RU2740148C1

RU2740148C1 - Оконная функция анализа/синтеза для модулированного преобразования с перекрытием

Info

Publication number: RU2740148C1
Application number: RU2020118969A
Authority: RU
Inventors: Маркус ШНЕЛЛЬ; Манфред ЛУТЦКИ; Александр ЧЕКАЛИНСКИЙ; Ральф ГАЙГЕР
Original assignee: Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф.
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2021-01-11
Also published as: AU2018365209B2; KR20200088375A; US11562754B2; AU2018365209A1; AR113497A1; US20200265847A1; US20200272685A1; MX2020004788A; WO2019092061A1; PL3707711T3; CA3082279A1; EP3707711A1; JP2021502604A; CN111602195B; EP3707711B1; SG11202004226TA; BR112020009182A2; EP3707711C0; CA3082279C; ES2963344T3

Abstract

Изобретение относится к области вычислительной техники для обработки аудиоданных. Технический результат заключается в исключении субоптимальной частотной характеристики посредством исключения разрывного дифференцирования информационного сигнала. Технический результат достигается за счет выполнения синтеза на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования FD-представления информационного сигнала или его обработанной версии в представление во временной области (TD-представление) с использованием оконной функции (90) синтеза, имеющей меандровый участок (94), который переходит линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках (№1, №2, №3, №4), при этом оконная функция (90, 290) синтеза определена так, чтобы на меандровом участке: превышать линейную функцию в первом интервале между первой точкой пересечения и второй точкой пересечения; быть ниже линейной функции во втором интервале между второй точкой пересечения и третьей точкой пересечения; превышать линейную функцию в третьем интервале между третьей точкой пересечения и четвертой точкой пересечения. 5 н. и 38 з.п. ф-лы, 33 ил.

Description

1. Уровень техники

Преобразования с перекрытием разработаны для некоторых применений в области аудиокодирования. Эти преобразования обычно выполняются на последовательных блоках более крупного набора данных (например, двух последовательных кадрах) для аудиосигнала. Последовательные блоки могут перекрываться. Соответственно, последняя часть одного блока совпадает с первой частью последующего блока. Может применяться оконная функция.

Разработаны асимметричные окна модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП), асимметричные окна модифицированного дискретного синусного преобразования (МДСП), время-частотных преобразований, которые реализуют модулированные преобразования с перекрытием.

Асимметричные окна модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП), асимметричные окна модифицированного дискретного синусного преобразования (МДСП) и окна других типов разработаны в последние годы потому, что они обеспечивают улучшенные частотные характеристики по сравнению с симметричными формами, особенно, особенно для сигналов с малой задержкой, например, для применений в области аудиокодирования.

Первое поколение форм окон уделяло основное внимание формированию частотной характеристики, например, окно в формате G.718 или MPEG-4 AAC-ELD. Разработки последнего времени учитывают также временную форму окна, которая обуславливает ошибку квантования, например окно ALDO (асимметричное окно, оптимизированное по малой задержке), применяемое в кодеке 3GPP EVS.

Однако, проектный подход, представленный в настоящей заявке, предназначен для решения проблемы, состоящей в том, что формы окон обнаруживают разрывное дифференцирование, которое приводит к субоптимальной частотной характеристике. Изобретение, описанное в настоящем документе, представляет решение данной проблемы.

2. Сущность изобретения

В соответствии аспектом предлагается устройство для кодирования информационного сигнала, содержащего множество кадров, при этом устройство содержит:

инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление), причем инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью выполнения анализа на основе модулированного преобразования с перекрытием с использованием оконной функции анализа, имеющей меандровый участок, пересекающий линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках, и

блок записи битового потока, сконфигурированный с возможностью подготовки битового потока на основе FD-представления информационного сигнала или его обработанной версии,

причем оконная функция анализа определена так, чтобы быть асимметричной,

причем оконная функция анализа определена так, чтобы на меандровом участке

превышать линейную функцию в первом интервале между первой точкой пересечения и второй точкой пересечения;

быть ниже линейной функции во втором интервале между второй точкой пересечения и третьей точкой пересечения;

превышать линейную функцию в третьем интервале между третьей точкой пересечения и четвертой точкой пересечения,

причем оконная функция анализа определена так, что абсолютное максимальное значение находится в одном из первого и третьего интервалов,

причем линейная функция является постоянной функцией с постоянным значением 1.

Оконная функция анализа может быть определена так, что максимум оконной функции анализа менее, чем на 25% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени.

Устройство для кодирования информационного сигнала, содержащего множество кадров, при этом устройство может содержать:

инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление), причем инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью выполнения анализа на основе модулированного преобразования с перекрытием с использованием оконной функции анализа, имеющей меандровый участок, пересекающий линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках; и

причем оконная функция анализа определена так, что максимум оконной функции анализа менее, чем на 25% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени,

причем линейная функция является постоянной функцией.

блок записи битового потока, сконфигурированный с возможностью подготовки битового потока на основе FD-представления информационного сигнала или его обработанной версии.

Устройство может содержать инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием, сконфигурированное с возможностью:

масштабирования входных буферов временной области и/или значений косинусов или синусов с помощью значений оконной функции анализа.

Устройство может содержать инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием, сконфигурированное с возможностью использования входных буферов в форме

, и

где x(n) является отсчетом во временной области (TD-отсчетом) информационного сигнала или обработанной версии информационного сигнала в момент времени n, N _F является числом отсчетов, обрабатываемых в одном кадре, и Z является числом ведущих нулей в окне модулированного преобразования с перекрытием.

Устройство может содержать инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием, которое сконфигурировано с возможностью выполнения:

где X(k) является значением частоты модулированного преобразования с перекрытием для индекса k частоты, n является моментом времени, w _N (n) является оконной функцией анализа, t(n) является входным буфером временной области, и N _F является числом отсчетов, обрабатываемых в одном кадре.

Устройство для декодирования информационного сигнала или его обработанной версии, определенного(ой) в частотной области (FD), при этом устройство может содержать:

блок считывания битового потока, сконфигурированный с возможностью считывания битового потока, кодирующего информационный сигнал; и

инструментальное средство обратного модулированного преобразования с перекрытием, сконфигурированное с возможностью выполнения синтеза информационного сигнала или его обработанной версии на основе обратного модулированного преобразования с перекрытием, с использованием оконной функции синтеза, имеющей меандровый участок, пересекающий линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках,

причем оконная функция синтеза определена так, чтобы быть асимметричной,

причем оконная функция синтеза определена так, чтобы на меандровом участке:

причем оконная функция синтеза определена так, что абсолютное максимальное значение находится в одном из первого и третьего интервалов,

Устройство может содержать

оконную функцию синтеза, которая определена так, что максимум оконной функции синтеза менее, чем на 25% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени.

причем оконная функция синтеза определена так, что максимум оконной функции синтеза менее, чем на 25% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени,

инструментальное средство обратного модулированного преобразования с перекрытием, сконфигурированное с возможностью выполнения синтеза информационного сигнала или его обработанной версии на основе обратного модулированного преобразования с перекрытием, с использованием оконной функции синтеза, имеющей меандровый участок, пересекающий линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках.

Устройство, в котором инструментальное средство обратного модулированного преобразования с перекрытием может быть сконфигурировано с возможностью:

масштабирования значений в буфере временного наложения с помощью значений оконной функции синтеза.

Устройство, в котором инструментальное средство обратного модулированного преобразования с перекрытием может быть сконфигурировано с возможностью формирования представления сигнала во временной области (TD-представления) в форме

где

является буфером наложения,

является информационным сигналом или его обработанной версией, и

является числом отсчетов для TD-кадра.

выполнения оконной обработки буфера временного наложения.

Устройство, в котором инструментальное средство обратного модулированного преобразования с перекрытием может быть сконфигурировано с возможностью выполнения операции оконной обработки посредством выполнения:

Устройство, в котором инструментальное средство обратного модулированного преобразования с перекрытием может быть сконфигурировано с возможностью выполнения операции перекрытия с суммированием.

Устройство, в котором инструментальное средство обратного модулированного преобразования с перекрытием может быть сконфигурировано с возможностью выполнения операции перекрытия с суммированием в следующей форме:

где

является выходным значением,

является буфером временного наложения с обработкой оконной функцией, и

является числом отсчетов в одном кадре.

Устройство может быть таким, что:

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, чтобы на меандровом участке:

превышать линейную функцию в третьем интервале между третьей точкой пересечения и четвертой точкой пересечения.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, что абсолютное максимальное значение находится в первом или третьем интервале.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, что, на меандровом участке, относительное максимальное значение находится в первом или третьем интервале, и относительное минимальное значение находится во втором интервале.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, что, на меандровом участке, значение меандровой оконной функции, соответствующее, по меньшей мере, одному из первого и третьего интервалов, превышает 0,9.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, чтобы иметь, на меандровом участке, значение выше линейной функции в интервале, состоящем из 30% и 50% от двух кадров.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, что максимум оконной функции анализа и/или оконной функции синтеза менее, чем на 25% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, что максимум оконной функции анализа и/или оконной функции синтеза менее, чем на 5% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, чтобы давать вторую численную производную между -3×10^-4 и +3×10^-4.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, чтобы давать третью численную производную между -2×10^-5 и +2×10^-5.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы давать первую численную производную между -0,01 и +0,01.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы давать вторую численную производную между -10^-4 и +10^-4.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы давать вторую численную производную между -10^-5 и +10^-5.

Устройство может быть таким, что

линейная функция может быть определена так, чтобы быть невозрастающей функцией.

Устройство может быть таким, что

линейная функция может быть определена так, чтобы быть монотонно убывающей функцией.

Устройство может быть таким, что

линейная функция может быть определена так, чтобы быть неубывающей функцией.

Устройство может быть таким, что

линейная функция может быть определена так, чтобы быть монотонно возрастающей функцией.

Устройство может быть таким, что

линейная функция может быть определена так, чтобы иметь значение, которое является постоянным или изменяется, максимум, на +2% или -2%.

Устройство может быть таким, что

линейная функция может быть определена так, чтобы иметь приращения между -0,05 и -0,20.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза могут быть определены так, чтобы быть асимметричными.

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и оконная функция синтеза могут быть определены так, чтобы быть обращенными во времени версиями друг друга.

Устройство может содержать:

пространство для хранения данных, чтобы хранить значения оконной функции анализа и/или оконной функции синтеза.

Устройство, в котором модифицированное преобразование с перекрытием может быть модифицированным дискретным косинусным преобразованием (МДКП) или модифицированным дискретным синусным преобразованием (МДСП), и обратное модифицированное преобразование с перекрытием является обратным модифицированным дискретным косинусным преобразованием (ОМДКП) или обратным модифицированным дискретным синусным преобразованием (ОМДСП).

