信号处理装置及方法、编码装置及方法、解码装置及方法、以及程序制造方法及图纸

公开了使得能够通过扩展频率带宽来以较高音质再现音乐信号的信号处理装置及信号处理方法、编码器及编码方法、解码器及解码方法、以及程序。高频解码电路对高频编码数据进行解码，并且输出由作为解码的结果而获得的系数索引指定的系数表，所述系数表包括每个高频子带的系数。解码高频子带功率计算电路基于低频信号和系数表来计算各个高频子带的解码高频子带功率，并且，解码高频信号产生单元根据这些解码高频子带功率产生已解码高频信号。此时，扩展和缩小单元通过新产生或删除系数表中的各个子带的系数，根据所计算的解码高频子带功率的子带的数目来扩展或缩小系数表。该方法可以应用于解码装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及信号处理装置及信号处理方法、编码器及编码方法、解码器及解码方法、以及程序，并且更具体地涉及用于通过扩展频带来再现具有改进的音质的音乐信号的信号处理装置及信号处理方法、编码器及编码方法、解码器及解码方法、以及程序。
技术介绍
近来，用于通过互联网来分发音乐数据的音乐分发服务已经有所增加。音乐分发服务分发通过对音乐信号进行编码而获得的编码数据，作为音乐数据。作为音乐信号的编码方法，以下编码方法已被广泛使用所述方法抑制编码数据文件大小以减小比特率，从而节省下载时间。音乐信号的这种编码方法大体上分为诸如MP3 (MPEG (运动图片专家组)音频层3)(国际标准IS0/IEC 11172-3)的编码方法、以及诸如HE-AAC (高效MPEG4 AAC)(国际标准IS0/IEC 14496-3)的编码方法。MP3所代表的编码方法消除了音乐信号中的人类几乎感觉不到的具有大约15kHz或大于15kHz的高频带(在下文中称为高带)的信号分量，并且对其余的低频带(在下文中称为低带)的信号分量进行编码。因此，该编码方法被称为高带消除编码方法。这种高带消除编码方法能够抑制编码数据的文件大小。然而，由于人类可以轻微地感知高带中的声音，因此，如果根据通过对编码数据进行解码而获得的解码音乐信号产生声音并输出声音，则会遭受音质的损失，由此,损失了原始声音的真实感并且出现诸如声音模糊的音质退化。与此不同，HE-AAC所代表的编码方法从高带的信号分量提取特定信息，并且结合低带的信号分量对该信息进行编码。以下将该编码方法称为高带特征编码方法。由于高带特征编码方法仅对高带的信号分量的特征信息进行编码，作为关于高带的信号分量的信息，所以抑制了音质的退化并且可以提高编码效率。在对高带特征编码方法所编码的数据进行解码时，对特征信息和低带的信号分量进行解码，并且根据被解码后的特征信息和低带的信号分量产生高带的信号分量。因此，将以下技术称为带扩展技术其通过根据低带的信号分量产生高带的信号分量来扩展高带的信号分量的频带。作为带扩展方法的应用示例，在对高带消除编码方法所编码的数据进行解码后，进行后处理。在后处理中，编码时的高带信号分量损失是从解码的低带信号分量生成的，从而扩展了低带的信号分量的频带(参见专利文献I)。现有技术的频带扩展方法以下将称为专利文献I的带扩展方法。在专利文献I的带扩展方法中，装置通过将解码后的低带的信号分量设置为输入信号来根据输入信号的功率谱估计高带的功率谱(下文中，适当地称为高带的频率包络)，并且根据低带的信号分量产生具有高带的频率包络的高带的信号分量。图I示出了作为输入信号的解码后的低带的功率谱和估计的高带的频率包络的示例。在图I中，竖直轴示出了作为对数的功率，并且水平轴示出了频率。装置根据关于输入信号的编码系统的种类以及信息(诸如采样速率、比特率等)(下文中称为边信息)确定高带的信号分量的低带中的频带(下文中称为扩展起始带)。接着，装置将作为低带的信号分量的输入信号分割为多个子带信号。装置获得分割后的多个子带信号，即，获得了在比扩展起始带低的低带侧(在下文中简称为低带侧)的多个子带信号的每个功率的时间方向上的各个组(在下文中称为组功率)的平均。如图I中示出的，根据这些装置，假定低带侧的多个子带的信号的各个组功率的平均是功率，并且使得扩展起始带的较低端的频率为频率的点是起始点。装置估计通过起始点的预定斜率的基本直线作为高于扩展起始带的高带(在下文中，简称为高带侧)的频率包络。此外，可以由用户调整起始点的功率方向上的位置。装置根据低带侧的子带的多个信号来产生高带侧的子带的多个信号中的每个，作为估计的高带侧的频率包络。装置将高带侧的子带的多个产生的信号彼此相加成高带的信号分量，并且将低带的信号分量彼此相加以输出相加的信号分量。因此 ，扩展频带后的音乐信号接近于原始音乐信号。然而，可以产生更好质量的音乐信号。专利文献I中公开的带扩展方法具有以下优点在对关于各种高带消除编码方法的编码数据以及各种比特率的编码数据进行解码之后，针对音乐信号可以扩展频带。引用列表专利文献专利文献I :日本专利申请公开第2008-139844号
技术实现思路
本专利技术要解决的问题因此，可以改进专利文献I中公开的带扩展方法，在于估计的高带侧的频率包络是预定斜率的基本直线，即，频率包络的形状是固定的。换言之，音乐信号的功率谱具有各种形状，并且音乐信号具有许多以下情况专利文献I中所公开的带扩展方法所估计的高带侧的频率包络显著地偏离。图2示出了随着用力击打一次鼓而具有时间上快速变化的起奏音乐信号(起奏音乐信号)的原始功率谱的示例。此外，图2还示出了通过用专利文献I中公开的带扩展方法将起奏相对音乐信号的低带侧的信号分量设置为输入信号来根据输入信号估计的高带侧的频率包络。如图2中所示出的，起奏音乐信号的原始高带侧的功率谱具有基本上平坦的形状。与此不同，估计的高带侧的频率包络具有预定的负斜率，并且即使该频率被调节为具有接近原始功率谱的功率，该功率与原始功率谱之间的差也随着频率变高而变大。因此，在专利文献I中公开的带扩展方法中，估计的高带侧的频率包络不能够以高精确度再现原始高带侧的频率包络。因此，如果扩展频带后的来自音乐信号的声音被再现和输出，则声音的清晰度在听觉上低于原始声音。此外，在如上所述的HE-AAC等高带特征编码方法中，高带侧的频率包络用作编码的高带信号分量的特征信息。然而，需要在解码侧以高精确度再现原始高带侧的频率包络。本专利技术是考虑了这样的情况而做出的，并且通过扩展频带来提供具有更好音质的音乐信号。问题的解决方案根据本专利技术的第一方面的信号处理装置包括解复用单元，其将输入编码数据解复用为至少低带编码数据和系数信息；低带解码单元，其对低带编码数据进行解码以产生低带信号；选择单元，其在用于产生高带信号且具有高带侧的各个子带的系数的多个系数表之中，选择基于系数信息获得的系数表；扩展和缩小单元，其删除一些子带的系数以缩小系数表，或基于一些子带的系数来产生预定子带的系数以扩展系数表；高带子带功率计算单元，其基于构成低带信号的各个子带的低带子带信号和所述扩展或缩小的系数表来计算构成高带信号的各个子带的高带子带信号的高带子带功率；以及高带信号产生单元，其基于高带子带功率和低带子带信号来产生高带信号。 扩展和缩小单元可以复制包括在系数表中的具有最高频率的子带的系数，以及将所复制的系数设置为频率高于最高频率的子带的系数以扩展系数表。扩展和缩小单元可以从系数表中删除下述子带的系数以缩小所述系数表所述子带的频率高于所述高带子带信号的子带之中的具有最高频率的子带的频率。根据本专利技术的第一方面的信号处理方法或程序包括步骤将输入编码数据解复用为至少低带编码数据和系数信息；对低带编码数据进行解码以产生低带信号；在用于产生高带信号且具有高带侧的各个子带的系数的多个系数表之中，选择基于系数信息获得的系数表；删除一些子带的系数以缩小系数表，或基于一些子带的系数生成预定子带的系数以扩展系数表；基于构成低带信号的各个子带的低带子带信号和所述扩展或缩小的系数表，计算构成高带信号的各个子带的高带子带信号的高带子带功率；基于高带子带功率和低带子带信号来生成高带信号。根据本专利技术的第一方面，输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本优树，知念彻，本间弘幸，光藤祐基，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：
国别省市：