[go: up one dir, main page]

RU2512090C2 - Apparatus and method of generating wide bandwidth signal - Google Patents

Apparatus and method of generating wide bandwidth signal Download PDF

Info

Publication number
RU2512090C2
RU2512090C2 RU2011100134/08A RU2011100134A RU2512090C2 RU 2512090 C2 RU2512090 C2 RU 2512090C2 RU 2011100134/08 A RU2011100134/08 A RU 2011100134/08A RU 2011100134 A RU2011100134 A RU 2011100134A RU 2512090 C2 RU2512090 C2 RU 2512090C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
patch
signal
input signal
algorithm
band
Prior art date
Application number
RU2011100134/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011100134A (en
Inventor
Фредерик НАГЕЛЬ
Саша ДИШ
Макс НУЕНДОРФ
Стефан БАЕР
Марк ГАЙЕР
Маркус ЛОХВАССЕР
Николаус РЕТТЕЛБАХ
Ульрих КРАЕМЕР
Original Assignee
Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. filed Critical Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф.
Publication of RU2011100134A publication Critical patent/RU2011100134A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2512090C2 publication Critical patent/RU2512090C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/02Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/038Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation using band spreading techniques
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

FIELD: physics, acoustics.
SUBSTANCE: invention relates to audio signal processing devices. An input signal is presented for a first band with first resolution data and for a second band with second resolution data, the second resolution being lower than the first resolution. A patch generator generates a first patch from the first band of the input signal according to a first patch generation algorithm and generates a second patch from the first band of the input signal according to a second patch generation algorithm. Spectral density of the second patch generated according to the second patch generation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch generation algorithm. A coupler merges the first patch, the second patch and the first band of the input signal to obtain a wide bandwidth signal. The apparatus for generating a wide bandwidth signal scales the input signal according to the first patch generation algorithm and according to the second patch generation algorithm or scales the first patch and the second patch such that the wide bandwidth signal satisfies the spectrum envelope criterion.
EFFECT: wider bandwidth of an audio signal.
18 cl, 19 dwg

Description

Осуществления согласно изобретению касаются обработки звукового сигнала и, в частности, устройства и способа генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала, устройства и способа получения сигнала с уменьшенной полосой пропускания, основанного на входном сигнале и звуковом сигнале.Embodiments according to the invention relate to processing an audio signal, and in particular, to an apparatus and method for generating an extended bandwidth signal from an input signal, a device and a method for producing a signal with reduced bandwidth based on an input signal and an audio signal.

Перцепционно адаптированное кодирование звуковых сигналов, обеспечивающее существенное уменьшение скорости передачи данных для эффективного хранения и передачи этих сигналов, получило широкое применение во многих областях. Известно много кодирующих алгоритмов, например MPEG 1/2 Слой 3 ("МР3") или MPEG 4 ААС (Перспективное звуковое кодирование). Однако используемое для этого кодирование, в особенности при работе на самых низких скоростях передачи битов, может привести к ухудшению субъективного звукового качества, которое часто вызывается, главным образом, вынужденным ограничением полосы пропускания звукового сигнала, подлежащего передаче, на стороне кодирующего устройства.Perceptually adapted coding of audio signals, which provides a significant reduction in the data rate for efficient storage and transmission of these signals, has been widely used in many fields. Many coding algorithms are known, for example MPEG 1/2 Layer 3 ("MP3") or MPEG 4 AAC (Advanced Audio Coding). However, the encoding used for this, especially when operating at the lowest bit rates, can lead to a deterioration in subjective sound quality, which is often caused mainly by the forced limitation of the bandwidth of the audio signal to be transmitted on the side of the encoder.

Как известно из WO 9857436, чтобы подвергнуть звуковой сигнал ограничению полосы в такой ситуации на стороне кодирующего устройства и закодировать только нижнюю полосу звукового сигнала, используется высококачественное звуковое кодирующее устройство («основное кодирующее устройство»). Верхняя полоса, однако, характеризуется только очень грубо, то есть рядом параметров, которые воспроизводят огибающую спектра верхней полосы. Тогда на стороне декодера синтезируется верхняя полоса. С этой целью предлагается гармоническое перемещение, где нижняя полоса декодированного звукового сигнала подается на гребенку фильтров. Каналы гребенки фильтров нижней полосы соединены с каналами гребенки фильтров верхней полосы или «заплатаны», и каждый заплатанный сигнал с ограниченной полосой частот подвергается регулированию огибающей. Синтезирующая гребенка фильтров, принадлежащая гребенке фильтров для специального анализа, получает сигналы с ограниченной полосой частот звукового сигнала в нижней полосе и сигналы с ограниченной полосой частот, подвергшиеся регулированию огибающей, нижней полосы, которые гармонически вставляются в верхнюю полосу. Выходной сигнал синтезирующей гребенки фильтров является звуковым сигналом, расширенным относительно его оригинальной полосы пропускания, который передается со стороны кодирующего устройства на сторону декодера посредством основного кодирующего устройства, работающего на очень низкой скорости передачи данных. В частности, вычисления гребенки фильтров и вставка заплаты в области гребенки фильтров могут оказаться очень трудоемкими.As is known from WO 9857436, in order to subject the audio signal to band limitation in such a situation on the encoder side and to encode only the lower band of the audio signal, a high-quality audio encoder (“main encoder”) is used. The upper band, however, is characterized only very roughly, that is, by a number of parameters that reproduce the envelope of the spectrum of the upper band. Then on the decoder side the upper band is synthesized. To this end, harmonic movement is proposed, where the lower band of the decoded audio signal is fed to the filter bank. The channels of the low pass filter bank are connected to the channels of the high filter bank or are “patched”, and each paid signal with a limited frequency band is subjected to envelope control. The synthesizing filter bank belonging to the filter bank for special analysis receives signals with a limited frequency band of the audio signal in the lower band and signals with a limited frequency band subjected to the control of the envelope of the lower band, which are harmoniously inserted into the upper band. The output of the synthesizing filter bank is an audio signal expanded with respect to its original passband, which is transmitted from the encoder to the decoder by the main encoder operating at a very low data rate. In particular, calculating the filter bank and inserting a patch in the area of the filter bank can be very time consuming.

Упрощенные способы расширения полосы пропускания звуковых сигналов с ограниченной полосой вместо этого используют функцию копирования низкочастотных частей сигнала (LF-H4) в высокочастотный диапазон (НР-ВЧ), чтобы аппроксимировать информацию, которая отсутствует из-за ограничения полосы. Такие способы описаны в работе М.Дитца, Л.Лильерида, К.Кьерлинга и О.Кунца, «Репликация спектральной полосы, новый подход к звуковому кодированию», на 112-ом Съезде AES (Общество инженеров-звукотехников), Мюнхен, май 2002 г.; в работе С.Мелтцера, Р.Бема и Ф.Хенна, «Улучшенные звуковые кодер-декодеры с SBR (РБП - регистр буферной памяти) для цифрового радиовещания, такие как «Всемирное цифровое Радио» (DRM)», на 112-ом Съезде AES, Мюнхен, май 2002 г.; в работе Т.Циглера, А.Эрета, П.Экстранда и М.Лутцкого, «Улучшение тр3 посредством SBR: Характеристики и возможности нового mp3PRO алгоритма», на 112-ом Съезде AES, Мюнхен, май 2002 г.; Международный Стандартный ISO/IEC 14496-3:2001/FPDAM 1, «Расширение полосы пропускания», ISO/IEC, 2002, или «Способ и устройство для расширения полосы пропускания речи», Васу Айенгар и др. Патент США №5455888.Simplified methods for expanding the bandwidth of limited band audio signals instead use the low-frequency portions of the signal (LF-H4) to copy to the high-frequency range (HP-HF) to approximate information that is missing due to bandwidth limitation. Such methods are described in the work of M. Dietz, L. Lillerid, K. Kierling and O. Kunts, “Spectral band replication, a new approach to sound coding”, at the 112th AES Congress (Society of Sound Engineers), Munich, May 2002 g .; by S. Meltzer, R. Behm, and F. Henn, “Enhanced Audio Codecs with SBR (RBR - Buffer Memory Register) for Digital Broadcasting, such as World Digital Radio (DRM)”, at the 112th Congress AES, Munich, May 2002; in the work of T. Ziegler, A. Eret, P. Ekstrand and M. Lutsky, “Improving tr3 with SBR: Characteristics and capabilities of the new mp3PRO algorithm”, at the 112th AES Congress, Munich, May 2002; International Standard ISO / IEC 14496-3: 2001 / FPDAM 1, “Bandwidth Expansion”, ISO / IEC, 2002, or “Method and apparatus for expanding speech bandwidth”, Vasu Iyengar et al. US Patent No. 5455888.

В этих способах гармоническое перемещение не выполняется, но последовательные сигналы с ограниченной полосой частот нижней полосы вводятся в последовательные каналы гребенки фильтров верхней полосы. Таким образом, достигается грубая аппроксимация верхней полосы звукового сигнала. На следующем этапе эта грубая аппроксимация сигнала ассимилируется относительно оригинала посредством постобработки, используя управляющую информацию, полученную от оригинального сигнала. Здесь, например, масштабные коэффициенты служат для адаптации огибающей спектра, для обратной фильтрации и для добавления минимального уровня шума для адаптации тональности, и дополнения синусоидальных частей сигнала для недостающих гармоник, как это также описано в стандарте MPEG-4 Высокоэффективное улучшенное звуковое кодирование (НЕ-ААС).In these methods, harmonic movement is not performed, but sequential signals with a limited frequency band of the lower band are introduced into the serial channels of the filter bank of the upper band. Thus, a rough approximation of the upper band of the audio signal is achieved. In the next step, this rough approximation of the signal is assimilated relative to the original by post-processing using control information received from the original signal. Here, for example, scale factors are used to adapt the envelope of the spectrum, to reverse filter, and to add a minimum noise level to adapt the tonality, and to complement the sinusoidal parts of the signal for missing harmonics, as also described in the MPEG-4 standard. High-performance advanced sound coding (NOT- AAS).

Кроме этого, дальнейшие способы используют фазовый вокодер для расширения полосы пропускания. При использовании фазового вокодера для спектрального расширения частотные линии перемещаются все дальше друг от друга. Если в спектре существуют промежутки, например, в результате квантизации, то они даже увеличиваются при расширении. При адаптации энергии остающиеся линии в спектре получают слишком много энергии по сравнению с соответствующими линиями в оригинальном сигнале.In addition, further methods use a phase vocoder to expand bandwidth. When using a phase vocoder for spectral expansion, the frequency lines move farther apart. If there are gaps in the spectrum, for example, as a result of quantization, then they even increase with expansion. With energy adaptation, the remaining lines in the spectrum receive too much energy compared to the corresponding lines in the original signal.

Фиг.13 показывает схематическую иллюстрацию расширения полосы пропускания 1300 посредством использования фазового вокодера. В этом примере две заплаты 1312, 1314 добавлены к низкочастотной полосе 1302 сигнала. Подавленная ВЧ-составляющая 1320 сигнала, также называемая частотой разделения (Xover), является частотой низкого уровня соседней заплаты 1312, и двойная частота разделения (x-over частота) является подавленной ВЧ-составляющей соседней заплаты 1312 и подавленной НЧ-составляющей следующей заплаты 1314. Фазовый вокодер удваивает частоту частотных линий низкочастотной полосы 1302 сигнала, чтобы получить соседнюю заплату 1312, и утраивает частоты частотных линий низкочастотной полосы 1302 сигнала, чтобы получить следующую заплату 1314. Поэтому спектральная плотность соседней заплаты 1312 - только половина спектральной плотности низкочастотной полосы 1302 сигнала, а спектральная плотность следующей заплаты 1314 является только одной третьей спектральной плотности низкочастотной полосы 1302 сигнала.FIG. 13 shows a schematic illustration of a bandwidth extension 1300 by using a phase vocoder. In this example, two patches 1312, 1314 are added to the low frequency signal band 1302. The suppressed RF component 1320 of the signal, also called the crossover frequency (Xover), is the low frequency of the adjacent patch 1312, and the double crossover frequency (x-over frequency) is the suppressed RF component of the neighboring patch 1312 and the suppressed low frequency component of the next patch 1314. The phase vocoder doubles the frequency of the frequency lines of the low-frequency signal band 1302 to obtain the adjacent patch 1312, and triples the frequencies of the frequency lines of the low-frequency signal band 1302 to obtain the next patch 1314. Therefore, the spectral band tnost neighboring patch 1312 - only half of the spectral density of the low frequency band 1302 of the signal and the spectral density of the next patch 1314 is only one third of the spectral density of the low frequency band 1302 of the signal.

Концентрация энергии в полосах (заплатах) только до нескольких частотных линий приводит к существенному изменению тембра, который отличается от оригинала. Энергия прежнего большего количества полос (частотных линии) суммируется на меньшем количестве остающихся.The concentration of energy in the bands (patches) only up to several frequency lines leads to a significant change in timbre, which differs from the original. The energy of the previous larger number of bands (frequency lines) is summed up on the smaller number of remaining ones.

Некоторые примеры фазовых вокодеров и их применений представлены в работе Фредерика Нагеля и Саши Диша «Способ гармонического расширения полосы пропускания для звуковых кодер-декодеров," ICASSP '09 и в работе М. Пукетта «Вокодер с фазовой синхронизацией». IEEE ASSP Конференция по Применению обработки звуковых и акустических сигналов, Мохонк 1995", в работе Ребеля, А.: «Переходное обнаружение и сохранение в фазовом вокодере»; citeseer.ist.psu.edu/679246.html, в работе Лароша Л., Долсона М.: «Улучшенная модификация временной шкалы звука, полученная посредством фазового вокодера», IEEE. Транс, обработка речи и звука, издание 7, №3, стр.323-332 и Патент США 6549884.Some examples of phase vocoders and their applications are presented in the work of Frederick Nagel and Sasha Disch, “A Method for Harmoniously Extending Bandwidth for Audio Codec Decoders,” ICASSP '09, and in M. Puckett's “Phase Locked Vocoder.” IEEE ASSP Processing Application Conference sound and acoustic signals, Mohonck 1995 ", in the work of Rebel, A .:" Transient detection and storage in a phase vocoder "; citeseer.ist.psu.edu/679246.html, in the work of Larosh L., Dolson M .: “Improved modification of the time scale of sound obtained by means of a phase vocoder”, IEEE. Trans, Speech and Sound Processing, Vol. 7, No. 3, pp. 323-332 and US Pat. No. 6,549,884.

Один из подходов к заполнению промежутков показан в WO 00/45379. Он содержит способ и устройство для расширения исходных кодирующих систем, использующих высокочастотное восстановление. Это применение решает проблему недостаточного шумового содержания в восстановленном высоком диапазоне посредством адаптивного добавления минимального уровня шума. Добавление шума может заполнить промежутки, но качество звука или субъективное качество могут значительно не улучшиться.One approach to filling gaps is shown in WO 00/45379. It contains a method and apparatus for expanding source coding systems using high frequency recovery. This application solves the problem of insufficient noise content in the restored high range by adaptively adding a minimum noise level. Adding noise can fill in the gaps, but sound quality or subjective quality may not significantly improve.

Задача данного изобретения - обеспечить концепцию расширения полосы пропускания звуковых сигналов, которая улучшает субъективное качество сигналов с расширенной полосой пропускания.The objective of the invention is to provide a concept for expanding the bandwidth of audio signals, which improves the subjective quality of signals with extended bandwidth.

Это достигается посредством использования устройства согласно пунктам 1 и 11 патентной формулы, звукового сигнала согласно пункту 14 и способа согласно пунктам 15 и 16.This is achieved by using the device according to paragraphs 1 and 11 of the patent claims, an audio signal according to paragraph 14 and the method according to paragraphs 15 and 16.

