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專利名稱：頻譜編碼裝置、頻譜解碼裝置、聲音信號(hào)發(fā)送裝置、聲音信號(hào)接收裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擴(kuò)展音頻信號(hào)或者聲音信號(hào)的頻帶來提高音質(zhì)的方 法，以及適用該方法的音頻信號(hào)或者聲音信號(hào)等的編碼方法及解碼方 法。
背景技術(shù)：
用低位速度壓縮聲音信號(hào)或者音頻信號(hào)的聲音編碼技術(shù)和音頻編 碼技術(shù)，在移動(dòng)通信中的電波等的傳輸線路容量及記錄媒體的有效利
用上是很重要的。
將聲音信號(hào)編碼的聲音編碼中，存在由ITU-T ( International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector,國(guó) 際電信if關(guān)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化組)標(biāo)準(zhǔn)化的G726、 G729等方式。這些方式 中，以窄帶信號(hào)(300Hz ~ 3.4kHz)為對(duì)象，可以用8kbit/s ~ 32kbit/s 高質(zhì)量地進(jìn)行編碼。但是，由于像這樣的窄帶信號(hào)的頻帶過窄，最大 僅為3.4Hz,其質(zhì)量受到限制從而導(dǎo)致臨場(chǎng)感較差。
另外，在聲音編碼的領(lǐng)域中，存在把寬帶信號(hào)(50Hz 7kHz)作 為編碼對(duì)象的方式。作為其代表性的方法，有ITU—T的G722.G722.1 和3GPP ( The 3rd Generation Partnership Project,第三代合作項(xiàng)目)的 AMR—WB等。這些方式，可以用位速度6.6kbit/s ~ 64kbit/s進(jìn)行寬帶 聲音信號(hào)的編碼。編碼對(duì)象的信號(hào)為聲音時(shí)，雖然寬帶信號(hào)質(zhì)量比較 高，但是以音頻信號(hào)為對(duì)象時(shí)，或者即使是聲音信號(hào)，要求更高臨場(chǎng)感的質(zhì)量時(shí)，也不是十分有把握。
一般地，信號(hào)的最大頻率達(dá)到10~ 15kHz程度時(shí)，就可以得到相 當(dāng)于FM收音機(jī)的臨場(chǎng)感，如果達(dá)到20kHz程度，便可得到與CD相 當(dāng)?shù)馁|(zhì)量。對(duì)于這樣的信號(hào)，適合由MPEG (Moving Picture Expert Group，運(yùn)動(dòng)圖像專家組)標(biāo)準(zhǔn)化的3層方式和AAC方式等所代表的 音頻編碼。但是，在進(jìn)行這些音頻編碼方式時(shí)，由于編碼對(duì)象的頻帶 變寬，所以位速度也變大。
在2001—521648號(hào)公報(bào)中，記載了作為用低位速度高質(zhì)量地將寬 頻帶信號(hào)編碼的方法，通過把輸入信號(hào)劃分成低頻帶部和高頻帶部， 高頻帶部置換代替低頻帶部的頻譜，來降低全體位速度的技術(shù)。關(guān)于 將這些以往技術(shù)適用于原信號(hào)時(shí)的處理狀態(tài)，用圖lA D來il明。在 這里為了便于說明，將以往技術(shù)適用于原信號(hào)的情況進(jìn)行闡述。在圖 1A D中，橫軸表示頻率，縱軸表示對(duì)數(shù)功率頻語(yǔ)。另外，圖1A表 示頻帶被限制在OSKXFH的原信號(hào)的對(duì)數(shù)功率頻譜，圖1B表示把同 信號(hào)限制在OSKXFL時(shí)的對(duì)數(shù)功率頻語(yǔ)(FIXFH)，圖1C表示根據(jù)以 往技術(shù)，使用低頻帶頻譜來置換高頻帶頻譜時(shí)的圖，圖1D表示使置 換后的頻鐠按照頻譜輪廓形狀信息來調(diào)整置換頻譜的形狀時(shí)的圖。
如果按照以往技術(shù)，為了根據(jù)頻譜達(dá)到0SK<FL的信號(hào)(圖IB) 來表示原信號(hào)的頻譜(圖1A),高頻帶(該圖是FLSK〈FH)的頻譜 用低頻帶(0SK<FL)的頻譜置換(圖1C)。另外，為了簡(jiǎn)便起見， 在這里對(duì)假設(shè)FI^FH/2的關(guān)系時(shí)的情形進(jìn)行了說明。接著，根據(jù)原信 號(hào)的頻鐠包絡(luò)信息，調(diào)整高頻帶的已置換的頻譜的振幅值，求出估計(jì) 原信號(hào)頻謙的頻譜(圖1D)。

發(fā)明內(nèi)容
眾所周知， 一般聲音信號(hào)或音頻信號(hào)的頻譜，如圖2A所示，具 有在某頻率的整數(shù)倍出現(xiàn)頻i普的尖峰的諧波結(jié)構(gòu)。諧波結(jié)構(gòu)在保持質(zhì) 量上是重要的信息，如果諧波結(jié)構(gòu)發(fā)生偏移，便知道質(zhì)量劣化了。圖 2A表示頻譜分析某音頻信號(hào)時(shí)的頻語(yǔ)。如該圖所示，能看到原信號(hào)中 間隔T的諧波結(jié)構(gòu)。在這里把根據(jù)以往技術(shù)估計(jì)原信號(hào)的頻譜的圖，用圖2B表示。比較這2個(gè)圖，從圖2B中可知，置換方的低頻帶頻譜 (區(qū)域Al )和被置換方的高頻帶頻譜(區(qū)域A2)中，雖然保持諧波 結(jié)構(gòu)，但是置換方的低頻帶頻鐠與被置換方的高頻帶頻譜的連接部(區(qū) 域A3),其諧波結(jié)構(gòu)已崩潰。它的起因是以往技術(shù)不考慮諧波結(jié)構(gòu)的 形狀而進(jìn)行置換的緣故。把估計(jì)頻譜變換成時(shí)間信號(hào)試聽時(shí)，由于這 樣的諧波結(jié)構(gòu)的混亂，主觀上就降低了質(zhì)量。
另夕卜，當(dāng)FL比FH/2小的時(shí)候，也就是說，在FL^k〈FH的頻帶 必須置換2次或更多次低頻帶頻譜時(shí)，調(diào)整頻i普輪廓形狀，會(huì)產(chǎn)生另 外問題。用圖3A及圖3B來說明該問題。聲音信號(hào)或音頻信號(hào)，在一 般頻譜不平直的低頻帶能量或者高頻帶能量中，總有一個(gè)比較大。如 此，在聲音信號(hào)或音頻信號(hào)中處于頻譜發(fā)生傾斜的狀態(tài)，高頻帶一方 的能量比低頻帶的能量小的情況比較多。在這種狀況下，進(jìn)行頻譜置 換時(shí)，便產(chǎn)生頻譜能量的不連續(xù)(圖3A)。如圖3A所示，僅僅在每 一個(gè)預(yù)定的一定周期(子帶)內(nèi)進(jìn)行頻譜輪廓形狀的調(diào)整，不能消除 能量的不連續(xù)(圖3B的區(qū)域A4及區(qū)域A5)，這種現(xiàn)象是使解碼信號(hào) 發(fā)生異音等主觀質(zhì)量下降的原因。
本發(fā)明考慮到上述問題，提出了用低位速度高質(zhì)量地將寬頻帶信 號(hào)編碼的技術(shù)的方案。在本發(fā)明中使用作為內(nèi)部狀態(tài)具有低頻帶頻i普 的濾波器，來估計(jì)高頻帶的頻譜形狀，在將表示這時(shí)濾波器特性的系 數(shù)編碼的頻譜編碼方法中，用適當(dāng)子帶對(duì)估計(jì)后的高頻帶的頻譜實(shí)施 頻i普輪廓形狀的調(diào)整。由此，可以改善解碼信號(hào)的質(zhì)量。


圖1A是表示以往的位速度壓縮技術(shù)的圖。
圖1B是表示以往的位速度壓縮技術(shù)的圖。
圖1C是表示以往的位速度壓縮技術(shù)的圖。
圖1D是表示以往的位速度壓縮技術(shù)的圖。
圖2A是表示聲音信號(hào)或音頻信號(hào)的頻譜中的諧波結(jié)構(gòu)的圖。
圖2B是表示聲音信號(hào)或音頻信號(hào)的頻譜中的諧波結(jié)構(gòu)的圖。
圖3A是表示頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整時(shí)，產(chǎn)生的能量的不連續(xù)的圖。圖3B是表示頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整時(shí)，產(chǎn)生的能量的不連續(xù)的圖。
圖4是表示實(shí)施方式1涉及的頻語(yǔ)編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖5是表示通過濾波計(jì)算出第2頻譜估計(jì)值的過程圖。
圖6是表示濾波單元、搜索單元和音調(diào)因數(shù)設(shè)定單元的處理流程
圖7A是表示濾波狀態(tài)的例圖。 圖7B是表示濾波狀態(tài)的例圖。 圖7C是表示濾波狀態(tài)的例圖。 圖7D是表示濾波狀態(tài)的例圖。 圖7E是表示濾波狀態(tài)的例圖。
圖8A是表示存儲(chǔ)于內(nèi)部狀態(tài)的第1頻語(yǔ)的諧波結(jié)構(gòu)的另一例圖。 圖8B是表示存儲(chǔ)于內(nèi)部狀態(tài)的第1頻譜的諧波結(jié)構(gòu)的另一例圖。 圖8C是表示存儲(chǔ)于內(nèi)部狀態(tài)的第1頻譜的諧波結(jié)構(gòu)的另一例圖。 圖8D是表示存儲(chǔ)于內(nèi)部狀態(tài)的第1頻譜的諧波結(jié)構(gòu)的另一例圖。 圖8E是表示存儲(chǔ)于內(nèi)部狀態(tài)的第1頻鐠的諧波結(jié)構(gòu)的另一例圖。 圖9是表示實(shí)施方式2涉及的頻譜編碼裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖IO是表示實(shí)施方式2涉及的濾波狀態(tài)圖。 圖11是表示實(shí)施方式3涉及的頻語(yǔ)編碼裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖12是表示實(shí)施方式3的處理狀態(tài)的圖。 圖13是表示實(shí)施方式4涉及的頻譜編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖14是表示實(shí)施方式5涉及的頻譜編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖15是表示實(shí)施方式6涉及的頻譜編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖16是表示實(shí)施方式7涉及的頻傳編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖17是表示實(shí)施方式8涉及的分層編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖18是表示實(shí)施方式8涉及的分層編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖19是表示實(shí)施方式9涉及的頻譜解碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖20是表示實(shí)施方式9涉及的濾波單元生成的解碼頻鐠的狀態(tài)
