RU2809586C2

RU2809586C2 - Audio encoder and decoder for interleaved waveform coding

Info

Publication number: RU2809586C2
Application number: RU2020101868A
Authority: RU
Inventors: Кристофер ЧЕРЛИНГ; Робин ТЕЗИНГ; Харальд МУНДТ; Хейко ПУРНХАГЕН; Карл Йонас РЁДЕН
Original assignee: Долби Интернэшнл Аб
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2023-12-13

Abstract

FIELD: computer engineering.

SUBSTANCE: processing audio data. The technical result is achieved by receiving a first waveform-coded signal having a spectral composition up to the first transition frequency; receiving a second waveform-coded signal having a spectral composition corresponding to a subset of a frequency range above the first transition frequency; receiving high-frequency reconstruction parameters; performing high frequency reconstruction using at least a portion of the first waveform encoded signal and high frequency reconstruction parameters to generate a frequency spread signal having a spectral content above the first transition frequency; adjusting the energy levels of the sub-bands of the frequency spread signal based on target energy levels for the sub-bands; and interleaving the frequency spread signal with a second waveform encoded signal to generate an interleaved signal such that spectral envelope energy levels for the subbands of the interleaved signal correspond to target energy levels for those subbands.

EFFECT: improvement of quality of reconstruction of transient processes and tonal components in high-frequency bands.

21 cl, 9 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Раскрытое здесь изобретение, в целом, относится к кодированию и декодированию аудиосигнала. В частности, оно относится к аудиокодеру и аудиодекодеру, предназначенным для осуществления высокочастотной реконструкции аудиосигналов.The invention disclosed herein generally relates to audio encoding and decoding. In particular, it relates to an audio encoder and an audio decoder for performing high-frequency reconstruction of audio signals.

Уровень техникиState of the art

В системах аудиокодирования используются разные методологии для кодирования аудиосигнала, например, собственно кодирование по форме волны, параметрическое пространственное кодирование и алгоритмы высокочастотной реконструкции, в том числе алгоритм копирования спектральной полосы (SBR). Стандарт MPEG-4 объединяет кодирование по форме волны и SBR аудиосигналов. Точнее говоря, кодер может осуществлять кодирование по форме волны аудиосигнала для спектральных полос до частоты перехода и кодировать спектральные полосы выше частоты перехода с использованием кодирования SBR. Затем кодированная по форме волны часть аудиосигнала передается на декодер совместно с параметрами SBR, определенными при кодировании SBR. На основании кодированной по форме волны части аудиосигнала и параметров SBR, декодер затем реконструирует аудиосигнал в спектральных полосах выше частоты перехода, что рассмотрено в обзорной статье Brinker et al., An overview of the Coding Standard MPEG-4 Audio Amendments 1 and 2: HE-AAC, SSC, and HE-AAC v2, EURASIP Journal on Audio, Speech, and Music Processing, Volume 2009, Article ID 468971.Audio coding systems use different methodologies to encode the audio signal, such as waveform coding, parametric spatial coding, and high-frequency reconstruction algorithms, including the spectral band replication (SBR) algorithm. The MPEG-4 standard combines waveform coding and SBR of audio signals. More specifically, the encoder can waveform encode the audio signal for spectral bands up to the crossover frequency, and encode spectral bands above the crossover frequency using SBR coding. The waveform-encoded portion of the audio signal is then sent to the decoder along with the SBR parameters determined by the SBR encoding. Based on the waveform-coded portion of the audio signal and the SBR parameters, the decoder then reconstructs the audio signal in spectral bands above the transition frequency, as discussed in the review article by Brinker et al., An overview of the Coding Standard MPEG-4 Audio Amendments 1 and 2: HE- AAC, SSC, and HE-AAC v2, EURASIP Journal on Audio, Speech, and Music Processing, Volume 2009, Article ID 468971.

Одна проблема этого подхода состоит в том, что сильные тональные компоненты, т.е. сильные гармонические компоненты, или любой компонент в высоких спектральных полосах, которые плохо реконструируются алгоритмом SBR, пропадают в выходном сигнале.One problem with this approach is that strong tonal components, e.g. strong harmonic components, or any component in high spectral bands that are poorly reconstructed by the SBR algorithm, are lost in the output signal.

По этой причине, алгоритм SBR осуществляет процедуру обнаружения пропавших гармоник. Тональные компоненты, которые не удается надлежащим образом восстановить посредством высокочастотной реконструкции SBR, идентифицируются на стороне кодера. Информация о частотном положении этих сильных тональных компонентов передается на декодер, где спектральные составы в спектральных полосах, где располагаются пропавшие тональные компоненты, заменяются синусоидами, генерируемыми на декодере.For this reason, the SBR algorithm carries out a procedure to detect missing harmonics. Tonal components that cannot be properly recovered by high-frequency SBR reconstruction are identified at the encoder side. Information about the frequency position of these strong tonal components is transmitted to the decoder, where the spectral compositions in the spectral bands where the missing tonal components are located are replaced by sinusoids generated at the decoder.

Преимущество обнаружения пропавших гармоник, обеспеченного в алгоритме SBR, состоит в том, что оно является решением очень низкой битовой скорости, поскольку, несколько упрощая, на декодер необходимо передавать только частотное положение тонального компонента и его уровень амплитуды.The advantage of the missing harmonic detection provided by the SBR algorithm is that it is a very low bit rate solution since, to simplify somewhat, only the frequency position of the tonal component and its amplitude level need be transmitted to the decoder.

Недостаток обнаружения пропавших гармоник алгоритма SBR состоит в том, что это очень грубая модель. Другой недостаток состоит в том, что при низкой скорости передачи, т.е. когда количество битов, которые могут передаваться в секунду невелико, и, в результате, спектральные полосы широки, большой диапазон частот будет заменен синусоидой.The disadvantage of the SBR algorithm's missing harmonic detection is that it is a very crude model. Another disadvantage is that at low transmission speeds, i.e. when the number of bits that can be transmitted per second is small and the resulting spectral bands are wide, a large range of frequencies will be replaced by a sine wave.

Еще один недостаток алгоритма SBR состоит в том, что он имеет тенденцию размывать переходные процессы, происходящие в аудиосигнале. Обычно возникает опережающее эхо и запаздывающее эхо переходного процесса в аудиосигнале, реконструированном методом SBR. Таким образом, остается простор для усовершенствований.Another disadvantage of the SBR algorithm is that it tends to blur transients occurring in the audio signal. Typically, there will be a leading echo and a delayed echo transient in the audio signal reconstructed by the SBR method. This leaves room for improvement.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

В дальнейшем, иллюстративные варианты осуществления будут описано более подробно и со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:Hereinafter, illustrative embodiments will be described in more detail and with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 – схема декодера согласно иллюстративным вариантам осуществления;fig. 1 is a decoder circuit according to illustrative embodiments;

фиг. 2 – схема декодера согласно иллюстративным вариантам осуществления;fig. 2 is a decoder circuit according to illustrative embodiments;

фиг. 3 – блок-схема операций способа декодирования согласно иллюстративным вариантам осуществления;fig. 3 is a flowchart of a decoding method according to exemplary embodiments;

фиг. 4 – схема декодера согласно иллюстративным вариантам осуществления;fig. 4 is a decoder circuit according to illustrative embodiments;

фиг. 5 – схема кодера согласно иллюстративным вариантам осуществления;fig. 5 is a diagram of an encoder according to illustrative embodiments;

фиг. 6 – блок-схема операций способа кодирования согласно иллюстративным вариантам осуществления;fig. 6 is a flowchart of an encoding method according to exemplary embodiments;

фиг. 7 – диаграмма схемы сигнализации согласно иллюстративным вариантам осуществления; иfig. 7 is a diagram of a signaling circuit according to illustrative embodiments; And

фиг. 8a-b – схематическая иллюстрация блока перемежения согласно иллюстративным вариантам осуществления.fig. 8a-b is a schematic illustration of an interleaver according to exemplary embodiments.

Все фигуры являются упрощенными и, в целом, демонстрируют лишь части, которые необходимы для пояснения изобретения, тогда как другие части можно исключить или считать необязательными. Если не указано обратное, аналогичные ссылочные позиции относятся к аналогичным частям на разных фигурах.All figures are simplified and generally show only parts that are necessary to explain the invention, while other parts may be omitted or considered optional. Unless otherwise indicated, like reference numerals refer to like parts in different figures.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Ввиду вышеизложенного, задачей является обеспечение кодера и декодера и соответствующих способов, которые обеспечивают улучшенную реконструкцию переходных процессов и тональных компонентов в высокочастотных полосах.In view of the above, it is an object to provide an encoder and decoder and related methods that provide improved reconstruction of transients and tonal components in high frequency bands.

I. Обзор - декодерI. Review - decoder

Используемый здесь термин "аудиосигнал" может означать собственно аудиосигнал, аудио-часть аудиовизуального сигнала или мультимедийного сигнала или любой из них совместно с метаданными.As used herein, the term "audio signal" may mean the audio signal itself, the audio portion of an audiovisual signal or a multimedia signal, or any of these together with metadata.

Согласно первому аспекту, иллюстративные варианты осуществления предусматривают способы декодирования, устройства декодирования и компьютерные программные продукты для декодирования. Предложенные способы, устройства и компьютерные программные продукты, в целом, могут иметь одни и те же признаки и преимущества.According to a first aspect, exemplary embodiments provide decoding methods, decoding apparatuses, and computer program products for decoding. The proposed methods, devices and computer program products, in general, may have the same features and advantages.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, предусмотрен способ декодирования в системе обработки аудиосигнала, содержащий: прием первого кодированного по форме волны сигнала, имеющего спектральный состав до первой частоты перехода; прием второго кодированного по форме волны сигнала, имеющего спектральный состав, соответствующий поднабору диапазона частот выше первой частоты перехода; прием параметров высокочастотной реконструкции; осуществление высокочастотная реконструкция с использованием первого кодированного по форме волны сигнала и параметров высокочастотной реконструкции для генерации расширенного по частоте сигнала, имеющего спектральный состав выше первой частоты перехода; и перемежение расширенного по частоте сигнала со вторым кодированным по форме волны сигналом.According to exemplary embodiments, there is provided a decoding method in an audio signal processing system, comprising: receiving a first waveform encoded signal having a spectral content up to a first transition frequency; receiving a second waveform-coded signal having a spectral composition corresponding to a subset of a frequency range above the first transition frequency; reception of high-frequency reconstruction parameters; performing high-frequency reconstruction using the first waveform-encoded signal and high-frequency reconstruction parameters to generate a frequency-expanded signal having a spectral content above the first transition frequency; and interleaving the frequency spread signal with the second waveform encoded signal.

Используемый здесь термин "кодированный по форме волны сигнал" следует интерпретировать как сигнал, кодированный путем прямого квантования представления формы волны; наиболее предпочтительно, квантования линий частотного преобразования сигнала входной формы волны. В этом состоит отличие от параметрического кодирования, где сигнал представляется вариациями обобщенной модели атрибута сигнала.As used herein, the term "waveform-coded signal" should be interpreted as a signal encoded by directly quantizing the waveform representation; most preferably, quantizing the frequency conversion lines of the input waveform signal. This is in contrast to parametric coding, where a signal is represented by variations of a generalized signal attribute model.

Таким образом, способ декодирования предусматривает использование кодированных по форме волны данных в поднаборе диапазона частот выше первой частоты перехода и их перемежение с реконструированным по высокой частоте сигналом. Таким образом, важные части сигнала в полосе частот выше первой частоты перехода, например, тональные компоненты или переходные процессы, которые обычно плохо реконструируются параметрическими алгоритмами высокочастотной реконструкции, можно кодировать по форме волны. В результате, реконструкция этих важных частей сигнала в полосе частот выше первой частоты перехода улучшается.Thus, the decoding method involves using waveform-encoded data in a subset of the frequency range above the first transition frequency and interleaving it with the high-frequency reconstructed signal. Thus, important portions of the signal in the frequency band above the first transition frequency, such as tonal components or transients that are typically poorly reconstructed by parametric high-frequency reconstruction algorithms, can be encoded by the waveform. As a result, the reconstruction of these important parts of the signal in the frequency band above the first transition frequency is improved.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, поднабор диапазона частот выше первой частоты перехода является разреженным поднабором. Например, он может содержать множество изолированных частотных интервалов. Это имеет преимущество в том, что для кодирования второго кодированного по форме волны сигнала используется малое количество битов. Тем не менее, благодаря наличию множества изолированных частотных интервалов, тональные компоненты, например единичные гармоники, аудиосигнала могут хорошо захватываться вторым кодированным по форме волны сигналом. В результате, улучшение реконструкции тональных компонентов для высокочастотных полос достигается при низком расходовании битов.According to exemplary embodiments, the subset of the frequency range above the first transition frequency is a sparse subset. For example, it may contain multiple isolated frequency intervals. This has the advantage that a small number of bits are used to encode the second waveform-coded signal. However, due to the presence of multiple isolated frequency intervals, tonal components, such as single harmonics, of the audio signal can be well captured by the second waveform-encoded signal. As a result, improved reconstruction of tonal components for high frequency bands is achieved at low bit consumption.

