ES3040832T3

ES3040832T3 - Decoding device and method, and program

Info

Publication number: ES3040832T3
Application number: ES23168017T
Authority: ES
Inventors: Yuki Yamamoto; Toru Chinen
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2025-11-05
Anticipated expiration: 2031-10-05
Also published as: EP4600954B1; RU2630384C1; AR083365A1; BR112013008490B1; KR101835910B1; WO2012050023A1; CN103155031B; AU2011314848A1; EP2608199A1; US20130208902A1; TW201227719A; EP4220638A1; US10236015B2; RU2013115770A; CA2811085C; JP5707842B2; KR20180026791A; KR20130141478A; MX2013003952A; US20170352365A1

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de decodificación que comprende: un circuito demultiplexor configurado para demultiplexar datos codificados de entrada en datos codificados de baja frecuencia, información de coeficientes para obtener un conjunto de coeficientes e información de suavizado relacionada con el suavizado; un circuito de decodificación de baja frecuencia configurado para decodificar los datos codificados de baja frecuencia para generar una señal de baja frecuencia; un circuito divisor de subbandas configurado para dividir la señal de baja frecuencia en una pluralidad de subbandas para generar una señal de subbanda de baja frecuencia para cada una de las subbandas; un circuito de cálculo de cantidad de características configurado para calcular una cantidad de características en función de las señales de subbanda de baja frecuencia; un circuito de suavizado configurado para someter la cantidad de características a un suavizado en función de la información de suavizado que indica el número de tramas utilizadas para el suavizado; un circuito generador configurado para generar una señal de alta frecuencia en función del conjunto de coeficientes obtenido a partir de la información de coeficientes, la cantidad de características sometida a suavizado y las señales de subbanda de baja frecuencia; y un circuito sintetizador configurado para sintetizar una señal de salida a partir de la señal de baja frecuencia y la señal de alta frecuencia, y para emitir dicha señal de salida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y método de decodificación, y programa

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo y método de codificación, a un dispositivo y método de decodificación, y a un programa, y se refiere específicamente a un dispositivo y método de codificación, a un dispositivo y método de decodificación, y a un programa, que permiten reproducir señales musicales con una alta calidad de sonido mediante la expansión de una banda de frecuencia.

Antecedentes de la técnica

En los últimos años, se ha extendido el servicio de distribución de música para distribuir datos musicales a través de Internet o similares. Con este servicio de distribución de música, los datos codificados obtenidos mediante la codificación de señales musicales, se distribuyen como datos de música. Como técnica de codificación de señales musicales, se ha convertido en tendencia una técnica de codificación en donde se reduce la tasa de bits al tiempo que se suprime la capacidad de archivo de los datos codificados, de modo que no se pierda tiempo en el momento de la descarga.

Dichas técnicas de codificación de señales musicales se dividen, a grandes rasgos, en una técnica de codificación tal como MP3 (Capa de audio 3 de MPEG [Grupo de expertos de imágenes en movimiento; del inglés “ Moving Picture Experts Group” ]) (norma internacional ISO/IEC 11172-3), entre otras, y una técnica de codificación tal como HE-AAC (MPEG4 AAC de alta eficiencia; del inglés “ High Efficiency MPEG4 AAC” ) (norma internacional ISO/IEC 14496-3), entre otras.

Con la técnica de codificación representada por MP3, de señales musicales, se eliminan los componentes de señal de una banda de alta frecuencia (en lo sucesivo, denominada alta frecuencia) que sean iguales o superiores a alrededor de 15 kHz o que apenas los pueda detectar el oído humano, y se codifican los componentes de señal de la banda de baja frecuencia restante (en lo sucesivo, denominada baja frecuencia). Dicha técnica de codificación se denominará técnica de codificación por eliminación de alta frecuencia. Con esta técnica de codificación por eliminación de alta frecuencia, se puede suprimir la capacidad de archivo de los datos codificados. Sin embargo, el oído humano puede detectar ligeramente el sonido de alta frecuencia y, en consecuencia, en el momento de generar y emitir sonido a partir de señales musicales después de la decodificación obtenida mediante la decodificación de datos codificados, puede producirse un deterioro en la calidad del sonido, tal como la pérdida de la sensación de presencia que tiene el sonido original, o puede parecer que el sonido esté amortiguado.

Por el contrario, con la técnica de codificación representada por HE-AAC, la información de características se extrae de los componentes de señal de alta frecuencia, y se codifica junto con los componentes de señal de baja frecuencia. En lo sucesivo, dicha técnica de codificación se denominará técnica de codificación de características de alta frecuencia. Con la técnica de codificación de características de alta frecuencia, solo la información de características de los componentes de señal de alta frecuencia se codifica como información relacionada con los componentes de señal de alta frecuencia y, en consecuencia, se puede mejorar la eficiencia de codificación al tiempo que se suprime el deterioro de la calidad del sonido.

Al decodificar los datos codificados que se han codificado con la técnica de codificación de características de alta frecuencia, se decodifican los componentes de señal de baja frecuencia y la información de características, y los componentes de señal de alta frecuencia, después de la decodificación, se generan a partir de los componentes de señal de baja frecuencia y la información de características. Por lo tanto, una técnica para expandir la banda de frecuencia de componentes de señal de baja frecuencia mediante la generación de componentes de señal de alta frecuencia a partir de componentes de señal de baja frecuencia, se denominará en lo sucesivo técnica de expansión de banda.

Como una aplicación de la técnica de expansión de banda, hay un posprocesamiento después de decodificar los datos codificados mediante la técnica de codificación por eliminación de alta frecuencia descrita anteriormente. Con este posprocesamiento, los componentes de señal de alta frecuencia perdidos por la codificación se generan a partir de los componentes de señal de baja frecuencia después de la decodificación, expandiendo de este modo la banda de frecuencia de los componentes de señal de baja frecuencia (véase el documento PTL 1). Cabe señalar que la técnica de expansión de banda de frecuencia según el documento PTL 1 se denominará en lo sucesivo técnica de expansión de banda según el documento PTL 1.

Con la técnica de expansión de banda según el documento PTL 1, un dispositivo toma componentes de señal de baja frecuencia después de decodificarlos como señal de entrada, estima el espectro de potencia de alta frecuencia (en lo sucesivo, denominado envolvente espectral de alta frecuencia, según corresponda) a partir del espectro de potencia de las señales de entrada, y genera componentes de señal de alta frecuencia que tienen la envolvente espectral de alta frecuencia a partir de los componentes de señal de baja frecuencia.

La Figura 1 ilustra un ejemplo del espectro de potencia de baja frecuencia después de la decodificación, que sirve como señal de entrada, y la envolvente espectral de alta frecuencia estimada.

En la Figura 1, el eje vertical indica mediante logaritmos la potencia, y el eje horizontal indica la frecuencia.

El dispositivo determina la banda del extremo de baja frecuencia de los componentes de señal de alta frecuencia (en lo sucesivo, denominada banda de inicio en expansión) a partir de la información del tipo de método de codificación relacionado con la señal de entrada, la tasa de muestreo, la tasa de bits, etc. (en lo sucesivo, denominada información auxiliar). A continuación, el dispositivo divide la señal de entrada que sirve como componentes de señal de baja frecuencia, en múltiples señales de subbanda. El dispositivo obtiene el promedio para cada grupo con respecto a una dirección temporal de potencia (en lo sucesivo, denominada potencia de grupo) de cada una de las múltiples señales de subbanda después de la división, es decir, las múltiples señales de subbanda en el lado de frecuencia más baja que la banda de inicio en expansión (en lo sucesivo, denominado simplemente lado de baja frecuencia). Como se ilustra en la Figura 1, el dispositivo toma como potencia un punto con el promedio de la potencia de grupo de cada una de las múltiples señales de subbanda en el lado de baja frecuencia, y también la frecuencia del extremo inferior de la banda de inicio en expansión como frecuencia, como origen. El dispositivo realiza la estimación con una línea recta primaria con una inclinación predeterminada atraviesa su origen como envolvente espectral en el lado de frecuencia más alta que la banda de inicio en expansión (en lo sucesivo, denominado simplemente lado de alta frecuencia). Cabe señalar que el usuario puede ajustar la posición de la dirección de potencia del punto de origen. El dispositivo genera cada una de las múltiples señales de subbanda en el lado de alta frecuencia a partir de múltiples señales de subbanda en el lado de baja frecuencia a fin de obtener la envolvente espectral estimado en el lado de alta frecuencia. El dispositivo añade las múltiples señales de subbanda generadas en el lado de alta frecuencia para obtener componentes de señal de alta frecuencia y, además, añade los componentes de señal de baja frecuencia y los emite. Por lo tanto, las señales musicales después de expandir la banda de frecuencia se aproximan a las señales musicales originales. En consecuencia, se pueden reproducir señales musicales con una calidad más alta de sonido. La técnica de expansión de banda mencionada anteriormente según el documento PTL 1 tiene una característica en donde, con respecto a diversas técnicas de codificación por eliminación de alta frecuencia y datos codificados con diversas tasas de bits, se puede expandir la banda de frecuencia con respecto a las señales musicales después de la decodificación de los datos codificados de las mismas.

Lista de citas

Bibliografía de patentes

PTL 1: Publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2008-139844

PTL 2: JP 2010-79275A

Resumen de la invención

Problema técnico

Sin embargo, con la técnica de expansión de banda según el documento PTL 1, hay margen de mejora en el sentido de que la envolvente espectral estimada en el lado de alta frecuencia se convierte en una línea recta primaria con una inclinación predeterminada, es decir, en el sentido de que la forma de la envolvente espectral es fija.

Específicamente, los espectros de potencia de las señales musicales tienen varias formas, y puede haber muchos casos en los que se desvíen en gran medida de la envolvente espectral en el lado de alta frecuencia estimada por la técnica de expansión de banda según el documento PTL 1, dependiendo de los tipos de señales musicales.

La Figura 2 ilustra un ejemplo del espectro de potencia original de una señal musical de naturaleza de ataque (señal musical con ataque) que acompaña a un cambio temporal rápido, tal como golpear una vez fuertemente un tambor. Cabe señalar que la Figura 2 también ilustra la envolvente espectral en el lado de alta frecuencia estimada mediante la técnica de expansión de banda según el documento PTL 1, a partir de componentes de señal en el lado de baja frecuencia de una señal musical con el ataque que sirve como señal de entrada.

Como se ilustra en la Figura 2, el espectro de potencia original en el lado de alta frecuencia de la señal musical con ataque, es generalmente plano.

Por otro lado, la envolvente espectral estimada en el lado de alta frecuencia tiene una inclinación negativa predeterminada y, en consecuencia, incluso cuando se ajuste la potencia en el origen de forma aproximada al espectro de potencia original, a medida que aumente la frecuencia, aumentará la diferencia con el espectro de potencia original.

Por lo tanto, con la técnica de expansión de banda según el documento PTL 1, según la envolvente espectral estimada en el lado de alta frecuencia, la envolvente espectral original en el lado de alta frecuencia no se puede reproducir con alta precisión. Como resultado de ello, en el momento de generar y emitir sonido a partir de una señal musical después de expandir la banda de frecuencia, se ha perdido la claridad del sonido en comparación con el sonido original en cuanto a la capacidad de escucha.

Además, con la técnica de codificación característica de alta frecuencia mencionada anteriormente, tal como la HE-AAC o similar, aunque la envolvente espectral en el lado de alta frecuencia se emplea como información de características de los componentes de señal de alta frecuencia a codificar, se exige que el lado de decodificación reproduzca con alta precisión la envolvente espectral en el lado de alta frecuencia.

La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta tales situaciones, y permite reproducir señales musicales con una alta calidad de sonido mediante la expansión de la banda de frecuencia.

Solución al problema

La invención se resuelve mediante los objetos de las reivindicaciones independientes.

Efectos de la invención

Según la presente invención, las señales musicales se pueden reproducir con una mayor calidad de sonido mediante la expansión de la banda de frecuencia.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] La Figura 1 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un espectro de potencia de baja frecuencia después de la decodificación, que sirve como señal de entrada, y una envolvente espectral de alta frecuencia estimada. [Figura 2] La Figura 2 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un espectro de potencia original de una señal musical con ataque que acompaña a un cambio rápido temporal.

[Figura 3] La Figura 3 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de expansión de banda de frecuencia según una primera realización de la presente invención.

[Figura 4] La Figura 4 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de expansión de banda de frecuencia por el dispositivo de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3.

[Figura 5] La Figura 5 es un diagrama que ilustra el espectro de potencia de una señal a introducir en el dispositivo de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3, y las ubicaciones en el eje de frecuencia de los filtros de paso de banda.

[Figura 6] La Figura 6 es un diagrama que ilustra un ejemplo de la característica de frecuencia de un segmento vocal y el espectro de potencia de alta frecuencia estimado.

[Figura 7] La Figura 7 es un diagrama que ilustra un ejemplo del espectro de potencia de una señal a introducir en el dispositivo de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3.

[Figura 8] La Figura 8 es un diagrama que ilustra un ejemplo del espectro de potencia después del filtrado cepstral de la señal de entrada en la Figura 7.

[Figura 9] La Figura 9 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de aprendizaje de coeficientes para realizar el aprendizaje de un coeficiente a utilizar en un circuito de generación de señales de alta frecuencia del dispositivo de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3.

[Figura 10] La Figura 10 es un diagrama de flujo que describe un ejemplo de procesamiento de aprendizaje de coeficientes mediante el dispositivo de aprendizaje de coeficientes de la Figura 9.

[Figura 11] La Figura 11 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de codificación según una segunda realización de la presente invención.

[Figura 12] La Figura 12 es un diagrama de flujo que describe un ejemplo de procesamiento de codificación por el dispositivo de codificación de la Figura 11.

[Figura 13] La Figura 13 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de decodificación según la segunda realización de la presente invención.

[Figura 14] La Figura 14 es un diagrama de flujo que describe un ejemplo de procesamiento de decodificación por el dispositivo de decodificación en la Figura 13.

[Figura 15] La Figura 15 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de aprendizaje de coeficientes para realizar el aprendizaje de un vector representativo a utiliza en el circuito de codificación de alta frecuencia del dispositivo de codificación de la Figura 11, y de un coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado a utilizar en el circuito de decodificación de alta frecuencia del dispositivo de decodificación de la Figura 13.

[Figura 16] La Figura 16 es un diagrama de flujo que describe un ejemplo de procesamiento de aprendizaje de coeficientes por el dispositivo de aprendizaje de coeficientes de la Figura 15.

[Figura 17] La Figura 17 es un diagrama que ilustra un ejemplo de una cadena de códigos que emite el dispositivo de codificación de la Figura 11.

[Figura 18] La Figura 18 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de codificación.

[Figura 19] La Figura 19 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de codificación.

[Figura 20] La Figura 20 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de decodificación.

[Figura 21] La Figura 21 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de decodificación.

[Figura 22] La Figura 22 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de codificación.

[Figura 23] La Figura 23 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de decodificación.

[Figura 24] La Figura 24 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de codificación.

[Figura 25] La Figura 25 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de codificación.

[Figura 26] La Figura 26 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de codificación.

[Figura 27] La Figura 27 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de codificación.

[Figura 28] La Figura 28 es un diagrama que ilustra un ejemplo de configuración de un dispositivo de aprendizaje de coeficientes.

[Figura 29] La Figura 29 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de aprendizaje de coeficientes. [Figura 30] La Figura 30 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de codificación.

[Figura 31] La Figura 31 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de codificación.

[Figura 32] La Figura 32 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de decodificación.

[Figura 33] La Figura 33 es un diagrama de flujo que describe un procesamiento de decodificación.

[Figura 34] La Figura 34 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración de hardware de un ordenador que ejecuta el procesamiento al que se le aplica mediante un programa la presente invención.

Descripción de realizaciones

La descripción comprende múltiples realizaciones. Las realizaciones 1 a 6 no forman parte de la invención, pero son útiles para su comprensión. El codificador de la realización 7 no forma parte de la invención, pero es útil para su comprensión. El decodificador de la realización 7 forma parte de la invención. Cabe señalar que la descripción se realizará según el siguiente orden.

1. Primera realización (caso en el que la presente invención se aplica a un dispositivo de expansión de banda de frecuencia)

2. Segunda realización (caso en el que la presente invención se aplica a un dispositivo de codificación y a un dispositivo de decodificación)

3. Tercera realización (caso en el que se incluye un índice de coeficiente en los datos codificados de alta frecuencia) 4. Cuarta realización (caso en el que se incluye un índice de coeficiente y una diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en los datos codificados de alta frecuencia)

5. Quinta realización (caso en el que se selecciona un índice de coeficiente utilizando un valor evaluado)

6. Sexta realización (caso en el que se comparten parte de los coeficientes)

7. Séptima realización (caso en el que se somete una cantidad de características a un suavizado)

<1. Primera realización>

En la primera realización, los componentes de señal de baja frecuencia después de la decodificación a obtener mediante la decodificación de los datos codificados utilizando la técnica de codificación por eliminación de alta frecuencia, se someten a un procesamiento para expandir la banda de frecuencia (en lo sucesivo, denominado procesamiento de expansión de banda de frecuencia).

[Ejemplo de configuración funcional de dispositivo de expansión de banda de frecuencia]

La Figura 3 muestra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de expansión de banda de frecuencia al que se aplica la presente invención.

Un dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia toma un componente de señal de baja frecuencia después de la decodificación como señal de entrada, y somete la señal de entrada del mismo a un procesamiento de expansión de banda de frecuencia, y emite una señal después del procesamiento de expansión de banda de frecuencia obtenido como resultado del mismo como señal de salida.

Un dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia está constituido por un filtro 11 de paso bajo, un circuito 12 de retardo, filtros 13 de paso de banda, un circuito 14 de cálculo de cantidad de características, un circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia, un circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia, un filtro 17 de paso alto y un sumador 18 de señales.

El filtro 11 de paso bajo filtra una señal de entrada con una frecuencia de corte predeterminada y suministra el componente de señal de baja frecuencia que es un componente de señal de baja frecuencia al circuito 12 de retardo como señal de posfiltrado.

Para sincronizar el momento de adición de un componente de señal de baja frecuencia procedente del filtro 11 de paso bajo y un componente de señal de alta frecuencia que se describirá más adelante, el circuito 12 de retardo retrasa el componente de señal de baja frecuencia durante un cierto tiempo fijo de retardo para suministrarlo al sumador 18 de señales.

Los filtros 13 de paso de banda consisten en los filtros 13-1 a 13-N de paso de banda, cada uno de los cuales tiene una banda de paso diferente. El filtro 13-i (1 < i < N) de paso de banda pasa una señal de banda de paso predeterminada de las señales de entrada, y la suministra al circuito 14 de cálculo de cantidades de características y al circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia como una de las múltiples señales de subbanda.

El circuito 14 de cálculo de cantidades de características calcula una o múltiples cantidades de características mediante al menos una cualquiera de las múltiples señales de subbanda de los filtros 13 de paso de banda o la señal de entrada para suministrar al circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia. En este caso, la cantidad de característica es información que representa características como señal de la señal de entrada.

El circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula un valor estimado de una potencia de subbanda de alta frecuencia, que es una potencia de una señal de subbanda de alta frecuencia, para cada subbanda de alta frecuencia, en función de una o múltiples cantidades de características procedentes del circuito 14 de cálculo de cantidades de características, y las suministra al circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia.

El circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia genera un componente de señal de alta frecuencia que es un componente de señal de alta frecuencia en función de las múltiples señales de subbanda procedentes de los filtros 13 de paso de banda, y los múltiples valores estimados de potencia de subbanda de alta frecuencia del circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia para suministrarlos al filtro 17 de paso alto.

El filtro 17 de paso alto filtra los componentes 16 de señal de alta frecuencia procedente del circuito de generación de señales de alta frecuencia con una frecuencia de corte correspondiente a la frecuencia de corte en el filtro 11 de paso bajo, y la suministra al sumador 18 de señales.

El sumador 18 de señales añade el componente de señal de baja frecuencia del circuito 12 de retardo y el componente de señal de alta frecuencia del filtro 17 de paso alto, y lo emite como una señal de salida.

Cabe señalar que, con la configuración de la Figura 3, para obtener una señal de subbanda, se aplican los filtros 13 de paso de banda, aunque no se limita a esto, y se puede aplicar un filtro divisor de banda, como se describe en el documento PTL 1, por ejemplo.

Además, de manera similar, con la configuración de la Figura 3, a fin de sintetizar señales de subbanda, se aplica el sumador 18 de señales, pero no se limita a esto, se puede aplicar un filtro sintético de banda como el descrito en el documento PTL 1.

[Procesamiento de expansión de banda de frecuencia del dispositivo de expansión de banda de frecuencia] A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 4, el procesamiento de expansión de banda de frecuencia realizado por el dispositivo de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3.

En el paso S1, el filtro 11 de paso bajo filtra la señal de entrada con una frecuencia de corte predeterminada, y suministra el componente de señal de baja frecuencia que sirve como señal de posfiltrado al circuito 12 de retardo. El filtro 11 de paso bajo puede establecer una frecuencia opcional como frecuencia de corte pero, en la presente realización, se toma una banda predeterminada como banda de inicio de expansión descrita más adelante, y se establece una frecuencia de corte correspondiente a la frecuencia de extremo inferior de la banda de inicio de expansión de la misma. Por consiguiente, el filtro 11 de paso bajo suministra un componente de señal de baja frecuencia, que es un componente de señal de frecuencia más baja que la banda de inicio de expansión, al circuito 12 de retardo como una señal de posfiltrado.

Además, el filtro 11 de paso bajo también puede establecer la frecuencia óptima como una frecuencia de corte según la técnica de codificación por eliminación de alta frecuencia de la señal de entrada, y los parámetros de codificación, tales como la tasa de bits, etc. Como parámetros de codificación, se puede utilizar, por ejemplo, la información auxiliar empleada por la técnica de expansión de banda según el documento PTL 1.

En el paso S2, el circuito 12 de retardo retrasa el componente de señal de baja frecuencia del filtro 11 de paso bajo en una cantidad fija de tiempo de retardo, y lo suministra al sumador 18 de señales.

En el paso S3, el filtro 13 de paso de banda (filtros 13-1 a 13-N de paso de banda) divide la señal de entrada en múltiples señales de subbanda, y suministra cada una de las múltiples señales de subbanda posteriores a la división, al circuito 14 de cálculo de cantidades de características y al un circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia. Cabe señalar que, con respecto al procesamiento divisor de señales de entrada por parte de los filtros 13 de paso de banda, los detalles del mismo se describirán más adelante.

En el paso S4, el circuito 14 de cálculo de cantidades de características calcula una o múltiples cantidades de características mediante al menos una de las múltiples señales de subbanda de los filtros 13 de paso de banda y la señal de entrada para suministrar al circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia. Cabe señalar que, con respecto al procesamiento de cálculo de cantidades de características por parte del circuito 14 de cálculo de cantidades de características, los detalles del mismo se describirán más adelante.

En el paso S5, el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula múltiples valores estimados de potencia de subbanda de alta frecuencia, en función de una única o múltiples cantidades de características del circuito 14 de cálculo de cantidades de características, y los suministra al circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia. Cabe señalar que, con respecto al procesamiento para calcular los valores estimados de potencia de subbanda de alta frecuencia por el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia, los detalles del mismo se describirán más adelante.

En el paso S6, el circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia genera un componente de señal de alta frecuencia en función de las múltiples señales de subbanda de los filtros 13 de paso de banda, y los múltiples valores estimados de potencia de subbanda de alta frecuencia del circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia, y suministra esto al filtro 17 de paso alto. El componente de señal de alta frecuencia mencionado aquí es un componente de señal de frecuencia más alta que la banda de inicio de expansión. Cabe señalar que, con respecto al procesamiento de generación de componentes de señal de alta frecuencia por el circuito 16 de generación de señal de alta frecuencia, los detalles del mismo se describirán más adelante.

En el paso S7, el filtro 17 de paso alto filtra los componentes de señal de alta frecuencia del circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia, eliminando de este modo el ruido, tal como los componentes dealiasinghacia la baja frecuencia incluida en un componente de señal de alta frecuencia, y suministra el componente de señal de alta frecuencia al sumador 18 de señales.

En el paso S8, el sumador 18 de señales añade el componente de señal de baja frecuencia del circuito 12 de retardo y el componente de señal de alta frecuencia del filtro 17 de paso alto, y suministra esto como una señal de salida. Según el procesamiento mencionado anteriormente, la banda de frecuencia puede expandirse respecto a un componente de señal de baja frecuencia después de la decodificación.