Устройство может быть таким, что

оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза может быть постоянной функцией с постоянным значением 1.

Система, которая может содержать:

кодер в виде

декодер в виде устройства.

Система, в которой кодер может содержать блок связи, выполненный с возможностью передачи битового потока, и/или декодер содержит блок связи, выполненный с возможностью приема битового потока.

В соответствии с аспектом предлагается способ, который содержит выполнение анализа на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление), с использованием оконной функции анализа, имеющей меандровый участок, который пересекает линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках.

В соответствии с аспектом предлагается способ, который содержит выполнение анализа на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление), с использованием оконной функции анализа, имеющей меандровый участок, который пересекает линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках,

при этом оконная функция анализа определена так, чтобы быть асимметричной,

причем оконная функция анализа определена так, чтобы на меандровом участке:

В соответствии с аспектом предлагается способ, который содержит выполнение синтеза на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии в частотной области (FD-представления) в представление во временной области (TD-представление), с использованием оконной функции синтеза, имеющей меандровый участок, который пересекает линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках.

В соответствии с аспектом предлагается способ, который содержит выполнение синтеза на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии в частотной области (FD-представления) в представление во временной области (TD-представление), с использованием оконной функции синтеза, имеющей меандровый участок, который пересекает линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках,

при этом оконная функция синтеза определена так, чтобы на меандровом участке:

при этом оконная функция синтеза определена так, чтобы быть асимметричной,

Энергонезависимое запоминающее устройство, хранящее команды, которые, при выполнении в процессоре, могут предписывать процессору выполнять способ.

Предлагается устройство для кодирования информационного сигнала, содержащего множество кадров, при этом устройство содержит:

инструментальное средство модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление), причем инструментальное средство МДКП сконфигурировано с возможностью выполнения анализа на основе МДКП с использованием оконной функции анализа, имеющей меандровый участок, пересекающий линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках; и

В примерах, инструментальное средство МДКП сконфигурировано с возможностью масштабирования входных буферов временной области и/или значений косинусов с помощью значений оконной функции анализа.

В примерах, инструментальное средство МДКП сконфигурировано с возможностью использования входных буферов в форме

,

где x(n) является TD-отсчетом информационного сигнала или обработанной версии информационного сигнала в момент времени n, N _F является числом отсчетов, обрабатываемых в одном кадре, и Z является числом ведущих нулей в окне МДКП.

В примерах, инициализация может выполняться в форме:

В примерах, инструментальное средство МДКП (или МДСП) сконфигурировано с возможностью выполнения:

где X(k) является значением частоты МДКП (или МДСП) для индекса k частоты, n является моментом времени, w _N (n) является оконной функцией анализа, t(n) является входным буфером временной области, и N _F является числом отсчетов, обрабатываемых в одном кадре.

В примерах, предлагается устройство, которое содержит блок считывания битового потока, сконфигурированный с возможностью считывания битового потока, кодирующего информационный сигнал; и

инструментальное средство обратного модифицированного косинусного преобразвания (ОМДКП (или ОМДСП)), сконфигурированное с возможностью выполнения синтеза информационного сигнала или его обработанной версии на основе ОМДКП (или ОМДСП), с использованием оконной функции синтеза, имеющей меандровый участок, пересекающий линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках.

В примерах, инструментальное средство ОМДКП (или ОМДСП) сконфигурировано с возможностью масштабирования значений в буфере временного наложения с помощью значений оконной функции синтеза.

В примерах, инструментальное средство ОМДКП (или ОМДСП) сконфигурировано с возможностью формирования представления сигнала во временной области (TD-представления) в форме

где

является буфером наложения,

является числом отсчетов для TD-кадра.

В примерах, инструментальное средство ОМДКП (или ОМДСП) сконфигурировано с возможностью выполнения оконной обработки буфера временного наложения.

В примерах, инструментальное средство ОМДКП (или ОМДСП) сконфигурировано с возможностью выполнения операции оконной обработки посредством выполнения:

В примерах, инструментальное средство ОМДКП (или ОМДСП) сконфигурировано с возможностью выполнения операции перекрытия с суммированием, которое может быть, например, в следующей форме:

где

является выходным значением,

является числом отсчетов в одном кадре.

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определена так, чтобы на меандровом участке:

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, что абсолютное максимальное значение находится в первом или третьем интервале.

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, что, на меандровом участке, относительное максимальное значение находится в первом или третьем интервале, и относительное минимальное значение находится во втором интервале.

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, что, на меандровом участке, значение меандровой оконной функции, соответствующее, по меньшей мере, одному из первого и третьего интервалов, превышает 0,9.

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы иметь, на меандровом участке, значение выше линейной функции в интервале, состоящем из 30% и 50% от двух кадров.

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, что максимум оконной функции анализа и/или оконной функции синтеза менее, чем на 25% (в частности, 5%) превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени.

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы давать вторую численную производную между -3×10^-4 и +3×10^-4 и/или третью численную производную между -2×10^-5 и +2×10^-5.

В примерах, линейная функция определена так, чтобы иметь значение, которое является постоянным или изменяется, максимум, на +2% или -2%.

В примерах, линейная функция определена так, чтобы иметь приращения между -0,05 и -0,20.

В примерах, оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определена так, чтобы быть асимметричной.

В примерах, оконная функция анализа и оконная функция синтеза определены как симметричные друг другу.

В примерах, пространство для хранения данных, предназначенное для хранения значений оконной функции анализа и/или оконной функции синтеза.

В примерах предлагается система, содержащая:

кодер в виде выше- и/или нижеописанного устройства; и

декодер в виде выше- и/или нижеописанного устройства.

В примерах, кодер содержит блок связи, выполненный с возможностью передачи битового потока, и/или декодер содержит блок связи, выполненный с возможностью приема битовый поток.

В примерах предлагается также способ, содержащий выполнение анализа на основе МДКП (МДСП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление), с использованием оконной функции анализа, имеющей меандровый участок, который пересекает линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках.

В примерах предлагается также способ, содержащий выполнение синтеза на основе МДКП (или МДСП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии в частотной области (FD-представления) в представление во временной области (TD-представление), с использованием оконной функции синтеза, имеющей меандровый участок, который пересекает линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках.

Выше отмечено, что оконные функции анализа и/или синтеза, примененные для изобретения, особенно подходят для выполнения синтеза и анализа на основе МДКП (или МДСП).

Примеры оконных функций анализа/синтеза для модулированного преобразования с перекрытием и способы и устройства для их применения раскрыты в дальнейшем.

3. Описание чертежей

Фиг. 1 и 2 - графические изображения в соответствии с известным уровнем техники.

Фиг. 3-12 - графические изображения функций в соответствии с примерами.

Фиг. 13 и 13A - кодеры в соответствии с примерами.

Фиг. 14 и 14A - декодеры в соответствии с примерами.

Фиг. 15 и 16 - способы в соответствии с примерами.

Фиг. 17 и 18 - устройства в соответствии с примерами.

Фиг. 19 - графическое изображение в соответствии с примерами.

Фиг. 20 - графическое изображение в соответствии с примерами.

Фиг. 21 - 25 - графические изображения в соответствии с примерами.

Фиг. 26 - 31 - графические изображения функций в соответствии с примерами.

4. Примеры

Информационный сигнал можно описать во временной области (TD) в форме последовательности отсчетов (например, x_b(n) для блока b и индекса, например, момента, n). TD-представление может быть составлено из множества кадров, каждый из которых соотносится с множеством отсчетов. В частотной области (FD), кадр можно представить в форме последовательности элементов разрешения по частоте (например, X(k)), каждый из которых соотносится с конкретной частотой (каждая частота соотносится с индексом k).

TD-представление можно преобразовать в FD-представление с использованием метода модулированного преобразования с перекрытием (например, метода модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) или метода модифицированного дискретного синусного преобразования (МДСП)). Данный метод может быть реализован, например, на стороне кодера, чтобы преобразовать значения отсчетов в значения частотных компонент.

FD-представление можно преобразовать в TD-представление с использованием метода обратного модулированного преобразования с перекрытием (например, метода обратного модифицированного дискретного косинусного преобразования (ОМДКП) или метода обратного модифицированного дискретного синусного преобразования (ОМДСП)). Данный метод может быть реализован, например, на стороне декодера, чтобы преобразовать значения частотных компонент в значения отсчетов во временной области (TD-значения) (например, для выполнения воспроизведения).

Нижеприведенная таблица содержит символы, используемые в последующих разделах.

Символ	Описание
N или N_F	Размер кадра; число отсчетов, обрабатываемых в одном кадре
f_s	Частота дискретизации
x_b(n)	Отсчет блока b и с индексом n во временной области
X_b(k)	Элемент разрешения в частотной области блока b и с частотным индексом k
Z или L_Z	Число ведущих нулей в окне МДКП

Фиг. 13 и 13A представляют кодирующие устройства 130 и 130A, соответственно. Каждое из кодирующих устройств 130 или 130A может содержать множество инструментальных средств, например, функциональных блоков, способных выполнять методы обработки сигналов. Каждый из таких блоков может быть автономным устройством или может быть функциональным блоком, который разделяет аппаратную структуру с другими инструментальными средствами кодирующего устройства 130 и 130A.

Кодирующее устройство 130 или 130A может содержать инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием 131 (например, инструментальное средство модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) с малой задержкой или инструментальное средство модифицированного дискретного синусного преобразования (МДСП) с малой задержкой, или инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием другого типа), которое может преобразовывать информационный сигнал (например, аудиосигнал) из представления во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление). Инструментальное средство 131 модулированного преобразования с перекрытием (например, инструментальное средство МДКП или МДСП) выполняет анализ на основе модулированного преобразования с перекрытием (например, анализ на основе МДКП, анализ на основе МДСП).

Могут быть предусмотрены другие инструментальные средства, например, расположенные после инструментального средства 131 модулированного преобразования с перекрытием или действующие в TD. Некоторые из них упоминаются в настоящей заявке.

Кодирующее устройство 130 может содержать инструментальное средство 132 кодирования с линейным предсказанием (LPC) для выполнения анализа на основе LPC в FD. Кодирующее устройство 130A может содержать инструментальное средство 132A спектрального формирования шума (SNS) для выполнения анализа на основе LPC в FD.

SNS можно рассматривать как обобщение LPC, и, следовательно, в некоторых примерах, блок LPC 132 можно рассматривать как частный пример инструментального средства SNS 132A (и кодирующее устройство 130 можно рассматривать как частный пример кодирующего устройства 130A).

