Аудиопроцессор и способ для обработки аудиосигнала с использованием вертикальной фазовой коррекции - заявка 2017103107 на патент на изобретение в РФ

1. Аудиопроцессор (50') для обработки аудиосигнала (55), причем аудиопроцессор (50') содержит:
- модуль (65') определения целевых фазовых показателей для определения целевого фазового показателя (85') для аудиосигнала (55) во временном кадре (75);
- модуль (200) вычисления фазовых ошибок для вычисления фазовой ошибки (105') с использованием фазы аудиосигнала (55) во временном кадре (75) и целевого фазового показателя (85'); и
- фазовый корректор (70'), выполненный с возможностью коррекции фазы аудиосигнала (55) во временном кадре с использованием фазовой ошибки (105').
2. Аудиопроцессор (50') по п. 1,
- в котором аудиосигнал (55) содержит множество подполос (95) частот для временного кадра (75);
- при этом модуль (65') определения целевых фазовых показателей выполнен с возможностью определения первого целевого фазового показателя (85a') для первого подполосного сигнала (95a) и второго целевого фазового показателя (85b') для второго подполосного сигнала (95b);
- при этом модуль (200) вычисления фазовых ошибок выполнен с возможностью формирования вектора фазовых ошибок (105'), при этом первый элемент вектора относится к первому отклонению (105a') фазы первого подполосного сигнала (95a) и первому целевому фазовому показателю (85a'), и при этом второй элемент вектора относится к второму отклонению (105b') фазы второго подполосного сигнала (95b) и второму целевому фазовому показателю (85b');
- содержащий синтезатор (100) аудиосигналов для синтезирования скорректированного аудиосигнала (90') с использованием скорректированного первого подполосного сигнала (90a') и скорректированного второго подполосного сигнала (90b').
3. Аудиопроцессор (50') по п. 1,
- в котором множество подполос (95) частот группируется в основную полосу (30) частот и набор частотных наложений (40), причем основная полоса (30) частот содержит одну подполосу (95) частот аудиосигнала (55), и набор частотных наложений (40) содержит, по меньшей мере, одну подполосу (95) частот основной полосы (30) частот на частоте, превышающей частоту, по меньшей мере, одной подполосы частот в основной полосе частот;
- при этом модуль (200) вычисления фазовых ошибок выполнен с возможностью вычисления среднего значения элементов вектора фазовых ошибок (105'), относящегося к первому наложению (40a) набора частотных наложений (40), чтобы получать среднюю фазовую ошибку (105'');
- при этом фазовый корректор (70') выполнен с возможностью коррекции фазы подполосных сигналов (95) в первом и последующих частотных наложениях (40) набора частотных наложений с использованием средневзвешенной фазовой ошибки, при этом средняя фазовая ошибка (105'') взвешивается согласно индексу частотного наложения (40), чтобы получать модифицированный сигнал (40') наложения.
4. Аудиопроцессор (50') по п. 1, содержащий:
- модуль (210) вычисления производных фазы аудиосигнала, выполненный с возможностью вычисления среднего значения производных фазы (215) по частоте (PDF) для основной полосы (30) частот;
- фазовый корректор (70'), выполненный с возможностью вычисления дополнительного модифицированного сигнала (40'') наложения с оптимизированным первым частотным наложением посредством суммирования среднего значения производных фазы (215) по частоте, взвешенных посредством текущего индекса подполосы частот, с фазой подполосного сигнала с наибольшим индексом подполосы частот в основной полосе (30) частот аудиосигнала (55).
5. Аудиопроцессор (50') по п. 1, содержащий:
- модуль (210) вычисления производных фазы аудиосигнала, выполненный с возможностью вычисления среднего значения производных фазы (215) по частоте (PDF) для множества подполосных сигналов, содержащих более высокие частоты, чем сигнал (30) основной полосы частот, чтобы обнаруживать переходные части в подполосном сигнале (95);
- фазовый корректор (70'), выполненный с возможностью вычисления дополнительного модифицированного сигнала (40'') наложения с оптимизированным первым частотным наложением посредством суммирования среднего значения производных фазы (215) по частоте, взвешенных посредством текущего индекса подполосы частот, с фазой подполосного сигнала с наибольшим индексом подполосы частот в основной полосе (30) частот аудиосигнала (55).