A continuación, se describirán los detalles de cada proceso de los pasos S3 a S6 en el diagrama de flujo de la Figura 4.

[Detalles del procesamiento por filtro de paso de banda]

En primer lugar, se describirán los detalles del procesamiento por el filtro 13 de paso de banda del paso S3 del diagrama de flujo de la Figura 4.

Cabe señalar que, para facilitar la descripción, en lo sucesivo, el número N de filtros 13 de paso de banda será N = 4. Por ejemplo, una de las 16 subbandas obtenidas dividiendo por igual una frecuencia de Nyquist de la señal de entrada en 16, se toma como banda de inicio de expansión, cuatro subbandas de las 16 subbandas cuyas frecuencias son más bajas que la banda de inicio de expansión se toman como bandas de paso de los filtros 13-1 a 13-4 de paso de banda, respectivamente.

La Figura 5 ilustra ubicaciones en el eje de frecuencia de las bandas de paso de los filtros 13-1 a 13-4 de paso de banda, respectivamente.

Como se ilustra en la Figura 5, si suponemos que, de las bandas de frecuencia (subbandas) que son inferiores a la banda de inicio de expansión, el índice de la primera subbanda de la alta frecuencia es sb, el índice de la segunda subbanda es sb - 1, y el índice de la primera subbanda es sb - (I -1), los filtros 13-1 a 13-4 de paso de banda asignan, respectivamente, como bandas de paso, las subbandas que tienen una frecuencia más baja que la banda de inicio de expansión, las subbandas cuyos índices son sb a sb - 3.

Cabe señalar que, con la presente realización, las bandas de paso de los filtros 13-1 a 13-4 de paso de banda son cuatro subbandas predeterminadas de 16 subbandas obtenidas dividiendo por igual la frecuencia de Nyquist de la señal de entrada en 16, respectivamente, aunque sin limitarse a esto, y pueden predeterminarse cuatro subbandas de 256 subbandas obtenidas dividiendo por igual la frecuencia de Nyquist de la señal de entrada en 256, respectivamente. Además, los anchos de banda de los filtros 13-1 a 13-4 de paso de banda pueden diferir.

[Detalles del procesamiento por circuito de cálculo de cantidad de características]

A continuación, se realizará una descripción con respecto a los detalles del procesamiento por parte del circuito 14 de cálculo de cantidades de características en el paso S4 del diagrama de flujo de la Figura 4.

El circuito 14 de cálculo de cantidades de características calcula una o múltiples cantidades de características a utilizar para que el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia calcule un valor estimado de potencia de subbanda de alta frecuencia, mediante al menos una cualquiera de las múltiples señales de subbanda de los filtros 13 de paso de banda y la señal de entrada.

Más específicamente, el circuito 14 de cálculo de cantidades de características calcula, a partir de cuatro señales de subbanda de los filtros 13 de paso de banda, la potencia de la señal de subbanda (potencia de subbanda [en lo sucesivo, también denominada potencia de subbanda de baja frecuencia]) para cada subbanda como una cantidad de característica a suministrar al circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia.

Específicamente, el circuito 14 de cálculo de cantidades de características obtiene la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), en una determinada trama temporal J predeterminada a partir de cuatro señales de subbanda x(ib, n) suministradas desde los filtros 13 de paso de banda, mediante la siguiente Expresión (1). En este caso, ib representa un índice de una subbanda y n representa un índice de tiempo discreto. Ahora, supongamos que el número de muestras en una trama es FSIZE y la potencia se representa en decibelios.

[Expresión matemática 1]

De este modo, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), obtenida por el circuito 14 de cálculo de cantidades de características se suministra al circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia como una cantidad de características.

[Detalles del procesamiento por el circuito de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia]

A continuación, se realizará una descripción con respecto a los detalles del procesamiento por parte del circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia en el paso S5 del diagrama de flujo de la Figura 4.

El circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula un valor estimado de potencia de subbanda (potencia de subbanda de alta frecuencia) de una banda a expandir (banda de expansión de frecuencia) de una subbanda cuyo índice es sb 1 (banda de inicio de expansión) y, a continuación, en función de las cuatro potencias de subbanda suministradas a partir del el circuito 14 de cálculo de cantidades de características.

Específicamente, si suponemos que un índice de la subbanda de frecuencia más alta de la banda de expansión de frecuencia es eb, el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia estima (eb - sb) potencias de subbanda con respecto a las subbandas cuyos índices vayan de sb 1 a eb.

Un valor estimado de potencia de subbanda, power<est>(ib, J), cuyo índice es ib en la banda de expansión de frecuencia, se representa, por ejemplo, mediante la siguiente Expresión (2), que utiliza las cuatro potencias de subbanda, power(ib, J), suministradas desde el circuito 14 de cálculo de cantidades de características [Expresión matemática 2]

En este caso, en la Expresión (2), los coeficientes A<ib>(kb) y B<ib>, son coeficientes que tienen un valor diferente para cada subbanda ib. Supongamos que los coeficientes A<ib>(kb) y B<ib>son coeficientes que deben ajustarse adecuadamente para obtener un valor adecuado para varias señales de entrada. Además, según el cambio en la subbanda sb, los coeficientes A<ib>(kb) y B<ib>también se cambian a valores óptimos. Cabe señalar que la derivación de los coeficientes A<ib>(kb) y B<ib>se describirá más adelante.

En la Expresión (2), aunque un valor estimado de una potencia de subbanda de alta frecuencia se calcula mediante el acoplamiento lineal primario utilizando cada potencia de las múltiples señales de subbanda de los filtros 13 de paso de banda, sin limitarse a esto, y puede calcularse utilizando, por ejemplo, el acoplamiento lineal de múltiples potencias de subbanda de baja frecuencia de varias tramas, antes y después en una trama temporal J, o puede calcularse utilizando una función no lineal.

De este modo, el valor estimado de potencia de subbanda de alta frecuencia calculado por el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia se suministra al circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia.

[Detalles del procesamiento por circuito de generación de señales de alta frecuencia]

A continuación, se describirán los detalles del procesamiento por el circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia en el paso S6 del diagrama de flujo de la Figura 4.

El circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia calcula una potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), de cada subbanda a partir de las múltiples señales de subbanda suministradas desde los filtros 13 de paso de banda en base a la Expresión (1) mencionada anteriormente. El circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia obtiene una cantidad de ganancia G(ib, J) mediante la siguiente Expresión (3) utilizando las múltiples potencias de subbanda de baja frecuencia calculadas, power(ib, J), y la potencia de valor estimado de potencia de subbanda de alta frecuencia, power<est>(ib, J), calculada en base a la Expresión (2) mencionada anteriormente, por el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia. [Expresión matemática 3]

En este caso, en la Expresión (3), sb<map>(ib) indica una subbanda fuente de mapeo en el caso de que la subbanda ib se tome como subbanda de destino de mapeo, y se representa mediante la siguiente Expresión (4).

[Expresión matemática 4]

sbmap(¡b ) = ib -4 1 NT N -b— |£ —1 1

(sb+1 < ib<eb)

. . . ( 4 ) Cabe señalar que, en la Expresión (4), INT(a) es una función que trunca el valor a por debajo del punto decimal. A continuación, el circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia calcula una señal de subbanda x2(ib, n) después del ajuste de ganancia, mediante la multiplicación de la salida de los filtros 13 de paso de banda por la cantidad de ganancia G(ib, J) obtenida mediante la Expresión (3), utilizando la siguiente Expresión (5). [Expresión matemática 5]

x2(ib, n) = G(ib, J) x (sbmap(ib), n)

(J * FSIZE < n < (J 1)FSIZE -1, sb 1 < ib < eb)

■ • ■ ( 5 )Además, el circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia calcula una señal de subbanda x3(ib, n) después del ajuste de ganancia, transformada mediante coseno, a partir de la señal de subbanda x2(ib, n) después del ajuste de ganancia, realizando una modulación cosenoidal desde una frecuencia correspondiente a la frecuencia de extremo inferior de una subbanda cuyo índice es sb - 3 hasta una frecuencia correspondiente a la frecuencia de extremo superior de una subbanda cuyo índice es sb.

[Expresión matemática 6]

x3(ib, n) = x2(ib, n) * 2cos(n) * {4(ib 1)tt/ 32}

(sb 1 < ib < eb)

<■ ■ ■ (>6<)>Cabe señalar que, en la Expresión (6), n representa una constante circular. Esta Expresión (6) significa que las señales de subbanda x2(ib, n) después del ajuste de ganancia, se desplazan cada una hasta una frecuencia en un lado de alta frecuencia para el equivalente a cuatro bandas.

El circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia calcula una componente de señal de alta frecuencia, xhigh(n), a partir de las señales de subbanda, x3(ib, n), después de que el ajuste de ganancia se desplace al lado de alta frecuencia, utilizando la siguiente Expresión (7).

[Expresión matemática 7]

Bb

xh i gh Cn ) = Z x3 ( ib , n)

j b™sb-M

■ ■ ■ ( 7 )

De este modo, según el circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia, los componentes de señal de alta frecuencia se generan en función de las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia calculadas en función de las cuatro señales de subbanda de los filtros 13 de paso de banda, y el valor estimado de potencia de subbanda de alta frecuencia procedente del circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia, y se suministran al filtro 17 de paso alto.

Según el procesamiento mencionado anteriormente, respecto a la señal de entrada obtenida después de decodificar los datos codificados mediante la técnica de codificación por eliminación de alta frecuencia, las potencias de subbanda de baja frecuencia calculadas a partir de las múltiples señales de subbanda, se toman como cantidades de características y, en función de estas y los coeficientes ajustados adecuadamente, se calcula un valor estimado de potencia de subbanda de alta frecuencia, y se genera un componente de señal de alta frecuencia de manera adaptada, a partir de las potencias de subbanda de baja frecuencia y el valor estimado de potencia de subbanda de alta frecuencia y, en consecuencia, las potencias de subbanda en la banda de expansión de frecuencia se pueden estimar con alta precisión, y las señales musicales se pueden reproducir con una calidad más alta de sonido.

Aunque hasta ahora se ha descrito respecto a un ejemplo en donde el circuito 14 de cálculo de cantidades de características calcula solo las potencias de subbanda de baja frecuencia calculadas a partir de las múltiples señales de subbanda como cantidades de características, en este caso, una potencia de subbanda en la banda de expansión de frecuencia puede ser capaz de estimarse con alta precisión en función de los tipos de señal de entrada.

Por lo tanto, el circuito 14 de cálculo de cantidades de características también calcula una cantidad de características que tenga una fuerte correlación con la forma de emitir una potencia acústica en la banda de expansión de frecuencia, lo que permite que la estimación de una potencia de subbanda en la banda de expansión de frecuencia en el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia, se realice con mayor precisión.

[Otro ejemplo de cantidad de características calculada por un circuito de cálculo de cantidades de características]

La Figura 6 ilustra un ejemplo de característica de frecuencia de una sección vocal, que es una sección en donde la voz ocupa la mayor parte en una determinada señal de entrada, y un espectro de potencia de alta frecuencia obtenido calculando solo potencias de subbanda de baja frecuencia como cantidades de características para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia.

Como se ilustra en la Figura 6, en la característica de frecuencia de una sección vocal, el espectro de potencia de alta frecuencia estimado, a menudo se sitúa más alto que el espectro de potencia de alta frecuencia de la señal original. El oído humano detecta fácilmente las sensaciones antinaturales relacionadas con la voz humana cantada y, en consecuencia, la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia debe realizarse con una precisión particularmente alta dentro de una sección vocal.

Además, como se ilustra en la Figura 6, con la característica de frecuencia de una sección vocal, con frecuencia hay una gran porción hundida desde 4,9 kHz hasta 11,025 kHz.

Por lo tanto, en lo sucesivo, se realizará la descripción respecto a un ejemplo en donde un grado de hundimiento desde 4,9 kHz hasta 11,025 kHz en una región de frecuencia se aplica como una cantidad de características a utilizar para la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia de una sección vocal. Ahora, en lo sucesivo, la cantidad de característica que indica este grado de hundimiento se denominará depresión.

En lo sucesivo, se describirá un ejemplo de cálculo de la depresión, dip(J), en la trama temporal J.

En primer lugar, de la señal de entrada, las señales de 2048 secciones de muestra incluidas en varias tramas, antes y después de incluir la trama temporal J, se someten a una FFT (transformada rápida de Fourier; del inglés “ Fast Fourier Transform” ) de 2048 puntos para calcular los coeficientes en el eje de frecuencia. Los valores absolutos de los coeficientes calculados se someten a una transformada de db para obtener espectros de potencia.

La Figura 7 ilustra un ejemplo de los espectros de potencia de este modo obtenidos. En este caso, para eliminar los componentes finos de los espectros de potencia, el procesamiento de filtrado cepstral se realiza para eliminar los componentes que sean de 1,3 kHz o menos, por ejemplo. Según el procesamiento de filtrado cepstral, cada dimensión de los espectros de potencia se toma como una serie temporal y se somete a un filtro de paso bajo para realizar el procesamiento de filtrado, mediante el cual se pueden suavizar los componentes finos de un pico de espectro.

La Figura 8 ilustra un ejemplo del espectro de potencia de una señal de entrada después del filtrado cepstral. Con el espectro de potencia posterior al filtrado cepstral ilustrado en la Figura 8, la diferencia entre el valor mínimo y el valor máximo del espectro de potencia incluido en un intervalo correspondiente de 4,9 kHz a 11,025 kHz, se toma como depresión, dip(J).

De este modo, se calcula una cantidad de características que tenga una fuerte correlación con la potencia de subbanda en la banda de expansión de frecuencia. Cabe señalar que un ejemplo de cálculo de la depresión, dip(J), no se limita a la técnica mencionada anteriormente, y se puede emplear otra técnica.

A continuación, se realizará la descripción respecto a otro ejemplo de cálculo de una cantidad de características con una fuerte correlación con la potencia de subbanda en la banda de expansión de frecuencia.

[Otro ejemplo más de un cálculo de una cantidad de características calculada por un circuito de cálculo de cantidades de características]

De una determinada señal de entrada, con la característica de frecuencia de una sección de ataque, que es una sección que incluye una señal musical con ataque, como se describe con referencia a la Figura 2, el espectro de potencia en el lado de alta frecuencia es con frecuencia plano. Con la técnica para calcular solo las potencias de subbanda de baja frecuencia como cantidades de características, la potencia de subbanda de la banda de expansión de frecuencia se estima sin utilizar una cantidad de característica que represente la fluctuación temporal propia de la señal de entrada, incluyendo una sección de ataque y, en consecuencia, es difícil estimar con alta precisión, vista en una sección de ataque, la potencia de subbanda de la banda de expansión de frecuencia generalmente plana .

Por lo tanto, en lo sucesivo, se realizará la descripción respecto a un ejemplo en donde la fluctuación temporal de una potencia de subbanda de baja frecuencia se aplica como una cantidad de características a utilizar para la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia de una sección de ataque.

La potencia de fluctuación temporal, power<d>(J), de una potencia de subbanda de baja frecuencia en una determinada trama temporal J, se obtiene mediante la siguiente Expresión (8), por ejemplo.

[Expresión matemática 8]

Según la Expresión (8), la potencia de fluctuación temporal, power<d>(J), de una potencia de subbanda de baja frecuencia, representa una relación entre la suma de cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia en la trama temporal J y la suma de cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia en la trama temporal (J - 1), que es una trama antes de la trama temporal J, y cuanto mayor sea este valor, mayor será la fluctuación temporal de potencia entre las tramas, es decir, se puede concebir que la señal incluida en la trama temporal J tenga una fuerte naturaleza de ataque.

Además, al comparar el espectro de potencia estadísticamente promedio ilustrado en la Figura 1, y el espectro de potencia de la sección de ataque (señal musical con ataque) ilustrada en la Figura 2, el espectro de potencia de la sección de ataque aumenta hacia la derecha en la frecuencia media. Con las secciones de ataque, dicha característica de frecuencia se muestra a menudo.

Por lo tanto, en lo sucesivo se realizará una descripción respecto a un ejemplo en donde, como cantidad de características a utilizar para la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia de una sección de ataque, se emplee la inclinación en la frecuencia media de la misma.

La pendiente de inclinación, slope(J), de la frecuencia media en una determinada trama temporal J, se obtiene mediante la siguiente Expresión (9), por ejemplo.

[Expresión matemática 9]

En la Expresión (9), un coeficiente w(ib) es un coeficiente de ponderación ajustado para ponderar la potencia de subbanda de alta frecuencia. Según la Expresión (9), slope(J) representa la relación entre la suma de las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia ponderadas hacia la alta frecuencia, y la suma de las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia. Por ejemplo, en el caso de que las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia se hayan convertido en potencia para la subbanda de frecuencia media, cuando el espectro de potencia de frecuencia media aumenta en la dirección superior derecha, slope(J) tiene un gran valor, y cuando el espectro de potencia de frecuencia media cae en la dirección inferior derecha, tiene un pequeño valor.

Además, la inclinación de la frecuencia media fluctúa con frecuencia en gran medida antes y después de una sección de ataque y, en consecuencia, la pendiente de fluctuación temporal, slope<d>(J), de la inclinación representada por la siguiente Expresión (10), puede tomarse como una cantidad de características a utilizar para la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia de una sección de ataque.

[Expresión matemática 10]

sloped(J) = slope(J) / slope(J -1)

(J *FSIZE < n < (J 1)FSIZE -1)

■ ■ ■ ( 1 0 )

Además, de manera similar, la fluctuación temporal dip<d>(J), de la dip(J) mencionada anteriormente, representada por la siguiente Expresión (11), puede tomarse como una cantidad de características a utilizar para la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia de una sección de ataque.

[Expresión matemática 11]

dipd(J) = dip (J) -d ip ( J -1 )

(J*FSIZE< n < (J+1) FSIZE-1)

■ - ■ d i )

Según la técnica mencionada anteriormente, se calcula una cantidad de características que tenga una fuerte correlación con la potencia de subbanda de la banda de expansión de frecuencia y, en consecuencia, la estimación de la potencia de subbanda de la banda de expansión de frecuencia en el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia puede realizarse con mayor precisión.

Aunque hasta ahora se ha realizado una descripción respecto a un ejemplo en donde se calcula una cantidad de características con una fuerte correlación con la potencia de subbanda de la banda de expansión de frecuencia, en lo sucesivo se realizará una descripción con respecto a un ejemplo en donde se estima una potencia de subbanda de alta frecuencia utilizando la cantidad de características de este modo calculada.

Ahora, se realizará una descripción con respecto a un ejemplo en donde se estima una potencia de subbanda de alta frecuencia utilizando la depresión y las potencias de subbanda de baja frecuencia descritas con referencia a la Figura 8, como cantidades de características.

Específicamente, en el paso S4 del diagrama de flujo de la Figura 4, el circuito 14 de cálculo de cantidades de características calcula una potencia de subbanda de baja frecuencia y la depresión, a partir de las cuatro señales de subbanda para cada subbanda de los filtros 13 de paso de banda como cantidades de características para suministrar al circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia.

En el paso S5, el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula un valor estimado para una potencia de subbanda de alta frecuencia en función de las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia y la depresión a partir del circuito 14 de cálculo de cantidades de características.

En este caso, entre las potencias de subbanda y la depresión, el rango (escala) de un valor a obtener difiere y, en consecuencia, el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia realiza la siguiente conversión en el valor de la depresión, por ejemplo.

El circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula la potencia de subbanda de frecuencia más alta de las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia, y el valor de la depresión, con respecto a un gran número de señales de entrada, y obtiene de antemano un valor medio y una desviación estándar con respecto a cada una de ellas. Ahora, supongamos que un valor medio de las potencias de subbanda es power<ave>, la desviación estándar de las potencias de subbanda es power<std>, un valor medio de la depresión es dip<ave>, y la desviación estándar de la depresión es dip<std>.

El circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia convierte el valor dip(J) de la depresión utilizando estos valores, tales como la siguiente Expresión (12), para obtener una depresión dip<s>(J) después de la conversión.

[Expresión matemática 12]

Según la conversión indicada en la Expresión (12) que se está realizando, el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia puede convertir el valor de depresión dip(J) en una (depresión) variable dip<s>(J), estadísticamente igual al promedio y la dispersión de las potencias de subbanda de baja frecuencia y, en consecuencia, un promedio del valor que tiene la depresión puede ajustarse generalmente igual a un rango de un valor que tengan las potencias de subbanda.

Con la banda de expansión de frecuencia, un valor estimado power<est>(ib, J) de una potencia de subbanda cuyo índice sea ib, se representa mediante la siguiente Expresión (13), utilizando un acoplamiento lineal entre las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia, power(id, J), procedentes del circuito 14 de cálculo de características, y la depresión dip<s>(J) indicada en la Expresión (12), por ejemplo.

[Expresión matemática 13]

En este caso, en la Expresión (13), los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>son coeficientes con un valor diferente para cada identificador de subbanda. Supongamos que los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>son coeficientes que deben ajustarse adecuadamente para obtener un valor adecuado para varias señales de entrada. Además, según la modificación en la subbanda sb, los coeficientes C<ib>(kb), D<id>y E<ib>también se cambian a valores óptimos. Cabe señalar que la derivación de los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>se describirá más adelante.

En la Expresión (13), aunque el valor estimado de una potencia de subbanda de alta frecuencia se calcula mediante el acoplamiento lineal primario, no se limita a esto y, por ejemplo, se puede calcular mediante acoplamientos lineales de múltiples cantidades de características de varias tramas, antes y después de la trama temporal J, o se puede calcular mediante una función no lineal.

Según el procesamiento mencionado anteriormente, el valor de la depresión propia de una sección vocal se utiliza para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia, lo que, en comparación con un caso en donde solo se tomen como cantidades de características las potencias de subbanda de baja frecuencia, mejora la precisión de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia en una sección vocal, y reduce las sensaciones antinaturales que el oído humano detecta fácilmente, causadas por la estimación de un espectro de potencia de subbanda de alta frecuencia mayor que el espectro de potencia de alta frecuencia de la señal original, utilizando la técnica en donde solo las potencias de subbanda de baja frecuencia se toman como cantidades de características y, en consecuencia, las señales musicales pueden reproducirse con una mayor calidad de sonido.

Por otra parte, con respecto a la depresión (grado de hundimiento en la característica de frecuencia en una sección vocal) calculada como cantidad de característica mediante la técnica mencionada anteriormente, en el caso de que el número de divisiones de la subbanda sea 16, la resolución de frecuencia es baja y, en consecuencia, este grado de hundimiento no se puede expresar solo con las potencias de subbanda de baja frecuencia.

Por lo tanto, el número de divisiones de subbanda se aumenta (p. ej., 256 divisiones, equivalentes a 16 veces), el número de divisiones de banda mediante los filtros 13 de paso de banda se aumenta (p. ej., 64, equivalentes a 16 veces), y el número de potencias de subbanda de baja frecuencia a calcular mediante el circuito 14 de cálculo de cantidades de características se aumenta (p. ej., 64, equivalentes a 16 veces), mejorando de este modo la resolución de frecuencia y permitiendo que se exprese un grado de hundimiento con las potencias de subbanda de baja frecuencia por sí solas.

Por lo tanto, se puede pensar que una potencia de subbanda de alta frecuencia puede estimarse con aproximadamente la misma precisión que la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia mediante la depresión descrita anteriormente como una cantidad de características, mediante únicamente la potencia de subbanda de baja frecuencia.

Sin embargo, la cantidad de cálculo aumenta al aumentar el número de divisiones de subbanda, el número de divisiones de banda y el número de potencias de subbanda de baja frecuencia. Si se considera que cualquier técnica puede estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia con una precisión similar, se cree que una técnica para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia sin aumentar el número de divisiones de subbanda, utilizando la depresión como una cantidad de característica es efectiva en un aspecto de la carga de cálculo.

Aunque hasta ahora se ha realizado la descripción respecto a las técnicas para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia mediante la depresión y las potencias de subbanda de baja frecuencia, la cantidad de características a utilizar para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia no se limita a esta combinación; pueden emplearse una o múltiples cantidades de características descritas anteriormente (potencias de subbanda de baja frecuencia, depresión, fluctuación temporal de las potencias de subbanda de baja frecuencia, inclinación, fluctuación temporal de la inclinación y fluctuación temporal de la depresión). Por lo tanto, la precisión puede mejorarse aún más con la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia.