Осуществление изобретения обеспечивает устройство для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала. Входной сигнал предоставляется для первой полосы посредством данных первого разрешения и для второй полосы посредством данных второго разрешения; второе разрешение ниже, чем первое разрешение. Устройство включает генератор заплат и объединитель. Генератор заплат формируется, чтобы генерировать первую заплату от первой полосы входного сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат», и формируется, чтобы генерировать вторую заплату от первой полосы входного сигнала согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат». Объединитель формируется, чтобы объединить первую заплату, вторую заплату и первую полосу входного сигнала, чтобы получить сигнал с расширенной полосой пропускания. Устройство для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания формируется, чтобы масштабировать входной сигнал согласно первому алгоритму создания «заплат» и согласно второму алгоритму создания «заплат» или чтобы масштабировать первую заплату и вторую заплату так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания удовлетворял критерию огибающей спектра.The implementation of the invention provides a device for generating a signal with an expanded bandwidth from the input signal. An input signal is provided for the first band by the first resolution data and for the second band by the second resolution data; the second resolution is lower than the first resolution. The device includes a patch generator and combiner. A patch generator is generated to generate a first patch from the first strip of the input signal according to the first patch algorithm, and is formed to generate a second patch from the first strip of the input signal according to the second patch algorithm. The spectral density of the second patch generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm. A combiner is formed to combine the first patch, the second patch, and the first input signal band to obtain an extended bandwidth signal. A device for generating a signal with a wider bandwidth is formed to scale the input signal according to the first algorithm for creating “patches” and according to the second algorithm for creating a “patches”, or to scale the first patch and the second patch so that the signal with the extended bandwidth satisfies the criterion of the envelope of the spectrum.

Осуществления согласно данному изобретению основаны на центральной идее о том, что заплата с низкой спектральной плотностью (что означает, например, что заплата включает промежутки по сравнению с низкочастотной полосой входного сигнала) объединяется с заплатой с высокой спектральной плотностью (что означает, например, что заплата включает только несколько промежутков или не включает промежутки совсем по сравнению с низкочастотной полосой входного сигнала) для расширения полосы пропускания входного сигнала. Так как обе заплаты генерируются, основываясь на входном сигнале, высокочастотное расширение полосы пропускания низкочастотной полосы входного сигнала может обеспечить хорошую аппроксимацию оригинального звукового сигнала. Дополнительно, первая и вторая заплаты могут быть масштабированы до (посредством масштабирования входного сигнала) или после генерирования, чтобы удовлетворять критерию огибающей спектра, так как огибающая спектра оригинального звукового сигнала должна учитываться при восстановлении высокочастотной полосы входного сигнала. Таким образом, субъективное качество или звуковое качество сигнала с расширенной полосой пропускания может быть значительно улучшено.Implementations according to this invention are based on the central idea that a patch with a low spectral density (which means, for example, that the patch includes gaps in comparison with the low-frequency band of the input signal) is combined with a patch with a high spectral density (which means, for example, that the patch includes only a few gaps or does not include gaps at all compared to the low-frequency band of the input signal) to expand the bandwidth of the input signal. Since both patches are generated based on the input signal, high-frequency bandwidth expansion of the low-frequency band of the input signal can provide a good approximation of the original audio signal. Additionally, the first and second patches can be scaled before (by scaling the input signal) or after generation to satisfy the spectral envelope criterion, since the spectral envelope of the original audio signal must be taken into account when restoring the high-frequency band of the input signal. Thus, the subjective quality or sound quality of an extended bandwidth signal can be significantly improved.

В некоторых осуществлениях согласно изобретению первый алгоритм создания «заплат» является гармоническим алгоритмом создания «заплат». Другими словами, первая заплата генерируется так, чтобы только частоты, которые являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала, содержались в первой заплате. Кроме того, второй алгоритм создания «заплат» может быть смешивающим алгоритмом создания «заплат». Это означает, например, что вторая заплата может генерироваться так, чтобы вторая заплата содержала частоты, которые являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала и частот, которые не являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала. Поэтому спектральная плотность второй заплаты выше, чем спектральная плотность первой заплаты. Посредством комбинирования первой заплаты и второй заплаты недостающие частотные линии первой заплаты могут быть заполнены частотными линиями второй заплаты. Таким образом, промежутки гармонического расширения полосы пропускания согласно первому алгоритму создания «заплат» могут быть заполнены второй заплатой, и звуковое качество сигнала с расширенной полосой пропускания может быть значительно улучшено.In some implementations according to the invention, the first patch generation algorithm is a harmonic patch generation algorithm. In other words, the first patch is generated so that only frequencies that are integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal are contained in the first patch. In addition, the second patch generation algorithm may be a mixing patch generation algorithm. This means, for example, that a second patch can be generated so that the second patch contains frequencies that are integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal and frequencies that are not integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal. Therefore, the spectral density of the second patch is higher than the spectral density of the first patch. By combining the first patch and the second patch, the missing frequency lines of the first patch can be filled with the frequency lines of the second patch. Thus, the intervals of harmonic bandwidth expansion according to the first “patch” creation algorithm can be filled with a second patch, and the sound quality of the extended bandwidth signal can be significantly improved.

Некоторые осуществления согласно изобретению касаются устройства для получения сигнала с уменьшенной полосой пропускания, основанного на входном сигнале. Устройство включает определитель данных огибающей спектра, генератор управляющих данных масштабирования заплаты и выходной интерфейс. Определитель данных огибающей спектра формируется, чтобы определить данные огибающей спектра, основанные на высокочастотной полосе входного сигнала. Генератор управляющих данных масштабирования заплаты формируется, чтобы генерировать управляющие данные масштабирования заплаты для масштабирования сигнала с уменьшенной полосой пропускания в декодере, или для масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, генерированный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра. Критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра. Первая заплата генерируется от низкочастотной полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторая заплата генерируется от низкочастотной полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированная согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат». Выходной интерфейс формируется, чтобы объединить низкочастотную полосу входного сигнала, данные огибающей спектра и управляющие данные масштабирования мощности для получения сигнала с уменьшенной полосой пропускания. Далее, выходной интерфейс формируется, чтобы получить сигнал с уменьшенной полосой пропускания для передачи или хранения.Some implementations according to the invention relate to a device for receiving a signal with a reduced bandwidth based on the input signal. The device includes a spectral envelope determinant, a patch scaling control data generator, and an output interface. The spectral envelope data determiner is formed to determine the spectral envelope data based on the high frequency band of the input signal. A patch scaling control data generator is generated to generate patch scrolling control data for scaling a signal with a reduced bandwidth in a decoder, or for scaling a first patch and a second patch with a decoder so that the expanded bandwidth signal generated by the decoder satisfies the spectral envelope criterion. The spectral envelope criterion is based on the data of the spectral envelope. The first patch is generated from the low-frequency band of the signal with a reduced bandwidth according to the first “patch” algorithm, and the second patch is generated from the low-frequency band of the signal with a reduced bandwidth according to the second “patch” algorithm. The spectral density of the second patch generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm. An output interface is configured to combine the low frequency band of the input signal, the spectral envelope data and the power scaling control data to obtain a signal with a reduced bandwidth. Further, an output interface is configured to receive a signal with a reduced bandwidth for transmission or storage.

Некоторые дальнейшие осуществления согласно изобретению касаются звукового сигнала, включающего первую полосу и вторую полосу. Первая полоса представлена данными первого разрешения, и вторая полоса представлена данными второго разрешения. Второе разрешение ниже, чем первое разрешение. Данные второго разрешения основываются на данных огибающей спектра второй полосы и управляющих данных масштабирования заплаты второй полосы для масштабирования звукового сигнала в декодере или для масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, генерированный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра. Критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра. Первая заплата генерируется от первой полосы звукового сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторая заплата генерируется от первой полосы звукового сигнала согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат».Some further implementations according to the invention relate to an audio signal comprising a first band and a second band. The first strip is represented by the first resolution data, and the second strip is represented by the second resolution data. The second resolution is lower than the first resolution. The second resolution data is based on the second-band spectrum envelope data and the second-band patch scaling control data for scaling the audio signal in the decoder or for scaling the first and second patches by the decoder so that the extended bandwidth signal generated by the decoder satisfies the spectral envelope criterion. The spectral envelope criterion is based on the data of the spectral envelope. The first patch is generated from the first strip of the audio signal according to the first patch algorithm, and the second patch is generated from the first strip of the audio signal according to the second patch algorithm. The spectral density of the second patch generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm.

Осуществления согласно изобретению будут впоследствии рассмотрены более детально со ссылкой на приложенные рисунки, в которых:Implementations according to the invention will subsequently be considered in more detail with reference to the attached drawings, in which:

Фиг.1 - блок-схема устройства для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала;Figure 1 - block diagram of a device for generating a signal with extended bandwidth from the input signal;

Фиг.2а - схематическая иллюстрация генерированной первой заплаты;Figure 2a is a schematic illustration of a generated first patch;

Фиг.2b - схематическая иллюстрация генерированной первой и второй заплаты;Fig.2b is a schematic illustration of the generated first and second patches;

Фиг.3а - блок-схема устройства для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала;Figa - block diagram of a device for generating a signal with an expanded bandwidth from the input signal;

Фиг.3b - схематическая иллюстрация синусоидального входного сигнала с ограниченным уровнем;Fig. 3b is a schematic illustration of a limited level sinusoidal input signal;

Фиг.3с - схематическая иллюстрация полуволнового выпрямленного синусоидального входного сигнала;Fig. 3c is a schematic illustration of a half-wave rectified sinusoidal input signal;

Фиг.3d - схематическая иллюстрация волнового выпрямленного синусоидального входного сигнала с ограниченным уровнем;Fig. 3d is a schematic illustration of a wave rectified sinusoidal input signal with a limited level;

Фиг.4 - блок-схема устройства для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала;4 is a block diagram of a device for generating a signal with an expanded bandwidth from the input signal;

Фиг.5а - схематическая иллюстрация выполнения гребенки фильтров фазового вокодера;Fig. 5a is a schematic illustration of a filter bank of a phase vocoder;

Фиг.5b - детальная иллюстрация фильтра фиг.5а;Fig. 5b is a detailed illustration of the filter of Fig. 5a;

Фиг.5с - схематическая иллюстрация манипулирования сигналом с амплитудным кодированием и сигналом с частотным кодированием в канале фильтра фиг.5а;Fig. 5c is a schematic illustration of manipulating a signal with amplitude coding and a signal with frequency coding in the filter channel of Fig. 5a;

Фиг.6 - схематическая иллюстрация выполнения преобразования фазового вокодера;6 is a schematic illustration of a phase vocoder transform;

Фиг.7 - блок-схема устройства для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала;7 is a block diagram of a device for generating a signal with an expanded bandwidth from the input signal;

Фиг.8 - блок-схема устройства для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала;Fig. 8 is a block diagram of an apparatus for generating an extended bandwidth signal from an input signal;

Фиг.9 - блок-схема устройства для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала;Fig.9 is a block diagram of a device for generating a signal with an expanded bandwidth from the input signal;

Фиг.10 - блок-схема устройства для получения сигнала с уменьшенной полосой пропускания, основанного на входном сигнале;Figure 10 is a block diagram of a device for receiving a signal with a reduced bandwidth based on the input signal;

Фиг.11 - блок-схема способа генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала;11 is a flowchart of a method for generating an extended bandwidth signal from an input signal;

Фиг.12 - блок-схема способа получения сигнала с уменьшенной полосой пропускания, основанного на входном сигнале;12 is a flowchart of a method for obtaining a signal with a reduced bandwidth based on an input signal;

Фиг.13 - схематическая иллюстрация известного алгоритма расширения полосы пропускания.13 is a schematic illustration of a known bandwidth expansion algorithm.

В дальнейшем те же самые номера ссылки частично используются для объектов и функциональных узлов, имеющих те же самые или подобные функциональные свойства, и их описание относительно номера должно применяться также к другим номерам, чтобы уменьшить избыточность в описании осуществлений.Hereinafter, the same reference numbers are partially used for objects and functional units having the same or similar functional properties, and their description regarding the number should also be applied to other numbers in order to reduce redundancy in the description of implementations.

Фиг.1 показывает блок-схему устройства 100 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания 122 для входного сигнала 102 согласно осуществлению изобретения. Входной сигнал 102 представлен для первой полосы данными первого разрешения и для второй полосы данными второго разрешения; второе разрешение ниже, чем первое разрешение. Устройство 100 включает генератор заплат 110, соединенный с объединителем 120. Генератор заплат 120 генерирует первую заплату 112 от первой полосы входного сигнала 102 согласно первому алгоритму создания «заплат» и генерирует вторую заплату 114 от первой полосы входного сигнала 102 согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты 114, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты 112, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат». Объединитель 120 объединяет первую заплату 112, вторую заплату 114 и первую полосу входного сигнала 102, чтобы получить сигнал с расширенной полосой пропускания 122. Далее, устройство 100 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания 122 масштабирует входной сигнал 102 согласно первому алгоритму создания «заплат» и согласно второму алгоритму создания «заплат» или масштабирует первую заплату 112 и вторую заплату 114 так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания 122 удовлетворял критерию огибающей спектра.FIG. 1 shows a block diagram of an apparatus 100 for generating an extended bandwidth signal 122 for an input signal 102 according to an embodiment of the invention. An input signal 102 is provided for the first band with first resolution data and for the second band with second resolution data; the second resolution is lower than the first resolution. The device 100 includes a patch generator 110 connected to a combiner 120. A patch generator 120 generates a first patch 112 from a first strip of an input signal 102 according to a first patch generating algorithm and generates a second patch 114 from a first strip of an input signal 102 according to a second patch generating algorithm . The spectral density of the second patch 114 generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch 112 generated according to the first patch creation algorithm. The combiner 120 combines the first patch 112, the second patch 114, and the first strip of the input signal 102 to obtain an extended bandwidth signal 122. Next, the device 100 for generating the extended bandwidth signal 122 scales the input signal 102 according to the first “patch” generation algorithm and according to the second “patch” creation algorithm, or scales the first patch 112 and the second patch 114 so that the signal with the extended passband 122 satisfies the spectral envelope criterion.

Спектральная плотность означает, например, плотность различных частот или частотных линий в пределах частотного диапазона. Например, частотный диапазон от 0 Гц до 10 кГц, включающий частотные части с частотами 4 кГц и 8 кГц, имеет более низкую спектральную плотность, чем тот же самый частотный диапазон, включающий частотные части с частотами 2 кГц, 4 кГц, 6 кГц, 8 кГц и 10 кГц. Так как спектральная плотность первой заплаты 112 ниже, чем спектральная плотность второй заплаты 114, первая заплата 112 включает промежутки по сравнению со второй заплатой 114. Поэтому вторая заплата 114 может использоваться для заполнения этих промежутков. Так как обе заплаты основываются на первой полосе входного сигнала 102, обе заплаты связаны с характеристикой оригинального сигнала, соответствующего входному сигналу 102. Поэтому сигнал с расширенной полосой пропускания 122 может быть хорошей аппроксимацией оригинального сигнала, и субъективное качество или звуковое качество сигнала с расширенной полосой пропускания 122 может быть значительно улучшено при использовании описанной концепции. Таким образом, больше энергии может быть распределено между остающимися линиями и, например, можно избежать неестественного звука.Spectral density means, for example, the density of different frequencies or frequency lines within a frequency range. For example, a frequency range from 0 Hz to 10 kHz, including frequency parts with frequencies of 4 kHz and 8 kHz, has a lower spectral density than the same frequency range, including frequency parts with frequencies of 2 kHz, 4 kHz, 6 kHz, 8 kHz and 10 kHz. Since the spectral density of the first patch 112 is lower than the spectral density of the second patch 114, the first patch 112 includes gaps in comparison with the second patch 114. Therefore, the second patch 114 can be used to fill these gaps. Since both patches are based on the first band of the input signal 102, both patches are associated with the characteristic of the original signal corresponding to the input signal 102. Therefore, the signal with extended passband 122 can be a good approximation of the original signal, and the subjective quality or sound quality of the signal with extended passband 122 can be greatly improved by using the described concept. Thus, more energy can be distributed between the remaining lines and, for example, unnatural sound can be avoided.