圖21是表示實(shí)施方式10涉及的頻譜解碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖22是實(shí)施方式10的流程圖。圖23是表示實(shí)施方式11涉及的頻鐠解碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖24是表示實(shí)施方式12涉及的頻語(yǔ)解碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖25是表示實(shí)施方式13涉及的分層解碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖26是表示實(shí)施方式13涉及的分層解碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖27是表示實(shí)施方式14涉及的聲音信號(hào)編碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖28是表示實(shí)施方式15涉及的聲音信號(hào)解碼裝置結(jié)構(gòu)的方塊圖。 圖29是表示實(shí)施方式16涉及的聲音信號(hào)發(fā)送編碼裝置結(jié)構(gòu)的方 塊圖。
圖30是表示實(shí)施方式17涉及的聲音信號(hào)接收解碼裝置結(jié)構(gòu)的方 塊圖。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1 )
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的頻譜編碼裝置100的結(jié)構(gòu) 的方塊圖。
從輸入端子102輸入有效頻帶為OSk<FL的第1信號(hào)，從輸入端 子103輸入有效頻帶為OSk〈FH的第2信號(hào)。接著，在頻域變換單元 104中對(duì)從輸入端子102輸入的第1信號(hào)進(jìn)行頻率變換，計(jì)算出第1 頻譜Sl (K);在頻域變換單元105中對(duì)從輸入端子103輸入的第2 信號(hào)進(jìn)行頻率變換，計(jì)算出第2頻譜S2 (k)。在這里，作為頻率變換 法，可以適用離散傅里葉變換(DFT)，離散余弦變換(DCT)，以及 變形離散余弦變換(MDCT)等。
接著，內(nèi)部狀態(tài)設(shè)定單元106使用第1頻i普Sl (k)設(shè)定在濾波 單元107使用的濾波器的內(nèi)部狀態(tài)。在濾波單元107中則根據(jù)內(nèi)部狀 態(tài)設(shè)定單元106設(shè)定的濾波器的內(nèi)部狀態(tài)，和音調(diào)因數(shù)設(shè)定單元109 給予的音調(diào)因數(shù)T進(jìn)行濾波，計(jì)算出第2頻鐠的估計(jì)值D2(k)。用圖 5說明通過濾波計(jì)算第2頻鐠的估計(jì)值D2 ( k)的過程。圖5中把OS k<FH的頻譜簡(jiǎn)稱為S (k)。如圖5所示，S (k)中的OKFL的區(qū)域，作為濾波器的內(nèi)部狀態(tài)存儲(chǔ)第1頻語(yǔ)S1 (k), FL^k〈FH區(qū)域生成第 2頻語(yǔ)的估計(jì)值D2 (k)。
在本實(shí)施方式中，就使用由下式(1 )表示的濾波器的狀態(tài)進(jìn)行說 明，在這里，T表示由系數(shù)設(shè)定單元109給予的系數(shù)。另外，本說明 假設(shè)M=l。
<formula>formula see original document page 11</formula>
濾波處理,人頻率4氐的一方開始依次乘以對(duì)應(yīng)于只以頻率T〗氐的頻 譜為中心的系數(shù)/3i后，通過加法運(yùn)算計(jì)算出估計(jì)值。
<formula>formula see original document page 11</formula>
根據(jù)式(2)的處理，在FL^〈FH之間進(jìn)行。該結(jié)果計(jì)算出的S
(k) (FL4<FH)作為第2頻譜的估計(jì)值D2 (k)來利用。
在搜索單元108中，計(jì)算出由頻域變換單元105給予的第2頻譜 S2 (k)、和由濾波單元107給予的第2頻譜的估計(jì)值D2 (k)的類似 度。類似度存在各種各樣的定義，但是在本實(shí)施方式中，就使用首先 把濾波系數(shù)/^及&看作0，并按照根據(jù)最小平方誤差定義的下式(3) 計(jì)算出的類似度的情形進(jìn)行說明。在該方法中，計(jì)算出最優(yōu)音調(diào)因數(shù) T后，決定濾波系凄tft。
<formula>formula see original document page 11</formula>
在這里，E表示S2 (k)與D2 (k)之間的平方誤差。式(3)的 右邊第1項(xiàng)為與音調(diào)因數(shù)T無關(guān)的固定值，所以搜索生成把式(3) 的右邊第2項(xiàng)設(shè)定為最大的D2 (k)的音調(diào)因數(shù)T。本實(shí)施方式中， 把式(3)的右邊第2項(xiàng)叫做類似度。
音調(diào)因數(shù)設(shè)定單元109，具有4巴包括在預(yù)先規(guī)定的搜索范圍TMIN ~ TMAX里的音調(diào)因數(shù)T，依次輸出到濾波單元107的功能。因 此，每當(dāng)由音調(diào)因數(shù)設(shè)定單元109給予音調(diào)因數(shù)T時(shí)，在濾波單元107 把FL^〈FH范圍的S (k)清零后，再進(jìn)行濾波，由搜索單元108計(jì) 算出類似度。在搜索單元108中，從TMIN-TMAX之間決定計(jì)算出 的類似度中為最大值時(shí)的音調(diào)因數(shù)Tmax ，把該音調(diào)因數(shù)Tmax給予濾 波系數(shù)計(jì)算單元110、第2頻譜估計(jì)值生成單元115、頻譜輪廓形狀調(diào) 整子帶決定單元112、及復(fù)用單元111。圖6表示濾波單元107和搜索 單元108和音調(diào)因數(shù)設(shè)定單元109的處理流程。
為了便于理解本實(shí)施方式，圖7A E表示濾波狀態(tài)的表示例。圖 7A表示存儲(chǔ)在內(nèi)部狀態(tài)的第l頻譜的諧波結(jié)構(gòu)，圖7B D表示使用3 種音調(diào)因數(shù)T。， Tn 丁2進(jìn)行濾波而計(jì)算出的第2頻譜的估計(jì)值的諧 波結(jié)構(gòu)的關(guān)系。根據(jù)該例，作為保持諧波結(jié)構(gòu)的音調(diào)因數(shù)T,選擇了 形狀接近第2頻譜S2 ( k )的T ,(參照?qǐng)D7C及圖7E )。
另外，圖8A E表示存儲(chǔ)于內(nèi)部狀態(tài)的第1頻謙的諧波結(jié)構(gòu)的另 一舉例。即使在該舉例中，計(jì)算出保持諧波結(jié)構(gòu)的估計(jì)頻譜時(shí)的音調(diào) 因數(shù)也是音調(diào)因數(shù)Tp從搜索單元108輸出的為T,(參照?qǐng)D8C及圖 8E)。
接著，在濾波系數(shù)計(jì)算單元110中使用由搜索單元108給予的音 調(diào)因數(shù)Tmax,來求濾波系數(shù)ft。求取濾波系數(shù)/Si，以便使按照下式(4) 的平方變形E為最小。
在濾波系數(shù)計(jì)算單元110中作為圖表預(yù)先具有多個(gè)/3i (i=-l， 0， 1)組合，決定使式(4)的平方變形E為最小的/3, (i=-l， 0, 1)的 組合，并把該符號(hào)給予第2頻語(yǔ)估計(jì)值生成單元115和復(fù)用單元111。
第2頻語(yǔ)估計(jì)值生成單元115使用音調(diào)因數(shù)Tmax和濾波系數(shù)/3，， 按照式(1 )生成第2頻譜的估計(jì)值D2 (k),給予頻譜輪廓形狀調(diào)整 系數(shù)編碼單元113。
音調(diào)因數(shù)Tmax還被提供給頻譜輪廓形狀調(diào)整子帶決定單元112。 在頻譜輪廓形狀調(diào)整子帶決定單元112中，根據(jù)音調(diào)因數(shù)Tmax來決定用于頻諳輪廓形狀調(diào)整的子帶。第j個(gè)子帶使用音調(diào)因數(shù)Tmax,可 以表示為如下式(5)。
叫》凡+ (卜l).r隨(0".<力
…(5 )
在這里，BL (j)表示第j子帶的最小頻率，BH (j)表示第j子 帶的最大頻率。另外，子帶數(shù)J表示為第J- 1子帶的最大頻率BH ( J -1 )超過FH的最小整數(shù)。把這樣決定的頻譜輪廓形狀調(diào)整子帶的信 息，給予頻譜輪廓形狀系數(shù)編碼單元113。
在頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元113中，使用由頻譜輪廓形狀 調(diào)整子帶決定單元112給予的頻譜輪廓形狀調(diào)整子帶信息，和由第2 頻譜估計(jì)值生成單元115給予的第2頻諳估計(jì)值D2 (k)和由頻域變 換單元105給予的第2頻譜S2 (k)，計(jì)算出輪廓形狀調(diào)整系數(shù)，并進(jìn) 行編碼。在本實(shí)施方式中，對(duì)用每個(gè)子帶的頻譜功率表示該頻譜輪廓 形狀信息的情況進(jìn)行說明。這時(shí)，第j子帶的頻語(yǔ)功率用下式(6)表 示。
<formula>formula see original document page 13</formula>
…(6 )
在這里，BL (j)表示第j子帶的最小頻率，BH(j)表示第j子 帶的最大頻率。把像這樣求出來的第2頻譜的子帶信息，看作是第2 頻語(yǔ)的頻語(yǔ)輪廓形狀信息。同樣地，按照下式(7)計(jì)算出第2頻譜估 計(jì)值D2 (k)的子帶信息b (j)。
= S紳)2
按照下式(8)計(jì)算出每個(gè)子帶的變動(dòng)量V (j)。…(8 )