Además, como se describió anteriormente, con una señal de entrada, se emplea un parámetro propio de una sección en donde la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia se emplee como una cantidad de características a utilizar para la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia, lo que permite mejorar la precisión de estimación de la sección de la misma. Por ejemplo, la fluctuación temporal de las potencias de subbanda de baja frecuencia, la inclinación, la fluctuación temporal de la inclinación y la fluctuación temporal de la depresión son parámetros propios de las secciones de ataque, y estos parámetros se emplean como cantidades de características, lo que permite mejorar la precisión de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia en una sección de ataque.

Cabe señalar que en el caso de que se empleen cantidades de características que no sean las potencias de subbanda de baja frecuencia y la depresión, es decir, que se empleen la fluctuación temporal de las potencias de subbanda de baja frecuencia, la inclinación, la fluctuación temporal de la inclinación y la fluctuación temporal de la depresión para realizar la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia, una potencia de subbanda de alta frecuencia puede estimarse mediante la misma técnica que la técnica mencionada anteriormente.

Cabe señalar que las técnicas de cálculo de las cantidades de características mencionadas aquí no se limitan a las técnicas mencionadas anteriormente, y se puede emplear otra técnica.

[Cómo obtener los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>]

A continuación, se realizará una descripción de cómo obtener los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>en la Expresión (13) mencionada anteriormente.

Como método para obtener los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>, para obtener coeficientes adecuados, los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>para varias señales de entrada al momento de estimar la potencia de subbanda de la banda de expansión de frecuencia, se empleará una técnica en donde el aprendizaje se realiza de antemano mediante una señal de supervisión de banda ancha (en lo sucesivo, denominada señal de supervisión de banda ancha), y los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>se determinan en función de los resultados de aprendizaje de los mismos.

En el momento de realizar el aprendizaje de los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>, se aplicará un dispositivo de aprendizaje de coeficientes en donde los filtros de paso de banda que tengan los mismos anchos de banda de paso que los filtros 13-1 a 13-14 de paso de banda descritos con referencia a la Figura 5, se disponen en una frecuencia más alta que la banda de inicio de expansión. El dispositivo de aprendizaje de coeficientes realiza el aprendizaje cuando se introduce una señal de supervisión de banda ancha.

[Ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de aprendizaje de coeficientes]

La Figura 9 muestra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de aprendizaje de coeficientes para realizar el aprendizaje de los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>, y E<ib>.

Con respecto a los componentes de señal de frecuencia más bajos que la banda de inicio de expansión de la señal de supervisión de banda ancha a introducir en un dispositivo 20 de aprendizaje de coeficientes de la Figura 9, es deseable que una señal de entrada restringida en banda a introducirse en el dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3, sea una señal codificada por el mismo método que el método de codificación sometido en el momento de la codificación.

El dispositivo 20 de aprendizaje de coeficientes consiste en un filtro 21 de paso de banda, un circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia, un circuito 23 de cálculo de cantidades de características, y un circuito 24 de estimación de coeficientes.

Los filtros 21 de paso de banda consisten en filtros 21-1 a 21-(K N) de paso de banda, cada uno de los cuales tiene una diferente banda de paso. El filtro 21-i(1 < i < K N) de paso de banda deja pasar una señal de banda de paso predeterminada de una señal de entrada, y la suministra al circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia o al circuito 23 de cálculo de cantidades de características, como una de las múltiples señales de subbanda. Cabe señalar que, de los filtros 21-1 a 21-(K N) de paso de banda, los filtros 21-1 a 21-K de paso de banda dejan pasar una señal de frecuencia más alta que la banda de inicio de expansión.

El circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula una potencia de subbanda de alta frecuencia para cada subbanda para cada trama temporal fija para señales de subbanda múltiple de alta frecuencia procedentes de los filtros 21 de paso de banda, para suministrarlas al circuito 24 de estimación de coeficientes. El circuito 23 de cálculo de cantidades de características calcula la misma cantidad de características que una cantidad de características calculada por el circuito 14 de cálculo de cantidades de características del dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3, para cada misma trama como una trama temporal fija en donde el circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula una potencia de subbanda de alta frecuencia. Es decir, el circuito 23 de cálculo de cantidades de características calcula una o múltiples cantidades de características utilizando al menos una de las múltiples señales de subbanda de los filtros 21 de paso de banda y la señal de supervisión de banda ancha, para suministrarlas al circuito 24 de estimación de coeficientes.

El circuito 24 de estimación de coeficientes estima coeficientes (datos de coeficientes) a utilizar en el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia del dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3, en función de la potencia de subbanda de alta frecuencia procedente del circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia, y las cantidades de características procedentes del circuito 23 de cálculo de cantidades de características para cada trama temporal fija.

[Procesamiento de aprendizaje de coeficientes del dispositivo de aprendizaje de coeficientes]

A continuación, se describirá el procesamiento de aprendizaje de coeficientes por el dispositivo de aprendizaje de coeficientes de la Figura 9, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 10.

En el paso S11, los filtros 21 de paso de banda dividen una señal de entrada (señal de supervisión de banda ancha) en (K N) señales de subbanda. Los filtros 21-1 a 21-K de paso de banda suministran múltiples señales de subbanda de frecuencia más alta que la banda de inicio de expansión, al circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia. Además, los filtros 21-(K 1) a 21-(K N) de paso de banda suministran señales de múltiples subbandas de frecuencia más baja que la banda de inicio de expansión, al circuito 23 de cálculo de cantidades de características.

En el paso S12, el circuito 22 de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula una potencia de potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), para cada subbanda para cada trama temporal fija para señales de múltiples subbandas de alta frecuencia procedentes de los filtros 21 de paso de banda (filtros 21-1 a 21-K de paso de banda). La potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), se obtiene mediante la Expresión (1) mencionada anteriormente. El circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia suministra la potencia de subbanda de alta frecuencia calculada al circuito 24 de estimación de coeficientes.

En el paso S13, el circuito 23 de cálculo de cantidades de características calcula una cantidad de características para cada misma trama temporal que un trama temporal fija en donde el circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia calcula una potencia de subbanda de alta frecuencia.

Con el circuito 14 de cálculo de cantidades de características del dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia de la Figura 3, se ha supuesto que las potencias de cuatro subbandas de baja frecuencia y una depresión se calculan como cantidades de características y, de manera similar, con el circuito 23 de cálculo de cantidades de características del dispositivo 20 de aprendizaje de coeficientes, la descripción se realizará suponiendo que se calculan las potencias de las cuatro subbandas de baja frecuencia y la depresión.

Específicamente, el circuito 23 de cálculo de cantidades de características calcula cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia utilizando cuatro señales de subbanda que tengan las mismas bandas que cuatro señales de subbanda a introducirse en el circuito 14 de cálculo de cantidades de características del dispositivo 10 de expansión de banda, desde los filtros 21 de paso de banda [filtros 21-(K 1) a 21-(K 4) de paso de banda]. Además, el circuito 23 de cálculo de cantidades de características calcula una depresión a partir de la señal de supervisión de banda ancha, y calcula la depresión, dip(J), en base a la Expresión (12) descrita anteriormente. El circuito 23 de cálculo de cantidades de características suministra las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia calculadas y la depresión, dip<s>(J), al circuito 24 de estimación de coeficientes como cantidades de características.

En el paso S14, el circuito 24 de estimación de coeficientes realiza la estimación de los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>en función de un gran número de combinaciones entre las potencias de subbanda de alta frecuencia (eb - sb) y las cantidades de características [cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia y la depresión, dip<s>(J)] suministradas desde el circuito 22 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia y el circuito 23 de cálculo de cantidades de características en la trama temporal. Por ejemplo, el circuito 24 de estimación de coeficientes toma, con respecto a una determinada subbanda de alta frecuencia, cinco cantidades de características [cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia y la depresión, dip<s>(J)] como variables explicativas, y toma la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), como variable explicada para realizar un análisis de regresión mediante el método de mínimos cuadrados, lo que determina los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>en la Expresión (13).

Cabe señalar que, como es evidente, la técnica de estimación de los coeficientes C<ib>(kb), D<ib>y E<ib>no se limita a la técnica mencionada anteriormente, y se pueden utilizar varios tipos de métodos comunes de identificación de parámetros.

Según el procesamiento mencionado anteriormente, el aprendizaje de los coeficientes a utilizar para la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia, se realiza de antemano mediante la señal de supervisión de banda ancha y, en consecuencia, se pueden obtener resultados de salida adecuados para varias señales de entrada a introducir en el dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia y, en consecuencia, las señales musicales se pueden reproducir con una mayor calidad de sonido.

Cabe señalar que los coeficientes A<ib>(kb) y B<ib>en la Expresión (2) mencionada anteriormente también pueden obtenerse mediante el método de aprendizaje de coeficientes mencionado anteriormente.

Hasta ahora se ha realizado una descripción respecto al procesamiento de aprendizaje de coeficientes suponiendo que, con el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia del dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia, se parte de la premisa que un valor estimado de cada potencia de subbanda de alta frecuencia se calcula mediante un acoplamiento lineal entre las cuatro potencias de subbanda de baja frecuencia y la depresión. Sin embargo, la técnica para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia en el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia no se limita al ejemplo mencionado anteriormente, y la potencia de subbanda de alta frecuencia puede calcularse por el circuito 14 de cálculo de cantidades de características al calcular una o múltiples cantidades de características (fluctuación temporal de la potencia de subbanda de baja frecuencia, inclinación, fluctuación temporal de la inclinación y fluctuación temporal de una depresión) que no sean una depresión, o se puede emplear un acoplamiento lineal entre múltiples cantidades de características de múltiples tramas antes y después de la trama temporal J, o se puede emplear una función no lineal. Es decir, con el procesamiento de aprendizaje de coeficientes, basta con que el circuito 24 de estimación de coeficientes calcule (aprenda) los coeficientes con las mismas condiciones que las condiciones relativas a las cantidades de características, la trama temporal y una función a utilizar en el momento en que el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia del dispositivo 10 de expansión de banda de frecuencia calcule una potencia de subbanda de alta frecuencia.

<2. Segunda realización>

En la segunda realización, la señal de entrada se somete a un procesamiento de codificación y un procesamiento de decodificación, en la técnica de codificación de características de alta frecuencia, mediante un dispositivo de codificación y un dispositivo de decodificación.

[Ejemplo de configuración funcional de dispositivo de codificación]

La Figura 11 muestra un ejemplo de configuración funcional del dispositivo de codificación al que se le ha aplicado la presente invención.

Un dispositivo 30 de codificación consiste en un filtro 31 de paso bajo, un circuito 32 de codificación de baja frecuencia, un circuito 33 divisor de subbandas, un circuito 34 de cálculo de cantidades de características, un circuito 35 de cálculo de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, un circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, un circuito 37 de codificación de alta frecuencia, un circuito 38 de multiplexación y un circuito 39 de decodificación de baja frecuencia.

El filtro 31 de paso bajo somete una señal de entrada a un filtrado con una frecuencia de corte predeterminada, y suministra una señal de frecuencia más baja (en lo sucesivo, denominada señal de baja frecuencia) que la frecuencia de corte, al circuito 32 de codificación de baja frecuencia, al circuito 33 divisor de subbanda y al circuito 34 de cálculo de cantidades de características, como señal después del filtrado.

El circuito 32 de codificación de baja frecuencia codifica la señal de baja frecuencia del filtro 31 de paso bajo, y suministra los datos codificados de baja frecuencia obtenidos como resultado de ello al circuito 38 de multiplexación y al circuito 39 de decodificación de baja frecuencia.

El circuito 33 divisor de subbanda divide por igual la señal de entrada y la señal de baja frecuencia procedente del filtro 31 de paso bajo, en múltiples señales de subbanda con un ancho de banda predeterminado para suministrar al circuito 34 de cálculo de cantidades de características o al circuito 36 de cálculo de diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia. Más específicamente, el circuito 33 divisor de subbandas suministra múltiples señales de subbanda (en lo sucesivo, denominadas señales de subbanda de baja frecuencia) obtenidas con las señales de baja frecuencia como entrada al circuito 34 de cálculo de cantidades de características. Además, el circuito 33 divisor de subbandas suministra, de múltiples señales de subbanda obtenidas con la señal de entrada como entrada, señales de subbanda de frecuencia más alta (en lo sucesivo, denominadas señales de subbanda de alta frecuencia) que una frecuencia de corte establecida en el filtro 31 de paso bajo, al circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

El circuito 34 de cálculo de cantidades de características calcula una o múltiples cantidades de características utilizando al menos una cualquiera de las múltiples señales de subbanda de las señales de subbanda de baja frecuencia procedentes del circuito 33 divisor de subbandas, y la señal de baja frecuencia del filtro 31 de paso bajo, para suministrarla al circuito 35 de cálculo de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

El circuito 35 de cálculo de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia genera una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en función de una o múltiples cantidades de características procedentes del circuito 34 de cálculo de cantidades de características, para suministrarla al circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

El circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia descrita más adelante, en función de las señales de subbanda de alta frecuencia del circuito 33 divisor de subbandas, y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia del circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, para suministrarla al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

El circuito 37 de codificación de alta frecuencia codifica la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia procedente del circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, para suministrar los datos codificados de alta frecuencia obtenidos como resultado de ello, al circuito 38 de multiplexación.

El circuito 38 de multiplexación multiplexa los datos codificados de baja frecuencia procedentes del circuito 32 de codificación de baja frecuencia y los datos codificados de alta frecuencia procedentes del circuito 37 de codificación de alta frecuencia, para emitirlos como una cadena de códigos de salida.

El circuito 39 de decodificación de baja frecuencia decodifica los datos codificados de baja frecuencia procedentes del circuito 32 de codificación de baja frecuencia según sea apropiado, para suministrar los datos decodificados obtenidos como resultado de ello, al circuito 33 divisor de subbandas y al circuito 34 de cálculo de cantidades de características.

[Procesamiento de codificación del dispositivo de codificación]

A continuación, se describirá el procesamiento de codificación por el dispositivo 30 de codificación de la Figura 11, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 12.

En el paso S111, el filtro 31 de paso bajo filtra una señal de entrada con una frecuencia de corte predeterminada, para suministrar una señal de baja frecuencia que sirva como señal de posfiltrado, al circuito 32 de codificación de baja frecuencia, al circuito 33 divisor de subbandas y al circuito 34 de cálculo de cantidades de características.

En el paso S112, el circuito 32 de codificación de baja frecuencia codifica la señal de baja frecuencia procedente del filtro 31 de paso bajo, para suministrar los datos codificados de baja frecuencia obtenidos como resultado de ello, al circuito 38 de multiplexación.

Cabe señalar que, con respecto a la codificación de la señal de baja frecuencia en el paso S112, es suficiente seleccionar un sistema de codificación adecuado según la eficiencia de codificación o la escala de circuito que se solicite, y la presente invención no depende de este sistema de codificación.

En el paso S113, el circuito 33 divisor de subbandas divide por igual la señal de entrada y la señal de baja frecuencia, en múltiples señales de subbanda con un ancho de banda predeterminado. El circuito 33 divisor de subbandas suministra las señales de subbanda de baja frecuencia, obtenidas con la señal de baja frecuencia como entrada, al circuito 34 de cálculo de cantidades de características. Además, el circuito 33 divisor de subbandas suministra, de las múltiples señales de subbanda con las señales de entrada como entrada, señales de subbanda de alta frecuencia con una banda más alta que la frecuencia del límite de banda ajustado en el filtro 31 de paso bajo, al circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

En el paso S114, el circuito 34 de cálculo de cantidades de características utiliza al menos una de las múltiples señales de subbanda de las señales de subbanda de baja frecuencia procedentes del circuito 33 divisor de subbandas, y la señal de baja frecuencia procedente del filtro 31 de paso bajo, para suministrarlas al circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia. Cabe señalar que el circuito 34 de cálculo de cantidades de características de la Figura 11 tiene básicamente la misma configuración y funcionalidad que el circuito 14 de cálculo de cantidades de características de la Figura 3, y el procesamiento en el paso S134 es básicamente el mismo que el procesamiento en el paso S4 en el diagrama de flujo de la Figura 4 y, en consecuencia, se omitirá su descripción detallada.

En el paso S115, el circuito 35 de cálculo de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia genera una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en función de una o múltiples cantidades de características procedentes del circuito 34 de cálculo de cantidades de características, para suministrarla al circuito 36 de cálculo de diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia. Cabe señalar que el circuito 35 de cálculo de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la Figura 11 tiene básicamente la misma configuración y función que el circuito 15 de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia de la Figura 3, y el procesamiento en el paso S115 es básicamente el mismo que el procesamiento en el paso S5 en el diagrama de flujo de la Figura 4 y, en consecuencia, se omitirá la descripción detallada.

En el paso S116, el circuito 36 de cálculo de diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en función de la señal de subbanda de alta frecuencia procedente del circuito 33 divisor de subbandas y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia procedente del circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, para suministrarla al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

Más específicamente, el circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula una potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib,J), en una determinada trama temporal J, relativa a la señal de subbanda de alta frecuencia del circuito 33 divisor de subbandas. Ahora, con la presente realización, supongamos que toda la subbanda de la señal de subbanda de baja frecuencia y la subbanda de la señal de subbanda de alta frecuencia se identifican mediante el índice ib. La técnica de cálculo de la potencia de subbanda es la misma técnica que en la primera realización, es decir, se puede aplicar la técnica utilizando la Expresión (1).

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia obtiene la diferencia, power<diff>(ib, J), entre la potencia de potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<lh>(ib, J), procedente del circuito 35 de cálculo de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en la trama temporal J. La diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<diff>(ib, J), se obtiene mediante la siguiente Expresión (14).

[Expresión matemática 14]

powerdiff {ib, J) = power (ib, J) -power¡h( ib, J)

(J*FSIZE<n<(J+t) FSIZE--1, sb 1 <ib<eb)

■ ■ ■ ( 14 )

En la Expresión (14), el índice sb 1 representa el índice de la subbanda de frecuencia más baja de las señales de subbanda de alta frecuencia. Además, el índice eb representa el índice de la subbanda de frecuencia más alta a codificar de las señales de subbanda de alta frecuencia.

De este modo, la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calculada por el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, se suministra al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

En el paso S117, el circuito 37 de codificación de alta frecuencia codifica la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia procedente del circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, para suministrar los datos codificados de alta frecuencia obtenidos como resultado de ello, al circuito 38 de multiplexación.

Más específicamente, el circuito 37 de codificación de alta frecuencia determina a qué clúster de múltiples clústeres en el espacio característico de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia establecido de antemano pertenece un vector convertido a partir de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia procedente del circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia (en lo sucesivo, denominado vector de diferencia de subbanda de pseudoalta frecuencia). En este caso, el vector de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en una determinada trama temporal J, indica un vector dimensional (eb - sb) con el valor de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<diff>(ib, j), para cada índice ib como cada elemento. Además, el espacio característico de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia también es el espacio dimensional (eb - sb).

El circuito 37 de codificación de alta frecuencia mide, con el espacio característico de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, la distancia entre cada vector representativo de múltiples clústeres establecido de antemano y el vector de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, obtiene un índice de un clúster con la distancia más corta (en lo sucesivo, denominado ID de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia), y lo suministra al circuito 38 de multiplexación como datos codificados de alta frecuencia.

En el paso S118, el circuito 38 de multiplexación multiplexa los datos codificados de baja frecuencia emitidos desde el circuito 32 de codificación de baja frecuencia y los datos codificados de alta frecuencia emitidos desde el circuito 37 de codificación de alta frecuencia, y emite una cadena de códigos de salida.

Por otra parte, como dispositivo de codificación según la técnica de codificación característica de alta frecuencia, se ha descrito una técnica en la publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2007-17908, en donde se genera una señal de subbanda de pseudoalta frecuencia a partir de una señal de subbanda de baja frecuencia, la señal de subbanda de pseudoalta frecuencia y la potencia de una señal de subbanda de alta frecuencia se comparan para cada subbanda, la ganancia de potencia para cada subbanda se calcula para que coincida con la potencia de la subbanda de pseudoalta frecuencia y la potencia de la señal de subbanda de alta frecuencia, y esta se incluye en una cadena de códigos como información característica de alta frecuencia.

Por otro lado, según el procesamiento mencionado anteriormente, como información para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia en el momento de la decodificación, basta con incluir por sí solo el ID de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en la cadena de códigos de salida. Específicamente, por ejemplo, en el caso de que el número de clústeres establecido de antemano sea 64, como información para restaurar una señal de alta frecuencia en el dispositivo de decodificación, es suficiente añadir por sí sola información de 6 bits a la cadena de código por cada trama temporal y, en comparación con una técnica descrita en la publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2007-17908, el volumen de información a incluir en la cadena de código puede reducirse y, en consecuencia, puede mejorarse la eficiencia de codificación y, en consecuencia, las señales musicales pueden reproducirse con una mayor calidad de sonido.

Además, con el procesamiento mencionado anteriormente, si hay margen en cuanto al volumen de cálculo, una señal de baja frecuencia obtenida por el circuito 39 de decodificación de baja frecuencia que descodifique los datos codificados de baja frecuencia procedentes del circuito 32 de codificación de baja frecuencia, puede introducirse en el circuito 33 divisor de subbandas y en el circuito 34 de cálculo de cantidades de características. Con el procesamiento de decodificación por parte del dispositivo de decodificación, la cantidad de características se calcula a partir de la señal de baja frecuencia obtenida al decodificar los datos codificados de baja frecuencia, y la potencia de subbanda de alta frecuencia se estima en función de la cantidad de características de la misma. Por lo tanto, también con el procesamiento de codificación, en el caso de que el ID de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia a calcular en función de la cantidad de características calculada a partir de la señal de baja frecuencia decodificada se incluya en la cadena de códigos, con el procesamiento de decodificación realizado por el dispositivo de decodificación, se puede estimar con mayor precisión una potencia de subbanda de alta frecuencia. En consecuencia, las señales musicales se pueden reproducir con una mayor calidad de sonido.

[Ejemplo de configuración funcional de dispositivo de decodificación]

A continuación, se describirá, con referencia a la Figura 13, un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de decodificación correspondiente al dispositivo 30 de codificación de la Figura 11.

Un dispositivo 40 de decodificación consta de un circuito 41 de demultiplexación, un circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, un circuito 43 divisor de subbandas, un circuito 44 de cálculo de cantidades de características, un circuito 45 de decodificación de banda alta, un circuito 46 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, un circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas y un circuito 48 de síntesis.

El circuito 41 de demultiplexación demultiplexa la cadena de códigos de entrada en datos codificados de alta frecuencia y datos codificados de baja frecuencia, y suministra los datos codificados de baja frecuencia al circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, y suministra los datos codificados de alta frecuencia al circuito 45 de decodificación de alta frecuencia.

El circuito 42 de decodificación de baja frecuencia realiza la decodificación de los datos codificados de baja frecuencia del circuito 41 de demultiplexación. El circuito 42 de decodificación de baja frecuencia suministra una señal de baja frecuencia obtenida como resultado de la decodificación (en lo sucesivo, denominada señal de baja frecuencia decodificada) al circuito 43 divisor de subbandas, al circuito 44 de cálculo de cantidades de características y al circuito 48 de síntesis.

El circuito 43 divisor de subbandas divide por igual la señal de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, en múltiples señales de subbanda con un ancho de banda predeterminado, y suministra las señales de subbanda obtenidas (señales de subbanda de baja frecuencia decodificadas) al circuito 44 de cálculo de cantidades de características y al circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas.

El circuito 44 de cálculo de cantidades de características calcula una o múltiples cantidades de características mediante al menos una cualquiera de las múltiples señales de subbanda de las señales de subbanda de baja frecuencia decodificadas procedentes del circuito 43 de subbanda, y la señal de baja frecuencia decodificada, para suministrarlas al circuito 46 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada.

El circuito 45 de decodificación de alta frecuencia realiza la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia procedentes del circuito 41 de demultiplexación, y utiliza un ID de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia obtenido como resultado de ello, para suministrar un coeficiente para estimar la potencia de una subbanda de alta frecuencia (en lo sucesivo, denominado coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado) preparado de antemano para cada ID (índice) al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado.

El circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada calcula la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, en función de una o múltiples cantidades de características, y el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 45 de decodificación de alta frecuencia, para suministrarla al circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas.

El circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas genera una señal de alta frecuencia decodificada, en función de la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 43 divisor de subbandas, y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, para suministrarla al circuito 48 de síntesis.

El circuito 48 de síntesis sintetiza la señal de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, y la señal de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas, y las emite como una señal de salida.