Например, первый алгоритм создания «заплат» может быть гармоническим алгоритмом создания «заплат». Поэтому генератор заплат 110 может генерировать первую заплату 112, включающую только частоты, которые являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала 102. Гармоническое расширение полосы пропускания может обеспечить хорошую аппроксимацию тональной структуры оригинального сигнала, но этот алгоритм создания «заплат» оставит промежутки между гармоническими частотами. Эти промежутки могут быть заполнены второй заплатой. Например, второй алгоритм создания «заплат» может быть смешивающим алгоритмом создания «заплат», что означает, что генератор заплат 110 может генерировать вторую заплату 114, включающую целые кратные частот первой полосы входного сигнала 102 (гармонические частоты) и частоты, которые не являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала 102 (негармонические частоты). Негармонические частоты могут использоваться для заполнения промежутков первой заплаты 112. Можно также объединить целую вторую заплату 114 (включая гармонические частоты) с первой заплатой 112. В этом примере усиление гармонических частот в результате соединения гармонических частотных частей первой заплаты 112 и второй заплаты 114 может приниматься во внимание соответствующим масштабированием первой заплаты 112 и/или второй заплаты 114.For example, the first patch creation algorithm may be a harmonic patch creation algorithm. Therefore, the patch generator 110 can generate a first patch 112 including only frequencies that are integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal 102. Harmoniously expanding the bandwidth can provide a good approximation of the tonal structure of the original signal, but this “patch” algorithm will leave gaps between the harmonic frequencies . These spaces may be filled with a second patch. For example, the second patch generation algorithm may be a patch patch mixing algorithm, which means that the patch generator 110 can generate a second patch 114 including integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal 102 (harmonic frequencies) and frequencies that are not integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal 102 (non-harmonic frequencies). Non-harmonic frequencies can be used to fill the gaps of the first patch 112. You can also combine the whole second patch 114 (including harmonic frequencies) with the first patch 112. In this example, the amplification of harmonic frequencies as a result of combining the harmonic frequency parts of the first patch 112 and the second patch 114 can be taken into attention by appropriately scaling the first patch 112 and / or the second patch 114.

Первая заплата 112 и вторая заплата 114 включают, по крайней мере, частично тот же самый частотный диапазон. Например, первая заплата 112 включает частотный диапазон от 4 кГц до 8 кГц, а вторая заплата 114 включает частотный диапазон от 6 кГц до 10 кГц. В некоторых осуществлениях согласно изобретению подавленная НЧ-составляющая частоты первой заплаты равна подавленной НЧ-составляющей частоты второй заплаты, а подавленная ВЧ-составляющая частоты первой заплаты 112 равна подавленной ВЧ-составляющей частоты второй заплаты 114. Например, обе заплаты включают частотный диапазон от 4 кГц до 8 кГц.The first patch 112 and the second patch 114 include at least partially the same frequency range. For example, the first patch 112 includes a frequency range from 4 kHz to 8 kHz, and the second patch 114 includes a frequency range from 6 kHz to 10 kHz. In some embodiments of the invention, the suppressed low frequency component of the frequency of the first patch is equal to the suppressed low frequency component of the frequency of the second patch, and the suppressed high frequency component of the frequency of the first patch 112 is equal to the high frequency suppressed component of the second patch 114. For example, both patches include a frequency range from 4 kHz up to 8 kHz.

Фиг.2а и 2b показывают пример первой заплаты 112 согласно первому алгоритму создания «заплат» 212 и второй заплаты 114 согласно второму алгоритму создания «заплат» 214. Для лучшей иллюстрации фиг.2а показывает только первые заплаты 112, и фиг.2b показывает первые заплаты 112 и соответствующие вторые заплаты 114. Фиг.2а иллюстрирует пример 200 для первой полосы 202 входного сигнала 102 и двух первых заплат 112, генерированных согласно первому алгоритму создания «заплат» 212. В этом примере заплата включает ту же самую полосу пропускания, что и первая полоса 202 входного сигнала 102. Полоса пропускания может также быть различной. Подавленная ВЧ-составляющая 220 первой полосы 202 входного сигнала 102 обозначена частотой «Xover» (частота разделения). В примере, показанном на фиг.2а, заплаты начинаются на частоте, равной кратному частоты разделения Xover 220. Частотные линии в пределах первых заплат 112 являются целыми кратными частотных линий первой полосы 202 входного сигнала 102 и могут, например, генерироваться фазовым вокодером. Эти первые заплаты 112 включают промежутки в показателях недостающих частотных линий по сравнению с первой полосой 202 входного сигнала 102.Figures 2a and 2b show an example of a first patch 112 according to the first patch creation algorithm 212 and a second patch 114 according to the second patch creation algorithm 214. For a better illustration, FIG. 2a shows only the first patches 112, and FIG. 2b shows the first patches 112 and corresponding second patches 114. FIG. 2a illustrates an example 200 for a first strip 202 of an input signal 102 and two first patches 112 generated according to a first “patch” generating algorithm 212. In this example, the patch includes the same bandwidth as the first lane 202 in a single signal 102. The bandwidth may also be different. The suppressed RF component 220 of the first band 202 of the input signal 102 is indicated by a frequency of “Xover” (crossover frequency). In the example shown in FIG. 2a, patches start at a frequency equal to a multiple of the crossover frequency of Xover 220. The frequency lines within the first patches 112 are integer multiples of the frequency lines of the first band 202 of the input signal 102 and can, for example, be generated by a phase vocoder. These first patches 112 include gaps in terms of missing frequency lines compared to the first strip 202 of the input signal 102.

Фиг.2b дополнительно показывает пример 250 двух соответствующих вторых заплат 114. Эти заплаты генерируются согласно второму алгоритму создания «заплат» 214 и включают гармонические и негармонические частоты. Негармонические частотные линии могут использоваться для заполнения промежутков первых заплат 112. Частотные линии вторых заплат 114 могут генерироваться, например, нелинейным искажением.FIG. 2b further shows an example 250 of two corresponding second patches 114. These patches are generated according to the second patching algorithm 214 and include harmonic and non-harmonic frequencies. Non-harmonic frequency lines can be used to fill the gaps of the first patches 112. The frequency lines of the second patches 114 can be generated, for example, by non-linear distortion.

Таким образом, промежутки могут заполняться не произвольно как, например, при заполнении промежутков шумом. Промежутки заполняются, основываясь на данных первого разрешения первой полосы входного сигнала и, следовательно, основываясь на оригинальном сигнале.Thus, the gaps can be filled not arbitrarily, as, for example, when filling the gaps with noise. The gaps are filled based on the first resolution data of the first band of the input signal and, therefore, based on the original signal.

Первая полоса входного сигнала 102 может представлять, например, низкочастотную полосу оригинального звукового сигнала, кодируемого с высоким разрешением. Вторая полоса входного сигнала 102 может представлять, например, высокочастотную полосу оригинального звукового сигнала и может квантоваться одним или несколькими параметрами как, например, данные огибающей спектра, данные о шуме и/или недостающие гармонические данные с низким разрешением. Оригинальный звуковой сигнал может быть, например, звуковым сигналом, зарегистрированным микрофоном до обработки или кодирования.The first strip of the input signal 102 may represent, for example, the low frequency band of the original high resolution encoded audio signal. The second band of the input signal 102 may represent, for example, a high-frequency band of the original audio signal and may be quantized by one or more parameters such as spectrum envelope data, noise data, and / or missing low-resolution harmonic data. The original audio signal may be, for example, an audio signal recorded by a microphone prior to processing or encoding.

Масштабирование входного сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат» и согласно второму алгоритму создания «заплат» означает, например, что входной сигнал масштабируется один раз согласно первому алгоритму создания «заплат» прежде, чем генерируется первая заплата, и затем первая заплата генерируется, основываясь на масштабированном входном сигнале, и что входной сигнал масштабируется один раз согласно второму алгоритму создания «заплат» прежде, чем генерируется вторая заплата, и затем вторая заплата генерируется, основываясь на масштабированном входном сигнале, так, чтобы после объединения первой заплаты, второй заплаты и первой полосы входного сигнала сигнал с расширенной полосой пропускания удовлетворял критерию огибающей спектра. Альтернативно, первая заплата и вторая заплата масштабируются после их генерирования так, что сигнал с расширенной полосой пропускания также удовлетворяет критерию огибающей спектра. Также возможно масштабирование входного сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат» и согласно второму алгоритму создания «заплат» вместе с масштабированием первой заплаты и второй заплаты.Scaling the input signal according to the first patch creation algorithm and according to the second patch creation algorithm means, for example, that the input signal is scaled once according to the first patch creation algorithm before the first patch is generated, and then the first patch is generated based on a scaled input signal, and that the input signal is scaled once according to the second “patch” algorithm before the second patch is generated, and then the second patch is generated, basing Referring to the scaled input signal, so that after combination of the first patch, the second patch and the first band input signal with extended bandwidth satisfy the spectral envelope criterion. Alternatively, the first patch and the second patch are scaled after they are generated so that the extended bandwidth signal also satisfies the spectral envelope criterion. It is also possible to scale the input signal according to the first “patch” creation algorithm and according to the second “patch” creation algorithm together with scaling of the first patch and the second patch.

Объединитель 120 может быть, например, сумматором, а сигнал с расширенной полосой пропускания 122 может быть взвешенной суммой первой заплаты 112, второй заплаты 114 и первой полосы входного сигнала 102.Combiner 120 may be, for example, an adder, and the extended bandwidth signal 122 may be the weighted sum of the first patch 112, the second patch 114, and the first strip of the input signal 102.

Удовлетворение критерию огибающей спектра означает, например, что огибающая спектра сигнала с расширенной полосой пропускания основывается на данных огибающей спектра, содержащихся во входном сигнале. Данные огибающей спектра могут генерироваться кодирующим устройством и могут представлять вторую полосу оригинального сигнала. Таким образом, огибающая спектра сигнала с расширенной полосой пропускания может быть хорошей аппроксимацией огибающей спектра оригинального сигнала.Satisfying the spectral envelope criterion means, for example, that the spectral envelope of the extended bandwidth signal is based on the data of the spectral envelope contained in the input signal. Spectral envelope data may be generated by an encoder and may represent a second band of the original signal. Thus, the spectral envelope of an extended bandwidth signal can be a good approximation of the spectral envelope of the original signal.

Устройство 100 может также включать основной декодер для декодирования первой полосы входного сигнала 102.The device 100 may also include a main decoder for decoding the first strip of the input signal 102.

Генератор заплат 110 и объединитель 120 могут быть, например, специально разработанными аппаратными средствами или частью процессора или микроконтроллера, или могут быть компьютерной программой, формируемой для запуска на компьютере или микроконтроллере. Устройство 100 может быть частью декодера или звукового декодера.The patch generator 110 and combiner 120 may, for example, be specially designed hardware or part of a processor or microcontroller, or may be a computer program configured to run on a computer or microcontroller. The device 100 may be part of a decoder or audio decoder.

Фиг.3а показывает блок-схему устройства 300 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания 122 от входного сигнала 102 согласно осуществлению изобретения. В этом примере генератор заплат 110 включает фазовый вокодер 310 для генерирования первой заплаты и ограничитель амплитуды 320 для того, чтобы генерировать вторую заплату 114. Фазовый вокодер 310 и ограничитель амплитуды 320 соединены с объединителем 120. Фазовый вокодер 310 может расширять первую полосу входного звукового сигнала 102 для генерирования первой заплаты 112, включающей гармонические частоты. На этапе нелинейной обработки ограничитель амплитуды 320 может ограничивать входной сигнал 102, чтобы генерировать вторую заплату 114, включающую гармонические и негармонические частоты. Альтернативно ограничителю амплитуды 320 также полуволновый выпрямитель, волновой выпрямитель, микшер или диод, используемые в квадратной области характеристической кривой, могут использоваться для генерирования негармонических частот, основанных на входном сигнале 102, на стадии нелинейной обработки.FIG. 3a shows a block diagram of an apparatus 300 for generating an extended bandwidth signal 122 from an input signal 102 according to an embodiment of the invention. In this example, patch generator 110 includes a phase vocoder 310 for generating a first patch and an amplitude limiter 320 to generate a second patch 114. Phase vocoder 310 and amplitude limiter 320 are connected to combiner 120. Phase vocoder 310 can expand the first strip of audio input signal 102 to generate a first patch 112 including harmonic frequencies. In the non-linear processing step, an amplitude limiter 320 may limit the input signal 102 to generate a second patch 114 including harmonic and non-harmonic frequencies. Alternative to the amplitude limiter 320, also a half-wave rectifier, wave rectifier, mixer or diode used in the square region of the characteristic curve can be used to generate non-harmonic frequencies based on the input signal 102, in the non-linear processing stage.

Фиг.3b, 3с и 3d показывают примеры сигнала с ограничением уровня и/или выпрямленного входного сигнала 102 для генерирования негармонических частот. Фиг.3b показывает схематическую иллюстрацию 350 синусоидального входного сигнала с ограничением уровня 102. При ограничении сигнала появляются точки разрыва в форме резких изменений наклона сигнала 380, и генерируются гармонические и негармонические части с более высокими частотами.3b, 3c and 3d show examples of a level-limited signal and / or a rectified input signal 102 for generating non-harmonic frequencies. Fig. 3b shows a schematic illustration 350 of a sinusoidal input signal with a level limit of 102. When the signal is limited, break points appear in the form of sharp changes in the slope of the signal 380, and harmonic and non-harmonic parts with higher frequencies are generated.

Альтернативно, фиг.3с показывает схематическую иллюстрацию 360 полуволнового выпрямленного синусоидального входного сигнала 102, также вызывающего точки разрыва 380.Alternatively, FIG. 3c shows a schematic illustration 360 of a half-wave rectified sinusoidal input signal 102 also causing break points 380.

Далее, возможна комбинация ограничения и выпрямления. Фиг.3d показывает схематическую иллюстрацию 370 сигнала с ограничением уровня и волнового выпрямленного синусоидального входного сигнала 102, вызывающего различные точки разрыва 380.Further, a combination of restriction and rectification is possible. FIG. 3d shows a schematic illustration 370 of a level-limiting signal and a wave rectified sinusoidal input signal 102, causing various break points 380.

При ограничении и/или выпрямлении или применении других способов нелинейной обработки производящей точки разрыва 380 может генерироваться широкий спектр различных частот. Поэтому заплата, генерированная согласно такому алгоритму создания «заплат», может иметь высокую спектральную плотность.By limiting and / or rectifying or using other non-linear processing methods of the producing break point 380, a wide range of different frequencies can be generated. Therefore, a patch generated according to such a patch creation algorithm may have a high spectral density.