接著，將變動(dòng)量V(j)編碼，并把該符號(hào)傳送到復(fù)用單元111。 為了計(jì)算出更詳細(xì)的頻語(yǔ)輪廓形狀信息，也可以適用如下述的方 法。把頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整子帶進(jìn)一步劃分成帶幅小的子帶，計(jì)算出各 個(gè)子帶的頻譜輪廓形狀系數(shù)。例如，把第j子帶劃分成劃分?jǐn)?shù)N時(shí)，
p (J,") (0《y.",0^7V) …(9 )
使用式(9)在各子帶計(jì)算出N次的頻譜調(diào)整系數(shù)的向量，把該 向量進(jìn)行向量量化后，把變形最小的代表向量的指數(shù)輸出到復(fù)用單元 111。在這里，B(j， n)及b(j， n)分別作為式(10)， (ll)計(jì)算出。
5(力")=Z鄉(xiāng))2 (0Sy< J,0S"<vV) ... ( 1 0 )
2 Z)2(A:)2 (0S)< J, 0《"< W) …(1 1 )
另外，BL(j， n)， BH(j， n)分別表示第j子帶的第n劃分單元 的最小頻率和最大頻率。
復(fù)用單元111，復(fù)用從搜索單元108得到的最優(yōu)音調(diào)因數(shù)Tmax 的信息；和從濾波系數(shù)計(jì)算單元110得到的濾波系數(shù)的信息；和從頻 譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元113得到的頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù)的信 息后，從輸出端子114輸出。
在本實(shí)施方式中，就式(1)中的M-1時(shí)進(jìn)行了說明，但是不限 于該值，可以使用0以上(包括O)的整數(shù)。另外，在本實(shí)施方式中， 還說明了使用頻域變換單元104, 105時(shí)的有關(guān)情況，但是這些是輸入 時(shí)域信號(hào)時(shí)必須的結(jié)構(gòu)要素，在直接輸入頻譜的結(jié)構(gòu)中，則不需要頻 域變換單元。(實(shí)施方式2)
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的頻譜編碼裝置200的結(jié)構(gòu) 的方塊圖。在本實(shí)施方式中，由于在濾波單元使用的濾波器的結(jié)構(gòu)比 較簡(jiǎn)單，所以不需要濾波系數(shù)計(jì)算單元，可以用較少的運(yùn)算量得到能 夠估計(jì)第2頻譜的效果。另外，圖9中，由于與圖4有相同名稱的構(gòu) 成要素具有相同的功能，所以省略了對(duì)于這樣的構(gòu)成要素的詳細(xì)說明。 譬如，圖4的頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整子帶決定單元112，具有與圖9的頻 語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整子帶決定單元209相同的名稱"頻譜輪廓形狀調(diào)整子 帶決定單元"的，所以有相同的功能。
濾波單元206使用的濾波器的結(jié)構(gòu)，如下式，使用筒略化的結(jié)構(gòu)。
<formula>formula see original document page 15</formula>
式(12)是根據(jù)式(1 )，設(shè)定M = 0 、 /5。 = 1所表示的濾波器。 把這時(shí)的濾波狀態(tài)示于圖10。這樣，第2頻譜的估計(jì)值D2 (k),可 以通過依次復(fù)制只距離T的低頻帶的頻語(yǔ)來求出。
另外，在搜索單元207中與實(shí)施方式1 一樣，搜索把式(3)設(shè)定 為最小時(shí)的音調(diào)因數(shù)T來決定最優(yōu)音調(diào)因數(shù)Tmax。把這樣求出來的 音調(diào)因數(shù)Tmax給予復(fù)用單元211。
本結(jié)構(gòu)中，設(shè)定給予頻i普輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元210的第2 頻i普的估計(jì)值D2 (k),是利用在搜索單元207為了搜索而一時(shí)生成的 值。所以，頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元210由搜索單元207給予 第2頻譜估計(jì)值D2 (k)。
(實(shí)施方式3)
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的頻語(yǔ)編碼裝置300的結(jié)構(gòu) 的方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)是，把FLSk〈FH的頻帶預(yù)先劃分成多 個(gè)子帶，對(duì)各個(gè)子帶進(jìn)行音調(diào)因數(shù)T的搜索，濾波系數(shù)的計(jì)算及頻譜 輪廓形狀的調(diào)整，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行編碼。由此，可以得到如下效果 即，可以回避由包括在置換方的0^k<FL的頻帶的頻鐠里的頻譜傾斜， 引起的頻語(yǔ)能量的不連續(xù)的問題，而且由于每個(gè)子帶都獨(dú)立進(jìn)行編碼，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高質(zhì)量的頻帶擴(kuò)展。在圖11中，由于與圖4有相同名 稱的構(gòu)成要素具有相同的功能，所以，省略了對(duì)于這樣的構(gòu)成要素的 -洋細(xì)i兌明。
子帶劃分單元309把由頻域變換單元304給予的第2頻譜S2 ( k) 的頻帶FL生〈FH，劃分成預(yù)先規(guī)定的J個(gè)子帶。本實(shí)施方式中，設(shè)定 J二4進(jìn)行說明。子帶劃分單元309把包括在第0子帶里的頻譜S2 (k) 輸出到端子310a。同樣，包括在第l子帶，第2子帶及第3子帶里的 頻鐠S2 (k)分別輸出到端子310b， 310c及310d。
子帶選纟奪單元312控制替換單元311,以便替換單元311依次選 擇端子310a，端子310b,端子310c及端子310d。也就是說通過子帶 選擇單元312，依次選擇第O子帶，第l子帶，第2子帶及第3子帶， 把頻譜S2 (k)給予了搜索單元307,濾波單元系數(shù)計(jì)算單元313及頻 譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元314。然后，以子帶單位實(shí)施處理，對(duì) 每個(gè)子帶均求出音調(diào)因數(shù)Tmax，濾波系數(shù))3i及頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系 數(shù)，并給予復(fù)用單元315。因而，J個(gè)音調(diào)因數(shù)Tmax的信息，J個(gè)濾 波系數(shù)的信息及J個(gè)頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù)的信息被提供給復(fù)用單元 315。
另外，本實(shí)施方式由于預(yù)先確定了子帶，所以不需要頻i普輪廓形 狀調(diào)整子帶決定單元。
圖12是表示本實(shí)施方式的處理狀況的圖。如該圖所示，頻帶 FL^<FH劃分成預(yù)先規(guī)定的子帶，計(jì)算出各個(gè)子帶的Tmax， /5i, Vq， 并分別發(fā)送到復(fù)用單元。通過該結(jié)構(gòu)，使從低頻帶頻譜置換的頻譜的 帶寬與用于頻譜輪廓形狀調(diào)整的子帶的帶寬一致，所以不會(huì)發(fā)生頻譜 能量的不連續(xù)問題，從而改善了音質(zhì)。
(實(shí)施方式4)
圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4涉及的頻鐠編碼裝置400的結(jié)構(gòu) 方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)是根據(jù)上述實(shí)施方式3,在濾波單元使用 的濾波器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單這一點(diǎn)上。因此，取得了不需要濾波系數(shù)計(jì) 算單元，用較少的運(yùn)算量就能夠進(jìn)行第2頻鐠的估計(jì)這樣的效果。在圖13中，由于與圖11有相同名稱的構(gòu)成要素，具有相同的功能，所 以省略了對(duì)于這樣的構(gòu)成要素的詳細(xì)說明。
濾波單元406使用的濾波器的結(jié)構(gòu)，如下式，使用簡(jiǎn)略化的結(jié)構(gòu)。
式(13)是根據(jù)式(1 )，設(shè)定M=0, /5G= 1所表示的濾波器。把 這時(shí)的濾波狀態(tài)示于圖10。這樣，第2頻譜的估計(jì)值D2 (k),可以 通過依次復(fù)制只距離T的低頻帶的頻譜來求出。
另外，搜索單元407與實(shí)施方式1 一樣搜索，把式(3)設(shè)定為最 小時(shí)的音調(diào)因數(shù)T來決定最適音調(diào)因數(shù)Tmax。把這樣求出來的音調(diào) 因數(shù)Tmax發(fā)送到復(fù)用單元414。
在本結(jié)構(gòu)中，設(shè)定給予頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元413的第 2頻譜的估計(jì)值D2 (k)，是利用搜索單元407為了搜索，而一時(shí)生成 的值。因而，第2頻譜估計(jì)值D2 (k),由搜索單元407提供給頻譜輪 廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元413。
(實(shí)施方式5 )
圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的頻譜編碼裝置500的結(jié)構(gòu) 方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)是，對(duì)第1頻譜Sl(k)和第2頻譜S2(k)， 分別使用LPC頻i普來校正頻譜傾斜，使用校正后的頻譜求第2頻譜的 估計(jì)值D2(k)。由此，便得到了消除頻譜能量不連續(xù)的問題這樣的效 果。在圖14中，由于與圖13有相同名稱的構(gòu)成要素具有相同的功能， 所以，省略了對(duì)于這樣的構(gòu)成要素的詳細(xì)說明。另外，在本實(shí)施方式 中，就對(duì)于上述的實(shí)施方式4適用頻語(yǔ)傾斜校正技術(shù)時(shí)的情形進(jìn)行說 明。但是不限于此，上述的實(shí)施方式1 ~ 3的每一個(gè)都可以適用本技術(shù)。
