503625 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景： 發明領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關用於薄化在訊號中的預定頻率成份以便壓 縮該待傳輸和待記錄之訊號資訊的裝置和方法。 相關發明背景之技能： 在最近幾年，有愈來愈多透過有線廣播、無線廣播、 和通訊技術之訊號傳遞例如音樂。 有時在廣播和通訊所使用的線路沒有夠寬之帶通特性 能夠傳輸音訊訊號至高頻率部份而無衰減，該用於此情形 之技術是指一傳送音訊訊號之裝置推挽該待傳送音訊訊號 之高頻率部份（這是以比其他部份更大之放大係數放大該 高頻率部份），而送出具有經過推挽的高頻率部份之音訊 訊號。 P. 舉例而言，藉由將音訊訊號送經如圖8之等化器而之 後放大訊號以達到高頻率部份的推挽。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一圖8之等化器包含一連結於輸入和輸出端之間之電 容器C、一同樣連結於輸入端和輸出端之電阻R 1、和一 一端相接於輸出端另一端接地之電阻R 2，因此輸入至輸 入端之.訊號在非高頻率部份之頻帶中比高頻率部份中以較 大衰減係數衰減，且由輸出端輸出。 然而，當一具有急遽衰減之高頻率部份之給定頻率之 訊號（例如一具有去除之高頻率部份之訊號）如同一由已 壓縮資訊組成之音訊訊號，在該高頻率部份增大然後傳送 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格< 210X297公釐） 503625 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 出去，則在接收側會有難以正確地將收到的訊號以其原訊 號（其訊號還未增大時）方式儲存起來之問題’如果一音 訊訊號要傳送出去’該問題可能導致該複製音訊之品質減 弱。 現在藉由考慮上述情形以用於製作本發明’本發明之 一目的爲提供一裝置和方法用以薄化訊號之頻率成份而依 此方法使得甚至一具有急遽衰減之高頻率訊號部份之訊號 都能正確儲存以容許訊號之頻寬壓縮。 本發B月之另一目的爲提供一裝置和方法以用於薄化頻 率成份，容許音訊訊號之資訊壓縮並仍能保持很高之音訊 品質。 發明槪述： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '爲達到上述目標，根據本發明之頻率薄化裝置移除一 給定時序訊號之指定頻率成份以用於壓縮訊號資訊。該裝 置包含；轉換機構，用於將該給定時序訊號轉換成一頻譜 訊號；移除機構，如果上述頻帶之頻譜圖案與上述另一頻 帶之頻譜圖案具有相關性時用於移除其一頻帶和另一頻帶 之頻率成份；壓縮機構，藉由轉換該剩餘頻率成份至較低 頻率側以用於壓縮一連續頻譜分佈之總長以致於減少在移 除頻帶之空間；反向轉換機構，用於反向轉換該具有已減 少總長之連續頻譜分佈之訊號至一時序訊號。 更特別的是，該根據本發明之頻率薄化裝置包含；頻 譜分佈產生機構，用於產生該用於代表一關於頻率薄化過 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 210X297公釐） -5- 503625 A7 B7 五、發明説明（3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 程之訊號頻譜之頻譜訊號；移除頻帶決定機構，根據上述 之頻譜訊號以用於相互連接和指明自具有該頻譜之所有頻 帶中要移除以及要接受內插之次頻帶；薄化壓縮機構，藉 由產生該具有一連續頻譜之頻譜訊號以用於實質地移除在 一高頻帶中之頻譜成分，該連續頻譜包含於該所有頻帶中 除了由該移除頻帶決定機構而指明之要移除之次頻帶之外 之所有次頻帶頻譜分佈。 在此，該上述移除頻帶決定機構依頻譜成分分佈間相 關性之遞減順序，於之前頻帶中指定預定數目的頻率分區 組以及指明構成每一指定組之二頻率區以作爲經過相互關 聯之要移除之該次頻帶和該要接受內插之次頻帶。 再則，根據該用於薄化頻率成份之頻率薄化裝置，其 中之一具有強相關之頻帶組成爲一要移除之次頻帶（移除 頻帶）。然後，一在要移除頻帶中之頻譜被移除且在另一 頻帶中之頻譜轉換成較低頻率側，如此便壓縮訊號之頻寬 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 甚至如果一藉由該頻率薄化裝置之待壓縮訊號有一急 遽衰減之高頻率部份，藉以實質上依照該移除頻帶之頻譜 分佈和該要接受內插之次頻帶C內插頻帶）頻譜分佈’則 該壓縮訊號可正確儲存。所以，當該音訊訊號之資訊被拿 來壓縮時，可以以保持高音訊品質來壓縮該音訊訊號。 