Каждое из кодирующих устройств 130 и 130A может содержать инструментальное средство 133 временного формирования шума (TNS), чтобы управлять временной формой шума в пределах каждого окна информационного сигнала (например, выдаваемого инструментальным средством модулированного преобразования с перекрытием) в FD.

Каждое из кодирующих устройств 130 и 130A может содержать спектральный квантователь 134, обрабатывающий сигналы в FD. Сигнал в форме выходного сигнала инструментального средства TNS 133 можно квантовать, например, с использованием скалярного квантования с мертвой зоной, а также равномерным порогом.

Каждое из кодирующих устройств 130 и 130A может содержать блок 136 оценки шума, например, после спектрального квантователя 134.

Каждое из кодирующих устройств 130 и 130A может содержать кодер 135, обрабатывающий сигналы в FD, например, чтобы выполнять энтропийное кодирование, например, чтобы сжимать битовый поток. Кодер 135 может, например, выполнять энтропийное кодирование.

Каждое из кодирующих устройств 130 и 130A может содержать детектор 137a полосы частот, который может управлять, например, контроллером полосы частот в декодере.

Каждое из кодирующих устройств 130 и 130A может содержать инструментальные средства, которые обрабатывают сигналы во временной области (TD). Например, кодирующее устройство 130 или 130A может содержать инструментальное средство 138a передискретизации (например, понижающий дискретизатор) и/или инструментальное средство 138b долговременной постфильтрации (LTPF) для управления LTPF, действующей в TD на стороне декодера.

Каждое из кодирующих устройств 130 и 130A может содержать инструментальное средство 137 мультиплексирования битового потока (блок записи битового потока) для подготовки битового потока с данными, полученными из инструментальных средств, работающих в TD и/или FD, размещенных с входной стороны. Битовый поток может содержать цифровое представление информационного сигнала вместе с данными управления, используемыми на стороне декодера. Битовый поток может быть сжатым или содержать участки, которые сжаты.

Фиг. 14 и 14A представляют декодирующие устройства 140 и 140A, соответственно. Каждое из данных устройств может декодировать цифровое представление информационного сигнала, например, кодированного кодером 130 или 130A.

Каждое из декодирующих устройств 140 и 140A может содержать инструментальное средство 147 обратного модулированного преобразования с перекрытием (например, инструментальное средство обратного МДКП с малой задержкой или инструментальное средство обратного МДСП с малой задержкой задержкой), чтобы преобразовывать представления сигналов из FD в TD. Инструментальное средство 147 модулированного преобразования с перекрытием выполняет синтез на основе модулированного преобразования с перекрытием (например, синтез на основе МДКП и/или синтез на основе МДСП, и т.п.).

Могут быть предусмотрены другие, например, расположенные на стороне входа от инструментального средства 147 обратного модулированного преобразования с перекрытием или действующие в TD. Некоторые из них упоминаются в настоящей заявке.

Каждое из декодирующих устройств 140 и 140A может содержать инструментальное средство 141 мультиплексирования битового потока, чтобы получать битовый поток (например, посредством передачи) из кодирующего устройства (например, устройства 130 или 130A). Например, выходной сигнал из кодирующего устройства 130 или 130A может подаваться как входной сигнал в декодирующее устройство 140 или 140A.

Каждое из декодирующих устройств 140 и 140A может содержать декодер 142, который может, например, выполнять декомпрессию данных в битовом потоке. Может выполняться арифметическое декодирование. Может выполняться декодирование остаточного сигнала.

Каждое из декодирующих устройств 140 и 140A может содержать инструментальное средство 143 заполнения шумом, обрабатывающее сигналы в FD.

Каждое из декодирующих устройств 140 и 140A может содержать инструментальное средство 144 глобального усиления, обрабатывающее сигналы в FD.

Каждое из декодирующих устройств 140 и 140A может содержать инструментальное средство TNS 145 декодера, обрабатывающее сигналы в FD.

Декодирующее устройство 140 может содержать инструментальное средство 146 формирования МДКП (или МДСП) (возможны другие инструментальные средства преобразования с перекрытием). Инструментальное средство 146 формирования МДКП (или МДСП) может обрабатывать сигналы посредством применения коэффициентов усиления, вычисленных по декодированным коэффициентам низкочастотного фильтра (полученным, например, из инструментального средства 146a декодирования параметров LPC), преобразованным в частотный спектр (например, спектр МДКП или МДСП и т.п.).

Декодирующее устройство 140A может содержать an инструментальное средство 146A' декодирования с SNS, например, для получения коэффициентов LPC из инструментального средства SNS 132A.

Каждое из декодирующих устройств 140 и 140A может содержать инструментальное средство LTPF 148 для выполнения постфильтрации в TD.

Декодирующее устройство 140A может содержать контроллер 149 полосы частот декодера, который может получать информацию о полосе частот, например, из детектора 137a полосы частот.

Кодирующее устройство 130 (или 130A) и декодирующее устройство 140 (или 140A) могут быть составлены друг с другом с формированием системы.

В принципе, инструментальные средства после инструментального средства 131 модулированного преобразования с перекрытием в кодирующем устройстве 130 или 130A и инструментальные средства перед инструментальным средством 147 обратного модулированного преобразования с перекрытием в декодирующем устройстве 140 или 140A могут выполнять обработку сигналов в FD и поэтому являются частотными инструментальными средствами.

Методы, описанные в настоящей заявке, относятся к методам преобразования, например, в инструментальных средствах 131 и 147.

В общем, МДКП, МДСП и т.п. являются дискретными преобразованиями, которые имеют дополнительное свойство преобразования с перекрытием. Одно из этих преобразований выполняется на последовательных блоках более крупного набора данных (например, двух последовательных кадрах). Последовательные блоки могут перекрываться. Соответственно, последняя часть одного блока может совпадать с первой частью последующего блока. Можно применить оконную функцию w_n(n=0, …, 2N-1). В частности, оконную функцию можно применять как весовую функцию. Преимущество состоит в том, что можно устранить или уменьшить разрывы на границах блоков.

Фиг. 15 представляет способ 150 для выполнения анализа на основе модулированного преобразования с перекрытием, например, в инструментальном средстве 131 модулированного преобразования с перекрытием (которое может быть инструментальное средство МДКП). Входной сигнал x_b(n) текущего кадра b может состоять из N отсчетов аудиосигнала, где последний отсчет располагается в x_b(N-1).

На этапе S151 могут обновляться входные буферы. Входной буфер временной области для модулированного преобразования с перекрытием t может обновляться в соответствии с уравнениями

t(n)=x_b-1(Z+n) при n=0..N-1-Z

t(N-Z+n)=x_b(n) при n=0..N-1

t(2N-Z+n)=0 при n=0..Z-1

Последний вариант является инициализацией, необходимой только для совместимости.

На этапе S152, блок из N временных отсчетов может быть преобразован в частотные коэффициенты X(k), с использованием следующего уравнения:

где w_N является асимметричным окном модулированного преобразования с перекрытием (например, окном МДКП) в соответствии с используемым размером кадра.

Фиг. 16 представляет способ 160 для выполнения синтеза на основе модулированного преобразования с перекрытием (например, синтеза на основе МДКП), например, в инструментальном средстве 147 модулированного преобразования с перекрытием (которое может быть инструментальным средством ОМДКП). В данном случае, спектр

(т.е. FD-представление) может быть преобразован в TD посредством следующих этапов:

На этапе S161 может выполняться формирование буфера временного наложения,

кадра b. Например:

На этапе S162 может выполняться оконная обработкам буфера временного наложения. Например:

На этапе S163 может выполняться операция перекрытия с суммированием, чтобы получить реконструированные временные отсчеты

кадра b. Например:

Следует отметить, что оконную функцию w _N (n) при анализе (оконную функцию анализа) и оконную функцию w _N (2N-1-n) при синтезе (оконную функцию синтеза) можно определить так, чтобы они были обращенными во времени друг относительно друга. Оконные коэффициенты окна анализа и синтеза являются обращенными во времени версиями друг друга.

Как отмечено выше, конкретная эффективная оконная функция (например, оконная функция синтеза) может быть оконной функцией анализа, имеющей меандровый участок, пересекающий линейную функцию в соответствующих четырех точках.

Фиг. 4 представляет оконную функцию 40 анализа. Оконная функция 40 анализа может быть определена в интервале от 0 до 2N или от 0 до значения, промежуточного между 80% и 85% или 90% (например, 81,25%) от 2N. В некоторых примерах, оконная функция 40 анализа может быть определена в другом (например, более широком) диапазоне.

Оконная функция 40 анализа может быть определена, по меньшей мере, для одного участка, относительно линейной функции 40'. На фиг. 4, линейная функция 40' является постоянной функцией, значение которой равно 1. Однако, линейная функция 40' может быть, в общем, линейной функцией, например, определенной в форме у=an+b, где n является индексом в интервале от 0 до 2N (или его ненулевом участке), и a и b являются постоянными величинами.

Оконная функция 40 анализа может содержать меандровый участок 44. Меандровый участок 44 может быть таким, что оконная функция 40 анализа встречается и/или пересекает линейную функцию 40' в четырех точках №1, №2, №3, №4.

Меандровый участок 44 может быть таким, что оконная функция 40 анализа отличается от линейной функции 40' для большинства индексов, например, для более, чем 99% индексов.

Меандровый участок 44 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками (точками пересечения №1, №2, №3, №4), значение оконной функции 40 анализа превышает значение линейной функции (например, 1) в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса, непосредственно следующего за тем же самым индексом (соотносимым с точкой пересечения), оконная функция 40 анализа имеет значение меньше значения линейной функции в точке пересечения.

Меандровый участок 44 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками пересечения №1, №2, №3, №4, оконная функция 40 анализа имеет значение меньше значения линейной функции (например, 1) в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса, непосредственно следующего за упомянутым индексом (соотносимым с точкой пересечения), значение оконной функции 40 анализа превышает значение линейной функции в точке пересечения.

Меандровый участок 44 может быть таким, что каждая из точек пересечения №1, №2, №3, №4 не располагается в последовательности рядом с предыдущей и последующей точками пересечения. Например, между двумя точками пересечения №1, №2, №3 и №4 находится, по меньшей мере, один индекс оконной функции 40 анализа, значение которой не совпадает со значением оконной функции 40 анализа с упомянутым индексом.

Оконная функция 40 анализа может быть определена так, чтобы на меандровом участке 44:

- превышать линейную функцию 40' в первом интервале 41 между первой точкой пересечения №1 и второй точкой пересечения №2;

- быть ниже линейной функции 40' во втором интервале 42 между второй точкой пересечения №2 и третьей точкой пересечения №3;

- превышать линейную функцию 40' в третьем интервале 43 между третьей точкой пересечения №3 и четвертой точкой пересечения №4.