Фиг.4 показывает блок-схему устройства 400 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания 122 от входного сигнала 102 согласно осуществлению изобретения. Устройство 400 подобно устройству, показанному на фиг.3а, но дополнительно включает селектор спектральных линий 410. Фазовый вокодер 310 и ограничитель амплитуды 320 соединены с селектором спектральных линий 410, а селектор спектральных линий 410 соединен с объединителем 120. Селектор спектральных линий 410 может выбрать множество частотных линий второй заплаты 114, чтобы получить измененную вторую заплату 414, которая может быть дополнительной к первой заплате. Частотная линия второй заплаты 114 может быть выбрана, если отсутствует соответствующая частотная линия первой заплаты 112. Другими словами, селектор спектральных линий 410 выбирает частотные линии второй заплаты 114 для заполнения промежутков первой заплаты 112 и может игнорировать частоты второй заплаты 114, уже содержащиеся в первой заплате 112. Таким образом, измененная вторая заплата 414 может включать промежутки в частотах, уже содержащихся в первой заплате 112.4 shows a block diagram of an apparatus 400 for generating an extended bandwidth signal 122 from an input signal 102 according to an embodiment of the invention. The device 400 is similar to the device shown in FIG. 3a, but further includes a spectral line selector 410. A phase vocoder 310 and an amplitude limiter 320 are connected to a spectral line selector 410, and a spectral line selector 410 is connected to a combiner 120. The spectral line selector 410 can select multiple frequency lines of the second patch 114 to obtain an altered second patch 414, which may be additional to the first patch. The frequency line of the second patch 114 can be selected if there is no corresponding frequency line of the first patch 112. In other words, the spectral line selector 410 selects the frequency lines of the second patch 114 to fill the gaps of the first patch 112 and can ignore the frequencies of the second patch 114 already in the first patch 112. Thus, the modified second patch 414 may include gaps in the frequencies already contained in the first patch 112.

В этом примере объединитель 120 объединяет первую заплату 112, измененную вторую заплату 414 и первую полосу входного сигнала 102.In this example, combiner 120 combines the first patch 112, the modified second patch 414, and the first strip of the input signal 102.

Селектор спектральных линий 410 может быть, например, частью генератора заплат 110 (как показано на фиг.4) или отдельным узлом.The spectral line selector 410 may be, for example, part of a patch generator 110 (as shown in FIG. 4) or a separate unit.

В дальнейшем со ссылкой на Фиг.5 и 6 показаны возможные исполнения фазового вокодера 310 согласно данному изобретению. Фиг.5а показывает исполнение гребенки фильтров фазового вокодера, где звуковой сигнал подается на вход 500 и получается на выходе 510. В частности, каждый канал схематической гребенки фильтров, проиллюстрированной на фиг.5а, включает полосовой фильтр 501 и последующий осциллятор 502. Выходные сигналы всех осцилляторов из каждого канала объединяются объединителем, который, например, исполняется как сумматор и обозначается цифрой 503, чтобы получить выходной сигнал. Каждый фильтр 501 осуществляется таким образом, что он обеспечивает сигнал с амплитудным кодированием с одной стороны и сигнал с частотным кодированием с другой стороны. Сигнал с амплитудным кодированием и сигнал с частотным кодированием - сигналы времени, иллюстрирующие увеличение амплитуды в фильтре 501 с течением времени, в то время как сигнал с частотным кодированием представляет увеличение частоты сигнала, отфильтрованного фильтром 501.Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6, possible embodiments of a phase vocoder 310 according to the present invention are shown. Fig. 5a shows a design of a filter bank of a phase vocoder, where an audio signal is input 500 and is output 510. In particular, each channel of the schematic filter bank illustrated in Fig. 5a includes a bandpass filter 501 and a subsequent oscillator 502. The output signals of all oscillators from each channel are combined by a combiner, which, for example, is executed as an adder and is indicated by the number 503 to obtain an output signal. Each filter 501 is implemented in such a way that it provides an amplitude-coded signal on the one hand and a frequency-coded signal on the other. The amplitude-coded signal and the frequency-coded signal are time signals illustrating the increase in amplitude in the filter 501 over time, while the frequency-coded signal represents an increase in the frequency of the signal filtered by the filter 501.

Схематическое устройство фильтра 501 проиллюстрировано на фиг.5b. Каждый фильтр 501 фиг.5а может быть расположен как на фиг.5b, где, однако, только частоты fi, подаваемые двум входным микшерам 551 и сумматору 552, отличаются от канала к каналу. Микшированные выходные сигналы микшеров 551 оба отфильтрованы фильтрами нижних частот 553, где сигналы нижних частот различны, поскольку они были генерированы частотами местного осциллятора (частоты LO), которые не совпадают по фазе на 90°. Верхний фильтр нижних частот 553 обеспечивает квадратурный сигнал 554, в то время как нижний фильтр 553 обеспечивает совпадающий по фазе сигнал 555. Эти два сигнала, то есть Q и I, поставляются координатному преобразователю 556, который генерирует амплитудно-фазовое представление от прямоугольного представления. Магнитудный сигнал или амплитудный сигнал соответственно фиг.5а с течением времени выводится на выходе 557. Фазовый сигнал поставляется устройству для развертывания фазы 558. На выходе элемента 558 больше нет никакого фазового значения, которое всегда находится между 0 и 360°, но имеется фазовое значение, которое линейно увеличивается. Это «развернутое» фазовое значение поставляется фазовому/частотному преобразователю 559, который может, например, быть исполнен как простой калькулятор разности фаз, который вычитает фазу предыдущей точки во времени из фазы в данной точке во времени, чтобы получить частотное значение для данной точки во времени, или любые другие средства для получения аппроксимации фазовой производной. Это частотное значение добавляется к постоянному частотному значению fi канала фильтра i, чтобы получить изменяющееся во времени частотное значение на выходе 560. Частотное значение на выходе 560 имеет постоянную составляющую, равную fi, и переменную составляющую, равную девиации частоты, на которую данная частота сигнала в канале фильтра отклоняется от средней частоты fi.A schematic diagram of a filter 501 is illustrated in FIG. 5b. Each filter 501 of FIG. 5a can be located as in FIG. 5b, where, however, only the frequencies f i supplied to the two input mixers 551 and the adder 552 differ from channel to channel. The mixed outputs of the mixers 551 are both filtered by low-pass filters 553, where the low-frequency signals are different because they were generated by the local oscillator frequencies (LO frequencies), which are 90 ° out of phase. The upper lowpass filter 553 provides a quadrature signal 554, while the lower filter 553 provides a phase-matching signal 555. These two signals, that is, Q and I, are supplied to a coordinate transformer 556, which generates an amplitude-phase representation from a rectangular representation. 5a, the magnitude signal or amplitude signal is output over time at the output 557. A phase signal is supplied to the device for unfolding phase 558. At the output of element 558 there is no longer any phase value that is always between 0 and 360 °, but there is a phase value, which increases linearly. This “expanded” phase value is supplied to the phase / frequency converter 559, which, for example, can be implemented as a simple phase difference calculator that subtracts the phase of the previous point in time from the phase at a given point in time to obtain the frequency value for a given point in time , or any other means to obtain an approximation of the phase derivative. This frequency value is added to the constant frequency value f i of the filter channel i to obtain a time-varying frequency value at the output 560. The frequency value at the output 560 has a constant component equal to f i and a variable component equal to the frequency deviation at which this frequency the signal in the filter channel deviates from the average frequency f i .

Таким образом, как проиллюстрировано на Фиг.5а и 5b, фазовый вокодер достигает разделения спектральной информации и временной информации. Спектральная информация содержится в специальном канале или в частоте fi, которая обеспечивает прямую часть частоты для каждого канала, в то время как временная информация содержится в девиации частоты или в эволюции магнитуды с течением времени соответственно.Thus, as illustrated in FIGS. 5a and 5b, the phase vocoder achieves the separation of spectral information and time information. The spectral information is contained in a special channel or in the frequency f i , which provides a direct part of the frequency for each channel, while the temporal information is contained in the frequency deviation or in the evolution of magnitude over time, respectively.

Фиг.5с показывает манипуляцию, как она выполняется, для генерирования первой заплаты согласно изобретению, в частности посредством использования фазового вокодера 310 и, более подробно, вставленного там, где расположены пунктирные линии проиллюстрированной схемы на фиг.5а.Fig. 5c shows the manipulation of how it is performed to generate the first patch according to the invention, in particular by using a phase vocoder 310 and, in more detail, inserted where the dashed lines of the illustrated circuit in Fig. 5a are located.

Для масштабирования времени, например, амплитудные сигналы A(t) в каждом канале или частоте сигналов f(t) в каждом канале могут быть уменьшены в 10 раз или интерполированы. В целях перемещения, поскольку это полезно для данного изобретения, выполняется интерполяция, то есть временное расширение или распространение сигналов A(t) и f(t), чтобы получить сигналы распространения A'(t) и f(t), где интерполяция регулируется фактором распространения 598. Фактор распространения может быть отобран, например, так, чтобы фазовый вокодер генерировал гармонические частоты. Посредством интерполирования фазового изменения, то есть значения перед дополнением постоянной частоты сумматором 552, частота каждого индивидуального осциллятора 502 на фиг.5а не меняется. Временное изменение полного звукового сигнала замедляется, однако, фактором 2. В результате получается распространенный во времени тон, имеющий оригинальный основной тон, то есть оригинальную основную волну с ее гармониками.To scale the time, for example, the amplitude signals A (t) in each channel or the frequency of the signals f (t) in each channel can be reduced by 10 times or interpolated. In order to move, since it is useful for the present invention, interpolation is performed, i.e., temporarily expanding or propagating the signals A (t) and f (t) to obtain propagation signals A '(t) and f (t), where the interpolation is controlled by a factor Propagation 598. The propagation factor can be selected, for example, so that the phase vocoder generates harmonic frequencies. By interpolating the phase change, that is, the value before adding the constant frequency to the adder 552, the frequency of each individual oscillator 502 in FIG. 5a does not change. A temporary change in the overall sound signal is slowed down, however, by factor 2. The result is a time-distributed tone that has an original main tone, that is, the original main wave with its harmonics.

Посредством выполнения обработки сигнала, проиллюстрированной на фиг.5с, звуковой сигнал может быть сокращен до его оригинальной длительности, например, посредством децимации фактора 2, в то время как все частоты одновременно удваиваются. Это приводит к перемещению основного тона фактором 2, где, однако, получается звуковой сигнал, который имеет ту же самую длину, что и оригинальный звуковой сигнал, то есть то же самое число сэмплов.By performing the signal processing illustrated in FIG. 5c, the audio signal can be reduced to its original duration, for example, by decimating factor 2, while all frequencies are doubled at the same time. This leads to the movement of the fundamental tone by factor 2, where, however, an audio signal is obtained that has the same length as the original audio signal, that is, the same number of samples.

В качестве альтернативы выполнению гребенки фильтров, проиллюстрированной на фиг.5а, может также выполняться преобразование фазового вокодера, как изображено на фиг.6. Здесь, звуковой сигнал 698 подается в процессор FFT, или более широко, в процессор кратковременного преобразования Фурье (STFT) 600 в качестве последовательности временных выборок. Процессор FFT 600 осуществляется, чтобы выполнить временную обработку звукового сигнала методом окна, чтобы затем посредством последующего FFT вычислить магнитудный спектр и также фазовый спектр, где это вычисление выполняется для последовательных спектров, которые соединены с блоками звукового сигнала, которые сильно перекрываются.As an alternative to performing the filter bank illustrated in FIG. 5 a, phase vocoder conversion may also be performed as shown in FIG. 6. Here, an audio signal 698 is supplied to the FFT processor, or more generally, to the short-term Fourier transform processor (STFT) 600 as a sequence of time samples. The FFT 600 processor is implemented to temporarily process the audio signal by the window method, and then, using the subsequent FFT, calculate the magnitude spectrum and also the phase spectrum, where this calculation is performed for successive spectra that are connected to blocks of the audio signal that overlap strongly.

В крайнем случае для каждого нового сэмпла звукового сигнала может быть вычислен новый спектр, где новый спектр также может быть вычислен, например, только для каждого двадцатого нового сэмпла. Это расстояние 'а' в сэмплах между двумя спектрами предпочтительно производится контроллером 602. Контроллер 602 далее осуществляется, чтобы снабжать процессор IFFT (быстрое обратное преобразование Фурье) 604, который осуществляется, чтобы выполнять операцию наложения - добавления. В частности, процессор IFFT 604 осуществляется таким образом, что он выполняет обратное кратковременное преобразование Фурье посредством выполнения одного IFFT на спектр, основанный на магнитудном спектре и фазовом спектре, чтобы затем выполнить операцию наложения - добавления, чтобы получить результирующий временной сигнал. Операция наложения - добавления выполняется, чтобы устранить блокирующее действие, введенное окном анализа.In the extreme case, a new spectrum can be calculated for each new sample of the sound signal, where a new spectrum can also be calculated, for example, only for every twentieth new sample. This distance 'a' in the samples between the two spectra is preferably made by the controller 602. The controller 602 is further implemented to provide an IFFT (fast inverse Fourier transform) processor 604, which is implemented to perform the superimposing-adding operation. In particular, the IFFT 604 processor is implemented in such a way that it performs the inverse short-term Fourier transform by performing one IFFT per spectrum based on the magnitude spectrum and phase spectrum, in order to then perform the superimposing-adding operation to obtain the resulting time signal. The overlay - add operation is performed to eliminate the blocking action entered by the analysis window.

Временное распространение сигнала времени достигается расстоянием 'b' между двумя спектрами, поскольку они обрабатываются процессором IFFT 604, которое больше, чем расстояние 'а' между спектрами, используемыми при генерировании спектров FFT. Основная идея состоит в том, чтобы распространить звуковой сигнал посредством простого размещения обратных FFT дальше друг от друга, чем анализирующих FFTs. В результате спектральные изменения в синтезируемом звуковом сигнале происходят более медленно, чем в оригинальном звуковом сигнале.Temporal propagation of the time signal is achieved by the distance 'b' between the two spectra, since they are processed by the IFFT 604 processor, which is greater than the distance 'a' between the spectra used to generate the FFT spectra. The basic idea is to propagate the audio signal by simply placing the inverse FFTs farther apart than the analyzing FFTs. As a result, spectral changes in the synthesized sound signal occur more slowly than in the original sound signal.

Без изменения фазового масштаба в блоке 606 это, однако, приведет к возникновению частотных артефактов. Когда, например, рассматривается один единственный элемент разрешения по частоте, для которого выполняются последовательные фазовые значения в 45°, это подразумевает, что сигнал в пределах этой гребенки фильтров увеличивается по фазе со скоростью 1/8 цикла, то есть 45° на временной интервал, где временной интервал является временным интервалом между последовательными FFTs. Если теперь обратные FFTs располагаются дальше друг от друга, это означает, что 45° увеличение фазы происходит на более длинном временном интервале. Это означает, что частота этой части сигнала была непреднамеренно изменена. Чтобы устранить этот артефакт, изменяется масштаб фазы посредством того же самого фактора, которым звуковой сигнал распространялся во времени. Фаза каждого спектрального значения FFT, таким образом, увеличивается на фактор b/а так, чтобы устранить эту непреднамеренную модификацию частоты.Without changing the phase scale in block 606, however, this will lead to the occurrence of frequency artifacts. When, for example, one single frequency resolution element is considered for which successive phase values of 45 ° are performed, this implies that the signal within this filter bank increases in phase at a rate of 1/8 cycle, i.e. 45 ° per time interval, where the time interval is the time interval between successive FFTs. If the reverse FFTs are now located farther apart, this means that a 45 ° increase in phase occurs over a longer time interval. This means that the frequency of this part of the signal has been unintentionally changed. To eliminate this artifact, the phase scale is changed by the same factor by which the audio signal propagated in time. The phase of each FFT spectral value is thus increased by a factor b / a so as to eliminate this unintended frequency modification.