再則如果該上述之頻率薄化裝置具有輸出機構用於輸 出代表上述由該移除頻帶決定機構所指明之要移除頻帶和 要接受內插.頻帶之資訊，則用於儲存該壓縮訊號之外部裝 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ 210X297公釐） ~ 503625 A7 ___B7___ 五、發明説明（4) 置能夠輕易地指定該移除頻帶和內插頻帶。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再則，如果上述該移除頻帶決定機構指明該上述之移 除頻帶和內插頻帶使得該上述之內插頻帶不一定同樣爲該 上述之移除頻帶，則一在移除頻帶間之頻譜可能被防止不 被移除，藉以容許儲存更多正確的壓縮訊號。 再則，上述該移除頻帶決定機構能指定上述之移除頻 帶和內插頻帶使得緊鄰上述之移除頻帶和實質上佔據與上 述移除頻帶相同頻寬之頻帶可能爲跟上述移除頻帶有關之 內插頻帶。 舉例而言，在此情形之下，根據包含於緊鄰上述之移 除頻帶和實質上佔據與上述移除頻帶相同頻寬之頻帶中的 頻譜成分，該移除頻帶之頻譜可以被內插，不需用於指出 內插頻帶之額外資訊即能容許頻譜內插於移除頻帶之中。 其中，一關於上述該頻率薄化步驟之特別訊號爲一藉 以取樣且量化一類比音訊訊號所得到之數位訊號，例如一 P c Μ數位訊號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖式簡單說明： 圖1爲一依照本發明之實施例之一音訊訊號處理設備 之架構； 圖2爲圖1之該頻率薄化部份之架構； 圖3爲圖2之分析器之架構； 圖4 Α爲一在頻率薄化之前之頻譜分佈之範例； 圖4 B爲一在如圖4 A所示之頻譜分佈之頻率薄化後 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' 503625 A7 B7 五、發明説明（5) 之頻譜分佈之範例； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4 C爲一在如圖4A所示之頻譜分佈之頻率薄化和 壓縮後之頻譜分佈之範例； 圖5爲一圖2之合成器之架構； 圖6爲一圖1之該頻率內插部份之架構； 圖7 A爲一在展開和內插之前之頻譜分佈之範例； 圖7 B爲一在展開後之頻譜分佈之範例； 圖7 C爲一在內插後之頻譜分佈之範例；和 圖8爲一說明一等化器之架構之電路圖。 元件對照表 1 :頻率薄化部份 2 :頻率內插部份 1 1 :分析器 1 2 :頻譜分析單元 1 3 :頻率轉換單元 1 4 :合成器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 1 :分析器 22:頻率內插處理單元 2 3 :合成器 111:延遲單元 1 1 2 :取樣器 113:濾頻器組 141:濾頻器組
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Q 503625 A7 ________B7 _ 五、發明説明（6) 1 4 2 :取樣器 1 4 3 :延遲單元 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 4 4 :加法器 較佳實施例之詳細說明： 以下’將參考圖式，詳細地說明依照本發明之頻率薄 化裝置之實施例。 圖1顯示作爲根據本發明之實施例之頻率薄化裝置之 音訊訊號處理裝置之架構。 如圖1所示，該音訊訊號處理裝置包括一頻率薄化部 份1和一頻率內插部份2。 該頻率薄化部份1包含分析器1 1、一頻譜分析單元 1 2、一頻率轉換單元1 3和一合成器1 4，如圖2所示 〇 如圖3所示，該分析器1 1包含η個延遲單元1 1 1 —0 到 1 1 1 — ( η - 1 ) 、（ η + 1 )個取樣器 1 1 2 —0到1 1 2 - η和一濾頻器組1 1 3 (這裡η爲任何大 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於或等於1的整數）。 該延遲單元1 10 — 0到1 1 1 一（η - 1)組成一 暫存器藉以延遲從每一單元所提供之訊號以作爲在輸出之 前之一訊號樣本之循環週期。 從該延遲單元111-k輸出之訊號爲提供提供至該 取樣器1 1 2 - k (這裡k爲一任意大於0且等於或小於 η - 1之整數），從該延遲單元ill 一（j+i)輸出 本紙張尺度適用中國國家標準（cns )A4規格（210x297公釐） " 503625 A7 __ B7___ 五、發明説明（7) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之訊號同爲提供該延遲單元1 1 1 一 j (亦即j爲一任意 等於或大於0且等於或小於η-2之整數），一關於訊號 處理（亦即藉由該頻率薄化部份1使一訊號經過頻率薄化 處理）之訊號爲提供至該延遲單元111 一（η — 1)。 