合成次频带滤波的程序及装置的制作方法

专利名称：合成次频带滤波的程序及装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种合成次频带(subband)滤波的程序及装置。并且特别地，根据本发明的合成次频带滤波程序及装置应用于音频信号解码器中。
背景技术：
由国际标准组织所制定的MPEG(Motion Pictures Experts Group)音频信号标准提供了一种将音频信号编/解码的演算法，可大幅降低传输音频信号的频宽需求，并可提供低失真的信号质量。目前的MPEG音频信号标准包含Layer I，Layer II以及Layer III三级不同的处理方法。
请参阅图1。图1表示MPEG-1 Layer III(MP3)标准中将一音频帧(audioframe)解码的流程图。步骤S11为解开(unpack)该音频帧的首标(header)，并且将该音频帧中的附属信息(side information)解码。步骤S12为将以霍夫曼编码(Huffman encoding)方式压缩的音频信号信息解码，并对解码后的频谱信号进行逆量化(re-quantization)处理。步骤S13为根据附属资料中的音频信号模式对频谱信号进行立体声处理(joints tereo processing)。步骤S14为对频谱信号进行频迭消除(alias reduction)。步骤S15为对频谱信号进行反向改良式离散余弦转换(inverse modified discrete cosinetransform，IMDCT)。步骤S16为将IMDCT后的取样信号频率反转(frequencyinversion)。步骤S17为以次频带合成滤波(subband synthesis filtering)程序合成出脉冲代码调制(pulse code modulation，PCM)信号。步骤S18为输出PCM信号，完成将该音频帧解码的操作。
于MP3标准中，经过步骤S15的IMDCT后的取样信号为576个，其中包含有32个次频带的取样信号，每个次频带又各自包含18个取样信号。步骤S16的频率反转为将第奇数个次频带中的第奇数个取样信号乘上负号。
请参阅图2。图2为表示在先前技术中进行频率反转的流程图。该流程由步骤S20开始。步骤S21为读取该32个次频带中的一次频带。步骤S22为判断于步骤S21中读取的次频带是否为该32个次频带中的第奇数个次频带，如果为是，则执行步骤S23，如果为否，则执行步骤S27。步骤S23为读取该次频带中18个信号中的一取样信号。步骤S24为判断于步骤S23中读取的取样信号是否为该18个取样信号中的第奇数个取样信号，如果为是，则执行步骤S25，如果为否，则执行步骤S26。步骤S25为将步骤S23中读取的取样信号乘上负号。步骤S26为判断是否该次频带中的18个取样信号皆已完成，如果为是，则执行步骤S27，如果为否，则执行步骤S23。步骤S27为判断是否该32个次频带皆已完成，如果为是，则执行步骤S28，如果为否，则执行步骤S21。步骤S28为结束该流程。
如图2所示，由于先前技术中的频率反转流程包含多次对存储器的读取、存入以及多个判断步骤，频率反转的流程耗费相当多的运算时间，降低了将MP3音频帧解码的效率。
合成次频带滤波为MP3解码过程中的最后一个步骤。公知的离散余弦转换(discrete cosine transform，DCT)技术已提出了利用32点DCT将该32个次频带取样信号转换成32个转换后的向量的方法。该方法合成次频带滤波的步骤为依序将该18组经过IMDCT及频率反转的次频带取样信号转换为18组PCM信号。
请参阅图3。图3为表示先前技术中一合成次频带滤波程序的流程图。该18组经过IMDCT及频率反转的次频带取样信号中的每一组信号皆包含32个次频带取样信号。步骤S31为将该组正在被处理中的32个次频带取样信号输入合成次频带滤波的程序或装置。步骤S32为将该32个次频带取样信号转换成32个转换后的向量(vector)。步骤S33为根据该32个转换后的向量计算并合成出32个PCM信号。
因此，本发明提供一种次频带合成滤波的程序及装置。根据本发明的程序及装置将先前技术中的频率反转程序结合到次频带合成滤波程序中。藉此，可大幅提升将MP3音频帧解码的速度。此外，本发明亦结合频率反转程序与此以DCT产生转换后的向量的方式，藉以提升将MP3音频帧解码的效率。

发明内容
本发明的主要目的在于提供一种合成次频带滤波的程序及装置。根据本发明的程序及装置将先前技术中的频率反转程序结合到次频带合成滤波程序中，藉此大幅提升将MP3音频帧解码的速度。
根据本发明的一较佳具体实施例的合成次频带滤波装置针对M组信号执行，该M组信号中的每一组信号分别包含N个次频带取样信号。该合成次频带滤波装置包含一处理器。该处理器用以处理该M组信号中的第i组信号，其中i为一范围在0至(M-1)之间的整数指数。该处理器包含一离散余弦转换模件与一产生模件。该离散余弦转换模件利用离散余弦转换，将该第i组信号中的N个次频带取样信号转换为N个转换后的向量。若i为奇数，于产生该N个转换后的向量的过程中，该离散余弦转换模件将该N个次频带取样信号中的第(2j-1)个次频带取样信号乘以负一，其中j为一范围在1至(N/2)之间的整数指数。该产生模件则是根据该N个转换后的向量，产生N个PCM信号。