В то время, как в осуществлении, проиллюстрированном на фиг.5с, распространение посредством интерполяции управляющих сигналов амплитуды/частоты было достигнуто для одного осциллятора сигналов в выполнении гребенки фильтров фиг.5а, распространение на фиг.6 достигается расстоянием между двумя спектрами IFFT, которое больше, чем расстояние между двумя спектрами FFT, то есть 'b' больше, чем 'а', где, однако, для предотвращения появления артефакта выполняется изменение масштаба фазы согласно отношению 'b/а'. Расстояние 'b' может быть выбрано, например, так, чтобы фазовый вокодер генерировал гармонические частоты.While in the embodiment illustrated in FIG. 5c, the propagation by interpolation of the amplitude / frequency control signals was achieved for one signal oscillator in the filter bank of FIG. 5a, the propagation in FIG. 6 is achieved by the distance between the two IFFT spectra, which is greater than the distance between the two FFT spectra, that is, 'b' is greater than 'a', where, however, to prevent the appearance of an artifact, the phase scale is changed according to the ratio 'b / a'. The distance 'b' can be chosen, for example, so that the phase vocoder generates harmonic frequencies.

Фиг.7 показывает блок-схему устройства 700 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания 122 от входного сигнала 102 согласно осуществлению изобретения. Устройство 700 подобно устройству, показанному на фиг.1, но включает регулятор мощности 710, первое устройство регулирования мощности 720 и второе устройство регулирования мощности 730. Регулятор мощности 710 соединен с первым устройством регулирования мощности 720 и со вторым устройством регулирования мощности 730. Первое устройство регулирования мощности 720 и второе устройство регулирования мощности 730 соединены с генератором заплат 110. Регулятор мощности 710 может управлять масштабированием входного сигнала согласно первому и второму алгоритму создания «заплат», основанному на данных огибающей спектра, содержащихся во входном сигнале, и основанному на управляющих данных масштабирования заплат, содержащихся во входном сигнале. Альтернативно, вместо управляющих данных масштабирования заплаты, содержащихся во входном сигнале, может использоваться, по крайней мере, один сохраненный параметр управления масштабированием заплаты. Параметр управления масштабированием заплаты может сохраняться в памяти параметра управления масштабированием заплаты, которая может быть частью регулятора мощности 710 или отдельным узлом. Первое устройство регулирования мощности 720 может масштабировать входной сигнал 102 согласно первому алгоритму создания «заплат», и второе устройство регулирования мощности 730 может масштабировать входной сигнал 102 согласно второму алгоритму создания «заплат». Другими словами, входной сигнал 102 может быть предварительно обработан так, чтобы могла быть генерирована первая и вторая заплата так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания удовлетворял критерию огибающей спектра. Для этого данные огибающей спектра могут определять огибающую спектра сигнала с расширенной полосой пропускания 122, а управляющие данные масштабирования заплаты или параметр управления масштабированием заплаты могут установить соотношение между первой заплатой 112 и второй заплатой 114 или могут установить абсолютные значения первой заплаты 112 и/или второй заплаты 114. Первое устройство регулирования мощности 720 и второе устройство регулирования мощности 730 могут быть частью регулятора мощности 710 или отдельными узлами, как показано на фиг.7. Регулятор мощности 710 может быть частью генератора заплаты 110 или отдельным узлом, как также показано на фиг.7. Устройства регулирования мощности 720, 730 могут быть, например, усилителями или фильтрами, управляемыми регулятором мощности 710.7 shows a block diagram of an apparatus 700 for generating an extended bandwidth signal 122 from an input signal 102 according to an embodiment of the invention. The device 700 is similar to the device shown in FIG. 1, but includes a power controller 710, a first power control device 720 and a second power control device 730. A power controller 710 is connected to a first power control device 720 and a second power control device 730. The first control device power 720 and a second power control device 730 are connected to the patch generator 110. The power controller 710 can control the scaling of the input signal according to the first and second algorithm creating "patches", based on the data of the spectral envelope contained in the input signal, and based on the control patches of scaling the data contained in the input signal. Alternatively, instead of the patch scaling control data contained in the input signal, at least one stored patch scaling control parameter may be used. The patch scaling control parameter may be stored in the memory of the patch scaling control parameter, which may be part of the power controller 710 or a separate unit. The first power control device 720 can scale the input signal 102 according to the first patch algorithm, and the second power control device 730 can scale the input signal 102 according to the second patch algorithm. In other words, the input signal 102 can be pre-processed so that the first and second patches can be generated so that the extended-bandwidth signal satisfies the spectral envelope criterion. For this, the spectral envelope data can determine the spectral envelope of the extended bandwidth signal 122, and the patch scaling control data or the patch scaling control parameter can establish a relationship between the first patch 112 and the second patch 114 or can set the absolute values of the first patch 112 and / or the second patch 114. The first power control device 720 and the second power control device 730 may be part of a power controller 710 or separate units, as shown in phi .7. The power controller 710 may be part of the patch generator 110 or a separate unit, as also shown in Fig.7. Power control devices 720, 730 may be, for example, amplifiers or filters controlled by a power controller 710.

Альтернативно, масштабирование выполняется после генерирования заплат. Соответственно фиг.8 показывает блок-схему устройства 800 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания 122 от входного сигнала 102 согласно осуществлению изобретения. Устройство 800 подобно устройству, показанному на фиг.7, но устройства регулирования мощности 720, 730 расположены между генератором заплат 110 и объединителем 120. В этом примере генератор заплат 110 соединен с первым устройством регулирования мощности 720 и соединен со вторым устройством регулирования мощности 730. Первое устройство регулирования мощности 720 и второе устройство регулирования мощности 730 соединены с объединителем 120. Таким образом, первая заплата 112 может быть масштабирована первым устройством регулирования мощности 720 согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторая заплата 114 может быть масштабирована вторым устройством регулирования мощности 730 согласно второму алгоритму создания «заплат». Устройства регулирования мощности, управляемые регулятором мощности 710, снова основываются на данных огибающей спектра и на управляющих данных масштабирования заплаты или параметре управления масштабированием заплаты, как описано выше.Alternatively, scaling is performed after the patches are generated. Accordingly, FIG. 8 shows a block diagram of an apparatus 800 for generating an extended bandwidth signal 122 from an input signal 102 according to an embodiment of the invention. The device 800 is similar to the device shown in FIG. 7, but the power control devices 720, 730 are located between the patch generator 110 and the combiner 120. In this example, the patch generator 110 is connected to the first power control device 720 and connected to the second power control device 730. The first the power control device 720 and the second power control device 730 are connected to the combiner 120. Thus, the first patch 112 can be scaled by the first power control device 720 according to vomu algorithm creating a "patch", and the second patch 114 may be scaled by the second power control device 730 according to a second algorithm creating a "patch". The power control devices controlled by the power controller 710 are again based on spectrum envelope data and on the patch scaling control data or the patch scaling control parameter, as described above.

Альтернативно, возможно также масштабирование или регулирование мощности только одной из двух заплат, сопровождаемое объединением заплат посредством объединителя 120 и масштабированием объединенных заплат до объединения объединенных заплат с первым диапазоном входного сигнала 102. Другими словами, сначала одна заплата может быть масштабирована, чтобы реализовать предварительно определенное соотношение (например, основанное на управляющих данных масштабирования заплаты) между двумя заплатами, а затем объединенные заплаты масштабируются (например, основанное на данных огибающей спектра), чтобы удовлетворять критерию огибающей спектра.Alternatively, it is also possible to scale or adjust the power of only one of the two patches, followed by combining the patches by combiner 120 and scaling the combined patches to combine the combined patches with the first input signal range 102. In other words, at first one patch can be scaled to realize a predetermined ratio (for example, based on patch scaling control data) between two patches, and then the combined patches are scaled (e.g., based on spectral envelope data) to satisfy the spectral envelope criterion.

Управляющие данные масштабирования заплаты могут включать, например, простой фактор или множество параметров для масштабирования распределения мощности. Управляющие данные масштабирования заплаты могут указывать, например, соотношение мощностей между первой заплатой и второй заплатой на полной второй полосе или полной высокочастотной полосе или абсолютное значение мощности первой заплаты и/или второй заплаты на полной второй полосе или полной высокочастотной полосе, и могут быть представлены, по крайней мере, одним параметром. Альтернативно, данные масштабирования заплаты включают фактор для каждого множества поддиапазонов, составляющих вторую полосу или высокочастотную полосу, например, подобные данным огибающей спектра на поддиапазон при применении репликации спектральной полосы пропускания. Альтернативно, данные масштабирования заплаты могут также показывать передаточную функцию фильтра. Например, параметры передаточной функции фильтра для масштабирования первой заплаты и/или параметры передаточной функции фильтра для масштабирования второй заплаты могут содержаться во входном сигнале. Таким образом, параметры могут представлять функцию частоты. Другой альтернативой могут быть параметры управления масштабированием заплаты, представляющие дифференциальную функцию первой заплаты и второй заплаты. Согласно этим примерам масштабирование входного сигнала или масштабирование первой заплаты и второй заплаты может основываться на управляющих данных масштабирования заплаты, включающих, по крайней мере, один параметр.The patch scaling control data may include, for example, a simple factor or a plurality of parameters for scaling a power distribution. The patch scaling control data may indicate, for example, the power ratio between the first patch and the second patch in the full second band or full high frequency band or the absolute value of the power of the first patch and / or second patch in the full second band or full high frequency band, and can be represented, at least one parameter. Alternatively, the patch scaling data includes a factor for each of a plurality of subbands constituting a second band or a high frequency band, for example, similar to spectral envelope data for a subband when applying spectral bandwidth replication. Alternatively, patch scaling data may also show the transfer function of the filter. For example, the parameters of the filter transfer function for scaling the first patch and / or the parameters of the filter transfer function for scaling the second patch may be contained in the input signal. Thus, the parameters can represent a function of frequency. Another alternative may be patch control parameters representing the differential function of the first patch and the second patch. According to these examples, scaling of the input signal or scaling of the first patch and the second patch can be based on the patch scaling control data including at least one parameter.

Фиг.9 показывает блок-схему устройства 900 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания 122 от входного сигнала 102 согласно осуществлению изобретения. Устройство 900 подобно устройству, показанному на фиг.8, но включает, дополнительно, сумматор шума 910, сумматор недостающих гармоник 920, устройство регулирования мощности шума 940 и устройство регулирования мощности недостающих гармоник 950. Сумматор шума 910 соединен с устройством регулирования мощности шума 940, который соединен с объединителем 120. Сумматор недостающих гармоник 920 соединен с устройством регулирования мощности недостающих гармоник 950, которое соединено с объединителем 120. Далее, регулятор мощности 710 соединен с устройством регулирования мощности шума 940 и устройством регулирования мощности недостающих гармоник 950. Сумматор шума 910 может генерировать шумовую заплату 912, основанную на шумовых данных, содержащихся во входном сигнале 102.FIG. 9 shows a block diagram of an apparatus 900 for generating an extended bandwidth signal 122 from an input signal 102 according to an embodiment of the invention. The device 900 is similar to the device shown in FIG. 8, but further includes a noise combiner 910, a missing harmonic combiner 920, a noise power control device 940 and a power control device for the missing harmonics 950. A noise combiner 910 is connected to a noise power control device 940, which connected to the combiner 120. The missing harmonic combiner 920 is connected to the power control device for the missing harmonics 950, which is connected to the combiner 120. Further, the power regulator 710 is connected to the regulator noise power 940 and the power control device for the missing harmonics 950. The noise adder 910 can generate a noise patch 912 based on the noise data contained in the input signal 102.

Шумовая заплата 912 может масштабироваться устройством регулирования мощности шума 940. Регулятор мощности 710 может управлять устройством регулирования мощности шума 940, основанного на данных огибающей спектра и/или данных масштабирования шума, содержащихся во входном сигнале 102. Таким образом, шум оригинального сигнала может быть аппроксимирован, чтобы улучшить звуковое качество сигнала с расширенной полосой пропускания.The noise patch 912 can be scaled by the noise power control device 940. The power controller 710 can control the noise power control device 940 based on spectral envelope data and / or noise scaling data contained in the input signal 102. Thus, the noise of the original signal can be approximated, to improve the sound quality of the extended bandwidth signal.

Сумматор недостающих гармоник 920 может генерировать заплату недостающих гармоник 922, основанную на данных недостающих гармоник, содержащихся во входном сигнале. Заплата недостающих гармоник 922 может содержать гармонические частоты, которые могут появиться только в высокочастотной полосе оригинального сигнала и поэтому не могут быть воспроизведены, если доступна только информация низкочастотной полосы оригинального сигнала в показателях первой полосы входного сигнала 102. Данные недостающих гармоник могут предоставлять информацию об этих недостающих гармониках. Заплата недостающих гармоник 922 может масштабироваться устройством регулирования мощности недостающих гармоник 950. Регулятор мощности 710 может управлять устройством регулирования мощности недостающих гармоник 950, основанных на данных огибающей спектра или основанных на данных масштабирования недостающих гармоник, содержащихся во входном сигнале 102.The missing harmonic adder 920 may generate a missing harmonic patch 922 based on the missing harmonic data contained in the input signal. The missing harmonic patch 922 may contain harmonic frequencies that can only appear in the high-frequency band of the original signal and therefore cannot be reproduced if only the low-frequency band of the original signal is available in terms of the first band of the input signal 102. The data of the missing harmonics can provide information about these missing harmonics. The missing harmonic patch 922 can be scaled by the missing harmonic power control device 950. The power controller 710 can control the missing harmonic power control device 950 based on spectral envelope data or based on scaling data of the missing harmonics contained in the input signal 102.

Объединитель 120 может объединять первую заплату 112, вторую заплату 114, первую полосу входного сигнала 102, шумовую заплату 912 и заплату недостающей гармоники 922, чтобы получить сигнал с расширенной полосой пропускания 122. Регулятор мощности 710 в комбинации с устройством регулирования мощности может масштабировать первую заплату 112, вторую заплату 114, шумовую заплату 912 и заплату недостающей гармоники 922, основанные на данных огибающей спектра, так, чтобы удовлетворять критерию огибающей спектра.Combiner 120 may combine a first patch 112, a second patch 114, a first input signal band 102, a noise patch 912, and a missing harmonic patch 922 to provide an extended bandwidth signal 122. A power controller 710 in combination with a power control device can scale the first patch 112 a second patch 114, a noise patch 912, and a missing harmonic patch 922 based on the spectral envelope data, so as to satisfy the spectral envelope criterion.