從輸入端子505輸入，通過在這里沒有圖示的LPC分析單元，或 者LPC解碼單元求出來的LPC系數(shù)，給予LPC頻語(yǔ)計(jì)算單元506。 與此不同，可以是對(duì)從輸入端子501輸入的信號(hào)進(jìn)行LPC分析來求出 LPC系數(shù)的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，不需要輸入端子505，重新追加LPC分析單 元以代替它。在LPC頻譜計(jì)算單元506，根據(jù)LPC系數(shù)，按照下式(14 )計(jì)算 出頻譜包絡(luò)。
l- !]o:(/)《
(14)
或者也可以按照下式(15)計(jì)算出頻語(yǔ)包絡(luò)'
1- Sa(/
:(/). Y《 《
(15)
在這里，a表示LPC系數(shù)，NP表示LPC系數(shù)的次數(shù)，K表示頻 譜分解能。另外，7是大于等于0，并且小于l的常數(shù)，可以通過使用 該7使頻譜的形狀平滑。這樣求出來的頻譜包絡(luò)el (k)，發(fā)送給頻譜 傾斜4交正507。
在頻譜傾斜校正507中，使用由LPC頻i普計(jì)算單元506得到的頻 譜包絡(luò)el (k),按照下式(16)校正由頻域變換單元503給予的第1 頻譜S1 (k)內(nèi)的頻i普傾斜。
... ( 1 6 )
把這樣求出來的、經(jīng)校正后的第1頻i普給予內(nèi)部狀態(tài)設(shè)定單元
511。
另一方面，當(dāng)?shù)?頻語(yǔ)計(jì)算出來時(shí)，也可以進(jìn)行同樣處理。把從 輸入端子502輸入的第2信號(hào)給予LPC分析單元508，進(jìn)行LPC分析， 求出LPC系數(shù)。在這里把求出的LPC系數(shù)，變換成適合于LSP系數(shù) 等的編碼的參數(shù)后，進(jìn)行編碼，把它的指數(shù)給予復(fù)用單元521。與此 同時(shí)，將LPC系數(shù)解碼，并把解碼后的LPC系數(shù)給予LPC頻譜計(jì)算 單元509。 LPC頻i普計(jì)算單元509具有與上述的LPC頻語(yǔ)計(jì)算單元506 同樣的功能，按照式(14)或者式(15)計(jì)算出第2信號(hào)用的頻譜包絡(luò)e2 (k)。頻譜傾斜校正單元510具有與上述的頻譜傾名+校正507同 樣的功能，按照下式(17)校正第2頻譜內(nèi)的頻譜傾斜度。
""、輝)
"腳("=蔭 ...(1 7 )
把這樣求出的、校正后的第2頻譜給予搜索單元513;同時(shí)給予 頻鐠傾斜附加單元519。
在頻譜傾斜附加單元519中，按照下式(18)對(duì)由搜索單元513 給予的第2頻譜的估計(jì)值D2 (k)，附加頻譜傾斜度。
"2"6, = /)2(^)-62(" …(1 8 )
把這樣計(jì)算出來的第2頻譜的估計(jì)值s2new ( k )，給予頻譜輪廓 形狀調(diào)整系^t編碼單元520。
在復(fù)用單元521中，復(fù)用由搜索單元513給予的音調(diào)因數(shù)Tmax 的信息；和由頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元520給予的調(diào)整系數(shù)的 信息；和由LPC分析單元給予的LPC系數(shù)的編碼信息，然后從輸出 端子522輸出。
(實(shí)施方式6)
圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6涉及的頻譜編碼裝置600的結(jié)構(gòu) 方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)，是從第1頻譜S1 (k)中選擇頻譜形狀 比較平直的頻帶，從該平直的頻帶開始進(jìn)行音調(diào)因數(shù)T的搜索。這樣， 置換后的頻譜的能量就很難不連續(xù)，從而得到回避頻譜能量不連續(xù)問 題的效果。在圖15中，由于與圖13有相同名稱的構(gòu)成要素具有相同 的功能，所以省略了對(duì)于這樣的構(gòu)成要素的詳細(xì)說明。另外，在本實(shí) 施方式中，就對(duì)于上述實(shí)施方式4適用頻譜傾斜校正技術(shù)時(shí)的情形進(jìn) 行說明，但是不限于此，關(guān)于迄今為止的上述各個(gè)實(shí)施方式，都可以 適用本技術(shù)。
第1頻語(yǔ)S1(K)，由頻域變換單元603給予頻譜平直部分4企測(cè)單 元605,從第1頻語(yǔ)S1 (k)檢測(cè)出頻譜形狀為平直的頻帶，在頻譜平直部分檢測(cè)單元605中，把頻帶OKFL的第1頻譜Sl ( k)劃分成多 個(gè)子帶，將各個(gè)子帶的頻譜變動(dòng)量定量化，檢測(cè)出其頻譜變動(dòng)量最小 的子帶。把表示該子帶的信息給予音調(diào)設(shè)定單元609及復(fù)用單元615。 在本實(shí)施方式中，作為對(duì)頻語(yǔ)的變動(dòng)量進(jìn)行定量化的單元，就使 用包括在子帶里的頻譜的分散值時(shí)的情形加以說明。把頻帶OSk<FL 劃分成N個(gè)子帶，按照下式(19)計(jì)算出包括在各子帶里的頻譜Sl (k)的分散值u (n)。
<formula>formula see original document page 20</formula>
在這里，BL (n)表示第n子帶的最小頻率，BH (n)表示第n 子帶的最大頻率，Slmean表示包括在第n子帶里的頻譜的平均絕對(duì)值。 在這里，取頻譜的絕對(duì)值的目的是為了檢測(cè)出在頻語(yǔ)振幅值方面的平 直頻帶。
比較這樣求出來的各子帶的分散值u(n),決定分散值最小的子 帶，把表示該子帶的變數(shù)n發(fā)送給音調(diào)因數(shù)設(shè)定單元609及復(fù)用單元 615。
在音調(diào)因數(shù)設(shè)定單元609中，將音調(diào)因數(shù)T的搜索范圍限定在由 頻譜平直部分檢測(cè)單元605決定的子帶的頻帶中，在該限定的范圍中 決定音調(diào)因數(shù)T的候選。這樣，由于從頻譜能量變動(dòng)小的頻帶中決定 音調(diào)因數(shù)T，從而緩和了頻譜能量不連續(xù)的問題。
在復(fù)用單元615中，復(fù)用由搜索單元608給予的音調(diào)因數(shù)Tmax 的信息；和由頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)編碼單元614給予的調(diào)整系數(shù)的 信息；和由頻譜平直部分檢測(cè)單元605給予的子帶信息后，從輸出端 子616輸出。
(實(shí)施方式7 )
圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7涉及的頻譜編碼裝置700的結(jié)構(gòu) 方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)是根據(jù)輸入信號(hào)的周期性強(qiáng)度，使搜索音 調(diào)因數(shù)T的范圍自適應(yīng)地變化。由此，像無聲部分那樣，對(duì)于周期性低的信號(hào)，由于不存在諧波結(jié)構(gòu)，所以即使把搜索范圍設(shè)定得非常小， 也不易發(fā)生問題。另外，像有聲部分那樣，對(duì)于周期性高的信號(hào)，根 據(jù)當(dāng)時(shí)的音調(diào)周期的值來變更搜索音調(diào)因數(shù)T的范圍。由此，可以減
少用于表示音調(diào)因數(shù)T的信息量，從而能夠降低位速度。在圖16中， 由于與圖13有相同名稱的構(gòu)成要素具有相同的功能，所以省略了關(guān)于
這樣的構(gòu)成要素的詳細(xì)說明。另外，在本實(shí)施方式中，就對(duì)于上述的
實(shí)施方式4適用本技術(shù)時(shí)的情形進(jìn)行說明，但是不限于此，關(guān)于迄今 為止的上述各個(gè)實(shí)施方式，都可以適用本技術(shù)。
從輸入端子706,至少輸入表示音調(diào)周期性的強(qiáng)度的參數(shù)和表示 音調(diào)周期的長(zhǎng)度的參數(shù)的其中一方。在本實(shí)施方式中，進(jìn)行輸入表示 音調(diào)周期強(qiáng)度的參數(shù)和表示音調(diào)周期長(zhǎng)度的參數(shù)時(shí)的說明。另外，在 本實(shí)施方式中，對(duì)在這里沒有圖示的CELP的自適應(yīng)編碼帳搜索求出 的音調(diào)周期P和音調(diào)增益Pg從輸入端子706輸入的情況進(jìn)行說明。
在搜索范圍決定單元707中，使用由輸入端子706給予的音調(diào)周 期P和音調(diào)增益Pg來決定搜索范圍。首先，用音調(diào)增益Pg的大小來 判斷輸入信號(hào)的周期性的強(qiáng)度。音調(diào)增益Pg與閾值比較，如果大時(shí)， 認(rèn)為從輸入端子701輸入的輸入信號(hào)是有聲部分，決定表示音調(diào)因數(shù) T的搜索范圍的TMIN和TMAX,以便至少包括音調(diào)周期P表示的諧 波結(jié)構(gòu)的l個(gè)諧波。因此，音調(diào)周期P的頻率大時(shí)，音調(diào)因數(shù)T的搜 索范圍設(shè)定得較寬，反之音調(diào)周期P的頻率小時(shí)，則把音調(diào)因數(shù)T的 搜索范圍設(shè)定的窄一些。
音調(diào)增益Pg與閾值比較，如果小時(shí)，認(rèn)為從輸入端子701輸入的 輸入信號(hào)是無聲部分，當(dāng)作沒有諧波結(jié)構(gòu)來把搜索音調(diào)因數(shù)T的搜索 范圍設(shè)定得非常窄。
(實(shí)施方式8)
圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8涉及的分層編碼裝置800結(jié)構(gòu)的 方塊圖。在本實(shí)施方式中，通過將上述實(shí)施方式1~7的其中任意一個(gè) 適用于分層編碼，可以用低位速度對(duì)聲音信號(hào)或者音頻信號(hào)高質(zhì)量地 進(jìn)行編碼。從輸入端子801輸入音響數(shù)據(jù)，在下采樣單元802生成采樣速度 低的信號(hào)。下采樣的信號(hào)被提供給第1層編碼單元803，并且該信號(hào) 被編碼。第1層編碼單元803的代碼被提供給復(fù)用單元807,同時(shí)被 提供給第1層解碼單元804。在第1層解碼單元804，根據(jù)代碼生成第 1層解碼信號(hào)。