Используемый здесь термин "пропавшие гармоники" или "единичные гармоники" означает любую произвольную сильную тональную часть спектра. В частности, следует понимать, что понятие "пропавшие гармоники" или "единичные гармоники" не ограничивается гармониками гармонического ряда.As used herein, the term "missing harmonics" or "single harmonics" means any arbitrary strong tonal portion of the spectrum. In particular, it should be understood that the concept of "missing harmonics" or "single harmonics" is not limited to harmonics in the harmonic series.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, второй кодированный по форме волны сигнал может представлять переходный процесс в аудиосигнале, подлежащем реконструкции. Переходный процесс обычно ограничен коротким временным диапазоном, например, приблизительно сотней временных выборок при частоте дискретизации 48 кГц, например, временным диапазоном порядка 5 - 10 миллисекунд, но может иметь широкий диапазон частот. Поэтому, для захвата переходного процесса, поднабор диапазона частот выше первой частоты перехода может содержать частотный интервал, проходящий между первой частотой перехода и второй частотой перехода. Это имеет преимущество в том, что можно добиться улучшенной реконструкции переходных процессов.According to exemplary embodiments, the second waveform-coded signal may represent a transient in the audio signal to be reconstructed. The transient is typically limited to a short time range, for example approximately one hundred time samples at a sampling rate of 48 kHz, for example a time range on the order of 5 to 10 milliseconds, but can have a wide range of frequencies. Therefore, to capture the transient, a subset of the frequency range above the first transition frequency may comprise a frequency interval extending between the first transition frequency and the second transition frequency. This has the advantage that improved transient reconstruction can be achieved.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, вторая частота перехода изменяется как функция времени. Например, вторая частота перехода может изменяться во временном кадре, установленном системой обработки аудиосигнала. Таким образом, можно вычислять короткий временной диапазон переходных процессов.According to exemplary embodiments, the second transition frequency varies as a function of time. For example, the second transition frequency may vary in a time frame established by the audio signal processing system. In this way, short time range transients can be calculated.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, этап осуществления высокочастотной реконструкции содержит осуществление копирования спектральной полосы, SBR. Высокочастотная реконструкция обычно осуществляется в частотной области, например, в области псевдоквадратурных зеркальных фильтров, QMF, состоящей, например, из 64 подполос.According to exemplary embodiments, the step of performing high frequency reconstruction comprises performing spectral band copying, SBR. High-frequency reconstruction is usually performed in the frequency domain, for example, in the domain of pseudo-quadrature mirror filters, QMF, consisting of, for example, 64 subbands.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, этап перемежения расширенного по частоте сигнала со вторым кодированным по форме волны сигналом осуществляется в частотной области, например, в области QMF. Обычно, для упрощения реализации и улучшения контроля временных и частотных характеристик двух сигналов, перемежение осуществляется в той же частотной области, что и высокочастотная реконструкция.According to exemplary embodiments, the step of interleaving the frequency spread signal with a second waveform encoded signal is performed in the frequency domain, for example, in the QMF domain. Typically, to simplify implementation and improve control of the timing and frequency characteristics of the two signals, interleaving is performed in the same frequency domain as the high-frequency reconstruction.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, первый и второй кодированные по форме волны сигналы, будучи приняты, кодируются с использованием одного и того же модифицированного дискретного косинусного преобразования, MDCT.According to exemplary embodiments, the first and second waveform-coded signals, when received, are encoded using the same modified discrete cosine transform, MDCT.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, способ декодирования может содержать регулировку спектрального состава расширенного по частоте сигнала в соответствии с параметрами высокочастотной реконструкции для регулировки спектральной огибающей расширенного по частоте сигнала.According to exemplary embodiments, the decoding method may comprise adjusting the spectral content of the frequency spread signal in accordance with high frequency reconstruction parameters to adjust the spectral envelope of the frequency spread signal.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, перемежение может содержать суммирование второго кодированного по форме волны сигнала с расширенным по частоте сигналом. Этот вариант предпочтителен, если второй кодированный по форме волны сигнал представляет тональные компоненты, например, когда поднабор диапазона частот выше первой частоты перехода содержит множество изолированных частотных интервалов. Суммирование второго кодированного по форме волны сигнала с расширенным по частоте сигналом имитирует параметрическое суммирование гармоник, известное из SBR, и позволяет SBR копировать сигнал, подлежащий использованию, во избежание замены больших диапазонов частот единичным тональным компонентом путем его примешивания на подходящем уровне.According to exemplary embodiments, the interleaving may comprise adding a second waveform-coded signal to a frequency spread signal. This embodiment is preferred if the second waveform-coded signal represents tonal components, for example, when a subset of the frequency range above the first transition frequency contains a plurality of isolated frequency intervals. The summation of the second waveform-encoded signal with the frequency spread signal mimics the parametric harmonic summation known from SBR and allows SBR to copy the signal to be used to avoid replacing large frequency ranges with a single tonal component by mixing it in at an appropriate level.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, перемежение содержит замену спектрального состава расширенного по частоте сигнала спектральным составом второго кодированного по форме волны сигнала в поднаборе диапазона частот выше первой частоты перехода, который соответствует спектральному составу второго кодированного по форме волны сигнала. Этот вариант предпочтителен, когда второй кодированный по форме волны сигнал представляет переходный процесс, например, когда поднабор диапазона частот выше первой частоты перехода может, таким образом, содержать частотный интервал, проходящий между первой частотой перехода и второй частотой перехода. Замена обычно осуществляется только для временного диапазона, покрытого вторым кодированным по форме волны сигналом. Таким образом, можно заменять как можно меньше, но все же достаточно для замены переходного процесса и потенциального временного размывания, присутствующего в расширенном по частоте сигнале, и перемежение, таким образом, не ограничивается отрезком времени, указанным временной сеткой огибающей SBR.According to exemplary embodiments, the interleaving comprises replacing the spectral content of the frequency spread signal with the spectral content of a second waveform coded signal in a subset of a frequency range above the first crossover frequency that corresponds to the spectral content of the second waveform coded signal. This embodiment is preferred when the second waveform-coded signal represents a transient, for example, when a subset of the frequency range above the first transition frequency may thus comprise a frequency interval extending between the first transition frequency and the second transition frequency. Replacement is typically performed only for the time range covered by the second waveform-coded signal. In this way, as little as possible can be replaced, but still enough to replace the transient and potential time blur present in the frequency spread signal, and the interleaving is thus not limited to the length of time indicated by the SBR envelope time grid.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, первый и второй кодированные по форме волны сигналы могут быть отдельными сигналами, в том смысле, что они кодировались по отдельности. Альтернативно, первый кодированный по форме волны сигнал и второй кодированный по форме волны сигнал образуют первый и второй сигнальные участки общего, совместно кодированного сигнала. Последняя альтернатива более привлекательна с точки зрения реализации.According to exemplary embodiments, the first and second waveform-encoded signals may be separate signals, in the sense that they are encoded separately. Alternatively, the first waveform-coded signal and the second waveform-coded signal form first and second signal portions of a common, co-coded signal. The last alternative is more attractive from an implementation point of view.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, способ декодирования может содержать прием сигнала управления, содержащего данные, относящиеся к одному или более временным диапазонам и одному или более диапазонам частот выше первой частоты перехода, для которых доступен второй кодированный по форме волны сигнал, причем этап перемежения расширенного по частоте сигнала со вторым кодированным по форме волны сигналом базируется на сигнале управления. Это имеет преимущество в том, что обеспечивает эффективное управление перемежением.According to exemplary embodiments, the decoding method may comprise receiving a control signal comprising data related to one or more time ranges and one or more frequency ranges above a first transition frequency for which a second waveform encoded signal is available, the step of frequency spread interleaving signal with a second waveform-coded signal based on the control signal. This has the advantage of providing efficient interleaving control.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, сигнал управления содержит, по меньшей мере, один из второго вектора, указывающего один или более диапазонов частот выше первой частоты перехода, для которых доступен второй кодированный по форме волны сигнал для перемежения с расширенным по частоте сигналом, и третьего вектора, указывающего один или более временных диапазонов, для которых доступен второй кодированный по форме волны сигнал для перемежения с расширенным по частоте сигналом. Это позволяет удобно реализовать сигнал управления.According to exemplary embodiments, the control signal comprises at least one of a second vector indicating one or more frequency ranges above the first transition frequency for which a second waveform-coded signal is available for interleaving with the frequency spread signal, and a third vector indicating one or more time ranges for which a second waveform-coded signal is available for interleaving with the frequency spread signal. This makes it possible to conveniently implement the control signal.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, сигнал управления содержит первый вектор, указывающий один или более диапазонов частот выше первой частоты перехода, подлежащих параметрической реконструкции на основании параметров высокочастотной реконструкции. Таким образом, расширенному по частоте сигналу можно отдавать приоритет над вторым кодированным по форме волны сигналом для определенных полос частот.According to exemplary embodiments, the control signal comprises a first vector indicating one or more frequency ranges above the first transition frequency to be parametrically reconstructed based on the high frequency reconstruction parameters. Thus, the frequency spread signal can be given priority over the second waveform encoded signal for certain frequency bands.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, также предусмотрен компьютерный программный продукт, содержащий считываемый компьютером носитель с инструкциями для осуществления любого способа декодирования первого аспекта.According to exemplary embodiments, there is also provided a computer program product comprising a computer-readable medium with instructions for implementing any method of decoding the first aspect.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, также предусмотрен декодер для системы обработки аудиосигнала, содержащий: блок приема, выполненный с возможностью приема первого кодированного по форме волны сигнала, имеющего спектральный состав до первой частоты перехода, второго кодированного по форме волны сигнала, имеющего спектральный состав, соответствующий поднабору диапазона частот выше первой частоты перехода, и параметров высокочастотной реконструкции; блок высокочастотной реконструкции, выполненный с возможностью приема первого декодированного по форме волны сигнала и параметров высокочастотной реконструкции от блока приема и осуществления высокочастотной реконструкции с использованием первого кодированного по форме волны сигнала и параметров высокочастотной реконструкции для генерации расширенного по частоте сигнала, имеющего спектральный состав выше первой частоты перехода; и блок перемежения, выполненный с возможностью приема расширенного по частоте сигнала от блока высокочастотной реконструкции и второго кодированного по форме волны сигнала от блока приема и перемежения расширенного по частоте сигнала со вторым кодированным по форме волны сигналом.According to exemplary embodiments, there is also provided a decoder for an audio signal processing system, comprising: a receiving unit configured to receive a first waveform-coded signal having a spectral composition up to a first transition frequency, a second waveform-coded signal having a spectral composition corresponding to a subset of frequency range above the first transition frequency, and high-frequency reconstruction parameters; a high-frequency reconstruction unit configured to receive a first waveform-decoded signal and high-frequency reconstruction parameters from a unit for receiving and performing high-frequency reconstruction using the first waveform-coded signal and high-frequency reconstruction parameters to generate a frequency-expanded signal having a spectral composition higher than the first frequency transition; and an interleaving unit configured to receive the frequency-spread signal from the high-frequency reconstruction unit and the second waveform-coded signal from the unit for receiving and interleaving the frequency-spread signal with the second waveform-coded signal.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, декодер может быть выполнен с возможностью осуществления любого раскрытого здесь способа декодирования.According to exemplary embodiments, the decoder may be configured to implement any decoding method disclosed herein.

II. Обзор - кодерII. Review - encoder

Согласно второму аспекту, иллюстративные варианты осуществления предусматривают способы кодирования, устройства кодирования и компьютерные программные продукты для кодирования. Предложенные способы, устройства и компьютерные программные продукты, в целом, могут иметь одни и те же признаки и преимущества.According to a second aspect, exemplary embodiments provide encoding methods, encoding devices, and computer program products for encoding. The proposed methods, devices and computer program products, in general, may have the same features and advantages.