該提供之訊號能爲藉由依一預定樣本頻率取樣一類比 訊號和將該得到之樣本量化所得到之一數位訊號（例如一 P C Μ數位訊號）。 因此，該延遲單元1 1 1 - k延遲提供至該延遲單元 1 1 1 一（η — 1 )的一PC Μ訊號以用於該PCM訊號 之（η - k )樣本週期並之後輸出該延遲訊號。這裡，藉 由一代表音訊和其他像是電壓和電流之變化之音訊訊號·之 P C Μ調節以得到該P C Μ訊號。 該取樣器1 1 2 — 0到1 1 2 - η於相等於1/ (η + 1 ) P C Μ訊號頻率中取樣一訊號至每一取樣器，該 P C Μ訊號是經過頻率薄化處理然後每一取樣器提供該代 表取樣結果之訊號至該濾頻器組1 1 3。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如前所述，該訊號1 1 2 - k接收從延遲單元1 1 1 -k瑜出之訊號。該經過頻率內插處理之p CM訊號實質 上在同一時間從該頻率薄化部份1提供至該取樣器1 1 2 —η和延遲單元111— (η - 1)。 該濾頻器組1 1 3包含一 D S Ρ (數位訊號處理器） ，C P U (中央處理單元）和其他部份。 如前所述’該濾頻器組1 1 3接收自取樣器1 1 2 -1到1 1 2 — η之輸出之訊號。 本紙張又度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -10- 503625 A7 __B7___ 五、發明説明（8) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該濾頻器組1 1 3產生（η + 1 )個從第一到第（η + 1 )代表從取樣器1 1 2 - 1到1 1 2 - η提供到該濾 頻器組1 1 3之訊號之頻譜分佈之訊號。此時，可能使用 一技術像是多相濾頻器、D C Τ (不連續餘弦轉換）、 LOT (重疊直角轉換）、QMF (方形鏡濾頻器）， M L T (調整重疊轉換）或E L T (展開重疊轉換）。然 後所產生之訊號提供至該頻譜分析單元1 2和該頻率轉換 單元1 3 〇 假使由該濾頻器組113所產生之第Ρ訊號爲一用於 代表最低頻帶之頻譜分佈但是介於（η + 1 )頻帶中之（ Ρ — 1 )頻帶每一具有相同頻帶寬，其中上述之（η + 1 )頻帶爲藉由將從取樣器112-0到112—η所輸出 的頻譜分佈均分爲（η + 1 )之相等頻帶所得到（這裡ρ 爲一介於1到η + 1之間的整數）。 頻譜分析單元1 2包含一 DSP、一 CPU和其他部 份。該頻譜分析單元1 2，從該分析器1 1 (更特別的是 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從濾頻器組1 1 3 )中，接收各代表在之前各（η + 1 ) 頻帶中的頻譜分佈之（η + 1 )訊號。此時，該頻譜分析 單元12執行下述之步驟（1)到（5)。 (1 )該頻譜分析單元1 2首先指明自個別頻帶中的 兩頻帶，該個別頻帶爲藉以由該濾頻器組提供之訊號所代 表，且之後決定在每一頻帶中的頻譜成分之均方値。 (2 )使用在步驟（1 )所決定之兩頻帶中（在這裡 稱該兩頻帶爲第一頻帶和第二頻帶）的頻帶成分之均方値 -11 - 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) Α4規格{ 210X297公釐） 503625 A7 __—___B7_ 五、發明説明（9) ’則在該兩頻帶之一頻帶頻譜成分之値爲按比例縮放。更 特別的是，舉例而言，於第二頻帶中的頻譜成分之均方値 比上於第一頻帶中的頻譜成分之均方値的比値是被決定的 。然後於第二頻帶中的頻譜成分之個別値和先前比値相乘 。則所獲得之乘積之集合爲在第二頻帶中之按比例縮放的 頻譜分佈。 (3 )依最小平方或其他技術之方法於第一和第二頻 帶中決定介於該按比例縮放之頻譜分佈間的相關係數。 其中，假設在具有第一和第二頻帶之較低頻率的頻帶 中每一頻譜成分之頻率爲該原來頻率値加上一介於兩頻帶 之最小頻率値間之不同頻率的總和，則頻譜分析單元1 2 決定該相關係數。 (4 )該頻譜分析單元1 2藉由執行由上述（1 )到 (3 )以決定該相關係數之步驟以用於所有可能之結合如 第一和第二頻帶之結合。之後，基於每一已決定之相關係 數，該關於頻譜移除處理之頻帶，也就是已移除頻帶，從 該代表濾頻器組1 1 3所提供之訊號之個別頻帶中決定。 更特別的是，於對於已決定之相關係數的個別結合中 ，該頻譜分析單元依係數遞減順序自較大相關係數指定結 合的預定數目（在此，該預定數目假設爲X，這裡X爲一 等於或小於（η + 1 )之整數。