Первая точка пересечения №1 может предшествовать второй точке пересечения №2, которая может предшествовать третьей точке пересечения №3, которая может предшествовать четвертой точке пересечения №4.

Меандровый участок 44 может продолжаться между первой и последней (например, четвертой) точка пересечения. В некоторых примерах точек пересечения может быть всего четыре.

Оконная функция 40 анализа может также содержать начальный убывающий участок 45, на котором может достигаться отрицательный минимум. Отрицательный минимум может быть локализован в интервале от 6,25% от 2N до 18,75% от 2N. Оконная функция 40 анализа может также содержать быстро возрастающий участок 46, быстро нарастающий от отрицательного минимума к меандровому участку 44 (например, к первой точке пересечения №1). Оконная функция 40 анализа может также содержать быстро убывающий участок 47, быстро убывающий от меандрового участка 44 до 0. Оконная функция 40 анализа может также содержать постоянно нулевой участок 48, который может начинаться между 80% и 85% или 90% от 2N (размера двух кадров) и продолжаться до конца 2N.

Абсолютное максимальное значение 41' находится в первом интервале 41 (или в третьем интервале).

Оконная функция 40 анализа может, на меандровом участке 44, иметь относительное максимальное значение 43' в третьем интервале 43 (или в первом интервале), и относительное минимальное значение 42' находится во втором интервале 42.

Оконная функция 40 анализа может, на меандровом участке 44, иметь значения меандровой оконной функции 40, соответствующей второму интервалу 42, выше, чем 0,9. Второй интервал 42 может быть выше 0,9.

Оконная функция 40 анализа может иметь, на меандровом участке 44, значения ниже линейной функции 40' в интервале, состоящем из 30% и 50% от двух кадров (2N). В примерах, после 50% от двух кадров (2N), оконная функция 40 может быть выше линейной функции 40'. Следовательно, точка №3 может соответствовать последнему индексу первого кадра или соответствовать первому индексу второго кадра. В интервале от 30% до 50% от двух кадров, меандровый оконный участок 44 может быть ниже линейной функции.

Максимум 41' меандровой оконной функции 44 может менее, чем на 25% (и предпочтительно менее, чем на 5% или 3%) превышать значение линейной функции 40' с таким же индексом n.

Оконная функция 40 анализа может давать первую численную производную между 0,02 и -0,02. Вторая численная производная может быть между -5×10^-4 и +5×10^-4, и предпочтительно между -3×10^-4 и +3×10^-4. Третья численная производная может быть между -2×10^-5 и +2×10^-5.

Линейная функция 40' может быть невозрастающей функцией. В примерах данных функций, линейная функция 40' может быть неубывающей функцией. Линейная функция 40' может иметь значение, которое является постоянным или изменяется, максимум, на +2% или -2%.

Оконная функция анализа может быть определена так, чтобы быть асимметричной.

В некоторых примерах, оконная функция анализа может быть такой, что некоторые из интервалов (подсекций) меандрового участка 44 располагаются в порядке, обратном вышеописанному.

Фиг. 26 и 27 представляют оконную функцию 40 анализа (фиг. 27 является увеличенным видом участка с фиг. 26). Оконная функция 240 анализа может быть определена в интервале от 0 до 2N или от 0 до значения, промежуточного между 80% и 85% или 90% (например, 81,25%) от 2N. В некоторых примерах, оконная функция 40 анализа может быть определена в другом (например, более широком) диапазоне.

Оконная функция 40 анализа может быть определена, по меньшей мере, для одного участка, относительно линейной функции 240'. На фиг. 27, линейная функция 240' является постоянной функцией, значение которой равно 1. Однако, линейная функция 40' может быть, в общем, линейной функцией, например, определенной в форме у=an+b, где n является индексом в интервале от 0 до 2N (или его ненулевом участке), и a и b являются постоянными величинами (например, a=0, b=1).

Оконная функция 240 анализа может содержать меандровый участок 244. Меандровый участок 244 может быть таким, что оконная функция 240 анализа встречается и/или пересекает линейную функцию 240' в четырех точках №1, №2, №3, №4.

Меандровый участок 244 может быть таким, что оконная функция 240 анализа отличается от линейной функции 240' для большинства индексов, например, для более, чем 99% индексов.

Меандровый участок 244 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками (точками пересечения №1, №2, №3, №4), значение оконной функции 240 анализа превышает значение линейной функции 240' в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса, непосредственно следующего за тем же индексом (соотносимым с точкой пересечения), оконная функция 240 анализа имеет значение меньше значения линейной функции 240' в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4).

Меандровый участок 244 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками пересечения №1, №2, №3, №4, оконная функция 40 анализа имеет значение меньше значения линейной функции 240' в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса, непосредственно следующего за упомянутым индексом (соотносимым с точкой пересечения), значение оконной функции 40 анализа превышает значение линейной функции 240' в точке пересечения.

Меандровый участок 244 может быть таким, что каждая из точек пересечения №1, №2, №3, №4 не располагается в последовательности рядом с предыдущей и последующей точками пересечения. Например, между двумя точками пересечения №1, №2, №3 и №4 находится, по меньшей мере, один индекс оконной функции 240 анализа, значение которой не совпадает со значением оконной функции 240 анализа с упомянутым индексом.

Оконная функция 240 анализа может быть определена так, чтобы на меандровом участке 244:

- превышать линейную функцию 240' в первом интервале 241 между первой точкой пересечения №1 и второй точкой пересечения №2;

- быть ниже линейной функции 240' во втором интервале 242 между второй точкой пересечения №2 и третьей точкой пересечения №3;

- превышать линейную функцию 240' в третьем интервале 243 между третьей точкой пересечения №3 и четвертой точкой пересечения №4.

Меандровый участок 244 может продолжаться между первой и последней (например, четвертой) точка пересечения. В некоторых примерах точек пересечения может быть всего четыре.

Оконная функция 240 анализа может иметь все положительные значения. Минимум может иметь значение 0, которое может соответствовать первому индексу оконной функции 240 анализа и/или последним индексам оконной функции 240 анализа. Оконная функция 40 анализа может содержать быстро возрастающий участок 246, быстро нарастающий к меандровому участку 244 (например, к первой точке пересечения №1). Оконная функция 240 анализа может также содержать быстро убывающий участок 247, быстро убывающий от меандрового участка 244 до 0. Оконная функция 240 анализа может содержать постоянно нулевой участок 248, который может начинаться между 84% и 90% от 2N (размера двух кадров) и продолжаться до конца 2N.

Абсолютное максимальное значение 241' находится в первом интервале 41 (или в третьем интервале).

Оконная функция 240 анализа может, на меандровом участке 244, иметь относительное максимальное значение 243' в третьем интервале 243 (или в первом интервале) и/или относительное минимальное значение 242' находится во втором интервале 242.

Оконная функция 240 анализа может, на меандровом участке 44, иметь значения меандровой оконной функции 240, соответствующие второму интервалу 242, выше, чем 0,95. Второй интервал 242 может быть выше 0,95. Первый и/или третий интервал, 241 и/или 243, может быть ниже, чем 1,05.

Оконная функция 240 анализа может иметь, на меандровом участке 244, значения ниже линейной функции 240' в интервале, состоящем из 30% и 50% от двух кадров (2N). В примерах, после 50% от двух кадров (2N), оконная функция 240 может быть выше линейной функции 240'. Следовательно, точка №3 может соответствовать последнему индексу первого кадра или соответствовать первому индексу второго кадра. В интервале от 30% до 50% от двух кадров, меандровый оконный участок 244 может быть ниже линейной функции.

Максимум 241' меандровой оконной функции 244 может менее, чем на 25% (и предпочтительно менее, чем на 5% или 3%) превышать значение линейной функции 240' с таким же индексом n.

Оконная функция 240 анализа может давать первую численную производную между -0,01 и +0,01. Вторая численная производная может быть между -10^-4 и +10^-4. Третья численная производная может быть между -10^-5 и 10^-5.

В некоторых примерах, оконная функция 240 анализа может быть такой, что некоторые из интервалов (подсекций) меандрового участка 244 располагаются в порядке, обратном вышеописанному.

Фиг. 28 и 29 сравнивают оконные функции 40 и 240 анализа.

Фиг. 6 представляет другой пример оконной функции 60 анализа. Фиг. 7 является увеличенным видом оконной функции 60 анализа, соответствующим меандровому участку 64.

В данном случае, оконная функция 60 анализа может быть определена, по меньшей мере, для одного участка, относительно линейной функции 60'. На фиг. 7, линейная функция 60' является линейной убывающей функцией («диагональной линией»).

Меандровый участок 64 может быть таким, что оконная функция 60 анализа встречается и/или пересекает линейную функцию 60' в четырех точках.

Оконная функция 40 анализа может быть определена так, чтобы на меандровом участке 64:

- превышать линейную функцию 60' в первом интервале 61' между первой точкой пересечения №1' и второй точкой пересечения №2';

- быть ниже линейной функции 60' во втором интервале 62' между второй точкой пересечения №2' и третьей точкой пересечения №3';

- превышать линейную функцию 60' в третьем интервале 63' между третьей точкой пересечения №3' и четвертой точкой пересечения №4';

- быть ниже линейной функции 60' в четвертом интервале 64' между четвертой точкой пересечения №4' и пятой точкой пересечения №5';

- превышать линейную функцию 60' в пятом интервале 65' между пятой точкой пересечения №5' и шестой точкой пересечения №6'.

Абсолютное максимальное значение может находиться в первом интервале 61' (в других примерах, например, когда линейная функция является возрастающей, может находиться в пятом интервале).

Оконная функция 60 анализа может, на меандровом участке 64, иметь относительное максимальное значение в третьем интервале 63' и/или в пятом интервале 65', и относительное минимальное значение находится во втором интервале 62' и/или в четвертом интервале 64'.

Оконная функция 60 анализа может, на меандровом участке 64, иметь значение оконной функции, соответствующее, по меньшей мере, одному из первого и третьего интервалов, выше, чем 0,9 и, в частности, 0,95 (в других примерах, например, когда линейная функция является возрастающей, возможно, в третьем и пятом интервалах).

Оконная функция 60 анализа может иметь, на меандровом участке 64, значение выше линейной функции 60' в интервале, состоящем из 30% и 50% от двух кадров (2N).

Максимум оконной функции 60 анализа может менее, чем на 25% (и предпочтительно менее, чем на 5%) превышать значение линейной функции 60 с таким же индексом n.

Линейная функция 60' может быть невозрастающей функцией, в частности монотонно убывающей функцией.