Фиг.10 показывает блок-схему устройства 1000 для получения сигнала с уменьшенной полосой пропускания 1032, основанного на входном сигнале 1002 согласно осуществлению изобретения. Устройство 1000 включает определитель данных огибающей спектра 1010, генератор управляющих данных масштабирования заплаты 1020 и выходной интерфейс 1030. Определитель данных огибающей спектра 1010 и генератор управляющих данных масштабирования заплаты 1020 соединены с выходным интерфейсом 1030. Определитель данных огибающей спектра 1010 может определять данные огибающей спектра 1012, основанные на высокочастотной полосе входного сигнала 1002. Генератор управляющих данных масштабирования заплаты 1020 может генерировать управляющие данные масштабирования заплаты 1022 для масштабирования сигнала с уменьшенной полосой пропускания 1032 в декодере или для масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, произведенный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра. Критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра. Первая заплата генерируется от первой полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания 1032 согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторая заплата генерируется от первой полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания 1032 согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат». Выходной интерфейс 1030 объединяет низкочастотную полосу входного сигнала 1002, данные огибающей спектра 1012 и управляющие данные масштабирования заплаты 1022, чтобы получить сигнал с уменьшенной полосой пропускания 1032. Далее, выходной интерфейс 1030 обеспечивает сигнал с уменьшенной полосой пропускания 1032 для передачи или хранения.10 shows a block diagram of an apparatus 1000 for receiving a signal with a reduced bandwidth 1032 based on an input signal 1002 according to an embodiment of the invention. The device 1000 includes a spectral envelope data determiner 1010, a patch scaling control data generator 1020, and an output interface 1030. A spectral envelope data determiner 1010, and a patch scaling control data generator 1020 are connected to an output interface 1030. A spectral envelope data determiner 1010 may determine spectrum envelope data 1012, based on the high frequency band of the input signal 1002. The scaling control data generator of the patch 1020 can generate the scanned control data A patch 1022 for scaling a signal with a reduced bandwidth 1032 in a decoder or for scaling a first patch and a second patch with a decoder so that the extended bandwidth signal produced by the decoder satisfies the spectral envelope criterion. The spectral envelope criterion is based on the data of the spectral envelope. The first patch is generated from the first signal band with a reduced bandwidth 1032 according to the first “patch” algorithm, and the second patch is generated from the first band of the signal with a reduced bandwidth 1032 according to the second “patch” algorithm. The spectral density of the second patch generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm. The output interface 1030 combines the low frequency band of the input signal 1002, the envelope data of the spectrum 1012, and the scaling control data of the patch 1022 to obtain a signal with a reduced bandwidth 1032. Further, the output interface 1030 provides a signal with a reduced bandwidth 1032 for transmission or storage.

Устройство 1000 может также включать основное кодирующее устройство для кодирования низкочастотной полосы входного сигнала. Основное кодирующее устройство может быть, например, дифференциальным кодирующим устройством, энтропийным кодирующим устройством или перцепционным звуковым кодирующим устройством.Apparatus 1000 may also include a primary encoder for encoding a low frequency band of an input signal. The primary encoder may be, for example, a differential encoder, an entropy encoder, or a perceptual audio encoder.

Устройство 1000 может быть частью кодирующего устройства, формируемого, чтобы обеспечить сигнал для декодера, описанного выше. Управляющие данные масштабирования заплаты 1022 могут включать, например, простой фактор или множество параметров для масштабирования распределения мощности. Управляющие данные масштабирования заплаты могут показывать, например, соотношение мощностей между первой заплатой и второй заплатой на полной высокочастотной полосе или абсолютную величину мощности первой заплаты и/или второй заплаты на полной высокочастотной полосе и могут быть представлены, по крайней мере, одним параметром. Альтернативно, данные масштабирования заплаты включают фактор, определенный для каждого множества поддиапазонов, образующих высокочастотную полосу, например, подобной данным огибающей спектра на поддиапазон при применении репликации спектральной полосы пропускания. Альтернативно, данные масштабирования заплаты могут также показать передаточную функцию фильтра. Например, параметры передаточной функции фильтра для масштабирования первой заплаты и/или параметры передаточной функции фильтра для масштабирования второй заплаты могут быть определены для того, чтобы генерировать управляющие данные масштабирования заплаты. Таким образом, параметры могут быть генерированы, основываясь на функции частоты. Другая альтернатива может генерироваться параметрами управления масштабированием заплаты, представляющими дифференциальную функцию первой заплаты и второй заплаты.The device 1000 may be part of an encoding device configured to provide a signal for the decoder described above. The scaling control data of the patch 1022 may include, for example, a simple factor or a plurality of parameters for scaling the power distribution. The patch scaling control data can show, for example, the power ratio between the first patch and the second patch in the full high-frequency band or the absolute value of the power of the first patch and / or second patch in the full high-frequency band and can be represented by at least one parameter. Alternatively, the patch scaling data includes a factor defined for each of the plurality of subbands forming the high frequency band, for example, similar to the spectral envelope data for the subband when applying spectral bandwidth replication. Alternatively, patch scaling data may also show the transfer function of the filter. For example, the parameters of the filter transfer function for scaling the first patch and / or the parameters of the filter transfer function for scaling the second patch can be determined in order to generate patch scaling control data. Thus, parameters can be generated based on the frequency function. Another alternative may be generated by patch scaling control parameters representing the differential function of the first patch and the second patch.

Управляющие данные масштабирования заплаты 1022 могут быть генерированы посредством анализа входного сигнала 1002 и выбора параметров управления масштабированием заплаты, хранящихся в памяти параметра управления масштабированием заплаты, основанного на анализе входного сигнала 1002, чтобы получить управляющие данные масштабирования заплаты 1022.Patch scaling control data 1022 can be generated by analyzing the input signal 1002 and selecting the patch scaling control parameters stored in the memory of the patch scaling control parameter based on the analysis of the input signal 1002 to obtain patch scaling control data 1022.

Альтернативно, генерирование управляющих данных масштабирования заплаты 1022 может быть реализовано способом анализа через синтез. Для этого генератор управляющих данных масштабирования заплаты 1020 может включать, дополнительно, генератор заплат (как описано для декодера) и компаратор. Генератор заплат может генерировать первую заплату от низкочастотной полосы входного сигнала 1002 согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторую заплату от низкочастотной полосы входного сигнала 1002 согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», может быть выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат». Компаратор может сравнивать первую заплату, вторую заплату и высокочастотную полосу входного сигнала, чтобы получить управляющие данные масштабирования заплаты 1022. Другими словами, концепция, описанная выше, также применима к устройству 1000. Таким образом, устройство 1000 может извлечь управляющие данные масштабирования заплаты 1022 посредством сравнения заплат или объединения заплат с входным сигналом, который может, например, быть оригинальным звуковым сигналом. Дополнительно, устройство 1000 может также включать селектор спектральных линий, регулятор мощности, сумматор шума и/или сумматор недостающих гармоник, как описано выше. Таким образом, также шумовые данные, управляющие данные масштабирования шумовой заплаты, недостающие гармонические данные и/или управляющие данные масштабирования недостающих гармонических заплат могут быть извлечены способом анализа через синтез.Alternatively, the generation of scaling control data for the patch 1022 may be implemented by a synthesis analysis method. To do this, the patch scaling control data generator 1020 may further include a patch generator (as described for the decoder) and a comparator. The patch generator may generate a first patch from the low frequency band of the input signal 1002 according to the first patch generating algorithm, and a second patch from the low frequency band of the input signal 1002 according to the second patch creating algorithm. The spectral density of the second patch generated according to the second patch creation algorithm may be higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm. The comparator can compare the first patch, the second patch, and the high-frequency band of the input signal to obtain the scaling control data of the patch 1022. In other words, the concept described above also applies to the device 1000. Thus, the device 1000 can extract the scaling control data of the patch 1022 by comparing patches or combining patches with an input signal, which may, for example, be an original audio signal. Additionally, the device 1000 may also include a spectral line selector, a power regulator, a noise combiner and / or a combiner of missing harmonics, as described above. Thus, also the noise data controlling the noise patch scaling data, the missing harmonic data, and / or the scaling control data of the missing harmonic patches can be extracted by a synthesis analysis method.

Некоторые осуществления согласно изобретению касаются звукового сигнала, включающего первую полосу и вторую полосу. Первая полоса представлена данными первого разрешения, а вторая полоса представлена данными второго разрешения, где второе разрешение ниже, чем первое разрешение. Данные второго разрешения основываются на данных огибающей спектра второй полосы и управляющих данных масштабирования заплаты второй полосы для масштабирования звукового сигнала в декодере или для масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером, так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, произведенный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра. Критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра. Первая заплата генерируется от первой полосы звукового сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат», а вторая заплата генерируется от первой полосы звукового сигнала согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат».Some embodiments of the invention relate to an audio signal including a first band and a second band. The first strip is represented by the first resolution data, and the second strip is represented by the second resolution data, where the second resolution is lower than the first resolution. The second resolution data is based on the second-band spectrum envelope data and the second-band patch scaling control data for scaling the audio signal in the decoder or for scaling the first and second patches with the decoder so that the extended-bandwidth signal produced by the decoder satisfies the spectral envelope criterion. The spectral envelope criterion is based on the data of the spectral envelope. The first patch is generated from the first strip of the audio signal according to the first patch algorithm, and the second patch is generated from the first strip of the audio signal according to the second patch algorithm. The spectral density of the second patch generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm.

Звуковой сигнал может быть, например, сигналом с уменьшенной полосой пропускания, основанным на оригинальном звуковом сигнале. Первая полоса звукового сигнала может представлять низкочастотную полосу оригинального звукового сигнала, кодированного с высоким разрешением. Вторая полоса звукового сигнала может представлять высокочастотную полосу оригинального звукового сигнала и может квантоваться, по крайней мере, двумя параметрами: параметр огибающей спектра, представленный данными огибающей спектра, и параметр управления масштабированием заплаты, представленный управляющими данными масштабирования заплаты. Основанный на таком звуковом сигнале декодер согласно концепции, описанной выше, может генерировать сигнал с расширенной полосой пропускания, обеспечивающий хорошую аппроксимацию оригинального звукового сигнала с улучшенным звуковым качеством, по сравнению с известными концепциями.The audio signal may be, for example, a signal with a reduced bandwidth based on the original audio signal. The first band of the audio signal may represent the low frequency band of the original high resolution encoded audio signal. The second band of the audio signal can represent the high-frequency band of the original audio signal and can be quantized with at least two parameters: the spectral envelope parameter represented by the spectral envelope data and the patch scaling control parameter represented by the patch scaling control data. Based on such an audio signal, a decoder according to the concept described above can generate an extended bandwidth signal providing a good approximation of the original audio signal with improved sound quality compared to known concepts.

Фиг.11 показывает блок-схему способа 1100 для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала согласно осуществлению изобретения. Входной сигнал представлен для первой полосы данными первого разрешения и для второй полосы данными второго разрешения, второе разрешение ниже, чем первое разрешение. Способ 1100 включает генерирование 1110 первой заплаты, генерирование 1120 второй заплаты, масштабирование 1130 входного сигнала или масштабирование 1130 первой заплаты и второй заплаты и объединение 1140 первой заплаты, второй заплаты и первой полосы входного сигнала, чтобы получить сигнал с расширенной полосой пропускания. Первая заплата генерируется 1110 от первой полосы входного сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат», а вторая полоса генерируется 1120 от первой полосы входного сигнала согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированной 1120 согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной 1110 согласно первому алгоритму создания «заплат». Входной сигнал может быть масштабирован 1130 согласно первому алгоритму создания «заплат» и согласно второму алгоритму создания «заплат», или первая заплата и вторая заплата могут быть масштабированы 1130 так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания удовлетворял критерию огибающей спектра.11 shows a flow diagram of a method 1100 for generating an enhanced bandwidth signal from an input signal according to an embodiment of the invention. The input signal is presented for the first band with data of the first resolution and for the second band with data of the second resolution, the second resolution is lower than the first resolution. Method 1100 includes generating a first patch 1110, generating a second patch 1120, scaling an input signal 1130, or scaling a first patch and a second patch 1130, and combining a first patch, a second patch, and a first input band 1140 to obtain an extended bandwidth signal. The first patch is generated 1110 from the first strip of the input signal according to the first patch algorithm, and the second strip is generated 1120 from the first strip of the input signal according to the second patch algorithm. The spectral density of the second patch generated 1120 according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated 1110 according to the first patch creation algorithm. The input signal may be scaled 1130 according to the first patch generation algorithm and according to the second patch generation algorithm, or the first patch and second patch may be scaled 1130 so that the extended bandwidth signal satisfies the spectral envelope criterion.

Далее, способ 1100 может быть расширен шагами согласно концепции, описанной выше. Способ 1100 может быть, например, реализован как компьютерная программа для запуска на компьютере или микроконтроллере.Further, method 1100 can be expanded in steps according to the concept described above. Method 1100 can, for example, be implemented as a computer program to run on a computer or microcontroller.

Фиг.12 показывает блок-схему способа 1200 для предоставления сигнала с уменьшенной полосой пропускания, основанного на входном сигнале согласно осуществлению изобретения. Способ 1200 включает определение 1210 данных огибающей спектра, основанных на высокочастотной полосе входного сигнала, генерирование 1220 управляющих данных масштабирования заплаты, объединение 1230 низкочастотной полосы входного сигнала, данных огибающей спектра и управляющих данных масштабирования заплаты, чтобы получить сигнал с уменьшенной полосой пропускания, и обеспечение 1240 сигнала с уменьшенной полосой пропускания для передачи или хранения. Управляющие данные масштабирования заплаты генерируются 1220 для масштабирования сигнала с уменьшенной полосой пропускания в декодере или для масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, генерированный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра. Критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра. Первая заплата генерируется от низкочастотной полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания согласно первому алгоритму создания «заплат», а вторая заплата генерируется от низкочастотной полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания согласно второму алгоритму создания «заплат». Спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат».12 shows a flowchart of a method 1200 for providing a reduced bandwidth signal based on an input signal according to an embodiment of the invention. The method 1200 includes determining 1210 spectrum envelope data based on a high frequency band of an input signal, generating 1220 patch scaling control data, combining 1230 low frequency input band, envelope data and patch scaling control data to obtain a reduced bandwidth signal, and providing 1240 signal with reduced bandwidth for transmission or storage. Patch scaling control data is generated 1220 to scale the signal with reduced bandwidth in the decoder or to scale the first patch and second patch by the decoder so that the extended bandwidth signal generated by the decoder satisfies the spectral envelope criterion. The spectral envelope criterion is based on the data of the spectral envelope. The first patch is generated from the low-frequency band of the signal with a reduced bandwidth according to the first “patch” algorithm, and the second patch is generated from the low-frequency band of the signal with a reduced bandwidth according to the second “patch” algorithm. The spectral density of the second patch generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm.

Далее, способ 1200 может быть расширен шагами согласно концепции, описанной выше. Способ 1200 может быть, например, реализован как компьютерная программа для запуска на компьютере или микроконтроллере.Further, method 1200 can be expanded in steps according to the concept described above. Method 1200 may, for example, be implemented as a computer program to run on a computer or microcontroller.

Некоторые осуществления согласно изобретению касаются устройства для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания посредством использования фазового вокодера для расширения полосы пропускания, объединенного с нелинейным искажением или шумовым заполнением для получения более плотного спектра. При применении фазового вокодера для спектрального распространения частотные линии перемещаются дальше друг от друга. Если в спектре существуют промежутки, например, в результате квантизации, они даже увеличиваются при распространении. При адаптации энергии остающиеся линии в спектре получают слишком много энергии. Это предотвращается посредством заполнения промежутков или шумом, или далее гармониками, которые могут быть получены нелинейным искажением сигнала. Таким образом, больше энергии может быть распределено между остающимися линиями. При концентрации энергии в полосах только на нескольких частотных линиях возникает неестественный или металлический звук. Энергия ранее существовавшего большего количества полос собирается на остающихся.Some implementations according to the invention relate to a device for generating a signal with extended bandwidth by using a phase vocoder to expand the bandwidth combined with non-linear distortion or noise filling to obtain a denser spectrum. When using a phase vocoder for spectral propagation, the frequency lines move further apart. If there are gaps in the spectrum, for example, as a result of quantization, they even increase during propagation. With energy adaptation, the remaining lines in the spectrum receive too much energy. This is prevented by filling the gaps with either noise or further harmonics that can be obtained by non-linear signal distortion. Thus, more energy can be distributed between the remaining lines. When energy is concentrated in the bands on only a few frequency lines, an unnatural or metallic sound arises. The energy of the pre-existing more bands is collected on the remaining.