Преимущества, касающиеся признаков и настроек, представленных в вышеприведенном обзоре декодера, в целом, могут быть пригодны для соответствующих признаков и настроек для кодера.The benefits regarding the features and settings presented in the above decoder overview may generally apply to the corresponding features and settings for the encoder.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, предусмотрен способ кодирования в системе обработки аудиосигнала, содержащий следующие этапы: прием аудиосигнала, подлежащего кодированию; вычисление, на основании принятого аудиосигнала, параметров высокочастотной реконструкции, допускающих высокочастотную реконструкцию принятого аудиосигнала выше первой частоты перехода; идентификацию, на основании принятого аудиосигнала, поднабора диапазона частот выше первой частоты перехода, для которого спектральный состав принятого аудиосигнала подлежит кодированию по форме волны, и затем, на декодере, перемежению с высокочастотной реконструкцией аудиосигнала; генерацию первого кодированного по форме волны сигнала путем кодирования по форме волны принятого аудиосигнала для спектральных полос до первой частоты перехода; и второго кодированного по форме волны сигнала путем кодирования по форме волны принятого аудиосигнала для спектральных полос, соответствующих идентифицированному поднабору диапазона частот выше первой частоты перехода.According to exemplary embodiments, there is provided an encoding method in an audio signal processing system, comprising the following steps: receiving an audio signal to be encoded; calculating, based on the received audio signal, high-frequency reconstruction parameters allowing high-frequency reconstruction of the received audio signal above the first transition frequency; identifying, based on the received audio signal, a subset of a frequency range above the first transition frequency for which the spectral composition of the received audio signal is to be waveform encoded and then, at a decoder, interleaved with high frequency reconstruction of the audio signal; generating a first waveform-coded signal by waveform-coding the received audio signal for spectral bands up to a first transition frequency; and a second waveform-coded signal by waveform-coding the received audio signal for spectral bands corresponding to an identified subset of the frequency range above the first transition frequency.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, поднабор диапазона частот выше первой частоты перехода может содержать множество изолированных частотных интервалов.According to exemplary embodiments, a subset of the frequency range above the first transition frequency may comprise a plurality of isolated frequency bins.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, поднабор диапазона частот выше первой частоты перехода может содержать частотный интервал, проходящий между первой частотой перехода и второй частотой перехода.According to exemplary embodiments, a subset of the frequency range above the first transition frequency may comprise a frequency interval extending between the first transition frequency and the second transition frequency.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, вторая частота перехода может изменяться как функция времени.According to exemplary embodiments, the second transition frequency may vary as a function of time.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, параметры высокочастотной реконструкции вычисляются с использованием кодирования с копированием спектральной полосы, SBR.According to exemplary embodiments, high-frequency reconstruction parameters are calculated using spectral band copy, SBR, coding.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, способ кодирования может дополнительно содержать регулировку уровней спектральной огибающей, содержащихся в параметрах высокочастотной реконструкции, для компенсации суммирования высокочастотной реконструкции принятого аудиосигнала со вторым кодированным по форме волны сигналом на декодере. Поскольку второй кодированный по форме волны сигнал суммируется с реконструированным по высокой частоте сигналом на декодере, уровни спектральной огибающей комбинированного сигнала отличаются от уровней спектральной огибающей реконструированного по высокой частоте сигнала. Это изменение уровней спектральной огибающей можно вычислять на кодере, благодаря чему, комбинированный сигнал на декодере получает целевую спектральную огибающую. Благодаря осуществлению регулировки на стороне кодера, можно сократить потребность в интеллекте на стороне декодера, иными словами; необходимость в задании на декодере конкретных правил по обработке ситуации устраняется за счет конкретной сигнализации от кодера к декодеру. Это позволяет в будущем оптимизировать систему будущими оптимизациями кодера без необходимости в обновлении потенциально широко распространенных декодеров.According to exemplary embodiments, the encoding method may further comprise adjusting the spectral envelope levels contained in the high frequency reconstruction parameters to compensate for the summation of the high frequency reconstruction of the received audio signal with the second waveform encoded signal at the decoder. Because the second waveform-encoded signal is summed with the high-frequency reconstructed signal at the decoder, the spectral envelope levels of the combined signal are different from the spectral envelope levels of the high-frequency reconstructed signal. This change in spectral envelope levels can be calculated at the encoder so that the combined signal at the decoder receives the target spectral envelope. By implementing the adjustment on the encoder side, the need for intelligence on the decoder side can be reduced, in other words; the need to specify specific rules for processing the situation on the decoder is eliminated by specific signaling from the encoder to the decoder. This allows the system to be optimized in the future by future encoder optimizations without the need to update potentially widespread decoders.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, этап регулировки параметров высокочастотной реконструкции может содержать: измерение энергии второго кодированного по форме волны сигнала; и регулировку уровней спектральной огибающей, предназначенных для управления спектральной огибающей реконструированного по высокой частоте сигнала, путем вычитания измеренной энергии второго кодированного по форме волны сигнала из уровней спектральной огибающей для спектральных полос, соответствующих спектральным составам второго кодированного по форме волны сигнала.According to exemplary embodiments, the step of adjusting the high-frequency reconstruction parameters may comprise: measuring the energy of a second waveform-encoded signal; and adjusting spectral envelope levels for controlling the spectral envelope of the high frequency reconstructed signal by subtracting the measured energy of the second waveform-encoded signal from the spectral envelope levels for spectral bands corresponding to the spectral compositions of the second waveform-encoded signal.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, также предусмотрен компьютерный программный продукт, содержащий считываемый компьютером носитель с инструкциями для осуществления любого способа кодирования второго аспекта.According to exemplary embodiments, there is also provided a computer program product comprising a computer-readable medium with instructions for implementing any method of encoding the second aspect.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, предусмотрен и кодер для системы обработки аудиосигнала, содержащий: блок приема, выполненный с возможностью приема аудиосигнала, подлежащего кодированию; блок высокочастотного кодирования, выполненный с возможностью приема аудиосигнала от блока приема и вычисления, на основании принятого аудиосигнала, параметров высокочастотной реконструкции, допускающих высокочастотную реконструкцию принятого аудиосигнала выше первой частоты перехода; блок обнаружения кодирования с перемежением, выполненный с возможностью идентификации, на основании принятого аудиосигнала, поднабора диапазона частот выше первой частоты перехода, для которого спектральный состав принятого аудиосигнала подлежит кодированию по форме волны, и затем, на декодере, перемежению с высокочастотной реконструкцией аудиосигнала; и блок кодирования по форме волны, выполненный с возможностью приема аудиосигнала от блока приема и генерации первого кодированного по форме волны сигнала путем кодирования по форме волны принятого аудиосигнала для спектральных полос до первой частоты перехода; и приема идентифицированного поднабора диапазона частот выше первой частоты перехода от блока обнаружения кодирования с перемежением и генерации второго кодированного по форме волны сигнала путем кодирования по форме волны принятого аудиосигнала для спектральных полос, соответствующих принятому идентифицированному поднабору диапазона частот.According to exemplary embodiments, there is also provided an encoder for an audio signal processing system, comprising: a receiving unit configured to receive an audio signal to be encoded; a high-frequency encoding unit configured to receive an audio signal from a receiving unit and calculating, based on the received audio signal, high-frequency reconstruction parameters allowing high-frequency reconstruction of the received audio signal above the first transition frequency; an interleaved encoding detection unit configured to identify, based on the received audio signal, a subset of a frequency range above the first transition frequency for which the spectral composition of the received audio signal is to be waveform encoded and then, at a decoder, interleaved with high frequency reconstruction of the audio signal; and a waveform encoding unit configured to receive an audio signal from the receiving unit and generating a first waveform encoded signal by waveform encoding the received audio signal for spectral bands to a first transition frequency; and receiving an identified subset of a frequency range above a first transition frequency from the interleaved coding detection unit and generating a second waveform encoded signal by waveform encoding the received audio signal for spectral bands corresponding to the received identified subset of the frequency range.

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, кодер может дополнительно содержать блок регулировки огибающей, выполненный с возможностью приема параметров высокочастотной реконструкции от блока высокочастотного кодирования и идентифицированного поднабора диапазона частот выше первой частоты перехода от блока обнаружения кодирования с перемежением, и, на основании принятых данных, регулировки параметров высокочастотной реконструкции для компенсации последующего перемежения высокочастотной реконструкции принятого аудиосигнала со вторым кодированным по форме волны сигналом на декодере.According to exemplary embodiments, the encoder may further comprise an envelope adjusting unit configured to receive high-frequency reconstruction parameters from the high-frequency encoding unit and an identified subset of a frequency range above the first transition frequency from the interleaved encoding detection unit, and, based on the received data, adjusting the high-frequency parameters reconstruction to compensate for subsequent interleaving of the high frequency reconstruction of the received audio signal with a second waveform encoded signal at the decoder.

III. Иллюстративные варианты осуществления - декодерIII. Exemplary Embodiments - Decoder

Фиг. 1 демонстрирует иллюстративный вариант осуществления декодера 100. Декодер содержит блок 110 приема, блок 120 высокочастотной реконструкции и блок 130 перемежения.Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a decoder 100. The decoder includes a receiving unit 110, a high-frequency reconstruction unit 120, and an interleaving unit 130.

Работа декодера 100 будет объяснена более подробно со ссылкой на иллюстративный вариант осуществления, представленный на фиг. 2, демонстрирующую декодер 200, и блок-схему операций, изображенная на фиг. 3. Целью декодера 200 является обеспечение улучшенной реконструкции сигнала для высоких частот при наличии сильных тональных компонентов в высокочастотных полосах аудиосигнала, подлежащего реконструкции. Блок 110 приема принимает, на этапе D02, первый кодированный по форме волны сигнал 201. Первый кодированный по форме волны сигнал 201 имеет спектральный состав до первой частоты f_c перехода, т.е. первый кодированный по форме волны сигнал 201 является сигналом низкой полосы, который ограничен диапазоном частот ниже первой частоты f_c перехода.The operation of the decoder 100 will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment shown in FIG. 2 showing the decoder 200 and the flowchart shown in FIG. 3. The purpose of decoder 200 is to provide improved signal reconstruction for high frequencies in the presence of strong tonal components in the high frequency bands of the audio signal being reconstructed. The receiving unit 110 receives, in step D02, the first waveform-coded signal 201. The first waveform-coded signal 201 has a spectral content up to the first transition frequency _fc , i.e. The first waveform-coded signal 201 is a low-band signal that is limited to a frequency range below the first transition frequency _fc .

Блок 110 приема принимает, на этапе D04, второй кодированный по форме волны сигнал 202. Второй кодированный по форме волны сигнал 202 имеет спектральный состав, который соответствует поднабору диапазона частот выше первой частоты f_c перехода. В примере, приведенном на фиг. 2, второй кодированный по форме волны сигнал 202 имеет спектральный состав, соответствующий множеству изолированных частотных интервалов 202a и 202b. Таким образом, второй кодированный по форме волны сигнал 202 можно рассматривать как состоящий из множества сигналов ограниченной полосы, причем каждый сигнал ограниченной полосы соответствует одному из изолированных частотных интервалов 202a и 202b. На фиг. 2 показаны только два частотных интервала 202a и 202b. В целом, спектральный состав второго кодированного по форме волны сигнала может соответствовать любому количеству частотных интервалов переменной ширины.The receiving unit 110 receives, in step D04, a second waveform-coded signal 202. The second waveform-coded signal 202 has a spectral composition that corresponds to a subset of the frequency range above the first transition frequency _fc . In the example shown in FIG. 2, the second waveform-coded signal 202 has a spectral composition corresponding to a plurality of isolated frequency bins 202a and 202b. Thus, the second waveform-coded signal 202 can be viewed as consisting of a plurality of band-limited signals, each band-limited signal corresponding to one of the isolated frequency intervals 202a and 202b. In fig. 2 only two frequency intervals 202a and 202b are shown. In general, the spectral content of the second waveform-coded signal may correspond to any number of variable width frequency bins.

Блок 110 приема может принимать первый и второй кодированные по форме волны сигналы 201 и 202 как два отдельных сигнала. Альтернативно, первый и второй кодированные по форме волны сигналы 201 и 202 могут образовывать первый и второй сигнальные участки общего сигнала, принятого блоком 110 приема. Другими словами, первый и второй кодированные по форме волны сигналы могут совместно кодироваться, например с использованием одного и того же преобразования MDCT.The receiving unit 110 may receive the first and second waveform-coded signals 201 and 202 as two separate signals. Alternatively, the first and second waveform-coded signals 201 and 202 may form the first and second signal portions of the overall signal received by the receiving unit 110. In other words, the first and second waveform-encoded signals may be jointly encoded, for example, using the same MDCT transform.

Обычно, первый кодированный по форме волны сигнал 201 и второй кодированный по форме волны сигнал 202, принятые блоком 110 приема, кодируются с использованием преобразования на основе перекрывающихся окон, например, преобразования MDCT. Блок приема может содержать блок 240 декодирования формы волны выполненный с возможностью преобразования первого и второго кодированных по форме волны сигналов 201 и 202 во временную область. Блок 240 декодирования формы волны обычно содержит набор фильтров MDCT, выполненный с возможностью осуществления обратное преобразование MDCT первого и второго кодированных по форме волны сигналов 201 и 202.Typically, the first waveform-coded signal 201 and the second waveform-coded signal 202 received by the receiving unit 110 are encoded using an overlapping window transform, such as an MDCT transform. The receiving unit may include a waveform decoding unit 240 configured to convert the first and second waveform encoded signals 201 and 202 into the time domain. Waveform decoding unit 240 typically includes an MDCT filter bank configured to perform inverse MDCT transform of the first and second waveform-encoded signals 201 and 202.

Блок 110 приема дополнительно принимает, на этапе D06, параметры высокочастотной реконструкции, которые используются блоком 120 высокочастотной реконструкции, что будет раскрыто ниже.The receiving unit 110 further receives, in step D06, the high-frequency reconstruction parameters that are used by the high-frequency reconstruction unit 120, which will be disclosed below.

Первый кодированный по форме волны сигнал 201 и высокочастотные параметры, принятые блоком 110 приема, затем поступают на блок 120 высокочастотной реконструкции. Блок 120 высокочастотной реконструкции обычно действует на сигналах в частотной области, предпочтительно, в области QMF. Поэтому, до поступления на блок 120 высокочастотной реконструкции, первый кодированный по форме волны сигнал 201 предпочтительно преобразовывать в частотную область, предпочтительно, область QMF, блоком 250 анализа QMF. Блок 250 анализа QMF обычно содержит набор фильтров QMF, выполненный с возможностью осуществления преобразования QMF первого кодированного по форме волны сигнала 201.The first waveform-coded signal 201 and high-frequency parameters received by the receiving unit 110 are then supplied to the high-frequency reconstruction unit 120. High frequency reconstruction block 120 typically operates on signals in the frequency domain, preferably in the QMF domain. Therefore, before arriving at the high frequency reconstruction unit 120, the first waveform encoded signal 201 is preferably converted to the frequency domain, preferably the QMF domain, by the QMF analysis unit 250. The QMF analysis block 250 typically includes a bank of QMF filters configured to perform QMF transformation of the first waveform encoded signal 201.

На основании первого кодированного по форме волны сигнала 201 и параметров высокочастотной реконструкции, блок 120 высокочастотной реконструкции, на этапе D08, расширяет первый кодированный по форме волны сигнал 201 на частоты выше первой частоты f_c перехода. В частности, блок 120 высокочастотной реконструкции генерирует расширенный по частоте сигнал 203, который имеет спектральный состав выше первой частоты f_c перехода. Расширенный по частоте сигнал 203, таким образом, является сигналом высокой полосы.Based on the first waveform-coded signal 201 and the high-frequency reconstruction parameters, the high-frequency reconstruction unit 120, in step D08, spreads the first waveform-coded signal 201 to frequencies above the first transition frequency _fc . In particular, the high frequency reconstruction unit 120 generates a frequency spread signal 203 that has a spectral content above the first transition frequency _fc . The frequency spread signal 203 is thus a high band signal.

Блок 120 высокочастотной реконструкции может действовать согласно любому известному алгоритму для осуществления высокочастотной реконструкции. В частности, блок 120 высокочастотной реконструкции может быть выполнен с возможностью осуществления SBR что раскрыто в обзорной статье Brinker et al., An overview of the Coding Standard MPEG-4 Audio Amendments 1 and 2: HE-AAC, SSC, and HE-AAC v2, EURASIP Journal on Audio, Speech, and Music Processing, Volume 2009, Article ID 468971. Таким образом, блок высокочастотной реконструкции может содержать несколько подкаскадов, выполненных с возможностью генерации расширенного по частоте сигнала 203 на нескольких этапах. Например, блок 120 высокочастотной реконструкции может содержать блок 221 высокочастотной генерации, блок 222 суммирования параметрических высокочастотных компонентов и блок 223 регулировки огибающей.The high frequency reconstruction unit 120 may operate according to any known algorithm for performing high frequency reconstruction. In particular, the high-frequency reconstruction block 120 may be configured to perform SBR as disclosed in Brinker et al., An overview of the Coding Standard MPEG-4 Audio Amendments 1 and 2: HE-AAC, SSC, and HE-AAC v2 , EURASIP Journal on Audio, Speech, and Music Processing, Volume 2009, Article ID 468971. Thus, the high-frequency reconstruction unit may comprise multiple substages configured to generate a frequency-spread signal 203 in multiple stages. For example, the high-frequency reconstruction block 120 may include a high-frequency generation block 221, a parametric high-frequency component summing block 222, and an envelope adjusting block 223.

