信号编码、信号解码装置和方法、程序以及记录介质的制作方法

专利名称：信号编码、信号解码装置和方法、程序以及记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可适用于将在编码侧限制为某一频带的子带信号扩展到在解码侧的较宽频带的信号编码装置、信号编码方法、信号解码装置、信号解码方法、程序以及记录介质。
背景技术：
近年来，技术上已经可以压缩CD(compact disc，压缩盘)数据，并且为了对音频信号进行高效编码，通过利用人类的听觉机制将数据量降低到原始量的大约1/10。当前，通过利用该技术生产的产品在市场上销售，而且压缩后的音频数据被记录在较小的记录介质上，并经由网络分发。
利用高效压缩编码，许多唱片公司已经开发出自己的格式，使得可以在由该格式定义的限制内，在编码侧在某种程度上自由地控制音质(sound quality)和比特率(bit rate)。例如，作为MiniDisc(MD)(商标，索尼公司所有)的长时间记录模式，已有利用相同的高效压缩技术的两种模式LP2和LP4。在LP4模式下，将数据压缩到LP2模式数据的一半，从而尽管音质降低但是实现了记录时间为LP2模式记录时间的两倍之多。
然而，利用这种高效压缩技术，比特率和音质是设计和标准化的明确目标。换句话说，当降低比特率而不修改标准(格式)时，音质显著降低。为了避免这一问题，通常利用如下技术用于改善编码侧的高效编码算法的技术以及用于限制人类听觉不敏锐的频带中的高频信号并将剩余比特分配给低频信号的技术。
Information Technology-Coding of Audio-Visual Objects-Part 3Audio，ISO/IEC 14496-32001

发明内容
如上所述，在保持音质的同时，当不修改格式而限制高频信号以降低比特率时，试图在解码侧再现高频信号。例如，日本特开平2-311006号公报描述了一种用于利用44.1kHz采样来使PCM信号的再现带(reproduction band)加倍的技术，日本特开平9-55778号公报描述了一种用于在接收侧扩展电话频带的技术。
尽管这些技术的优点在于其不必修改格式，并且使得能够仅在解码侧改善音质，但是，因为仅根据接收到的信号来扩展频带(band)，尤其当低频带和高频带几乎不相关时，根据输入的声源，在高频带中对于听觉来说失真非常明显，所以没有达到音质的显著改善。
另一方面，还试图扩展格式，并在编码侧对扩展频带所需的信息进行编码，使得解码侧可以使用用于扩展频带的信息来扩展频带。例如，已知如下技术如在美国专利号5,068,899中所述的通过使用LPC滤波器来扩展频带的技术；以及如在美国专利号5,127,054中所述的通过使用子带滤波器组(sub-band filterbank)和非线性设备来扩展频带的技术。
尽管这些技术提供改善声音信号的效果，但是对于听觉来说音频信号的失真非常明显，因此不能实现满意的音质。
还已知用于在一定程度上对音频信号达到满意音质的技术。例如，ISO国际标准的HE-AAC(ISO/IEC 14496-32001)有希望达成在一定程度上对音频信号令人满意的音质。
附图的图1是示出利用HE-AAC进行频带扩展的信号解码装置的结构的示意性框图。
在利用HE-AAC扩展频带的信号解码装置70中，多路分离(de-multiplexing)电路71将从编码装置输出的压缩后的数据分成低频带信息和高频带信息，并将该低频带信息和该高频带信息分别提供给低频带信息解码电路72和频带扩展电路74。
低频带信息解码电路72对低频带信息进行解码，以生成低频带时间序列信号，并将该低频带时间序列信号提供给子带分割滤波器组73。
子带分割滤波器组73将低频带时间序列信号分成多个子带，并生成低频子带信号。然后，子带分割滤波器组73将低频子带信号提供给频带扩展电路74和子带合成滤波器组75。
频带扩展电路74使用高频带信息和低频子带信号来扩展频带，以生成高频子带信号。随后，频带扩展电路74将该高频子带信号提供给子带合成滤波器组75。
子带合成滤波器组75合成组合低频子带信号和高频子带信号，以生成为输出信号的时间序列信号。
上述频带扩展电路74利用线性预测滤波器白化(whiten)低频子带信号。随后，频带扩展电路74使用包含高频子带信号的增益值的高频带信息，调节白化后的低频子带信号的增益，以生成高频子带信号。
该白化提供了抑制低频子带信号的频率振幅的峰值的效果。该效果基于高频子带信号通常比低频子带信号更加白化的音频信号的统计学特性。然而，不能确定的是对于声音信号等可随时间在很大程度上波动的高度不稳定的输入信号而言，高频子带信号更加白化，并且白化对于这种信号不能提供积极的效果。