[Procesamiento de decodificación del dispositivo de decodificación]

A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 14, el procesamiento de decodificación por el dispositivo de decodificación de la Figura 13.

En el paso S131, el circuito 41 de demultiplexación demultiplexa la cadena de códigos de entrada en datos codificados de alta frecuencia y datos codificados de baja frecuencia, suministra los datos codificados de baja frecuencia al circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, y suministra los datos codificados de alta frecuencia al circuito 45 de decodificación de alta frecuencia.

En el paso S132, el circuito 42 de decodificación de baja frecuencia realiza la decodificación de datos codificados de baja frecuencia procedentes del circuito 41 de demultiplexación, y suministra la señal de baja frecuencia decodificada obtenida como resultado de ello, al circuito 43 divisor de subbandas, al circuito 44 de cálculo de cantidades de características y al circuito 48 de síntesis.

En el paso S133, el circuito 43 divisor de subbandas divide la señal de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, en múltiples señales de subbanda con anchos de banda predeterminados, y suministra las señales de subbanda de baja frecuencia decodificadas obtenidas al circuito 44 de cálculo de cantidades de características y al circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas.

En el paso S134, el circuito 44 de cálculo de cantidades de características calcula una o múltiples cantidades de características a partir de al menos una cualquiera de las múltiples señales de subbanda, de las señales de subbanda de baja frecuencia decodificadas procedentes del circuito 43 divisor de subbandas, y la señal de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, para suministrarlas al circuito 46 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. Cabe señalar que el circuito 44 de cálculo de cantidades de características de la Figura 13 tiene básicamente la misma configuración y funcionalidad que el circuito 14 de cálculo de cantidades de características de la Figura 3, y el procesamiento en el paso S134 es básicamente el mismo que el procesamiento en el paso S4 en el diagrama de flujo de la Figura 4 y, en consecuencia, se omitirá su descripción detallada.

En el paso S135, el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia realiza la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia procedentes del circuito 41 de demultiplexación y, utilizando un ID de diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia obtenido como resultado de lo mismo, para suministrar un coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada preparado de antemano para cada ID (índice), al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada.

El circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada calcula la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, en función de una o múltiples cantidades de características procedentes del circuito 44 de cálculo de cantidades de características, y el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 45 de decodificación de alta frecuencia, para suministrarla al circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas. Cabe señalar que el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada de la Figura 13 tiene básicamente la misma configuración y funcionalidad que el circuito 15 de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia de la Figura 3, y el procesamiento en el paso S136 es básicamente el mismo que el procesamiento en el paso S5 en el diagrama de flujo de la Figura 4 y, en consecuencia, se omitirá su descripción detallada.

En el paso S137, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas emite una señal de alta frecuencia decodificada, en función de la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 43 divisor de subbandas, y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. Cabe señalar que el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas de la Figura 13 tiene básicamente la misma configuración y funcionalidad que el circuito 16 de generación de señales de alta frecuencia de la Figura 3, y el procesamiento en el paso S137 es básicamente el mismo que el procesamiento en el paso S6 del diagrama de flujo de la Figura 4 y, en consecuencia, se omitirá su descripción detallada.

En el paso S138, el circuito 48 de síntesis sintetiza la señal de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia, y la señal de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas, para emitirla como señal de salida.

Según el procesamiento mencionado anteriormente, se emplea el coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia en el momento de la decodificación, según las características de diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calculada de antemano en el momento de la codificación, y la potencia real de subbanda de alta frecuencia y, en consecuencia, puede mejorarse la precisión de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia en el momento de la decodificación y, en consecuencia, las señales musicales pueden reproducirse con mayor calidad de sonido.

Además, según el procesamiento mencionado anteriormente, la información para generar una señal de alta frecuencia incluida en la cadena de códigos es solo por sí mismo el ID de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia y, en consecuencia, el procesamiento de decodificación puede realizarse de manera efectiva.

Aunque se ha hecho una descripción respecto al procesamiento de codificación y al procesamiento de decodificación al que se ha aplicado la presente invención, en lo sucesivo se realizará una descripción respecto a una técnica para calcular el vector representativo de cada uno de los múltiples clústeres en el espacio característico de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia establecida de antemano en el circuito 37 de codificación de alta frecuencia del dispositivo 30 de codificación de la Figura 11, y un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado a emitirse por el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia del dispositivo 40 de decodificación de la Figura 13.

[Técnica de cálculo de vectores representativos de múltiples clústeres en el espacio característico de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, y coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado correspondiente a cada clúster]

Como método para obtener vectores representativos de los múltiples clústeres y un coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado de cada clúster, es necesario preparar un coeficiente para estimar con alta precisión una potencia de subbanda de alta frecuencia en el momento de la decodificación, según un vector de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia a calcular en el momento de la codificación. Por lo tanto, se aplicará una técnica para realizar el aprendizaje utilizando de antemano una señal de supervisión de banda ancha, y para determinarlo en función de los resultados del aprendizaje de la misma.

La Figura 15 muestra un ejemplo de configuración funcional de un dispositivo de aprendizaje de coeficientes para realizar el aprendizaje de los vectores representativos de múltiples clústeres, y un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada para cada clúster.

Es deseable que, de una señal de supervisión de banda ancha a introducir en el dispositivo 50 de aprendizaje de coeficientes de la Figura 15, un componente de señal igual o menor que una frecuencia de corte a establecer en el filtro de paso bajo del dispositivo 30 de codificación, sea una señal de baja frecuencia decodificada obtenida por una señal de entrada al dispositivo 30 de codificación que atraviesa el filtro 31 de paso bajo, codificada por el circuito 32 de codificación de baja frecuencia, y adicionalmente decodificada por el circuito 42 de decodificación de baja frecuencia del dispositivo 40 de decodificación.

El dispositivo 50 de aprendizaje de coeficientes consta de un filtro 51 de paso bajo, un circuito 52 divisor de subbandas, un circuito 53 de cálculo de cantidades de características, un circuito 54 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, un circuito 55 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, un circuito 56 de agrupamiento en clústeres por diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia y un circuito 57 de estimación de coeficientes.

Cabe señalar que cada uno del filtro 51 de paso bajo, el circuito 52 divisor de subbandas, el circuito 53 de cálculo de cantidad de características y el circuito 54 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia del dispositivo 50 de aprendizaje de coeficientes de la Figura 15, tienen básicamente la misma configuración y funcionalidad que el filtro 31 de paso bajo, el circuito 33 divisor de subbandas, el circuito 34 de cálculo de cantidades de características y el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la Figura 11, respectivamente, y, en consecuencia, su descripción se omitirá según proceda.

Específicamente, el circuito 55 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia tiene la misma configuración y función que el circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la Figura 11, y no solo suministra la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calculada al circuito 56 de agrupamiento en clústeres por diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, sino que también suministra una potencia de subbanda de alta frecuencia a calcularse en el momento de calcular la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia con respecto al coeficiente 57 circuito de estimación.

El circuito 56 de agrupamiento en clústeres por diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia somete un vector de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia obtenido a partir de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia del circuito 55 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia a un agrupamiento en clústeres para calcular un vector representativo en cada clúster.

El circuito 57 de estimación de coeficientes calcula un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia para cada clúster, sujeto a agrupamiento en clústeres por el circuito 56 de agrupamiento en clústeres por diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en función de la potencia de subbanda de alta frecuencia procedente del circuito 55 de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, y en una o múltiples cantidades de características precedentes del circuito 53 de cálculo de cantidades de características.

A continuación, se describirá el procesamiento de aprendizaje de coeficientes por el dispositivo 50 de aprendizaje de coeficientes de la Figura 15, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 16.

Cabe señalar que el procesamiento en los pasos S151 a S155 en el diagrama de flujo de la Figura 16, es similar al procesamiento en los pasos S111, y S113 a S116, del diagrama de flujo de la Figura 12, con la excepción de que la señal a introducir en el dispositivo 50 de aprendizaje de coeficientes es una señal de supervisión de banda ancha y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

Específicamente, en el paso S156, el circuito 56 de agolpamiento por diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el vector representativo de cada clúster mediante un gran número de vectores de diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia (muchas tramas temporales) obtenidos a partir de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia procedente del circuito 55 de cálculo de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia que se somete a agrupamiento en 64 clústeres, por ejemplo. Como ejemplo de una técnica de agrupamiento, se puede aplicar el agrupamiento según el método k-medias, por ejemplo. El circuito 56 de agrupamiento por diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia toma el vector de centro de gravedad de cada clúster obtenido como resultado de realizar el agrupamiento según el método k-medias, como el vector representativo de cada clúster. Cabe señalar que la técnica de agrupamiento y el número de clústeres no se limitan a las mencionadas anteriormente, y se puede emplear otra técnica.

Además, el circuito 56 de agrupamiento por diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia mide la distancia con los 64 vectores representativos mediante un vector de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia obtenido de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia procedente del circuito 55 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en la trama temporal J, para determinar un índice CID(J) de un clúster al que pertenece un vector representativo para proporcionar la distancia más corta. Ahora, supongamos que el índice CID(J) toma un valor entero desde 1 al número de clústeres (64, en este ejemplo). El circuito 56 de agrupamiento por diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia emite de este modo un vector representativo, y suministra el índice CID(J) al circuito 57 de estimación de coeficientes.

En el paso S157, el circuito 57 de estimación de coeficientes realiza, de un gran número de combinaciones entre (eb - sb) potencias de subbanda de alta frecuencia y cantidades de características suministradas desde el circuito 55 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia y el circuito 53 de cálculo de cantidades de características en la misma trama temporal, el cálculo de un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, en cada clúster para cada grupo (que pertenece al mismo clúster) con el mismo índice CID(J). Ahora, supongamos que la técnica para calcular un coeficiente por el circuito 57 de estimación de coeficientes es similar a la técnica del circuito 24 de estimación de coeficientes en el dispositivo 20 de aprendizaje de coeficientes de la Figura 9, aunque sobra decir que se puede utilizar otra técnica.

Según el procesamiento mencionado anteriormente, conocer el vector representativo de cada uno de los múltiples clústeres en el espacio característico de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia establecido de antemano en el 37 circuito de codificación de alta frecuencia del dispositivo 30 de codificación de la Figura 11, y un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado a emitirse por el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia del dispositivo 40 de decodificación de la Figura 13 y, en consecuencia, se pueden obtener resultados de salida adecuados para varias señales de entrada a introducirse en el dispositivo 30 de codificación, y varias cadenas de códigos de entrada a introducirse en el dispositivo 40 de decodificación y, en consecuencia, las señales musicales pueden reproducirse con una mayor calidad de sonido.

Además, con respecto a la codificación y decodificación de señales, los datos de coeficientes para calcular una potencia de subbanda de alta frecuencia en el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia del dispositivo 30 de codificación o el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada del dispositivo 40 de decodificación, pueden tratarse de la siguiente manera. Específicamente, suponiendo que se emplean datos de coeficientes diferentes según el tipo de señal de entrada, y su coeficiente también puede registrarse en la cabecera de una cadena de códigos.

Por ejemplo, la mejora en la eficiencia de codificación puede lograrse cambiando los datos del coeficiente mediante una señal, tal como voz o jazz, o similares.

La Figura 17 ilustra una cadena de códigos de este modo obtenida.

La cadena de código A de la Figura 17 corresponde a voz codificada, donde los datos de coeficientes a, óptimos para voz, se registran en la cabecera.

Por el contrario, la cadena de código B de la Figura 17 corresponde a jazz codificado, donde los datos de coeficientes p, óptimos para el jazz, se registran en la cabecera.

Se puede realizar una disposición en donde dichos datos de coeficientes múltiples se preparen aprendiendo con el mismo tipo de señales musicales, con el dispositivo 30 de codificación, sus datos de coeficientes se seleccionan con la información de género registrada en el encabezado de una señal de entrada. Alternativamente, se puede determinar un género realizando un análisis de la forma de onda de la señal, para seleccionar los datos de coeficientes. Es decir, la técnica de análisis del género de la señal no se limita a una técnica en particular.

Además, si el tiempo de cálculo lo permite, se puede realizar una disposición en donde el dispositivo de aprendizaje mencionado anteriormente se aloje en el dispositivo 30 de codificación, el procesamiento se realice mediante un coeficiente dedicado a las señales y, como se ilustra en una cadena de código C de la Figura 17, su coeficiente finalmente se registre en la cabecera.

Las ventajas de utilizar esta técnica se describirán a continuación.

Con respecto a la forma de una potencia de subbanda de alta frecuencia, hay muchas partes similares dentro de una señal de entrada. El aprendizaje de un coeficiente para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia se realiza individualmente para cada señal de entrada utilizando esta característica que tienen muchas señales de entrada y, en consecuencia, se puede reducir la redundancia debida a la existencia de partes similares de una potencia de subbanda de alta frecuencia, y se puede mejorar la eficiencia de codificación. Además, la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia puede realizarse con mayor precisión en comparación con el aprendizaje estadístico de un coeficiente para estimar una potencia de subbanda de alta frecuencia mediante múltiples señales.

También, de este modo, se puede realizar una disposición en donde los datos de coeficientes a aprender a partir de una señal de entrada en el momento de la codificación, se inserten una vez en varias tramas.

<3. Tercera realización>

[Ejemplo de configuración funcional de dispositivo de codificación]

Cabe señalar que, aunque se ha realizado una descripción en donde el ID de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia se emite desde el dispositivo 30 de codificación al dispositivo 40 de decodificación como datos codificados de alta frecuencia, un índice de coeficientes para obtener un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado puede tomarse como datos codificados de alta frecuencia.

En este caso, el dispositivo 30 de codificación está configurado como se muestra en la Figura 18, por ejemplo. Cabe señalar que, en la Figura 18, una parte correspondiente al caso de la Figura 11 se indica con los mismos números de referencia, y su descripción se omitirá según sea apropiado.

El dispositivo 30 de codificación de la Figura 18 difiere del dispositivo 30 de codificación de la Figura 11 en que no se proporciona un circuito 39 de decodificación de baja frecuencia, y en otros puntos son lo mismo.

Con el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18, el circuito 34 de cálculo de cantidades de características calcula una potencia de subbanda de baja frecuencia como una cantidad de características utilizando la señal de subbanda de baja frecuencia suministrada desde el circuito 33 divisor de subbandas, para suministrarla al circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Además, con el circuito 55 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados obtenidos de antemano mediante análisis de regresión, y los índices de coeficientes para identificar estos coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados se registran de manera correlacionada.

Específicamente, múltiples conjuntos de un coeficiente A<ib>(kb) y un coeficiente B<ib>de cada subbanda utilizada para el cálculo de la Expresión (2) mencionada anteriormente, se preparan de antemano como múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados. Por ejemplo, estos coeficientes A<ib>(kb) y B<ib>ya se han obtenido mediante análisis de regresión utilizando el método de mínimos cuadrados con una potencia de subbanda de baja frecuencia como variable explicada, y con una potencia de subbanda de alta frecuencia como variable no explicativa. Con el análisis de regresión, se emplea una señal de entrada compuesta por una señal de subbanda de baja frecuencia y una señal de subbanda de alta frecuencia, como señal de supervisión de banda ancha. El circuito 35 de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula que la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de cada subbanda en el lado de alta frecuencia, se calcula utilizando el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado y la cantidad de características del circuito 34 de cálculo de cantidades de características, para suministrar al circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

El circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia compara una potencia de subbanda de alta frecuencia obtenida de la señal de subbanda de alta frecuencia suministrada desde el circuito 33 divisor de subbandas, y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia del circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Como resultado de la comparación, el circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suministra los múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, un índice de coeficiente de un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado mediante el cual se ha obtenido una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, próxima a la potencia de subbanda de frecuencia más alta, al circuito 37 de codificación de alta frecuencia. En otras palabras, se selecciona un índice de coeficiente de un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, mediante el cual una señal de alta frecuencia decodificada se aproxima más a una señal de alta frecuencia de una señal de entrada a reproducirse en el momento de la decodificación, es decir, se obtiene un valor verdadero.

[Procesamiento de codificación del dispositivo de codificación]

A continuación, se describirá el procesamiento de codificación a realizar por el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 19. Cabe señalar que el procesamiento en los pasos S181 a S183 es el mismo procesamiento que el procesamiento en los pasos S111 a S113 de la Figura 12 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S184, el circuito 34 de cálculo de cantidades de características calcula una cantidad de características utilizando la señal de subbanda de baja frecuencia del circuito 33 divisor de subbandas, para suministrar al circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Específicamente, el circuito 34 de cálculo de la cantidad de características realiza el cálculo de la Expresión (1) mencionada anteriormente, para calcular, con respecto a cada subbanda ib (en donde sb - 3 < ib < sb), una potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), de la trama J (en donde 0 < J) como una cantidad de características. Es decir, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib,J), se calcula convirtiendo en un logaritmo un valor cuadrático medio del valor de muestra para cada muestra de una señal de subbanda de baja frecuencia que constituye la trama J.

En el paso S185, el circuito 35 de cálculo de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en función de la cantidad de características del circuito 34 de cálculo de cantidades de características, y la suministra al circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Por ejemplo, el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el cálculo de la Expresión (2) mencionada anteriormente, utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>registrados de antemano como coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, y la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(kb, J), (en donde sb - 3 < kb < sb) para calcular una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, J).

Específicamente, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(kb, J), de cada subbanda en el lado de baja frecuencia suministrada como una cantidad de características, se multiplica por el coeficiente A<ib>(kb) para cada subbanda, el coeficiente B<ib>se suma además a la suma de las potencias de subbanda de baja frecuencia multiplicada por el coeficiente, y se toma como una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, J). Esta potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia se calcula con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice va desde sb 1 a eb.

Además, el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia para cada coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado registrado de antemano. Por ejemplo, supongamos que se han preparado de antemano K coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia descodificados cuyos índices van de 1 a K (en donde 2 < K). En este caso, la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de cada subbanda se calcula para cada K coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

En el paso S186, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en función de la señal de subbanda de alta frecuencia procedente del circuito 33 divisor de subbandas, y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia procedente del circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Específicamente, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el mismo cálculo que con la Expresión (1) mencionada anteriormente, con respecto a la señal de subbanda de alta frecuencia del circuito 33 divisor de subbandas, para calcular una potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), en la trama J. Cabe señalar que, con la presente realización, supongamos que todas las subbandas de una señal de subbanda de baja frecuencia y la subbanda de una señal de subbanda de alta frecuencia se identifican con un índice ib.

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el mismo cálculo que con la Expresión (14) mencionada anteriormente, para obtener la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, J), en la trama J. Por lo tanto, la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, J), se obtiene con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia respecto al cual el índice va desde sb 1 a eb para cada coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado.

En el paso S187, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (15) para cada coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, para calcular la suma de cuadrados de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

[Expresión matemática 15]

Cabe señalar que, en la Expresión (15), la suma de cuadrados de las diferencias E(J, id) indica la suma de los cuadrados de las diferencias de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la trama J obtenida con respecto a un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, cuyo índice de coeficientes es id. Además, en la Expresión (15), power<diff>(ib, J, id) indica la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<diff>(ib, J), de la trama J, de una subbanda cuyo índice es ib obtenido con respecto a un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado del cual el índice de coeficiente es id. La suma de cuadrados de las diferencias E(J, id) se calcula con respecto a los K coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

La suma de cuadrados de las diferencias E(J, id) de este modo obtenida indica el grado de similitud entre la potencia de subbanda de alta frecuencia calculada a partir de la señal de alta frecuencia real y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calculada utilizando un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, cuyo índice de coeficiente es id.

Específicamente, la suma de cuadrados de las diferencias E(J, id) indica un error de un valor estimado en cuanto al valor verdadero de una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia. En consecuencia, cuanto menor sea la suma de cuadrados de las diferencias E(J, id), se obtendrá una señal de alta frecuencia decodificada más aproximada a la señal de alta frecuencia real, mediante un cálculo utilizando un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado. En otras palabras, puede decirse que un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, mediante el cual la suma de cuadrados de las diferencias E(J, id) se convierte en el mínimo es un coeficiente de estimación más adecuado para el procesamiento de expansión de banda de frecuencia a realizar en el momento de decodificar la cadena de códigos de salida.

Por lo tanto, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona, de la suma de cuadrados de K diferencias E(J, id), la suma de cuadrados de las diferencias cuyo valor pase a ser el mínimo, y suministra un índice de coeficientes que indica un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, correspondiente a dicha suma de cuadrados de las diferencias, al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

En el paso S188, el circuito 37 de codificación de alta frecuencia codifica el índice de coeficientes suministrado desde el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, y suministra los datos codificados de alta frecuencia obtenidos como resultado de ello al circuito 38 de multiplexación.

Por ejemplo, en el paso S188, se realiza una codificación por entropía del índice de coeficiente. Por lo tanto, la cantidad de información de los datos codificados de alta frecuencia enviados al dispositivo 40 de decodificación, puede comprimirse. Cabe señalar que los datos codificados de alta frecuencia pueden ser cualquier información siempre que el coeficiente óptimo de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia descodificado se obtenga a partir de la información, p. ej., el índice de coeficiente puede convertirse sin modificación en datos codificados de alta frecuencia.

En el paso S189, el circuito 38 de multiplexación multiplexa los datos codificados de baja frecuencia obtenidos desde el circuito 32 de codificación de baja frecuencia y los datos codificados de alta frecuencia suministrados desde el circuito 37 de codificación de alta frecuencia, emite una cadena de códigos de salida obtenida como resultado de ello, y se finaliza el procesamiento de codificación.

De este modo, los datos codificados de alta frecuencia obtenidos codificando el índice de coeficiente se emiten como una cadena de códigos de salida junto con los datos codificados de baja frecuencia y, en consecuencia, se puede obtener un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado más adecuado para el procesamiento de expansión de banda de frecuencia, en el dispositivo 40 de decodificación que recibe la entrada de esta cadena de códigos de salida. De este modo, se pueden obtener señales con mayor calidad de sonido.

[Ejemplo de configuración funcional de dispositivo de decodificación]

Además, el dispositivo 40 de decodificación que introduce la cadena de códigos de salida emitida desde el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18 como una cadena de códigos de entrada, y la decodifica, está configurado como se ilustra en la Figura 20, por ejemplo. Cabe señalar que, en la Figura 20, una parte correspondiente al caso de la Figura 20 se indica con los mismos números de referencia, y se omitirá su descripción.

El dispositivo 40 de decodificación de la Figura 20 es el mismo que el dispositivo 40 de decodificación de la Figura 13 en que el dispositivo 40 de decodificación está constituido por el circuito 41 de demultiplexación hasta el circuito 48 de síntesis, pero difiere del dispositivo 40 de decodificación de la Figura 13 en que la señal de baja frecuencia decodificada del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia no se suministra al circuito 44 de cálculo de cantidades de características.

Con el dispositivo 40 de decodificación de la Figura 20, el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia ha registrado de antemano el mismo coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado que el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado que registra el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la Figura 18. Específicamente, el conjunto del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>, que sirven como coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, obtenidos de antemano mediante análisis de regresión, se ha registrado de manera con un índice de coeficiente.

El circuito 45 de decodificación de alta frecuencia decodifica los datos codificados de alta frecuencia suministrados desde el circuito 41 de demultiplexación, y suministra un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, indicado por el índice de coeficiente obtenido como resultado de ello, al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada.

[Procesamiento de decodificación del dispositivo de decodificación]

A continuación, se describirá el procesamiento de decodificación a realizar por el dispositivo 40 de decodificación de la Figura 20, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 21.

Este procesamiento de decodificación se inicia cuando la cadena de códigos de salida emitida desde el dispositivo 30 de codificación se suministra al dispositivo 40 de decodificación como una cadena de códigos de entrada. Cabe señalar que el procesamiento en los pasos S211 a S213 es el mismo que el procesamiento en los pasos S131 a S133 de la Figura 14 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S214, el circuito 44 de cálculo de cantidades de características calcula una cantidad de características utilizando la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada del circuito 43 divisor de subbandas, y la suministra al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. Específicamente, el circuito 44 de cálculo de las cantidades de características realiza el cálculo de la Expresión (1) mencionada anteriormente, para calcular la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), en la trama J (en donde 0 < J) con respecto a cada subbanda ib en el lado de baja frecuencia, como una cantidad de características.

En el paso S215, el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia realiza la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia suministrados desde el circuito 41 de demultiplexación, y suministra un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, indicado por un índice de coeficiente obtenido como resultado de ello, al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. Es decir, de los múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados registrados de antemano en el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia, se emite el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado indicado por el índice de coeficiente obtenido mediante la decodificación.