藉由自濾頻器組1 1 3所 提供之訊號所代表的任一個別頻帶之（η + 1 — X )和頻 帶寬的乘積値成爲自該頻率薄化部份1中輸出之該輸出訊 號之頻帶寬，如稍後描述）。然後，自每一之前已指定的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格（210 Χ297公釐） .〇 \ ' "~ ---------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503625 A7 _ B7 __ 五、發明説明（β 結合中沒有重複地指定一頻帶，亦即，指定X頻帶之總數 。所以每一指定的X頻帶決定爲一已移除頻帶。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (5 )然後，該頻譜分析部份1 2將已移除頻帶和內 插頻帶告知頻率轉換部份1 3，以藉由稍後所述之步驟使 已移除頻帶接受內插。特別的是，該頻譜分析單元1 2將 藉由下述5 Α和5 Β所提供之X組資料總數當作用以表示 已移除頻帶和內插頻帶之資料（頻帶處理資訊），供應給 該頻率轉換部份1 3。同樣，如稍後所述，頻率分析單元 1 2與合成器1 4所產生之P CM訊號同步地輸出資料到 外面。其中，如下所述般提供（5 A )和（5 B )； (5 A )用以指明一已移除頻帶之資料，及 (5 B )確認資料，用以辨識以上述（4 )所指明之 方式與由（5 A )資料指示之已移除頻帶相結合之頻帶， 以作爲內插頻帶。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 頻率轉換單元13包含一 D S P、一 C P U和其他部 份，當頻率轉換單元1 3接收到自濾頻器組1 1 3之上述 (η + 1 )訊號和來自該頻譜分析單元1 2之已移除頻帶 和內插頻帶的告知時，其執行以下步驟（6 )和（7 )。 (6 )首先，頻率轉換器1 3移除濾頻器組1 1 3提 供之上述（η + 1 )訊號所代表之頻譜中已移除頻帶內之 頻譜（亦即，該頻譜分佈薄化了）。 (7 )然後，該訊號轉換單元1 3壓縮該藉由薄化頻 譜分佈所得到之薄化頻譜分佈。 更特別的是，在已移除頻帶之外的其餘頻帶中的頻譜 本紙張尺度適用中®國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) · _ ^ 503625 A7 _ B7 _ 五、發明説明（1) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 分佈會轉換至更低頻率側。亦即，頻率轉換單元1 3產生 一導因於以下步驟（7A)和（7 B)的訊號。（然而’ 該訊號不一定要藉由步驟（7 A )和（7 B )得到。可以 使用任何能提供與該步驟（7 A )、（ 7 B )所得到的訊 號實質相同的訊號之處理。） ,(7 A.)明確地假設，在爲其餘非已移除頻帶和且其 最小頻率比已移除頻帶具有的最小頻率在較高頻率側之頻 帶中，該具有最低頻率之未移除頻帶之頻譜分佈被當成具 有最低頻率之移除頻帶之頻譜分佈處理（亦即，該未移除 頻帶之頻譜分佈轉換至已移除頻帶）。這裡，當未移除頻 帶之頻譜分佈轉換成移除頻帶時，則令藉由自原頻率之値 中減去於具有已轉移頻譜的未移除頻帶之最小頻率和該接 收已轉移頻譜的已移除頻帶的最小頻率間的相差頻率絕對 値以得到該頻率篩出値。 (7 B )然後，該已接收轉換頻譜之已移除頻帶當成 是一新的未移除頻帶且該已送出轉移頻譜到已移除頻帶之 未移除頻帶當成是一新的已移除頻帶，因此，該步驟（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 A )會一直重複直到沒有未移除的頻帶餘留在比已移除 頻帶更高頻率側中爲止。 頻率轉換單元1 3產生一訊號代表藉由依完成上述直 至步驟（7 B )之處理所產生之頻譜分佈並提供產生之訊 號至合成器1 4。 因此，代表藉由將已移除頻帶之外的每一其餘頻帶中 的頻譜分佈封裝至較低頻率側而得到的之訊號（亦即，藉 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） 503625 A7 B7 五、發明説明（β 由薄化和壓縮所得到的頻譜分佈），自該頻率轉換單元 1 3提供至合成器1 4。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 圖4Α顯示一提供至分析器11之PCM訊號頻譜分 佈（在薄化之前）之範例。圖4 B顯示說明藉由將圖4 A 之頻譜分佈接收頻率薄化而得到之薄化頻譜分佈。圖4 C 說明藉由使具有圖4 B之頻譜分佈的P CM訊號接受壓縮 而得到之已薄化且壓縮後的頻譜分佈。 