Короче говоря, блок 221 высокочастотной генерации, на первом подэтапе D08a, расширяет первый кодированный по форме волны сигнал 201 до диапазона частот выше частоты f_c перехода для генерации расширенного по частоте сигнала 203. Генерация осуществляется путем выбора участков подполосы первого кодированного по форме волны сигнала 201 и согласно конкретным правилам, в соответствии с параметрами высокочастотной реконструкции, дублирования или копирования выбранных участков подполосы первого кодированного по форме волны сигнала 201 в выбранные участки подполосы диапазона частот выше первой частоты f_c перехода.Briefly, the high-frequency generation unit 221, in the first sub-step D08a, spreads the first waveform-coded signal 201 to a frequency range above the transition frequency f _c to generate the frequency-expanded signal 203. The generation is accomplished by selecting subband portions of the first waveform-coded signal 201 and according to specific rules, in accordance with the parameters of high-frequency reconstruction, duplication or copying of selected subband portions of the first waveform encoded signal 201 into selected subband portions of a frequency range above the first transition frequency f _c .

Параметры высокочастотной реконструкции могут дополнительно содержать параметры пропавших гармоник для добавления пропавших гармоник в расширенный по частоте сигнал 203. Как рассмотрено выше, пропавшие гармоники следует интерпретировать как любую произвольную сильную тональную часть спектра. Например, параметры пропавших гармоник могут содержать параметры, указывающие частоту и амплитуду пропавших гармоник. На основании параметров пропавших гармоник, блок 222 суммирования параметрических высокочастотных компонентов генерирует, на подэтапе D08b, синусоидальные компоненты и добавляет синусоидальные компоненты в расширенный по частоте сигнал 203.The high frequency reconstruction parameters may further include missing harmonic parameters for adding the missing harmonics to the frequency spread signal 203. As discussed above, missing harmonics should be interpreted as any arbitrary strong tonal portion of the spectrum. For example, the missing harmonics parameters may contain parameters indicating the frequency and amplitude of the missing harmonics. Based on the parameters of the missing harmonics, the parametric high-frequency component adder 222 generates, in substep D08b, sinusoidal components and adds the sinusoidal components to the frequency spread signal 203.

Параметры высокочастотной реконструкции могут дополнительно содержать параметры спектральной огибающей, описывающие целевые уровни энергии расширенного по частоте сигнала 203. На основании параметров спектральной огибающей, на подэтапе D08c блок 223 регулировки огибающей может регулировать спектральный состав расширенного по частоте сигнала 203, т.е. спектральные коэффициенты расширенного по частоте сигнала 203, благодаря чему, уровни энергии расширенного по частоте сигнала 203 соответствуют целевым уровням энергии, описанным параметрами спектральной огибающей.The high frequency reconstruction parameters may further comprise spectral envelope parameters describing target energy levels of the frequency spread signal 203. Based on the spectral envelope parameters, in substep D08c, the envelope adjusting unit 223 may adjust the spectral composition of the frequency spread signal 203, i.e. spectral coefficients of the frequency spread signal 203, whereby the energy levels of the frequency spread signal 203 correspond to the target energy levels described by the parameters of the spectral envelope.

Затем расширенный по частоте сигнал 203 от блока 120 высокочастотной реконструкции и второй кодированный по форме волны сигнал от блока 110 приема поступают на блок 130 перемежения. Блок 130 перемежения обычно действует в той же частотной области, предпочтительно, области QMF, что и блок 120 высокочастотной реконструкции. Таким образом, второй кодированный по форме волны сигнал 202 обычно поступает на блок перемежения через блок 250 анализа QMF. Дополнительно, второй кодированный по форме волны сигнал 202 обычно задерживается, блоком 260 задержки, для компенсации времени, необходимого блоку 120 высокочастотной реконструкции для осуществления высокочастотной реконструкции. Таким образом, второй кодированный по форме волны сигнал 202 и расширенный по частоте сигнал 203 будут синхронизироваться, благодаря чему, блок 130 перемежения действует на сигналах, соответствующих одному и тому же временному кадру.Then, the frequency spread signal 203 from the high frequency reconstruction unit 120 and the second waveform encoded signal from the receiving unit 110 are supplied to the interleaving unit 130. The interleaver 130 typically operates in the same frequency domain, preferably the QMF domain, as the high frequency reconstruction unit 120. Thus, the second waveform-coded signal 202 is typically provided to the interleaver via the QMF analysis unit 250. Additionally, the second waveform-encoded signal 202 is typically delayed by delay block 260 to compensate for the time required by high-frequency reconstruction block 120 to perform high-frequency reconstruction. Thus, the second waveform-coded signal 202 and the frequency spread signal 203 will be synchronized, causing the interleaver 130 to operate on signals corresponding to the same time frame.

Затем блок 130 перемежения, на этапе D10, перемежает, т.е. объединяет второй кодированный по форме волны сигнал 202 с расширенным по частоте сигналом 203 для генерации перемеженного сигнала 204. Для перемежения второго кодированного по форме волны сигнала 202 с расширенным по частоте сигналом 203 можно использовать разные подходы.Then the interleaver 130, in step D10, interleaves, i.e. combines the second waveform-coded signal 202 with the frequency spread signal 203 to generate an interleaved signal 204. Various approaches can be used to interleave the second waveform coded signal 202 with the frequency spread signal 203.

Согласно одному иллюстративному варианту осуществления, блок 130 перемежения перемежает расширенный по частоте сигнал 203 со вторым кодированным по форме волны сигналом 202 путем суммирования расширенного по частоте сигнала 203 и второго кодированного по форме волны сигнала 202. Спектральные составы второго кодированного по форме волны сигнала 202 перекрываются со спектральными составами расширенного по частоте сигнала 203 в поднаборе диапазона частот, соответствующем спектральным составам второго кодированного по форме волны сигнала 202. Благодаря суммированию расширенного по частоте сигнала 203 и второго кодированного по форме волны сигнала 202, перемеженный сигнал 204 таким образом содержит спектральные составы расширенного по частоте сигнала 203, а также спектральные составы второго кодированного по форме волны сигнала 202 для перекрывающихся частот. В результате суммирования, уровни спектральной огибающей перемеженного сигнала 204 возрастают для перекрывающихся частот. Предпочтительно, что будет раскрыто ниже, увеличение уровней спектральной огибающей благодаря суммированию вычисляется на стороне кодера при определении уровней энергетической огибающей, содержащихся в параметрах высокочастотной реконструкции. Например, уровни спектральной огибающей для перекрывающихся частот могут уменьшаться на стороне кодера на величину, соответствующую увеличению уровней спектральной огибающей благодаря перемежению на стороне декодера.According to one illustrative embodiment, interleaver 130 interleaves the frequency spread signal 203 with the second waveform coded signal 202 by adding the frequency spread signal 203 and the second waveform coded signal 202. The spectral compositions of the second waveform coded signal 202 overlap with spectral compositions of the frequency spread signal 203 in a subset of the frequency range corresponding to the spectral compositions of the second waveform coded signal 202. By adding the frequency spread signal 203 and the second waveform coded signal 202, the interleaved signal 204 thus contains the spectral compositions of the frequency spread signal 203 signal 203, as well as the spectral compositions of the second waveform-coded signal 202 for overlapping frequencies. As a result of the summation, the spectral envelope levels of the interleaved signal 204 increase for the overlapping frequencies. Preferably, as will be disclosed below, the increase in spectral envelope levels due to summation is calculated on the encoder side when determining the energy envelope levels contained in the high frequency reconstruction parameters. For example, the spectral envelope levels for overlapping frequencies may be reduced on the encoder side by an amount corresponding to the increase in spectral envelope levels due to interleaving on the decoder side.

Альтернативно, увеличение уровней спектральной огибающей вследствие суммирования можно вычислять на стороне декодера. Например, можно предусмотреть блок измерения энергии, который измеряет энергию второго кодированного по форме волны сигнала 202, сравнивает измеренную энергию с целевыми уровнями энергии, описанными параметрами спектральной огибающей, и регулирует расширенный по частоте сигнал 203 таким образом, чтобы уровни спектральной огибающей для перемеженного сигнала 204 были равны целевым уровням энергии.Alternatively, the increase in spectral envelope levels due to summation can be calculated at the decoder side. For example, an energy measurement unit may be provided that measures the energy of the second waveform-encoded signal 202, compares the measured energy to target energy levels described by the spectral envelope parameters, and adjusts the frequency spread signal 203 such that the spectral envelope levels for the interleaved signal 204 were equal to target energy levels.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления, блок 130 перемежения перемежает расширенный по частоте сигнал 203 со вторым кодированным по форме волны сигналом 202 путем замены спектральных составов расширенного по частоте сигнала 203 спектральными составами второго кодированного по форме волны сигнала 202 для тех частот, где расширенный по частоте сигнал 203 и второй кодированный по форме волны сигнал 202 перекрывается. В иллюстративных вариантах осуществления, где расширенный по частоте сигнал 203 заменяется вторым кодированным по форме волны сигналом 202, не требуется регулировать уровни спектральной огибающей для компенсации перемежения расширенного по частоте сигнала 203 и второго кодированного по форме волны сигнала 202.According to another illustrative embodiment, interleaver 130 interleaves the frequency spread signal 203 with the second waveform coded signal 202 by replacing the spectral compositions of the frequency spread signal 203 with the spectral compositions of the second waveform coded signal 202 for those frequencies where the frequency spread signal 203 and the second waveform-coded signal 202 overlaps. In illustrative embodiments where the frequency spread signal 203 is replaced by a second waveform coded signal 202, it is not necessary to adjust the spectral envelope levels to compensate for the interleaving of the frequency spread signal 203 and the second waveform coded signal 202.

Блок 120 высокочастотной реконструкции, предпочтительно, действует на частоте дискретизации, которая равна частоте дискретизации базового кодера более низкого уровня, который использовался для кодирования первого кодированного по форме волны сигнала 201. Таким образом, для кодирования второго кодированного по форме волны сигнала 202 можно использовать то же преобразование на основе перекрывающихся окон, например, то же MDCT, которое использовалось для кодирования первого кодированного по форме волны сигнала 202.The high-frequency reconstruction unit 120 preferably operates at a sampling rate that is equal to the sampling rate of the underlying lower-level encoder that was used to encode the first waveform-coded signal 201. Thus, the same can be used to encode the second waveform-coded signal 202 an overlapping window transform, such as the same MDCT that was used to encode the first waveform-coded signal 202.

Блок 130 перемежения дополнительно может быть выполнен с возможностью приема первого кодированного по форме волны сигнала 201 от блока приема, предпочтительно через блок 240 декодирования формы волны, блок 250 анализа QMF и блок 260 задержки, и для объединения перемеженного сигнала 204 с первым кодированным по форме волны сигналом 201 для генерации комбинированного сигнала 205, имеющего спектральный состав для частот ниже, а также выше первой частоты перехода.The interleaver 130 may further be configured to receive the first waveform-encoded signal 201 from the receiving unit, preferably through the waveform decoding unit 240, the QMF analysis unit 250, and the delay unit 260, and to combine the interleaved signal 204 with the first waveform-encoded one. signal 201 to generate a combined signal 205 having spectral content for frequencies below as well as above the first transition frequency.

Затем выходной сигнал блока 130 перемежения, т.е. перемеженный сигнал 204 или комбинированный сигнал 205, с помощью блока 270 синтеза QMF, можно преобразовывать обратно во временную область.Then the output signal of the interleaver 130, i.e. the interleaved signal 204 or the combined signal 205, using the QMF synthesis block 270, can be converted back to the time domain.

Предпочтительно, блок 250 анализа QMF и блок 270 синтеза QMF имеют одинаковое количество подполос, в том смысле, что частота дискретизации сигнала, поступающего на блок 250 анализа QMF, равна частоте дискретизации сигнала, выводимого из блока 270 синтеза QMF. В результате, кодер формы волны (использующий MDCT), который использовался для кодирования по форме волны первого и второго кодированных по форме волны сигналов, может действовать на той же частоте дискретизации, что и выходной сигнал. Таким образом, первый и второй кодированные по форме волны сигналы можно эффективно и структурно просто кодировать с использованием одного и того же преобразования MDCT. В этом состоит отличие от уровня техники, где частота дискретизации кодера формы волны обычно ограничена половиной частоты дискретизации выходного сигнала, и последующий модуль высокочастотной реконструкции выполняет повышающую дискретизацию, а также высокочастотную реконструкцию. Это ограничивает способность кодировать по форме волны частоты, охватывающие весь выходной диапазон частот.Preferably, the QMF analysis block 250 and the QMF synthesis block 270 have the same number of subbands, in the sense that the sampling rate of the signal input to the QMF analysis block 250 is equal to the sampling rate of the signal output from the QMF synthesis block 270. As a result, the waveform encoder (using MDCT) that was used to waveform encode the first and second waveform encoded signals can operate at the same sampling rate as the output signal. Thus, the first and second waveform-coded signals can be encoded efficiently and structurally simply using the same MDCT transform. This is in contrast to the prior art, where the waveform encoder's sampling rate is typically limited to half the output signal's sampling rate, and the subsequent high-frequency reconstruction module performs upsampling as well as high-frequency reconstruction. This limits the ability to waveform encode frequencies that span the entire output frequency range.

Фиг. 4 демонстрирует иллюстративный вариант осуществления декодера 400. Декодер 400 предназначен обеспечивать улучшенную реконструкцию сигнала для высоких частот при наличии переходных процессов во входном аудиосигнале, подлежащем реконструкции. Главное различие между примером, приведенным на фиг. 4, и примером, приведенным на фиг. 2, состоит в форме спектрального состава и длительности второго кодированного по форме волны сигнала.Fig. 4 shows an exemplary embodiment of decoder 400. Decoder 400 is designed to provide improved signal reconstruction for high frequencies in the presence of transients in the input audio signal to be reconstructed. The main difference between the example shown in FIG. 4 and the example shown in FIG. 2 consists of the spectral shape and duration of the second waveform-coded signal.

Фиг. 4 демонстрирует работу декодера 400 на протяжении множества последовательных временных участков временного кадра; в данном случае показано три последовательных временных участка. Временной кадр может соответствовать, например, 2048 временным выборкам.Fig. 4 shows the operation of decoder 400 over multiple consecutive time portions of a time frame; in this case, three consecutive time sections are shown. A time frame may correspond to, for example, 2048 time samples.