然后，用上采樣單元805提高第1層編碼單元803的解碼信號(hào)的 采樣速度。延遲單元806，對(duì)從輸入端子801輸入的輸入信號(hào)給予特 定長(zhǎng)度的延遲。設(shè)定該延遲的大小，與下采樣單元802和第1層編碼 單元803和第1層解碼單元804和上采樣單元805產(chǎn)生的時(shí)間延遲同值。
在頻譜編碼單元101中，適用上述實(shí)施方式1 ~ 7中的其中任意一 個(gè)，把從上采樣單元805得到的信號(hào)作為第1信號(hào)，把從延遲單元806 得到的信號(hào)作為第2信號(hào)，進(jìn)行頻譜編碼，把代碼輸出到復(fù)用單元807。
在第1層編碼單元803求出的代碼和在頻譜編碼單元101求出的 代碼，在復(fù)用單元807被復(fù)用，并作為輸出符號(hào)，從輸出端子808輸 出。
當(dāng)頻語(yǔ)編碼單元101的結(jié)構(gòu)為圖14及圖16所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，本實(shí) 施方式涉及的分層編碼裝置800a(為了與圖17所示的分層編裝置800 有所區(qū)別，所以在末尾加了字母表的小寫字母)的結(jié)構(gòu)如圖18。圖18 和圖17的區(qū)別在于頻譜編碼裝置101上追加了從第1層解碼單元804a 直接輸入的信號(hào)線。它表示在第1層解碼單元804被解碼的LPC系數(shù) 或者音調(diào)周期P和音調(diào)增益Pg被提供給頻譜編碼單元101 。
(實(shí)施方式9)
圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9涉及的頻語(yǔ)解碼裝置1000的結(jié) 構(gòu)方塊圖。
在本實(shí)施方式中，可以對(duì)通過濾波器根據(jù)第l頻語(yǔ)估計(jì)第2頻譜 的高頻成分而生成的代碼進(jìn)行解碼，從而可以對(duì)高精度的估計(jì)頻譜進(jìn) 行解碼，而且通過對(duì)估計(jì)后的高頻頻諳，用適當(dāng)?shù)淖訋д{(diào)整頻語(yǔ)輪廓 形狀，從而得到改善解碼信號(hào)質(zhì)量這樣的效果。從輸入端子002輸入由在這里沒有圖示的頻語(yǔ)編碼單元編碼的代碼，被提供給分離單元
1003。分離單元1003，把濾波器的信息給予濾波單元1007和頻鐠輪 廓形狀調(diào)整子帶決定單元1008,與此同時(shí)，把頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù) 的信息，給予頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)解碼單元1009。而且，從輸入端 子1004輸入有效頻帶為0^k<FL的第1信號(hào)，在頻域變換單元1005 中對(duì)從輸入端子1004輸入的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行頻率變換，計(jì)算出第1頻譜 Sl(k)。在這里，作為頻率變換法，可以適用離散傅里葉變換(DFT)， 離散余弦變換(DCT),變形離散余弦變換(MDCT)等。
然后，在內(nèi)部狀態(tài)設(shè)定單元1006,使用第1頻譜S1 (k)，設(shè)定在 濾波單元1007使用的濾波器的內(nèi)部狀態(tài)。在濾波單元1007,根據(jù)在 內(nèi)部狀態(tài)設(shè)定單元1006設(shè)定的濾波器的內(nèi)部狀態(tài)，和由分離單元1003 給予的音調(diào)因數(shù)Tmax及濾波系數(shù))S,進(jìn)行濾波，計(jì)算出第2頻譜的估 計(jì)值D2(k)。這時(shí)，在濾波單元1007使用式(1 )記載的濾波器。另 外，使用式(12)記載的濾波器時(shí)，由分離單元1003給予的只是音調(diào) 因數(shù)Tmax。至于利用哪一個(gè)濾波器，使用與在這里沒有圖示的頻譜編 碼單元使用的濾波器的種類相對(duì)應(yīng)，并與該濾波器相同的濾波器。
由濾波單元1007生成的解碼頻譜D (k)的狀態(tài)示于圖20。如圖 20所示，在解碼頻語(yǔ)D (k)的頻帶0《k<FL中，由第l頻譜Sl(k) 構(gòu)成，在頻帶FLSl^FH中，由第2頻譜的估計(jì)值D2 (k)構(gòu)成。
頻譜輪廓形狀調(diào)整子帶決定單元1008,使用由分離單元1003給 予的音調(diào)因數(shù)Tmax，決定進(jìn)行頻譜輪廓形狀的調(diào)整的子帶。第j個(gè)子 帶可以使用音調(diào)因數(shù)Tmax表示為如下式(20)。
兩)=尺+ (7-l).r墜
i i/(7.) = JPZ + ,2;ax (0^.<力 …(2 0 )
在這里，BL (j)表示第j子帶的最小頻率，BH(j)表示第j子 帶的最大頻率。另夕卜，子帶數(shù)J作為第J一l子帶的最大頻率BH( J—l ) 超過FH的最小整數(shù)來表示。把這樣決定的頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整子帶的 信息，給予頻譜調(diào)整單元1010。
在頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù)解碼單元1009中，才艮據(jù)由分離單元1003給予的頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù)的信息，將頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù)解碼， 把該解碼的頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)給予頻譜調(diào)整單元1010。在這里， 頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù)表示，對(duì)式(8)所示的每個(gè)子帶的變動(dòng)量進(jìn)行
量化，并在此后進(jìn)行解碼的值Vq (j)。
在頻語(yǔ)調(diào)整單元1010中，通過纟安照下式(21)從濾波單元1007 得到的解碼頻譜D( k )，乘以對(duì)由頻譜輪廓形狀調(diào)整子帶決定單元1008 給予的子帶，由頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)解碼單元1009解碼的每個(gè)子帶 的變動(dòng)量的解碼值Vq (j)，來調(diào)整解碼頻譜D (k)的頻帶FL^k<FH 的頻譜形狀，生成調(diào)整后的解碼頻譜S3 (k)。
53(" = /^).^(力(^(7.)^:^5//(7.),對(duì)于所有的力 …(2 1 )
把該解碼頻譜S3 (k)給予時(shí)域變換單元1011,變換成時(shí)域信號(hào)， 從輸出端子1012輸出。在時(shí)域變換單元1011變換成時(shí)域信號(hào)時(shí)，根 據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)某藥爸丿B加算等處理。以避免幀間產(chǎn)生的不連續(xù)。
(實(shí)施方式10)
圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式IO涉及的頻譜解碼裝置1100的結(jié) 構(gòu)方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)在于預(yù)先把FLSk<FH的頻帶劃分成多 個(gè)子帶，可以使用各個(gè)子帶的信息進(jìn)行解碼。由此，可以回避由包括 在是置換方的OSk<FL的頻帶的頻譜里的、頻譜傾斜引起的頻譜能量 的不連續(xù)問題。而且由于能夠?qū)?duì)每個(gè)子帶獨(dú)立地進(jìn)行編碼的代碼解 碼，所以能夠生成高質(zhì)量的解碼信號(hào)。在圖21中，由于與圖19有相 同名稱的構(gòu)成要素具有相同的功能，所以省略了關(guān)于這樣的構(gòu)成要素 的i羊細(xì)i兌明。
在本實(shí)施方式中，如圖12所示，把頻帶FL^k<FH劃分成預(yù)先規(guī) 定的J個(gè)子帶，對(duì)各個(gè)子帶，將已編碼的音調(diào)因數(shù)Tmax，濾波系數(shù)/5， 頻語(yǔ)輪廓形狀調(diào)整系數(shù)V q,生成聲音信號(hào)解碼來生成聲音信號(hào)。或者， 對(duì)各個(gè)子帶，將已編碼的音調(diào)因數(shù)Tmax，頻譜輪廓形狀調(diào)整系數(shù)Vq 解碼來生成聲音信號(hào)。至于按照哪一種方法，可依據(jù)這里沒有圖示的頻語(yǔ)編碼單元使用的濾波器的種類而定。前者時(shí)使用式(1 )的濾波器， 后者時(shí)使用式(12)的濾波器。
頻帶0^k<FL中存儲(chǔ)著第1頻譜S1 (k)，而頻帶FL^k〈FH中被 劃分成J個(gè)子帶的頻譜輪廓形狀調(diào)整后的頻譜，由頻譜調(diào)整單元1108 提供給子帶綜合單元1109。在子帶綜合單元1109中連接這些頻譜， 生成如圖20所示的解碼頻譜D (k)。把這樣生成的解碼頻譜D (k) 給予時(shí)域變換單元1110。本實(shí)施方式的流程圖示于圖22。
(實(shí)施方式11 )
圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施方式11涉及的頻譜解碼裝置1200的結(jié) 構(gòu)方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)在于對(duì)第1頻譜S1 (k)和第2頻譜S2 (k),分別使用LPC頻譜來校正頻譜傾斜，使用校正后的頻譜，求出 第2頻譜的估計(jì)值D2 (k)，從而能夠?qū)⒌玫降姆?hào)解碼。由此，能夠 得到消除頻語(yǔ)能量不連續(xù)問題的頻譜，并得到能夠生成高質(zhì)量解碼信 號(hào)這樣的效果。在圖23中，由于與圖21有相同名稱的構(gòu)成要素具有 相同的功能，所以省略了關(guān)于這樣的構(gòu)成要素的詳細(xì)說明。另外，在 本實(shí)施方式中，對(duì)于上述的實(shí)施方式10適用頻譜傾斜校正技術(shù)時(shí)的情 形進(jìn)行說明，但是不限于此，對(duì)于上述實(shí)施方式9也可以適用本技術(shù)。 LPC系數(shù)解碼單元1210,根據(jù)由分離單元1202給予的LPC系數(shù) 的信息將LPC系數(shù)解碼，把LPC系數(shù)給予LPC頻譜計(jì)算單元1211。 LPC系數(shù)解碼單元1210的處理，依靠在這里沒有圖示的編碼單元的 LPC分析單元內(nèi)進(jìn)行的LPC系數(shù)的編碼處理，實(shí)施在這里的編碼處理 得到的符號(hào)的解碼處理。LPC頻譜計(jì)算單元1211,按照式(14)或者 式(15)計(jì)算出LPC頻譜。至于適用哪一種方法，使用與這里沒有圖 示的編碼單元的LPC頻語(yǔ)計(jì)算單元中使用的方法相同方法即可。由 LPC頻譜計(jì)算單元1211求出的LPC頻諳被提供給頻譜傾斜附加單元 1209。