Если в спектре нет никаких промежутков, но, по крайней мере, присутствует шум, часть энергии остается на минимальном уровне шума. При применении нелинейного искажения спектр может быть снова уплотнен, с одной стороны, шумом, произведенным искажением, с другой стороны, дальнейшими гармоническими частями, управляемыми соответствующим выбором части сигнала, подлежащей искажению.If there are no gaps in the spectrum, but at least noise is present, part of the energy remains at a minimum noise level. When applying nonlinear distortion, the spectrum can again be densified, on the one hand, by the noise produced by the distortion, on the other hand, by further harmonic parts controlled by the appropriate selection of the signal part to be distorted.

Сигнал с расширенной полосой пропускания тогда может быть, например, взвешенной суммой фильтрованного искаженного сигнала и сигналом, который был генерирован при помощи фазового вокодера. Другими словами, сигнал с расширенной полосой пропускания может быть взвешенной суммой первой заплаты, второй заплаты и первой полосы входного сигнала.The extended bandwidth signal can then be, for example, the weighted sum of the filtered distorted signal and the signal that was generated using the phase vocoder. In other words, an extended bandwidth signal can be a weighted sum of the first patch, second patch, and first input band.

Некоторые осуществления согласно изобретению касаются концепции, подходящей для всех звуковых применений, где полная полоса пропускания недоступна. Например, для передачи по радио звукового содержания при помощи цифровых радио-услуг, Интернет-потока или других звуковых коммуникационных применений может использоваться описанная концепция.Some embodiments of the invention relate to a concept suitable for all audio applications where full bandwidth is not available. For example, to transmit audio content via radio using digital radio services, an Internet stream, or other audio communication applications, the concept described may be used.

При описании этого изобретения в терминах нескольких осуществлений существуют изменения, перестановки и эквиваленты, которые находятся в пределах области этого изобретения. Следует также заметить, что имеется много альтернативных методов осуществления способов и структур данного изобретения. Поэтому предполагается, что приложенные ниже пункты патентной формулы интерпретируются как включающие все такие изменения, перестановки и эквиваленты, которые находятся в пределах истинной сущности и объема данного изобретения.When describing this invention in terms of several implementations, there are changes, permutations, and equivalents that are within the scope of this invention. It should also be noted that there are many alternative methods for implementing the methods and structures of the present invention. Therefore, it is assumed that the following claims are interpreted as including all such changes, permutations, and equivalents that are within the true essence and scope of this invention.

В частности, указано, что в зависимости от условий изобретательная схема может также быть осуществлена в программном обеспечении. Выполнение может быть на цифровом носителе данных, в частности на дискете или компакт-диске, с электронно-считываемыми управляющими сигналами, способными взаимодействовать с программируемой компьютерной системой так, чтобы соответствующий способ был реализован. Обычно изобретение также состоит из компьютерного программного продукта с управляющей программой, сохраненной на машиночитаемом носителе для выполнения изобретательного способа, когда компьютерный программный продукт выполнен на компьютере. Другими словами, изобретение может также быть реализовано как компьютерная программа с управляющей программой для выполнения способа, когда компьютерный программный продукт выполнен на компьютере.In particular, it is indicated that, depending on the conditions, an inventive scheme may also be implemented in software. The execution may be on a digital storage medium, in particular on a floppy disk or CD, with electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system so that the corresponding method is implemented. Typically, the invention also consists of a computer program product with a control program stored on a computer-readable medium for performing an inventive method when the computer program product is executed on a computer. In other words, the invention can also be implemented as a computer program with a control program for executing a method when the computer program product is executed on a computer.

Claims (18)

1. Устройство (100; 300; 400; 700; 800; 900) для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания (122) от входного сигнала (102), где входной сигнал представлен для первой полосы данными первого разрешения и для второй полосы данными второго разрешения; второе разрешение ниже, чем первое разрешение; включающее генератор заплат (110), сконфигурированный, чтобы генерировать первую заплату (112) от первой полосы входного сигнала (102) согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторую заплату (114) от первой полосы входного сигнала (102) согласно второму алгоритму создания «заплат», где спектральная плотность второй заплаты (114), генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты (112), генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат»; и объединитель (120), сконфигурированный, чтобы объединить первую заплату (112), вторую заплату (114) и первую полосу входного сигнала (102), чтобы получить сигнал с расширенной полосой пропускания (122), где устройство для генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания выполнено с возможностью масштабировать входной сигнал (102) согласно первому алгоритму создания «заплат» и согласно второму алгоритму создания «заплат» или масштабирования первой заплаты (112) и второй заплата (114) так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания удовлетворял (122) критерию огибающей спектра.1. A device (100; 300; 400; 700; 800; 900) for generating a signal with an extended passband (122) from the input signal (102), where the input signal is presented for the first band with data of the first resolution and for the second band with data of the second resolution ; the second resolution is lower than the first resolution; including a patch generator (110) configured to generate a first patch (112) from the first strip of the input signal (102) according to the first algorithm for creating patches, and a second patch (114) from the first strip of the input signal (102) according to the second creation algorithm Patch, where the spectral density of the second patch (114) generated according to the second patch creation algorithm is higher than the spectral density of the first patch (112) generated according to the first patch creation algorithm; and a combiner (120) configured to combine the first patch (112), the second patch (114) and the first input signal band (102) to obtain an extended bandwidth signal (122), where the device for generating the extended bandwidth signal configured to scale the input signal (102) according to the first patch creation algorithm and according to the second patch creation or scaling algorithm of the first patch (112) and the second patch (114) so that the extended bandwidth signal is satisfied ryal (122) spectral envelope criterion. 2. Устройство по п.1, где первый алгоритм создания «заплат» является гармоническим алгоритмом создания «заплат», и генератор заплат (110) выполнен с возможностью генерировать первую заплату (112) так, чтобы только частоты, которые являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала (102), содержались в первой заплате (112).2. The device according to claim 1, where the first algorithm for creating patches is a harmonic algorithm for creating patches, and the patch generator (110) is configured to generate the first patch (112) so that only frequencies that are integer multiples of the frequencies of the first the input signal bands (102) were contained in the first patch (112). 3. Устройство по п.1, где второй алгоритм создания «заплат» является смешивающим алгоритмом создания «заплат», и генератор заплат (110) выполнен с возможностью генерировать вторую заплату (114) так, чтобы вторая заплата (114) содержала частоты, которые являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала (102), и содержала частоты, которые не являются целыми кратными частот первой полосы входного сигнала (102).3. The device according to claim 1, where the second algorithm for creating patches is a mixing algorithm for creating patches, and the patch generator (110) is configured to generate a second patch (114) so that the second patch (114) contains frequencies that are integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal (102), and contain frequencies that are not integer multiples of the frequencies of the first band of the input signal (102). 4. Устройство по п.1, где подавленная НЧ-составляющая первой заплаты (112) равна подавленной НЧ-составляющей второй заплаты (114), и где подавленная ВЧ-составляющая первого заплаты(112) равна подавленной ВЧ-составляющей второй заплаты (114).4. The device according to claim 1, where the suppressed LF component of the first patch (112) is equal to the suppressed LF component of the second patch (114), and where the suppressed HF component of the first patch (112) is equal to the suppressed RF component of the second patch (114) . 5. Устройство по п.1, включает фазовый вокодер (310), выполненный с возможностью генерировать первую заплату (112) согласно первому алгоритму создания «заплат».5. The device according to claim 1, includes a phase vocoder (310), configured to generate a first patch (112) according to the first algorithm for creating “patches”. 6. Устройство по п.1, включает ограничитель амплитуды (320), выполненный с возможностью генерировать вторую заплату (114) согласно второму алгоритму создания «заплат» посредством ограничения первой полосы входного сигнала (102).6. The device according to claim 1, includes an amplitude limiter (320), configured to generate a second patch (114) according to the second algorithm for creating “patches” by limiting the first strip of the input signal (102). 7. Устройство по п.1, включает селектор спектральных линий (410), выполненный с возможностью выбрать множество частотных линий второй заплаты (114) для получения измененной второй заплаты (414), где частотная линия выбирается, если частотная линия, соответствующая выбранной частотной линии, не включена в первую заплату (112) как сгенерированная генератором заплат (110), где объединитель (120) формируется, чтобы объединить первую заплату (112), измененную вторую заплату (414) и первую полосу входного сигнала (102).7. The device according to claim 1, includes a spectral line selector (410), configured to select a plurality of frequency lines of the second patch (114) to obtain a modified second patch (414), where the frequency line is selected if the frequency line corresponding to the selected frequency line is not included in the first patch (112) as generated by the patch generator (110), where a combiner (120) is configured to combine the first patch (112), the modified second patch (414) and the first input signal strip (102). 8. Устройство по п.1, включает регулятор мощности (710), выполненный с возможностью управлять масштабированием входного сигнала (102) согласно первому и второму алгоритму создания «заплат» или управлять масштабированием первой заплаты (112) и второй заплаты (114), где регулятор мощности 710 управляет масштабированием, основанным на данных огибающей спектра, содержавшихся во входном сигнале (102), и основанном, по крайней мере, на одном сохраненном параметре управления масштабированием заплаты или управляющих данных масштабирования заплаты, содержащихся во входном сигнале (102).8. The device according to claim 1, includes a power controller (710), configured to control the scaling of the input signal (102) according to the first and second algorithm for creating “patches” or to control the scaling of the first patch (112) and the second patch (114), where a power controller 710 controls scaling based on spectral envelope data contained in the input signal (102) and based on at least one stored patch scaling control parameter or patch scaling control data containing REGARD in the input signal (102). 9. Устройство по п.8, включает первое устройство регулирования мощности (720), выполненное с возможностью масштабировать входной сигнал (102) согласно первому алгоритму создания «заплат» или чтобы масштабировать первую заплату (112), и включает второе устройство регулирования мощности (730), выполненное с возможностью масштабировать входной сигнал (102) согласно второму алгоритму создания «заплат» или чтобы масштабировать вторую заплату (114), где регулятор мощности (710) выполнен с возможностью управлять первым устройством регулирования мощности (720) и вторым устройством регулирования мощности (730).9. The device according to claim 8, includes a first power control device (720), configured to scale the input signal (102) according to the first “patch” algorithm or to scale the first patch (112), and includes a second power control device (730 ), configured to scale the input signal (102) according to the second patch creation algorithm or to scale the second patch (114), where the power controller (710) is configured to control the first power control device (72 0) and a second power control device (730). 10. Устройство по п.8, включает сумматор шума (910) и сумматор недостающих гармоник (920), где сумматор шума (910) выполнен с возможностью генерировать шумовую заплату (912), основанную на шумовых данных, содержавшихся во входном сигнале, где сумматор недостающих гармоник (920) выполнен с возможностью генерировать недостающую гармоническую заплату (922), основанную на данных недостающей гармоники, содержавшихся во входном сигнале (102), где регулятор мощности (710) выполнен с возможностью управлять масштабированием шумовой заплаты (912) и недостающей гармонической заплаты (922), основанной на данных огибающей спектра, и где объединитель (120) выполнен с возможностью объединять первую заплату (112), вторую заплату (114), первую полосу входного сигнала (102), шумовую заплату (912) и недостающую гармоническую заплату (922), чтобы получить сигнал с расширенной полосой пропускания (122), где регулятор мощности 710 управляет масштабированием первой заплаты (112), второй заплаты (114), шумовой заплаты (912) и недостающей гармонической заплаты (922), основанной на данных огибающей спектра так, чтобы удовлетворялся критерий огибающей спектра.10. The device according to claim 8, includes a noise combiner (910) and a missing harmonic combiner (920), where the noise combiner (910) is configured to generate a noise patch (912) based on the noise data contained in the input signal, where the combiner the missing harmonics (920) is configured to generate the missing harmonic patch (922) based on the missing harmonic data contained in the input signal (102), where the power controller (710) is configured to control the scaling of the noise patch (912) and the missing harmonic patch (922) based on spectral envelope data, and where combiner (120) is configured to combine the first patch (112), the second patch (114), the first input signal band (102), the noise patch (912), and the missing harmonic patch (922) to receive an extended bandwidth signal (122), where the power controller 710 controls the scaling of the first patch (112), the second patch (114), the noise patch (912) and the missing harmonic patch (922) based on the data spectral envelope so that the ogee criterion is satisfied ayuschey spectrum. 11. Устройство (1000) для предоставления сигнала с уменьшенной полосой пропускания (1032), основанного на входном сигнале (1002), включающее определитель данных огибающей спектра (1010), выполнен с возможностью определять данные огибающей спектра (1012), основанные на высокочастотной полосе входного сигнала (1002); генератор управляющих данных масштабирования заплаты (1020) выполнен с возможностью генерировать управляющие данные масштабирования заплаты (1022) для масштабирования сигнала с уменьшенной полосой пропускания (1032) в декодере или для масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, генерированный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра, где критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра (1012), где первая заплата генерируется от первой полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания (1032) согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторая заплата генерируется от первой полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания (1032) согласно второму алгоритму создания «заплат», где спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат»; выходной интерфейс (1030) выполнен с возможностью объединить низкочастотную полосу входного сигнала (1002), данные огибающей спектра (1012) и управляющие данные масштабирования заплаты (1022), чтобы получить сигнал с уменьшенной полосой пропускания (1032) и формируемый, чтобы обеспечить сигнал с уменьшенной полосой пропускания (1032) для передачи или хранения.11. An apparatus (1000) for providing a signal with a reduced bandwidth (1032) based on an input signal (1002), including a spectral envelope determinant (1010), is configured to determine spectral envelope data (1012) based on a high frequency input band signal (1002); a patch scaling control data generator (1020) is configured to generate a patch scaling control data (1022) for scaling a signal with a reduced bandwidth (1032) in a decoder or for scaling a first patch and a second patch with a decoder so that the extended bandwidth signal is generated by a decoder, satisfying the spectral envelope criterion, where the spectral envelope criterion is based on the spectral envelope data (1012), where the first patch is generated from the first signal band with a reduced bandwidth (1032) according to the first patch generation algorithm, and a second patch is generated from the first signal band with a reduced bandwidth (1032) according to the second patch generation algorithm, where the spectral density of the second patch generated according to the second creation algorithm A patch is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch creation algorithm; the output interface (1030) is configured to combine the low frequency band of the input signal (1002), the spectral envelope data (1012) and the patch scaling control data (1022) to obtain a signal with a reduced bandwidth (1032) and generated to provide a signal with a reduced bandwidth (1032) for transmission or storage. 12. Устройство по п.11, где генератор управляющих данных масштабирования заплаты включает генератор заплат, выполнен с возможностью генерировать первую заплату от низкочастотной полосы входного сигнала (1002) согласно первому алгоритму создания «заплат» и генерировать вторую заплату от низкочастотной полосы входного сигнала (1002) согласно второму алгоритму создания «заплат», где спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первым алгоритмам создания «заплат»; и компаратор, выполнен с возможностью сравнить первую заплату, вторую заплату и высокочастотную полосу входного сигнала (1002) для получения управляющих данных масштабирования заплаты (1022).12. The device according to claim 11, where the patch scaling control data generator includes a patch generator, configured to generate a first patch from a low frequency band of an input signal (1002) according to a first “patch” algorithm and generate a second patch from a low frequency band of an input signal (1002 ) according to the second patching algorithm, where the spectral density of the second patch generated according to the second patching algorithm is higher than the spectral density of the first patch is generated oh algorithms according to the first creating a "patch"; and the comparator is configured to compare the first patch, the second patch, and the high frequency band of the input signal (1002) to obtain patch scaling control data (1022). 13. Устройство по п.11, включающее память параметра управления масштабированием заплаты, выполнена с возможностью сохранить и обеспечить множество параметров управления масштабированием заплаты, где генератор управляющих данных масштабирования заплаты (1020) выполнен с возможностью проанализировать входной сигнал (1002) и генерировать управляющие данные масштабирования заплаты (1022), основанные на сохраненных параметрах управления масштабированием заплаты, отобранных, основываясь на анализе входного сигнала (1002).13. The device according to claim 11, including the memory of the patch scaling control parameter, is configured to save and provide a plurality of patch scaling control parameters, where the patch scaling control data generator (1020) is configured to analyze an input signal (1002) and generate scaling control data patches (1022) based on stored patch scaling control parameters selected based on analysis of the input signal (1002). 14. Машиночитаемый носитель информации с сохраненным на нем звуковым сигналом, включающим первую полосу, представленную данными первого разрешения; и вторую полосу, представленную данными второго разрешения, где второе разрешение ниже, чем первое разрешение, где данные второго разрешения основываются на данных огибающей спектра второй полосы и основываются на управляющих данных масштабирования заплаты второй полосы для масштабирования звукового сигнала в декодере или для масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, генерированный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра, где критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра, где первая заплата генерируется от первой полосы звукового сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат», а вторая заплата генерируется от первой полосы звукового сигнала согласно второму алгоритму создания «заплат», где спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат».14. A computer-readable storage medium with an audio signal stored on it, including the first band represented by the first resolution data; and a second band represented by second resolution data, where the second resolution is lower than the first resolution, where the second resolution data is based on the spectral envelope data of the second band and is based on the second band patch scaling control data for scaling the audio signal in the decoder or for scaling the first patch and the second patch by the decoder so that the extended-bandwidth signal generated by the decoder satisfies the spectral envelope criterion, where the spectral envelope criterion based on spectral envelope data, where the first patch is generated from the first strip of the audio signal according to the first patch algorithm, and the second patch is generated from the first strip of the audio signal according to the second patch algorithm, where the spectral density of the second patch generated according to the second algorithm the creation of patches, higher than the spectral density of the first patch generated according to the first algorithm for creating patches. 15. Способ (1100) генерирования сигнала с расширенной полосой пропускания от входного сигнала, где входной сигнал представлен для первой полосы данными первого разрешения, а для второй полосы данными второго разрешения; второе разрешение ниже, чем первое разрешение; включающий генерирование (1110) первой заплаты от первой полосы входного сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат»; генерирование (1120) второй заплаты от первой полосы входного сигнала согласно второму алгоритму создания «заплат», где спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат»; масштабирование (1130) входного сигнала согласно первому алгоритму создания «заплат» и согласно второму алгоритму создания «заплат», или масштабирование (1130) первой заплаты и второй заплаты так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания удовлетворял критерию огибающей спектра; и объединение (1140) первой заплаты, второй заплаты и первой полосы входного сигнала для получения сигнала с расширенной полосой пропускания.15. The method (1100) of generating a signal with an extended bandwidth from the input signal, where the input signal is presented for the first band with data of the first resolution, and for the second band with data of the second resolution; the second resolution is lower than the first resolution; comprising generating (1110) a first patch from a first input signal band according to a first “patch” algorithm; generating (1120) a second patch from the first strip of the input signal according to the second patch algorithm, where the spectral density of the second patch generated according to the second patch algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch algorithm ; scaling (1130) the input signal according to the first patch-creating algorithm and according to the second patch-creating algorithm, or scaling (1130) the first patch and second patch so that the extended-bandwidth signal satisfies the spectral envelope criterion; and combining (1140) a first patch, a second patch, and a first input signal band to obtain an extended bandwidth signal. 16. Способ (1200) предоставления сигнала с уменьшенной полосой пропускания, основанного на входном сигнале, включающий определение (1210) данных огибающей спектра, основанных на высокочастотной полосе входного сигнала; генерирование (1220) управляющих данных масштабирования заплаты для масштабирования сигнала с уменьшенной полосой пропускания в декодере или масштабирования первой заплаты и второй заплаты декодером так, чтобы сигнал с расширенной полосой пропускания, генерированный декодером, удовлетворял критерию огибающей спектра, где критерий огибающей спектра основывается на данных огибающей спектра, где первая заплата генерируется от первой полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания согласно первому алгоритму создания «заплат», и вторая заплата генерируется от первой полосы сигнала с уменьшенной полосой пропускания согласно второму алгоритму создания «заплат», где спектральная плотность второй заплаты, генерированной согласно второму алгоритму создания «заплат», выше, чем спектральная плотность первой заплаты, генерированной согласно первому алгоритму создания «заплат»; объединение (1230) низкочастотной полосы входного сигнала, данных огибающей спектра и управляющих данных масштабирования заплаты, чтобы получить сигнал с уменьшенной полосой пропускания; обеспечение (1240) сигнала с уменьшенной полосой пропускания для передачи или хранения.16. A method (1200) for providing a signal with a reduced bandwidth based on an input signal, comprising: determining (1210) spectrum envelope data based on a high frequency band of an input signal; generating (1220) patch scaling control data for scaling the signal with reduced bandwidth in the decoder or scaling the first patch and second patch with the decoder so that the extended bandwidth signal generated by the decoder satisfies the spectral envelope criterion, where the spectral envelope criterion is based on envelope data spectrum, where the first patch is generated from the first signal band with a reduced bandwidth according to the first algorithm for creating "patches", and the second the patch is generated from the first signal bandwidth with a reduced bandwidth according to the second patch algorithm, where the spectral density of the second patch generated according to the second patch algorithm is higher than the spectral density of the first patch generated according to the first patch algorithm; combining (1230) the low frequency band of the input signal, the spectral envelope data and the patch scaling control data to obtain a signal with a reduced bandwidth; providing (1240) a signal with a reduced bandwidth for transmission or storage. 17. Машиночитаемый носитель информации с сохраненной на нем компьютерной программой с программным кодом для выполнения способа по п.15, когда компьютерная программа запущена на компьютере или микроконтроллере.17. A computer-readable storage medium with a computer program stored thereon with program code for performing the method of claim 15, when the computer program is running on a computer or microcontroller. 18. Машиночитаемый носитель информации с сохраненной на нем компьютерной программой с программным кодом для выполнения способа по п.16, когда компьютерная программа запущена на компьютере или микроконтроллере. 18. A computer-readable storage medium with a computer program stored on it with program code for performing the method according to clause 16, when the computer program is running on a computer or microcontroller.
RU2011100134/08A 2008-07-11 2009-06-25 Apparatus and method of generating wide bandwidth signal RU2512090C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7984908P 2008-07-11 2008-07-11
US61/079,849 2008-07-11
PCT/EP2009/004603 WO2010003557A1 (en) 2008-07-11 2009-06-25 Apparatus and method for generating a bandwidth extended signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011100134A RU2011100134A (en) 2012-07-20
RU2512090C2 true RU2512090C2 (en) 2014-04-10