В частности, на протяжении первого временного участка, блок 110 приема принимает первый кодированный по форме волны сигнал 401a, имеющий спектральный состав до первой частоты f_c1 перехода. Второй кодированный по форме волны сигнал на протяжении первого временного участка не принимается.Specifically, during the first time portion, the receiving unit 110 receives a first waveform-coded signal 401a having a spectral content up to the first transition frequency f _c1 . The second waveform-coded signal is not received during the first time segment.

На протяжении второго временного участка блок 110 приема принимает первый кодированный по форме волны сигнал 401b, имеющий спектральный состав до первой частоты f_c1 перехода, и второй кодированный по форме волны сигнал 402b, имеющий спектральный состав, который соответствует поднабору диапазона частот выше первой частоты f_c1 перехода. В примере, приведенном на фиг. 4, второй кодированный по форме волны сигнал 402b имеет спектральный состав, соответствующий частотному интервалу, проходящему между первой частотой f_c1 перехода и второй частотой f_C2 перехода. Таким образом, второй кодированный по форме волны сигнал 402b является сигналом ограниченной полосы, ограниченным полосой частот между первой частотой f_c1 перехода и второй частотой f_C2 перехода.During the second time period, receiving unit 110 receives a first waveform-coded signal 401b having a spectral content up to the first transition frequency f _c1 and a second waveform-coded signal 402b having a spectral content that corresponds to a subset of the frequency range above the first transition frequency f _c1 transition. In the example shown in FIG. 4, the second waveform-coded signal 402b has a spectral content corresponding to a frequency interval extending between the first transition frequency f _c1 and the second transition frequency f _C2 . Thus, the second waveform-coded signal 402b is a band-limited signal limited to a frequency band between the first transition frequency f _c1 and the second transition frequency f _C2 .

На протяжении третьего временно участка блок 110 приема принимает первый кодированный по форме волны сигнал 401c, имеющий спектральный состав до первой частоты f_c1 перехода. На протяжении третьего временного участка второй кодированный по форме волны сигнал не принимается.During the third time portion, the receiving unit 110 receives a first waveform-coded signal 401c having a spectral content up to the first transition frequency f _c1 . During the third time period, the second waveform-coded signal is not received.

На протяжении проиллюстрированных первого и третьего временных участков не существует вторых кодированных по форме волны сигналов. На протяжении этих временных участков декодер будет работать, как традиционный декодер, выполненный с возможностью осуществления высокочастотной реконструкции, например традиционный декодер SBR. Блок 120 высокочастотной реконструкции будет генерировать расширенные по частоте сигналы 403a и 403c на основании первых кодированных по форме волны сигналов 401a и 401c, соответственно. Однако поскольку вторые кодированные по форме волны сигналы отсутствуют, перемежение не будет осуществляться блоком 130 перемежения.During the illustrated first and third time periods, there are no second waveform-coded signals. During these time periods, the decoder will operate like a traditional high frequency reconstruction decoder, such as a traditional SBR decoder. The high frequency reconstruction unit 120 will generate frequency spread signals 403a and 403c based on the first waveform encoded signals 401a and 401c, respectively. However, since there are no second waveform-coded signals, interleaving will not be performed by the interleaver 130.

На протяжении проиллюстрированного второго временного участка присутствует второй кодированный по форме волны сигнал 402b. На протяжении второго временного участка декодер 400 будет работать таким же образом, как описано в отношении фиг. 2. В частности, блок 120 высокочастотной реконструкции осуществляет высокочастотную реконструкцию на основании первого кодированного по форме волны сигнала и параметров высокочастотной реконструкции для генерации расширенного по частоте сигнала 403b. Затем расширенный по частоте сигнал 403b поступает на блок 130 перемежения, где он перемежается со вторым кодированным по форме волны сигналом 402b с образованием перемеженного сигнала 404b. Как рассмотрено в связи с иллюстративным вариантом осуществления, представленным на фиг. 2, перемежение может осуществляться с использованием подход добавления или замены.During the illustrated second time portion, a second waveform-coded signal 402b is present. During the second time period, decoder 400 will operate in the same manner as described with respect to FIG. 2. Specifically, the high-frequency reconstruction unit 120 performs high-frequency reconstruction based on the first waveform-coded signal and the high-frequency reconstruction parameters to generate a frequency spread signal 403b. The frequency spread signal 403b is then provided to an interleaver 130 where it is interleaved with a second waveform encoded signal 402b to form an interleaved signal 404b. As discussed in connection with the exemplary embodiment shown in FIG. 2, interleaving can be done using an add or replace approach.

В вышеприведенном примере, на протяжении первого и третьего временных участков второго кодированного по форме волны сигнала не существует. На протяжении этих временных участков вторая частота перехода равна первой частоте перехода, и перемежение не осуществляется. На протяжении второго временного кадра вторая частота перехода больше первой частоты перехода, и перемежение осуществляется. В целом, вторая частота перехода может, таким образом, изменяться как функция времени. В частности, вторая частота перехода может изменяться во временном кадре. Перемежение будет осуществляться, когда вторая частота перехода больше первой частоты перехода и меньше максимальной частоты представленной декодером. Случай, когда вторая частота перехода равна максимальной частоте, соответствует собственно кодированию по форме волны, и высокочастотная реконструкция не требуется.In the above example, during the first and third time portions, the second waveform-encoded signal does not exist. During these time periods, the second transition frequency is equal to the first transition frequency, and no interleaving occurs. During the second time frame, the second transition frequency is greater than the first transition frequency, and interleaving occurs. In general, the second transition frequency can thus vary as a function of time. In particular, the second transition frequency may vary within a time frame. Interleaving will occur when the second transition frequency is greater than the first transition frequency and less than the maximum frequency presented by the decoder. The case where the second transition frequency is equal to the maximum frequency corresponds to the actual waveform encoding, and high-frequency reconstruction is not required.

Следует отметить, что варианты осуществления, описанные в отношении фиг. 2 и 4, можно комбинировать. Фиг. 7 демонстрирует частотно-временную матрицу 700, заданную в отношении частотной области, предпочтительно, области QMF, в которой блок 130 перемежения осуществляет перемежение. Проиллюстрированная частотно-временная матрица 700 соответствует одному кадру из аудиосигнала, подлежащего декодированию. Проиллюстрированная матрица 700 делится на 16 временных слотов и множество частотных подполос, начиная с первой частоты f_c1 перехода. Дополнительно показаны первый временной диапазон T₁, охватывающий временной диапазон ниже восьмого временного слота, второй временной диапазон T₂, охватывающий восьмой временной слот, и временной диапазон T₃, охватывающий временные слоты выше восьмого временного слота. Разные спектральные огибающие, как часть данных SBR, могут быть связаны с разными временными диапазонами T₁ - T₃.It should be noted that the embodiments described in relation to FIGS. 2 and 4 can be combined. Fig. 7 shows a time-frequency matrix 700 defined with respect to a frequency domain, preferably a QMF domain, in which the interleaver 130 performs interleaving. The illustrated time-frequency matrix 700 corresponds to one frame of the audio signal to be decoded. The illustrated matrix 700 is divided into 16 time slots and a plurality of frequency subbands, starting with the first transition frequency f _c1 . Additionally shown is a first time range T ₁ spanning the time range below the eighth time slot, a second time range T ₂ spanning the eighth time slot, and a time range T ₃ spanning the time slots above the eighth time slot. Different spectral envelopes, as part of the SBR data, can be associated with different time ranges T ₁ - T ₃ .

В настоящем примере, два сильных тональных компонента в полосах 710 и 720 частот идентифицированы в аудиосигнале на стороне кодера. Полосы 710 и 720 частот могут иметь такую же ширину полосы, как например, полосы огибающей SBR, т.е. такое же разрешение по частоте, которое используется для представления спектральной огибающей. Эти тональные компоненты в полосах 710 и 720 имеют временной диапазон, соответствующий полному временному кадру, т.е. временной диапазон тональных компонентов включает в себя временные диапазоны T₁ - T₃. На стороне кодера принимается решение кодировать по форме волны тональные компоненты полос 710 и 720 на протяжении первого временного диапазона T₁, проиллюстрированные тональными компонентами 710a и 720, заштрихованными на протяжении первого временного диапазона T₁. Дополнительно на стороне кодера принимается решение, что на протяжении второго и третьего временных диапазонов T₂ и T₃, первый тональный компонент 710 подлежит параметрической реконструкции на декодере путем включения синусоиды, как объяснено в связи с блоком 222 суммирования параметрических высокочастотных компонентов, показанным на фиг. 2. Это проиллюстрировано квадратным рисунком первого тонального компонента 710b на протяжении (второго временного диапазона T₂) и третьего временного диапазона T₃. На протяжении второго и третьего временных диапазонов T₂ и T₃, второй тональный компонент 720 все еще кодируется по форме волны. Дополнительно, в этом варианте осуществления, первый и второй тональные компоненты подлежат перемежению с высокочастотным реконструированным аудиосигналом посредством суммирования, и, таким образом, кодер регулирует передаваемую спектральную огибающую, огибающую SBR, соответственно.In the present example, two strong tonal components in frequency bands 710 and 720 are identified in the encoder-side audio signal. Frequency bands 710 and 720 may have the same bandwidth as, for example, SBR envelope bands, i.e. the same frequency resolution used to represent the spectral envelope. These tonal components in bands 710 and 720 have a time range corresponding to a full time frame, i.e. the time range of the tonal components includes the time ranges T ₁ - T ₃ . On the encoder side, a decision is made to waveform-encode the tonal components of bands 710 and 720 throughout the first time range T ₁ , illustrated by the tonal components 710a and 720 shaded throughout the first time range T ₁ . Additionally, at the encoder side, it is decided that during the second and third time ranges T ₂ and T ₃ , the first tonal component 710 is subject to parametric reconstruction at the decoder by incorporating a sine wave, as explained in connection with the parametric high frequency component adder 222 shown in FIG. 2. This is illustrated by the square pattern of the first tonal component 710b over (the second time range T ₂ ) and the third time range T ₃ . During the second and third time ranges T ₂ and T ₃ , the second tonal component 720 is still encoded by the waveform. Additionally, in this embodiment, the first and second tone components are interleaved with the high frequency reconstructed audio signal through summation, and thus the encoder adjusts the transmitted spectral envelope, the SBR envelope, respectively.

Дополнительно, переходный процесс 730 идентифицируется в аудиосигнале на стороне кодера. Переходный процесс 730 имеет продолжительность времени, соответствующую второму временному диапазону T₂, и соответствует частотному интервалу между первой частотой f_c1 перехода и второй частотой f_C2 перехода. На стороне кодера принимается решение кодировать по форме волны частотно-временной участок аудиосигнала, соответствующий положению переходного процесса. В этом варианте осуществления перемежение кодированного по форме волны переходного процесса осуществляется путем замены. Схема сигнализации предназначена для сигнализации этой информации на декодер. Схема сигнализации содержит информацию, указывающую, в каких временных диапазонах и/или в каких диапазонах частот выше первой частоты f_c1 перехода доступен второй кодированный по форме волны сигнал. Схема сигнализации также может быть связана с правилами, указывающими, как должно осуществляться перемежение, т.е., осуществлять ли перемежение посредством суммирования или замены. Схема сигнализации также может быть связана с правилами, задающими приоритетный порядок добавления или замены разных сигналов, что будет объяснено ниже.Additionally, a transient 730 is identified in the audio signal at the encoder side. Transient 730 has a duration of time corresponding to the second time range T ₂ and corresponds to a frequency interval between the first transition frequency f _c1 and the second transition frequency f _C2 . On the encoder side, a decision is made to encode according to the waveform the time-frequency portion of the audio signal corresponding to the position of the transient process. In this embodiment, the waveform-coded transient is interleaved by substitution. The signaling circuit is designed to signal this information to the decoder. The signaling circuit contains information indicating in which time ranges and/or in which frequency ranges above the first transition frequency f _c1 the second waveform-coded signal is available. The signaling scheme may also be associated with rules indicating how the interleaving is to be performed, ie, whether the interleaving is by addition or substitution. The signaling scheme can also be associated with rules that specify the priority order in which different signals are added or replaced, as will be explained below.

Схема сигнализации включает в себя первый вектор 740, обозначенный “дополнительная синусоида”, указывающий для каждой подполосы частот, следует ли параметрически добавлять синусоиду, или нет. На фиг. 7, суммирование первого тонального компонента 710b во втором и третьем временных диапазонах T₂ и T₃ указано “1” для соответствующей подполосы первого вектора 740. Сигнализация, включающая в себя первый вектор 740, известна из уровня техники. В традиционном декодере задаются правила, когда синусоиде разрешено начинаться. Правило состоит в том, что если обнаружена новая синусоида, т.е. сигнализация “дополнительная синусоида” первого вектора 740 изменяется от нуля в одном кадре до единицы в следующем кадре, на протяжении конкретной подполосы, то синусоида начинается в начале кадра, если в кадре не происходит событие перехода, для которого синусоида начинается в момент перехода. В иллюстрируемом примере, в кадре происходит событие 730 перехода, поясняющее, почему параметрическая реконструкция посредством синусоиды для полосы 710 частот начинается только после события 730 перехода.The signaling circuit includes a first vector 740, designated “additional sine wave,” indicating for each frequency subband whether a sine wave should be parametrically added or not. In fig. 7, the summation of the first tone component 710b in the second and third time bands T ₂ and T ₃ is indicated by “1” for the corresponding subband of the first vector 740. Signaling including the first vector 740 is known in the art. A traditional decoder specifies rules for when a sine wave is allowed to start. The rule is that if a new sine wave is detected, i.e. The "extra sine wave" signaling of the first vector 740 changes from zero in one frame to one in the next frame, over a particular subband, then the sine wave begins at the beginning of the frame unless a transition event occurs in the frame for which the sine wave begins at the transition time. In the illustrated example, a transition event 730 occurs in the frame, explaining why the parametric sine wave reconstruction for frequency band 710 does not begin until after the transition event 730.