En el paso S216, el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada calcula la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, en función de la cantidad de características suministrada desde el circuito 44 de cálculo de cantidades de características y el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado suministrado desde el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia, y la suministra al circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas.

Específicamente, el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada realiza el cálculo de la Expresión (2) mencionada anteriormente, utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>, que sirven como coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, y la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(kb, J), (en donde sb - 3 < kb < sb) sirve como una cantidad de características para calcular una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. Por lo tanto, se obtiene una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice va desde sb 1 a eb.

En el paso S217, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas genera una señal de alta frecuencia decodificada, en función de la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada suministrada desde el circuito 43 divisor de subbandas, y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada suministrada desde el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada.

Específicamente, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza el cálculo de la Expresión (1) mencionada anteriormente, utilizando la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada para calcular una potencia de subbanda de baja frecuencia con respecto a cada subbanda en el lado de baja frecuencia. El circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza el cálculo de la Expresión (3) mencionada anteriormente, utilizando la potencia de subbanda de baja frecuencia obtenida y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, para calcular la cantidad de ganancia G(ib, J) para cada subbanda en el lado de alta frecuencia.

Además, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza los cálculos de la Expresión (5) y la Expresión (6) mencionadas anteriormente, utilizando la cantidad de ganancia G(ib, J) y la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada, para generar una señal de subbanda de alta frecuencia, x3(ib, n), con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia.

Específicamente, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas somete una señal de subbanda de baja frecuencia decodificada, x(ib, n), a una modulación de amplitud según una relación entre una potencia de subbanda de baja frecuencia y una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, y adicionalmente somete una señal de subbanda de baja frecuencia decodificada, x2(ib, n), obtenida como resultado de ella, a una modulación de frecuencia. Por lo tanto, una señal de componente de frecuencia en una subbanda en el lado de baja frecuencia, se convierte en una señal de componente de frecuencia en una subbanda en el lado de alta frecuencia, para obtener una señal de subbanda de alta frecuencia, x3(ib, n).

De este modo, el procesamiento para obtener una señal de subbanda de alta frecuencia en cada subbanda es, con más detalle, el siguiente procesamiento.

Supongamos que cuatro subbandas dispuestas consecutivamente en una región de frecuencia se denominarán bloque de bandas, y la banda de frecuencia se ha dividido de modo que un bloque de bandas (en lo sucesivo, denominado particularmente bloque de baja frecuencia) esté configurado por cuatro subbandas cuyos índices van de sb a sb - 3 en el lado de baja frecuencia. En este momento, por ejemplo, la banda compuesta por subbandas en donde los índices en el lado de alta frecuencia van de sb 1 a sb 4, se toma como un bloque de bandas. Ahora, en lo sucesivo, el lado de alta frecuencia, es decir, un bloque de bandas compuesto por una subbanda cuyo índice sea igual o mayor que sb 1, se denominará particularmente bloque de alta frecuencia.

Ahora, supongamos que se presta atención a una subbanda que constituye un bloque de alta frecuencia para generar una señal de subbanda de alta frecuencia de dicha subbanda (en lo sucesivo, denominada subbanda de interés). En primer lugar, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas identifica una subbanda del bloque de baja frecuencia con la misma relación de posición que la posición de la subbanda de interés en el bloque de alta frecuencia.

Por ejemplo, en el caso de que el índice de la subbanda de interés sea sb 1, la subbanda de interés es una banda con la frecuencia más baja del bloque de alta frecuencia y, en consecuencia, la subbanda de un bloque de baja frecuencia que tiene la misma relación de posición que con la subbanda de interés, es una subbanda cuyo índice es sb - 3.

De este modo, en el caso de que se haya identificado la subbanda de un bloque de baja frecuencia con la misma relación de posición que con la subbanda de interés, se genera una señal de subbanda de alta frecuencia de la subbanda de interés utilizando la potencia de subbanda de baja frecuencia de dicha subbanda, la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada de la subbanda de interés.

Específicamente, la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada y la potencia de subbanda de baja frecuencia se sustituyen por la Expresión (3), y se calcula una cantidad de ganancia según una relación de estas potencias. La señal de subbanda de baja frecuencia decodificada se multiplica por la cantidad de ganancia calculada y, además, la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada multiplicada por la cantidad de ganancia, se somete a modulación de frecuencia mediante el cálculo de la Expresión (6), y se toma como señal de subbanda de alta frecuencia de la subbanda de interés.

Según el procesamiento mencionado anteriormente, se obtiene la señal de subbanda de alta frecuencia de cada subbanda en el lado de alta frecuencia. En respuesta a esto, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza además el cálculo de la Expresión (7) mencionada anteriormente, para obtener la suma de las señales de subbanda de alta frecuencia obtenidas y generar una señal de alta frecuencia decodificada. El circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas suministra la señal de alta frecuencia decodificada obtenida al circuito 48 de síntesis, y el procesamiento avanza del paso S217 al paso S218.

En el paso S218, el circuito 48 de síntesis sintetiza la señal de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia y la señal de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas, y emite esto como una señal de salida. Posteriormente, se finaliza el proceso de decodificación.

Como se describió anteriormente, según el dispositivo 40 de decodificación, se obtiene un índice de coeficiente a partir de datos codificados de alta frecuencia obtenidos mediante la demultiplexación de la cadena de códigos de entrada, y se calcula una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada mediante un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado indicado por su índice de coeficiente y, en consecuencia, se puede mejorar la precisión de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia. Por lo tanto, las señales musicales se pueden reproducir con una mayor calidad de sonido.

<4. Cuarta realización>

[Procesamiento de codificación del dispositivo de codificación]

Además, aunque hasta ahora se ha realizado una descripción respecto a un caso en donde como ejemplo se incluye por sí solo un índice de coeficiente en los datos codificados de alta frecuencia, se puede incluir otra información en los datos codificados de alta frecuencia.

Por ejemplo, si se realiza una disposición en donde un índice de coeficiente incluye datos codificados de alta frecuencia, se puede conocer en el lado del dispositivo 40 de decodificación un coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, mediante el cual se obtenga una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada que se aproxime lo más posible a una potencia de subbanda de alta frecuencia de la señal de alta frecuencia real.

Sin embargo, la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia real (valor verdadero) y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada (valor estimado) obtenida en el lado del dispositivo 40 de decodificación, generalmente es el mismo valor que con la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<diff>(ib, J), calculada por el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Por lo tanto, si se realiza una disposición en donde no solo se incluya un índice de coeficiente sino también una diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia entre las subbandas en los datos codificados de alta frecuencia, el error aproximado del mismo, de una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada para la potencia de subbanda de alta frecuencia real, puede conocerse en el lado del dispositivo 40 de decodificación. Por lo tanto, la precisión de estimación para una potencia de subbanda de alta frecuencia puede mejorarse mediante este error.

En lo sucesivo, se realizará una descripción respecto al procesamiento de codificación y al procesamiento de decodificación en el caso de que se incluya una diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en los datos codificados de alta frecuencia, con referencia a los diagramas de flujo de la Figura 22 y la Figura 23.

En primer lugar, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 22, el procesamiento de codificación realizado con el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18. Cabe señalar que el procesamiento del paso S241 al paso S246 es similar al procesamiento del paso S181 al paso S186 de la Figura 19 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S247, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el cálculo de la Expresión (15) para calcular la suma de cuadrados de la diferencia E(J, id) para cada coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona, de la suma de cuadrados de la diferencia E(J, id), la suma de cuadrados de la diferencia, mediante la cual el valor pasa a ser el mínimo, y suministra un índice de coeficiente que indica un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado correspondiente a la suma de cuadrados de la diferencia del mismo, al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suministra la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<diff>(ib, J), de las subbandas, obtenida con respecto a un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, correspondiente a la suma de cuadrados de la diferencia seleccionada, al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

En el paso S248, el circuito 37 de codificación de alta frecuencia codifica el índice de coeficiente y la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suministrados desde el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, y suministra los datos codificados de alta frecuencia obtenidos como resultado de ello al circuito 38 de multiplexación.

Por lo tanto, la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de las subbandas en el lado de alta frecuencia cuyos índices van de sb 1 a eb, es decir, el error de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia, se suministra al dispositivo 40 de decodificación como datos codificados de alta frecuencia.

En el caso de que dese hayan obtenido los datos codificados de alta frecuencia, posteriormente, se realiza el procesamiento en el paso S249, y se finaliza el procesamiento de codificación, aunque el procesamiento en el paso S249 es similar al procesamiento en el paso S189 de la Figura 19 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

Como se describió anteriormente, si se realiza una disposición en donde se incluya una diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en los datos codificados de alta frecuencia, con el dispositivo 40 de decodificación, se puede mejorar aún más la precisión de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia, y se pueden obtener señales musicales con una mayor calidad de sonido.

[Procesamiento de decodificación del dispositivo de decodificación]

A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 23, el procesamiento de decodificación realizado con el dispositivo 40 de decodificación de la Figura 20. Cabe señalar que el procesamiento del paso S271 al paso S274 es similar al procesamiento del paso S211 al paso S214 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S275, el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia realiza la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia suministrados desde el circuito 41 de demultiplexación. El circuito 45 de decodificación de alta frecuencia suministra después un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, indicado por el índice de coeficiente obtenido mediante la decodificación, y la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de cada subbanda obtenida mediante decodificación, al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada.

En el paso S276, el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada calcula la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, en función de la cantidad de características suministrada desde el circuito 44 de cálculo de cantidades de características y el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada suministrado desde el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia. Cabe señalar que, en el paso S276, se realiza un procesamiento similar al del paso S216 de la Figura 21.

En el paso S277, el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada añade la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suministrada desde el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia, a la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, y la suministra al circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas como potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada final. Es decir, la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la misma subbanda se suma a la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada calculada de cada subbanda.

Posteriormente, se realiza el procesamiento en el paso S278 al paso S279, y se finaliza el procesamiento de decodificación, aunque estos procesos son los mismos que en el paso S217 y el paso S218 de la Figura 21 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

De este modo, el dispositivo 40 de decodificación obtiene un índice de coeficiente y la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia a partir de los datos codificados de alta frecuencia obtenidos mediante la demultiplexación de la cadena de códigos de entrada. El dispositivo 40 de decodificación calcula después la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, utilizando el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, indicado por el índice de coeficiente, y la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia. Por lo tanto, se puede mejorar la precisión de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia, y las señales musicales se pueden reproducir con una mayor calidad de sonido.

Cabe señalar que se puede tener en cuenta la diferencia entre los valores estimados de la potencia de subbanda de alta frecuencia generados entre el dispositivo 30 de codificación y el dispositivo 40 de decodificación, es decir, la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada (en lo sucesivo, denominada diferencia estimada entre los dispositivos).

En tal caso, por ejemplo, la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia que sirve como datos codificados de alta frecuencia se corrige con la diferencia estimada entre los dispositivos, o la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia se incluye en los datos codificados de alta frecuencia, y con el lado del dispositivo 40 de decodificación, la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia se corrige con la diferencia estimada entre los dispositivos. Además, se puede realizar una disposición en donde, con el lado del dispositivo 40 de decodificación, se registre la diferencia estimada entre los dispositivos, y el dispositivo 40 de decodificación sume la diferencia estimada entre los dispositivos a la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia para realizar la corrección. Por lo tanto, se puede obtener una señal de alta frecuencia decodificada más próxima a la señal de alta frecuencia real.

<5. Quinta realización>

Cabe señalar que se ha realizado una descripción en donde, con el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona el óptimo entre múltiples índices de coeficientes con la suma de cuadrados de la diferencia E(J, id) como índice, aunque un índice de coeficiente puede seleccionarse mediante un índice distinto de la suma de cuadrados de la diferencia.

Por ejemplo, se puede emplear un valor evaluado en el que se tengan en cuenta el valor medio cuadrático residual, el valor máximo, el valor medio, etc., entre una potencia de subbanda de alta frecuencia y una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia. En tal caso, el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18 realiza el procesamiento de codificación mostrado en el diagrama de flujo de la Figura 24.

A continuación, se describirá el procesamiento de codificación por el dispositivo 30 de codificación con referencia al diagrama de flujo de la Figura 24. Cabe señalar que el procesamiento del paso S301 al paso S305 es similar al procesamiento del paso S181 al paso S185 de la Figura 19, y se omitirá su descripción. En el caso de que se haya realizado el procesamiento del paso S301 al paso S305, la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de cada subbanda se ha calculado para cada K coeficientes de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

En el paso S306, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor evaluado, Res(id, J), con la trama actual J que sirve como objeto a procesar que se emplea para cada K coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

Específicamente, el circuito de cálculo 36 de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el mismo cálculo que con la Expresión (1) mencionada anteriormente, utilizando la señal de subbanda de alta frecuencia de cada subbanda suministrada desde el circuito 33 divisor de subbandas, para calcular la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), en la trama J. Cabe señalar que, con la presente realización, toda la subbanda de una señal de subbanda de baja frecuencia y la subbanda de una señal de subbanda de alta frecuencia pueden identificarse mediante el índice ib.

En el caso de que se obtenga la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (16), para calcular un valor medio cuadrático residual, Res<std>(id, J).

[Expresión matemática 16]

Específicamente, la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), en la trama J, se obtiene con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice va de sb 1 a eb, y la suma de cuadrados de la diferencia de las mismas se toma como el valor medio cuadrático residual, Res<std>(id, J). Cabe señalar que la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), indica una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en la trama J de una subbanda, cuyo índice es ib, obtenida con respecto al coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, cuyo índice de coeficiente es id.

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (17), para calcular el valor máximo residual, Res<max>(id,J).

[Expresión matemática 17]

ResmaxCid, J) =max¡b{|power (ib, J) -powerestí ib, id, J) | }

■ ■ ■ (17)

Cabe señalar que, en la Expresión (17), max<ib>{|power(ib, J) - power<est>(ib, id, J)|} indica el máximo de los valores absolutos de diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), de cada subbanda cuyo índice va de sb 1 a eb, y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J). En consecuencia, el valor máximo de los valores absolutos de la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), en la trama J, se toma como un valor máximo residual, Res<max>(id, J).

Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (18), para calcular el valor medio residual, Res<ave>(id,J).

[Expresión matemática 18]

Específicamente, la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), en la trama J, se obtiene con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice va de sb 1 a eb, y se obtiene la suma de las diferencias de las mismas. El valor absoluto de un valor obtenido dividiendo la suma de diferencias obtenida por el número de subbandas (eb - sb) en el lado de alta frecuencia, se convierte en el valor medio residual, Res<ave>(id,J). Este valor medio residual, Res<ave>(id, J), indica la magnitud de un valor medio del error estimado de las subbandas, teniendo en cuenta el signo.

Además, en el caso de que se hayan obtenido el valor medio cuadrático residual, Res<std>(id, J), el valor máximo residual, Res<max>(id, J), y el valor medio residual, Res<ave>(id, J), el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (19), para calcular el valor evaluado final, Res(id, J).

[Expresión matemática 19]

Res ( i d, J) =ReSstd (id, J) "EWmax^ R^ Smax (id, J) 4” Wave^ Resaye (id, J)

■ ■ - (19)

Específicamente, el valor medio cuadrático residual, Res<std>(id, J), el valor máximo residual, Res<max>(id, J), y el valor medio residual, Res<ave>(id, J), se suman con ponderación para obtener el valor evaluado final. Res(id, J). Cabe señalar que, en la Expresión (19), W<max>y W<ave>son ponderaciones determinadas de antemano, y ejemplos de estas son W<max>— 0,5 y ^V<ave>— 0,5.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el procesamiento descrito anteriormente, para calcular el valor evaluado, Res(id,J), para cada uno de los K coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, es decir, para cada uno de los K índices de coeficiente id.

En el paso S307, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona un índice de coeficiente id, en función del valor evaluado, Res(id,J), para cada índice de coeficiente id encontrado.

El valor evaluado, Res(id, J), obtenido en el procesamiento mencionado anteriormente, indica un grado de similitud entre la potencia de subbanda de alta frecuencia calculada a partir de la señal de alta frecuencia real y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calculada utilizando un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, cuyo índice de coeficiente es id, es decir, indica la magnitud del error estimado de un componente de alta frecuencia.

En consecuencia, cuanto menor sea el valor evaluado, Res(id, J), más aproximada a la señal de alta frecuencia real será una señal de alta frecuencia decodificada obtenida mediante el cálculo con un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado. Por lo tanto, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona, de los K valores evaluados, Res(id, J), un valor evaluado mediante el cual el valor pase a ser el mínimo, y suministra un índice de coeficiente que indica un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, correspondiente al valor evaluado del mismo, al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

En el caso de que se haya emitido el índice de coeficiente al circuito 37 de codificación de alta frecuencia, posteriormente se realiza el procesamiento en el paso S308 y el paso S309, y se finaliza el procesamiento de codificación, aunque este procesamiento es similar al del paso S188 y el paso S189 de la Figura 19 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

Como se describió anteriormente, con el dispositivo 30 de codificación, se emplea el valor evaluado, Res(id, J), calculado a partir del valor medio cuadrático residual, Res<std>(id, J), el valor máximo residual, Res<max>(id, J), y el valor medio residual, Res<ave>(id, J), y se selecciona un índice de coeficiente del coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia descodificado óptimo.

En el caso de que se emplee el valor evaluado, Res(id, J), en comparación con el caso de emplear la suma de cuadrados de la diferencia, la precisión de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia puede evaluarse mediante muchas más escalas de evaluación y, en consecuencia, se puede seleccionar un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado más adecuado. Por lo tanto, con el dispositivo 40 de decodificación que recibe la entrada de una cadena de códigos de salida, se puede obtener un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado que sea óptimo para el procesamiento de expansión de banda de frecuencia, y se pueden obtener señales con mayor calidad de sonido.

<Modificación 1>

Además, en el caso de que el procesamiento de codificación descrito anteriormente se haya realizado para cada trama de una señal de entrada, con una región constante en donde haya poca fluctuación temporal con respecto a las potencias de subbanda de alta frecuencia de las subbandas en el lado de alta frecuencia de la señal de entrada, se puede seleccionar un índice de coeficiente diferente para cada trama continua.

Específicamente, con tramas consecutivas constituyendo una región constante de la señal de entrada, las potencias de subbanda de alta frecuencia de las tramas son casi las mismas y, en consecuencia, se debe seleccionar continuamente el mismo índice de coeficiente con estas tramas. Sin embargo, con una sección de estas tramas continuas, el índice de coeficiente a seleccionar cambia para cada trama y, como resultado de ello, los componentes de alta frecuencia de audio a reproducir en el lado del dispositivo 40 de decodificación pueden no ser estacionarios. En consecuencia, al reproducir audio, se generan sensaciones perceptualmente antinaturales.

Por lo tanto, en el caso de seleccionar un índice de coeficiente en el dispositivo 30 de codificación, se pueden tener en cuenta los resultados de estimación de los componentes de alta frecuencia en la trama temporalmente anterior. En tal caso, el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18 realiza el procesamiento de codificación mostrado en el diagrama de flujo de la Figura 25.

A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 25, el procesamiento de codificación por el dispositivo 30 de codificación. Cabe señalar que el procesamiento del paso S331 al paso S336 es similar al procesamiento del paso S301 al paso S306 de la Figura 24 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S337, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor evaluado, ResP(id,J), utilizando la trama anterior y la trama actual.

Específicamente, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia registra, con respecto a la trama temporalmente anterior, (J - 1), después de la trama J a procesar, una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de cada subbanda, obtenida utilizando un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, con el índice de coeficiente finalmente seleccionado. El índice de coeficiente finalmente seleccionado mencionado en este caso, es un índice de coeficiente codificado por el circuito 37 de codificación de alta frecuencia y emitido al dispositivo 40 de decodificación.

En los sucesivo, supongamos que el índice de coeficiente id seleccionado en la trama (J1) es particularmente id<selected>(J - 1). Además, suponiendo que una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de una subbanda cuyo índice es ib (en donde sb 1 < ib < eb), obtenida utilizando un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado del índice de coeficiente id<selected>(J -1) es power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1), la descripción continuará.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula primero la siguiente Expresión (20), para calcular un valor cuadrático medio residual estimado, ResP<std>(id,J).

[Expresión matemática 20]

eb

ResPstdCid, J) = I [powerestíib . ídgelected (J -1 ), J -1 )

¡b=sb+1

O

~-powerest(ib, id, J)] ■ • ■ (20)Específicamente, con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice va de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1) de la trama (J -1) y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J) de la trama J. La suma de los cuadrados de su diferencia se toma como el valor medio cuadrático residual estimado, ResP<ste>(id, J). Cabe señalar que la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), indica una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la trama J de una subbanda cuyo índice es ib, obtenida con respecto a un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado cuyo índice de coeficiente es id.

Este valor medio cuadrático residual estimado, ResP<std>(id, J), es la suma de los cuadrados de las diferencias de las potencias de subbanda de pseudoalta frecuencia entre tramas temporalmente consecutivas y, en consecuencia, cuanto menor sea el valor medio cuadrático residual estimado, ResP<std>(id, J), menor será el cambio temporal de un valor estimado de un componente de alta frecuencia.

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (21), para calcular un valor máximo residual estimado, ResP<max>(id,J).

[Expresión matemática 21]

ResPtnaxíid, J) — maxibílpowerestíib, idS3jectedíJ“ 1), J-1)

—powerest(ib . i d, J ) !} - - ■ (21)

Cabe señalar que, en la Expresión (21), max<ib>{|power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1) - power<est>(ib,id,J)|}, indica el valor máximo de los valores absolutos de la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib,id<selected>(J - 1), J - 1) de cada subbanda en donde el índice va de sb 1 a eb, y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J). En consecuencia, el valor máximo de los valores absolutos de la diferencia en la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia entre tramas temporalmente consecutivas, se toma como el valor máximo residual estimado, ResP<max>(id, J).

El valor máximo residual estimado, ResP<max>(id, J), indica que cuanto menor sea su valor, más se aproximarán los resultados estimados de los componentes de alta frecuencia entre tramas consecutivas.

En el caso de que se obtenga el valor máximo residual estimado, ResP<max>(id,J), a continuación, el circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (22), para calcular un valor medio residual estimado, ResP<ave>(id,J).

[Expresión matemática 22]

Específicamente, con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice va de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1) de la trama (J -1) y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J) de la trama J. El valor absoluto de un valor obtenido dividiendo la suma de las diferencias de las subbandas por el número de subbandas (eb - sb) en el lado de alta frecuencia, se toma como el valor medio residual estimado ResP<ave>(id, J). Este valor medio residual estimado, ResP<ave>(id, J), indica la magnitud de un valor medio de la diferencia estimada de las subbandas entre tramas, teniendo en cuenta el signo.

Además, en el caso de que se hayan obtenido el valor medio cuadrático residual estimado, ResP<std>(id, J), el valor máximo residual estimado, ResP<max>(id, J), y el valor medio residual estimado, ResP<ave>(id, J), el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (23), para calcular un valor evaluado, ResP(id, J).

[Expresión matemática 23]

ResP(id, J) =ResPstd(id, J) Wmax * ResPmax(id, J)

-EWave x ResPave ( ¡ d, J) ■ ■ ■ (23)

Es decir, el valor cuadrático medio residual estimado, ResP<std>(id,J), el valor máximo residual estimado, ResP<max>(id, J), y el valor medio residual estimado, ResP<ave>(id,J), se suman con ponderación para obtener un valor evaluado, ResP(id,J). Cabe señalar que, en la Expresión (23), W<max>y W<ave>son ponderaciones determinadas de antemano, y ejemplos de estos son W<max>= 0,5 y W<ave>= 0,5.

De este modo, después de calcular el valor evaluado ResP(id, J) utilizando la trama anterior y la trama actual, el procesamiento avanza del paso S337 al paso S338.

En el paso S338, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (24), para calcular un valor evaluado final Res<all>(id,J).

[Expresión matemática 24]

ResaN(id, J) = Res(id, J) WP(J) x ResP(id, J) ■ - ■ (24)

Específicamente, el valor evaluado Res(id, J) y el valor evaluado ResP(id, J) obtenidos se suman con ponderación. Cabe señalar que, en la Expresión (24), W<p>(J) es una ponderación a definir por la siguiente Expresión (25), por ejemplo.

[Expresión matemática 25]

Además, power<r>(J) en la Expresión (25) es un valor a determinar por la siguiente Expresión (26).