В примерах, оконная функция анализа может иметь интервалы, которые являются обращенными относительно фиг. 6.

В примерах, оконная функция синтеза может быть построена симметрично оконной функции анализа. Например, ось симметрии может находиться в середине диапазона 2N (например, в индексе 479 или 480).

На фиг. 9 приведен пример оконной функции 90 синтеза (например, оконной функции синтеза, соответствующей оконной функции 40 анализа, показанной на фиг. 4). Оконная функция 90 синтеза может быть определена в интервале от 0 до 2N или от значения, промежуточного между 10% или 15% и 20% от 2N, до 2N.

Оконная функция 90 синтеза может быть определена, по меньшей мере, для одного участка, относительно линейной функции (которая, в данном случае, не показана, но имеет постоянное значение 1). На фиг. 9, линейная функция может быть постоянной функцией, значение которой равно 1. Однако, линейная функция может быть, в общем, линейной функцией, например, определенной в форме y=an+b.

Оконная функция 90 синтеза может содержать меандровый участок 94. Меандровый участок 94 может быть таким, что оконная функция 90 синтеза встречается и/или пересекает линейную функцию 90' (с постоянным значением 1, показанную только частично для ясности) в четырех точках пересечения №1, №2, №3, №4 (показана только №2). Оконная функция синтеза может пересекать значение 1 в середине окна (точке №2), т.е. между отсчетами N-1 и N.

Меандровый участок 94 может быть таким, что оконная функция 90 синтеза отличается от линейной функции 90' для большинства индексов, например, для более, чем 99% индексов.

Меандровый участок 94 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками №1, №2, №3, №4, значение оконной функции 90 синтеза превышает значение линейной функции (например, 1) в точке (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса, непосредственно следующего за тем же индексом (соотносимым с точкой), оконная функция 90 синтеза имеет значение меньше значения линейной функции в точке пересечения. Меандровый участок 94 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками №1, №2, №3, №4, оконная функция 90 синтеза имеет значение меньше значения линейной функции в точке (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса непосредственно следующего за тем же индексом (соотносимым с точкой пересечения), значение оконной функции 90 синтеза превышает значение линейной функции в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4).

Меандровый участок 94 может быть таким, что каждая из точек №1, №2, №3, №4 не располагается в последовательности рядом с другой из точек №1, №2, №3, №4. Например, между двумя точками №1, №2, №3 и №4 может находиться, по меньшей мере, один индекс оконной функции 90 синтеза, значение которой не совпадает со значением оконной функции 90 синтеза с упомянутым индексом.

Оконная функция синтеза 90 может быть определена так, чтобы на меандровом участке 94:

- превышать линейную функцию 90' в первом интервале 91 между первой точкой пересечения №1 (не показанной на фиг. 9, но представимой симметрично точке №4 на фиг. 4), и второй точкой пересечения №2 (которая, в данном случае, находится в месте 480-го отсчета, например, в середине диапазона 2N);

- быть ниже линейной функции 90' во втором интервале 92 между второй точкой пересечения №2 и третьей точкой пересечения №3 (не показанной на фиг. 9, но представимой симметрично точке №3 на фиг. 4);

- превышать линейную функцию 90' в третьем интервале 93 между третьей точкой пересечения №3 и четвертой точкой пересечения №4 (не показанной на фиг. 9, но представимой симметрично точке №1 на фиг. 4).

Оконная функция 90 синтеза может также содержать постоянно нулевой участок 98, который может располагаться между 10% и 15% от 2N. Оконная функция 90 синтеза может также содержать быстро возрастающий участок 97, быстро возрастающий к меандровому участку 94 от 0. Оконная функция 90 синтеза может также содержать быстро убывающий участок 96, быстро убывающий к отрицательному минимуму от меандрового участка 94. Отрицательный минимум может быть локализован в интервале от 81,25% от 2N до 93,7% от 2N. Оконная функция 90 синтеза может также содержать конечный возрастающий участок 95, который достигает 0 от отрицательного минимума.

Абсолютное максимальное значение может находиться в третьем интервале 93 (или в первом интервале).

Оконная функция 90 синтеза может, на меандровом участке 94, иметь относительное максимальное значение в первом интервале 91 (или в третьем интервале), и относительное минимальное значение находится во втором интервале.

Оконная функция 90 синтеза может, на меандровом участке 94, иметь значения меандровой оконной функции, соответствующие, по меньшей мере, одному из первого и третьего интервалов (91, 93), выше, чем 0,9. Третий интервал может быть выше, чем 0,9.

Оконная функция 90 синтеза может иметь, на меандровом участке 94, значение выше линейной функции в интервале, состоящем из 30% и 50% от двух кадров (2N).

Максимум оконной функции 90 синтеза может менее, чем на 25% (и предпочтительно менее, чем на 5%) превышать значение линейной функции с таким же индексом n.

Оконная функция 90 синтеза может давать численную производную между 0,02 и -0,02. Вторая численная производная может находиться между -5×10^-4 и +5×10^-4 и, предпочтительно, между -3×10^-4 и +3×10^-4. Третья численная производная может находиться между -2×10^-5 и +2×10^-5.

Линейная функция 90’ синтеза может быть невозрастающей функцией. В других примерах, линейная функция 90’ синтеза может быть неубывающей функцией. Линейная функция 90’ синтеза может иметь значение, которое является постоянным или изменяется, максимум, на +2% или -2%.

Оконная функция 90 синтеза может быть определена так, чтобы быть асимметричной.

В некоторых примерах, оконная функция 90 синтеза может быть функцией, симметричной форме, показанной на фиг. 9. Например, значение при 0 будет равно значению, которое будет при 960 на фиг. 9; значение при 1 будет равно значению, которое будет при 959 на фиг. 9, и так далее.

На фиг. 30 приведен пример оконной функции 290 синтеза (например, оконной функции синтеза, соответствующей оконной функции 240 анализа на фиг. 26-29). Оконная функция 290 синтеза может быть определена в интервале от 0 до 2N или от значения, промежуточного между 10% или 15% и 20% от 2N, до 2N.

Оконная функция 290 синтеза может быть определена, по меньшей мере, для одного участка относительно линейной функции 290' (которая, в данном случае, не показана, но имеет постоянное значение 1).

На фиг. 30, линейная функция 290' линейная функция может быть постоянной функцией, значение которой равно 1. Однако, линейная функция может быть, в общем, линейной функцией, например, определенной в форме y=an+b.

Оконная функция 290 синтеза может содержать меандровый участок 294. Меандровый участок 294 может быть таким, что оконная функция 290 синтеза встречается и/или пересекает линейную функцию 290' (с постоянным значением 1, показанную только частично для ясности) в четырех точках пересечения №1, №2, №3, №4 (показана только №2). Оконная функция синтеза может пересекать значение 1 в середине окна (точке №2), т.е. между отсчетами N-1 и N.

Меандровый участок 294 может быть таким, что оконная функция 290 синтеза отличается от линейной функции 290' для большинства индексов, например, для более, чем 99% индексов.

Меандровый участок 294 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками №1, №2, №3, №4, значение оконной функции 290 синтеза превышает значение линейной функции (например, 1) в точке (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса, непосредственно следующего за тем же индексом (соотносимым с точкой пересечения), оконная функция 290 синтеза имеет значение меньше значения линейной функции в точке пересечения.

Меандровый участок 294 может быть таким, что, по меньшей мере, для одного индекса, непосредственно предшествующего одному из индексов, соотносимых с точками №1, №2, №3, №4, оконная функция 290 синтеза имеет значение меньше значения линейной функции в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4), и, по меньшей мере, для индекса непосредственно следующего за тем же индексом (соотносимым с точкой пересечения), значение оконной функции 290 синтеза превышает значение линейной функции в точке пересечения (№1, №2, №3 или №4).

Меандровый участок 294 может быть таким, что каждая из точек пересечения №1, №2, №3, №4 не располагается в последовательности рядом с другой из точек №1, №2, №3, №4. Например, между двумя точками пересечения №1, №2, №3 и №4 может находиться, по меньшей мере, один индекс оконной функции 290 синтеза, значение которой не совпадает со значением оконной функции 290 синтеза с упомянутым индексом.

Оконная функция 290 синтеза может быть определена так, чтобы на меандровом участке 294:

- превышать линейную функцию 290' (например, превышать 1) в первом интервале 291 между первой точкой пересечения №1 и второй точкой пересечения №2 (которая, в данном случае, находится в месте 480-го отсчета, например, в середине диапазона 2N);

- быть ниже линейной функции 290' во втором интервале 292 между второй точкой пересечения №2 и третьей точкой пересечения №3;

- превышать линейную функцию 290' в третьем интервале 293 между третьей точкой пересечения №3 и четвертой точкой пересечения №4.

Оконная функция 290 синтеза может содержать постоянно нулевой участок 298, который может располагаться на одном краю окна (из 2N отсчетов) и может содержать от 10% до 15% отсчетов. Оконная функция 290 синтеза может также содержать быстро возрастающий участок 297, быстро возрастающий к меандровому участку 294 от 0. Оконная функция 290 синтеза может содержать быстро убывающий участок 296, быстро убывающий к 0 от меандрового участка 294.

Абсолютное максимальное значение может находиться в третьем интервале 293 (или в первом интервале).

Оконная функция 290 синтеза может, на меандровом участке 294, иметь относительное максимальное значение в первом интервале 291 (или в третьем интервале), и относительное минимальное значение находится во втором интервале.

Оконная функция 290 синтеза может, на меандровом участке 294, иметь значения меандровой оконной функции, соответствующие, по меньшей мере, одному из первого и третьего интервалов (291, 293), выше, чем 0,9 или 0,95. Третий интервал может быть выше, чем 0,9.

Оконная функция 290 синтеза может иметь, на меандровом участке 294, значение выше линейной функции в интервале, состоящем из 30% и 50% от двух кадров (2N).

Максимум оконной функции 290 синтеза может менее, чем на 25% (и предпочтительно менее, чем на 5% или 3%) превышать значение линейной функции с таким же индексом n.

Оконная функция 290 синтеза может давать численную производную между -0,01 и +0,01. Вторая численная производная может находиться между -10^-4 и +10^-4. Третья численная производная может находиться между -10^-5 и +10^-5.

Линейная функция 290’ синтеза может быть невозрастающей функцией. В других примерах, линейная функция 290’ синтеза может быть неубывающей функцией. Линейная функция 290’ синтеза может иметь значение, которое является постоянным или изменяется, максимум, на +2% или -2%.

Оконная функция 290 синтеза может быть определена так, чтобы быть асимметричной.