举例而言，若该M组信号为MP3标准中经过IMDCT后的次频带取样信号，则M等于18，N等于32。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。


图1为表示先前技术在MPEG-1 Layer III(MP3)标准中将一音频帧(audioframe)解码的流程图。
图2为表示在先前技术中进行频率反转的流程图。
图3为表示先前技术中一合成次频带滤波程序的流程图。
图4为根据本发明的一较佳具体实施例的合成次频带滤波装置的方块图。
图5为表示本发明结合频率反转与合成次频带滤波程序的概念。
图6为根据本发明的一较佳具体实施例的合成次频带滤波程序的流程图。
主要元件符号说明S11-S18流程步骤S20-S28流程步骤S31-S33流程步骤40合成次频带滤波装置41处理器 411DCT模件412产生模件411A第一DCT单元411A1第一判断模件 411A2第二判断模件
411A3计算模件 411B第二DCT单元S4AN个次频带取样信号 S4BN个中间信号S4CN个转换后的向量S4DN个PCM信号S601-S609流程步骤具体实施方式
本发明的主要目的在于提供一种合成次频带滤波的程序及装置。根据本发明的程序及装置将先前技术中的频率反转程序结合到次频带合成滤波程序中，藉此大幅提升将MP3音频帧解码的速度。
请参阅图4。图4为根据本发明的一较佳具体实施例的合成次频带滤波装置40的方块图。合成次频带滤波装置40针对M组信号执行，该M组信号中的每一组信号分别包含N个次频带取样信号S4A。举例而言，若该M组信号为MPEG-1 Layer III标准中经过IMDCT后的次频带取样信号，则M等于18，N等于32。
合成次频带滤波装置40包含一处理器41。处理器41用以处理该M组信号中的第i组信号，其中i为一范围在0至(M-1)之间的整数指数。处理器41包含一DCT模件411与一产生模件412。DCT模件411利用DCT，将该第i组信号中的N个次频带取样信号S4A转换为N个转换后的向量S4C。若i为奇数，于产生该N个转换后的向量S4C的过程中，DCT模件411将该N个次频带取样信号S4A中的第奇数个次频带取样信号乘以负一，亦即将第(2j-1)个次频带取样信号乘以负一，其中j为一范围在1至(N/2)之间的整数指数。产生模件412根据该N个转换后的向量S4C，产生N个PCM信号S4D。
以MPEG-1 Layer III标准的音频信号信号为例，由于直接以32点DCT将该18组信号中的32个次频带取样信号分别转换为32个PCM信号太复杂，因此可利用分解递回的运算方式，将32点DCT分解为8个4点DCT，以简化计算的复杂度。如本领域技术人员所知，32点DCT的方程式可表示如下X(n)=Σk=031x(k)C64(2k+1)n]]>for n＝0，1，...，31，......(式一)其中的x(k)与X(n)分别为该32点DCT的输入信号与输出信号，该32个次频带取样信号的第k个次频带取样信号为x(k-1)，k为范围在1至32间的整数指数，并且C64(2k+1)n=cos(nπ(2k+1)64).]]>
式一中的32点DCT的X(n)可被分解为两个16点DCT的F1(n)与F2(n)X(2n)＝F1(n) for n＝0，1，...，15，.....(式二)X(2n+1)＝F2(n)+F2(n+1) for n＝0，1，...，15其中，F1(n)=Σk=015f1(k)C32(2k+1)n]]>for n＝0，1，...，15，......(式三)F2(n)=Σk=015f2(k)C32(2k+1)n]]>for n＝0，1，...，15其中，f1(k)＝x(k)+x(31-k) for k＝0，1，...，15......(式四)f2(k)=(12C64(2k+1))[x(k)-x(31-k)]]]>for k＝0，1，...，15并且C32(2k+1)n=cos(nπ(2k+1)32).]]>式三中的16点DCT的F1(n)可再被分解为两个8点DCT的G1(n)与G2(n)F1(2n)＝G1(n) for n＝0，1，...，7，......(式五)F1(2n+1)＝G2(n)+G2(n+1) for n＝0，1，...，7其中，G1(n)=Σk=07g1(k)C16(2k+1)n]]>for n＝0，1，...，7，......(式六)G2(n)=Σk=07g2(k)C16(2k+1)n]]>for n＝0，1，...，7其中，g1(k)＝f1(k)+f1(15-k) for k＝0，1，...，7...(式七)g2(k)=(12C32(2k+1))[f1(k)-f1(15-k)]]]>for k＝0，1，...，7并且C16(2k+1)n=cos(nπ(2k+1)16).]]>式三中的1 6点DCT的F2(n)也可再被分解为两个8点DCT的G3(n)与G4(n)F2(2n)＝G3(n) for n＝0，1，...，7，......(式八)F2(2n+1)＝G4(n)+G4(n+1) for n＝0，1，...，7其中，
G3(n)=Σk=07g3(k)C16(2k+1)n]]>for n＝0，1，...，7，......(式九)G4(n)=Σk=07g4(k)C16(2k+1)n]]>for n＝0，1，...，7其中，g3(k)＝f2(k)+f2(15-k) for k＝0，1，...，7。(式十)g4(k)=(12C32(2k+1))[f2(k)-f2(15-k)]]]>for k＝0，1，...，7同理，式五与式八中的四个8点DCT皆可分别被进一步分解为两个4点DCT，也就是说，式一中的32点DCT最后可被分解八个4点DCT。