[Expresión matemática 26]

Este power<r>(J) indica la diferencia media de las potencias de subbanda de alta frecuencia de la trama (J - 1) y la trama J. Además, según la Expresión (25), cuando el power<r>(J) es un valor dentro de un rango predeterminado cercano a 0, cuanto menor sea power<r>(J), más pasará W<p>(J) a ser un valor aproximado a 1, y cuando power<r>(J) sea mayor que un valor dentro de un rango predeterminado, pasará a ser 0.

En este caso, en el caso de que power<r>(J) sea un valor en un rango predeterminado cercano a 0, la media de diferencia de las potencias de subbanda de alta frecuencia entre tramas consecutivas será en cierta medida pequeña. En otras palabras, la fluctuación temporal de los componentes de alta frecuencia de la señal de entrada es pequeña y, en consecuencia, la trama actual de la señal de entrada es una región constante.

Cuanto más constante sea el componente de alta frecuencia de la señal de entrada, la ponderación Wp(J) pasará a ser un valor más aproximado a 1 y, a la inversa, cuanto más inconstante sea el componente de alta frecuencia de la señal de entrada, la ponderación Wp(J) pasará a ser un valor más aproximado a 0. En consecuencia, con el valor evaluado Resan(id, J) indicado en la Expresión (24), cuanto menor sea la fluctuación temporal de un componente de alta frecuencia de la señal de entrada, mayor será la relación de contribución del valor evaluado, ResP(id, J), con un resultado de comparación para un resultado de estimación de un componente de alta frecuencia en una trama posterior como escala de evaluación.

Como resultado de ello, con una región constante de la señal de entrada, se selecciona un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, mediante el cual se obtiene un componente de alta frecuencia aproximado a un resultado de estimación de un componente de alta frecuencia en la última trama, e incluso con el lado del dispositivo 40 de decodificación, se puede reproducir audio con una alta calidad de sonido más natural. Por el contrario, con una región no constante de la señal de entrada, el término del valor evaluado, ResP(id,J), en el valor evaluado Res<all>(id,J) pasa a ser 0, y se obtiene una señal de alta frecuencia decodificada que se aproxima más a la señal de alta frecuencia real.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el procesamiento mencionado anteriormente, para calcular el valor evaluado Res<all>(id, J) para cada K coeficientes de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

En el paso S339, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona un índice de coeficiente id, en función del valor evaluado, Res<all>(id, J), para cada coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado obtenido.

El valor evaluado Res<a>n(id, J) obtenido en el procesamiento mencionado anteriormente es un valor evaluado realizando un acoplamiento lineal entre el valor evaluado Res(id, J) y el valor evaluado ResP(id, J) utilizando la ponderación. Como se ha descrito anteriormente, cuanto menor sea el valor del valor evaluado Res(id, J), más aproximado será a la señal de alta frecuencia real en la que se obtiene una señal de alta frecuencia decodificada. Además, cuanto menor sea el valor del valor evaluado ResP(id, J), más aproximado será a la señal de alta frecuencia decodificada de la última trama en la que se obtiene una señal de alta frecuencia decodificada.

En consecuencia, cuanto menor sea el valor evaluado Res<all>(id,J), más adecuada será la señal de alta frecuencia decodificada que se obtenga. Por lo tanto, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona, de los valores K evaluados, Res<a>n(id, J), un valor evaluado mediante el cual el valor pasa a ser el mínimo, y suministra un índice de coeficiente que indica un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado correspondiente al valor evaluado del mismo, al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

T ras seleccionar el índice de coeficiente, posteriormente se realiza el procesamiento en el paso S340 y el paso S341, y se finaliza el procesamiento de codificación, aunque estos procesos son similares al paso S308 y al paso S309 de la Figura 24 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

Como se describió anteriormente, con el dispositivo 30 de codificación, se emplea el valor evaluado Res<a>n(id, J), obtenido realizando un acoplamiento lineal en el valor evaluado Res(id, J) y el valor evaluado ResP(id, J), y se selecciona el índice de coeficiente del coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia descodificado óptimo.

En el caso de emplear el valor evaluado Res<a>n(id, J), de la misma manera que en el caso de emplear el valor evaluado Res(id, J), se puede seleccionar un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado más adecuado mediante muchas más escalas de evaluación. Además, si se emplea el valor evaluado Res<all>(id, J), con el lado del dispositivo 40 de decodificación, se puede suprimir la fluctuación temporal en una región constante de un componente de alta frecuencia de una señal a reproducir, y se pueden obtener señales con una mayor calidad de sonido.

<Modificación 2>

Por otra parte, con el procesamiento de expansión de la banda de frecuencia, cuando se intenta obtener audio con una mayor calidad de sonido, las subbandas del lado de frecuencia más baja adquieren importancia en lo que respecta a la audibilidad. Específicamente, de las subbandas en el lado de alta frecuencia, cuanto mayor sea la precisión de estimación de una subbanda más próxima al lado de baja frecuencia, mayor podrá ser la calidad de sonido con la que se puede reproducir el audio.

Por lo tanto, en el caso de que se calcule un valor evaluado con respecto a cada uno de los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, se puede implementar una ponderación en una subbanda en un lado de frecuencia más baja. En tal caso, el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18 realiza el procesamiento de codificación mostrado en el diagrama de flujo de la Figura 26.

A continuación, se describirá el procesamiento de codificación por el dispositivo 30 de codificación con referencia al diagrama de flujo de la Figura 26. Cabe señalar que el procesamiento del paso S371 al paso S375 es similar al procesamiento del paso S331 al paso S335 de la Figura 25 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S376, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor evaluado ResW<banda>(id, J) con la trama actual J, que sirve como objeto a procesar que se emplea, para cada K coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

Específicamente, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el mismo cálculo que con la Expresión (1) mencionada anteriormente, utilizando la señal de subbanda de alta frecuencia de cada subbanda suministrada desde el circuito 33 divisor de subbandas, para calcular la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), en la trama J.

En el caso de que se obtenga la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (27), para calcular un valor medio cuadrático residual Res<std>W<band>(id, J).

[Expresión matemática 27]

eb

RessW Wband ( ¡ b, J) = x ($band í i b) x [power C i b, J)

ib=sb+l

-powerest ( ib, id, J)}} ■ • * (27)

Específicamente, con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice va de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), en la trama J, y la diferencia de la misma se multiplica por la ponderación W<band>(ib) para cada subbanda. La suma cuadrados de la diferencia multiplicada por la ponderación W<band>(ib), se toma como valor cuadrático medio residual Res<std>W<band>(id, J).

En este caso, la ponderación W<band>(ib) (en donde sb 1 < ib < eb) se define mediante la siguiente Expresión (28), por ejemplo. El valor de esta ponderación W<band>(ib) aumenta en el caso de que una subbanda de la misma se encuentre en un lado de frecuencia más baja.

[Expresión matemática 28]

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor máximo residual Res<max>W<band>(id, J). Específicamente, el valor máximo del valor absoluto de los valores obtenidos multiplicando la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), cuyo índice va de sb 1 a eb, y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), de cada subbanda por la ponderación W<band>(ib), se toma como el valor máximo residual Res<max>W<band>(id, J).

Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor medio residual Res<ave>W<band>(id, J).

Específicamente, con respecto a cada subbanda cuyo índice vaya de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), y se multiplica por la ponderación W<band>(ib), y se obtiene la suma de la diferencia multiplicada por la ponderación W<band>(ib). El valor absoluto del valor obtenido dividiendo la suma total de las diferencias obtenidas por el número de subbandas (eb - sb) en el lado de alta frecuencia, se toma después como el valor medio residual Res<ave>W<band>(id, J).

Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor evaluado ResW<band>(id, J). Específicamente, la suma del valor cuadrático medio residual Res<std>W<band>(id, J), el valor máximo residual Res<max>W<band>(id,J) multiplicado por la ponderación W<max>, y el valor medio residual Res<ave>W<band>(id, J) multiplicado por la ponderación W<ave>, se toma como el valor evaluado ResW<band>(id, J).

En el paso S377, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor evaluado ResPW<band>(id,J), empleando la trama anterior y la trama actual.

Específicamente, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia registra, con respecto a la trama temporalmente anterior, (J - 1), después de la trama J a procesar, una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de cada subbanda, obtenida utilizando un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, con el índice de coeficiente finalmente seleccionado.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula primero un valor cuadrático medio residual estimado ResP<std>W<band>(id,J). Específicamente, con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice vaya de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), y se multiplica por la ponderación W<band>(ib). La suma de los cuadrados de la diferencia multiplicada por la ponderación W<band>(ib) se toma después como el valor medio cuadrático residual estimado ResP<std>W<band>(id, J).

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor máximo residual estimado ResP<max>W<band>(id, J). Específicamente, el valor máximo del valor absoluto de los valores obtenidos al multiplicar la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), de cada subbanda cuyo índice va de sb 1 a eb, por la ponderación W<band>(ib), se toma como el valor máximo residual estimado ResP<max>^V<band>(id, J).

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor medio residual estimado ResP<ave>W<band>(id,J). Específicamente, con respecto a cada subbanda cuyo índice vaya de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), y se multiplica por la ponderación W<band>(ib). El valor absoluto de un valor obtenido al dividir la suma de la diferencia multiplicada por la ponderación W<band>(ib) entre el número de subbandas en el lado de alta frecuencia, se toma después como el valor medio residual estimado ResP<ave>W<band>(id, J).

Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia obtiene la suma del valor cuadrático medio residual estimado ResP<std>W<band>(id, J), el valor máximo residual estimado ResP<max>W<band>(id, J) multiplicado por la ponderación W<max>, y el valor medio residual estimado ResP<ave>W<band>(id, J) multiplicado por la ponderación W<ave>, y toma esto como valor evaluado ResW<band>(id, J).

En el paso S378, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suma el valor evaluado ResW<band>(id,J) y el valor evaluado ResPW<band>(id, J) multiplicado por la ponderación W<p>(J) en la Expresión (25), para calcular un valor evaluado final Res<all>W<band>(id,J). El valor evaluado Res<all>W<band>(id, J) se calcula para cada uno de los K coeficientes de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

Posteriormente, se realizan los procesos del paso S379 al paso S381, y se finaliza el procesamiento de codificación, aunque estos procesos son similares a los procesos del paso S339 al paso S341 de la Figura 25 y, en consecuencia, se omitirá su descripción. Cabe señalar que, en el paso S379, de los K índices de coeficientes, se selecciona un índice de coeficiente por el que el valor evaluado Res<all>W<band>(id, J) se convierte en el mínimo.

De este modo, se realiza una ponderación para cada subbanda a fin de aplicar ponderación en una subbanda en un lado de frecuencia más baja, lo que permite obtener audio con una mayor calidad de sonido en el lado del dispositivo 40 de decodificación.

Cabe señalar que, si bien se ha realizado la descripción anterior según la cual los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados se seleccionan en función del valor evaluado Res<all>W<band>(id, J), los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados se pueden seleccionar en función del valor evaluado ResW<band>(id, J).

<Modificación 3>

Además, la percepción auditiva humana tiene la característica de que cuanto mayor sea la amplitud (potencia) de una banda de frecuencia, más lo detectará la percepción auditiva humana y, en consecuencia, se puede calcular un valor evaluado con respecto a cada coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, para aplicar ponderación en una subbanda con mayor potencia.

En tal caso, el dispositivo 30 de codificación de la Figura 18 realiza el procesamiento de codificación ilustrado en el diagrama de flujo de la Figura 27. A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 27, el procesamiento de codificación por el dispositivo 30 de codificación. Cabe señalar que los procesos del paso S401 al paso S405 son similares a los procesos del paso S331 al paso S335 de la Figura 25 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S406, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor evaluado ResW<power>(id, J), con la trama actual J que sirve como objeto a procesar que se emplea, para cada K coeficientes de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

Específicamente, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el mismo cálculo que con la Expresión (1) mencionada anteriormente, para calcular una potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), en la trama J, utilizando la señal de subbanda de alta frecuencia de cada subbanda suministrada desde el circuito divisor 33 de subbandas.

En el caso de que se obtenga la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la siguiente Expresión (29), para calcular un valor medio cuadrado residual Res<std>W<power>(id, J).

[Expresión matemática 29]

eb

Resst Aower ( i d, J) = £ Wpower ÍP°wer ( I b, J ))

¡b=sb+1

2

x {power (ib, J) -powerest(ib, id, J)}}

■ ■ ■ (29)

Específicamente, con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice vaya de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), y la diferencia de la misma se multiplica por la ponderación W<power>(power(ib, J)) para cada subbanda. La suma de los cuadrados de la diferencia multiplicada por el peso W<power>(power(ib, J)) se toma después como valor medio cuadrado residual Res<std>W<power>(id, J).

En este caso, la ponderación W<power>(power(ib, J)) (en donde sb 1 < ib < eb) se define mediante la siguiente Expresión (30), por ejemplo. El valor de esta ponderación W<power>(power(ib, J)) aumenta en el caso de que sea mayor la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), de una subbanda de la misma.

[Expresión matemática 30]

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor máximo residual Res<max>W<power>(id, J). Específicamente, el valor máximo del valor absoluto de los valores obtenidos al multiplicar la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J) de cada subbanda cuyo índice vaya de sb 1 a eb por la ponderación W<power>(power(ib, J)) se toma como el valor máximo residual Res<max>W<power>(id, J).

Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor medio residual Res<ave>W<power>(id, J).

Específicamente, con respecto a cada subbanda cuyo índice vaya de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), y se multiplica por la ponderación W<power>(power(ib, J)), y se obtiene la suma de la diferencia multiplicada por la ponderación W<power>(power(ib, J)). El valor absoluto del valor obtenido dividiendo la suma total obtenida de las diferencias por el número de subbandas (eb - sb) en el lado de alta frecuencia, es el valor medio residual Res<ave>^V<power>(id, J).

Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula el valor evaluado ResW<power>(id, J). Es decir, la suma del valor cuadrático medio residual Res<std>W<power>(id, J), el valor máximo residual Res<max>W<power>(id,J) multiplicado por la ponderación W<max>, y el valor medio residual Res<ave>W<power>(id, J) multiplicado por la ponderación W<ave>, se toma como el valor evaluado ResW<power>(id, J).

En el paso S407, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor evaluado ResPW<power>(id,J) que se emplea con la trama anterior y la trama actual.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula primero un valor cuadrático medio residual estimado ResP<std>W<power>(id,J). Específicamente, con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice vaya de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1) y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), y se multiplica por la ponderación W<power>(power(ib, J)). La suma de los cuadrados de la diferencia multiplicada por la ponderación W<power>(power(ib, J)), se toma después como el valor medio cuadrático residual estimado ResP<std>^V<power>(id, J).

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor máximo residual estimado ResP<max>W<power>(id,J). Específicamente, el valor máximo del valor absoluto de los valores obtenidos multiplicando la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), de cada subbanda cuyo índice va de sb 1 a eb, por la ponderación W<power>(power(ib, J)), se toma como el valor residual máximo estimado ResP<max>^V<power>(id, J).

A continuación, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula un valor medio residual estimado ResP<ave>W<power>(id,J). Específicamente, con respecto a cada subbanda cuyo índice vaya de sb 1 a eb, se obtiene la diferencia entre la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id<selected>(J - 1), J - 1), y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, id, J), y se multiplica por la ponderación W<power>(power(ib, J)). El valor absoluto del valor obtenido al dividir la suma total de las diferencias multiplicadas por la ponderación W<power>(power(ib, J)) por el número de subbandas (eb - sb) en el lado de alta frecuencia, se toma después como el valor medio residual estimado ResP<ave>W<power>(id,J).

Además, el circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia obtiene la suma del valor cuadrático medio residual estimado ResP<std>W<power>(id, J), el valor máximo residual estimado ResP<max>W<power>(id, J) multiplicado por la ponderación W<max>, y el valor medio residual estimado ResP<ave>W<power>(id, J) multiplicado por la ponderación W<ave>, y toma esto como valor evaluado ResW<power>(id, J).

En el paso S408, el circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suma el valor evaluado ResW<power>(id,J) y el valor evaluado ResPW<power>(id, J) multiplicado por la ponderación W<p>(J) en la Expresión (25), para calcular el valor evaluado final Res<all>W<power>(id,J). El valor evaluado Res<all>W<power>(id, J) se calcula para cada uno de los K coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados.

Posteriormente, se realizan los procesos del paso S409 al paso S411, y se finaliza el procesamiento de codificación, aunque los procesos son similares a los procesos del paso S339 al paso S341 de la Figura 25 y, en consecuencia, se omitirá su descripción. Cabe señalar que en el paso S409, de entre los K índices de coeficientes, se selecciona un índice de coeficiente mediante el cual el valor evaluado Res<all>W<power>(id, J) se convierte en el mínimo.

De este modo, se realiza una ponderación para cada subbanda a fin de asignar ponderación en una subbanda que tenga una gran potencia, lo que permite obtener audio con una mayor calidad de sonido en el lado del dispositivo 40 de decodificación.

Cabe señalar que, hasta ahora se ha realizado la descripción en donde la selección de un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado se realiza en función del valor evaluado Res<all>W<power>(id, J), aunque un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado puede seleccionarse en función del valor evaluado ResW<power>(id, J).

<6. Sexta realización>

[Configuración del dispositivo de aprendizaje de coeficientes]

Por otra parte, el conjunto del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>, que sirven como coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, se ha registrado en el dispositivo 40 de decodificación de la Figura 20 de una manera correlacionada con un índice de coeficiente. Por ejemplo, en el caso de que los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados de 128 índices de coeficiente estén registrados en el dispositivo 40 de decodificación, es necesario preparar una gran región como región de registro, tal como una memoria, para registrar estos coeficientes de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, o similares.

Por lo tanto, se puede realizar una disposición en donde una parte de varios coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados se tome como coeficientes comunes y, en consecuencia, se reduzca la región de registro utilizada para registrar los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados. En tal caso, un dispositivo de aprendizaje de coeficientes que obtiene mediante aprendizaje los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, está configurado tal como se ilustra en la Figura 28, por ejemplo.

El dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes está compuesto por un circuito 91 divisor de subbandas, un circuito 92 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia, un circuito 93 de cálculo de cantidades de características y un circuito 94 de estimación de coeficientes.

Múltiples datos musicales a utilizar para el aprendizaje, etc., se suministran a este dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes como señales de supervisión de banda ancha. Las señales de supervisión de banda ancha son señales en las que se incluyen múltiples componentes de subbanda de alta frecuencia y múltiples componentes de subbanda de baja frecuencia.

El circuito 91 divisor de subbandas está compuesto por un filtro de paso de banda, etc., divide en múltiples señales de subbanda una señal de supervisión de banda ancha suministrada, y las suministra al circuito 92 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia y al circuito 93 de cálculo de cantidades de características. Específicamente, la señal de subbanda de alta frecuencia de cada subbanda en el lado de alta frecuencia, en donde el índice va de sb 1 a eb, se suministra al circuito 92 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia, y la señal de subbanda de baja frecuencia de cada subbanda en el lado de baja frecuencia, en donde el índice va de sb - 3 a sb, se suministra al circuito 93 de cálculo de cantidades de características.

El circuito 92 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia calcula la potencia de subbanda de alta frecuencia de cada señal de subbanda de alta frecuencia suministrada desde el circuito 91 divisor de subbandas, para suministrar esto al circuito 94 de estimación de coeficientes. El circuito 93 de cálculo de cantidades de características calcula la potencia de subbanda de baja frecuencia como una cantidad de características, en función de cada señal de subbanda de baja frecuencia suministrada desde el circuito 91 divisor de subbandas, para suministrar esto al circuito 94 de estimación de coeficientes.

El circuito 94 de estimación de coeficientes genera un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado al realizar un análisis de regresión utilizando la potencia de subbanda de alta frecuencia procedente del circuito 92 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia y la cantidad de características procedente del circuito 93 de cálculo de cantidades de características, para emitir esto al dispositivo 40 de decodificación.

[Descripción del dispositivo de aprendizaje de coeficientes]

A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 29, el procesamiento de aprendizaje de coeficientes a realizar por el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes.

En el paso S431, el circuito 91 divisor de subbandas divide en múltiples señales de subbanda cada una de las múltiples señales de supervisión de banda ancha suministradas. El circuito 91 divisor de subbandas suministra después la señal de subbanda de alta frecuencia de una subbanda en donde el índice va de sb 1 a eb, al circuito 92 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia, y suministra la señal de subbanda de baja frecuencia de una subbanda en donde el índice va de sb - 3 a sb, al circuito 93 de cálculo de cantidades de características.

En el paso S432, el circuito 92 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia realiza el mismo cálculo que con la Expresión (1) mencionada anteriormente, en cada señal de subbanda de alta frecuencia suministrada desde el circuito 91 divisor de subbandas, para calcular una potencia de subbanda de alta frecuencia para suministrar al circuito 94 de estimación de coeficientes.

En el paso S433, el circuito 93 de cálculo de cantidades de características realiza el cálculo de la Expresión (1) mencionada anteriormente, en cada señal de subbanda de baja frecuencia suministrada desde el circuito 91 divisor de subbandas, para calcular una potencia de subbanda de baja frecuencia como una cantidad de características para suministrar al circuito 94 de estimación de coeficientes.

Por lo tanto, la potencia de subbanda de alta frecuencia y la potencia de subbanda de baja frecuencia con respecto a cada trama de las múltiples señales de supervisión de banda ancha, se suministran al circuito 94 de estimación de coeficientes.

En el paso S434, el circuito 94 de estimación de coeficientes realiza un análisis de regresión utilizando el método de mínimos cuadrados, para calcular un coeficiente A<ib>(kb) y un coeficiente B<ib>para cada subbanda ib (en donde sb 1 < ib < eb) en donde el índice va de sb 1 a eb.

Cabe señalar que, con el análisis de regresión, la potencia de subbanda de baja frecuencia suministrada desde el circuito 93 de cálculo de cantidades de características, se toma como una variable explicativa, y la potencia de subbanda de alta frecuencia suministrada desde el circuito 92 de cálculo de potencia de subbanda de alta frecuencia, se toma como una variable explicada. Además, el análisis de regresión se realiza mediante las potencias de subbanda de baja frecuencia y las potencias de subbanda de alta frecuencia de todas las tramas que componen todas las señales de supervisión de banda ancha suministradas al dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes que se está utilizando.

En el paso S435, el circuito 94 de estimación de coeficientes obtiene el vector residual de cada trama de las señales de supervisión de banda ancha utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>obtenidos para cada subbanda ib.

Por ejemplo, el circuito 94 de estimación de coeficientes resta la suma de la suma total de la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(kb, J) (en donde sb - 3 < kb < sb) multiplicada por el coeficiente A<ib>(kb), y el coeficiente B<ib>de la potencia de subbanda de alta frecuencia, power(ib, J), para cada subbanda ib (en donde sb 1 < ib < eb) de la trama J, para obtener el residual. El vector compuesto de los residuos de cada subbanda ib de la trama J, se toma como vector residual.

Cabe señalar que el vector residual se calcula según todas las tramas que constituyen todas las señales de supervisión de banda ancha suministradas al dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes.

En el paso S436, el circuito 94 de estimación de coeficientes normaliza el vector residual obtenido con respecto a cada una de las tramas. Por ejemplo, el circuito 94 de estimación de coeficientes obtiene, con respecto a cada subbanda ib, los valores de dispersión residual de las subbandas ib de los vectores residuales de todas las tramas, y divide el residual de la subbanda ib en cada vector residual por la raíz cuadrada de sus valores de dispersión, normalizando de este modo los vectores residuales.

En el paso S437, el circuito 94 de estimación de coeficientes agrupa en clústeres los vectores residuales normalizados de todas las tramas, mediante el método k-medios o similar.

Por ejemplo, supongamos que una envolvente espectral promedio de todas las tramas obtenidas en el momento de realizar la estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia utilizando el coeficiente<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>se denominará envolvente espectral promedio SA. Además, supongamos que la envolvente espectral predeterminada cuya potencia es mayor que la de la envolvente espectral promedio SA, se denominará envolvente espectral SH, y la envolvente espectral predeterminada cuya potencia es menor que la de la envolvente espectral promedio SA, se denominará envolvente espectral SL.

En este momento, la agrupación de los vectores residuales se realiza de manera que los vectores residuales de coeficientes por los que se han obtenido las envolventes espectrales que se aproximan a la envolvente espectral promedio SA, a la envolvente espectral SH y a la envolvente espectral SL, pertenezcan a un clúster CA, un clúster CH y un clúster CL, respectivamente. En otras palabras, la agrupación en clústeres se realiza de modo que el vector residual para cada trama pertenezca a uno cualquiera del clúster CA, clúster CH o clúster CL.