Схема сигнализации дополнительно включает в себя второй вектор 750, обозначенный “кодирование по форме волны”. Второй вектор 750 указывает для каждой подполосы частот, доступен ли кодированный по форме волны сигнал для перемежения с высокочастотной реконструкцией аудиосигнала. На фиг. 7, доступность кодированного по форме волны сигнала для первого и второго тональных компонентов 710 и 720 указан “1” для соответствующей подполосы второго вектора 750. В настоящем примере, указание доступности кодированных по форме волны данных во втором векторе 750 также является указанием того, что перемежение подлежит осуществлению путем добавления. Однако в других вариантах осуществления указание доступности кодированных по форме волны данных во втором векторе 750 может быть указанием того, что перемежение подлежит осуществлению посредством замены.The signaling circuit further includes a second vector 750, designated “waveform coding.” A second vector 750 indicates, for each sub-band, whether the waveform-coded signal is available for interleaving with high-frequency reconstruction of the audio signal. In fig. 7, the availability of the waveform-coded signal for the first and second tone components 710 and 720 is indicated by “1” for the corresponding subband of the second vector 750. In the present example, the indication of the availability of waveform-coded data in the second vector 750 is also an indication that interleaving to be implemented by addition. However, in other embodiments, an indication of the availability of waveform-coded data in the second vector 750 may be an indication that interleaving is to be accomplished by replacement.

Схема сигнализации дополнительно включает в себя третий вектор 760, обозначенный “кодирование по форме волны”. Третий вектор 760 указывает для каждого временного слота, доступен ли кодированный по форме волны сигнал для перемежения с высокочастотной реконструкцией аудиосигнала. На фиг. 7, доступность кодированного по форме волны сигнала для переходного процесса 730 указан “1” для соответствующего временного слота третьего вектора 760. В настоящем примере, указание доступности кодированных по форме волны данных в третьем векторе 760 также является указанием того, что перемежение подлежит осуществлению посредством замены. Однако в других вариантах осуществления указание доступности кодированных по форме волны данных в третьем векторе 760 может быть указанием того, что перемежение подлежит осуществлению путем добавления.The signaling circuit further includes a third vector 760, designated “waveform coding.” A third vector 760 indicates, for each time slot, whether the waveform-coded signal is available for interleaving with high frequency reconstruction of the audio signal. In fig. 7, the availability of the waveform-coded signal for transient 730 is indicated by “1” for the corresponding time slot of the third vector 760. In the present example, the indication of the availability of waveform-coded data in the third vector 760 is also an indication that interleaving is to be accomplished by replacement . However, in other embodiments, an indication of the availability of waveform-coded data in the third vector 760 may be an indication that interleaving is to be accomplished by appending.

Существует много альтернатив реализации первого, второго и третьего вектора 740, 750, 760. В некоторых вариантах осуществления, векторы 740, 750, 760 являются двоичными векторами, которые используют логический нуль или логическую единицу для обеспечения их указаний. В других вариантах осуществления, векторы 740, 750, 760 могут принимать разные формы. Например, первое значение, например “0” в векторе, может указывать, что кодированные по форме волны данные недоступны для конкретной полосы частот или временного слота. Второе значение, например “1” в векторе, может указывать, что перемежение подлежит осуществлению путем добавления для конкретной полосы частот или временного слота. Третье значение, например “2” в векторе, может указывать, что перемежение подлежит осуществлению посредством замены для конкретной полосы частот или временного слота.There are many alternatives to implementing the first, second, and third vectors 740, 750, 760. In some embodiments, the vectors 740, 750, 760 are binary vectors that use a logical zero or a logical one to provide their indications. In other embodiments, vectors 740, 750, 760 may take different forms. For example, the first value, such as “0” in the vector, may indicate that waveform-coded data is not available for a particular frequency band or time slot. A second value, such as a “1” in the vector, may indicate that interleaving is to be accomplished by appending for a particular frequency band or time slot. A third value, such as “2” in the vector, may indicate that interleaving is to be accomplished by substitution for a particular frequency band or time slot.

Вышеупомянутая иллюстративная схема сигнализации также может быть связана с приоритетным порядком, который может применяться в случае конфликта. В порядке примера, третий вектор 760, представляющий перемежение переходного процесса посредством замены, может иметь приоритет над первым и вторым векторами 740 и 750. Дополнительно, первый вектор 740 может иметь приоритет над вторым вектором 750. Следует понимать, что можно задать любой приоритетный порядок между векторами 740, 750, 760.The above exemplary signaling scheme may also be associated with a priority order that may be applied in the event of a conflict. By way of example, a third vector 760 representing transient interleaving by substitution may take precedence over the first and second vectors 740 and 750. Additionally, the first vector 740 may take precedence over the second vector 750. It should be understood that any priority order between vectors 740, 750, 760.

Фиг. 8a более подробно демонстрирует блок 130 перемежения, показанный на фиг. 1. Блок 130 перемежения может содержать компонент 1301 декодирования сигнализации, компонент 1302 логики решений и компонент 1303 перемежения. Как рассмотрено выше, блок 130 перемежения принимает второй кодированный по форме волны сигнал 802 и расширенный по частоте сигнал 803. Блок 130 перемежения также может принимать сигнал 805 управления. Компонент 1301 декодирования сигнализации декодирует сигнал 805 управления на три части, соответствующие первому вектору 740, второму вектору 750 и третьему вектору 760 схемы сигнализации, описанной в отношении фиг. 7. Они отправляются на компонент 1302 логики решений, который на основании логики создает частотно-временную матрицу 870 для кадра QMF, указывающую, какой из второго кодированного по форме волны сигнала 802 и расширенного по частоте сигнала 803 использовать для какого частотно-временного мозаичного элемента. Частотно-временная матрица 870 отправляется на компонент 1303 перемежения и используется при перемежении второго кодированного по форме волны сигнала 802 с расширенным по частоте сигналом 803.Fig. 8a shows in more detail the interleaver 130 shown in FIG. 1. Interleaver 130 may include a signaling decoding component 1301, a decision logic component 1302, and an interleaving component 1303. As discussed above, interleaver 130 receives a second waveform-coded signal 802 and a frequency spread signal 803. Interleaver 130 may also receive a control signal 805. The signaling decoding component 1301 decodes the control signal 805 into three parts corresponding to the first vector 740, the second vector 750, and the third vector 760 of the signaling circuit described with respect to FIG. 7. They are sent to decision logic component 1302, which based on the logic creates a time-frequency matrix 870 for the QMF frame indicating which of the second waveform-coded signal 802 and the frequency spread signal 803 to use for which time-frequency tile. The time-frequency matrix 870 is sent to the interleaving component 1303 and is used in interleaving the second waveform-coded signal 802 with the frequency spread signal 803.

Компонент 1302 логики решений более подробно показан на фиг. 8b. Компоненты 1302 логики решений может содержать компонент 13021 генерации частотно-временной матрицы и компонент 13022 назначения приоритетов. Компонент 13021 генерации частотно-временной матрицы генерирует частотно-временную матрицу 870, имеющую частотно-временные мозаичные элементы, соответствующие текущему кадру QMF. Компонент 13021 генерации частотно-временной матрицы включает информацию из первого вектора 740, второго вектора 750 и третьего вектора 760 в частотно-временную матрицу. Например, как показано на фиг. 7, при наличии “1” (или, в более общем случае, любого числа, отличного от нуля) во втором векторе 750 для определенной частоты, частотно-временные мозаичные элементы, соответствующие определенной частоте, заданы равными “1” (или, в более общем случае, числу, присутствующему в векторе 750) в частотно-временной матрице 870, указывающей, что перемежение со вторым кодированным по форме волны сигналом 802 подлежит осуществлению для этих частотно-временных мозаичных элементов. Аналогично, при наличии ”1” (или, в более общем случае, любому числу, отличному от нуля) в третьем векторе 760 для определенного временного слота, частотно-временные мозаичные элементы, соответствующие определенному временному слоту, заданы равными ”1” (или, в более общем случае, любому числу, отличному от нуля) в частотно-временной матрице 870, указывающей, что перемежение со вторым кодированным по форме волны сигналом 802 подлежит осуществлению для этих частотно-временных мозаичных элементов. Аналогично, при наличии ”1” в первом векторе 740 для определенной частоты, частотно-временные мозаичные элементы, соответствующие определенной частоте, заданы равными “1” в частотно-временной матрице 870, указывающей, что выходной сигнал 804 должен базироваться на расширенном по частоте сигнале 803, в котором определенная частота параметрически реконструирована, например путем включения синусоидального сигнала.The decision logic component 1302 is shown in more detail in FIG. 8b. The decision logic components 1302 may include a time-frequency matrix generation component 13021 and a priority assignment component 13022. The time-frequency matrix generation component 13021 generates a time-frequency matrix 870 having time-frequency tiles corresponding to the current QMF frame. The time-frequency matrix generation component 13021 includes information from the first vector 740, the second vector 750, and the third vector 760 into the time-frequency matrix. For example, as shown in FIG. 7, given a “1” (or, more generally, any number other than zero) in the second vector 750 for a particular frequency, the time-frequency tiles corresponding to the particular frequency are set to “1” (or, more generally generally, a number present in vector 750) in time-frequency matrix 870 indicating that interleaving with the second waveform-coded signal 802 is to be performed on these time-frequency tiles. Likewise, if there is a "1" (or, more generally, any number other than zero) in the third vector 760 for a particular time slot, the time-frequency tiles corresponding to the specific time slot are set to "1" (or, more generally, any number other than zero) in the time-frequency matrix 870 indicating that interleaving with the second waveform-coded signal 802 is to be performed on these time-frequency tiles. Likewise, if there is a "1" in the first vector 740 for a particular frequency, the time-frequency tiles corresponding to the particular frequency are set to "1" in the time-frequency matrix 870 indicating that the output signal 804 should be based on the frequency spread signal 803, in which a certain frequency is parametrically reconstructed, for example by incorporating a sinusoidal signal.

Для некоторых частотно-временных мозаичных элементов происходит конфликт между информацией из первого вектора 740, второго вектора 750 и третьего вектора 760, в том смысле, что более, чем один из векторов 740-760 указывает число, отличное от нуля, например “1”, для одного и того же частотно-временного мозаичного элемента частотно-временной матрицы 870. В такой ситуации, компоненту 13022 назначения приоритетов необходимо принимать решение, как назначать приоритеты информации из векторов для устранения конфликтов в частотно-временной матрице 870. Точнее говоря, компонент 13022 назначения приоритетов принимает решение, должен ли выходной сигнал 804 базироваться на расширенном по частоте сигнале 803 (таким образом, отдавая приоритет первому вектору 740), посредством перемежения второго кодированного по форме волны сигнала 802 в частотном направлении (таким образом, отдавая приоритет второму вектору 750), или посредством перемежения второго кодированного по форме волны сигнала 802 во временном направлении (таким образом, отдавая приоритет третьему вектору 750).For some time-frequency tiles, there is a conflict between information from the first vector 740, the second vector 750, and the third vector 760, in the sense that more than one of the vectors 740-760 indicates a non-zero number, such as “1”, for the same time-frequency tile of the time-frequency matrix 870. In such a situation, the priority assignment component 13022 needs to decide how to prioritize information from vectors to resolve conflicts in the time-frequency matrix 870. More specifically, the assignment component 13022 priority decides whether the output signal 804 should be based on the frequency spread signal 803 (thus giving priority to the first vector 740), by interleaving the second waveform encoded signal 802 in the frequency direction (thus giving priority to the second vector 750), or by interleaving the second waveform-coded signal 802 in the time direction (thus giving priority to the third vector 750).

С этой целью, компонент 13022 назначения приоритетов содержит заранее заданные правила, указывающие приоритетный порядок векторов 740-760. Компонент 13022 назначения приоритетов также может содержать заранее заданные правила, указывающие, как должно осуществляться перемежение, т.е. осуществлять ли перемежение путем добавления или замены.To this end, the priority assignment component 13022 contains predefined rules indicating the priority order of the vectors 740-760. The priority assignment component 13022 may also include predefined rules indicating how interleaving should be performed, i.e. whether to interleave by addition or substitution.

Предпочтительно, эти правила таковы:Preferably, these rules are:

перемежению во временном направлении, т.е. перемежению, заданному третьим вектором 760, отдается наивысший приоритет. Перемежение во временном направлении, предпочтительно, осуществляется путем замены расширенного по частоте сигнала 803 в тех частотно-временных мозаичных элементов, которые заданы третьим вектором 760. Разрешение по времени третьего вектора 760 соответствует временном слоту кадра QMF. Если кадр QMF соответствует 2048 выборкам временной области, временной слот обычно может соответствовать 128 выборкам временной области.interleaving in the time direction, i.e. the interleaving defined by the third vector 760 is given highest priority. Interleaving in the time direction is preferably accomplished by replacing the frequency spread signal 803 in those time-frequency tiles defined by the third vector 760. The time resolution of the third vector 760 corresponds to a time slot of the QMF frame. If a QMF frame corresponds to 2048 time domain samples, a time slot can typically correspond to 128 time domain samples.

параметрической реконструкции частот, т.е. использованию расширенного по частоте сигнала 803, заданному первым вектором 740, отдается второй после наивысшего приоритета. Разрешение по частоте первого вектора 740 является разрешением по частоте кадра QMF, например, полосой огибающей SBR. Традиционные правила, указывающие сигнализацию и интерпретацию первого вектора 740 по-прежнему пригодны.parametric reconstruction of frequencies, i.e. the use of frequency spread signal 803 specified by the first vector 740 is given second after highest priority. The frequency resolution of the first vector 740 is the QMF frame frequency resolution, eg, the SBR envelope band. Traditional rules specifying the signaling and interpretation of the first vector 740 are still valid.

перемежению в частотном направлении, т.е. перемежению, заданному вторым вектором 750, отдается самый низкий приоритетный порядок. Перемежение в частотном направлении осуществляется путем добавления расширенного по частоте сигнала 803 в те частотно-временные мозаичные элементы, которые заданы вторым вектором 750. Разрешение по частоте второго вектора 750 соответствует разрешению по частоте кадра QMF, например, полоса огибающей SBR.interleaving in the frequency direction, i.e. the interleaving defined by the second vector 750 is given the lowest priority order. Interleaving in the frequency direction is accomplished by adding a frequency spread signal 803 to those time-frequency tiles defined by the second vector 750. The frequency resolution of the second vector 750 corresponds to the frequency resolution of a QMF frame, for example, an SBR envelope bandwidth.