根据式四、式七和式十，四个8点DCT的结果与该32点DCT的输入信号x的关系可被归纳为g1(p)＝x(p)+x(31-p)+x(15-p)+x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[x(p)+x(31-p)-x(15-p)-x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[x(p)-x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)-x(16+p)],]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[x(p)-x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)-x(16+p)]}]]>......(式十一)其中p为一范围在0至7之间的整数指数。
本发明将32点DCT分为三个阶段进行运算，并且将频率反转结合到第一阶段的运算中。如图4所示，DCT模件411包含一第一DCT单元411A与一第二DCT单元411B。
本发明在进行第一阶段的运算时，首先将32点DCT分解为两个16点DCT，然后再将每一个16点DCT进一步分解为2个8点DCT，以得到每个8点DCT的中间结果。如图4所示，于第一DCT单元411A中，该32个次频带取样信号被分为八个群组，每一个群组分别包含4个次频带取样信号x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)，其中p为一范围在0至7之间的整数指数。第一DCT单元411A包含一第一判断模件411A1、一第二判断模件411A2以及一计算模件411A3，并且第一DCT单元411A依序或同时处理该八个群组的次频带取样信号。
第一判断模件411A1用以判断该组正在处理中的次频带取样信号是否为该18组次频带取样信号中的第奇数组次频带取样信号，亦即判断i是否为一奇数。
第二判断模件411A2由第一判断模件411A1所控制。如果第一判断模件411A1的判断结果为否，则第二判断模件411A2不操作。如果第一判断模件411A1的判断结果为是，第二判断模件411A2接着判断正在处理中的x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)是否对应于一奇数p。
计算模件411A3由第一判断模件411A1与第二判断模件411A2所控制。如果第一判断模件411A1的判断结果为否，表示该组正在处理中的次频带取样信号为第偶数组次频带取样信号。根据MP3规范中的频率反转的原则，该组次频带取样信号不需要被乘以负一，等同于未结合频率反转程序时的情况。因此，计算模件411A3根据式十一计算出四个8点DCT的中间结果(g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p)。如果第一判断模件411A1的判断结果为是，表示该组正在处理中的次频带取样信号为该18组次频带取样信号中的第奇数组次频带取样信号。根据MP3规范中的频率反转的原则，该组次频带取样信号中的第奇数个次频带取样信号必须被乘以负一。因此，第二判断模件411A2进一步判断p是否为一奇数。如果p为偶数，则x(31-p)与x(15-p)为该组次频带取样信号中的第奇数个次频带取样信号。举例来说，如果p等于2，x(31-p)与x(15-p)即为x(29)与x(13)，29与13皆为奇数。相对而言，如果p为奇数，则x(p)与x(16+p)为该组次频带取样信号中的第奇数个次频带取样信号。举例来说，如果p等于1，x(p)与x(16+p)即为x(1)与x(17)，1与17皆为奇数。因此，如果第二判断模件411A2为否，计算模件411A3于计算8点DCT的中间结果时，将x(31-p)与x(15-p)分别乘以负一。如果第二判断模件411A2为是，计算模件411A3于计算8点DCT的中间结果时，将x(p)与x(16+p)分别乘以负一。
综上所述，如果第二判断模件411A2为否，计算模件411A3根据下列关系式计算8点DCT的中间结果g1(p)＝x(p)-x(31-p)-x(15-p)+x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[x(p)-x(31-p)+x(15-p)-x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[x(p)+x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)].]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[x(p)+x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)]}]]>......(式十二)