Con el procesamiento de expansión de la banda de frecuencia para estimar un componente de alta frecuencia en función de una correlación entre un componente de baja frecuencia y un componente de alta frecuencia, al calcular un vector residual utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>obtenidos mediante el análisis de regresión, el error residual aumenta a medida que una subbanda pertenece a un lado de frecuencia más alta en sus características. Por lo tanto, cuando se realiza la agrupación en clústeres en un vector residual sin modificaciones, el procesamiento se realiza de modo que la ponderación se asigne a una subbanda en un lado de frecuencia más alta.

Por otro lado, con el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes, los vectores residuales se normalizan con el valor de dispersión residual de cada subbanda, por lo que la agrupación en clústeres puede realizarse con una ponderación uniforme asignada en cada subbanda, suponiendo que la dispersión residual de cada subbanda sea igual en apariencia.

En el paso S438, el circuito 94 de estimación de coeficientes selecciona uno cualquiera de los clústeres del clúster CA, el clúster CH o el clúster CL, como un clúster a procesar.

En el paso S439, el circuito 94 de estimación de coeficientes calcula el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>de cada subbanda ib (en donde sb 1 < ib < eb) mediante el análisis de regresión utilizando las tramas de vectores residuales que pertenecen al clúster seleccionado como el clúster a procesar.

Es decir, si suponemos que la trama del vector residual que pertenece al clúster a procesar se denomina trama a procesar, la potencia de subbanda de baja frecuencia y la potencia de subbanda de alta frecuencia de todas las tramas a procesar, se toman como variables explicativas y variables explicadas, y se realiza el análisis de regresión utilizando el método de mínimos cuadrados. Por lo tanto, se obtienen un coeficiente A<ib>(kb) y un coeficiente B<ib>para cada subbanda ib.

En el paso S440, el circuito 94 de estimación de coeficientes obtiene, con respecto a todas las tramas a procesar, vectores residuales utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>obtenidos mediante el procesamiento en el paso S439. Cabe señalar que, en el paso S440, se realiza el mismo procesamiento que el del paso S435, y se obtiene el vector residual de cada trama a procesar.

En el paso S441, el circuito 94 de estimación de coeficientes normaliza el vector residual de cada trama a procesar obtenido en el procesamiento del paso S440, realizando el mismo procesamiento que el del paso S436. Es decir, la normalización de un vector residual se realiza dividiendo el error residual por la raíz cuadrada de un valor de dispersión para cada subbanda.

En el paso S442, el circuito 94 de estimación de coeficientes agrupa en clústeres los vectores residuales normalizados de todas las tramas a procesar, mediante el método k-medios o similar. El número de clústeres mencionado en este caso, se determina como sigue. Por ejemplo, en el caso de intentar generar coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, de 128 índices de coeficiente en el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes, un número obtenido al multiplicar el número de tramas a procesar por 128, y dividirlo adicionalmente por el número de todas las tramas, se toma como el número de clústeres. En este caso, el número de todas las tramas es el número total de todas las tramas de todas las señales de supervisión de banda ancha suministradas al dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes.

En el paso S443, el circuito 94 de estimación de coeficientes obtiene el vector de centro de gravedad de cada clúster obtenido por el procesamiento en el paso S442.

Por ejemplo, el clúster obtenido por el agrupamiento en clústeres en el paso S442, corresponde a un índice de coeficiente, se asigna un índice de coeficiente para cada clúster en el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes, y se obtiene el coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado de cada índice de coeficiente.

Específicamente, supóngase que en el paso S438 el clúster CA se ha seleccionado como el clúster a procesar, y en el paso S442 F clústeres se han obtenido mediante el agrupamiento en clústeres. Ahora, si prestamos atención a un clúster CF, que es uno de los F clústeres, el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado del índice de coeficiente del clúster CF, se toma como el coeficiente A<ib>(kb) obtenido con respecto al clúster CA en el paso S439, que es un término de correlación lineal. Además, la suma de un vector obtenido al someter el vector de centro de gravedad del clúster CF obtenido en el paso S443, al procesamiento inverso de la normalización realizada en el paso S441 (normalización inversa), y el coeficiente B<ib>obtenido en el paso S439 se toma como el coeficiente B<ib>, que es un término constante del coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado. La normalización inversa mencionada en este caso, es el procesamiento para multiplicar cada factor del vector de centro de gravedad del clúster CF por el mismo valor que con la normalización (raíz cuadrada de los valores de dispersión para cada subbanda), en el caso de que la normalización realizada en el paso S441 sea, por ejemplo, dividir el error residual por la raíz cuadrada de los valores de dispersión para cada subbanda.

Específicamente, el conjunto del coeficiente A<ib>(kb) obtenido en el paso S439, y el coeficiente B<ib>obtenido como se describió anteriormente, se convierte en el coeficiente estimado de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado del índice de coeficiente del clúster CF. En consecuencia, cada uno de los F clústeres obtenidos mediante el agrupamiento en clústeres, tiene comúnmente el coeficiente A<ib>(kb) obtenido con respecto al clúster CA, como un término de correlación lineal del coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado.

En el paso S444, el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes determina si todos los clústeres del clúster CA, el clúster CH y el clúster Cl se han procesado o no como el clúster a procesar. En el caso de que en el paso S444 se determine que no se han procesado todos los clústeres, el procesamiento vuelve al paso S438, y se repite el procesamiento mencionado anteriormente. Es decir, el siguiente clúster se selecciona como un objeto a procesar, y se calcula un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado.

Por otro lado, en el caso de que se determine en el paso S444 que se han procesado todos los clústeres, se ha obtenido un número predeterminado deseado de coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados y, en consecuencia, el procesamiento pasa al paso S445.

En el paso S445, el circuito 94 de estimación de coeficientes emite el índice de coeficiente obtenido y el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, al dispositivo 40 de decodificación para registrarlos en este, y se finaliza el procesamiento de aprendizaje de coeficientes.

Por ejemplo, los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados a emitir al dispositivo 40 de decodificación, incluyen varios coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados que tienen el mismo coeficiente A<ib>(kb) que un término de correlación lineal. Por lo tanto, el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes correlaciona estos coeficientes comunes A<ib>(kb) con un índice de términos de correlación lineal (puntero), que es información para identificar los coeficientes A<ib>(kb), y también correlaciona los índices de coeficiente con el índice de términos de correlación lineal y el coeficiente B<ib>, que es un término constante.

El dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes suministra después el índice de términos de correlación lineal (puntero) y el coeficiente A<ib>(kb), y el índice de coeficiente correlacionado y el índice de términos de correlación lineal (puntero) y el coeficiente B<ib>, al dispositivo 40 de decodificación, para almacenarlos en la memoria dentro del circuito 45 de decodificación de alta frecuencia del dispositivo 40 de decodificación. De este modo, en el momento de registrar los múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, con respecto a los términos de correlación lineal comunes, si los índices de términos de correlación lineal (punteros) se almacenan en una región de registro para los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, la región de registro puede reducirse significativamente.

En este caso, el índice de término de correlación lineal y el coeficiente A<ib>(kb) se registran de manera correlacionada en la memoria dentro del circuito 45 de decodificación de alta frecuencia y, en consecuencia, un índice de término de correlación lineal y el coeficiente B<ib>se pueden obtener de un índice de coeficiente, y además, el coeficiente A<ib>(kb) se puede obtener del índice de término de correlación lineal.

Cabe señalar que, como resultado del análisis realizado por el presente solicitante, incluso si los términos de correlación lineal de los múltiples coeficientes de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados se homogeneizan en torno a tres patrones, se sabe que casi no hay nada relacionado con el deterioro de la calidad del sonido en la audibilidad del audio sometido al procesamiento de expansión de la banda de frecuencia. En consecuencia, según el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes, la región de registro utilizada para registrar los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, puede reducirse aún más sin deteriorar la calidad de sonido del audio después del procesamiento de expansión de la banda de frecuencia.

Como se ha mostrado anteriormente, el dispositivo 81 de aprendizaje de coeficientes genera y emite el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado de cada índice de coeficiente a partir de la señal de supervisión de banda ancha suministrada.

Cabe señalar que, con el procesamiento de aprendizaje de coeficientes de la Figura 29, se ha realizado una descripción respecto a que los vectores residuales están normalizados, aunque en uno de los pasos S436 o S441, o en ambos, puede que no se realice la normalización de los vectores residuales.

Alternativamente, aunque se puede realizar la normalización de los vectores residuales, es posible que no se pueda llevar a cabo el compartir los términos de correlación lineal de los coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados. En tal caso, después del procesamiento de normalización del paso S436, el vector residual normalizado se agrupa en clústeres en el mismo número de clústeres que el número de coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados a obtener. El análisis de regresión se realiza para cada clúster utilizando la trama de un vector residual que pertenece a cada clúster, y se genera el coeficiente de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado de cada clúster.

<7. Séptima realización>

[Ejemplo de configuración funcional de dispositivo de codificación]

Por otra parte, hasta ahora se ha realizado una descripción en la que, en el momento de codificar una señal de entrada, el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ip>, mediante los cuales se puede estimar con la mejor precisión una envolvente de alta frecuencia, se seleccionan de una envolvente de baja frecuencia de la señal de entrada. En este caso, la información del índice de coeficiente que indica el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>se incluye en la cadena de códigos de salida y se transmite al lado de decodificación, y en el momento de la decodificación de la cadena de códigos de salida, se genera una envolvente de alta frecuencia utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>correspondientes al índice de coeficiente.

Sin embargo, en el caso de que la fluctuación temporal de una envolvente de baja frecuencia sea grande, incluso si la estimación de una envolvente de alta frecuencia se ha realizado utilizando el mismo coeficiente A<ib>(kb) y coeficiente B<ib>para tramas consecutivas de la señal de entrada, la fluctuación temporal de la envolvente de alta frecuencia aumenta.

En otras palabras, en el caso de que la fluctuación temporal de una potencia de subbanda de baja frecuencia sea grande, incluso si se ha calculado una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada utilizando el mismo coeficiente A<ib>(kb) y coeficiente B<ib>, la fluctuación temporal de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada aumenta. Esto se debe a que se emplea una potencia de subbanda de baja frecuencia para el cálculo de una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada y, en consecuencia, cuando la fluctuación temporal de esta potencia de subbanda de baja frecuencia es grande, una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada a obtenerse, también fluctúa considerablemente temporalmente.

Además, aunque hasta ahora se ha realizado una descripción en donde los múltiples conjuntos del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>se preparan de antemano aprendiendo con una señal de supervisión de banda ancha, esta señal de supervisión de banda ancha es una señal obtenida codificando la señal de entrada y descodificando adicionalmente la señal de entrada después de la codificación.

Los conjuntos del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>obtenidos mediante dicho aprendizaje son conjuntos de coeficientes adecuados para el caso de codificar la señal de entrada real utilizando el sistema de codificación y el algoritmo de codificación cuando se codifica la señal de entrada en el momento del aprendizaje.

En el momento de generar una señal de supervisión de banda ancha, se obtiene una supervisión de banda ancha diferente, dependiendo del tipo de sistema de codificación que se emplee para codificar/decodificar la señal de entrada. Además, si los codificadores (algoritmos de codificación) difieren, aunque se emplee el mismo sistema de codificación, se obtiene una señal de supervisión de banda ancha diferente.

Por consiguiente, en el caso de que como señal de supervisión de banda ancha solo se haya empleado una señal obtenida codificando/decodificando la señal de entrada mediante un sistema de codificación y un algoritmo de codificación particulares, podría haber sido difícil estimar una envolvente de alta frecuencia con alta precisión a partir del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>obtenidos. Es decir, es posible que no se haya podido gestionar suficientemente la diferencia entre los sistemas de codificación o entre los algoritmos de codificación.

Por lo tanto, se puede realizar una disposición en donde se realicen el suavizado de una envolvente de baja frecuencia y la generación de coeficientes adecuados, lo que permite estimar una envolvente de alta frecuencia con alta precisión, independientemente de la fluctuación temporal de una envolvente de baja frecuencia, un sistema de codificación, etc.

En tal caso, un dispositivo de codificación que codifica la señal de entrada está configurado tal como se ilustra en la Figura 30. Cabe señalar que, en la Figura 30, una parte correspondiente al caso de la Figura 18 se indica con los mismos números de referencia, y su descripción se omitirá según sea apropiado. El dispositivo 30 de codificación de la Figura 30 difiere del dispositivo 30 de codificación de la Figura 18 en que se proporcionan por primera vez una unidad 121 de determinación de parámetros y una unidad 122 de suavizado, y en otros puntos son lo mismo.

La unidad 121 de determinación de parámetros genera un parámetro relacionado con el suavizado de una potencia de subbanda de baja frecuencia a calcular como una cantidad de características (en lo sucesivo, denominado parámetro de suavizado) en función de la señal de subbanda de alta frecuencia suministrada desde el circuito 33 divisor de subbandas. La unidad 121 de determinación de parámetros suministra el parámetro de suavizado generado al circuito 36 de cálculo de la diferencia de potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia y a la unidad 122 de suavizado.

En este caso, el parámetro de suavizado es información o similar que indica cuántas tramas de potencia de subbanda de baja frecuencia consecutiva se utilizan para suavizar la potencia de subbanda de baja frecuencia de la trama actual que sirve como objeto a procesar, por ejemplo. Es decir, la unidad 121 de determinación de parámetros determina un parámetro a utilizar para suavizar el procesamiento de una potencia de subbanda de baja frecuencia.

La unidad 122 de suavizado suaviza la potencia de subbanda de baja frecuencia que sirve como cantidad de característica suministrada desde el circuito 34 de cálculo de cantidades de características, utilizando el parámetro de suavizado suministrado desde la unidad 121 de determinación de parámetros para suministrarlo al circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Con el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, los múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados obtenidos mediante análisis de regresión, un índice de grupo de coeficientes y un índice de coeficiente para identificar estos coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, se registran de manera correlacionada.

Específicamente, la codificación se realiza en una señal de entrada según cada uno de los múltiples diferentes sistemas de codificación y algoritmos de codificación, una señal obtenida mediante la decodificación adicional de una señal obtenida mediante codificación se prepara como una señal de supervisión de banda ancha.

Para cada una de estas múltiples señales de supervisión de banda ancha, una potencia de subbanda de baja frecuencia se toma como variable explicativa, y una potencia de subbanda de alta frecuencia se toma como variable explicada. Según el análisis de regresión (aprendizaje) mediante el método de mínimos cuadrados, los múltiples conjuntos del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>de cada subbanda, se obtienen y registran en el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

En este caso, con el aprendizaje utilizando una señal de supervisión de banda ancha, se obtienen múltiples conjuntos del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>de cada subbanda (en lo sucesivo, denominados conjuntos de coeficientes). Supongamos que un grupo de conjuntos de coeficientes múltiples, obtenidos de este modo a partir de una señal de supervisión de banda ancha, se denominará grupo de coeficientes; la información para identificar un grupo de coeficientes se denominará índice de grupo de coeficientes, y la información para identificar un conjunto de coeficientes perteneciente a un grupo de coeficientes se denominará índice de coeficiente.

Con el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, se registra un conjunto de coeficientes de múltiples grupos de coeficientes de una manera correlacionada con un índice de grupo de coeficientes y un índice de coeficiente para identificar su conjunto de coeficientes. Es decir, un conjunto de coeficientes (coeficiente A<ib>(kb) y coeficiente B<ib>) que sirve como coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, registrado en el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, se identifica mediante un índice de grupo de coeficientes y un índice de coeficiente.

Cabe señalar que, en el momento del aprendizaje de un conjunto de coeficientes, una potencia de subbanda de baja frecuencia que sirve como variable explicativa, puede suavizarse mediante el mismo procesamiento que con el suavizado de una potencia de subbanda de baja frecuencia que sirve como cantidad de características en la unidad 122 de suavizado.

El circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de cada subbanda en el lado de alta frecuencia, utilizando, para cada coeficiente decodificado de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia recodificado, el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia descodificado, y la cantidad de características después del suavizado suministrada desde la unidad 122 de suavizado para suministrar al circuito 36 de cálculo de diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suministra después, como resultado de la comparación de los múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, el índice de grupo de coeficientes y el índice de coeficiente del coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, por lo que se ha obtenido una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia más próxima a una potencia de subbanda de alta frecuencia, al circuito 37 de codificación de alta frecuencia. Además, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia también suministra información de suavizado que indica el parámetro de suavizado suministrado desde la unidad 121 de determinación de parámetros al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

De este modo, los múltiples grupos de coeficientes se preparan de antemano mediante el aprendizaje, a fin de gestionar la diferencia de sistemas de codificación o algoritmos de codificación, y se recodifican en el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, por lo que se puede emplear un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado más adecuado. Por lo tanto, con el lado de decodificación de la cadena de códigos de salida, la estimación de una envolvente de alta frecuencia se puede realizar con mayor precisión, independientemente de los sistemas de codificación o algoritmos de codificación.

[Procesamiento de codificación del dispositivo de codificación]

A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 31, el procesamiento de codificación realizado por el dispositivo 30 de codificación de la Figura 30. Cabe señalar que los procesos del paso S471 al paso S474 son los mismos que los procesos del paso S181 al paso S184 de la Figura 19 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

Sin embargo, la señal de subbanda de alta frecuencia obtenida en el paso S473 se suministra desde el circuito 33 divisor de subbandas al circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia y a la unidad 121 de determinación de parámetros. Además, en el paso S474, como cantidad de características, se calcula la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), de cada subbanda ib (sb - 3 < ib < sb) en el lado de baja frecuencia de la trama J que sirve como objeto a procesar, y se suministra a la unidad 122 de suavizado.

En el paso S475, la unidad 121 de determinación de parámetros determina el número de tramas a utilizar para suavizar una cantidad de características, en función de la señal de subbanda de alta frecuencia de cada subbanda del lado de alta frecuencia, suministrada desde el circuito 33 divisor de subbandas.

Por ejemplo, la unidad 121 de determinación de parámetros realiza el cálculo de la Expresión (1) mencionada anteriormente, con respecto a cada subbanda ib (en donde sb 1 < ib < eb) en el lado de alta frecuencia de la trama J que sirve como objeto a procesar para obtener una potencia de subbanda, y adicionalmente obtiene la suma de estas potencias de subbanda.

De manera similar, la unidad 121 de determinación de parámetros obtiene, con respecto a la trama anterior temporal (J - 1) antes de la trama J, la potencia de subbanda de cada subbanda ib en el lado de alta frecuencia, y adicionalmente obtiene la suma de estas potencias de subbandas. La unidad 121 de determinación de parámetros compara un valor obtenido al restar la suma de las potencias de subbanda obtenidas con respecto a la trama (J - 1), de la suma de las potencias de subbandas obtenidas con respecto a la trama J (en lo sucesivo, denominada diferencia de suma de potencias de subbandas) y un umbral predeterminado.

Por ejemplo, la unidad 121 de determinación de parámetros determina, en el caso de que la diferencia de la suma de potencias de subbandas sea igual o mayor que el umbral, que el número de tramas a utilizar para suavizar una cantidad de características (en lo sucesivo, denominada número de tramas ns) sea ns = 4, y en el caso de que la diferencia de la suma de potencias de subbandas sea inferior al umbral, determina que el número de tramas ns sea ns = 16. La unidad 121 de determinación de parámetros suministra el número determinado de tramas ns al circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia y a la unidad 122 de suavizado como parámetro de suavizado.

Ahora, se puede realizar una disposición en donde se comparen la diferencia entre la suma de potencia de subbanda y los múltiples umbrales, y se determine que el número de tramas ns sea cualquiera de tres o más valores.

En el paso S476, la unidad 122 de suavizado calcula la siguiente Expresión (31) utilizando el parámetro de suavizado suministrado desde la unidad 121 de determinación de parámetros, para suavizar la cantidad de características suministrada desde el circuito 34 de cálculo de cantidades de características, y lo suministra al circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia. Es decir, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), de cada subbanda en el lado de baja frecuencia de la trama J a procesar, se suministra a medida que la cantidad de características se suaviza.

[Expresión matemática 31]

Cabe señalar que, en la Expresión (31), ns es el número de tramas ns que sirven como parámetro de suavizado, y cuanto mayor sea este número de tramas ns, más tramas se utilizarán para suavizar la potencia de subbanda de baja frecuencia que sirve como cantidad de características. Además, supongamos que las potencias de subbanda de baja frecuencia de las subbandas de varias tramas equivalentes a las de la trama J se mantienen en la unidad 122 de suavizado.

Además, la ponderación SC(l) por la que se multiplica la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), es la ponderación a determinar mediante la siguiente Expresión (32), por ejemplo. La ponderación SC(l) para cada trama tiene un gran valor tan grande como la ponderación SC(l) por la que se multiplica una trama que se aproxima temporalmente a la trama J a procesar.

[Expresión matemática 32]

En consecuencia, con la unidad 122 de suavizado, la cantidad de características se suaviza realizando una suma ponderada al ponderar SC(l) en las anteriores ns tramas equivalentes a las potencias de subbanda de baja frecuencia a determinar por el número de tramas ns, incluida la trama actual J. Específicamente, se obtiene un promedio ponderado de las potencias de subbanda de baja frecuencia de las mismas subbandas desde la trama J hasta la trama (J - ns 1) como la potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(ib, J), después del suavizado.

En este caso, cuanto mayor sea el número de tramas ns a utilizar para el suavizado, menor será la fluctuación temporal de la potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(ib, J). En consecuencia, en el caso de estimar una potencia de subbanda en el lado de alta frecuencia utilizando la potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(ib, J), se puede reducir la fluctuación temporal de un valor estimado de una potencia de subbanda en el lado de alta frecuencia.

Sin embargo, a menos que el número de tramas ns se establezca en un valor lo más pequeño posible para una señal de entrada transitoria, tal como un ataque o similar, es decir, una señal de entrada en donde la fluctuación temporal del componente de alta frecuencia sea grande, el seguimiento del cambio temporal de la señal de entrada se retrasa. En consecuencia, con el lado de la decodificación, cuando se reproduzca una señal de salida obtenida mediante la decodificación, es probable que provoquen sensaciones antinaturales en la audibilidad.

Por lo tanto, con la unidad 121 de determinación de parámetros, en el caso de que la diferencia mencionada anteriormente de la suma de potencias de subbandas sea igual o mayor que el umbral, la señal de entrada se considera una señal transitoria en donde la potencia de subbanda en el lado de alta frecuencia fluctúa considerablemente de manera temporal, y se determina que el número de tramas ns es un valor menor (p. ej., ns = 4). Por lo tanto, incluso cuando la señal de entrada sea una señal transitoria (señal con ataque), la potencia de subbanda de baja frecuencia se suaviza adecuadamente, se reduce la fluctuación temporal del valor estimado de la potencia de subbanda en el lado de alta frecuencia y, además, se puede suprimir el retraso en el seguimiento del cambio en los componentes de alta frecuencia.

Por otro lado, en el caso de que la diferencia de la suma de potencia de subbanda sea inferior al umbral, con la unidad 121 de determinación de parámetros, la señal de entrada se considera una señal constante con menos fluctuación temporal de la potencia de subbanda en el lado de alta frecuencia, y se determina que el número de tramas ns es un valor mayor (p. ej., ns = 16). Por lo tanto, la potencia de subbanda de baja frecuencia se suaviza adecuadamente, y se puede reducir la fluctuación temporal del valor estimado de la potencia de subbanda en el lado de alta frecuencia.

En el paso S477, el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia en función de la potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(ib, J), de cada subbanda en el lado de baja frecuencia suministrada desde la unidad 122 de suavizado, y la suministra al circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

Por ejemplo, el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el cálculo de la Expresión (2) mencionada anteriormente, utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>registrados de antemano como coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, y la potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(ib, J) (en donde sb - 3 < ib < sb), para calcular la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, powerre<st>(ib, J).

Cabe señalar que, en este caso, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(kb, J), en la Expresión (2), se reemplaza por la potencia de subbanda de baja frecuencia suavizada, power<smooth>(kb, J) (en donde sb - 3 < kb < sb).

Específicamente, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(kb, J), de cada subbanda en el lado de baja frecuencia, se multiplica por el coeficiente A<ib>(kb) para cada subbanda y, además, el coeficiente B<ib>se suma a la suma de las potencias de subbanda de baja frecuencia, multiplicada por el coeficiente, y se toma como la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, power<est>(ib, J). Esta potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia se calcula con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice vaya de sb 1 a eb.