6. Аудиопроцессор (50') по п. 4,
- в котором фазовый корректор (70') выполнен с возможностью рекурсивного обновления, на основе частотных наложений (40), дополнительного модифицированного сигнала (40')' наложения посредством суммирования среднего значения производных фазы (215) по частоте, взвешенных посредством индекса подполосы частот для текущей подполосы (95) частот, с фазой подполосного сигнала с наибольшим индексом подполосы частот в предыдущем частотном наложении.
7. Аудиопроцессор (50') по п. 6,
- в котором фазовый корректор (70') выполнен с возможностью вычисления взвешенного среднего модифицированного сигнала (40') наложения и дополнительного модифицированного сигнала (40'') наложения, чтобы получать комбинированный модифицированный сигнал (40''') наложения;
- при этом фазовый корректор (70') выполнен с возможностью рекурсивного обновления, на основе частотных наложений (40), комбинированного модифицированного сигнала (40''') наложения посредством суммирования среднего значения производных фазы (215) по частоте, взвешенных посредством индекса подполосы частот для текущей подполосы (95) частот, с фазой подполосного сигнала с наибольшим индексом подполосы частот в предыдущем частотном наложении комбинированного модифицированного сигнала (40''') наложения.
8. Аудиопроцессор по п. 1, в котором фазовый корректор (70') выполнен с возможностью вычислять взвешенное среднее сигнала (40') наложения и модифицированного сигнала (40'') наложения с использованием кругового среднего значения сигнала (40') наложения в текущем частотном наложении, взвешенном с помощью первой конкретной функции взвешивания, и модифицированного сигнала (40'') наложения в текущем частотном наложении, взвешенном с помощью второй конкретной функции взвешивания.
9. Аудиопроцессор (50') по п. 1, в котором фазовый корректор (70') выполнен с возможностью формирования вектора фазовых отклонений, при этом фазовые отклонения вычисляются с использованием комбинированного модифицированного сигнала (40''') наложения и аудиосигнала (55).
10. Аудиопроцессор (50') по п. 1, в котором модуль (65') определения целевых фазовых показателей содержит:
- модуль (130') извлечения потоков данных, выполненный с возможностью извлечения позиции (230) пика и основной частоты позиций (235) пиков в текущем временном кадре аудиосигнала (55) из потока (135) данных; или
- анализатор (225) аудиосигналов, выполненный с возможностью анализа аудиосигнала (55) в текущем временном кадре, чтобы вычислять позицию (230) пика и основную частоту позиций (235) пиков в текущем временном кадре;
- генератор (240) целевого спектра для оценки дополнительных позиций пиков в текущем временном кадре с использованием позиции (230) пика и основной частоты позиций (235) пиков.
11. Аудиопроцессор (50') по п. 10, в котором генератор (240) целевого спектра содержит:
- генератор (245) пиков для формирования последовательности (265) импульсов во времени;
- формирователь (250) сигналов, чтобы регулировать частоту последовательности (265) импульсов согласно основной частоте позиций (235) пиков;
- модуль (255) позиционирования импульсов, чтобы регулировать фазу последовательности (265) импульсов согласно позиции (230) пика;
- анализатор (260) спектра, чтобы формировать фазовый спектр отрегулированной последовательности импульсов, при этом фазовый спектр сигнала временной области представляет собой целевой фазовый показатель (85').
12. Декодер (110') для декодирования аудиосигнала (25), причем декодер (110') содержит:
- базовый декодер (115), выполненный с возможностью декодирования аудиосигнала (25) во временном кадре основной полосы частот;
- модуль (120) наложения, выполненный с возможностью наложения набора подполос (95) частот декодированной основной полосы частот, при этом набор подполос частот формирует наложение, на дополнительные подполосы частот во временном кадре, смежные с основной полосой частот, чтобы получать аудиосигнал (32), содержащий частоты, превышающие частоты в основной полосе частот;
- аудиопроцессор (50') по одному из пп. 1-11, при этом аудиопроцессор (50') выполнен с возможностью коррекции фаз подполос частот наложения согласно целевому фазовому показателю.
13. Декодер (110') по п. 12,
- в котором модуль (120) наложения выполнен с возможностью наложения набора подполос (95) частот аудиосигнала (25), при этом набор подполос частот формирует дополнительное наложение, на дополнительные подполосы частот временного кадра, смежные с наложением; и
- при этом аудиопроцессор (50') выполнен с возможностью коррекции фаз в подполосах частот дополнительного наложения; или
- при этом модуль (120) наложения выполнен с возможностью наложения скорректированного наложения на дополнительные подполосы частот временного кадра, смежные с наложением.