圖4 B爲薄化後之頻譜分佈，在該頻譜分佈中具有最 低最小頻率之（2 ? bY - 1 )除外的頻帶被指定爲提供 至分析器1 1的P CM訊號之6 0個頻帶中的已移除頻帶 (其中，γ爲一大於或等於1 1且小於或等於3 0的整數 )° 圖4 C爲一薄化和壓縮後之頻譜分佈’其係藉由將具 有圖4 B之頻譜分佈之頻譜接受頻譜分佈之壓縮而得到。 在如圖4C所示之頻譜分佈中，第{ (2?嚼）一 21} 頻帶之頻譜偏移至第Z頻帶（Z爲大於或等於2 2且小於 或等於.4 0之任一整數）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖5所示，合成器1 4包含一濾頻器組1 4 1、( n + 1)取樣器142 - 0到142 — η、η延遲單元 1 4 3 - 0 到 1 4 3 — ( η — 1 )和加法器 1 4 4 一 0 到 1 4 4 — ( η — 1 )。 該濾頻器組1 4 1包含一 D S Ρ、一 C P U和其他部 份，並且接收一代表薄化和壓縮後之頻譜分佈之訊號’該 訊號由該頻率轉換單元13輸出。 -15- ^紙張尺度適用中國國家標準（€奶）八4規格（210><297公釐） 503625 A7 B7
五、發明説明（A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再則，該濾頻器組1 4 1以均勻間隔之（η + 1 )點 ，對提供給其的訊號所代表的具有頻譜分佈之訊號進行取 樣，並接著產生代表上述取樣値的（η + 1 )訊號。在此 取樣中，可能使用諸如多相濾頻器、D C Τ、L Ο Τ、 QMF、MLT或ELT等技術。然後，上述產生之（η + 1 )訊號之中的第Ρ訊號提供至該取樣器1 4 2 -（ Ρ —1) (ρ爲一從1到（η + 1)之整數）。 此處，用於產生於由濾頻器組1 4 1產生的訊號所代 表的値之取樣間隔被假定爲實質上等於分析器1 1中的取 樣器1 1 2 — 1到.1 1 2 — η之取樣間隔。 再則，對具有供應給濾頻器組1 4 1訊號所代表之頻 譜之訊號以均勻間隔之（η + 1 )點進行取樣所得到的値 中，在第Ρ個最早時間點所取樣出的値，假設由濾頻器組 1 4 1產生的訊號所代表。 每一取樣器1 4 2 — 1到1 4ν 2 - η將該提供至每一 取樣器之訊號轉換爲比提供的訊號頻率高（η 1 )倍之 訊號，接著輸出代表該已轉換結果之P C Μ訊號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上述，該取樣器1 4 2 -（ ρ - 1 )接收自該濾頻 器組141輸出之第ρ訊號。該取樣器142 — (s — 1 )提供該輸出訊號至加法器1 44 一（ ρ - 1 ) ( s爲一* 自1到η之整數），該取樣器1 4 2 - η提供該輸出訊號 至該延遲單元143-（η-1)。 每一延遲單元1 4 3 — 0到1 4 3 -（ η - 1 )使提 供至該單元之訊號延遲一訊號之循環週期，且輸出該延遲 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ~ 503625 Α7 Β7 五、發明説明（4 訊號。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 來自該延遲單元1 4 3 - k之輸出訊號提供至該加法 邊1 4 4 一 k ( k爲一大於或寺於0且小於或等於（η — 1)之任意整數）’再則，延遲單元143-j接收自該 加法器1 4 4 一（ j + 1 )輸出之訊號（j爲一大於或等 於0且小於或等於（η - 2 )之任意整數）。如前所述， 該延遲單元1 4 3 -（ η— 1 )接收自該取樣器1 4 2 - η所輸出之訊號。 每一加法器144 — 0到144 — (η — 1)均輸出 代表提供到加法器之兩訊號的和之訊號。 加法器1 4 4 一 k接收自取樣器1 4 2 — k和延遲單 元1 4 3 - k所提供之訊號。來自加法器1 44 一 m之輸 出訊號提供至延遲單元143 -（m — 1) (m爲一大於 或等於1且小於或等於（η — 1 )之整數）。自加法器 1 4 4 一 0輸出之訊號組成一自該頻率薄化部份1之輸出 訊號。 自加法器1 4 4 — 0輸出之訊號與從取樣器1 4 2 — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0、142 — 1、142 -（η — 1)和 1 4 2 — η 之一* 系列輸出訊號相對應，個別地，該輸出訊號依與提供至分 析器1 1之P C Μ訊號週期實質相等的週期連續地輸出。 