В некоторых примерах, оконная функция 290 синтеза может быть функцией, симметричной форме, показанной на фиг. 9. Например, значение при 0 будет равно значению, которое будет при 960 на фиг. 9; значение при 1 будет равно значению, которое будет при 959 на фиг. 9, и так далее.

5. Пояснение

Выше было замечено, что данная функция имеет особенно интересные особенности, которые особенно подходят для методов на основе МДКП (или МДСП или других преобразований) и ОМДКП (или ОМДСП или других преобразований), в частности, для аудиокодирования.

В качестве показателей гладкости формы окна МДКП применяется численная производная в форме

Другим показателем для оценки качества окна МДКП является временная форма ошибки квантования, которая описывается выражением

Ошибка квантования может вноситься в спектральной области в рамках процесса аудиокодирования.

Далее рассматривается окно ALDO. Окно ALDO представляет проектный подход для асимметричного окна, обеспечивающего улучшенную временную форму. Процесс проектирования окна ALDO, применяемого в кодеке EVS, описан в (3GPP) и [2]. Фиг. 1 представляет схематическую форму окна для графического представления окна ALDO.

Окно ALDO состоит из четырех секций, возрастающей функции, секции монотонных единиц, убывающей функции и нулей. Число нулей в секции w₄ определяет также число единиц в секции w₂, при этом w₂=2×w₄. Способ получения w₁ и w₃ описан в [1] и [2].

Фигура 2 представляет окно ALDO, спроектированное в соответствии с [1] и [2] для параметров Lz=180 (число ведущих нулей в окне МДКП, W₄(n) на фиг. 1), и суммарная длина окна составляет 960 отсчетов.

Как можно видеть на четвертом составляющем графике на фиг. 2 («Модуляция во времени ошибки квантования»), окно ALDO показывает удовлетворительную временную форму ошибки квантования, которая означает, что сумма энергий двух последовательных перекрывающихся окон синтеза близка к единице. Оптимальный результат потребует только единиц, которые достигаются при симметричных формах окна.

Недостатки данного проектного подхода заметны, главным образом, на втором составляющем графике на фиг. 2 («Численная производная»), где представлена численная производная. Как можно видеть, форма окна не является непрерывно дифференцируемой математической функцией и потому является неоптимальной в отношении частотной характеристики. Из-за монотонных единиц в форме окна, плавные переходы в направлениях от возрастающей функции и к убывающей функции становятся невозможными.

Настоящее изобретение снимает проектное ограничение по обеспечению секции монотонных единиц, чтобы оптимизировать временную форму. Вместо этого, единицы заменяются последовательностью значений, меандрирующих около линейной функции (например, постоянного значения, в частности, «1»). Данное решение допускает гладкую и непрерывную форму окна, при сохранении временной формы, близкой к оптимальному состоянию.

Фиг. 3 представляет примерное окно, спроектированное с меандровой секцией (участком) в соответствии с изобретением. Как можно видеть на четвертом составляющем графике на фиг. 3 («Модуляция во времени ошибки квантования»), свойство окна, относящееся к временному формированию ошибки квантования, аналогично свойству окна ALDO. Однако, из сравнения составляющего графика на фиг. 3 («Численная производная") со вторым составляющим графиком на фиг. 2 (окно ALDO) можно понять, что изобретение позволяет создавать формы окон, которые являются непрерывно дифференцируемыми. Это дает возможность, например, проектировать формы окон с более высокой полосой ослабления, невозможно прежде при использовании способа проективания окна ALDO.

Фиг. 4 представляет более подробно форму 40 примерного окна. В данном примере, меандровая секция образована посредством пересечения, в соответствующих четырех точках, линейной функции (в данном случае, имеющей постоянное значение «1»). Возможно еще большее число пересечений, но четыре считается минимальным числом.

Такое окно может получаться в результате процесса математической оптимизации, объединяющего одну функцию ошибок для частотной характеристики с функцией ошибок, представляющей отклонение от оптимального временного формирования шума квантования.

Некоторые реализации требовали определенных форматов данных, например, реализации с фиксированной запятой. Для такой реализации, диапазон значений оконных коэффициентов был бы масштабными параметрами, так как значения выше единицы нуждаются в разном масштабировании. В таких случаях, меандровая секция не размещалась бы около единицы. Только после обратного масштабирования, значения попадают в очевидный диапазон.

Фиг. 5 представляет пример представления оконных коэффициентов 50 МДКП в реализации с фиксированной запятой. Данный случай является примерным представлением, в котором некоторые значения масштабируются с коэффициентом 2^x, и другие с коэффициентом 2^x-1 из-за структуры с фиксированной запятой.

В общем случае видно, что окно не обязательно меандрирует около 1, но может меандрировать около виртуальной диагональной линии, без пересечения с единицей. Фиг. 6 представляет три разных окна, а именно

- w₁: Новое оптимизированное окно, меандрирующее около 1 (оконная функция 70);

- w₂: окно G.718 (совсем без меандра) (оконная функция 70');

- w₃: Новое оптимизированное окно для специального случая: Меандрирующее около диагонали (оконная функция 60).

Описанное окно МДКП реализует свойство точной реконструкции. С этой целью предполагается, что МДКП следует разбить на операцию оконной обработки, этап подавления помех дискретизации во временной области (TDAC) и ядро дискретного косинусного преобразования (ДКТ) типа IV, как описано, например, в [3].

Следовательно, оконную обработку и TDAC можно рассматривать как этап свертки на стороне анализа и этап обратной свертки на стороне синтеза. На стороне синтеза, последовательности обратной свертки двух блоков объединены в операции перекрытия с суммированием. Смотри фиг. 8, которая относится к графическому представлению блока 1 (81) и блока 2 (82).

Для области перекрытия на стороне анализа, оконная обработка и TDAC блока 1 могут быть описаны в форме

P₁(n)=w_a(N+n)-w_a(2N-1-n) при n=0…N-1

и блока 2

P₂(n)=w_a(N+n)+w_a(N-1-n) при n=0…N-1

На стороне синтеза, P1 и P2 развертываются, обрабатываются окном, и выполняется перекрытие с суммированием:

O(n)=w_s(N+n)P₁(n)+w_s(n)P₂(n) при n=0…N-1.

Это можно записать в форме

O(n)=w_a(N+n)w_s(N+n)-w_a(2N-1-n)w_s(N+n)+w_a(n)w_s(n)+w_a(N-1-n)w_s(n)

при n=0…N-1,

что можно разделить на две составляющих:

- PR1: Составляющая точной реконструкции

w_a(N+n)w_s(N+n)+w_a(n)w_s(n)=1

при n=0…N-1

- PR2: Составляющая подавления помех наложения

w_a(N-1-n)w_s(n)-w_a(2N-1-n)w_s(N+n)=0 при n=0…N-1

Фиг. 9-12 представляют последовательности анализа и синтеза.

Далее ссылки приводятся на фиг. 19 и 20 в отношении численных производных настоящих оконных функций анализа и синтеза.

При рассмотрении также 2-й и 3-й численных производных, можно четко отличать свойства настоящих примеров (например, фиг. 19 в отношении примера на фиг. 4, и фиг. 31 в отношении примера на фиг. 26) от известного уровня техники (ALDO, фиг. 20).

В качестве показателей гладкости формы окна модулированного преобразования с перекрытием (например, формы окна МДКП или МДСП) можно применить численную производную в форме:

Для взвешивания значимости каждого коэффициента, т.е. чтобы более высокие амплитуды имели больший вес, ниже приведена взвешенная производная

Это позволяет пренебречь низкоуровневыми оконными коэффициентами при анализе непрерывности формы окна.

На фиг. 19 и 20, и 31, 1-я численная производная графически представлена в регулярной и взвешенной (показанной штриховой линией) версиях. Позиции 1902 и 3102 обозначают 1-ю численную производную оконной функции по изобретению; позиции 1904 и 3104 (штриховые линии) обозначают взвешенную версию 1-й численной производной оконной функции по изобретению. Позиция 2002 обозначает 1-ю численную производную оконной функции ALDO; позиция 2004 (штриховая линия) обозначает взвешенную версию 1-й численной производной оконной функции ALDO.

Для 2-й и 3-й численных производных (ND) применяется взвешенная версия 1-й численной производной. Позиции 1910 и 3110 обозначают взвешенную версию 2-ой численной производной оконной функции. Позиция 2010 обозначает взвешенную версию 2-й численной производной для оконной функции ALDO. Позиция 1920 обозначает взвешенную версию 3-й численной производной оконной функции по изобретению. Позиции 2020 и 3120 обозначают взвешенную версию 3-й численной производной оконной функции ALDO.

Как можно заметить, версия 2-й ND демонстрирует несколько четких пиков 2021 для окна ALDO, тогда как окна по изобретению демонстрируют только умеренные изменения. Для 3-й ND, уровень амплитуд обоих окон также четко различается и может быть выражен.

Далее представлен анализ числа степеней свободы при проектировании окна для ALDO и для оконной функции по изобретению.

Подход к проектированию окна ALDO [2] предлагает в качестве числа степеней свободы только параметры C1, C2 и число нулей Lz. С предложенным способом невозможна никакая фокусировка, относящаяся к ослаблению в ближней зоне или дальней зоне, так как данное число степеней свободы при проектировании сильно ограничено.

Для расширения алгоритма ALDO и обеспечения увеличения числа степеней свободы, проектный подход, описанный в [2], следует признать неподходящим и заменить способом численной оптимизации. На первом этапе, секция монотонных единиц в середине окна сохраняется, тогда как свободные оконные коэффициенты (или проектный параметр) оптимизируется.

В предположении, что окно анализа и синтеза всегда являются обращенными во времени версиями друг друга, условие точной реконструкции можно выразить следующим образом

w_a(N+n)w_s(N+n)+w_a(n)w_s(n)=1 при n=0…N-1

→ w(N+n)w(2N-n)+w(n)w(N+n)=1 при n=0…N-1

Этому условию всегда можно удовлетворить посредством ограничения числа свободных коэффициентов до 1,5N, например, следующим образом

w(2N-n)=(1-w(n)w(N+n))/w(N+n) при n=0…N-1

Секция нулей располагается внутри w(2N-n). Для обеспечения условия монотонных единиц в середине, 2×Lz оконных коэффициентов считаются несвободными коэффициентами. При длине преобразования N=480 и размере окна 2N, и Lz=180, Это приводит к числу степеней свободы 1,5N-2×Lz=360 свободных коэффициентов. Данное окно называется промежуточным окном.

