у кращому варіанті здійснення винаходу обоє попередньо обумовлених вхідних дискретних значення однакові. У цілому, модуль нелінійної обробки кадрів може використовуватися в системі для керування ступенем гармонійного перетворення та/або розтягування в часі. Можна показати, що в результаті визначення амплітуди оброблюваного дискретного значення з амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення, може бути поліпшена ефективність системи у відношенні короткочасних неперіодичних та/або голосових сигналів. Система, і, зокрема модуль нелінійної обробки піддіапазонів, може включати модуль накладання й додавання, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів оброблюваних дискретних значень. Блок накладання й додавання може застосовувати величину стрибка до послідовних кадрів оброблюваних дискретних значень. Зазначена величина стрибка може дорівнювати величині р стрибка блоку, помноженої на коефіцієнт S розтягування піддіапазону. Таким чином, модуль накладання й додавання може використовуватися в системі для керування ступенем розтягування в часі та/або гармонійного перетворення. Система, і, зокрема, модуль обробки піддіапазонів, може включати модуль обробки методом вікна, розташований у висхідному напрямку щодо модуля накладання й додавання. Модуль обробки методом вікна може конфігуруватися для застосування віконної функції до кадра, що складається з оброблюваних дискретних значень. Таким чином, віконна функція може застосовуватися до набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень, перед операцією накладання й додавання. Віконна функція може мати довжину, яка відповідає довжині L кадра. Віконна функція може являти собою вікно Гаусса, косинусне вікно, вікно виду піднятий косинус, вікно Хеммінга, вікно Ханна, прямокутне вікно, вікно Бартлетта та/або вікно Блекмана. Як правило, віконна функція включає ряд дискретних значень віконної функції, і накладені й складені дискретні значення віконної функції з ряду віконних функцій, зрушених на величину Sp стрибка, можуть передбачати набір дискретних значень, що мають, значною мірою, постійну величину К. Система може включати блок фільтрів, що синтезують, сконфігурований для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із сигналу синтезованого піддіапазону. Синтезований піддіапазон може бути пов'язаний зі смугою частот розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу. Блок фільтрів, що синтезують може являти собою 4 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 відповідний блок фільтрів, або перетворення, зворотне блоку фільтрів, або перетворенню, блоку фільтрів, що аналізують. Зокрема, блок фільтрів, що синтезують може являти собою 64смуговий блок зворотних квадратурних дзеркальних фільтрів. В одному з варіантів здійснення винаходу блок фільтрів, що синтезують, застосовує до сигналу синтезованого піддіапазону крок ts синтезу за часом, та/або блок фільтрів, що синтезують, має рознос fs синтезованих частот, та/або блок фільтрів, що синтезують, містить кількість М синтезованих піддіапазонів, M1, де m - індекс синтезованого піддіапазону, m=0,…,M-1. Слід зазначити, що, як правило, блок фільтрів, що аналізують, конфігурується для генерування ряду сигналів аналізованих піддіапазонів; модуль обробки піддіапазонів конфігурується для визначення ряду сигналів синтезованих піддіапазонів з ряду сигналів аналізованих піддіапазонів; та блок фільтрів, що синтезують, конфігурується для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу з ряду сигналів синтезованих піддіапазонів. В одному з варіантів здійснення винаходу система може конфігуруватися для генерування сигналу, який є розтягнутим у часі з коефіцієнтом S фізичного розтягування в часі та/або перетвореним по частоті з коефіцієнтом Q фізичного перетворення по частоті. У цьому випадку коефіцієнт розтягування піддіапазону може мати вигляд S  t A S , коефіцієнт перетворення t s піддіапазону може мати вигляд Q  t s Q ; та/або індекс n аналізованого піддіапазону, t A пов'язаний із сигналом аналізованого піддіапазону, і індекс m синтезованого піддіапазону, пов'язаний із сигналом синтезованого піддіапазону, можуть бути зв'язані співвідношенням f 1 fs 1 n s m . Якщо вираження m не є цілим числом, n може вибиратися як fA Q fA Q найближче, тобто найближче менше або більше, ціле число до члена fs 1 m . fA Q Система може включати модуль приймання керуючих даних, сконфігурований для приймання керуючих даних, що відбивають миттєві акустичні властивості вхідного сигналу. Зазначені миттєві акустично властивості можуть, наприклад, відбиватися класифікацією вхідного сигналу по різних класах акустичних властивостей. Зазначені класи можуть включати клас перехідних властивостей для короткочасного неперіодичного сигналу, та/або клас стаціонарних властивостей - для стаціонарного сигналу. Система може включати класифікатор сигналів або може ухвалювати керуючі дані із класифікатора сигналів. Класифікатор сигналів може конфігуруватися для аналізу миттєвих акустичних властивостей вхідного сигналу та/або конфігуруватися для завдання керуючих даних, що відбивають миттєві акустичні властивості. Модуль обробки піддіапазонів може конфігуруватися для визначення сигналу синтезованого піддіапазону з обліком керуючих даних. Зокрема, екстрактор блоків може конфігуруватися для завдання довжини L кадра відповідно до керуючих даних. В одному з варіантів здійснення винаходу малий довжина L кадра установлюється, якщо керуючі дані відбивають короткочасний неперіодичний сигнал; та/або більша довжина L кадра установлюється, якщо керуючі дані відбивають стаціонарний сигнал. Іншими словами, довжина L кадра може зменшуватися для коротких неперіодичних частин сигналу в порівнянні з довжиною L кадра, використовуваної для стаціонарних частин сигналу. Таким чином, у модулі обробки піддіапазонів можуть ураховуватися миттєві акустичні властивості вхідного сигналу. У результаті може бути збільшена ефективність системи у відношенні коротких неперіодичних та/або голосових сигналів. Як описувалося вище, блок фільтрів, що аналізують, як правило, конфігурується для створення ряду сигналів аналізованих піддіапазонів. Зокрема, блок фільтрів, що аналізують, може конфігуруватися для створення другого сигналу аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу. Зазначений другий сигнал аналізованого піддіапазону, як правило, пов'язаний з іншою частотною смугою вхідного сигналу, чому сигнал аналізованого піддіапазону. Сигнал другого аналізованого піддіапазону може включати ряд комплекснозначних других аналізованих дискретних значень. Модуль обробки піддіапазонів може включати другий екстрактор блоків, сконфігурований для добування набору других вхідних дискретних значень шляхом застосування величини р стрибка блоку до ряду других аналізованих дискретних значень, тобто в одному із кращих варіантів здійснення винаходу другий екстрактор блоків застосовує довжину L=1 кадра. Як правило, кожне друге вхідне дискретне значення відповідає кадрові, що складається із вхідних 5 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дискретних значень. Ця відповідність може відноситися до особливостей розподілу в часі та/або дискретизації. Зокрема, друге вхідне дискретне значення й відповідний кадр, що складається із вхідних дискретних значень, можуть відноситися до тих самих моментів часу вхідного сигналу. Модуль обробки піддіапазонів може включати другий модуль нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадра, що складається із других оброблюваних дискретних значень, з кадра, що складається із вхідних дискретних значень дискретного значення, що й відповідає другого вхідного. Визначення кадра, що складається із других оброблюваних дискретних значень, може виконуватися шляхом визначення для кожного другого оброблюваного дискретного значення кадра фази другого оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення на величину зсуву фази, яка ґрунтується на відповідному другому вхідному дискретному значенні, коефіцієнті Q перетворення й коефіцієнті S розтягування піддіапазону. Зокрема, зсуву фазиможе виконуватися так, як це описується в даному документі, де друге оброблюване дискретне значення береться замість попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. Крім того, визначення кадра, що складається із других оброблюваних дискретних значень, може виконуватися шляхом визначення для кожного другого оброблюваного дискретного значення кадра амплітуди другого оброблюваного дискретного значення на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди відповідного другого вхідного дискретного значення. Зокрема, амплітуда може визначатися так, як це описується в даному документі, де друге оброблюване дискретне значення береться замість попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. Таким чином, для добування кадра, або набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень, з кадрів, узятих із двох різних сигналів аналізованих піддіапазонів, може використовуватися другий модуль нелінійної обробки кадрів. Іншими словами, окремий сигнал синтезованого піддіапазону може бути виведений із двох або більшої кількості різних сигналів аналізованих піддіапазонів. Як описується в даному документі, це може бути корисно у випадку, коли для ряду порядків гармонійного перетворення та/або ступенів розтягування в часі використовується єдина пара блоків фільтрів, що аналізують і синтезують. З метою визначення одного або двох аналізованих піддіапазонів, які повинні вносити вклад у синтезований піддіапазон з індексом m, можна врахувати співвідношення між роздільністю за частотою для блоків фільтрів, що аналізують і синтезують. Зокрема, можна обмовити, що якщо член fs 1 m є цілим числом n, то сигнал синтезованого піддіапазону може визначатися на fA Q основі кадра, що складається з оброблюваних дискретних значень, тобто сигнал синтезованого піддіапазону може визначатися з одиничного сигналу аналізованого піддіапазону, що відповідає цілочисловому індексу n. В альтернативному варіанті або на додаток, можна обмовити, що якщо член fs 1 m не є цілим числом, де n є найближчим цілим числом, то сигнал fA Q синтезованого піддіапазону може визначатися на основі кадра, що складається із других оброблюваних дискретних значень, тобто сигнал синтезованого піддіапазону може визначатися із двох сигналів аналізованих піддіапазонів, що відповідають найближчому цілочисловому значенню індексу n і суміжному цілочисловому значенню індексу. Зокрема, сигнал другого аналізованого піддіапазону може відповідати індексу аналізованого піддіапазону n+1 або n–1. Згідно з наступною особливістю, описана система, сконфігурована для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу. Ця система особливо адаптована для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу під дією керуючого сигналу й, таким чином, для обліку миттєвих акустичних властивостей вхідного сигналу. Це може особливо добре підходити для поліпшення перехідної характеристики системи. Система може включати модуль приймання керуючих даних, сконфігурований для приймання керуючих даних, що відбивають миттєві акустичні властивості вхідного сигналу. Крім того, система може включати блок фільтрів, що аналізують, сконфігурований для створення сигналу аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу; де сигнал аналізованого піддіапазону включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду. Крім того, система може включати модуль обробки піддіапазонів, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону із сигналу аналізованого піддіапазону з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону, коефіцієнта S розтягування піддіапазону й керуючих даних. Як правило, щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, більше одиниці. 