再則，從加法器1 4 4 - 0的輸出訊號爲一與薄化和壓縮 之後之頻譜分佈對應之P C Μ訊號。 該輸出訊號的頻寬實質等於任一個別頻帶的頻寬乘以 (η + 1 — X )，該頻帶爲來自濾頻器組1 1 3且提供至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） _ , 7 _ 503625 A7 B7 五、發明説明（彳| (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 頻率轉換單元1 3的訊號所代表。因爲此原因，該輸出訊 號的頻寬減少至該提供至分析器1 1之P CM訊號之頻寬 的{ (n + 1— X)/(n— 1) }。 如圖6所示，該頻率內插部份2包含一分析器2 1、 一頻率內插處理單元2 2和一合成器2 3。 該分析器2 1具有與頻率薄化部份1中的分析器1 1 實質上相同之結構。該合成器2 3具有與該頻率薄化部份 1中的合成器1 4實質相同之結構。 分析器2 1產生第一到第（n + 1 )之（n + 1 )訊 號以用於代表一 P CM訊號之頻譜分佈，其中該P CM訊 號作爲要自外部導引至頻率內插處理之訊號。所產生之（ n + 1 )訊號會供應至頻率內插處理單元2 2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中，令分析器2 1所產生之第P訊號代表在具有均 等頻寬的（η + 1 )頻帶中（p - 1 )除外的具有最低頻 率之頻帶的頻譜分佈（Ρ爲從1到（η + 1 )之一整數） ，其中藉由將自該資料展開單元提供之P C Μ訊號（亦即 ，要被導引至該頻率內插處理之P CM訊號）之頻譜分佈 均分成（η + 1 )相等頻帶而得到該（η + 1 )頻帶。 該頻率內插處理單元22包含一 DSP、一 CPU和 其他部份。頻率內插處理單元2 2自分析器2 1中接收代 表於上述每一（n + 1 )頻帶中的頻譜分佈之訊號。當被 告知已移除頻帶和內插頻帶的時候，該頻率內插處理單元 2 2執行如後所述之步驟（8 A )和（8 B )，藉以展開 在薄化和壓縮之後的頻譜以形成展開後的頻譜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 - 503625 A7 _ _ B7_^_ 五、發明説明（β (8 A )在自分析器2 1輸出之訊號所代表之頻帶中 ，在該具有最低頻率之已移除頻帶內和比之前已移除頻帶 在更高之頻率側的個別頻帶內的每一頻譜，分別以對應一 頻帶的量偏移至較高頻率側。亦即，假設每一上述頻帶之 中的頻譜分佈分別地代表在較高頻率側上之每一相鄰頻帶 內之頻帶分佈。其中，假設在上述頻帶中的頻譜之每一頻 率被當作頻率之原始値加上上述頻帶頻寬之和處理。結果 ，移除具有最低頻率之已移除頻帶內的頻譜。 (8 B )頻譜已由處理（8A)移除之已移除頻帶被 視爲新的未移除頻帶。然後，該步驟（8A)會一直重複 直到無任何已移除頻帶存在爲止。 接著，頻率內插處理單元2 2指明一功能以代表包絡 ，此包絡係用於至（8 B )的處理所得到之展開處理之後 的頻譜分佈。然後，根據該已指明功能之回歸計算決定頻 譜成分之估計均方値，該頻譜成分應該本與該頻譜已被移 除之已移除頻帶相關。 然後，該頻率內插處理單元2 2從外面執行外部告知 的上述內插頻帶之比例化，且決定要內插至與內插頻帶成 對之已移除頻帶中之頻譜。 亦即，頻率內插處理單元2 2首先決定內插頻帶內的 頻帶成分之均方値。然後，決定已移除頻帶內的頻譜成分 之估計均方値相對於內插頻帶內的頻譜成分之均方値之比 値。而後，該已獲得之比値個別地和每一於該內插頻帶之 中的頻譜成分之値相乘。因此，所得的乘積之集合代表應 ^紙張尺度適用中周國家標準( CNS ) A4規格（210X297公瘦) - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503625 A7 _____B7___ 五、發明説明（ 內插至與此內插頻帶成對之已移除頻帶之中的頻譜分佈。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於是，在內插至該提供到頻率內插部份2之P C Μ訊 號的頻譜分佈之後，自該頻率內插處理單元2 2提供至該 合成器2 3的訊號代表藉由加入該已移除頻帶之頻譜成分 所得到之頻譜分佈（在內插後的頻譜分佈）。 然而，當該頻率內插處理單元2 2處理頻譜分佈使其 內插入該已移除頻帶如同內插之後在已移除頻帶中的頻譜 分佈時，則假使於該按比例縮放之內插頻帶中每一頻譜的 頻率依其頻率原有値加以於該已移除頻帶之最小頻率和該 內插頻帶之最小頻率之間之頻率差所得之和來處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合成器2 3自該頻率內插處理單元2 2接收代表內插 後的頻譜分佈之訊號，之後，其輸出具有對應於內插後的 頻譜分佈之頻譜分佈的P CM訊號。