Настоящее изобретение увеличивает число степеней свободы до максимума посредством замены участка монотонных единиц меандровой секцией (например, 44, 64, 94) около единичной или любой другой прямой (например, диагональной) линии (например, 40', 60', 90'). Таким образом, только половину средней секции требуется исключить из свободных коэффициентов. Следовательно, число доступных коэффициентов увеличивается до 1,52×480-180=540 свободных коэффициентов. Это позволяет максимально оптимизировать частотную характеристику к любому требуемому месту фокусировки.

Фиг. 21 и 22 представляет сравнение проектных подходов. В частности, фиг. 21 представляет сравнение формы окна ALDO (211) с промежуточным окном (212), и с окном по изобретению (213). Фиг. 22 является масштабированным (увеличенным) изображением форм окна ALDO (211), промежуточного окна (212) и окна по изобретению (213).

Промежуточное окно и окно по изобретению оптимизированы к одному и тому же месту фокусировки.

Фиг. 23 представляет график частотной характеристики с окном ALDO (231), промежуточным окном (232) и окном по изобретению (233). Промежуточное окно (231) и окно по изобретению (233) можно сфокусировать на разных участках, обеспечивая в данном случае намного лучшее ослабление в дальней зоне. Это требуется, например, чтобы устранить любые искажения из-за наложения спектров, вызываемого сигналами с ограниченной полосой пропускания или передискретизацией сигналов посредством набора фильтров. Данная фокусировка невозможна для окна ALDO, так как для него имеются только два параметра, регулирующих форму. Сравнение промежуточного окна и окна по изобретению делает очевидным, что окно по изобретению обеспечивает намного меньшие флуктуации характеристики благодаря в высшей степени непрерывной форме во временной области.

Фиг. 24 является масштабированным (увеличенным) изображением частотной характеристики, сравнивающим промежуточное окно (242) и окно по изобретению (243). Как можно заметить, окно по изобретению (243) всегда демонстрирует значительно большее ослабление всех боковых полос частот. Это подтверждает, что, при проектировании окна, меандровый участок (44, 64, 94) имеет преимущество над участком монотонных единиц.

В отношении временной модуляции окна указано, что главной причиной для разработки окна ALDO было стремление сочетать асимметричную форму с максимальной амплитудой 1, чтобы исключить большие временные флуктуации ошибки квантования. Ошибка квантования вносится в частотной области, и ее временная форма регулируется формой окна синтеза.

Фактически, в данном случае меандрирующая последовательность также улучшает свойство окна. Фиг. 25 представляет непосредственное сравнение временной модуляции ошибок квантования, вызываемых окном ALDO (253) и предлагаемым окном по изобретению (251). Как можно видеть, максимальное искажение во временной области ниже для окна по изобретению, и потому обеспечиваются менее заметные искажения.

В вышеприведенных примерах, меандровый участок может соответствовать, например, (по меньшей мере частично) ядру ДКТ. В примерах, по меньшей мере, одна первая точка пересечения (например, №1) находится в первом кадре, а, по меньшей мере, другая точка пересечения (например, №3) находится в последующем кадре. В примерах, одна точка пересечения (например, №2) находится на границе между первым и последующими кадрами.

В примерах, термин «меандрирование» означает, что существует по меньшей мере четыре пересечения с линейной функцией (меандровый участок пересекает линейную функцию, по меньшей мере, в двух или, в некоторых случаях, по меньшей мере, в четырех точках). Например, меандровый участок может иметь возрастающую часть, за которой следует убывающая часть, за которой следует возрастающая часть, и так далее, или может иметь убывающую часть, за которой следует возрастающая часть, за которой следует убывающая часть, и так далее.

6. Другие примеры

Фиг. 17 представляет устройство 110, которое может реализовать кодирующее устройство 130 (или 130A) и/или инструментальное средство МДКП 131 и/или выполнять, по меньшей мере, некоторые этапы способа 150. Устройство 110 может содержать процессор 111 и энергонезависимое запоминающее устройство 112 с блоком 114, хранящим команды, которые, при выполнении процессором 111, могут предписывать процессору 111 выполнять анализ на основе МДКП. Энергонезависимое запоминающее устройство 112 может также хранить блок 113, оконную функцию анализа, например, описанную выше. Устройство 110 может содержать входной блок 116, который может получать входной информационный сигнал (например, аудиосигнал). Для сохранения данных, подлежащих обновлению, может быть предусмотрено пространство 118 для временного хранения данных (например, входные буферы).

Фиг. 18 представляет устройство 120, которое может реализовать декодирующее устройство 140 (или 140A) и/или инструментальное средство ОМДКП 147 и/или выполнять способ 160. Устройство 120 может содержать процессор 121 и энергонезависимое запоминающее устройство 122 с блоком 124, хранящим команды, которые, при выполнении процессором 121, могут предписывать процессору 121 выполнять, помимо прочего, процесс синтеза на основе МДКП. Устройство 120 может содержать входной блок 126, который может получать декодированное представление информационного сигнала (например, аудиосигнала) в FD (FD-представление). Следовательно, процессор 121 может выполнять процессы для получения TD-представления информационного сигнала. Данное декодированное представление может подаваться во внешние устройства с использованием выходного блока 127. Выходной блок 127 может содержать, например, блок связи для связи с внешними устройствами (например, с использованием беспроводной связи, такой как Bluetooth) и/или внешние пространства для хранения данных. Процессор 121 может сохранять декодированное представление аудиосигнала в локальном пространстве 128 для хранения данных.

В примерах, устройства 110 и 120 могут быть одним и тем же устройством. В примерах, устройства 110 и 120 обмениваются информационными сигналами и/или данными управления, например, беспроводным способом, например, с использованием протокола Bluetooth.

В зависимости от некоторых требований к реализации, примеры могут быть реализованы в форме аппаратного обеспечения. Реализация может быть осуществлена с использованием носителя цифровых данных, например гибкого диска, универсального цифрового диска (DVD), диска Blu-Ray, компакт-диска (CD), постоянной памяти (ROM), перепрограммируемой постоянной памяти (PROM), электрически перепрограммируемой постоянной памяти (EPROM), электрически стираемой перепрограммируемой постоянной памяти (EEPROM) или флэш-памяти, содержащих электронно-считываемые управляющие сигналы, хранящиеся в них, которые взаимодействуют (или могут взаимодействовать) с программируемой компьютерной системой, так что выполняется соответствующий способ. Следовательно, носитель цифровых данных может быть компьютерно-считываемым.

В общем, примеры можно реализовать в форме компьютерного программного продукта с программными командами, при этом программные команды предназначены для выполнения одного из способов, когда компьютерный программный продукт выполняется в компьютере. Программные команды могут храниться, например, на машиночитаемом носителе.

Другие примеры содержат компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящей заявке, записанную на машиночитаемом носителе. Иначе говоря, пример способа является, таким образом, компьютерной программой, содержащей программные команды для выполнения одного из способов, описанных в настоящей заявке, когда компьютерная программа выполняется в компьютере.

Дополнительный пример способов является, таким образом, носителем данных (или носителем цифровых данных, или компьютерно-читаемым носителем), содержащим записанную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящей заявке. Носитель данных, носитель цифровых данных или носитель с записанными данными является материальным и/или энергонезависимым, в отличие от сигналов, которые являются нематериальными и переходными.

Дополнительный пример содержит устройство обработки информации, например, компьютер или программируемое логическое устройство, выполняющий(ее) один из способов, описанных в настоящей заявке.

Дополнительный пример содержит компьютер, содержащий установленную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящей заявке.

Дополнительный пример содержит устройство или систему, передающую (например, электронным или оптическим способом) компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящей заявке, в приемник. Приемник может быть, например, компьютером, мобильным устройством, запоминающим устройством или подобным устройством. Устройство или система может содержать, например, сервер файлов для передачи компьютерной программы в приемник.

В некоторых примерах можно использовать программируемое логическое устройство (например, вентильную матрицу с эксплуатационным программированием) для выполнения некоторых или всех функций способов, описанных в настоящей заявке. В некоторых примерах, вентильная матрица с эксплуатационным программированием может взаимодействовать с микропроцессором, чтобы выполнять один из способов, описанных в настоящей заявке. В общем, способы могут выполняться любым подходящим аппаратным устройством.

Вышеописанные примеры поясняют вышеизложенные принципы. Следует понимать, что в будущем будут найдены модификации и варианты схем и деталей, описанных в настоящей заявке. Следовательно, предполагается, что изобретение должно ограничиваться объемом притязаний приведенной далее патентной формулы, а не конкретными деталями, приведенными в описании и пояснении примеров в настоящей заявке.

7. Некоторые примеры оконных функций

Далее приведены численные примеры. Так как для получения функции не определено никакой математической формулы в замкнутой форме, то в настоящей заявке приведены примеры. Нижеприведенные значения могут быть представлены в обратном или прямом порядке в том смысле, что, в некоторых примерах, первое значение соответствует моменту времени n=0, и последнее значение соответствует последнему моменту времени n=2N-1 (прямое направление), а, в некоторых примерах, первое значение соответствует моменту времени n=2N-1, и и последнее значение соответствует первому моменту времени n=0 (обратное направление). В некоторых случаях, оконные функции анализа и синтеза принимаются из одного списка, но оконная функция анализа считывается в обратном (или прямом) направлении, а оконная функция синтеза считывается в прямом (или обратном) направлении.

Чтобы осуществить, по меньшей мере, один из нижеприведенных примеров, можно выделить подпоследовательность из, по меньшей мере, 10 значений (например, последовательных значений), когда 10 значений отличаются от 0 (например, все отсчеты или, по меньшей мере, большинство отсчетов могут формировать, по меньшей мере, 10 значений). Возможен допуск ±1%; в некоторых случаях, ±0,5%, ±0,05%, в других случаях, ±2%, ±5%, в других случаях 0%.

7.1 Примеры, соответствующие фиг. 4 и 9

В примерах, система обозначений -7,078546706512391e-04f означает -7,078546706512391×10^-4. Символ «f» относится к системе обозначений в формате с плавающей запятой (в некоторых случаях, этот символ можно исключать).

Численный пример оконной функции w ₈₀ для размера кадра N=80 приводится в настоящей заявке 160 элементами при n=0…2N-1. Как поясняется выше, последние значения постоянно могут быть 0.

Численный пример оконной функции w ₁₆₀ для размера кадра N=160 приводится в настоящей заявке 320 элементами при n=0…2N-1. Как поясняется выше, последние значения постоянно могут быть 0.

Далее приведен численный пример оконной функции w ₂₄₀ для размера кадра N=240 (480 отсчетов).

Далее приведен численный пример оконной функции w ₃₂₀ для размера кадра N=320 (640 отсчетов).

Далее приведен численный пример оконной функции w ₄₈₀ для размера кадра N=480 (960 отсчетов).

Далее приведен численный пример оконной функции w ₉₆₀ для размера кадра N=960 (1920 отсчетов).