6 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Модуль обробки піддіапазонів може включати екстрактор блоків, сконфігурований для добування кадра, що містить L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень. Довжина L кадра може бути більше одиниці. Крім того, екстрактор блоків може конфігуруватися для завдання довжини L кадра відповідно до керуючих даних. Екстрактор блоків також може конфігуруватися для застосування величини стрибка блоку з р дискретних значень до ряду аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадра, що складається з L вхідних дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів, що складаються вхідних дискретних значень. Як описано вище, модуль обробки піддіапазонів може включати модуль нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадра, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадра, що складається із вхідних дискретних значень. Це може виконуватися шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра фази оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення; і шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра амплітуди оброблюваного дискретного значення на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення. Крім того, як описувалося вище, система може включати модуль накладання й додавання, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень; та блок фільтрів, що синтезують, сконфігурований для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із сигналу синтезованого піддіапазону. Згідно з іншою особливістю, описана система, сконфігурована для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу. Система може бути особливо добре адаптованою для виконання ряду операцій розтягування в часі та/або перетворення по частоті в єдиній парі блоків фільтрів, що аналізують і синтезують. Система може включати блок фільтрів, що аналізують, сконфігурований для створення першого й другого сигналів аналізованих піддіапазонів із вхідного сигналу, де кожний із сигналів піддіапазонів, першого й другого, включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, іменованих, відповідно, першим і другим аналізованими дискретними значеннями, і кожне аналізоване дискретне значення має фазу й амплітуду. Як правило, перший і другий сигнали аналізованих піддіапазонів відповідають різним смугам частот вхідного сигналу. Система також може включати модуль обробки піддіапазонів, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону з першого й другого сигналів аналізованих піддіапазонів з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону й коефіцієнта S розтягування піддіапазону. Як правило, щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, більше одиниці. Модуль обробки піддіапазонів може включати перший екстрактор блоків, сконфігурований для добування кадра, що складається з L перших вхідних дискретних значень, з ряду перших аналізованих дискретних значень; довжина кадра L більше одиниці. Перший екстрактор блоків може конфігуруватися для застосування величини стрибка блоку з р дискретних значень до ряду перших аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадра, що складається з L перших вхідних дискретних значень; та, таким чином, генерується набір кадрів, що складаються із L перших вхідних дискретних значень. Крім того, модуль обробки піддіапазонів може включати другий екстрактор блоків, сконфігурований для добування набору других вхідних дискретних значень шляхом застосування величини стрибка блоку р до ряду других аналізованих дискретних значень; де кожне друге вхідне дискретне значення відповідає кадрові, що складається з перших вхідних дискретних значень. Перший і другий екстрактори блоків можуть мати будь-яку з їх характерних ознак, описуваних у даному документі. Модуль обробки піддіапазонів може включати модуль нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадра, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадра, що складається з перших вхідних дискретних значень, і з відповідного другого вхідного дискретного значення. Це може виконуватися шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного першого вхідного дискретного значення; та/або визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра амплітуди оброблюваного дискретного значення на основі амплітуди відповідного першого вхідного дискретного значення й амплітуди відповідного другого вхідного дискретного значення. Зокрема, модуль нелінійної обробки кадрів може конфігуруватися для визначення фази оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного першого вхідного дискретного значення на величину зсуву фази, яка ґрунтується на відповідному другому вхідному дискретному значенні, коефіцієнті Q перетворення й коефіцієнті S розтягування піддіапазону. 7 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, модуль обробки піддіапазонів може включати модуль накладання й додавання, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень, де модуль накладання й додавання може застосовувати величину стрибка до послідовних кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень. Величина стрибка може дорівнювати величині стрибка блоку р, помноженої на коефіцієнт розтягування піддіапазону S. Нарешті, система може включати блок фільтрів, що синтезують, сконфігурований для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із сигналу синтезованого піддіапазону. Слід зазначити, що різні компоненти систем, описуваних у даному документі, можуть включати будь-який або всі характерні ознаки, описувані в даному документі відносно цих компонентів. Це, зокрема, застосовне до блоків фільтрів, що аналізують і синтезують, модулю обробки піддіапазонів, модулю нелінійної обробки, екстракторам блоків, модулю накладання й додавання та/або до модуля обробки методом вікна, описуваним у різних частинах справжнього документа. Системи, описувані в даному документі, можуть включати ряд модулів обробки піддіапазонів. Кожний модуль обробки піддіапазонів може бути сконфігурований для визначення проміжного сигналу синтезованого піддіапазону з використання різних коефіцієнтів Q перетворення піддіапазону та/або різних коефіцієнтів S розтягування піддіапазону. Системи також можуть включати, у спадному напрямку щодо ряду модулів обробки піддіапазонів і у висхідному напрямку щодо блоку фільтрів, що синтезують, модуль злиття, сконфігурований для злиття відповідних проміжних сигналів синтезованих піддіапазонів у сигнал синтезованого піддіапазону. Таким чином, системи можуть використовуватися для виконання ряду операцій розтягування в часі та/або гармонійного перетворення, незважаючи на використання лише єдиної пари блоків фільтрів, що аналізують і синтезують. Системи можуть включати, у висхідному напрямку щодо блоку фільтрів, що аналізують, базовий декодер, сконфігурований для декодування бітового потоку у вхідний сигнал. Системи також можуть включати модуль HFR-обробки в спадному напрямку щодо модуля злиття (якщо цей модуль злиття присутній) і у висхідному напрямку щодо блоку фільтрів, що синтезують. Модуль HFR-обробки може конфігуруватися для застосування до сигналу синтезованого піддіапазону інформації спектральних смуг, що добувається з бітового потоку. Згідно з іншою особливістю, описаний зовнішній пристрій, призначений для декодування прийнятого сигналу, що включає, щонайменше, низькочастотну складову звукового сигналу. Зовнішній пристрій може включати систему згідно з будь-якими особливостями й характерними ознаками, описаними у даному документі, для генерування високочастотної складової звукового сигналу з низькочастотної складової звукового сигналу. Згідно з наступною особливістю, описаний спосіб генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу. Даний спосіб особливо добре адаптований до поліпшення перехідної характеристики операцій розтягування в часі та/або перетворення частоти. Спосіб може включати етап створення сигналу аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу, де сигнал аналізованого піддіапазону включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду. Спосіб у цілому може включати етап визначення сигналу синтезованого піддіапазону із сигналу аналізованого піддіапазону з використанням коефіцієнта Q перетворення й коефіцієнта S розтягування піддіапазону. Як правило, щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, більше одиниці. Зокрема, спосіб може включати етап добування кадра, що складається з L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень, де довжина кадра L, як правило, більше одиниці. Крім того, до ряду аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадра, що містить L вхідних дискретних значень, може застосовуватися величина стрибка блоку з р дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень. Крім того, спосіб може включати етап визначення кадра, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадра, що складається із вхідних дискретних значень. Це може виконуватися шляхом визначення для кожного послідовного дискретного значення кадра фази оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення. В альтернативному варіанті або на додаток, для кожного оброблюваного дискретного значення кадра амплітуда оброблюваного дискретного значення може визначатися на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. Спосіб також може включати етап визначення сигналу синтезованого піддіапазону шляхом 8 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складається з їх оброблюваних дискретних значень. В остаточному підсумку, із сигналу синтезованого піддіапазону може генеруватися розтягнутий у часі та/або перетворений по частоті сигнал. Згідно з іншою особливістю, описаний спосіб генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу. Цей спосіб особливо добре адаптований для поліпшення ефективності операцій розтягування в часі та/або перетворення по частоті в комбінації з короткочасними неперіодичними вхідними сигналами. Спосіб може включати етап приймання керуючих даних, що відбивають миттєві акустичні властивості вхідного сигналу. Спосіб може також включати етап створення сигналу аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу, де сигнал аналізованого піддіапазону включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду. На наступному етапі із сигналу аналізованого піддіапазону з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону, коефіцієнта S розтягування піддіапазону й керуючих даних може визначатися сигнал синтезованого піддіапазону. Як правило, щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, більше одиниці. Зокрема, спосіб може включати етап добування кадра, що складається з L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень, де довжина L кадра, як правило, більше одиниці, і де довжина L кадра встановлюється відповідно до керуючих даних. Крім того, спосіб може включати етап застосування величини стрибка блоку з р дискретних значень до ряду аналізованих піддіапазонів перед добуванням наступного кадра, що складається з L вхідних дискретних значень, з метою генерування в такий спосіб набору кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень. Потім з кадра, що складається із вхідних дискретних значень, може визначатися кадр, що складається з оброблюваних дискретних значень, шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра фази оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення, і амплітуди оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення. Сигнал синтезованого піддіапазону може визначатися шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень, і із сигналу синтезованого піддіапазону може генеруватися розтягнутий у часі та/або перетворений по частоті сигнал. Згідно з наступною особливістю, описаний спосіб генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу. Даний спосіб може бути особливо добре адаптованим для виконання ряду операцій розтягування в часі та/або перетворення частоти з використанням єдиної пари блоків фільтрів, що аналізують/синтезують. У той же час, спосіб добре адаптований для обробки короткочасних неперіодичних вхідних сигналів. Спосіб може включати етап створення першого й другого сигналів аналізованих піддіапазонів із вхідного сигналу, де кожний із сигналів аналізованих піддіапазонів, перший і другий, включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, іменованих, відповідно, першим і другим аналізованими дискретними значеннями, де кожне аналізоване дискретне значення має фазу й амплітуду. Крім того, спосіб може включати етап визначення сигналу синтезованого піддіапазону з першого й другого сигналів аналізованих піддіапазонів з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону й коефіцієнта S розтягування піддіапазону, де, щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, як правило, більше одиниці. Зокрема спосіб може включати етап добування кадра, що складається з L перших вхідних дискретних значень, з ряду перших аналізованих дискретних значень, де довжина кадра L, як правило, більше одиниці. До ряду перших аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадра, що складається з L перших вхідних дискретних значень, може застосовуватися величина стрибка блоку з р дискретних значень із метою генерування в такий спосіб набору кадрів, що складаються із перших вхідних дискретних значень. Спосіб може також включати етап добування набору других вхідних дискретних значень шляхом застосування величини стрибка блоку р до ряду других аналізованих дискретних значень, де кожне друге вихідне дискретне значення відповідає кадрові, що складається з перших вхідних дискретних значень. Спосіб продовжується визначенням кадра, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадра, що складається з перших вхідних дискретних значень, і з відповідного другого вхідного дискретного значення. Це може виконуватися шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадра фази оброблюваного дискретного значення — шляхом зсуву фази відповідного першого вхідного дискретного значення, і амплітуди 9 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оброблюваного дискретного значення — на основі амплітуди відповідного першого вхідного дискретного значення й амплітуди відповідного другого вхідного дискретного значення. Потім шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень, може визначатися сигнал синтезованого піддіапазону. В остаточному підсумку, із сигналу синтезованого піддіапазону може генеруватися розтягнутий у часі та/або перетворений по частоті сигнал. Згідно з іншою особливістю, описана програма, реалізована програмно. Програма, реалізована програмно, може бути адаптована для виконання на процесорі й для виконання етапів способу та/або реалізації особливостей і характерних ознак, описуваних у даному документі, при здійсненні на обчислювальному пристрої. Згідно з іншою особливістю, описаний носій даних. Носій даних може включати програму, реалізовану програмно, адаптовану для виконання на процесорі й для виконання етапів способу та/або реалізації особливостей і характерних ознак, описуваних у даному документі, при здійсненні на обчислювальному пристрої. Згідно з іншою особливістю, описаний комп'ютерний програмний продукт. Комп'ютерний програмний продукт може включати команди, що виконуються, для виконання етапів способу та/або для реалізації особливостей і характерних ознак, описуваних у даному документі, при виконанні на комп'ютері. Слід зазначити, що способи й системи, включаючи кращі варіанти їх здійснення, у тому виді, як вони описані в даній патентній заявці, можуть використовуватися окремо або в комбінації з іншими способами й системами, розкритими в даному документі. Крім того, усі особливості способів і систем, описані у даній патентній заявці, можуть довільно комбінуватися. Зокрема, характерні ознаки формули винаходу можуть довільним образом комбінуватися один з одним. КОРОТКИЙ ОПИС ГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ Даний винахід буде описаний нижче за допомогою ілюстративних прикладів, що не обмежують обсяг або дух винаходу, з відсиланням до супровідних графічних матеріалів, де: фіг. 1 ілюструє принцип прикладу гармонійного перетворення на основі блоку піддіапазонів; фіг. 2 ілюструє принцип роботи прикладу нелінійної обробки блоку піддіапазонів з одним вхідним піддіапазоном; фіг. 3 ілюструє принцип роботи прикладу нелінійної обробки блоку піддіапазонів із двома вхідними піддіапазонами; фіг. 4 ілюструє приклад сценарію застосування перетворення на основі блоку піддіапазонів з використанням декількох порядків перетворення в аудіокодеку, посиленому HFR; фіг. 5 ілюструє приклад сценарію роботи перетворення декількох порядків на основі блоку піддіапазонів, що застосовує окремий блок фільтрів, що аналізують, для кожного порядку перетворення; фіг. 6 ілюструє приклад сценарію ефективної роботи перетворення декількох порядків на основі блоку піддіапазонів, що застосовує єдиний 64-смуговий блок QMF-фільтрів; та фіг. 7 ілюструє перехідну характеристику для розтягування прикладу звукового сигналу в часі у два рази на основі блоку піддіапазонів. ОПИС КРАЩИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ Описувані нижче варіанти здійснення винаходи є єдино ілюстраціями принципів справжнього винаходу для поліпшеного гармонійного перетворення на основі блоку піддіапазонів. Слід розуміти, що модифікації й зміни розташувань і деталей, описаних у даному документі, будуть зрозумілі фахівцям у даній області. Тому намір полягає в тому, щоб обмежуватися тільки обсягом майбутньої формули винаходу, а не конкретними деталями, представленими в даному документі з метою опису й роз'яснення варіантів здійснення винаходу. Фіг. 1 ілюструє принцип прикладу перетворення, розтягування в часі або комбінації перетворення й розтягування в часі на основі блоку піддіапазонів. Вхідний сигнал у тимчасовій області подається в блок 101 фільтрів, що аналізують, який створює трохи, або ряд, комплекснозначних сигналів піддіапазонів. Зазначений ряд сигналів піддіапазонів подається в блок 102 обробки піддіапазонів, на роботу якого впливають керуючі дані 104. Кожний вихідний піддіапазон блоку 102 обробки піддіапазонів може бути отриманий як шляхом обробки одного, так і шляхом обробки двох вхідних піддіапазонів, або навіть шляхом суперпозиції результату для декількох зазначених оброблюваних піддіапазонів. Трохи, або ряд, комплекснозначних вихідних піддіапазонів подається в блок 103 фільтрів, що синтезують, який, у свою чергу, виводить модифікований сигнал у тимчасовій області. Керуючі дані 104 сприяють поліпшенню якості модифікованого сигналу в тимчасовій області для деяких типів сигналів. Керуючі дані 104 можуть бути пов'язані із сигналом у тимчасовій області. Зокрема керуючі дані 104 можуть бути 10 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пов'язані з типом сигналу в тимчасовій області, або залежати від типу сигналу в тимчасовій області, що подається в блок 101 фільтрів, що аналізують. Наприклад керуючі дані 104 можуть указувати на те, чи є сигнал у тимчасовій області, або миттєвий уривок сигналу в тимчасовій області, стаціонарним сигналом, або сигнал у тимчасовій області являє собою короткочасний неперіодичний сигнал. Фіг. 2 ілюструє принцип роботи прикладу нелінійної обробки 102 блоку піддіапазонів з одним вхідним піддіапазоном. При заданих цільових значеннях фізичного розтягування в часі та/або перетворення, і фізичних параметрах блоків 101 і 103 фільтрів, що аналізують і синтезують, можна вивести час розтягування піддіапазону й параметри перетворення, а також індекс вихідного піддіапазону, який також може йменуватися індексом аналізованого піддіапазону, для кожного індексу цільового піддіапазону, який також може йменуватися індексом синтезованого піддіапазону. Метою обробки блоку піддіапазонів є реалізація відповідного перетворення, розтягування в часі або комбінації перетворення й розтягування в часі комплекснозначного сигналу вихідного піддіапазону з метою генерування сигналу цільового піддіапазону. При нелінійній обробці 102 блоку піддіапазонів екстрактор 201 блоку дискретизує кадр, що складається з дискретних значень кінцевого розміру з комплекснозначного вхідного сигналу. Кадр може визначатися положенням вхідного покажчика й коефіцієнтом перетворення піддіапазону. Зазначений кадр підлягає нелінійній обробці в модулі 202 нелінійної обробки, а потім обробляється методом вікна кінцевої довжини в модулі 203. Вікно 203 може являти собою вікно Гаусса, косинусне вікно, вікно Хеммінга, вікно Ханна, прямокутне вікно, вікно Бартлетта, вікно Блекмана і т.д. Результуючі дискретні значення складаються з попередніми вихідними дискретними значеннями в модулі 204 накладання й додавання, де положення вихідного кадра може визначатися положенням вихідного покажчика. Вхідний покажчик має фіксовану величину збільшення, також називану величиною стрибка блоку, і вихідний покажчик має збільшення, рівне збільшенню вихідного покажчика, з коефіцієнтом, відповідним до коефіцієнта розтягування піддіапазону, тобто величина стрибка блоку множиться на коефіцієнт розтягування піддіапазону. Повторення цього ланцюжка операцій буде генерувати вихідний сигнал із тривалістю, рівною тривалості вхідного сигналу піддіапазону, з коефіцієнтом, відповідним до коефіцієнта розтягування піддіапазону (аж до довжини вікна синтезу), і з комплексними частотами, перетвореними з коефіцієнтом перетворення піддіапазону. Керуючі дані 104 можуть впливати на нелінійну обробку 102 на блоковій основі кожного з оброблюваних блоків 201, 202, 203, 204. Зокрема керуючі дані 104 можуть управляти довжиною блоків, що добувається екстрактором 201 блоків. В одному з варіантів здійснення винаходу довжина блоку зменшується, якщо керуючі дані 104 указують на те, що сигнал у тимчасовій області являє собою короткочасний неперіодичний сигнал, у той час як довжина блоку збільшується або підтримується на більш високому рівні, якщо керуючі дані 104 указують на те, що сигнал у тимчасовій області є стаціонарним сигналом. В альтернативному варіанті або на додаток керуючі дані 104 можуть впливати на модуль 202 нелінійної обробки, наприклад, на параметри, використовувані в модулі 202 нелінійної обробки, та/або на модуль 203 обробки методом вікна, наприклад, на вікно, використовуване блоком 203 обробки методом вікна. Фіг. 3 ілюструє принцип роботи прикладу нелінійної обробки 102 блоку піддіапазонів із двома вхідними піддіапазонами. При заданих цільових значеннях фізичного розтягування в часі й перетворення, і фізичних параметрах блоків 102 і 103 фільтрів, що аналізують і синтезують, виводяться параметри розтягування в часі й перетворення піддіапазону, а також два індекси вихідних піддіапазонів — для кожного індексу цільового піддіапазону. Метою обробки блоку піддіапазонів є реалізація відповідного перетворення, розтягування в часі або комбінації перетворення й розтягування в часі для комбінації двох комплекснозначних сигналів вихідних піддіапазонів з метою генерування сигналу цільового піддіапазону. Екстрактор 301-1 блоків дискретизує кадр кінцевого розміру, що складається з дискретних значень із першого комплекснозначного вихідного піддіапазону, і екстрактор 301-2 блоків дискретизує кадр кінцевого розміру, що складається з дискретних значень із другого комплекснозначного вихідного піддіапазону. В одному з варіантів здійснення винаходу один з екстракторів 301-1 і 301-2 блоків може генерувати єдине дискретне значення піддіапазону, тобто один з екстракторів 301-1 і 301-2 блоків може застосовувати довжину блоку, рівну одному дискретному значенню. Кадри можуть визначатися загальним положенням вхідного покажчика й коефіцієнтом перетворення піддіапазону. Два кадри, що добуваються, відповідно, екстракторами 301-1 і 301-2 блоків зазнають нелінійній обробці в модулі 302. Модуль 302 нелінійної обробки, як правило, генерує із двох вхідних кадрів єдиний вихідний кадр. Потім вихідний кадр обробляється методом вікна кінцевої довжини в модулі 203. Описаний вище процес повторюється для набору кадрів, які генеруються з набору кадрів, що добуваються із 11 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 двох