Family

ID=41162740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011100134/08A RU2512090C2 (en) 2008-07-11 2009-06-25 Apparatus and method of generating wide bandwidth signal

Country Status (17)

Country Link
EP (1) EP2291842B1 (en)
JP (1) JP5255699B2 (en)
KR (1) KR101239812B1 (en)
CN (1) CN102105931B (en)
AR (1) AR072483A1 (en)
AU (1) AU2009267460B2 (en)
BR (2) BRPI0910528B1 (en)
CA (1) CA2729474C (en)
CO (1) CO6541514A2 (en)
ES (1) ES2461141T3 (en)
MX (1) MX2011000365A (en)
MY (1) MY163454A (en)
PL (1) PL2291842T3 (en)
RU (1) RU2512090C2 (en)
TW (1) TWI415116B (en)
WO (1) WO2010003557A1 (en)
ZA (1) ZA201009164B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589305C1 (en) * 2014-11-18 2016-07-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации High-frequency signal generation method and device for its implementation
RU2731372C2 (en) * 2015-07-24 2020-09-02 Саунд Обджект Текнолоджиз С.А. Method and system for decomposing an acoustic signal into sound objects, as well as a sound object and use thereof

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG10201408425QA (en) 2010-01-19 2015-01-29 Dolby Int Ab Improved subband block based harmonic transposition
CA2792452C (en) 2010-03-09 2018-01-16 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Apparatus and method for processing an input audio signal using cascaded filterbanks
CA2792368C (en) 2010-03-09 2016-04-26 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Apparatus and method for handling transient sound events in audio signals when changing the replay speed or pitch
ES2655085T3 (en) 2010-03-09 2018-02-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Magnitude response and improved time alignment in bandwidth extension based on a phase vocoder for audio signals
JP5554876B2 (en) * 2010-04-16 2014-07-23 フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. Apparatus, method and computer program for generating a wideband signal using guided bandwidth extension and blind bandwidth extension
US12002476B2 (en) 2010-07-19 2024-06-04 Dolby International Ab Processing of audio signals during high frequency reconstruction
EP3291230B1 (en) 2010-07-19 2019-04-17 Dolby International AB Processing of audio signals during high frequency reconstruction
IL317702A (en) * 2010-09-16 2025-02-01 Dolby Int Ab Method and system for cross product enhanced subband block based harmonic transposition
US8490008B2 (en) * 2011-11-10 2013-07-16 Research In Motion Limited Touchscreen keyboard predictive display and generation of a set of characters
EP2791937B1 (en) * 2011-11-02 2016-06-08 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Generation of a high band extension of a bandwidth extended audio signal
CN102543086B (en) * 2011-12-16 2013-08-14 大连理工大学 A device and method for voice bandwidth extension based on audio watermark
EP2704142B1 (en) * 2012-08-27 2015-09-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus and method for reproducing an audio signal, apparatus and method for generating a coded audio signal, computer program and coded audio signal
EP2709106A1 (en) * 2012-09-17 2014-03-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus and method for generating a bandwidth extended signal from a bandwidth limited audio signal
EP2830060A1 (en) * 2013-07-22 2015-01-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Noise filling in multichannel audio coding
US9564141B2 (en) * 2014-02-13 2017-02-07 Qualcomm Incorporated Harmonic bandwidth extension of audio signals
EP2980795A1 (en) * 2014-07-28 2016-02-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Audio encoding and decoding using a frequency domain processor, a time domain processor and a cross processor for initialization of the time domain processor
JP2016038435A (en) 2014-08-06 2016-03-22 ソニー株式会社 Encoding device and method, decoding device and method, and program
WO2016149085A2 (en) * 2015-03-13 2016-09-22 Psyx Research, Inc. System and method for dynamic recovery of audio data and compressed audio enhancement
TWI752166B (en) 2017-03-23 2022-01-11 瑞典商都比國際公司 Backward-compatible integration of harmonic transposer for high frequency reconstruction of audio signals
CN116110424B (en) * 2021-11-11 2025-07-15 腾讯科技(深圳)有限公司 Voice bandwidth expansion method and related device
CN114758672B (en) * 2022-03-30 2025-06-13 深圳市潮流网络技术有限公司 Audio generation method, device and electronic device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455888A (en) * 1992-12-04 1995-10-03 Northern Telecom Limited Speech bandwidth extension method and apparatus
EP0945852A1 (en) * 1998-03-25 1999-09-29 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Speech synthesis
RU2256293C2 (en) * 1997-06-10 2005-07-10 Коудинг Технолоджиз Аб Improving initial coding using duplicating band
US7003451B2 (en) * 2000-11-14 2006-02-21 Coding Technologies Ab Apparatus and method applying adaptive spectral whitening in a high-frequency reconstruction coding system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US654988A (en) * 1900-03-16 1900-07-31 Leonhard Lederer Process of making acetyl cellulose.
SE512719C2 (en) * 1997-06-10 2000-05-02 Lars Gustaf Liljeryd A method and apparatus for reducing data flow based on harmonic bandwidth expansion
SE9903553D0 (en) * 1999-01-27 1999-10-01 Lars Liljeryd Enhancing conceptual performance of SBR and related coding methods by adaptive noise addition (ANA) and noise substitution limiting (NSL)
MXPA03002115A (en) 2001-07-13 2003-08-26 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Audio signal decoding device and audio signal encoding device.
EP1430475A1 (en) * 2001-08-31 2004-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Bandwidth extension of a sound signal
JP4380174B2 (en) * 2003-02-27 2009-12-09 沖電気工業株式会社 Band correction device
US7577259B2 (en) * 2003-05-20 2009-08-18 Panasonic Corporation Method and apparatus for extending band of audio signal using higher harmonic wave generator
JP2005010621A (en) * 2003-06-20 2005-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Voice bandwidth extension apparatus and bandwidth extension method
CN101044553B (en) * 2004-10-28 2011-06-01 松下电器产业株式会社 Scalable encoding apparatus, scalable decoding apparatus, and methods thereof
KR100647336B1 (en) * 2005-11-08 2006-11-23 삼성전자주식회사 Adaptive Time / Frequency-based Audio Coding / Decoding Apparatus and Method
JP5141180B2 (en) * 2006-11-09 2013-02-13 ソニー株式会社 Frequency band expanding apparatus, frequency band expanding method, reproducing apparatus and reproducing method, program, and recording medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455888A (en) * 1992-12-04 1995-10-03 Northern Telecom Limited Speech bandwidth extension method and apparatus
RU2256293C2 (en) * 1997-06-10 2005-07-10 Коудинг Технолоджиз Аб Improving initial coding using duplicating band
EP0945852A1 (en) * 1998-03-25 1999-09-29 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Speech synthesis
US7003451B2 (en) * 2000-11-14 2006-02-21 Coding Technologies Ab Apparatus and method applying adaptive spectral whitening in a high-frequency reconstruction coding system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589305C1 (en) * 2014-11-18 2016-07-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации High-frequency signal generation method and device for its implementation
RU2731372C2 (en) * 2015-07-24 2020-09-02 Саунд Обджект Текнолоджиз С.А. Method and system for decomposing an acoustic signal into sound objects, as well as a sound object and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
AR072483A1 (en) 2010-09-01
CN102105931A (en) 2011-06-22
ES2461141T3 (en) 2014-05-16
MX2011000365A (en) 2011-02-25
EP2291842A1 (en) 2011-03-09
ZA201009164B (en) 2011-10-26
JP2011527452A (en) 2011-10-27
CO6541514A2 (en) 2012-10-16
HK1154112A1 (en) 2012-04-20
WO2010003557A1 (en) 2010-01-14
CN102105931B (en) 2013-04-10
AU2009267460A1 (en) 2010-01-14
MY163454A (en) 2017-09-15
JP5255699B2 (en) 2013-08-07
PL2291842T3 (en) 2014-08-29
BR122017003818B1 (en) 2024-03-05
TWI415116B (en) 2013-11-11
KR101239812B1 (en) 2013-03-06
BRPI0910528B1 (en) 2020-09-24
AU2009267460B2 (en) 2013-01-10
BR122017003818A2 (en) 2019-09-03
TW201007708A (en) 2010-02-16
KR20110033188A (en) 2011-03-30
BRPI0910528A2 (en) 2018-05-22
CA2729474A1 (en) 2010-01-14
CA2729474C (en) 2015-09-01
RU2011100134A (en) 2012-07-20
EP2291842B1 (en) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2512090C2 (en) Apparatus and method of generating wide bandwidth signal
US8880410B2 (en) Apparatus and method for generating a bandwidth extended signal
KR101369267B1 (en) Audio encoder and bandwidth extension decoder
AU2009210303B2 (en) Device and method for a bandwidth extension of an audio signal
US20230395085A1 (en) Audio processor and method for generating a frequency enhanced audio signal using pulse processing
USRE50655E1 (en) Apparatus and method for generating a bandwidth extended signal
HK1154112B (en) Apparatus and method for generating a bandwidth extended signal
HK40052620A (en) Audio processor and method for generating a frequency enhanced audio signal using pulse processing