如果第二判断模件411A2为是，计算模件411A3根据下列关系式计算8点DCT的中间结果g1(p)＝-x(p)+x(31-p)+x(15-p)-x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[-x(p)+x(31-p)-x(15-p)+x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[-x(p)-x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)].]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[-x(p)-x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)]}]]>......(式十三)如式十二与式十三所示，根据本发明的合成次频带滤波装置40将频率反转结合到计算模件411A3计算8点DCT的中间结果的程序中。藉此，本发明可简化MP3规范中的解码程序并大幅提升将MP3音频帧解码的速度。
以一实际应用时的情形为例，假设第一DCT单元411A正在处理第1组次频带取样信号中对应于p等于0的x(0)、x(31)、x(15)以及x(16)。由于第1组次频带取样信号为第奇数组次频带取样信号，第一判断模件411A1的判断结果为是，第二判断模件411A2接着进一步判断x(0)、x(31)、x(15)以及x(16)对应的p是否为偶数。由于p等于0，为一偶数，计算模件411A3根据式十二计算对应于x(0)、x(31)、x(15)以及x(16)的中间结果(g1(0)、g2(0)、g3(0)以及g4(0))。将p等于0代入式十二可得到下列关系式g1(0)＝x(0)-x(31)-x(15)+x(16)g2(0)=(12C321)[x(0)-x(31)+x(15)-x(16)]]]>g3(0)=(12C641)[x(0)+x(31)]-(12C6431)[x(15)+x(16)]]]>。......(式十四)g4(0)=(12C321){(12C641)[x(0)+x(31)]+(12C6431)[x(15)+x(16)]}]]>由于x(31)与x(15)为第奇数个次频带取样信号，相较于未结合频率反转的式十一，x(31)与x(15)于式十四中分别被乘以负一。
计算模件411A3于依序处理该八个群组的次频带取样信号时，每次计算出四个中间结果(g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p)。因此，将该八个群组接着处理完成后，计算模件411A3总共产生32个中间结果(g1(0)-g1(7)、g2(0)-g2(7)、g3(0)-g3(7)以及g4(0)-g4(7))。
而本发明在进行第二阶段的运算时，则是将每个8点DCT进一步分解为2个4点DCT，并依据由32点DCT经频率反转及分解得出的8个4点DCT，计算得出32个转换后的向量。如图4所示，第二DCT单元411B将式五与式八中的四个8点DCT分解成八个4点DCT。根据计算模件411A3计算出的32个中间结果，第二DCT单元411B可计算出该八个4点DCT的结果，再进一步利用该八个4点DCT的结果产生该32个转换后的向量。
本发明在进行第三阶段的运算时，将32点DCT经频率反转及分解得出的32个转换后向量处理合成32个PCM信号。如图4所示，处理器41中的产生模件412根据由第二DCT单元411B产生的32个转换后的向量，产生32个PCM信号。
请参阅图5。图5为表示本发明结合频率反转与合成次频带滤波程序的概念。图5中的第一阶段表示第一DCT单元411A所执行的操作、第二阶段表示第二DCT单元411B所执行的操作、而第三阶段则表示产生模件412所执行的操作。线条交叉代表输入信号相互之间的相加或相减操作，图5中的CYX则代表上述方程式中的(1/2)*CYX。如图5所示，本发明在第一阶段将该32个次频带取样信号转换为八组中间结果，每组中间结果各自包含四个8点DCT的中间结果。公知技术的频率反转程序即结合到该第一阶段中。在第二阶段中，第二DCT单元411B根据该第一DCT单元411A计算出的总共32个中间结果，利用DCT产生该32个转换后的向量。在第三阶段中，产生模件412根据该32个转换后的向量，产生32个脉冲代码调制(pulse code modulation，PCM)信号。
请参阅图6。图6为表示根据本发明的一较佳具体实施例的合成次频带滤波程序的流程图。该合成次频带滤波程序依序处理该18组频带取样信号。在处理每一组频带取样信号时，该程序首先执行步骤S601，设定一整数指数p为0。接着执行步骤S602，选取出该组次频带取样信号中的x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)。步骤S603判断该组正在处理中的次频带取样信号是否为该18组次频带取样信号中的第奇数组次频带取样信号。如果步骤S603的判断结果为否，该合成次频带滤波程序执行步骤S605A，根据式十一计算g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p)。如果步骤S603的判断结果为是，该合成次频带滤波程序执行步骤S604，判断p是否为一奇数。如果步骤S604的判断结果为否，该合成次频带滤波程序执行步骤S605B，根据式十二计算g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p)。