7.2 Примеры, соответствующие фиг. 26-30

Численный пример оконной функции w ₄₀ для размера кадра N=40 приводится в настоящей заявке 80 элементами при n=0…2N-1. Как поясняется выше, последние значения постоянно могут быть 0.

Численный пример оконной функции w ₁₂₀ для размера кадра N=120 приводится в настоящей заявке 240 элементами при n=0…2N-1. Как поясняется выше, последние значения постоянно могут быть 0.

Численный пример оконной функции w ₃₂₀ для размера кадра N=320 приводится в настоящей заявке 640 элементами при n=0…2N-1. Как поясняется выше, последние значения постоянно могут быть 0.

Численный пример оконной функции w ₄₈₀ для размера кадра N=480 приводится в настоящей заявке 9600 элементами при n=0…2N-1. Как поясняется выше, последние значения постоянно могут быть 0.

Численный пример оконной функции для размера кадра N=960 приводится в настоящей заявке 1920 отсчетами. Как поясняется выше, последние значения постоянно могут быть 0.

8. Список литературы

[1] 3GPP, "Codec for Enhanced Voice Services (EVS); Detailed algorithmic description," [Online]. Доступно:

http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.445/26445-d00.zip.

[2] P. P. Julien Faure, "Delay-optimized overlap transform, coding/decoding weighting windows". US Patent US8847795, 28 06 2011.

[3] Geiger, Audio Coding based on integer transform, llmenau: https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00010054, 2004.

Claims

1. Устройство (130, 130A, 110) для кодирования информационного сигнала, содержащего множество кадров, при этом устройство содержит:

инструментальное средство (131) модулированного преобразования с перекрытием для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление), причем инструментальное средство (131) модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью выполнения анализа на основе модулированного преобразования с перекрытием с использованием оконной функции (40, 50, 70, 240) анализа, имеющей меандровый участок (44, 64, 244), пересекающий линейную функцию (40’, 240’) в соответствующих по меньшей мере четырех точках (№1, №2, №3, №4); и

блок (137) записи битового потока, сконфигурированный с возможностью подготовки битового потока на основе FD-представления информационного сигнала или его обработанной версии,

причем оконная функция (40, 240) анализа определена так, чтобы на меандровом участке (44, 94, 244):

превышать линейную функцию (40’, 240’) в первом интервале (41, 241) между первой точкой (№1) пересечения и второй точкой (№2) пересечения;

быть ниже линейной функции (40’, 240’) во втором интервале (42, 242) между второй точкой (№2) пересечения и третьей точкой (№3) пересечения;

превышать линейную функцию (40’, 240’) в третьем интервале (43, 243) между третьей точкой (№3) пересечения и четвертой точкой (№4) пересечения,

причем оконная функция анализа определена так, что абсолютное максимальное значение (41’, 241’) находится в одном из первого и третьего интервалов,

причем линейная функция (40, 240) является постоянной функцией с постоянным значением 1.

2. Устройство по п. 1,

в котором оконная функция (40, 240) анализа определена так, что максимум оконной функции (40, 240) анализа менее чем на 25% превышает значение линейной функции (40, 240) в тот же самый момент времени.

3. Устройство по п. 1, в котором инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью

масштабирования входных буферов временной области и/или значений косинусов или синусов с помощью значений оконной функции (40, 50, 70, 240) анализа.

4. Устройство по п. 3, в котором инструментальное средство модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью использования входных буферов в форме

и

,

где

является TD-отсчетом информационного сигнала или обработанной версии информационного сигнала в момент времени

,

является числом отсчетов, обрабатываемых в одном кадре, и

является числом ведущих нулей в окне модулированного преобразования с перекрытием.

5. Устройство по п. 1, в котором инструментальное средство (131) модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью выполнения:

,

где

является значением частоты модулированного преобразования с перекрытием для индекса

частоты,

является моментом времени,

является оконной функцией анализа,

является входным буфером временной области и

является числом отсчетов, обрабатываемых в одном кадре.

6. Устройство (140, 140A, 120) для декодирования информационного сигнала или его обработанной версии, определенного(ой) в частотной области (FD), при этом устройство содержит:

блок (141) считывания битового потока, сконфигурированный с возможностью считывания битового потока, кодирующего информационный сигнал; и

инструментальное средство (147) обратного модулированного преобразования с перекрытием, сконфигурированное с возможностью выполнения синтеза информационного сигнала или его обработанной версии на основе обратного модулированного преобразования с перекрытием, с использованием оконной функции (90) синтеза, имеющей меандровый участок (94), пересекающий линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках (№1, №2, №3, №4),

причем оконная функция (90, 290) синтеза определена так, чтобы быть асимметричной,

причем оконная функция (90, 290) синтеза определена так, чтобы на меандровом участке (44, 94, 244):

7. Устройство по п. 6,

в котором оконная функция (90, 290) синтеза определена так, что максимум оконной функции (90, 290) синтеза менее чем на 25% превышает значение линейной функции (90, 290) в тот же самый момент времени.

8. Устройство по п. 6, в котором инструментальное средство (147) обратного модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью

масштабирования значений в буфере временного наложения с помощью значений оконной функции (90) синтеза.

9. Устройство по п. 6, в котором инструментальное средство (147) обратного модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью формирования представления сигнала TD-представления в форме

,

где

является буфером наложения,

является информационным сигналом или его обработанной версией и

является числом отсчетов для TD-кадра.

10. Устройство по п. 6, в котором инструментальное средство (147) обратного модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью

выполнения оконной обработки (S162) буфера временного наложения.

11. Устройство по п. 6, в котором инструментальное средство (147) обратного модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью выполнения операции оконной обработки посредством выполнения:

.

12. Устройство по п. 6, в котором инструментальное средство (147) обратного модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью выполнения операции (S163) перекрытия с суммированием.

13. Устройство по п. 6, в котором инструментальное средство (147) обратного модулированного преобразования с перекрытием сконфигурировано с возможностью выполнения операции перекрытия с суммированием в следующей форме:

,

где

является выходным значением,

является буфером временного наложения с обработкой оконной функцией и

является числом отсчетов в одном кадре.

14. Устройство по п. 1 или 6, в котором

оконная функция (40, 240) анализа и/или оконная функция (90) синтеза определены так, что на меандровом участке (44, 244) относительное максимальное значение (43’, 243’) находится в первом или третьем интервале (41, 43, 241, 243) и относительное минимальное значение (42’, 242’) находится во втором интервале (42, 242).

15. Устройство по п. 1 или 6, в котором

оконная функция (40, 240) анализа и/или оконная функция (90) синтеза определены так, чтобы иметь на меандровом участке (44, 244, 94) значение выше линейной функции в интервале, состоящем из 30 и 50% от двух кадров.

16. Устройство по п. 1 или 6, в котором

оконная функция (40, 240) анализа и/или оконная функция (90) синтеза определены так, что максимум оконной функции (40, 240) анализа и/или оконной функции (90) синтеза менее чем на 25% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени.

17. Устройство по п. 1 или 6, в котором

оконная функция (40, 240) анализа и/или оконная функция (90) синтеза определены так, что максимум (41’, 241’) оконной функции (40, 240) анализа и/или оконной функции (90) синтеза менее чем на 5% превышает значение линейной функции в тот же самый момент времени.

18. Устройство по п. 1 или 6, в котором

оконная функция (40, 240) анализа и/или оконная функция (90) синтеза определены так, чтобы давать вторую численную производную между -3×10^-4 и +3×10^-4.

19. Устройство по п. 1 или 6, в котором

оконная функция (40, 240) анализа и/или оконная функция (90) синтеза определены так, чтобы давать третью численную производную между -2×10^-5 и +2×10^-5.

20. Устройство по 1 или 6, в котором

оконная функция (40, 240) анализа и/или оконная функция (90) синтеза определены как обращенные во времени версии друг друга.

21. Устройство по п. 1 или 6, дополнительно содержащее

пространство (113) для хранения данных, чтобы хранить значения оконной функции (40, 60) анализа и/или оконной функции (90) синтеза.

22. Устройство по п. 1 или 6, в котором модифицированное преобразование с перекрытием является модифицированным дискретным косинусным преобразованием (МДКП) или модифицированным дискретным синусным преобразованием (МДСП) и обратное модифицированное преобразование с перекрытием является обратным модифицированным дискретным косинусным преобразованием (ОМДКП) или обратным модифицированным дискретным синусным преобразованием (ОМДСП).

23. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (40) анализа и/или оконная функция (90) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

24. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (40, 60) анализа и/или оконная функция (90) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

25. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (40) анализа и/или оконная функция (90) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

26. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (40) анализа и/или оконная функция (90) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

27. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (40) анализа и/или оконная функция (90) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

28. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (40) анализа и/или оконная функция (90) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

29. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

30. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

31. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

32. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

33. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

34. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

35. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

36. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция (240) анализа и/или оконная функция (290) синтеза содержит по меньшей мере последовательность, в прямом или обратном порядке, сформированную следующими значениями, или по меньшей мере подпоследовательность с 10 из следующих значений, если они отличаются от 0, с допуском ±1%:

37. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы давать первую численную производную между -0,01 и +0,01.

38. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы давать вторую численную производную между -10^-4 и +10^-4.

39. Устройство по п. 1 или 6, в котором оконная функция анализа и/или оконная функция синтеза определены так, чтобы давать вторую численную производную между -10^-5 и +10^-5.

40. Устройство по п. 1 или 6, в котором информационный сигнал является аудиосигналом.

41. Способ для кодирования информационного сигнала, содержащего множество кадров, при этом способ содержит

выполнение анализа на основе модифицированного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования представления информационного сигнала или его обработанной версии во временной области (TD-представления) в представление в частотной области (FD-представление) с использованием оконной функции (40, 50, 240, 70) анализа, имеющей меандровый участок (44, 244), который пересекает линейную функцию (40’, 240’) в соответствующих по меньшей мере четырех точках (№1, №2, №3, №4),

42. Способ для декодирования информационного сигнала или его обработанной версии, определенного в частотной области (FD), при этом способ содержит

выполнение синтеза на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП) для преобразования FD-представления информационного сигнала или его обработанной версии в представление во временной области (TD-представление) с использованием оконной функции (90) синтеза, имеющей меандровый участок (94), который пересекает линейную функцию в соответствующих по меньшей мере четырех точках (№1, №2, №3, №4),

при этом оконная функция (90, 290) синтеза определена так, чтобы на меандровом участке:

43. Энергонезависимое запоминающее устройство, хранящее команды, которые при выполнении в процессоре предписывают процессору выполнять способ по п. 41 или 42.