сигналів піддіапазонів з використанням величини стрибка блоку. Набір вихідних кадрів накладається й складається в модулі 204 накладання й додавання. Повторення цього ланцюжка операцій буде генерувати вихідний сигнал із тривалістю, яка дорівнює тривалості самого довгого із двох сигналів вхідних піддіапазонів з коефіцієнтом розтягування піддіапазону (аж до довжини вікна синтезу). У випадку якщо два сигнали вхідних піддіапазонів несуть однакові частоти, вихідний сигнал буде мати комплексні частоти, перетворені з коефіцієнтом перетворення піддіапазону. Як описувалося в контексті фіг. 2 керуючі дані 104 можуть використовуватися для модифікації роботи різних блоків нелінійної обробки 102, наприклад, роботи екстракторів 301-1 і 301-2 блоків. Крім того, слід зазначити, що описані вище операції, як правило, виконуються для всіх сигналів аналізованих піддіапазонів, створюваних блоком 101 фільтрів, що аналізують, і для всіх сигналів синтезованих піддіапазонів, які є вхідними в блок 103 фільтрів, що синтезують. У нижченаведеному описі з відсиланнями до фіг. 1 - 3 і шляхом додавання відповідної математичної термінології буде даний опис принципів розтягування в часі й перетворення на основі блоку піддіапазонів. Двома головними параметрами конфігурації гармонійного перетворювача та/або пристрою розтягування в часі в цілому є: - S - необхідний коефіцієнт фізичного розтягування в часі; та - Q - необхідний коефіцієнт фізичного перетворення. Блоки фільтрів 101 і 103 можуть відноситися до будь-якого модульованого типу з комплексною експонентою, такому як, наприклад, QMF або віконне DFT, або вейвлетне перетворення. Блок 101 фільтрів, що аналізують, і блок 103 фільтрів, що синтезують у модуляції можуть бути скомпоновані рівномірно або нерівномірно й можуть визначатися із широкого діапазону фільтрів-прототипів та/або вікон. Незважаючи на те, що всі зазначені другі порядки вибору впливають на такі деталі наступного проектування, як корекції фаз і керування відображенням піддіапазонів, головні параметри проектування системи для обробки піддіапазонів, як правило, можуть бути виведено зі знання двох відношень - ts/tA і fs/fA - для чотирьох параметрів блоку фільтрів, що приводяться нижче, кожний з яких виміряється у фізичних одиницях виміру. У наведених вище відношеннях: tA - крок за часом дискретного значення піддіапазону, або крок за часом блоку 101 фільтрів, що аналізують (наприклад, вимірюваний у секундах [c]); fA - рознос частот піддіапазонів блоку 101 фільтрів, що аналізують (наприклад, вимірюваний у Герцах [1/c]); ts - крок за часом дискретного значення піддіапазону, або крок за часом блоку 103 фільтрів, що синтезують (наприклад, вимірюваний у секундах [c]); та fs - рознос частот піддіапазонів блоку 103 фільтрів, що синтезують (наприклад, вимірюваний у Герцах [1/c]). Для конфігурування модуля 102 обробки піддіапазонів необхідно обчислити наступні параметри: S - коефіцієнт розтягування піддіапазону, тобто коефіцієнт розтягування, який застосовується в модулі 102 обробки піддіапазонів з метою досягнення загального фізичного розтягування в часі сигналу в тимчасовій області з коефіцієнтом S; Q - коефіцієнт перетворення піддіапазону, тобто коефіцієнт перетворення, який застосовується в модулі 102 обробки піддіапазонів з метою досягнення загального фізичного перетворення сигналу в тимчасовій області з коефіцієнтом Q; та - відповідність між індексами вихідних і цільових піддіапазонів, де n позначає індекс аналізованого піддіапазону, що входить у модуль 102 обробки піддіапазонів, і m позначає відповідний синтезований піддіапазон на виході модуля 102 обробки піддіапазонів. При визначенні коефіцієнта S розтягування піддіапазонів спостерігалося, що вхідний сигнал у блок 101 фільтрів, що синтезують з фізичною тривалістю D відповідає кількості D/tA дискретних значень аналізованих піддіапазонів на вході в модуль 102 обробки піддіапазонів. Ці D/tA дискретних значень будуть розтягуватися в SD/tA дискретних значень модулем 102 обробки піддіапазонів, який застосовує коефіцієнт S розтягування піддіапазону. На виході блоку 102 фільтрів, що синтезують ці SD/tA дискретних значень приводять до вихідного сигналу, що має фізичну тривалість tSSD/tA. Оскільки остання зазначена тривалість повинна збігатися із заданою величиною SD, тобто оскільки тривалість вихідного сигналу в тимчасовій області повинна бути розтягнута в часі в порівнянні із вхідним сигналом у тимчасовій області з коефіцієнтом фізичного розтягування в часі S, виходить наступне правило проектування: 12 UA 102347 C2 t A S . (1) t s Для того щоб визначити коефіцієнт перетворення піддіапазону Q, який застосовується в модулі 102 обробки піддіапазонів з метою досягнення фізичного перетворення Q , спостерігається, що вхідна синусоїда в блок 101 фільтрів, що аналізують, з фізичною  частотою буде приводити до комплексного сигналу аналізованого піддіапазону із залежної від дискретного часу     t A частотою, і головний внесок вноситься в аналізований піддіапазон з індексом n/fA. Вихідна синусоїда на виході блоку 103 фільтрів, що синтезують з необхідною перетвореною фізичною частотою Q буде генеруватися шляхом постачання синтезованого піддіапазону індексом m Q/fs з комплексним сигналом піддіапазону з дискретною частотою Qts. У даному контексті слід проявляти обережність щоб уникнути синтезу східчастих вихідних частот, що відрізняються від Q. Як правило, цього можна уникнути шляхом створення відповідних других порядків вибору так, як це обговорювалося вище, наприклад, шляхом вибору відповідних блоків фільтрів, що аналізують/синтезують. Дискретна частота Qts на виході модуля 102 обробки піддіапазонів повинна відповідати залежній від дискретного часу частоті     t A на вході модуля 102 обробки піддіапазонів, S 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 помноженій на коефіцієнт Q перетворення піддіапазону. Тобто шляхом прирівнювання Qts й Qts можна визначити співвідношення між коефіцієнтом Q  фізичного перетворення й коефіцієнтом Q перетворення піддіапазону: t Q  s Q . (2) t A Аналогічно, що відповідає індекс вихідного, або аналізованого, піддіапазону n модуля 102 обробки піддіапазонів для індексу заданого цільового, або синтезованого, піддіапазону m повинен підкорятися співвідношенню: f 1 n s  m . (3) fA Q В одному з варіантів здійснення винаходу ухвалюється, що fs/fA=Q, тобто рознос частот блоку 103 фільтрів, що синтезують відповідає розносу частот блоку 101 фільтрів, що аналізують, помноженому на коефіцієнт фізичного перетворення, і може застосовуватися взаємно однозначне відображення індексу аналізованого піддіапазону в індекс синтезованого піддіапазону, n=m. В інших варіантах здійснення винаходу відображення індексу піддіапазону може залежати від деталей параметрів блоку фільтрів. Зокрема, якщо відношення розносів частот блоку 103 фільтрів, що синтезують і блоку 101 фільтрів, що аналізують відрізняється від коефіцієнта Q фізичного перетворення, для даного цільового піддіапазону можуть бути задані один або два вихідні піддіапазони. У випадку двох вихідних піддіапазонів може виявитися більш кращим використання двох суміжних вихідних піддіапазонів, відповідно, з індексами n і n+1. Тобто перший і другий вихідні піддіапазони задаються як (n(m),n(m)+1), або (n(m)+1,n(m)). Обробка піддіапазонів за фіг. 2 з одиничним вихідним піддіапазоном буде описана нижче як функція параметрів обробки піддіапазону S і Q. Нехай x(k) — вхідний сигнал в екстрактор 201, блоків і нехай р — вхідний крок блоку. Тобто x(k) — це комплекснозначний сигнал піддіапазону для аналізованого піддіапазону з індексом n. Блок, що добувається екстрактором 201 блоків, можна без втрати спільності розглядати як обумовлений L=2R+1 дискретних значень: X1(k)=x(Qk+pl), kR, (4) де ціле число l - рахунковий індекс блоку, L - довжина блоку, і R - ціле число, R>0. Відзначимо, що при Q=1 блок добувається з послідовних дискретних значень, а при Q>1 понижувальна дискретизація виконується так, щоб вхідні адреси розтягувалися з коефіцієнтом Q. Якщо Q — ціле число, ця операція, як правило, є простою для виконання, у той час як для нецілочислових значень Q може знадобитися інтерполяція. Дане твердження також слушне й для нецілочислових значень збільшення р, тобто вхідного кроку блоку. В одному з варіантів здійснення винаходу до комплекснозначного сигналу піддіапазону можуть застосовуватися короткі фільтри, що інтерполюють, наприклад, фільтри, що містять два відводи фільтра. Наприклад, якщо потрібне дискретне значення із дробовим тимчасовим індексом k+0,5, до достатньої якості може приводити інтерполяція із двома відводами у формі x(k+0,5)ax(k)+bx(k=1). Цікавим окремим випадком формули (4) є випадок R=0, де блок, що добувається, складається з єдиного дискретного значення, тобто довжина блоку L=1. У полярній виставі комплексного числа z=zexp(iz), де z - амплітуда комплексного 13 UA 102347 C2 числа, і z - фаза комплексного числа, блок 202 нелінійної обробки вихідний кадр yl, що генерує, із xl вхідного кадра, переважно визначається з коефіцієнтом T=SQ модифікації фази через y l (k )  (T  1)x l (0)  x l (k )       k  R , (5)  1   y l (k )  x l (0) x l (k )    5 10 15 20 25 30 35 40 де [0,1] параметр геометричного зважування амплітуди. Випадок =0 відповідає чистій модифікації фази витягнутого блоку. Параметр  корекції фази залежить від деталей блоку фільтрів і індексів вихідного й цільового піддіапазонів. В одному з варіантів здійснення винаходу параметр  корекції фази може визначатися експериментально шляхом розгорнення набору вхідних синусоїд. Крім того, параметр  корекції фази може бути виведений шляхом вивчення різниці фаз суміжних комплексних синусоїд цільових піддіапазонів або шляхом оптимізації ефективності для вхідного сигналу, що відноситься до типу імпульсу Дирака. Коефіцієнт Т модифікації фази повинен бути цілим числом так, щоб коефіцієнти Т–1 і 1 у лінійній комбінації фаз у першому рядку формули (5) минулого цілими числами. При такому допущенні, тобто при допущенні того, що коефіцієнт Т модифікації фази є цілим числом, результат нелінійної модифікації добре визначається навіть тоді, коду фази є неоднозначними за рахунок додавання довільних цілочислових множників 2. Таким чином, формула (5) визначає, що фаза дискретного значення вихідного кадра визначається шляхом зсуву фази відповідного дискретного значення вхідного кадра на постійну величину зсуву. Ця постійна величина зсуву може залежати від коефіцієнта Т модифікації, який, у свою чергу, залежить від коефіцієнта розтягування піддіапазону та/або коефіцієнта перетворення піддіапазону. Крім того, постійна величина зсуву може залежати від фази особливого дискретного значення вхідного кадра із вхідного кадра. Дане особливе дискретне значення вхідного кадра підтримується фіксованим для визначення фази всіх дискретних значень вихідного кадра даного блоку. У випадку формули (5) у якості фази особливого дискретного значення вхідного кадра використовується фаза центрального дискретного значення вхідного кадра. Крім того, постійна величина зсуву може залежати від параметра  корекції фази, який може визначатися експериментально. Другий рядок формули (5) визначає, що амплітуда дискретного значення вихідного кадра може залежати від амплітуди відповідного дискретного значення вхідного кадра. Крім того, амплітуда дискретного значення вихідного кадра може залежати від амплітуди особливого дискретного значення вхідного кадра. Дане особливе дискретне значення вхідного кадра може використовуватися при визначенні амплітуди для всіх вихідних дискретних значень кадра. У випадку формули (5) у якості особливого дискретного значення вхідного кадра використовується центральне дискретне значення вхідного кадра. В одному з варіантів здійснення винаходу амплітуда дискретного значення вихідного кадра може відповідати геометричному середньому амплітуд відповідного дискретного значення вхідного кадра й особливого дискретного значення вхідного кадра. У