14. Декодер (110') по п. 12,
- при этом декодер (110') содержит дополнительный аудиопроцессор (50) по одному из пп. 1-11, при этом дополнительный аудиопроцессор (50) выполнен с возможностью приема дополнительной производной фазы по частоте и корректировать переходные части в аудиосигнале (32) с использованием принимаемой производной фазы по частоте.
15. Кодер (155') для кодирования аудиосигнала (55), причем кодер содержит:
- базовый кодер (160), выполненный с возможностью базового кодирования аудиосигнала (55), чтобы получать базовый кодированный аудиосигнал (145), имеющий сокращенное число подполос частот относительно аудиосигнала (55);
- анализатор (175) основной частоты для анализа позиций (230) пиков в аудиосигнале (55) или фильтрованной по нижним частотам версии аудиосигнала для получения оценки основной частоты позиций (235) пиков в аудиосигнале;
- модуль (165) извлечения параметров, выполненный с возможностью извлечения параметров (190) подполос частот аудиосигнала (55), не включенных в базовый кодированный аудиосигнал (145);
- формирователь (170) выходных сигналов, выполненный с возможностью формирования выходного сигнала (135), содержащего базовый кодированный аудиосигнал (145), параметры (190), основную частоту позиций (235) пиков и одну из позиций (230) пиков.
16. Кодер (155) по п. 15,
- в котором формирователь (170) выходных сигналов выполнен с возможностью формировать выходной сигнал (135) в последовательность кадров, при этом каждый кадр, содержит базовый кодированный аудиосигнал (145), параметры (190), и при этом только каждый N-ый кадр содержит оценку основной частоты позиций (235) пиков и позицию (230) пика, где N больше или равно 2.
17. Способ (3400) обработки аудиосигнала (55) с помощью аудиопроцессора (50'), при этом способ (3400) содержит следующие этапы, на которых:
- определяют целевой фазовый показатель (85') для аудиосигнала во временном кадре с помощью модуля (65') определения целевых фазовых показателей;
- вычисляют фазовую ошибку (105') с помощью модуля (200) вычисления фазовых ошибок с использованием фазы аудиосигнала во временном кадре и целевого фазового показателя (85'); и
- корректируют фазу аудиосигнала во временном кадре с помощью фазового корректора (70') с использованием фазовой ошибки (105').
18. Способ (3500) декодирования аудиосигнала (25) с помощью декодера (110'), при этом способ (3500) содержит следующие этапы, на которых:
- декодируют аудиосигнал (25) во временном кадре основной полосы частот с помощью базового декодера (115);
- накладывают набор подполос частот декодированной основной полосы частот с помощью модуля (120) наложения, при этом набор подполос (95) частот формирует наложение, на дополнительные подполосы частот во временном кадре, смежные с основной полосой частот, чтобы получать аудиосигнал (32), содержащий частоты, превышающие частоты в основной полосе частот;
- корректируют фазы в подполосах частот первого наложения с помощью аудиопроцессора (50') согласно целевому фазовому показателю.
19. Способ (3600) кодирования аудиосигнала с помощью кодера (155), при этом способ (3600) содержит следующие этапы, на которых:
- выполняют базовое кодирование аудиосигнала (55) с помощью базового кодера (160), чтобы получать базовый кодированный аудиосигнал (145), имеющий сокращенное число подполос частот относительно аудиосигнала (55);
- анализируют аудиосигнал (55) или фильтрованную по нижним частотам версию аудиосигнала с помощью анализатора (175) основной частоты для получения оценки основной частоты позиций пиков (130) в аудиосигнале (55);
- извлекают параметры (190) подполос частот аудиосигнала (55), не включенные в базовый кодированный аудиосигнал, с помощью модуля (165) извлечения параметров;
- формируют выходной сигнал (135) с помощью формирователя (170) выходных сигналов, содержащий базовый кодированный аудиосигнал (145), параметры (190), основную частоту позиций (235) пиков и одну из позиций (230) пиков.
20. Компьютерная программа, содержащая программный код для осуществления способа по пп. 17-19, когда компьютерная программа исполняется на компьютере.
21. Аудиосигнал (135), содержащий:
- базовый кодированный аудиосигнал (145), имеющий сокращенное число подполос частот относительно аудиосигнала (55);
- параметр (190), представляющий подполосы частот аудиосигнала (55), не включенные в базовый кодированный аудиосигнал (145);
- оценку основной частоты позиций (235) пиков и оценку позиции пика аудиосигнала (230).
Наверх