如果步骤S604的判断结果为是，该合成次频带滤波程序则执行步骤S605C，根据式十三计算g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p)。在步骤S605A、步骤S605B或步骤S605C之后，该合成次频带滤波程序执行步骤S606，判断p是否小于7，亦即判断是否该组次频带取样信号中的32个次频带取样信号都已被处理完成。如果步骤S606的判断结果为是，该合成次频带滤波程序执行步骤S607，设定产p＝p+1，并重复执行步骤S602至步骤S606。如果步骤S606的判断结果为否，表示该组次频带取样信号中的32个次频带取样信号都已被处理完成，该合成次频带滤波程序即执行步骤S608与步骤S609。步骤S608根据g1(0)-g1(7)、g2(0)-g2(7)、g3(0)-g3(7)以及g4(0)-g4(7)计算出八个4点DCT的结果，再进一步利用该八个4点DCT的结果产生32个转换后的向量。步骤S609根据步骤S608中产生的32个转换后的向量，产生32个PCM信号。
本发明的主要精神在于将32点DCT分为三个阶段进行运算第一阶段将3 2点DCT递回分解以得到4个8点DCT的中间结果，并且将频率反转结合到第一阶段的运算中；第二阶段是将4个8点DCT进一步分解得出的8个4点DCT，并计算出32个转换后的向量；第三阶段则是将32个转换后向量处理合成32个PCM信号。由于部分32点DCT计算可以共用相同的系数，因此可以只读取一次后共用，藉以减少读取存储器的次数、加快运算速度。再者，结合频率反转与32点DCT的第一阶段运算于同一环路中，相较于先前技术使用双回圈个别计算频率反转与次频带合成，可节省程序代码大小，并可节省先前技术将频率反转结果存入存储器的次数，以及节省自存储器读取该结果进行次频带合成的次数，因而加快运算速度。于实际应用中，根据本发明的具体实施例未必需要将32点DCT分解为8个4点DCT，亦可能为将频率反转与1个32点DCT、2个16点DCT或是4个8点DCT结合。
藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具等效性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
权利要求
1.一种合成次频带滤波的装置，该装置针对M组信号执行，该M组信号中的每一组信号分别包含N个次频带取样信号，M与N皆为自然数，该装置包含一处理器，该处理器用以处理该M组信号中的第i组信号，其中i为一范围在0至(M-1)之间的整数指数，该处理器包含一离散余弦转换模件，该DCT模件利用DCT将该第i组信号中的N个次频带取样信号转换为N个转换后的向量，若i为奇数，于产生该N个转换后的向量的过程中，该转换模件将该N个次频带取样信号中的第(2j-1)个次频带取样信号乘以负一，其中j为一范围在1至(N/2)之间的整数指数；以及一产生模件，该产生模件根据该N个转换后的向量，产生N个脉冲代码调制信号。
2.如权利要求1所述的合成次频带滤波装置，其中该M组信号符合MPEG-1Layer III标准，并且M等于18，N等于32。
3.如权利要求2所述的合成次频带滤波装置，其中该第i组信号中的32个次频带取样信号的第k个次频带取样信号为x(k-1)，k为一范围在1至32之间的整数指数，并且该DCT模件包含一第一DCT单元，该第一DCT单元用以处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)，其中p为一范围在0至7之间的整数指数，并且该第一DCT单元进一步包含一第一判断模件，该第一判断模件用以判断i是否为一奇数；以及一计算模件，该计算模件由该第一判断模件所控制，如果该第一判断模件的判断结果为否，该计算模件根据下列方程式计算对应于p的四个中间结果(g1)(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p)g1(p)＝x(p)+x(31-p)+x(15-p)+x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[x(p)+x(31-p)-x(15-p)-x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[x(p)-x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)-x(16+p)],]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[x(p)-x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)-x(16+p)]}]]>其中C64(2p+1)等于 C64(31-2p)等于 C32(2p+1)等于 以及一第二DCT单元，该第二DCT单元为根据该计算模件计算出的中间结果，利用DCT产生该32个转换后的向量。