另一方面，在這里沒有圖示的LPC解碼單元或者LPC計(jì)算單元 求出的LPC系數(shù)，從輸入端子1215輸入，發(fā)送給LPC頻譜計(jì)算單元 1216。 LPC頻諶計(jì)算單元1216,按照式(14)或者式(15)計(jì)算LPC頻鐠。至于使用哪一種方法，根據(jù)在這里沒有圖示的編碼單元使用了 什么樣的方法而定。
在頻譜傾斜附加單元1209中，按照下式(22)由濾波單元1206 給予的解碼頻譜D (k)乘以頻譜傾斜率，然后，把賦予頻譜傾斜率的 解碼頻語(yǔ)D (k)給予頻譜調(diào)整單元1207。在式(22)中，el(k)表 示LPC頻i普計(jì)算單元1216的輸出，e2 (k)表示LPC頻諳計(jì)算單元 1211的輸出。
…(2 2 )
(實(shí)施方式12)
圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式12涉及的頻i普解碼裝置1300的結(jié) 構(gòu)方塊圖。本實(shí)施方式的特點(diǎn)在于能夠?qū)⑼ㄟ^從第1頻譜S1 (k)中 檢測(cè)出頻譜的形狀比較平直的頻帶，從該平直的頻帶搜索音調(diào)因數(shù)T 而得到的符號(hào)解碼。這樣，置換后的頻譜的能量不連續(xù)是很難的，從 而得到了避免頻譜能量不連續(xù)問題的解碼頻譜，而獲得能夠生成高質(zhì) 量解碼信號(hào)的效果。在圖24中，由于與圖21有相同名稱的構(gòu)成要素 具有相同的功能，所以省略了關(guān)于這樣的構(gòu)成要素的詳細(xì)說明。另外， 在本實(shí)施方式中，對(duì)于上述實(shí)施方式10適用本技術(shù)時(shí)的情況進(jìn)行了說 明J旦是不限于此，上述實(shí)施方式9及實(shí)施方式11也可以適用本技術(shù)。
表示將頻帶0^c<FL劃分成N個(gè)子帶內(nèi)的哪個(gè)子帶被選擇的子帶 選擇信息n，和表示把包括在第n子帶里的頻率內(nèi)哪個(gè)位置作為置換 方的起始點(diǎn)來使用的信息，由分離單元1302提供給音調(diào)因數(shù)Tmax生 成單元1303。在音調(diào)因數(shù)Tmax生成單元1303中，才艮據(jù)這兩個(gè)信息生 成在濾波單元1307使用的音調(diào)因凄t Tmax， 4巴音調(diào)因凄t Tmax給予濾 波單元1307。
(實(shí)施方式13 )
圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式13涉及的分層解碼裝置1400的結(jié) 構(gòu)方塊圖。在本實(shí)施方式中，通過使上述實(shí)施方式9~ 12的其中任意一個(gè)適用分層解碼法，可以將由上述實(shí)施方式8的分層編碼法生成的 代碼解碼，從而可以對(duì)高質(zhì)量的聲音信號(hào)或者音頻信號(hào)進(jìn)行解碼。
從輸入端子1401輸入用這里沒有圖示的分層信號(hào)編碼法進(jìn)行編
碼的符號(hào)，然后用分離器1402分離上述符號(hào)，生成第l層解碼單元用 的符號(hào)和頻譜解碼單元用的符號(hào)。在第1層解碼單元1403中，使用在 分離單元1402得到的符號(hào)，上采樣速度2'FL的解碼信號(hào)解碼，把該 解碼信號(hào)給予上采樣單元1405。上采樣單元1405把由第1層解碼單 元1403給予的第1層解碼信號(hào)的采樣頻率提高到2'FH。另外，根據(jù) 本結(jié)構(gòu)，需要輸出在第1層解碼單元1403生成的第1層解碼信號(hào)時(shí)， 可以使其從輸出端子1404輸出。不需要輸出第l層解碼時(shí)，可以從結(jié) 構(gòu)中去掉輸出端子1404。
由分離單元1402分離的符號(hào)，和由上采樣單元1405生成的上采 樣后第1層解碼信號(hào)，被提供給頻譜解碼單元1001。頻譜解碼單元 1001，根據(jù)上述的實(shí)施方式9~ 12中的1個(gè)方法進(jìn)行頻譜解碼，生成 采樣頻率2.FH的解碼信號(hào)，從輸出端子1406輸出。在頻譜解碼單元 1001中，把由上采樣單元1405給予的上采樣后的第1層解碼信號(hào)看 作第1信號(hào)進(jìn)行處理。
當(dāng)頻i普解碼單元1001的結(jié)構(gòu)為圖23所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，本實(shí)施方式 涉及的分層解碼裝置1400a的結(jié)構(gòu)，便像圖26所示那樣。圖25和圖 26的區(qū)別在于，在頻譜解碼單元1001上追加了從分離單元1402直接 輸入的信號(hào)線。這表示，在分離單元1402被解碼的LPC系數(shù)或者音 調(diào)周期P和音調(diào)增益Pg被提供給頻i普解碼單元1001。
(實(shí)施方式14)
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式14。圖27是表示本發(fā)明 的實(shí)施方式14涉及的聲音信號(hào)編碼裝置1500的結(jié)構(gòu)方塊圖。本實(shí)施 方式的特點(diǎn)在于，圖27中的聲音編碼裝置1504是由上述實(shí)施方式8 所示的分層編碼裝置800構(gòu)成。
如圖27所示，本發(fā)明的實(shí)施方式14涉及的聲音信號(hào)編碼裝置 1500,包括輸入裝置1502， AD變換裝置1503及連接于網(wǎng)絡(luò)1505的
27聲音編碼裝置1504。
AD變換裝置1503的輸入端子連接于輸入裝置1502的輸出端子。 聲音編碼裝置1504的輸入端子，連接于AD變換裝置1503的輸出端 子。聲音編碼裝置1504的輸出端子連接于網(wǎng)絡(luò)1505。
輸入裝置1502，把人耳聽見的聲波1501變換成是電信號(hào)的模擬 信號(hào)后，給予AD變換裝置1503。 AD變換裝置1503把模擬信號(hào)變換 成數(shù)字信號(hào)后，給予聲音編碼裝置1504。聲音編碼裝置1504對(duì)輸入 來的^:字信號(hào)進(jìn)行編碼，生成代碼，輸出到網(wǎng)絡(luò)1505。
才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式14,能夠享有如上述實(shí)施方式8所示的效 果，并且能夠提供高效地對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行編碼的聲音編碼裝置。
(實(shí)施方式15 )
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式15。圖28是表示本發(fā)明 的實(shí)施方式15涉及的聲音信號(hào)解碼裝置1600的結(jié)構(gòu)方塊圖。本實(shí)施 方式的特點(diǎn)在于，圖28中的聲音解碼裝置1603是由上述的實(shí)施方式 13所示的分層解碼裝置1400構(gòu)成
如圖28所示那樣，本發(fā)明的實(shí)施方式15涉及的聲音信號(hào)解碼裝 置1600，包括連接在網(wǎng)絡(luò)1601的接收裝置1602，聲音解碼裝置1603， 及DA變換裝置1604以及輸出裝置1605。
接收裝置1602的輸入端子，連接于網(wǎng)絡(luò)1601。聲音解碼裝置1603 的輸入端子，連接于接收裝置1602的輸出端子。DA變換裝置1604 的輸入端子，連接于聲音解碼裝置1603的輸出端子。輸出裝置1605 的輸入端子連接于DA變換裝置1604的輸出端子。
接收裝置1602，接收來自網(wǎng)絡(luò)1601的數(shù)字編碼聲音信號(hào)，生成 數(shù)字接收聲音信號(hào)后，給予聲音解碼裝置1603。聲音解碼信號(hào)1603， 接收來自接收裝置1602的接收聲音信號(hào)，對(duì)該接收聲音信號(hào)進(jìn)行解碼 處理，生成數(shù)字解碼聲音信號(hào)后，給予DA變換裝置1604。 DA變換 裝置1604,變換來自聲音解碼裝置1603的數(shù)字解碼聲音信號(hào)，生成 模擬解碼聲音信號(hào)后，給予輸出裝置1605。輸出裝置1605，把是電信 號(hào)的模擬解碼聲音信號(hào)，變換成空氣振動(dòng)，作為聲波1606輸出，以便人耳能夠聽見。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式15，能夠享有如上述實(shí)施方式13所示的 效果，能夠用較少的位數(shù)，高效地對(duì)編碼聲音信號(hào)進(jìn)行解碼，從而能 夠輸出良好的聲音信號(hào)。
(實(shí)施方式16)
下面，參照附圖^L明本發(fā)明的實(shí)施方式16。圖29是表示本發(fā)明 的實(shí)施方式16涉及的聲音信號(hào)發(fā)送編碼裝置1700的結(jié)構(gòu)方塊圖。本 實(shí)施方式的特點(diǎn)在于，在本發(fā)明的實(shí)施方式16中，圖29的聲音編碼 裝置1704是由上述實(shí)施方式8所示的分層編碼裝置800構(gòu)成。
如圖29所示，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式16的聲音信號(hào)發(fā)送編碼裝 置1700，包括輸入裝置1702， AD變換裝置1703,聲音編碼裝置1704， RF調(diào)制裝置1705以及天線1706。