модулі 203 обробки методом вікна до вихідного кадра застосовується вікно довжиною L, приводячи до вихідного кадра, обробленого методом вікна: zl(k)=w(k)yl(k), kR, (6) Нарешті, передбачається, що кадри тривають нулями, і операція накладання й додавання визначається рівнянням: z(k)=  zl (k  Spl ) , (7) l 45 50 55 де слід зазначити, що модуль 204 накладання й додавання застосовує крок блоку Sp, тобто крок за часом, який в S раз більше, ніж вхідний крок блоку р. Через зазначену різницю в кроках за часом у формулах (4) і (7) тривалість вихідного сигналу z(k) в S раз більше тривалості вхідного сигналу x(k), тобто сигнал синтезованого піддіапазону є розтягнутим з коефіцієнтом S розтягування піддіапазону в порівнянні з сигналом аналізованого піддіапазону. Слід зазначити, що дане спостереження, як правило, припускає, що довжина L вікна нехтовно мала в порівнянні із тривалістю сигналу. У випадку, коли в якості вхідного сигналу в обробку 102 піддіапазонів використовується комплексна синусоїда, тобто сигнал аналізованого піддіапазону відповідає комплексній синусоїді x(k)=Cexp(ik), (8) шляхом застосування формул (4) - (7) можна визначити, що вихідний сигнал обробки 102 14 UA 102347 C2 піддіапазонів, тобто відповідний сигнал синтезованого піддіапазону, має вигляд: z(k)=Cexp[i(TC++Qk)]  w(k  Spl ) , (9) l 5 Таким чином, комплексна синусоїда із залежної від дискретного часу частотою  буде трансформуватися в комплексну синусоїду із залежної від дискретного часу частотою Q за умови, що зсуви вікна із кроком Sp підсумовуються в ту саму постійну величину K для всіх k:  w(k  Spl )  K (10) l 10 15 Для ілюстрації можна розглянути окремий випадок чистого перетворення, де S=1 й T=Q. Якщо вхідний крок блоку р=1 і R=0, усе вищенаведене, тобто, особливо, формула (5), скорочується до крапкового правила модифікації фази, або правила модифікації фази на основі дискретного значення:   z(k )  Tx(k )   , (11)    z(k )  x(k )    Перевага використання розміру блоку R>0 стає очевидним, коли в межах сигналу x(k) аналізованого піддіапазону розглядається сума синусоїд. Труднощі, пов'язана із точковим правилом (11) для суми синусоїд із частотами 1,2…,N полягає в тому, що у вихідному сигналі обробки 102, тобто в сигналі z(k) синтезованого піддіапазону, будуть присутні не тільки бажані частоти Q1,Q2,…,QN, але й частоти комбінаційних складових у формі  ann . Використання n 20 25 30 35 40 45 50 блоку R>0 й задовольняючої вікну формули (10), як правило, приводить до придушення цих комбінаційних складових. З іншого боку, довгий блок буде приводити до більшого ступеня небажаного розмивання часу для короткочасних неперіодичних сигналів. Крім того, для сигналів у формі послідовності імпульсів, наприклад, людського голосу у випадку голосних звуків або однотонного інструмента, з відносно низьким основним тоном, комбінаційні складові можуть виявитися бажаними, як це описане в документі WO 2002/052545. Даний документ посиланням включений у даний опис. Для розв'язку проблеми відносно низкою ефективності обробки 102 на основі блоку піддіапазонів для короткочасних неперіодичних сигналів пропонується використовувати у формулі (5) ненульове значення параметра геометричного зважування амплітуди >0. Спостерігалося (див., наприклад, фіг. 7), що вибір параметра геометричного зважування амплітуди >0 поліпшує перехідну характеристику обробки 102 на основі блоку піддіапазонів у порівнянні з використанням чистої модифікації фази з =0, у той же час, із збереженням достатньої потужності придушення інтермодуляційного спотворення для стаціонарних сигналів. Найбільш привабливе значення параметра зважування амплітуди =1-1/T, для якого формула (5) нелінійної обробки скорочується до наступних етапів обчислень: x l (k )   gl (k )   l 1 / T   (12) x l (k )    T l l  y1(k )  g1(0) gl (k )e    Зазначені етапи обчислень представляють обсяг обчислювальної складності, еквівалентний у порівнянні з роботою чистої модуляції фази у випадку =0 у формулі (5). Іншими словами, визначення амплітуди дискретних значень вихідного кадра на основі формули (5) геометричних середніх з використанням параметра зважування амплітуди =1-1/T може реалізовуватися без яких-небудь додаткових витрат на обчислювальну складність. У той же час, ефективність гармонійного перетворювача для короткочасних неперіодичних сигналів збільшується при збереженні ефективності для стаціонарних сигналів. Як було описано в контексті фіг. 1, 2 і 3, обробка 102 піддіапазонів може бути додатково вдосконалена шляхом застосування керуючих даних 104. В одному з варіантів здійснення винаходу для реалізації обробки піддіапазонів, що адаптується до сигналу, можуть використовуватися дві конфігурації обробки 102 піддіапазонів, які спільно використовують ту саму величину К в формулі (11) і можуть задіяти різні довжини блоків. Концептуальним відправним пунктом у проектуванні модуля обробки піддіапазонів з адартирующимся до сигналу перемиканням конфігурації може бути вистава про дві конфігурації, що запускаються паралельно, із селекторним перемикачем на їх виходах, де положення селекторного перемикача залежить від керуючих даних 104. Спільне використання величини К буде гарантувати те, що перемикання буде відбуватися без різких переходів у випадку єдиної вихідної комплексної синусоїди. Для узагальнених сигналів тверде перемикання на рівні сигналу 15 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 піддіапазону буде автоматично оброблятися методом вікна навколишньою конструкцією 101, 103 блоків фільтрів так, щоб у кінцеві вихідні сигнали не вносилися які-небудь артефакти перемикання. Можна показати, що, коли розміри блоків значно різняться, і швидкість відновлення керуючих даних не дуже висока, у результаті процесу накладання й додавання по формулі (7) може відтворюватися вихідний сигнал, аналогічний сигналу вищеописаної концептуальної системи, що перемикається, при обчислювальних витратах системи, що має конфігурацію з найбільш довгим блоком. Таким чином, програш в обчислювальній складності, пов'язаної з роботою адаптації до сигналу, відсутній. Відповідно наведеному вище обговоренню, конфігурація з меншою довжиною блоку більше підходить для короткочасних неперіодичних сигналів і періодичних сигналів з низьким основним тоном, у той час як конфігурація з більшою довжиною блоків більше підходить для стаціонарних сигналів. Таким чином, для класифікації уривків звукового сигналу на клас короткочасних неперіодичних сигналів і клас неперехідних сигналів і проходження цієї інформації класифікації якості керуючих даних 104 у модуль 102 обробки піддіапазонів з перемиканням, що адаптується до сигналу, конфігурації може використовуватися класифікатор сигналів. Модуль 102 обробки піддіапазонів може використовувати керуючі дані 104 для завдання певних параметрів обробки, наприклад, довжини блоку в екстракторах блоків. Нижче опис обробки піддіапазонів буде поширено на випадок за фіг. 3 із двома вхідними сигналами піддіапазонів. Описані будуть тільки зміни, внесені у випадок одиничного вхідного сигналу. Іншими словами, робиться відсилання до наданої вище інформації. Нехай x(k) вхідний сигнал піддіапазону в перший екстрактор 301-1 блоків, і нехай ~(k ) - вхідний сигнал x піддіапазону в другий екстрактор 301-2 блоків. Блок, що добувається екстрактором 301-1 блоків визначається формулою (4), і блок, що добувається екстрактором 301-2 складається з єдиного дискретного значення: ~ (0)  ~(pl) . (13) xl x Тобто в описуваному варіанті здійснення винаходу перший екстрактор 301-1 блоків використовує довжину блоку L, у той час як другий екстрактор 301-2 блоків використовує блок довжиною 1. У цьому випадку нелінійна обробка 302 генерує вихідний кадр YI, який може визначатися формулою yl (k )  (T  1)~l (0)  xl (k )   x , (14)  l y l (k )  ~l (0) x l (k ) x і інша обробка в модулях 203 і 204 аналогічна обробці, описаної в контексті випадку єдиного вхідного сигналу. Іншими словами, пропонується замінити особливе дискретне значення кадра у формулі (5) одиничним дискретним значенням піддіапазону, що добувається з відповідного другого сигналу аналізованого піддіапазону. В одному з варіантів здійснення винаходу, де відношення розносу частот fs блоку 103 фільтрів, що синтезують до розносу частот fA блоку 101 фільтрів, що аналізують відрізняється від необхідного коефіцієнта Q фізичного перетворення, може виявитися корисним визначення дискретних значень синтезованого піддіапазону з індексом m із двох аналізованих піддіапазонів, відповідно, з індексами n і n+1. При заданому індексі m відповідний індекс n може даватися цілочисловим значенням, отриманим шляхом усікання індексу аналізованого піддіапазону, заданого формулою (3). Один із сигналів аналізованих піддіапазонів, наприклад, сигнал аналізованого піддіапазону, відповідний до індексу n, подається в перший екстрактор 301-1 блоків, і другий сигнал аналізованого піддіапазону, наприклад, сигнал, відповідний до індексу n+1, подається в другий екстрактор 301-2 блоків. На основі цих двох сигналів аналізованих піддіапазонів відповідно до описаної вище обробки визначається сигнал синтезованого піддіапазону, відповідний до індексу m. Напрямок суміжних сигналів аналізованих піддіапазонів у два екстрактори 301-1 і 302-1 блоків може ґрунтуватися на залишку, одержуваному при усіканні значення індексу по формулі (3), тобто на різниці точного значення індексу, даного по формулі (3), і усіченого цілочислового значення n, отриманого з формули (3). Якщо залишок більше 0,5, то сигнал аналізованого піддіапазону, відповідний до індексу n, може направлятися в другий екстрактор 301-2 блоків, а якщо ні, то цей сигнал аналізованого піддіапазону може направлятися в перший 301-1 екстрактор блоків. Фіг. 4 ілюструє приклад сценарію для застосування перетворення на основі блоку піддіапазонів з використанням декількох порядків перетворення в аудіокодеку, посиленому HFR. Переданий бітовий потік ухвалюється базовим декодером 401, який створює декодований базовий сигнал з низькою смугою пропускання із частотою дискретизації fs. Цей базовий сигнал з низькою смугою пропускання також може йменуватися низькочастотною складовою звукового 16 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сигналу. Сигнал з низькою частотою дискретизації fs, може зазнати повторної дискретизації до вихідної частоти дискретизації 2fs за допомогою 32-смугового блоку 402 комплексних модульованих QMF-фільтрів, а потім - 64-смугового блоку 405 синтезуючих QMF-фільтрів (зворотних QMF-фільтрів). Обидва блоки 402 і 405 фільтрів мають однакові фізичні параметри ts=tA й fs=fA, і блок 404 HFR-обробки, як правило, пропускає немодифіковані більш низькі піддіапазони, відповідні до базового сигналу з низькочастотною смугою пропускання. Високочастотне інформаційне наповнення вихідного сигналу виходить шляхом постачання більш високих піддіапазонів 64-смугового блоку 405 синтезуючих QMF-фільтрів вихідними смугами з модуля 403 багаторазового перетворювача, підданими формуванню й модифікації спектра, виконуваними модулем 404 HFR-обробки. Багаторазовий перетворювач 403 у якості вхідного сигналу ухвалює декодований базовий сигнал і виводить безліч сигналів піддіапазонів, які представляють 64-смуговий аналіз суперпозиції, або комбінації, декількох перетворених складових сигналу. Іншими словами, сигнал на виході багаторазового перетворювача 403 повинен відповідати перетвореним сигналам синтезованих піддіапазонів, які можуть подаватися в блок 103 фільтрів, що синтезують, який у випадку фіг. 4 представлений блоком 405 зворотних QMF-фільтрів. Можливі реалізації багаторазового перетворювача 403 описуються в контексті фіг. 5 і 6. Ціль багаторазового перетворювача 403 полягає в тому, щоб, якщо HFR-обробка 404 обходиться, кожна складова відповідала цілочисловому фізичному перетворенню без розтягування в часі базового сигналу (Q=2,3,…, і S=1). Для короткочасних неперіодичних складових базового сигналу HFR-обробка іноді може компенсувати погану