4.如权利要求2所述的合成次频带滤波装置，其中该第i组信号中的32个次频带取样信号的第k个次频带取样信号为x(k-1)，k为一范围在1至32之间的整数指数，并且该DCT模件包含一第一DCT单元，该第一DCT单元为用以处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)，其中p为一范围在0至7之间的整数指数，并且该第一DCT单元进一步包含一第一判断模件，该第一判断模件用以判断i是否为一奇数；一第二判断模件，该第二判断模件由该第一判断模件所控制，如果该第一判断模件的判断结果为是，该第二判断模件判断p是否为一奇数；以及一计算模件，该计算模件由该第二判断模件所控制，如果该第二判断模件的判断结果为否，该计算模件根据下列方程式计算对应于p的四个中间结果(g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p)g1(p)＝x(p)-x(31-p)-x(15-p)+x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[x(p)-x(31-p)+x(15-p)-x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[x(p)+x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)],]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[x(p)+x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)]}]]>其中C64(2p+1)等于 C64(31-2p)等于 C32(2p+1)等于 以及一第二DCT单元，该第二DCT单元为根据该计算模件计算出的中间结果，利用DCT产生该32个转换后的向量。
5，如权利要求2所述的合成次频带滤波装置，其中该第i组信号中的32个次频带取样信号的第k个次频带取样信号为x(k-1)，k为一范围在1至32之间的整数指数，并且该DCT模件包含一第一DCT单元，该第一DCT单元用以处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)，其中p为一范围在0至7之间的整数指数，并且该第一DCT单元进一步包含一第一判断模件，该第一判断模件用以判断i是否为一奇数；一第二判断模件，该第二判断模件由该第一判断模件所控制，如果该第一判断模件的判断结果为是，则该第二判断模件判断p是否为一奇数；以及一计算模件，该计算模件由该第二判断模件所控制，如果该第二判断模件的判断结果为是，该计算模件为根据下列方程式计算对应于p的四个中间结果(g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p))g1(p)＝-x(p)+x(31-p)+x(15-p)-x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[-x(p)+x(31-p)-x(15-p)+x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[-x(p)-x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)],]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[-x(p)-x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)]}]]>其中C64(2p+1)等于 C64(31-2p)等于 C32(2p+1)等于 以及一第二DCT单元，该第二DCT单元为根据该计算模件计算出的中间结果，利用DCT产生该32个转换后的向量。
6.一种合成次频带滤波的程序，该程序针对M组信号执行，该M组信号中的每一组信号分别包含N个次频带取样信号，M与N皆为自然数，该程序包含下列步骤处理该M组信号中的第i组信号，其中i为一范围在0至(M-1)之间的整数指数，并且于处理该第i组信号时执行下列步骤(a)根据该第i组信号中的N个次频带取样信号及离散余弦转换，产生N个转换后的向量，若i为奇数，于产生该N个转换后的向量的过程中，该N个次频带取样信号中的第(2j-1)个次频带取样信号乘以负一，其中j为一范围在1至(N/2)之间的整数指数；以及(b)根据该N个转换后的向量，产生N个脉冲代码调制信号。
7.如权利要求6所述的合成次频带滤波程序，其中该M组信号符合MPEG-1Layer III标准，并且M等于18，N等于32。
8.如权利要求7所述的合成次频带滤波程序，其中该第i组信号中的32个次频带取样信号的第k个次频带取样信号为x(k-1)，k为一范围在1至32之间的整数指数，并且在步骤(a)中产生该32个转换后的向量时执行下列步骤(a1)处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)，其中p为一范围在0至7之间的整数指数，并且于处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)时执行下列子步骤(a1-1)判断i是否为一奇数，如果为否，执行步骤(a1-2)；以及(a1-2)根据下列方程式计算对应于p的四个中间结果(g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p))g1(p)＝x(p)+x(31-p)+x(15-p)+x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[x(p)+x(31-p)-x(15-p)-x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[x(p)-x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)-x(16+p)],]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[x(p)-x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)-x(16+p)]}]]>其中C64(2p+1)等于 