Además, el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia realiza el cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia para cada coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado registrado de antemano. Específicamente, con respecto a todos los grupos de coeficientes registrados, se realiza el cálculo de una potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia para cada conjunto de coeficientes (coeficiente A<ib>(kb) y coeficiente B<ib>) de los grupos de coeficientes.

En el paso S186, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, en función de la señal de subbanda de alta frecuencia del circuito 33 divisor de subbandas y la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia del circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia.

En el paso S479, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de la subbanda de pseudoalta frecuencia calcula la Expresión (15) mencionada anteriormente, para cada coeficiente de estimación de la potencia de la subbanda de alta frecuencia decodificado, para calcular la suma de los cuadrados de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia (suma de cuadrados de la diferencia E(J, id)).

Cabe señalar que los procesos en el paso S478 y el paso S479 son los mismos que los procesos en el paso S186 y el paso S187 de la Figura 19 y, en consecuencia, se omitirá su descripción detallada.

Al calcular la suma de los cuadrados de la diferencia E(J, id) para cada coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado registrado previamente, el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia selecciona, de la suma de cuadrados de la diferencia de los mismos, la suma de cuadrados de la diferencia, por lo que el valor pasa a ser el mínimo.

El circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia suministra después un índice de grupo de coeficientes y un índice de coeficiente, para identificar un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, correspondiente a la suma de cuadrados de la diferencia seleccionada, y la información de suavizado que indica el parámetro de suavizado al circuito 37 de codificación de alta frecuencia.

En este caso, la información de suavizado puede ser el propio valor del número de tramas ns que sirve como parámetro de suavizado determinado por la unidad 121 de determinación de parámetros, o puede ser un indicador o similar que indique el número de tramas ns. Por ejemplo, en el caso de que la información de suavizado se tome como un indicador de 2 bits que indique el número de tramas ns, el valor del indicador se establece en 0 cuando el número de tramas ns = 1, el valor del indicador se establece en 1 cuando el número de tramas ns = 4, el valor del indicador se establece en 2 cuando el número de tramas ns = 8, y el valor del indicador se establece en 3 cuando el número de tramas ns = 16.

En el paso S188, el circuito 37 de codificación de alta frecuencia codifica el índice de coeficiente suministrado desde el circuito 36 de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia, y suministra los datos codificados de alta frecuencia obtenidos como resultado de ello al circuito 38 de multiplexación.

Por ejemplo, en el paso S480, la codificación por entropía o similar se realiza sobre el índice del grupo de coeficientes, el índice de coeficiente y la información de suavizado. Cabe señalar que los datos codificados de alta frecuencia pueden ser cualquier tipo de información, siempre que los datos sean información a partir de la cual se obtenga el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia descodificado óptimo, o el parámetro de suavizado óptimo, p. ej., un índice de grupo de coeficientes o similares pueden tomarse como datos codificados de alta frecuencia sin modificar.

En el paso S189, el circuito 38 de multiplexación multiplexa los datos codificados de baja frecuencia suministrados desde el circuito 32 de codificación de baja frecuencia y los datos codificados de alta frecuencia suministrados desde el circuito 37 de codificación de alta frecuencia, emite una cadena de códigos de salida obtenida como resultado de ello, y se finaliza el procesamiento de codificación.

De este modo, los datos codificados de alta frecuencia obtenidos al codificar el índice del grupo de coeficientes, el índice de coeficiente y la información de suavizado, se emiten como una cadena de códigos de salida, por lo que el dispositivo 40 de decodificación que recibe la entrada de esta cadena de códigos de salida puede estimar con mayor precisión un componente de alta frecuencia.

Específicamente, en función de un índice de grupo de coeficientes y un índice de coeficiente de múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, se puede obtener el coeficiente más apropiado para el procesamiento de expansión de banda de frecuencia, y se puede estimar con alta precisión un componente de alta frecuencia, independientemente de los sistemas de codificación o algoritmos de codificación. Además, si una potencia de subbanda de baja frecuencia que sirve como una cantidad de características se suaviza según la información de suavizado, se puede reducir la fluctuación temporal de un componente de alta frecuencia obtenido mediante estimación, y se puede obtener audio sin una sensación antinatural de audibilidad, independientemente de si la señal de entrada es constante o transitoria, o no.

[Ejemplo de configuración funcional de dispositivo de decodificación]

Además, el dispositivo 40 de decodificación que introduce la cadena de códigos de salida emitida desde el dispositivo 30 de codificación de la Figura 30 como una cadena de códigos de entrada, está configurado tal como se ilustra en la Figura 32, por ejemplo. Cabe señalar que, en la Figura 32, una parte correspondiente al caso de la Figura 20 se indica con los mismos números de referencia, y se omitirá su descripción.

El dispositivo 40 de codificación de la Figura 32 difiere del dispositivo 40 de codificación de la Figura 20 en que se proporciona por primera vez un circuito 151 de suavizado, y en otros puntos es el mismo.

Con el dispositivo 40 de decodificación de la Figura 32, el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia registra de antemano el mismo coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado que un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado que registra el circuito 35 de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia de la Figura 30. Específicamente, un conjunto del coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>que sirven como coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, obtenidos de antemano mediante análisis de regresión, se registra de manera correlacionada con un índice de grupo de coeficientes y un índice de coeficiente.

El circuito 45 de decodificación de alta frecuencia decodifica los datos codificados de alta frecuencia suministrados desde el circuito 41 de demultiplexación y, como resultado de ello, obtiene un índice de grupo de coeficientes, un índice de coeficiente e información de suavizado. El circuito 45 de decodificación de alta frecuencia suministra un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado identificado a partir del índice de grupo de coeficientes y el índice de coeficiente obtenidos, al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, y también suministra la información de suavizado a la unidad 151 de suavizado.

Además, el circuito 44 de cálculo de la cantidad de características suministra la potencia de subbanda de baja frecuencia calculada como una cantidad de características, a la unidad 151 de suavizado. La unidad 151 de suavizado suaviza la potencia de subbanda de baja frecuencia suministrada desde el circuito 44 de cálculo de cantidades de características según la información de suavizado del circuito 45 de decodificación de alta frecuencia, y la suministra al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada.

[Procesamiento de decodificación del dispositivo de decodificación]

A continuación, se describirá, con referencia al diagrama de flujo de la Figura 33, el procesamiento de decodificación a realizar mediante el dispositivo 40 de decodificación de la Figura 32.

Este procesamiento de decodificación se inicia cuando la cadena de códigos de salida emitida desde el dispositivo 30 de codificación se suministra al dispositivo 40 de decodificación como una cadena de códigos de entrada. Cabe señalar que los procesos del paso S511 al paso S513 son los mismos que los procesos del paso S211 al paso S213 de la Figura 21 y, en consecuencia, se omitirá su descripción.

En el paso S275, el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia realiza la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia suministrados desde el circuito 41 de demultiplexación.

El circuito 45 de decodificación de alta frecuencia suministra, de los múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia ya registrados, un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, indicado por el índice de grupo de coeficientes y el índice de coeficiente obtenidos mediante la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia, al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. Además, el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia suministra la información de suavizado obtenida mediante la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia, a la unidad 151 de suavizado.

En el paso S515, el circuito 44 de cálculo de cantidades de características calcula una cantidad de características utilizando la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada del circuito 43 divisor de subbandas, y la suministra a la unidad 151 de suavizado. Específicamente, según el cálculo de la Expresión (1) mencionada anteriormente, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), se calcula como una cantidad de características con respecto a cada subbanda ib en el lado de baja frecuencia.

En el paso S516, la unidad 151 de suavizado suaviza la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), suministrada desde el circuito 44 de cálculo de cantidades de características como una cantidad de características, en función de la información de suavizado suministrada desde el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia.

Específicamente, la unidad 151 de suavizado realiza el cálculo de la Expresión (31) mencionada anteriormente, en función del número de tramas ns indicado por la información de suavizado, para calcular una potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(ib, J), con respecto a cada subbanda ib en el lado de baja frecuencia, y la suministra al circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. Ahora, supongamos que las potencias de subbanda de baja frecuencia de las subbandas de varias tramas equivalentes a las anteriores de la trama J se mantienen en la unidad 151 de suavizado.

En el paso S216, el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada calcula la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, en función de la cantidad de características suministrada desde el circuito 151 de cálculo de cantidad de características y el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado suministrado desde el circuito 45 de decodificación de alta frecuencia, y lo suministra al circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas.

Específicamente, el circuito 46 de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada realiza el cálculo de la Expresión (2) mencionada anteriormente, utilizando el coeficiente A<ib>(kb) y el coeficiente B<ib>que sirven como coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados, y la potencia de subbanda de baja frecuencia, power<smooth>(ib, J), para calcular una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada.

Cabe señalar que, en este caso, la potencia de subbanda de baja frecuencia, power(kb, J), en la Expresión (2), se reemplaza por la potencia de subbanda de baja frecuencia suavizada, power<smooth>(kb, J) (en donde sb - 3 < kb < sb). Según este cálculo, la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, power<est>(ib, J), se obtiene con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia cuyo índice vaya de sb 1 a eb.

Específicamente, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza el cálculo de la Expresión (1) mencionada anteriormente, utilizando la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada para calcular una potencia de subbanda de baja frecuencia con respecto a cada subbanda en el lado de baja frecuencia. El circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza después el cálculo de la Expresión (3) mencionada anteriormente, utilizando la potencia de subbanda de baja frecuencia obtenida y la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada, para calcular la cantidad de ganancia G(ib, J) para cada subbanda en el lado de alta frecuencia.

Además, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza los cálculos de la Expresión (5) y la Expresión (6) mencionadas anteriormente, utilizando la cantidad de ganancia G(ib, J) y la señal de subbanda de baja frecuencia decodificada, para generar una señal de subbanda de alta frecuencia x3(ib, n) con respecto a cada subbanda en el lado de alta frecuencia.

Además, el circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas realiza el cálculo de la Expresión (7) mencionada anteriormente, para obtener la suma de las señales de subbanda de alta frecuencia obtenidas, y para generar una señal de alta frecuencia decodificada. El circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas suministra la señal de alta frecuencia decodificada obtenida, al circuito 48 de síntesis, y el procesamiento avanza desde el paso S217 hasta el paso S218.

En el paso S138, el circuito 48 de síntesis sintetiza la señal de baja frecuencia decodificada procedente del circuito 42 de decodificación de baja frecuencia y la señal de alta frecuencia decodificada procedente del circuito 47 de generación de señales de alta frecuencia decodificadas, y emite esto como una señal de salida. Posteriormente, se finaliza el proceso de decodificación.

Como se describió anteriormente, según el dispositivo 40 de decodificación, una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada se calcula utilizando un coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificado, identificado por el índice de grupo de coeficientes y el índice de coeficiente obtenidos a partir de los datos codificados de alta frecuencia, con lo que se puede mejorar la precisión de estimación de una potencia de subbanda de alta frecuencia. Específicamente, múltiples coeficientes de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificados mediante los cuales se puede gestionar la diferencia de sistemas de codificación o algoritmos de codificación, se registran previamente en el dispositivo 40 de decodificación. En consecuencia, de estos, se selecciona y emplea el coeficiente de estimación de la potencia de subbanda de alta frecuencia descodificado óptimo, identificado por un índice de grupo de coeficientes y un índice de coeficiente, con lo que los componentes de alta frecuencia pueden estimarse con alta precisión.

Además, con el dispositivo 40 de decodificación, una potencia de subbanda de baja frecuencia se suaviza según la información de suavizado, para calcular una potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada. En consecuencia, la fluctuación temporal de una envolvente de alta frecuencia puede suprimirse a pequeña escala, y se puede obtener audio sin sensación antinatural en la audibilidad, independientemente de si la señal de entrada es constante o transitoria.

Aunque hasta ahora se ha realizado una descripción en donde el número de tramas ns se modifica como parámetro de suavizado, la ponderación SC(l) por la que las potencias de subbanda de baja frecuencia, power(ib, J), se multiplican en el momento del suavizado, con el número de tramas ns como valor fijo, puede tomarse como parámetro de suavizado. En tal caso, la unidad 121 de determinación de parámetros modifica la ponderación SC(l) como parámetro de suavizado, cambiando de este modo las características de suavizado.

De este modo, la ponderación SC(l) también se toma como parámetro de suavizado, por lo que la fluctuación temporal de una envolvente de alta frecuencia puede suprimirse adecuadamente para una señal de entrada constante y una señal de entrada transitoria, en el lado de decodificación.

Por ejemplo, en el caso de que la ponderación SC(l) en la Expresión (31) mencionada anteriormente, se tome como la ponderación a determinar mediante una función indicada en la siguiente Expresión (33), se puede mejorar el grado de seguimiento para una señal más transitoria que en el caso de emplear la ponderación indicada en la Expresión (32).

[Expresión matemática 33]

Cabe señalar que, en la Expresión (33), ns indica el número de tramas ns de una señal de entrada a utilizar para el suavizado.

En el caso de que la ponderación SC(l) se tome como parámetro de suavizado, la unidad 121 de determinación de parámetros determina la ponderación SC(l) que sirve como parámetro de suavizado, en función de la señal de subbanda de alta frecuencia. La información de suavizado que indica la ponderación SC(l) que sirve como parámetro de suavizado, se toma como datos codificados de alta frecuencia, y se transmite al dispositivo 40 de decodificación.

También en este caso, por ejemplo, el propio valor de la ponderación SC(l), es decir, de la ponderación SC(0) a la ponderación SC(ns - 1), se puede tomar como información de suavizado, o se preparan de antemano múltiples ponderaciones SC(l), y de estas, un índice que indique la ponderación SC(l) seleccionada, se puede tomar como información de suavizado.

Con el dispositivo 40 de decodificación, la ponderación SC(l) obtenida mediante la decodificación de los datos codificados de alta frecuencia e identificada por la información de suavizado, se emplea para realizar el suavizado de una potencia de subbanda de baja frecuencia. Además, tanto la ponderación SC(l) como el número de tramas ns, se toman como parámetros de suavizado, y un índice que indique la ponderación SC(l) y un indicador que indique el número de tramas ns, etc., pueden tomarse como información de suavizado.

Además, aunque se ha realizado una descripción con respecto a un caso en donde la tercera realización se aplica como un ejemplo en donde se preparan de antemano múltiples grupos de coeficientes y se suaviza una potencia de subbanda de baja frecuencia que sirve como una cantidad de características, este ejemplo puede aplicarse a cualquiera de las realizaciones primera a quinta mencionadas anteriormente. Es decir, en un caso en donde este ejemplo también se aplique a cualquiera de las realizaciones, la cantidad de características se suaviza según un parámetro de suavizado, y la cantidad de característica después del suavizado se emplea para calcular el valor estimado de la potencia de subbanda de cada subbanda en el lado de alta frecuencia.

La serie de procesamientos descrita anteriormente puede ejecutarse no solo mediante hardware, sino también mediante software. En el caso de ejecutar la serie de procesamientos mediante software, un programa que constituye el software del mismo se instala desde un medio de grabación de programas a un ordenador integrado en un hardware dedicado o, por ejemplo, a un ordenador personal de uso general o similar, mediante el cual se pueden ejecutar diversas funciones mediante la instalación de varios programas.

La Figura 34 es un diagrama en bloque que ilustra un ejemplo de configuración de hardware informático que ejecuta mediante un programa la serie de procesamientos descrita anteriormente.

En el ordenador, una CPU 501, una ROM (Memoria de solo lectura) 502 y una RAM (Memoria de acceso aleatorio) 503 están conectadas entre sí mediante un bus 504.

Además, una interfaz 505 de entrada/salida está conectada al bus 504. Hay conectadas a la interfaz 505 de entrada/salida una unidad 506 de entrada compuesta por un teclado, un ratón, un micrófono, etc., una unidad 507 de salida compuesta por una pantalla, un altavoz, etc., una unidad 508 de almacenamiento compuesta por un disco duro, una memoria no volátil, etc., una unidad 509 de comunicación compuesta por una interfaz de red, etc., y una unidad 510 que maneja un medio extraíble 511, como un disco magnético, óptico disco, disco magneto-óptico, memoria de semiconductor, o similares.

En un ordenador de este modo configurado, la serie de procesamientos mencionada anteriormente se lleva a cabo al cargar la CPU 501 un programa grabado en la unidad 508 de almacenamiento, en la RAM 503, a través de la interfaz 505 de entrada/salida y el bus 504, y ejecuta el programa, por ejemplo.

El programa que el ordenador (CPU 501) ejecuta se suministra grabado en el medio extraíble 511, que es un medio empaquetado compuesto, por ejemplo, por un disco magnético (incluido un disco flexible), un disco óptico (CD-ROM [“ Compact Disc-Read Only” ], un DVD [“ Digital Versatile Disc” ], etc.), un disco magneto-óptico, una memoria de semiconductor, o similares, o se suministra a través de un medio de transmisión por cable o inalámbrico, tal como una red de área local, Internet, o transmisión digital por satélite, o similares.

El programa se instala en la unidad 508 de almacenamiento a través de la interfaz 505 de entrada/salida al montar el medio extraíble 511 en la unidad 510. Además, el programa puede instalarse en la unidad 508 de grabación al recibirse de la unidad 509 de comunicación a través del medio de transferencia por cable o inalámbrico. De forma adicional, el programa puede instalarse de antemano en la ROM 502 o en la unidad 508 de almacenamiento.

Cabe señalar que el programa que el ordenador ejecuta puede ser un programa cuyo procesamiento se realice se manera secuencial según el orden de secuencia descrito en la presente memoria descriptiva, o un programa cuyo procesamiento se realice en paralelo o en el momento requerido, tal como cuando se invoca, o similares.

Lista de signos de referencia

10 Dispositivo de expansión de banda de frecuencias

11 Filtro de paso bajo

12 Circuito de retardo

13, 13-1 a 13-N Filtro de paso de banda

14 Circuito de cálculo de cantidades de características

15 Circuito de estimación de potencia de subbanda de alta frecuencia

16 Circuito de generación de señales de alta frecuencia

17 Filtro de paso alto

18 Sumador de señales

20 Dispositivo de aprendizaje de coeficientes

21, 21-1 a 21-(K N) Filtro de paso de banda

22 Circuito de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia

23 Circuito de cálculo de cantidades de características

24 Circuito de estimación de coeficientes

30 Dispositivo de codificación

31 Filtro de paso bajo

32 Circuito de codificación de baja frecuencia

33 Circuito divisor de subbandas

34 Circuito de cálculo de cantidades de características

35 Circuito de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia

36 Circuito de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia 37 Circuito de codificación de alta frecuencia

38 Circuito de multiplexación

40 Dispositivo de decodificación

41 Circuito de demultiplexación

42 Circuito de decodificación de baja frecuencia

43 Circuito divisor de subbandas

44 Circuito de cálculo de cantidades de características

45 Circuito de decodificación de alta frecuencia

46 Circuito de cálculo de la potencia de subbanda de alta frecuencia decodificada 47 Circuito de generación de señales de alta frecuencia decodificadas

48 Circuito de síntesis

50 Dispositivo de aprendizaje de coeficientes

51 Filtro de paso bajo

52 Circuito divisor de subbandas

53 Circuito de cálculo de cantidades de características

54 Circuito de cálculo de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia

55 Circuito de cálculo de la diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia

56 Circuito de agrupamiento en clústeres por diferencia de la potencia de subbanda de pseudoalta frecuencia 57 Circuito de estimación de coeficientes

121 Unidad de determinación de parámetros

122 Unidad de suavizado

151 Unidad de suavizado

Claims

REIVINDICACIONES

Un dispositivo (40) de decodificación de audio que comprende:

un circuito (41) de demultiplexación configurado para demultiplexar datos codificados de entrada en datos codificados de baja frecuencia, información de coeficientes para obtener un conjunto de coeficientes, e información de suavizado relacionada con el suavizado; un circuito (42) de decodificación de baja frecuencia configurado para decodificar los datos codificados de baja frecuencia para generar una señal de baja frecuencia;

un circuito (43) divisor de subbandas configurado para dividir la señal de baja frecuencia en una pluralidad de subbandas, para generar una señal de subbanda de baja frecuencia para cada una de las subbandas;

un circuito (44) de cálculo de cantidades de características configurado para calcular una cantidad de características en función de la potencia dentro de las señales de subbanda de baja frecuencia;

un circuito (151) de suavizado configurado para someter la cantidad de características a suavizado en función de la información de suavizado que indique un número de tramas temporales a utilizar para el suavizado de la cantidad de características a lo largo del tiempo; un circuito (47) de generación configurado para generar una señal de alta frecuencia en función del conjunto de coeficientes obtenido a partir de la información de coeficientes, la cantidad de características sometida a suavizado, y las señales de subbanda de baja frecuencia; y un circuito (48) de síntesis configurado para sintetizar una señal de salida función de la señal de baja frecuencia y la señal de alta frecuencia, y emitir la señal de salida.

Un método de decodificación de audio que comprende:

demultiplexar (S131), mediante un circuito de procesamiento, datos codificados de entrada en datos codificados de baja frecuencia, información de coeficientes para obtener un conjunto de coeficientes, e información de suavizado relacionada con el suavizado;

decodificar (S132), mediante el circuito de procesamiento, los datos codificados de baja frecuencia, para generar una señal de baja frecuencia;

dividir (S133), mediante el circuitos de procesamiento, la señal de baja frecuencia en una pluralidad de subbandas, para generar una señal de subbanda de baja frecuencia para cada una de las subbandas;

calcular (S134), mediante el circuito de procesamiento, una cantidad de características en función de la potencia dentro de las señales de subbanda de baja frecuencia;

someter, mediante el circuito de procesamiento, la cantidad de características a un suavizado función de la información de suavizado que indique un número de tramas temporales a utilizar para el suavizado de la cantidad de características a lo largo del tiempo;

generar, mediante el circuito de procesamiento, una señal de alta frecuencia en función del conjunto de coeficientes obtenido a partir de la información de coeficientes, la cantidad de características sometida a suavizado, y las señales de subbanda de baja frecuencia; y sintetizar (S138), mediante el circuito de procesamiento, una señal de salida función de la señal de baja frecuencia y la señal de alta frecuencia, y emitir la señal de salida.

Un medio legible por ordenador que almacena instrucciones ejecutables por ordenador que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que el ordenador ejecute un procesamiento de audio que comprende:

demultiplexar (S131) datos codificados de entrada en datos codificados de baja frecuencia, información de coeficientes para obtener un conjunto de coeficientes, e información de suavizado relacionada con el suavizado;

decodificar (S132) los datos codificados de baja frecuencia, para generar una señal de baja frecuencia;

dividir (S133) la señal de baja frecuencia en una pluralidad de subbandas para generar una señal de subbanda de baja frecuencia para cada una de las subbandas;

calcular (S134) una cantidad de características en función de la potencia dentro de las señales de subbanda de baja frecuencia;

someter la cantidad de características a un suavizado en función de la información de suavizado que indique una serie de tramas temporales a utilizar para el suavizado de la cantidad de características a lo largo del tiempo;

generar una señal de alta frecuencia en función del conjunto de coeficientes obtenido a partir de la información de coeficientes, la cantidad de características sometida a suavizado, y las señales de subbanda de baja frecuencia; y

sintetizar (S138) una señal de salida función de la señal de baja frecuencia y la señal de alta frecuencia y emitir la señal de salida.

4. Un programa informático que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que el ordenador ejecute un procesamiento de audio que comprende:

demultiplexar (S131) datos codificados de entrada en datos codificados de baja frecuencia, información de coeficientes para obtener un conjunto de coeficientes, e información de suavizado relacionada con el suavizado;

decodificar (S132) los datos codificados de baja frecuencia, para generar una señal de baja frecuencia;

dividir (S133) la señal de baja frecuencia en una pluralidad de subbandas para generar una señal de subbanda de baja frecuencia para cada una de las subbandas;

calcular (S134) una cantidad de características en función de la potencia dentro de las señales de subbanda de baja frecuencia;

someter la cantidad de características a un suavizado en función de la información de suavizado que indique una serie de tramas temporales a utilizar para el suavizado de la cantidad de características a lo largo del tiempo;

generar una señal de alta frecuencia en función del conjunto de coeficientes obtenido a partir de la información de coeficientes, la cantidad de características sometida a suavizado, y las señales de subbanda de baja frecuencia; y

sintetizar (S138) una señal de salida función de la señal de baja frecuencia y la señal de alta frecuencia y emitir la señal de salida.