考虑到上述特定情况，希望提供一种可以以满意的质量水平扩展音频信号和声音信号的频带的信号编码装置和信号编码方法、对从该信号编码装置输出的压缩后的数据进行解码的信号解码装置和信号解码方法、用于使计算机执行该信号编码处理的程序、用于使计算机执行该信号解码处理的程序、以及存储该程序的计算机可读的记录介质。
根据本发明的实施例，提供一种信号编码装置和方法，其将时间序列信号分割成多个子带，以生成由低频侧子带形成的低频子带信号和由高频侧子带形成的高频子带信号；对低频子带信号进行编码，以生成低频子带信号的编码后的数据；根据低频子带信号生成新的高频子带信号，并将新的高频子带信号与高频子带信号的频率振幅峰值进行比较，以生成高频子带信号的频率振幅峰值信息；将根据低频子带信号生成的新的高频子带信号与高频子带信号的增益进行比较，以生成高频子带信号的增益信息；以及对低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息进行多路复用(multiplex)，并输出压缩后的数据。
根据本发明的实施例，提供一种信号解码装置和方法，其对压缩后的数据进行多路分离，并分离成低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息；对低频子带信号的编码后的数据进行解码，以生成低频子带信号；通过使用低频子带信号来扩展子带信号的频带，并通过使用高频子带信号的频率振幅峰值信息来调整所获得的高频子带信号的频率振幅峰值；通过使用高频子带信号的增益信息来调整频率振幅峰值已进行了调整的高频子带信号的增益；以及组合低频子带信号和已调整了频率振幅峰值和增益的高频子带信号，以输出时间序列信号。
而且，根据本发明的实施例，提供一种用于使计算机执行上述信号编码处理或信号解码处理的程序，并且提供一种记录该程序的计算机可读的记录介质。
因此，利用根据本发明实施例的信号编码装置、信号编码方法、信号解码装置、信号解码方法、程序和记录介质，由编码侧在限制频带时生成高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息，并由解码侧在扩展频带时通过使用这两条信息来调整高频子带信号的频率振幅峰值和增益，使得由解码侧生成的频率振幅峰值和增益分别与原始高频子带信号的频率振幅峰值和增益相一致。因此，可以再现高质量的时间序列信号。


图1是示出利用HE-AAC进行频带扩展的信号解码装置的结构的示意框图；图2是示出根据本发明实施例的信号编码装置的结构的示意框图；图3是示出利用频率混叠方法(frequency aliasing method)的子带信号的频率折回(frequency folding)的图；图4是为了量化(quantize)高频子带信号频率振幅峰值信息使用的3位量化表；图5是根据本发明实施例的信号编码装置的另一例子的示意框图；图6是示出根据本发明另一实施例的信号解码装置的结构的示意框图；以及图7是为了量化高频子带信号频率振幅峰值信息使用的2位量化表。
具体实施例方式
现将参照示出本发明优选实施例的附图对本发明进行更详细的说明。
首先，下面将说明根据本发明实施例的信号编码装置。
参照图2，该实施例的信号编码装置10具有子带分割滤波器组11、低频子带信号编码电路12、频率振幅峰值信息生成电路13、增益信息生成电路14、以及多路复用电路15。
子带分割滤波器组11将输入的时间序列信号分割成多个子带，并将由多个低频侧的子带形成的低频子带信号提供给低频子带信号编码电路12、频率振幅峰值信息生成电路13、以及增益信息生成电路14。
子带分割滤波器组11还将由多个高频侧的子带形成的高频子带信号提供给频率振幅峰值信息生成电路13和增益信息生成电路14。
在此由x(k，n)表示子带信号，其中，k可以取k＝0，1，2，…，N-1中的任何一个值。换句话说，k表示子带，N表示用于产生子带的分割器的值，而n表示时间序号(index)。对于k的值，0表示最低频子带，N-1表示最高频子带。对于x(k，n)，其中k＝0，1，2，…，N/2-1的全部子带信号被称为低频子带信号，而其中k＝N/2，N/2+1，N/2+2，…N-1的全部子带信号被称为高频子带信号。
尽管在以上说明中子带数量对低频侧和高频侧均为N/2时，但是不必对低频侧和高频侧使用相同数量的子带。换句话说，低频侧的子带数量与高频侧的子带数量的比不受任何特殊限制，尽管子带的总数保持等于N。
低频子带信号编码电路12对低频子带信号x(k，n)进行编码，并将编码后的低频子带信号数据提供给多路复用电路15。