III. Иллюстративные варианты осуществления - кодерIII. Exemplary Embodiments - Encoder

Фиг. 5 демонстрирует иллюстративный вариант осуществления кодера 500, который пригоден для использования в системе обработки аудиосигнала. Кодер 500 содержит блок 510 приема, блок 520 кодирования по форме волны, блок 530 высокочастотного кодирования, блок 540 обнаружения кодирования с перемежением и блок 550 передачи. Блок 530 высокочастотного кодирования может содержать блок 530a вычисления параметров высокочастотной реконструкции и блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции.Fig. 5 shows an exemplary embodiment of an encoder 500 that is suitable for use in an audio signal processing system. The encoder 500 includes a receiving unit 510, a waveform encoding unit 520, a high-frequency encoding unit 530, an interleaved encoding detection unit 540, and a transmitting unit 550. The high-frequency encoding block 530 may include a high-frequency reconstruction parameter calculating block 530a and a high-frequency reconstruction parameter adjusting block 530b.

Работа кодера 500 будет описана в дальнейшем со ссылкой на фиг. 5 и в блок-схеме операций, изображенной на фиг. 6. На этапе E02, блок 510 приема принимает аудиосигнал, подлежащий кодированию.The operation of the encoder 500 will be described hereinafter with reference to FIG. 5 and in the flowchart shown in FIG. 6. In step E02, the receiving unit 510 receives the audio signal to be encoded.

Принятый аудиосигнал поступает на блок 530 высокочастотного кодирования. На основании принятого аудиосигнала, блок 530 высокочастотного кодирования и, в частности, блок 530a вычисления параметров высокочастотной реконструкции, вычисляет на этапе E04 параметры высокочастотной реконструкции, допускающие высокочастотную реконструкцию принятого аудиосигнала выше первой частоты f_c перехода. Блок 530a вычисления параметров высокочастотной реконструкции может использовать любой известный метод для вычисления параметров высокочастотной реконструкции, например кодирование SBR. Блок 530 высокочастотного кодирования обычно действует в области QMF. Таким образом, до вычисления параметров высокочастотной реконструкции, блок 530 высокочастотного кодирования может осуществлять анализ QMF принятого аудиосигнала. В результате, параметры высокочастотной реконструкции задаются в отношении области QMF.The received audio signal is supplied to the high frequency encoding unit 530. Based on the received audio signal, the high-frequency encoding unit 530, and in particular the high-frequency reconstruction parameter calculating unit 530a, calculates in step E04 high-frequency reconstruction parameters allowing high-frequency reconstruction of the received audio signal above the first transition frequency f _c . The high-frequency reconstruction parameter calculation unit 530a may use any known method for calculating high-frequency reconstruction parameters, such as SBR encoding. High frequency encoding unit 530 typically operates in the QMF domain. Thus, before calculating the high-frequency reconstruction parameters, the high-frequency encoding unit 530 may perform QMF analysis of the received audio signal. As a result, the high-frequency reconstruction parameters are set with respect to the QMF region.

Вычисленные параметры высокочастотной реконструкции могут содержать несколько параметров, относящихся к высокочастотной реконструкции. Например, параметры высокочастотной реконструкции могут содержать параметры, указывающие, как дублировать или копировать аудиосигнал из участков подполосы диапазона частот ниже первой частоты f_c перехода в участки подполосы диапазона частот выше первой частоты f_c перехода. Такие параметры иногда именуются параметрами, описывающими заплаточную структуру.The calculated high-frequency reconstruction parameters may contain several parameters related to the high-frequency reconstruction. For example, the high-frequency reconstruction parameters may include parameters indicating how to duplicate or copy an audio signal from subband portions below the first transition frequency _fc to subband portions above the first transition frequency _fc . Such parameters are sometimes referred to as parameters describing the patch structure.

Параметры высокочастотной реконструкции могут дополнительно содержать параметры спектральной огибающей, описывающие целевые уровни энергии участков подполосы диапазона частот выше первой частоты перехода.The high-frequency reconstruction parameters may further comprise spectral envelope parameters describing the target energy levels of portions of the sub-band frequency range above the first transition frequency.

Параметры высокочастотной реконструкции могут дополнительно содержать параметры пропавших гармоник, указывающие гармоники, или сильные тональные компоненты, которые будут пропадать, если аудиосигнал реконструируется в диапазоне частот выше первой частоты перехода с использованием параметров, описывающих заплаточную структуру.The high frequency reconstruction parameters may further include missing harmonic parameters indicating harmonics or strong tonal components that will be missing if the audio signal is reconstructed in a frequency range above the first transition frequency using parameters describing the patch structure.

Затем блок 540 обнаружения кодирования с перемежением, на этапе E06, идентифицирует поднабор диапазона частот выше первой частоты f_c перехода, для которого спектральный состав принятого аудиосигнала подлежит кодированию по форме волны. Другими словами, блок 540 обнаружения кодирования с перемежением служит для идентификации частот выше первой частоты перехода, для которого высокочастотная реконструкция не дает желаемого результата.Next, the interleaved encoding detection unit 540, in step E06, identifies a subset of the frequency range above the first transition frequency f _c for which the spectral composition of the received audio signal is to be waveform encoded. In other words, interleaved encoding detector 540 serves to identify frequencies above the first transition frequency for which high-frequency reconstruction does not produce the desired result.

Блок 540 обнаружения кодирования с перемежением может применять разные подходы для идентификации нужного поднабора диапазона частот выше первой частоты f_c перехода. Например, блок 540 обнаружения кодирования с перемежением может идентифицировать сильные тональные компоненты, которые не удается хорошо реконструировать посредством высокочастотной реконструкции. Идентификация сильных тональных компонентов может осуществляться на основании принятого аудиосигнала, например, путем определения энергии аудиосигнала как функции частоты и идентификации частот, имеющих высокую энергию, как содержащих сильные тональные компоненты. Дополнительно, идентификация может базироваться на знании том, как принятый аудиосигнал будет реконструироваться на декодере. В частности, такая идентификация может базироваться на квотах тональности, которые выражаются как отношение меры тональности принятого аудиосигнала и меры тональности реконструкции принятого аудиосигнала для полос частот выше первой частоты перехода. Высокая квота тональности указывает, что аудиосигнал не будет успешно реконструироваться для частоты, соответствующей квоте тональности.Interleaved coding detector 540 may employ various approaches to identify a desired subset of the frequency range above the first transition frequency _fc . For example, interleaved coding detector 540 may identify strong tonal components that cannot be reconstructed well by high frequency reconstruction. Identification of strong tonal components can be accomplished based on the received audio signal, for example, by determining the energy of the audio signal as a function of frequency and identifying frequencies having high energy as containing strong tonal components. Additionally, the identification may be based on knowledge of how the received audio signal will be reconstructed at the decoder. In particular, such identification may be based on tonality quotas, which are expressed as the ratio of the tonality measure of the received audio signal and the tonality measure of the reconstruction of the received audio signal for frequency bands above the first transition frequency. A high pitch quota indicates that the audio signal will not be successfully reconstructed to a frequency that meets the pitch quota.

Блок 540 обнаружения кодирования с перемежением также может обнаруживать в принятом аудиосигнале переходные процессы, которые не удается хорошо реконструировать посредством высокочастотной реконструкции. Такая идентификация может быть результатом частотно-временного анализа принятого аудиосигнала. Например, частотно-временной интервал, где происходит переходный процесс, может быть выявлен из спектрограммы принятого аудиосигнала. Такой частотно-временной интервал обычно имеет временной диапазон, который короче временного кадра принятого аудиосигнала. Соответствующий диапазон частот обычно соответствует частотному интервалу, который расширяется до второй частоты перехода. Поэтому поднабор диапазона частот выше первой частоты перехода может идентифицироваться блоком 540 обнаружения кодирования с перемежением как интервал, проходящий от первой частоты перехода до второй частоты перехода.The interleaved encoding detector 540 can also detect transients in the received audio signal that cannot be well reconstructed by high frequency reconstruction. Such identification may be the result of time-frequency analysis of the received audio signal. For example, the time-frequency interval where the transient occurs can be identified from the spectrogram of the received audio signal. Such a time-frequency interval typically has a time range that is shorter than the time frame of the received audio signal. The corresponding frequency range typically corresponds to a frequency interval that extends to a second transition frequency. Therefore, a subset of the frequency range above the first transition frequency may be identified by interleaved encoding detector 540 as an interval extending from the first transition frequency to the second transition frequency.

Блок 540 обнаружения кодирования с перемежением может дополнительно принимать параметры высокочастотной реконструкции от блока 530a вычисления параметров высокочастотной реконструкции. На основании параметров пропавших гармоник из параметров высокочастотной реконструкции, блок 540 обнаружения кодирования с перемежением может идентифицировать частоты пропавших гармоник и принимать решение включать, по меньшей мере, некоторые из частот пропавших гармоник в идентифицированный поднабор диапазона частот выше первой частоты f_c перехода. Такой подход может иметь преимущество, если в аудиосигнале существуют сильный тональный компонент, который не удается точно смоделировать в пределах параметрической модели.The interleaved encoding detection unit 540 may further receive high-frequency reconstruction parameters from the high-frequency reconstruction parameter calculating unit 530a. Based on the missing harmonic parameters from the high frequency reconstruction parameters, interleaved coding detector 540 may identify missing harmonic frequencies and decide to include at least some of the missing harmonic frequencies in an identified subset of the frequency range above the first transition frequency _fc . This approach can be advantageous if there is a strong tonal component in the audio signal that cannot be accurately modeled within the parametric model.

Принятый аудиосигнал также поступает на блок 520 кодирования по форме волны. Блок 520 кодирования по форме волны, на этапе E08, осуществляет кодирование по форме волны принятого аудиосигнала. В частности, блок 520 кодирования по форме волны генерирует первый кодированный по форме волны сигнал путем кодирования по форме волны аудиосигнала для спектральных полос до первой частоты f_c перехода. Дополнительно, блок 520 кодирования по форме волны принимает идентифицированный поднабор от блока 540 обнаружения кодирования с перемежением. Затем блок 520 кодирования по форме волны генерирует второй кодированный по форме волны сигнал путем кодирования по форме волны принятого аудиосигнала для спектральных полос, соответствующих идентифицированному поднабору диапазона частот выше первой частоты перехода. По этой причине, второй кодированный по форме волны сигнал будут иметь спектральный состав, соответствующий идентифицированному поднабору диапазона частот выше первой частоты f_c перехода.The received audio signal is also supplied to a waveform encoder 520. The waveform encoding unit 520, in step E08, performs waveform encoding of the received audio signal. Specifically, waveform encoding unit 520 generates a first waveform encoded signal by waveform encoding the audio signal for spectral bands up to the first transition frequency _fc . Additionally, waveform coding block 520 receives the identified subset from interleaved coding detection block 540. Waveform encoding block 520 then generates a second waveform encoded signal by waveform encoding the received audio signal for spectral bands corresponding to an identified subset of the frequency range above the first transition frequency. For this reason, the second waveform-encoded signal will have a spectral composition corresponding to an identified subset of the frequency range above the first transition frequency _fc .

Согласно иллюстративным вариантам осуществления, блок 520 кодирования по форме волны может генерировать первый и второй кодированные по форме волны сигналы, сначала кодируя по форме волны принятый аудиосигнал для всех спектральных полос, и затем удаляя спектральный состав кодированного по форме волны сигнала для частот, соответствующих идентифицированному поднабору частот выше первой частоты f_c перехода.According to exemplary embodiments, waveform encoding block 520 may generate first and second waveform encoded signals by first waveform encoding the received audio signal for all spectral bands, and then removing the spectral content of the waveform encoded signal for frequencies corresponding to an identified subset. frequencies above the first transition frequency f _c .

Блок кодирования по форме волны может, например, осуществлять кодирование по форме волны с использованием набора фильтров преобразования на основе перекрывающихся окон, например набора фильтров MDCT. Такие наборы фильтров преобразования на основе перекрывающихся окон используют окна, имеющие определенную временную протяженность, благодаря чему, значения сигнала в предыдущем и следующем временным кадрах влияют на значения преобразованного сигнала в одном временном кадре. Для ослабления этого влияния может быть преимущественно осуществлять определенную величину временного перекодирования, в том смысле, что блок 520 кодирования по форме волны не только подвергает кодированию по форме волны текущий временной кадр принятого аудиосигнала, но и предыдущий и следующий временные кадры принятого аудиосигнала. Аналогично, блок 530 высокочастотного кодирования также может кодировать не только текущий временной кадр принятого аудиосигнала, но и предыдущий и следующий временные кадры принятого аудиосигнала. Таким образом, в области QMF можно добиться улучшенного монтажного перехода между вторым кодированным по форме волны сигналом и высокочастотной реконструкцией аудиосигнала. Дополнительно, это избавляет от необходимости в регулировке границ данных спектральной огибающей.The waveform encoding unit may, for example, perform waveform encoding using an overlapping window transform filter bank, such as an MDCT filter bank. Such overlapping window transform filter banks use windows of a specific temporal extent such that signal values in the previous and next time frames influence the values of the transformed signal in one time frame. To mitigate this effect, it may be advantageous to perform a certain amount of time recoding, in the sense that waveform encoding unit 520 not only waveform encodes the current time frame of the received audio signal, but also the previous and next time frames of the received audio signal. Likewise, high frequency encoding unit 530 may also encode not only the current time frame of the received audio signal, but also the previous and next time frames of the received audio signal. Thus, in the QMF domain, an improved transition between the second waveform-encoded signal and the high-frequency reconstruction of the audio signal can be achieved. Additionally, this eliminates the need to adjust the boundaries of the spectral envelope data.

Следует отметить, что первый и второй кодированные по форме волны сигналы могут быть отдельными сигналами. Однако предпочтительно, чтобы они образовывали участки первого и второго кодированных по форме волны сигналов из общего сигнала. Если да, они могут генерироваться путем осуществления единичной операцией кодирования по форме волны на принятом аудиосигнале, например, путем применения единичного преобразования MDCT к принятому аудиосигналу.It should be noted that the first and second waveform-coded signals may be separate signals. However, it is preferred that they form first and second waveform-coded signal portions of the overall signal. If so, they can be generated by performing a unit waveform encoding operation on the received audio signal, for example, by applying a unit MDCT transform to the received audio signal.