輸入裝置1702，把人耳聽到的聲波1701變換成是電信號(hào)的模擬 信號(hào)后，給予AD變換裝置1703。 AD變換裝置1703，把模擬信號(hào)變 換成數(shù)字信號(hào)后，給予聲音編碼裝置1704。聲音編碼裝置1704，對(duì)輸 入來的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，生成編碼聲音信號(hào)，給予RF調(diào)制裝置1705。 RF調(diào)制裝置1705，對(duì)編碼聲音信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，生成調(diào)制編碼聲音信 號(hào)，給予天線1706。天線1706，把調(diào)制編碼聲音信號(hào)作為電波1707 發(fā)送。
根據(jù)本實(shí)施方式16,能夠享有如上述實(shí)施方式8所示的效果，并 能夠用少的位數(shù)高效地對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行編碼。
另外，本發(fā)明可以適用于使用音頻信號(hào)的發(fā)送裝置、發(fā)送編碼裝 置或者聲音信號(hào)編碼裝置。另外，本發(fā)明還適用于移動(dòng)站裝置或者基 站裝置。
(實(shí)施方式17)
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式17。圖30是表示本發(fā)明 的實(shí)施方式17涉及的聲音信號(hào)接收解碼裝置1800的結(jié)構(gòu)方塊圖。本 實(shí)施方式的特點(diǎn)在于，本發(fā)明的實(shí)施方式17涉及的圖30中的聲音解碼裝置1804是由上述實(shí)施方式13所示的分層解碼裝置1400構(gòu)成。
如圖30所示，本發(fā)明的實(shí)施方式17涉及的聲音信號(hào)接收解碼裝 置1800,包括天線1802, RF解調(diào)裝置1803，聲音解碼裝置1804, DA變換裝置1805以及輸出裝置1806。
天線1802，接收作為電波1801的數(shù)字編碼聲音信號(hào)，生成電信 號(hào)的數(shù)字接收編碼聲音信號(hào)后，給予RF解調(diào)裝置1803。 RF解調(diào)裝置 1803,對(duì)來自天線1802的接收編碼聲音信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，生成解調(diào)編碼 聲音信號(hào)后，給予聲音解碼裝置1804。
聲音解碼裝置1804，接收來自RF解調(diào)裝置1803的數(shù)字解調(diào)編碼 聲音信號(hào)，進(jìn)行解碼處理，生成數(shù)字解碼聲音信號(hào)后，給予DA變換 裝置1805。 DA變換裝置1805，變換來自聲音解碼裝置1804的數(shù)字 解碼聲音信號(hào)，生成模擬解碼聲音信號(hào)后，給予輸出裝置1806。輸出 裝置1806，把是電信號(hào)的模擬解碼聲音信號(hào)變換成空氣振動(dòng)，作為音 波1807輸出，以便人耳能夠聽見。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式17，能夠享有如上述實(shí)施方式13所示的 效果，并且能夠使用較少的位數(shù)，高效地對(duì)被編碼的聲音信號(hào)進(jìn)行解 碼，從而能夠輸出良好的聲音信號(hào)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過使用內(nèi)部狀態(tài)具有第1頻譜的濾波 器來估計(jì)第2頻譜的高頻部，將與第2頻譜的估計(jì)值的類似度最大時(shí) 的濾波系數(shù)編碼，并對(duì)第2頻譜的估計(jì)值，用適當(dāng)?shù)淖訋碚{(diào)整頻譜 的輪廓形狀，從而能夠用低位速度高質(zhì)量地將頻譜編碼。而且，將本 發(fā)明適用于分層編碼，從而能夠用低位速度高質(zhì)量地將聲音信號(hào)或音 頻信號(hào)編碼。
而且，本發(fā)明可以適用于使用音頻信號(hào)的接收裝置，接收解碼裝 置或者聲音信號(hào)解碼裝置。另外，本發(fā)明還可以適用于移動(dòng)站裝置或 者基站裝置。
另外，在上述各實(shí)施方式的說明中使用的各功能塊，其典型是以 集成電路LSI來實(shí)現(xiàn)的。這些，可以個(gè)別地進(jìn)一亍單片芯片化，也可以 將其部分地或者全部地進(jìn)行單片芯片化。
另外，在這里雖然叫做LSI，但是根據(jù)集成度的不同，也可以叫做IC、 LSI系統(tǒng)、超大LSI,超LSI等。
再有，集成電路化的方法不限于LSI,也可以用專用電路或者通 用處理程序來實(shí)現(xiàn)。LSI制造后，可以使用能夠用于編程的FPGA( Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)，或能夠?qū)SI的內(nèi)部 電路單元的連接或者i殳定進(jìn)行再構(gòu)成的可重組程序。
而且，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步或者派生出的其它技術(shù)，如果出現(xiàn) 置換LSI的集成電路化的技術(shù)，當(dāng)然也可以使用該技術(shù)進(jìn)行功能塊的 集成化。仿生技術(shù)的自適應(yīng)等也是有可能的。
本發(fā)明的頻鐠編碼方法的第l方式包括對(duì)第l信號(hào)進(jìn)行頻率變 換計(jì)算第1頻譜的單元；對(duì)第2信號(hào)進(jìn)行頻率變換計(jì)算第2頻譜的單 元；使用作為內(nèi)部狀態(tài)具有O^^FL的頻帶的第l頻譜的濾波器，估 計(jì)FL^k〈FH頻帶的第2頻語(yǔ)的形狀，將表示這時(shí)的濾波器特性的系 數(shù)編碼的頻譜編碼方法中，同時(shí)將根據(jù)表示濾波器特性的系數(shù)而決定 的第2頻i普的輪廓形狀編碼。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)第1頻語(yǔ)Sl (k),通過濾波器估計(jì)第2頻譜 S2(k)的高頻帶成分，從而僅將表示濾波器特性的系數(shù)編碼即可，這 樣可以用低位速度高精度地估計(jì)第2頻譜S2 (k)的高頻成分。而且 由于根據(jù)表示濾波器特'性的系數(shù)來將頻譜的輪廓形狀編碼，所以不會(huì) 發(fā)生頻譜能量的不連續(xù)，從而可以改善質(zhì)量。
本發(fā)明的頻譜編碼方法的第2方式包括把第2頻譜劃分成多個(gè) 子帶，對(duì)每個(gè)子帶將表示濾波器特性的系數(shù)和頻i普的輪廓形狀編碼。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)第1頻語(yǔ)Sl (k)，通過濾波器估計(jì)第2頻譜 S2(k)的高頻帶成分，從而僅將表示濾波器特性的系數(shù)編碼即可，這 樣可以用低位速度高精度地估計(jì)第2頻譜S2(k)的高頻成分。而且， 由于是預(yù)先決定多個(gè)子帶，且對(duì)每個(gè)子帶將表示濾波器特性的系數(shù)和 頻鐠的輪廓形狀編碼的結(jié)構(gòu)，所以很難發(fā)生頻譜能量不連續(xù)的問題， 從而可以改善質(zhì)量。
再有，本發(fā)明的頻譜編碼方法的第3方式在上述結(jié)構(gòu)中，其中， 濾波器由下式(23)表示，<formula>formula see original document page 31</formula>...(2 3 )
使用該濾波器的零輸入響應(yīng)進(jìn)行估計(jì)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠避免在S2 (k)的估計(jì)值發(fā)生的諧波結(jié)構(gòu)的崩 潰，從而得到改善質(zhì)量的效果。
本發(fā)明的頻譜編碼方法的第4方式在上述結(jié)構(gòu)中，其中，設(shè)定M =0 ， /30 = 1 。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，濾波器的特性只由音調(diào)因數(shù)T來決定，所以可獲得 能夠用低位速度進(jìn)行頻譜估計(jì)的效果。
本發(fā)明的頻譜編碼方法的第5方式在上述結(jié)構(gòu)中，其中，對(duì)由音 調(diào)因數(shù)T規(guī)定的每個(gè)子帶，決定頻譜的輪廓形狀。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于適當(dāng)規(guī)定了子帶的頻帶寬度，所以不會(huì)發(fā)生頻 譜能量的不連續(xù)問題，這樣可以改善質(zhì)量。
本發(fā)明的頻i普編碼方法的第6方式在上述結(jié)構(gòu)中，其中，第l信 號(hào)是在低端層編碼后被解碼而取得的信號(hào)或者是將該信號(hào)上采樣的信 號(hào)，第2信號(hào)是輸入信號(hào)。
可獲得能夠用低位速度高質(zhì)量地將輸入信號(hào)編碼的效果。
本發(fā)明的頻譜解碼方法的第l方式包括將表示濾波器特性的系 數(shù)解碼，對(duì)第l信號(hào)進(jìn)行頻率變換求出第l頻譜，使用作為內(nèi)部狀態(tài) 具有0Sk<FL的頻帶的第l頻譜的該濾波器，生成FLSk〈FH的頻帶 的第2頻譜的估計(jì)值的頻譜解碼方法中，同時(shí)將根據(jù)表示濾波器特性 的系數(shù)來決定的第2頻i普的頻譜輪廓形狀解碼。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以將根據(jù)第1頻譜S1 (k)，通過濾波器估計(jì)第2 頻譜S2 (k)的高頻帶成分而得到的代碼解碼，所以，能夠得到可將 高精度的第2頻譜S2 (k)的高頻帶成分的估計(jì)值解碼的效果。而且 由于能夠根據(jù)表示濾波器特性的系數(shù)將編碼的頻語(yǔ)輪廓形狀解碼，所 以不會(huì)發(fā)生頻譜能量不連續(xù)的問題，從而能夠生成高質(zhì)量的解碼信號(hào)。 而且，本發(fā)明的頻語(yǔ)解碼方法的第2方式包括把第2頻譜劃分 成多個(gè)子帶，對(duì)每個(gè)子帶，將表示濾波器特性的系數(shù)和頻譜的輪廓形狀解碼。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以將根據(jù)第1頻譜S1 (k),通過濾波器估計(jì)第2 頻語(yǔ)S2(k)的高頻帶成分而得到的代碼解碼，所以，能夠得到可將
高精度的第2頻語(yǔ)S2 (k)的高頻帶成分的估計(jì)值解碼的效果。而且，
由于預(yù)先決定多個(gè)子帶，而能夠?qū)γ總€(gè)子帶，將表示被編碼的濾波器 特性的系數(shù)和頻i普輪廓形狀解碼，所以不會(huì)發(fā)生頻鐠能量不連續(xù)的問 題，從而能夠生成高質(zhì)量的解碼信號(hào)。