频率振幅峰值信息生成电路13将根据低频子带信号x(k，n)生成的新的高频子带信号与原始高频子带信号x(k，n)在每一子带中的频率振幅峰值进行比较，以生成高频子带信号的频率振幅峰值信息。之后，频率振幅峰值信息生成电路13将高频子带信号的频率振幅峰值信息提供给多路复用电路15。以下将对频率振幅峰值信息生成电路13用来生成高频子带信号的频率振幅峰值信息的方法进行更详细的说明。
增益信息生成电路14将根据低频子带信号x(k，n)生成的新的高频子带信号与原始高频子带信号x(k，n)在每一子带中的增益进行比较，以生成高频子带信号的增益信息。之后，增益信息生成电路14将高频子带信号的增益信息提供给多路复用电路15。以下将对增益信息生成电路14用来生成高频子带信号的增益信息的方法进行更详细的说明。
多路复用电路15对低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息进行多路复用，并输出压缩后的数据。
以下将详细说明频率振幅峰值信息生成电路13和增益信息生成电路14分别用来生成高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息的方法。
首先，对上述频率振幅峰值信息生成电路13用来生成高频子带信号的频率振幅峰值信息的方法进行说明。
频率振幅峰值信息生成电路13首先利用频率混叠方法(尤其参见美国专利号5,068,899的说明书)来折回低频子带信号x(k，n)。
利用该频率混叠方法，频率振幅峰值信息生成电路13如图3中所示在第N/2个子带处折回低频子带信号x(k，n)。然后，例如，使i＝N-1的高频子带信号对应于k＝0的低频子带信号，使i＝N-3的高频子带信号对应于k＝2的低频子带信号。
如果通过折回频率获得的高频子带信号为xa(i，n)，则高频子带信号xa(i，n)和低频子带信号x(k，n)显示由以下公式(1)所表示的关系。
xa(i，n)＝x(k，n)，i＝N-k-1，k＝0，1，2，…，N/2-1…(1)然后频率振幅峰值信息生成电路13通过使高频子带信号xa(i，n)经过离散傅立叶变换获得Xa(i，ω)，其中，ω＝0，1，2，…，M-1，其表示离散傅立叶变换的频率序号，M表示离散傅立叶变换的变换块长度。频率振幅峰值信息生成电路13还通过使原始高频子带信号x(k，n)经过离散傅立叶变换获得X(k，ω)，其中，ω＝0，1，2，…，M-1。
随后，频率振幅峰值信息生成电路13将Xa(i)max定义为通过折回频率获得的高频子带信号xa(i，n)的频率振幅|Xa(i，ω)|的最大值，并将X(k)max定义为原始高频子带信号x(k，n)的频率振幅|X(k，ω)|的最大值。由于对每一子带通过折回频率获得的高频子带信号xa(i，n)的增益不同于原始高频子带信号x(k，n)的增益，因而频率振幅峰值信息生成电路13利用下面所示的公式(2)来归一化(normalize)Xa(i)max。
Xan(i)max=Xa(i)max*sqrt(Σω=0M-1|X(i,ω)|^2/Σω=0M-1|Xa(i,ω)|^2)]]>i=N/2,N/2+1,N/2+2,···,N-1---(2)]]>随后，频率振幅峰值信息生成电路13利用下面所示的公式(3)通过计算确定高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)。
p(i)＝X(i)max/Xan(i)max，i＝N/2，N/2+1，N/2+2，…，N-1…(3)然后，频率振幅峰值信息生成电路13利用如图4中所示的3位量化表来量化高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)，并将量化后的高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)提供给多路复用电路15。
可用于通过使用低频子带信号新生成高频子带信号xa(i，n)的技术包括上述的频率混叠方法和频率移位方法(尤其参见美国专利号466,730的说明书)。
下面将对上述增益信息生成电路14用来生成高频子带信号的增益信息g(i)的方法进行详细说明。
首先，增益信息生成电路14利用上述频率混叠方法来折回低频子带信号x(k，n)。
然后，增益信息生成电路14利用下面所示的公式(4)通过计算确定高频子带信号的增益信息g(i)，其表示对每一子带通过折回频率获得的高频子带信号xa(i，n)的增益与原始高频子带信号x(k，n)的增益之间的差[公式4]g(i)=sqrt(Σn=bb+Bx(i,n)^2/Σn=bb+Bx(k,n)^2),i=N-k-1,k=0,1,2,···,N/2-1---(4)]]>其中，B表示采样间隔，g(i)表示来自某一时钟时间b的B采样间隔的高频子带信号增益信息。