перехідну характеристику багаторазового перетворювача 403, але послідовно висока якість, як правило, може досягатися тільки в тому випадку, якщо задовільною є перехідна характеристика самого багаторазового перетворювача. Як описується в даному документі керуючий сигнал 104 перетворювача може впливати на роботу багаторазового перетворювача 403 і, таким чином, забезпечувати задовільну перехідну характеристику багаторазового перетворювача 403. В альтернативному варіанті або на додаток, наведена вище схема геометричного зважування (див., наприклад, формулу (5) та/або формулу (4)) може вносити вклад у поліпшення перехідної характеристики гармонійного перетворювача 403. Фіг. 5 ілюструє приклад сценарію роботи модуля 403 перетворення декількох порядків на основі блоку піддіапазонів, що застосовує окремий блок 502-2, 502-3, 502-4 фільтрів для кожного порядку перетворення. У прикладі, що ілюструється, в області 64-смугового блоку QMFфільтрів, що функціонує на вихідній частоті дискретизації 2fs, генеруються й доставляються три порядки перетворення Q=2,3,4. Модуль 504 злиття вибирає й комбінує відповідні піддіапазони з кожної галузі коефіцієнтів перетворення в єдину безліч QMF-піддіапазонів, подаваних у модуль HFR-обробки. Розглянемо перший випадок Q=2. Ціль безпосередньо полягає в тому, щоб послідовність обробки з 64-смугового QMF-аналізу 502-2, модуля 503-2 обробки піддіапазонів і 64-смугового QMF-синтезу 405 приводила до фізичного перетворення з Q =2 і S=1 (тобто без розтягування). При ідентифікації зазначених трьох блоків як модулів 101, 102 і 103 за фіг. 1, виявляється, що ts/tA=1/2 й fs/fA=2, таким чином, формули (1) - (3) приводять до наступних технічних умов для модуля 503-2 обробки піддіапазонів. Модуль 503-2 обробки піддіапазонів повинен виконати розтягування піддіапазону до S=2, перетворення піддіапазону до Q=1 ( тобто відсутній) і забезпечити відповідність між вихідними піддіапазонами з індексом n і цільовими піддіапазонами з індексом m, що має вид n=m (див. формулу (3)). Для випадку Q=3 приклад системи включає перетворювач 501-3 частоти дискретизації, який знижує вхідну частоту дискретизації з коефіцієнтом 3/2 — від fs до 2fs/3. Ціль безпосередньо полягає в тому, щоб послідовність обробки, що складається з 64-смугового QMF-аналізу 502-3, модуля 503-3 обробки піддіапазонів і 64-смугового QMF-синтезу 405, приводила до фізичного перетворення з Q=3 і S=1 тобто без розтягування). При ідентифікації наведених вище трьох блоків, відповідно, як модулів 101, 102 і 103 за фіг. 1, виявляється, що через повторну дискретизацію ts/tA=1/3 й fs/fA=3 таким чином, формули (1) - (3) приводять до наступних технічних умов для модуля 503-3 обробки піддіапазонів. Модуль 503-3 обробки піддіапазонів повинен виконати розтягування піддіапазону до S=3, перетворення піддіапазону до Q=1 (тобто не виконувати) і забезпечити відповідність між вихідними піддіапазонами з індексом n і цільовими піддіапазонами з індексом m, що має вид n=m (див. формулу (3)). Для випадку Q=4 приклад системи включає перетворювач 501-4 частоти дискретизації, який знижує вхідну частоту дискретизації у два рази — від fs до fs/2. Ціль безпосередньо полягає в тому, щоб послідовність обробки, що складається з 64-смугового QMF-аналізу 502-4, модуля 503-4 обробки піддіапазонів і 64-смугового QMF-синтезу 405, приводила до фізичного 17 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 перетворення з Q=4 і S=1 (тобто без розтягування). При ідентифікації наведених вище трьох блоків, відповідно, як модулів 101, 102 і 103 за фіг. 1, виявляється, що через повторну дискретизацію ts/tA=1/4 й fs/fA=4, формули (1) - (3) приводять до наступних технічних умов для модуля 503-4 обробки піддіапазонів. Модуль 503-4 обробки піддіапазонів повинен виконати розтягування піддіапазону до S=4, перетворення піддіапазону до Q=1 (тобто не виконувати) і забезпечити відповідність між вихідними піддіапазонами з індексом n і цільовими піддіапазонами з індексом m, що має вид умови n=m. У якості висновку для прикладу сценарію за фіг. 5, усі модулі від 504-2 до 503-4 виконують чисті розтягування сигналів піддіапазонів і задіють єдину нелінійну обробку вхідних блоків піддіапазонів, описану в контексті фіг. 2. Керуючий сигнал 104, у випадку його присутності, може одночасно впливати на роботу всіх трьох модулів обробки піддіапазонів. Зокрема керуючий сигнал 104 може використовуватися для одночасного перемикання між обробкою довгих блоків і обробкою коротких блоків залежно від типу (короткочасний неперіодичний або неперехідний) уривка вхідного сигналу. В альтернативному варіанті або на додаток, якщо три модулі 504-2— 504-4 використовують ненульовий параметр геометричного зважування амплітуди >0, то перехідна характеристика багаторазового перетворювача буде поліпшена в порівнянні з випадком =0. Фіг. 6 ілюструє приклад сценарію для ефективної роботи перетворення декількох порядків на основі блоку піддіапазонів, що застосовує єдиний 64-смуговий блок QMF-фільтрів, що аналізують. Насправді, використання трьох окремих блоків QMF-аналізу й двох перетворювачів частоти дискретизації за фіг. 5 приводить до досить високої обчислювальної складності, а також до деяких незручностей реалізації обробки на основі кадра через перетворення частоти дискретизації в модулі 501-3, тобто через дробове перетворення частоти дискретизації. Тому пропонується замінити дві галузі перетворення, що включають модулі 501-3→502-3→503-3 і 501-4→502-4→503-4, модулями 603-3 і 603-4 відповідно, тоді як галузь 502-2→503-2 у порівнянні з фіг. 5 залишається незмінною. Усі три порядки перетворення виконуються в області блоку фільтрів з відсиланням до фіг. 1, де ts/tA=1/2 й fs/fA=2. Іншими словами, використовується тільки один блок 502-2 фільтрів, що аналізують, і один блок 405 фільтрів, що синтезують, що, таким чином, знижує загальну обчислювальну складність багаторазового перетворювача. У випадку Q=3, S=1 технічні умови для модуля 603-3 обробки піддіапазонів, що мають вид формул (1) - (3), полягають у тому, що модуль 603-3 обробки піддіапазонів повинен виконувати розтягування піддіапазону з S=2 і перетворення піддіапазону з Q=3/2, так, щоб відповідність між вихідними піддіапазонами з індексом n і цільовими піддіапазонами з індексом m мало вигляд n2m/3. Для випадку Q=4, S=1 технічні умови для модуля 603-4 обробки піддіапазонів, що мають вид формул (1) - (3), полягають у тому, що модуль 603-4 обробки піддіапазонів повинен виконувати розтягування піддіапазону з S=2 і перетворення піддіапазону з Q=2, так, щоб відповідність між вихідними діапазонами з індексом n цільовими піддіапазонами з індексом m мало вигляд n2m. Як видно, формула (3) необов'язково передбачає цілочисловий індекс n для цільового піддіапазону з індексом m. Тому для зручності при визначенні цільового піддіапазону можна розглядати два суміжні вихідні піддіапазону, як описано вище (з використанням формули (14)). Зокрема, це може бути зручно для цільових піддіапазонів з індексом m, для яких формула (3) передбачає нецілочислове значення n. З іншого боку, цільові піддіапазони з індексом m, для яких формула (3) передбачає цілочислове значення індексу n, можуть визначатися з одиничного вихідного піддіапазону з індексом n (з використанням формули (5)). Іншими словами, пропонується, щоб можна було домагатися досить високої якості гармонійного перетворення шляхом використання модулів 603-3 і 603-4 обробки піддіапазонів, які обоє використовують нелінійну обробку блоку піддіапазонів із двома вхідними піддіапазонами, як це описане в контексті фіг. 3. Крім того, керуючий сигнал 104, у випадку його присутності, може одночасно впливати на роботу всіх трьох модулів обробки піддіапазонів. В альтернативному варіанті або на додаток, якщо всі три модулі 503-2, 603-3, 603-4 використовують ненульовий параметр геометричного зважування амплітуди >0, то перехідна характеристика багаторазового перетворювача може бути поліпшена в порівнянні з випадком =0. Фіг. 7 ілюструє приклад перехідної характеристики для розтягування в часі у два рази на основі блоку піддіапазонів. Верхня панель зображує вхідний сигнал, який являє собою атаку кастан’єт, дискретизовану на частоті 16 кГц. Система на основі конструкції за фіг. 1 спроектована з 64-полоснкомплекснозначнийм блоком 101, що аналізують QMF-фільтрів і 64полоснкомплекснозначнийм блоком 103 синтезуючих QMF-фільтрів. Модуль 102 обробки піддіапазонів сконфігурований для реалізації розтягування піддіапазонів з коефіцієнтом S=2, 18 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 без перетворення піддіапазонів (Q=1) і із прямим взаємно однозначним відображенням вихідних піддіапазонів у цільові піддіапазони. Крок аналізу блоків р=1, і радіус розміру блоків R=7, тобто довжина блоку L=15 дискретних значень піддіапазонів, що відповідає 15∙64=960 дискретних значень в області сигналу (тимчасової області). Вікно w являє собою статечне косинусне вікно, тобто косинус, зведений у другий ступінь. Середня панель фіг. 7 зображує вихідний сигнал розтягування в часі тоді, коли модулем 102 застосовується чиста модифікація фази, тобто для нелінійної обробки блоків по формулі (5) використовується параметр зважування =0. Нижня панель зображує вихідний сигнал розтягування в часі тоді, коли для нелінійної обробки блоків по формулі (5) використовується параметр геометричного зважування амплітуди =1/2. Як видно, перехідна характеристика в останньому випадку значно поліпшена. Зокрема, видно, що обробка піддіапазонів з використанням параметра зважування =0 приводить до артефактів 701, які суттєво зменшуються (див. посилальну позицію 702) при обробці піддіапазонів з використанням параметра зважування =1/2. У даному документі описані спосіб і система для HFR на основі гармонійного перетворення та/або розтягування в часі. Спосіб і система можуть реалізовуватися зі значно зниженою обчислювальною складністю в порівнянні із традиційною HFR на основі гармонійного перетворення, але при цьому вони забезпечують високоякісне гармонійне перетворення як для стаціонарних, так і для короткочасних неперіодичних сигналів. Описана HFR на основі гармонійного перетворення використовує нелінійну обробку піддіапазонів на блоковій основі. Для адаптації нелінійної обробки піддіапазонів до типу сигналу, наприклад, до короткочасного неперіодичного або неперехідному сигналу, пропонується використання залежних від сигналу керуючих даних. Крім того, з метою поліпшення перехідної характеристики гармонійного перетворення з використанням нелінійної обробки піддіапазонів на блоковій основі пропонується використання параметра геометричного зважування. Нарешті, для HFR на основі гармонійного перетворення описані спосіб і система з низькою складністю, які використовують для гармонійного перетворення й HFR-обробки єдину пару блоків фільтрів, що аналізують/синтезують. Описані способи й системи можуть використовуватися в різних декодувальних пристроях, наприклад, мультимедійних приймачах, зовнішніх відео/аудіопристроях, мобільних пристроях, аудіопрогравачах, відеопрогравачах і т.д. Способи й системи для перетворення та/або високочастотної реконструкції, та/або розтягування в часі, описані в даному документі, можуть реалізовуватися як програмне забезпечення, вбудоване програмне забезпечення та/або апаратне забезпечення. Деякі компоненти можуть бути реалізовані, наприклад, як програмне забезпечення, що запускається в процесорі цифрової обробки сигналів або мікропроцесорі. Інші компоненти можуть бути реалізовані, наприклад, як апаратне забезпечення або як інтегральні мікросхеми спеціального призначення. Сигнали, що зустрічаються в описаних способах і системах можуть зберігатися на носіях, таких як пам'ять із довільним доступом або оптичні носії даних. Вони можуть передаватися по мережах, таким як радіомережі, супутникові мережі, бездротові мережі або провідні мережі, наприклад, інтернет. Типовими пристроями, що використовують способи й системи, описані в даному документі, є переносні електронні пристрої або інша побутова апаратура, яка використовується для зберігання в пам'яті та/або відтворення звукових сигналів. Способи й система також можуть використовуватися в комп'ютерних системах, наприклад, для веб-серверів інтернет, які зберігають у пам'яті й надають для скачування звукові сигнали, наприклад, музичні сигнали. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Система, сконфігурована для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу, де система включає: - блок (101) фільтрів, що аналізують, сконфігурований для створення сигналу аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу; де сигнал аналізованого піддіапазону включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду; - модуль (102) обробки піддіапазонів, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону із сигналу аналізованого піддіапазону з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону й коефіцієнта S розтягування піддіапазону; щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, більше одиниці; де модуль (102) обробки піддіапазонів включає: - екстрактор (201) блоків, сконфігурований для - добування кадру, що складається з L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень; довжина кадру L більше одиниці; та 19 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 - застосування величини стрибка блоку з р дискретних значень до ряду аналізованих піддіапазонів перед добуванням наступного кадру, що складається з L дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень; - модуль (202) нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадру, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадру, що складається із вхідних дискретних значень, шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадру: - фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення; та - амплітуди оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення; та - модуль (204) накладання й додавання, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень; та - блок (103) фільтрів, що синтезують, сконфігурований для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із сигналу синтезованого піддіапазону. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок (101) фільтрів, що аналізують, являє собою один з наступних блоків фільтрів: блок квадратурних дзеркальних фільтрів, віконне дискретне перетворення Фур'є або вейвлетне перетворення; та де блок (103) фільтрів, що синтезують являє собою відповідний блок зворотних фільтрів або відповідне зворотне перетворення. 3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що - блок (101) фільтрів, що аналізують, являє собою 64-смуговий блок квадратурних дзеркальних фільтрів; та - блок (103) фільтрів, що синтезують, являє собою 64-смуговий блок зворотних квадратурних дзеркальних фільтрів. 4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що - блок (101) фільтрів, що аналізують, застосовує до вхідного сигналу крок t A аналізу за часом; - блок (101) фільтрів, що аналізують, має рознос  ƒ A аналізованих частот; - блок (101) фільтрів, що аналізують, містить кількість N аналізованих піддіапазонів, N  1 , де n - індекс аналізованого піддіапазону n  0,..., N  1 ; - аналізований піддіапазон із числа N аналізованих піддіапазонів пов'язаний з однієї зі смуг частот вхідного сигналу; - блок (103) фільтрів, що синтезують застосовує до сигналу синтезованого піддіапазону крок t S синтезу за часом; - блок (103) фільтрів, що синтезують має рознос  ƒ S синтезованих частот; - блок (103) фільтрів, що синтезують містить кількість М синтезованих піддіапазонів, M 1, де m - індекс синтезованого піддіапазону, m  0,..., M  1; та - синтезований піддіапазон із числа М синтезованих піддіапазонів пов'язаний з однією зі смуг частот розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу. 5. Система за п. 4, яка відрізняється тим, що - система сконфігурована для генерування сигналу, який є розтягнутим в часі з коефіцієнтом S  фізичного розтягування в часі та/або перетвореним по частоті з коефіцієнтом Q  фізичного перетворення частоти; - коефіцієнт розтягування піддіапазону має вигляд S  t A S ; t S tS Q ; та tA - індекс n аналізованого піддіапазону, пов'язаний із сигналом аналізованого піддіапазону, і індекс m синтезованого піддіапазону, пов'язаний із сигналом синтезованого піддіапазону, ƒS 1 зв'язані n  m. ƒ A Q 45 - коефіцієнт перетворення піддіапазону має вигляд Q  50 6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що екстрактор (201) блоків сконфігурований для понижувальної дискретизації ряду аналізованих дискретних значень із коефіцієнтом Q перетворення піддіапазону. 20 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що екстрактор (201) блоків сконфігурований для інтерполяції двох або більшої кількості аналізованих дискретних значень для виводу вхідного дискретного значення. 8. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що модуль (202) нелінійної обробки кадрів сконфігурований для визначення амплітуди оброблюваного дискретного значення як середнього значення амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. 9. Система за п. 8, яка відрізняється тим, що модуль (202) нелінійної обробки кадрів сконфігурований для визначення амплітуди оброблюваного дискретного значення як геометричного середнього значення амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення. 10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що геометричне середнє значення визначається як амплітуда відповідного вхідного дискретного значення, зведена в ступінь 1   , помножена на амплітуду попередньо обумовленого вхідного дискретного значення, зведену в ступінь  , де параметр геометричного зважування амплітуди   0,1 . 11. Система за п. 10, яка відрізняється тим, що параметр геометричного зважування амплітуди  є функцією коефіцієнта Q перетворення піддіапазону й коефіцієнта S розтягування піддіапазону. 12. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що параметр геометричного зважування 1 амплітуди   1 . QS 13. Система за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що модуль (202) нелінійної обробки кадрів сконфігурований для визначення фази оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення на величину зсуву фази, яка ґрунтується на попередньо обумовленому вхідному дискретному значенні з кадру, що складається із вхідних дискретних значень, коефіцієнта Q перетворення й коефіцієнта S розтягування піддіапазону. 14. Система за п. 13, яка відрізняється тим, що величина зсуву фази ґрунтується на попередньо обумовленому вхідному дискретному значенні, помноженому на QS  1 . 15. Система за п. 14, яка відрізняється тим, що величина зсуву фази має вигляд попередньо обумовленого вхідного дискретного значення, помноженого на QS  1 плюс параметр  корекції фази. 16. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що параметр  корекції фази визначають експериментально для ряду вхідних сигналів, що мають конкретні акустичні властивості. 17. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що попередньо обумовлене вхідне дискретне значення однакове для кожного оброблюваного дискретного значення кадру. 18. Система за п. 1,яка відрізняється тим, що попередньо обумовленим вхідним дискретним значенням є центральне дискретне значення кадру, що складається із вхідних дискретних значень. 19. Система за п. 1, де модуль (204) накладання й додавання застосовує до послідовних кадрів оброблюваних дискретних значень величину стрибка, яка дорівнює величині р стрибка блока, помноженої на коефіцієнт S розтягування піддіапазону. 20. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що модуль (102) обробки піддіапазонів також містить: - модуль (203) обробки методом вікна, розташований у висхідному напрямку щодо модуля (204) накладання й додавання й сконфігурований для застосування віконної функції до кадру, що складається з оброблюваних дискретних значень. 21. Система за п. 20, яка відрізняється тим, що віконна функція має довжину, яка відповідає довжині L кадру; та де віконна функція являє собою одну з наступних функцій: - вікно Гаусса; - косинусне вікно; - вікно виду піднятий косинус; - вікно Хеммінга; - вікно Ханна; - прямокутне вікно; - вікно Бартлетта; - вікно Блекмана. 21 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 22. Система за будь-яким з пп. 20, 21, яка відрізняється тим, що віконна функція включає ряд дискретних значень віконної функції; та де накладені й додані дискретні значення віконної функції з ряду віконних функцій, зрушені на величину Sp стрибка, створюють набір дискретних значень із, значною мірою, постійним значенням K. 23. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що - блок (101) фільтрів, що аналізують, сконфігурований для генерування ряду сигналів аналізованих піддіапазонів; - модуль (102) обробки піддіапазонів сконфігурований для визначення ряду сигналів синтезованих піддіапазонів з ряду сигналів аналізованих піддіапазонів; та - блок (103) фільтрів, що синтезують сконфігурований для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу з ряду сигналів синтезованих піддіапазонів. 24. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що також включає модуль приймання керуючих даних, сконфігурований для приймання керуючих даних (104), що відбивають миттєві акустичні властивості, вхідного сигналу; де модуль (102) обробки піддіапазонів сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону з обліком керуючих даних (104). 25. Система за п. 24, яка відрізняється тим, що екстрактор (102) блоків сконфігурований для задання довжини L кадру відповідно до керуючих даних (104). 26. Система за п. 25, яка відрізняється тим, що - мала довжина L кадру встановлюється, якщо керуючі дані (104) відбивають короткочасний неперіодичний сигнал; та - більша довжина L кадру встановлюється, якщо керуючі дані (104) відбивають стаціонарний сигнал. 27. Система за будь-яким з пп. 24-26, яка відрізняється тим, що також включає: - класифікатор сигналів, сконфігурований для аналізу миттєвих акустичних властивостей вхідного сигналу й для задання керуючих даних (104), що відбивають миттєві акустичні властивості. 28. Система за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що - блок (101) фільтрів, що аналізують, сконфігурований для створення сигналу другого аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу; де сигнал другого аналізованого піддіапазону - пов'язаний з іншою смугою частот вхідного сигналу, чому сигнал аналізованого піддіапазону; та - включає ряд комплекснозначних других аналізованих дискретних значень; - модуль (102) обробки піддіапазонів також включає - другий екстрактор (301-2) блоків, сконфігурований для добування набору других вхідних дискретних значень шляхом застосування величини р стрибка блоку до ряду других аналізованих дискретних значень; де кожне друге вхідне дискретне значення відповідає кадрові, що складається із вхідних дискретних значень; - другий модуль (302) нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадру, що складається із других оброблюваних дискретних значень, з кадру, що складається із вхідних дискретних значень, і з відповідного другого вхідного дискретного значення шляхом визначення для кожного другого оброблюваного дискретного значення кадру: - фази другого оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення на величину зсуву фази, яка ґрунтується на відповідному другому вхідному дискретному значенні, коефіцієнті Q перетворення й коефіцієнті S розтягування піддіапазону; - амплітуди другого оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди відповідного другого вхідного дискретного значення. 29. Система за п. 28, яка відрізняється тим, що  ƒS 1 m має цілочислове значення n, то сигнал синтезованого піддіапазону - якщо  ƒ A Q визначається на основі кадру, що складається з оброблюваних дискретних значень; та  ƒS 1 m має нецілочислове значення, і n - найближче цілочислове значення, то - якщо  ƒ A Q сигнал синтезованого піддіапазону визначається на основі кадру, що складається з оброблюваних других дискретних значень; де сигнал другого аналізованого піддіапазону пов'язаний з індексом аналізованого піддіапазону n  1 або n  1 . 