再有，本發(fā)明的頻i普解碼方法的第3方式在上述結(jié)構(gòu)中，其中， 濾波器由下式(23)表示，
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使用該濾波器的零輸入響應(yīng)，生成估計(jì)值。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠?qū)⒂帽苊庠赟2 (k)的估計(jì)值產(chǎn)生的諧波 結(jié)構(gòu)崩潰的方法而得到代碼解碼，所以能夠得到可將質(zhì)量得到改善的 頻譜的估計(jì)值解碼的效果。
本發(fā)明的頻譜解碼方法的第4方式在上述結(jié)構(gòu)中，其中，設(shè)定M =0 、 /30 = 1 。
由于可以根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將根據(jù)只用音調(diào)因數(shù)T規(guī)定特性的濾波器 來估計(jì)頻譜而得到的代碼解碼，所以能夠獲得可以用低位速度將頻譜 的估計(jì)值解碼的效果。
本發(fā)明的頻i普解碼方法的第5方式，其中，對(duì)由音調(diào)因數(shù)T規(guī)定 的每個(gè)子帶，將頻i普的輪廓形狀解碼。
通過該結(jié)構(gòu)，由于能夠?qū)γ總€(gè)適當(dāng)?shù)念l帶寬的子帶，將計(jì)算出的 頻語(yǔ)輪廓形狀解碼，所以不會(huì)發(fā)生頻譜能量不連續(xù)的問題。從而可以 改善質(zhì)量。
本發(fā)明的頻語(yǔ)解碼方法的第6方式在上述結(jié)構(gòu)中，其中，第l信
由于可以根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將由多層編碼單元構(gòu)成的分層編碼得到的 代碼解碼，所以能夠獲得可用低位速度得到高質(zhì)量的解碼信號(hào)的效果。本發(fā)明的聲音信號(hào)發(fā)送裝置，包括把音樂或聲音等的聲音信號(hào)
變換成電信號(hào)的聲音輸入裝置；把從聲音輸入單元輸出的信號(hào)變換成 數(shù)字信號(hào)的A/D變換裝置；對(duì)從A/D變換裝置輸出的數(shù)字信號(hào)，用包 括如權(quán)利要求1 ~ 6所述當(dāng)中的1個(gè)頻譜編碼方式的方法，進(jìn)行編碼的 編碼裝置；對(duì)從該聲音編碼裝置輸出的代碼進(jìn)行調(diào)制處理等的RF調(diào) 制裝置；以及把從該RF調(diào)制裝置輸出的信號(hào)變換成電波后發(fā)送的發(fā) 送天線。
通過該結(jié)構(gòu)，就能夠提供用較少的位數(shù)高效地進(jìn)行編碼的編碼裝置。
本發(fā)明的聲音信號(hào)解碼裝置，包括接收電波的接收天線；對(duì)通 過上述接收天線接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理的RF解調(diào)裝置；用包括如 權(quán)利要求7 ~ 12所述當(dāng)中的1個(gè)頻譜解碼方式的方法，對(duì)通過上述RF 解調(diào)裝置得到的信息進(jìn)行解碼的解碼裝置；對(duì)從上述聲音解碼裝置解 碼的#1字聲音信號(hào)進(jìn)行D/A變換的D/A變換裝置；以及^^人上述D/A 變換裝置輸出的電信號(hào)變換為聲音信號(hào)的聲音輸出裝置。
通過該結(jié)構(gòu)，由于能夠用較少的位數(shù)高效地對(duì)被編碼的聲音信號(hào) 進(jìn)行解碼，所以能夠輸出良好的分層信號(hào)。
本發(fā)明的通信終端裝置，包括上述的聲音信號(hào)發(fā)送裝置或者上述 的聲音信號(hào)接收裝置中的至少一方。本發(fā)明的基站裝置，包括上述的 聲音信號(hào)發(fā)送裝置或者上述的聲音信號(hào)接收裝置中的至少一方。
通過該結(jié)構(gòu)，能夠提供用較少的位數(shù)高效地對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行編碼 的通信終端裝置或基站裝置。另外，通過該結(jié)構(gòu)，還能夠提供可以用 較少的位數(shù)高效地對(duì)被編碼的聲音信號(hào)進(jìn)行解碼的通信終端裝置或基 站裝置。
本說明書是根據(jù)2003年10月23日申請(qǐng)的第2003—363080號(hào)曰
本專利。其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明能夠用低位速度高質(zhì)量地將頻譜編碼，所以對(duì)于發(fā)送裝置 或接收裝置等是有用的。而且本發(fā)明適用于分層編碼，從而能夠用低位速度高質(zhì)量地將聲音信號(hào)或音頻信號(hào)編碼，所以，對(duì)于移動(dòng)通信系 統(tǒng)中的移動(dòng)站裝置，或者基站裝置等是有用的。
權(quán)利要求
1.一種頻譜編碼方法，包括以下步驟對(duì)頻率k為0≤k＜FL的頻帶的信號(hào)進(jìn)行頻率變換，計(jì)算出第1頻譜；對(duì)頻率k為0≤k＜FH的頻帶的信號(hào)進(jìn)行頻率變換，計(jì)算出第2頻率；使用以所述第1頻譜作為內(nèi)部狀態(tài)的濾波器估計(jì)所述第2頻譜的FL≤k＜FH的頻帶的形狀；對(duì)表示所述濾波器特性的系數(shù)進(jìn)行編碼；以及同時(shí)對(duì)根據(jù)表示所述濾波器特性的系數(shù)而決定的第2頻譜的輪廓形狀進(jìn)行編碼。
2. 如權(quán)利要求1所述的頻率編碼方法，其中，將所述第2頻i普劃分為多個(gè)子帶，對(duì)每個(gè)所述子帶編碼表示所述 濾波器特性的系數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的頻譜編碼方法，其中，濾波器由下式表示，并且使用所述濾波器的零輸入響應(yīng)進(jìn)行估計(jì)，其中，M表示任意的整數(shù)，T表示音調(diào)因數(shù)，/3，表示濾波系數(shù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的頻i普編碼方法，其中， 在所述濾波器中，M = 0、 /5o=l。
5. 如權(quán)利要求1所述的頻譜編碼方法，其中，對(duì)由音調(diào)因數(shù)T規(guī)定的每個(gè)子帶，決定頻傳的輪廓形狀。
6. 如一又利要求1所述的頻譜編碼方法，其中，所述第1信號(hào)是在低端層編碼后被解碼而取得的信號(hào)，或?qū)⒃撔盘?hào)上采樣的信號(hào)，并且所述第2信號(hào)是輸入信號(hào)。
7. —種頻譜解碼方法，包括以下步驟 將表示濾波器特性的系數(shù)解碼；將第1信號(hào)進(jìn)行頻率變換求出第1頻譜，使用具有頻率k為 0Sk<FL的頻帶的第1頻i普作為內(nèi)部狀態(tài)的濾波器，生成頻率k為 FL^k<FH的頻帶的第2頻i普的估計(jì)值；以及同時(shí)將根據(jù)表示所述濾波器特性的系數(shù)來決定的第2頻譜的頻譜 輪廓形狀解碼。
8. 如權(quán)利要求7所述的頻譜解碼方法，其中，將所述第2頻語(yǔ)劃分成多個(gè)子帶，對(duì)每個(gè)所述子帶解碼表示所述 濾波器特性的系數(shù)。
9. 如權(quán)利要求7所述的頻譜解碼方法，其中， 濾波器由下式表示，并且使用所述濾波器的零輸入響應(yīng)生成估計(jì)值，'V" 似其中，M表示任意的整數(shù)，T表示音調(diào)因數(shù)，iSi表示濾波系數(shù)。
10. 如權(quán)利要求9所述的頻譜解碼方法，其中， 在所述濾波器中，M = 0、 j80=l。
11. 如權(quán)利要求7所述的頻譜解碼方法，其中， 對(duì)由音調(diào)因數(shù)T規(guī)定的每個(gè)子帶，將頻i普輪廓形狀解碼。
12. 如^l利要求7所述的頻譜解碼方法，其中，所述第1信號(hào)從在低端層解碼的信號(hào)或?qū)⒃撔盘?hào)上采樣的信號(hào)中 生成。
13. —種聲音信號(hào)發(fā)送裝置，包括將聲音信號(hào)變換為電信號(hào)的聲音輸入單元；元；將從所述A/D變換單元輸出的數(shù)字信號(hào)，用如權(quán)利要求1所述的 頻譜編碼方法編碼的編碼裝置；將從所述編碼裝置輸出的代碼調(diào)制為無線頻率信號(hào)的RF調(diào)制單 元；以及將從所述RF調(diào)制單元輸出的信號(hào)變換成電波發(fā)送的發(fā)送天線。
14. 一種聲音信號(hào)接收裝置，包括 接收電波的接收天線；將由所述接收天線接收的信號(hào)解調(diào)的RF解調(diào)單元； 根據(jù)在所述RF解調(diào)單元取得的信息，使用如權(quán)利要求7所述的 頻i普解碼方法進(jìn)行解碼的解碼裝置；將從所述解碼裝置輸出的信號(hào)變換為模擬信號(hào)的D/A變換單元；以及將從所述D/A變換單元輸出的電信號(hào)變換為聲音信號(hào)的聲音輸出 單元。
15. —種通信終端裝置，包括 如權(quán)利要求13所述的聲音信號(hào)發(fā)送裝置。
16. —種通信終端裝置，包括 如權(quán)利要求14所述的聲音信號(hào)接收裝置。
17. —種基站裝置，包括 如權(quán)利要求13所述的聲音信號(hào)發(fā)送裝置。
18. —種基站裝置，包括 如權(quán)利要求14所述的聲音信號(hào)接收裝置。
全文摘要
公開了能以低位速度高質(zhì)量地進(jìn)行編碼的頻譜編碼方法。該方法包括以下的步驟對(duì)頻率k為0≤k＜FL的頻帶的信號(hào)進(jìn)行頻率變換，計(jì)算出第1頻譜，并且對(duì)頻率k為0≤k＜FH的頻帶的信號(hào)進(jìn)行頻率變換，計(jì)算出第2頻率；以及使用以所述第1頻譜作為內(nèi)部狀態(tài)的濾波器估計(jì)所述第2頻譜的FL≤k＜FH的頻帶的形狀，對(duì)表示所述濾波器特性的系數(shù)進(jìn)行編碼，同時(shí)對(duì)根據(jù)表示所述濾波器特性的系數(shù)而決定的第2頻譜的輪廓形狀進(jìn)行編碼。
文檔編號(hào)G01L19/02GK101556800SQ20091013640
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者押切正浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社