換句話說，自合成器 2 3所輸出的訊號對應於用於連續輸出的訊號之P C Μ訊 號，該連續輸出的訊號藉由對內插後之頻譜分佈，以均勻 間隔之（η + 1 )點進行取樣而得到，其中，係依實質等 於供應給分析器2 1之P C Μ訊號的週期之週期來輸出該 訊號。 在此，圖7Α顯示提供至分析器2 1之P CM訊號之 頻譜分佈的實施例（在其展開和內插之前）。圖7 B顯示 藉由展開該圖7 A之頻譜分佈所得到之頻譜分佈，亦即， 在展開之後之頻譜分佈。圖7 C顯示藉由使已展開之圖 7 B頻譜經過頻率內插處理而得到之內插之後頻譜分佈的 實施例。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 503625 A7 _B7 五、發明説明（4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中，假設具有圖7A之頻譜分佈之P CM訊號爲使 原始音訊訊號，亦即未經薄化也未經壓縮之訊號，接受實 質上同於根據本發明之音訊訊號處理裝置之頻率薄化部份 1之處理而得到之訊號。在該均分原始音訊訊號之頻譜成 爲相等頻帶之60個頻帶中，已移除頻帶係（2 ·Υ) -1除外的具有最低的最小頻率之頻帶且與已移除頻帶成對 之內插頻帶係{ ( 2 · Υ ) - 2 }除外（Υ爲一大於或小 於1 1且小於或等於3 0之任意整數）之具有最低之最小 頻率之頻帶。 在此情形中，如圖7 Β所示，在圖7 Α之頻譜中，展 開後的頻譜對應於藉由偏移Z - 1除外的最低頻帶至第（ 2 · Z - 2 1 )頻帶而得到之頻譜（Z爲大於或等於2 2 且小於或等於4 0之整數）。 再則，如圖7 C所述，內插後之頻譜分佈等於已移除 頻帶（2 · Y - 1除外的最低頻帶）和具有實質上同於上 述已移除頻帶成對之內插頻帶（{ (2 ·Υ) - 2}除外 的最低頻帶）之頻譜分佈的頻譜相加所得之和。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在進行頻率薄化和壓縮之前，如7 Β所述之展開和如 圖7 C所述之內插提供一接近於P CM訊號頻譜的頻譜。 因此，藉由自合成器2 3輸出之P C Μ訊號以恢復音訊訊 號，將提供具有高音訊品質之音訊訊號。 該音訊訊號處理裝置之結構不受限於上述結構。 舉例而言，該頻率薄化部份1進一步包含一壓縮資料 單元。假設該壓縮資料之單元包含D S Ρ、C P U和其他 1紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐） ~ ~ 503625 Α7 Β7 五、發明説明（1¾ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 部份，且又包括儲存媒體機，用以自一儲存媒體（例如 C D - R等等）將資料寫入和讀出。假設資料壓縮單元接 收頻率薄化部份1之輸出訊號且壓縮使用諸如MP3、 A A C (進階音訊編碼）等技術的輸出訊號所代表之資料 ’輸出已壓縮資料。或者，該藉由上述壓縮所得到之資料 會記錄於外部儲存媒體中，外部儲存媒體係裝置於儲存媒 體機中。 壓縮資料單元包含通訊控制裝置以取代儲存媒體機或 與儲存媒體機一起使用，通訊控制裝置係由與外部通訊線 相連結之數據機、終端配接器等等組成。在此情形中，該 壓縮資料單元包括壓縮來自頻率薄化部份1之輸出訊號所 代表之資料並將結果資料經由通訊線傳送至外面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再則，該音訊訊號處理裝置可包含展開資料單元。假 設展開資料單元包含D S P、C P U和其他部份，且又包 含一儲存媒體機。該展開資料單元接收藉由依一經由設置 於儲存媒體機上之外部儲存媒體之技術如Μ P 3和A A C 壓縮一 P C Μ訊號或是使用任何來自外部之其他技術所得 到的資料訊號。然後，假設該展開資料單元將該藉由一技 術如Μ Ρ 3和A A C所得到之資料展開，並產生代表上述 展開所獲得的資料之P C Μ訊號，之後提供該已產生的訊 號至該頻率內插部份2。 展開資料單元可包含一連結控制器取代一儲存媒體機 外或是附加一儲存媒體機。在此情形下，該代表藉由依一 壓縮技術如Μ Ρ 3和A A C壓縮一 P C Μ訊號所得到之資 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） 503625 A7 _B7 __ 五、發明説明（2¾ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 料訊號經由一來自外部之通訊線提供至該展開資料單元° 之後，該展開資料單元可能接收和展開該已提供之資料’ 且之後將一代表藉由展開所得到的資料之P C M訊號提供 至該頻率內插部份2。 