Блок 530 высокочастотного кодирования и, в частности, блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции, также может принимать идентифицированный поднабор диапазона частот выше первой частоты f_c перехода. На основании принятых данных блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции, на этапе E10, может регулировать параметры высокочастотной реконструкции. В частности, блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции может регулировать параметры высокочастотной реконструкции, соответствующие спектральным полосам, содержащимся в идентифицированном поднаборе.The high-frequency encoding block 530, and in particular the high-frequency reconstruction parameter adjusting block 530b, may also receive an identified subset of the frequency range above the first transition frequency _fc . Based on the received data, the high-frequency reconstruction parameter adjusting unit 530b, in step E10, can adjust the high-frequency reconstruction parameters. In particular, the high-frequency reconstruction parameter adjusting unit 530b may adjust the high-frequency reconstruction parameters corresponding to spectral bands contained in the identified subset.

Например, блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции может регулировать параметры спектральной огибающей, описывающие целевые уровни энергии участков подполосы диапазона частот выше первой частоты перехода. Это особенно значимо, если второй кодированный по форме волны сигнал нужно суммировать с высокочастотной реконструкцией аудиосигнала на декодере, поскольку затем энергия второго кодированного по форме волны сигнала будет суммироваться с энергией высокочастотной реконструкцией. Для компенсации такого суммирования, блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции может регулировать параметры энергетической огибающей путем вычитания измеренной энергии второго кодированного по форме волны сигнала из целевых уровней энергии для спектральных полос, соответствующих идентифицированному поднабору диапазона частот выше первой частоты f_c перехода. Таким образом, полная энергия сигнала будет сохраняться при суммировании второго кодированного по форме волны сигнала и высокочастотной реконструкции на декодере. Энергия второго кодированного по форме волны сигнала может измеряться, например, блоком 540 обнаружения кодирования с перемежением.For example, the high-frequency reconstruction parameter adjuster 530b may adjust spectral envelope parameters describing the target energy levels of portions of the frequency range subband above the first transition frequency. This is especially significant if the second waveform-encoded signal needs to be summed with the high-frequency reconstruction of the audio signal at the decoder, since the energy of the second waveform-encoded signal will then be summed with the energy of the high-frequency reconstruction. To compensate for such summation, high-frequency reconstruction parameter adjuster 530b may adjust energy envelope parameters by subtracting the measured energy of the second waveform-encoded signal from target energy levels for spectral bands corresponding to an identified subset of the frequency range above the first transition frequency _fc . Thus, the total signal energy will be conserved when the second waveform-encoded signal is summed and the high-frequency reconstruction at the decoder. The energy of the second waveform-encoded signal may be measured, for example, by interleaved encoding detection unit 540.

Блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции также может регулировать параметры пропавших гармоник. В частности, если подполоса, содержащая пропавшие гармоники, указанные параметрами пропавших гармоник, составляет часть идентифицированного поднабора диапазона частот выше первой частоты f_c перехода, то подполоса будет кодироваться по форме волны блоком 520 кодирования по форме волны. Таким образом, блок 530b регулировки параметров высокочастотной реконструкции может удалять такие пропавшие гармоники из параметров пропавших гармоник, поскольку такие пропавшие гармоники не требуется параметрически реконструировать на стороне декодера.The high frequency reconstruction parameter adjusting unit 530b can also adjust the parameters of the missing harmonics. In particular, if a subband containing missing harmonics, indicated by the missing harmonic parameters, forms part of an identified subset of the frequency range above the first transition frequency _fc , then the subband will be waveform encoded by waveform encoding block 520. Thus, the high-frequency reconstruction parameter adjusting unit 530b can remove such missing harmonics from the missing harmonic parameters since such missing harmonics do not need to be parametrically reconstructed at the decoder side.

Затем блок 550 передачи принимает первый и второй кодированные по форме волны сигналы от блока 520 кодирования по форме волны и параметры высокочастотной реконструкции от блока 530 высокочастотного кодирования. Блок 550 передачи форматирует принятые данные в битовый поток для передачи на декодер.Then, the transmitting unit 550 receives the first and second waveform encoded signals from the waveform encoding unit 520 and the high frequency reconstruction parameters from the high frequency encoding unit 530. Transmission unit 550 formats the received data into a bit stream for transmission to the decoder.

Блок 540 обнаружения кодирования с перемежением может дополнительно сигнализировать информацию на блок 550 передачи для включения в битовый поток. В частности, блок 540 обнаружения кодирования с перемежением может сигнализировать, как нужно перемежать второй кодированный по форме волны сигнал с высокочастотной реконструкцией аудиосигнала, например, осуществлять ли перемежение путем добавления сигналов или путем замены одного из сигналов другим, и для какого диапазона частот и какого интервала времени следует перемежать кодированные по форме волны сигналы. Например, сигнализация может осуществляться с использованием схемы сигнализации, рассмотренной со ссылкой на фиг. 7.Interleaved encoding detector 540 may further signal information to transmitter 550 for inclusion in the bit stream. In particular, the interleaved encoding detector 540 may signal how to interleave the second waveform-encoded signal with the high-frequency reconstruction of the audio signal, such as whether to interleave by adding signals or by replacing one of the signals with another, and for what frequency range and interval. time, waveform-coded signals should be interleaved. For example, signaling may be accomplished using the signaling circuit discussed with reference to FIG. 7.

Эквиваленты, расширения, альтернативы и т.п.Equivalents, extensions, alternatives, etc.

Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения станут очевидны специалисту в данной области техники после изучения вышеприведенного описания. Хотя в настоящем описании и чертежах раскрыты варианты осуществления и примеры, изобретение не ограничивается этими конкретными примерами. Многочисленные модификации и вариации можно предложить, не выходя за рамки объема настоящего изобретения, заданного прилагаемой формуле изобретения. Никакие ссылочные позиции, приведенные в формуле изобретения, не следует понимать в порядке ограничения ее объема.Additional embodiments of the present invention will become apparent to one skilled in the art upon examination of the foregoing description. Although embodiments and examples are disclosed in the present specification and drawings, the invention is not limited to these specific examples. Numerous modifications and variations can be proposed without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims. No reference numerals given in the claims should be construed as limiting its scope.

Дополнительно, специалист в данной области техники можно понять и реализовать вариации раскрытых вариантов осуществления, применяя на практике изобретение, изучая чертежи, раскрытие и нижеследующая формула изобретения. В формуле изобретения, слово "содержащий" не исключает наличия других элементов или этапов, и употребление их названий в единственном числе не исключает наличия их множества. Лишь тот факт, что определенные меры упомянуты во взаимно различных зависимых пунктах, не говорит о том, что нельзя выгодно использовать комбинацию этих мер.Additionally, variations of the disclosed embodiments can be understood and realized by one skilled in the art by practicing the invention by studying the drawings, the disclosure, and the following claims. In the claims, the word “comprising” does not exclude the presence of other elements or steps, and the use of their names in the singular does not exclude the presence of many. Just because certain measures are mentioned in mutually different dependent clauses does not mean that a combination of these measures cannot be used advantageously.

Раскрытые выше системы и способы можно реализовать как программное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение, аппаратное обеспечение или их комбинацию. В аппаратной реализации, распределение задач между функциональными блоками, упомянутыми в вышеприведенном описании, не обязательно соответствуют разделению на физические блоки; напротив, один физический компонент может иметь несколько функциональных возможностей, и одна задача может совместно осуществляться несколькими физическими компонентами. Определенные компоненты или все компоненты можно реализовать как программное обеспечение, выполняемое цифровым сигнальным процессором или микропроцессором, или реализовать как аппаратное обеспечение или как специализированная интегральная схема. Такое программное обеспечение могут распространяться на компьютерно-считываемых носителях, которые могут содержать компьютерные носители данных (или нетранзиторные носители) и среды передачи данных (или транзиторные носители). Как хорошо известно специалисту в данной области техники, термин "компьютерные носители данных" включает в себя энергозависимые и энергонезависимые, сменные и стационарные носители реализованный посредством любого способа или технологии для хранения информации, например, компьютерно-считываемых инструкций, структур данных, программных модулей или других данных. Компьютерные носители данных включают в себя, но без ограничения, RAM, ROM, EEPROM, флэш-память или другую технологию памяти, CD-ROM, цифровые универсальные диски (DVD) или другое оптическое дисковое запоминающее устройство, магнитные кассеты, магнитную ленту, магнитное дисковое запоминающее устройство или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который можно использовать для хранения нужной информации и к которым может обращаться компьютер. Дополнительно, специалисту в данной области техники хорошо известно, что среды передачи данных обычно воплощают компьютерно-считываемые инструкции, структуры данных, программные модули или другие данные в модулированном сигнале данных, например, несущей волне или другом механизме переноса, и включают в себя любые среды доставки информации.The systems and methods disclosed above may be implemented as software, firmware, hardware, or a combination thereof. In a hardware implementation, the distribution of tasks among the functional blocks mentioned in the above description does not necessarily correspond to the division into physical blocks; in contrast, a single physical component can have multiple functionalities, and a single task can be shared among multiple physical components. Some or all of the components may be implemented as software, executed by a digital signal processor or microprocessor, or implemented as hardware or an application specific integrated circuit. Such software may be distributed on computer-readable media, which may comprise computer storage media (or non-transitory media) and data communication media (or transient media). As is well known to one skilled in the art, the term "computer storage media" includes both volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storing information, such as computer-readable instructions, data structures, program modules or other data. Computer storage media includes, but is not limited to, RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital versatile disks (DVDs) or other optical disk storage device, magnetic cassettes, magnetic tape, magnetic disk a storage device or other magnetic storage devices, or any other medium that can be used to store desired information and that can be accessed by a computer. Additionally, those skilled in the art are well aware that communication media typically embody computer-readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal, such as a carrier wave or other transport mechanism, and include any delivery media information.

Claims

1. A method for decoding an audio signal in an audio signal processing system, comprising:

receiving a first waveform-coded signal having a spectral composition up to the first transition frequency;

receiving a second waveform-coded signal having a spectral composition corresponding to a subset of a frequency range above the first transition frequency;

reception of high-frequency reconstruction parameters;

performing high frequency reconstruction using at least a portion of the first waveform encoded signal and high frequency reconstruction parameters to generate a frequency spread signal having a spectral content above the first transition frequency;

adjusting the energy levels of the sub-bands of the frequency spread signal based on the target energy levels for the sub-bands; And

interleaving the frequency spread signal with a second waveform encoded signal to generate an interleaved signal such that spectral envelope energy levels for the subbands of the interleaved signal correspond to target energy levels for those subbands.

2. The method of claim 1, wherein the spectral content of the second waveform-encoded signal overlaps with the spectral content of the frequency spread signal in a subset of the frequency range above the first transition frequency.

3. The method of claim 1, wherein adjusting the energy levels of the frequency spread signal subbands comprises subtracting the energy levels of the frequency spread signal subbands from the target energy levels for those subbands.

4. The method of claim 1, wherein the spectral composition of the second waveform-encoded signal has a time-varying second transition frequency.

5. The method of claim 1, further comprising combining the frequency spread signal, the second waveform encoded signal, and the first waveform encoded signal to form a full-bandwidth audio signal.

6. The method of claim 1, wherein the step of performing high-frequency reconstruction comprises copying a lower frequency band into a higher frequency band.

7. The method according to claim 1, wherein the step of performing high-frequency reconstruction is performed in the frequency domain.

8. The method of claim 1, wherein the step of interleaving the frequency spread signal with the second waveform encoded signal is performed in the frequency domain.

9. The method of claim 8, wherein the frequency domain is a quadrature mirror filter (QMF) domain.

10. The method of claim 1, wherein the received first and second waveform-coded signals are encoded using the same MDCT transform.

11. The method of claim 1, further comprising adjusting the spectral composition of the frequency-extended signal in accordance with high-frequency reconstruction parameters in order to adjust the spectral envelope of the frequency-extended signal.

12. The method of claim 1, wherein the interleaving comprises adding a second waveform-coded signal to the frequency spread signal.

13. The method of claim 1, wherein the interleaving comprises replacing the spectral content of the frequency spread signal with the spectral content of a second waveform coded signal in a subset of a frequency range above the first transition frequency that corresponds to the spectral content of the second waveform coded signal.

14. The method of claim 1, wherein the first waveform-coded signal and the second waveform-coded signal form first and second signal portions of the overall signal.

15. The method of claim 1, further comprising receiving a control signal comprising data relating to one or more time ranges and one or more frequency ranges above the first transition frequency for which a second waveform encoded signal is available, wherein the step of interleaving an extended signal frequency with a second waveform-coded signal based on this control signal.

16. The method of claim 15, wherein the control signal comprises at least one of a second vector indicating one or more frequency ranges above the first transition frequency for which a second waveform-coded signal is available for interleaving with the frequency spread signal, and a third vector indicating one or more time ranges for which a second waveform-coded signal is available for interleaving with the frequency spread signal.

17. The method of claim 15, wherein the control signal comprises a first vector indicating one or more frequency ranges above the first transition frequency to be parametrically reconstructed based on the high frequency reconstruction parameters.

18. A non-transitory computer-readable medium storing instructions that, when executed by a processor, direct the processor to perform the method of claim 1.

19. A device for decoding an encoded audio signal, the device comprising:

an input interface configured to receive a first waveform-coded signal having a spectral composition up to the first transition frequency, a second waveform-coded signal having a spectral composition corresponding to a subset of the frequency range above the first transition frequency, and high-frequency reconstruction parameters;

a high-frequency reconstruction unit configured to receive a first waveform-coded signal and high-frequency reconstruction parameters from an input interface and perform high-frequency reconstruction using the first waveform-coded signal and high-frequency reconstruction parameters to generate a frequency-expanded signal having a spectral content above the first transition frequency, adjusting energy levels of the subbands of the frequency spread signal based on target energy levels for those subbands; And

an interleaving unit configured to receive a frequency spread signal from the high frequency reconstruction unit and a second waveform encoded signal from the input interface and interleaving the frequency spread signal with the second waveform encoded signal to generate an interleaved signal such that the spectral envelope energy levels for subbands of the interleaved signal corresponded to target energy levels.

20. The apparatus of claim 19, wherein the spectral composition of the second waveform-encoded signal overlaps with the spectral content of the frequency spread signal in a subset of the frequency range above the first transition frequency.

21. The apparatus of claim 19, wherein adjusting the energy levels of the frequency spread signal subbands comprises subtracting the energy levels of the frequency spread signal subbands from the target energy levels for those subbands.