C64(31-2p)等于 C32(2p+1)等于 以及(a2)根据步骤(a1)中计算出的中间结果，利用DCT产生该32个转换后的向量。
9.如权利要求7所述的合成次频带滤波程序，其中该第i组信号中的32个次频带取样信号的第k个次频带取样信号为x(k-1)，k为一范围在1至32之间的整数指数，并且在步骤(a)中产生该32个转换后的向量时执行下列步骤(a1)处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)，其中p为一范围在0至7之间的整数指数，并且于处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)时执行下列子步骤(a1-1)判断i是否为一奇数，如果为是，执行步骤(a1-2)；以及(a1-2)判断p是否为一奇数，如果为否，执行步骤(a1-3)；以及(a1-3)根据下列方程式计算对应于p的四个中间结果(g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p))g1(p)＝x(p)-x(31-p)-x(15-p)+x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[x(p)-x(31-p)+x(15-p)-x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[x(p)+x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)],]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[x(p)+x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)]}]]>其中C64(2p+1)等于 C64(31-2p)等于 C32(2p+1)等于 以及(a2)根据步骤(a1)中计算出的中间结果，利用DCT产生该32个转换后的向量。
10.如权利要求7所述的合成次频带滤波程序，其中该第i组信号中的32个次频带取样信号的第k个次频带取样信号为x(k-1)，k为一范围在1至32之间的整数指数，并且在步骤(a)中产生该32个转换后的向量时执行下列步骤(a1)处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)，其中p为一范围在0至7之间的整数指数，并且于处理x(p)、x(31-p)、x(15-p)以及x(16+p)时执行下列子步骤(a1-1)判断i是否为一奇数，如果为是，执行步骤(a1-2)；以及(a1-2)判断p是否为一奇数，如果为是，执行步骤(a1-3)；以及(a1-3)根据下列方程式计算对应于p的四个中间结果(g1(p)、g2(p)、g3(p)以及g4(p))g1(p)＝-x(p)+x(31-p)+x(15-p)-x(16+p)g2(p)=(12C32(2p+1))[-x(p)+x(31-p)-x(15-p)+x(16+p)]]]>g3(p)=(12C64(2p+1))[-x(p)-x(31-p)]+(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)],]]>g4(p)=(12C32(2p+1)){(12C64(2p+1))[-x(p)-x(31-p)]-(12C64(31-2p))[x(15-p)+x(16+p)]}]]>其中C64(2p+1)等于 C64(31-2P)等于 C32(2P+1)等于 以及(a2)根据步骤(a1)中计算出的中间结果，利用离散余弦转换产生该32个转换后的向量。
全文摘要
本发明提供一种合成次频带滤波的装置及方法。根据本发明的装置针对M组信号执行。每一组信号分别包含N个次频带取样信号。该装置包含用以处理该M组信号中第i组信号的一处理器，其中i为一范围在0至(M－1)之间的整数指数。该处理器包含一离散余弦转换模件及一产生模件。该离散余弦转换模件用以将该第i组信号中的N个次频带取样信号转换为N个转换后的向量。若i为奇数，该转换模件将该N个次频带取样信号中的第(2j－1)个次频带取样信号乘以负一，其中j为一范围在1至(N/2)之间的整数指数。该产生模件根据该N个转换后的向量，产生N个脉冲代码调制信号。
文档编号G10L19/00GK101026763SQ200610008859
公开日2007年8月29日 申请日期2006年2月22日 优先权日2006年2月22日
发明者洪智玮, 张志舷, 蔡宪明 申请人:广达电脑股份有限公司