随后增益信息生成电路14对高频子带信号的增益信息g(i)进行编码，并将编码后的高频子带信号的增益信息g(i)提供给多路复用电路15。可用于对g(i)进行编码的技术包括差分量化方法、Huffman编码方法和本领域的技术人员所熟知的其它方法。
如上所述，除了低频子带信号的编码后的数据外，根据本实施例的信号编码装置10还生成高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)和高频子带信号的增益信息g(i)，并将低频子带信号的编码后的数据和这两个信息项提供给信号解码装置。信号解码装置基于该两个信息项来调整通过扩展频带获得的高频子带信号xa(i，n)的增益和频率振幅峰值。
同时，上述信号编码装置10将根据编码前的低频子带信号x(k，n)生成的高频子带信号xa(i，n)与原始高频子带信号x(k，n)进行比较，以生成高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息。另一方面，信号解码装置分别根据高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息，调整根据编码后和解码后的低频子带信号x(k，n)生成的高频子带信号xa(i，n)的频率振幅峰值和增益。
严格地，低频子带信号x(k，n)在编码前和解码后是不同的。因此，严格地，原始高频子带信号的频率振幅峰值和增益不同于由信号解码装置调整了其频率振幅峰值和增益的高频子带信号的频率振幅峰值和增益。
因此，可以这样布置信号编码装置还根据编码和解码后获得的低频子带信号的解码后的数据，生成高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息。
图5是示出这种信号编码装置的结构的示意性框图。在图5中，与图1的信号编码装置10的组件相同或相似的组件分别用相同的附图标记来表示，并在此不再对其进行说明。
利用图5的信号编码装置20，在低频子带信号编码电路12生成低频子带信号的编码后的数据之后，低频子带信号解码电路26对该低频子带信号数据的编码后的数据进行解码。然后，低频子带信号解码电路26将低频子带信号的解码后的数据提供给频率振幅峰值信息生成电路13和增益信息生成电路14。随后，频率振幅峰值信息生成电路13将根据低频子带信号的解码后的数据生成的新的高频子带信号xa(i，n)与原始高频子带信号x(k，n)的频率振幅峰值进行比较，以生成高频子带信号的频率振幅峰值信息。类似地，增益信息生成电路14将根据低频子带信号的解码后的数据生成的新的高频子带信号xa(i，n)与原始高频子带信号x(k，n)的增益进行比较，以生成高频子带信号的增益信息。
结果，可以减轻编码和解码低频子带信号的处理的失真，并生成高质量的高频子带信号的频率振幅峰值信息，以及高质量的高频子带信号的增益信息。
下面将对适用于通过使用上述压缩后的数据生成高频子带信号的信号解码装置的实施例进行说明。
参照图6，该实施例的信号解码装置30具有多路分离电路31、低频子带信号解码电路32、频率振幅峰值调整电路33、增益调整电路34、以及子带合成滤波器组35。
多路分离电路31从信号编码装置10输入的压缩后的数据进行多路分离，并将低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)、以及高频子带信号的增益信息g(i)分别提供给低频子带信号解码电路32、频率振幅峰值调整电路33和增益调整电路34。
低频子带信号解码电路32对低频子带信号的编码后的数据进行解码，并将低频子带信号x(k，n)提供给频率振幅峰值调整电路33和子带合成滤波器组35。
严格地，由低频子带信号解码电路32生成的低频子带信号不同于编码前信号编码装置10的子带分割滤波器组11提供的低频子带信号x(k，n)。然而，在此假定低频子带信号在编码和解码处理中不改变，并且采用与编码前的低频子带信号相同的表达式x(k，n)。
频率振幅峰值调整电路33使用低频子带信号x(k，n)来扩展频带，并根据高频子带信号的频率振幅峰值信息来调整作为频带扩展的结果获得的高频子带信号xa(i，n)的频率振幅峰值。然后，频率振幅峰值调整电路33将通过调整频率振幅峰值获得的高频子带信号xap(i，n)提供给增益调整电路34。以下将对频率振幅峰值调整电路33用来调整频率振幅峰值的方法进行更详细的说明。