30. Система, сконфігурована для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу, де система включає: 22 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - модуль приймання керуючих даних, сконфігурований для приймання керуючих даних (104), що відбивають миттєві акустичні властивості, вхідного сигналу; - блок (101) фільтрів, що аналізують, сконфігурований для створення сигналу аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу; де сигнал аналізованого піддіапазону включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду; - модуль (102) обробки піддіапазонів, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону із сигналу аналізованого піддіапазону з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону, коефіцієнта S розтягування піддіапазону й керуючих даних (104); щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, більше одиниці; де модуль (102) обробки піддіапазонів включає - екстрактор (201) блоків, сконфігурований для - добування кадру, що складається з L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень; довжина L кадру більше одиниці; де екстрактор (201) блоків сконфігурований для задання довжини L кадру відповідно до керуючих даних (104); та - застосування величини стрибка блоку з р дискретних значень до ряду аналізованих піддіапазонів перед добуванням наступного кадру, що складається з L дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень; - модуль (202) нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадру, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадру, що складається із вхідних дискретних значень, шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадру: - фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення; та - амплітуди оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення; та - модуль (204) накладання й додавання, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень; та - блок (103) фільтрів, що синтезують, сконфігурований для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із сигналу синтезованого піддіапазону. 31. Система, сконфігурована для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу, де система включає: - блок (101) фільтрів, що аналізують, сконфігурований для створення першого й другого сигналів аналізованих піддіапазонів із вхідного сигналу; де кожний із сигналів аналізованих піддіапазонів, перший і другий, включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, іменованих, відповідно, першими й другими аналізованими дискретними значеннями, де кожне аналізоване дискретне значення має фазу й амплітуду; - модуль (102) обробки піддіапазонів, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону з першого й другого сигналів аналізованих піддіапазонів з використанням коефіцієнта Q перетворення піддіапазону й коефіцієнта S розтягування піддіапазону; щонайменше, один з коефіцієнтів, Q або S, більше одиниці; де модуль (102) обробки піддіапазонів включає - перший екстрактор (301-1) блоків, сконфігурований для - добування кадру, що складається з L перших вхідних дискретних значень, з ряду перших аналізованих дискретних значень; довжина L кадру більше одиниці; та - застосування величини стрибка блоку з р дискретних значень до ряду перших аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадру, що складається з L перших вхідних дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів перших вхідних дискретних значень; - другий екстрактор (301-2) блоків, сконфігурований для добування набору других вхідних дискретних значень шляхом застосування величини р стрибка блоку до ряду других аналізованих дискретних значень; де кожне друге вхідне дискретне значення відповідає кадрові, що складається з перших вхідних дискретних значень; - модуль (302) нелінійної обробки кадрів, сконфігурований для визначення кадру, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадру, що складається з перших вхідних дискретних значень, і з відповідного другого вхідного дискретного значення, шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадру: - фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного першого вхідного дискретного значення; та 23 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - амплітуди оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного першого вхідного дискретного значення й амплітуди відповідного другого вхідного дискретного значення; та - модуль (204) накладання й додавання, сконфігурований для визначення сигналу синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень; де модуль (204) накладання й додавання застосують величину стрибка до послідовних кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень, де величина стрибка дорівнює величині р стрибка блоку, помноженої на коефіцієнт S розтягування піддіапазону; та - блок (103) фільтрів, що синтезують, сконфігурований для генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із сигналу синтезованого піддіапазону. 32. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що модуль (302) нелінійної обробки кадрів сконфігурований для визначення фази оброблюваного дискретного значення шляхом зсуву фази відповідного першого вхідного дискретного значення на величину зсуву фази, яка ґрунтується на відповідному другому вхідному дискретному значенні, коефіцієнті Q перетворення й коефіцієнті S розтягування піддіапазону. 33. Система за п. 31 або п. 32, яка відрізняється тим, що також включає - ряд модулів (503-2, 603-3, 603-4) обробки піддіапазонів, де кожний з модулів (503-2, 603-3, 603-4) обробки піддіапазонів сконфігурований для визначення проміжного сигналу синтезованого піддіапазону з використанням одмінного коефіцієнта Q перетворення піддіапазону та/або коефіцієнта S розтягування піддіапазону; та - модуль (504) злиття, розташований у спадному напрямку щодо ряду модулів (503-2, 603-3, 603-4) обробки піддіапазонів і у висхідному напрямку щодо блоку (103) фільтрів, що синтезують, сконфігурований для злиття відповідних проміжних сигналів синтезованих піддіапазонів у сигнал синтезованого піддіапазону. 34. Система за п. 33, яка відрізняється тим, що також включає: - базовий декодер (401), розташований у висхідному напрямку щодо блоку (101) фільтрів, що аналізують, сконфігурований для декодування бітового потоку у вхідний сигнал; та - модуль (404) HFR-обробки, розташований у спадному напрямку щодо модуля (504) злиття й у висхідному напрямку щодо блоку (103) фільтрів, що синтезують, сконфігурований для застосування інформації спектральних смуг, отриманої з бітового потоку, до сигналу синтезованого піддіапазону. 35. Зовнішній пристрій, призначений для декодування прийнятого сигналу, що включає, щонайменше, низькочастотну складову звукового сигналу, де зовнішній пристрій включає: - систему за будь-яким з пп. 1-34, призначену для генерування високочастотної складової звукового сигналу з низькочастотної складової звукового сигналу. 36. Спосіб генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу, де спосіб включає етапи, на яких: - створюють сигнал аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу; де сигнал аналізованого піддіапазону включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду; - витягають кадр, що складається з L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень; довжина L кадру більше одиниці; - застосовують величину стрибка блоку з р дискретних значень до ряду аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадру, що складається з L дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень; - визначають кадр, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадру, що складається із вхідних дискретних значень, шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадру: - фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення; та - амплітуди оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення й амплітуди попередньо обумовленого вхідного дискретного значення; - визначають сигнал синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень; та - генерують розтягнутий у часі та/або перетворений по частоті сигнал із сигналу синтезованого піддіапазону. 37. Спосіб генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу, де спосіб включає етапи, на яких: 24 UA 102347 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 - здійснюють приймання керуючих даних (104), що відбивають миттєві акустичні властивості, вхідного сигналу; - створюють сигнал аналізованого піддіапазону із вхідного сигналу; де сигнал аналізованого піддіапазону включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, кожне з яких має фазу й амплітуду; - витягають кадр, що складається з L вхідних дискретних значень, з ряду комплекснозначних аналізованих дискретних значень; довжина L кадру більше одиниці; де довжина L кадру задається відповідно до керуючих даних (104); - застосовують величину стрибка блоку з р дискретних значень до ряду аналізованих піддіапазонів перед добуванням наступного кадру, що складається з L дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів, що складаються із вхідних дискретних значень; - визначають кадр, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадру, що складається із вхідних дискретних значень, шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадру: - фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного вхідного дискретного значення; та - амплітуди оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного вхідного дискретного значення; - визначають сигнал синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень; та - генерують розтягнутий у часі та/або перетворений по частоті сигнал із сигналу синтезованого піддіапазону. 38. Спосіб генерування розтягнутого в часі та/або перетвореного по частоті сигналу із вхідного сигналу, де спосіб включає етапи, на яких: - створюють перший і другий сигнали аналізованих піддіапазонів із вхідного сигналу; де кожний із сигналів аналізованих піддіапазонів, перший і другий, включає ряд комплекснозначних аналізованих дискретних значень, іменованих, відповідно, першими й другими аналізованими дискретними значеннями, де кожне аналізоване дискретне значення має фазу й амплітуду; - витягають кадр, що складається з L перших вхідних дискретних значень, з ряду перших аналізованих дискретних значень; довжина L кадру більше одиниці; - застосовують величину стрибка блока з р дискретних значень до ряду перших аналізованих дискретних значень перед добуванням наступного кадру, що складається з L перших вхідних дискретних значень; таким чином, генерується набір кадрів перших вхідних дискретних значень; - витягають набір других вхідних дискретних значень шляхом застосування величини стрибка блоку р до ряду других аналізованих дискретних значень; де кожне друге вхідне дискретне значення відповідає кадрові, що складається з перших вхідних дискретних значень; - визначають кадр, що складається з оброблюваних дискретних значень, з кадру, що складається з перших вхідних дискретних значень, і з відповідного другого вхідного дискретного значення, шляхом визначення для кожного оброблюваного дискретного значення кадру: - фази оброблюваного дискретного значення - шляхом зсуву фази відповідного першого вхідного дискретного значення; та - амплітуди оброблюваного дискретного значення - на основі амплітуди відповідного першого вхідного дискретного значення й амплітуди відповідного другого вхідного дискретного значення; - визначають сигнал синтезованого піддіапазону шляхом накладання й додавання дискретних значень із набору кадрів, що складаються із оброблюваних дискретних значень; та - генерують розтягнутий у часі та/або перетворений по частоті сигнал із сигналу синтезованого піддіапазону. 25 UA 102347 C2 26 UA 102347 C2 27 UA 102347 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 28