同樣，要被導至於該頻率薄化部份1中的頻率薄化之 訊號和要被導至頻率內插部份2中的頻率內插之訊號既不 受限於一 P CM訊號也不受限於藉由調變一音訊訊號所得 到的一已調變波。 再者，DSP和CPU可執行延遲單元1 1 1 一 〇到 111 — (η— 1)及 143 — 0 到 143 — (η - 1) 、取樣器 1 1 2 — 0 到 1 1 2 — η 和 1 4 2 — 0 到 1 4 2 —η、和加法器144 — 0到144 — (η— 1)之功能 〇 再則，取代相關係數，根據雨頻帶的頻譜分佈，頻譜 分析單元1 2可決定任何代表在兩頻帶之頻譜間的相關性 之數値，且之後使用數據値以決定已移除頻帶（和內插頻 帶）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再則，如同上述步驟（4 )之內容，頻譜分析單元 1 2只對彼此相鄰頻帶之結合執行上述步驟（1 ) 一（ 3 )’以取代對諸如第一與第二頻帶的組合等所有可能組合 ’執行該上述步驟（1 ) 一（ 3 )。然後，在用來決定相 關係數之個別組合中，頻譜分析單元1 2可能以從最大相 關係數開始遞減之順序，指明預定數目的組合。然後，每 一已指定的組合之較高頻率側（或是較低頻率側）之頻帶 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -23- 503625 A7 B7 _ 五、發明説明（2) 可能被決定爲已移除頻帶’而且較低頻率側（或是較高頻 率側）之頻帶可能被決定爲內插頻帶。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再則，如果用於提供至頻率內插部份2的p c Μ訊號 之內插頻帶（或是移除頻帶）與在較低頻率側（或是較高 頻率側）的內插頻帶相鄰，則頻率內插部份2不需要爲了 使P CM訊號展開或是接受內插而接收內插頻帶（或移除 頻帶）之告知。 再則，在上述處理中，頻率薄化部份1將每一於未移 除頻帶中的頻譜轉換至較低頻率側以維持於個別頻譜間之 頻率的高低關係。然而，在壓縮後不一定要維持該於個別 頻譜間之頻率的高低關係，每一於一未移除頻帶之間的頻 譜可能轉移以保持一關係以致於介於未移除頻帶之任一部 份頻譜分佈可能實質上至少與一壓縮過後之頻譜分佈之一 部份相符合。 雖然上述已經敘述本發明之實施例，但可以用一般的 電腦系統來實行根據本發明之頻率薄化裝置，並非一定要 一特定系統。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 舉例而言，自儲存一程式以用於實行如上述分析器 1 1、頻譜分析單元1 2、頻率轉換單元1 2和合成器 1 4之運作的一媒體（C D — R、Μ〇、一軟性磁碟等等 )中，該程式可能安裝至一個人電腦或微電腦中，藉以構 成該執行上述步驟之頻率薄化部份。 再則，自一儲存一用於實行如上述分析器2 1、頻率 內插處理單元2 2和合成器2 3之程式之媒體中，程式可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -24 - 503625 A7 B7 五、發明説明（ 輸入一個人電腦或微電腦，以構成該執行如上述的處理之 頻率內插部份2。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再則，舉例而言，該程式可能以通訊線公佈於電子佈 告欄（B B S )上，而且之後經由該通訊線傳送。藉由調 整一具有用於代表該程式之訊號之載波所得到的已調變波 能夠被傳送以致於接收調變波的接收設備解調變該波以用 於儲存該程式。 再則，該程式在一作業系統的控制下開始執行，因此 可能實行該程式以如同其他應用程式的相同方式，以執行 如上述的步驟。 另外，如果一作業系統分擔該處理的部份或作業系統 構成本發明之一元件，則該儲存媒體可能儲存該部份除外 的其餘程式。在此情形下，在本發明中，該儲存媒體可能 儲存電腦所實行的每一功能或是用於執行步驟之程式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，根據本發明，提供一頻率薄化裝置和頻率 薄化方法，以即使是具有高頻部份急遽衰減的頻率成份之 訊號仍能正確地恢復之方式，以壓縮訊號之頻寬。再則， 根據本發明，提供一頻率薄化裝置和頻率薄化方法以用於 壓縮一音訊訊號同時維持該音訊訊號的高品質。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐）