一种信号处理器，用于根据输入信号提供输入信号的处理版本，该信号处理器包括：窗口化器，被配置为根据用于多个窗口值指数值的信号处理窗口值所描述的信号处理窗口，将输入信号的一部分或其预处理版本窗口化，以获得输入信号的处理版本。该信号处理器还包括窗口提供器，用于根据一个或多个窗口形状参数，提供用于多个窗口值指数值的信号处理窗口值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
根据本专利技术的实施方式涉及用于根据输入信号提供处理版本的输入信号的信号处理器、涉及用于提供信号处理窗口值的窗口提供器、涉及编码的媒体信号、涉及用于处理信号的方法、以及涉及用于提供信号处理窗口值的方法。根据本专利技术的一个实施方式涉及用于使用可变的窗口函数将音频或视频信号进行编码或解码的设备。根据本专利技术的另一个实施方式涉及用于使用可变的窗口函数将音频或视频信号进行编码或解码的方法。根据本专利技术的实施方式大致涉及信号分析和处理方法，例如，音频或视频编码系统内可使用的那些方法。
技术介绍
离散信号的有限脉冲响应(FIR)过滤，尤其在滤波器组的环境下进行过滤，被广泛地用于频谱分析、处理、合成以及媒体数据压缩等应用。众所周知，FIR滤波器的时间上(或空间上)的有限性以及在时间或空间内的某个瞬间可处理的信号间隔的有限性可产生称为偏置或泄漏的现象。例如，通过不同的增益变化或量子化，修改过滤的间隔时，反转过滤操作时，可发生块效应或环效应。已发现，发生这些效应，可归因于所处理的间隔(后文中称为区段)的信号波形的端点之间的不连续性及其微分的不连续性。已发现，为了减少这种不必要的泄露影响，因此，将区段内的不连续性及其微分的某些不连续性最小化是有利的或者甚至是必须的。通过在过滤之前、以及在过滤域内操作信号的情况下、以及在反向过滤之后，将N长度区段的每个样品s(n)，n=0、l.....N-I乘以某个权重w (η)，可实现这种最小化，从而区段的端点及其微分的端点逐渐减小为零。一种等效的方法是，将这些权重用于滤波器组的每个基础滤波器(例如，见参考文献)。由于通常使用解析表达式描述加权因子，所以一组因子通常称为加权函数或窗口函数。在通常的音频和视频编码系统内，如上分割源波形，并且将每个区段量化为更粗糙的形式，以便完成高数据压缩，即，储存或发送信号所需要的较低的比特率。试图通过能量压缩为少于N个样品(或者，换言之，提高用于指定比特率的编码信号的感知质量)，从而获得编码增益时，在量子化之前区段的滤波器组变换已经变得普遍。近年来研发的系统使用改进的离散余弦变换(MDCT)形式的重叠正交时间频率转换，滤波器组允许相邻的区段重叠，同时依然允许临界抽样。对于改进性能而言，正向和反向MDCT操作与每个区段的加权结合在中心侧，在正向MDCT之前应用分析窗口 ra(n)，并且在接收器侧，在反向MDCT之后使用合成窗口 ws(n)。遗憾的是，并非所有的加权函数都适用于MDCT。假设具有预定的(时间/空间不变)窗口，已经发现，为了在没有量子化或传输误差时，整个结构进行完整的输入重构，必须如下选择wa (η)和ws (η)wa(η) · Ws (n) +wa(N/2+n) · ws(N/2+n) = 1，n = 0，1，· · ·，N/2-1，(I)如果wa(n)和ws(n)相同，即，wa(n) =ws(n) =w(n)，那么等式(I)降低为参考文献内所公布的更熟知的约束条件w(n)2+w(N/2 (η)2 = I, η = O, I, , N/2-1, (2)为了最好地进行能量压缩，通常使用关于n=N/2_l/2对称的w(n)，即w(N-1-n) = w(n), η = O, I, . . . , N/2-1, (3)在高级音频编码(AAC)标准(参考文献)内，可使用两个窗口函数。一个为正弦函数，表示为wsin(n) = sin O · (n+1/2)/N), η = O, I, · · · , N_l, (4)另一个为贝塞尔导出(KBD)窗，在Fielder和Davidson申请的题为“Low bitrate transform coder, decoder, and encoder/decoder for high-qualityaudio，，的美国专利5109417和5142656中描述了该窗口。该窗口也用于AC-3 (杜比数字)编码标准(ATSC, Inc. , “Digital Audio CompressionStandard (AC-3, E-AC-3),修订本 B, ” 文档·A/52B,2005年6月)内，虽然具有不同的配置(α =5)。Vorbis规格(参考文献)限定了窗口Wvarbis (n) = sin O/2 · Sin2O · (η-1/2)/Ν)), η = O, I, . . , Ν-1, (5)图5示出了 AAC和Vorbis窗口函数的频率响应，根据参考文献，通过傅里叶变换获得该频率响应。可见，正弦窗口具有较高的闭频选择性(主瓣较窄)以及较低的阻带抑制度(旁波瓣衰减较低)。相反，KBD窗口具有较高的阻带抑制度以及较低的闭频选择性。Vorbis窗口位于前面两个窗口之间的中间。已经发现，对于某些应用而言，最好更细微地控制满足等式(2)的加权函数的通带选择性和阻带抑制度。更具体地说，已经发现，为了提高编码效率，窗口参数需要连续地将窗口特性调整成适应于输入频谱的那些特性。在上述所有三个函数中，仅仅KBD函数提供这种参数α，该参数可变化，从而具有不同的选择性/衰减权衡。然而，该函数包括需要大量计算的数学(贝塞尔函数、双曲正弦、平方根以及除法)，潜在地阻止了在低功率装置上或在实时系统内计算每个信号区段。这同样适用于窗口函数的类别，在Sinha和Ferreira发布的题为“A New Class of Smooth PowerComplementary Windows and their Applicationto Audio Signal Processing” 的文章中(AES 第 119 次会议，2005 年 10 月，第 6604 页)，显示了这些窗口函数，需要复值操作、谱因子分解和傅里叶变换。也已经发现，两个函数(例如，KBD和正弦)之间的内插(通过加权和最有效)，可用于稍微控制频率响应，但是这种方法的灵活性有限。例如，在参考文献、、、、内，已经引证了多个窗口函数，朝着不同的标准优化这些函数。如今使用的最流行的函数中大概有三个函数由Hann、Hamming以及Blackman手艮告。下面描述某些典型的窗口函数。换言之，下面再次访问上述窗口函数(例如，Harm、Hamming以及Blackman),并且确认基本的总体设计等式。为了与窗口函数的开创性调查一致并且与其相比，在本讨论中采用Nuttall的方法和符号(例如，见参考文献)。尤其地，L表示窗口实现的持续时间(长度)，t表示加权内的位置(时间)、f表示窗口的功率密度谱内的频率，由窗口函数的傅里叶变换获取。此夕卜，应将所有的窗口函数归一化为一个窗口函数的峰值振幅。由于本文中仅仅研究了对称的(优选地为均匀长度)钟形窗口，所以这表示w (L/2) =1。对于DSP应用而言(t的非负值)，要考虑的第一加权函数称为Hann (或Hanning)函数。在参考文献内指定为細⑴=SinlTT- ' 1 ⑴)如参考文献中所示，并且(11)中可证明，Hann函数为取幂正弦函数的特殊情况 '--t = Nlll'j JT-J-It Il > O , ' ' Lj (12)实际上，a通常取正整数。要注意的是，(12)也可写为偏移和缩放余弦的和…= .5-0.5ct sj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：克里斯蒂安·赫尔姆里希，拉尔夫·盖尔，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，
类型：
国别省市：
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