增益调整电路34根据高频子带信号的增益信息来调整通过调整频率振幅峰值获得的高频子带信号xap(i，n)的增益，并将通过调整频率振幅峰值和增益获得的高频子带信号xapg(i，n)提供给子带合成滤波器组35。以下将对增益调整电路34用来调整增益的方法进行更详细的说明。
子带合成滤波器组35通过子带合成组合低频子带信号x(k，n)和高频子带信号xapg(i，n)，并输出时间序列信号。
下面将对以下方法进行详细说明频率振幅峰值调整电路33用来调整高频子带信号xa(i，n)的频率振幅峰值的方法、以及增益调整电路34用来调整作为调整频率振幅峰值的结果获得的高频子带信号xap(i，n)的增益的方法。
首先，对频率振幅峰值调整电路33用来调整高频子带信号xa(i，n)的频率振幅峰值的方法进行说明。
频率振幅峰值调整电路33首先使用低频子带信号x(k，n)利用上述频率混叠方法来扩展频带，以获得高频子带信号xa(i，n)。
然后，频率振幅峰值调整电路33利用下面所示的公式(5)，调整作为扩展频带的结果获得的高频子带信号xa(i，n)的频率振幅峰值的增益[公式5]xap(i，n)＝p(i)*xa(k，n)+sqrt(1-p(i)＾2)*noise(n)*c(k)i＝N-k-1，k＝0，1，2，…，N/2-1 …(5)其中，noise(n)是与xa(k，n)不相关的信号并假定具有平均增益G，c(k)是用于均衡noise(n)的功率和xa(k，n)的功率的归一化系数，并通过下面所示的公式(6)计算确定。
c(k)=sqrt(1/T*Σn=tt+Txa(k,n)^2)/G,k=0,1,2,···,N/2-1---(6)]]>当平均增益G的不相关信号noise(n)的功率乘以归一化系数c(k)时，其变为等于T采样间隔中的xa(k，n)的功率。在公式(5)中，xa(k，n)的功率和noise(n)*c(k)的功率彼此相等，并且根据高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)来调整xa(k，n)和noise(n)*c(k)的混合比。
随后，频率振幅峰值调整电路33将通过调整频率振幅峰值获得的高频子带信号xap(i，n)提供给增益调整电路34。
下面将对增益调整电路34用来调整通过调整频率振幅峰值获得的高频子带信号xap(i，n)的增益的方法进行说明。
增益调整电路34利用下面所示的公式(7)并根据高频子带信号的增益信息g(i)来调整通过调整频率振幅峰值获得的高频子带信号xap(i，n)的增益，以生成高频子带信号xapg(i，n)。
xapg(i，n)＝g(i)*xap(i，n)，i＝N-k-1，k＝0，1，2，…，N/2-1…(7)结果，高频子带信号xapg(i，n)的增益与原始高频子带信号x(k，n)的增益彼此相等。
如上所述，由信号解码装置30生成的子带信号的频率振幅峰值和增益与信号编码装置10使用的原始子带信号x(k，n)的频率振幅峰值和增益在整个频带上相等。然后，信号解码装置30可以输出高质量的时间序列信号。
本发明决不局限于上述实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以以各种不同的方式对其进行修改。
尽管当在上述实施例中对高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)进行量化时使用了3位，但是，可以使用人类听觉不能检测的任何量化位长，因为作为频带扩展的结果获得的高频子带信号xapg(i)和原始高频子带信号x(k，n)仅需要提供相同的音质即可。
例如，为了利用听觉对于较高频不大敏感的人类听觉特征，可以在高频侧使高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)的量化位长变短。作为这种布置的例子，图4中所示的3位量化表可被用于其中i小于3/4N的子带，图7中所示的2位量化表可被用于其中i＝3/4N或更大的子带。
而且，为了利用听觉对于显示弱功率水平的子带信号不大敏感的人类听觉特征，可以使高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)的量化位长作为子带的函数而变化，以便对应于每一子带的子带信号的功率水平。作为例子，可以布置成使得如图4中所示的3位量化表被用于示出预定功率水平或更高水平的子带信号，而如图7中所示的2位量化表被用于功率水平低于预定水平的子带信号。
另外，尽管在上述实施例中，频率振幅峰值信息生成电路13对每一子带将高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)提供给多路复用电路15，但是可选地，为了利用听觉对于较高频不大敏感的人类听觉特征，可由多个子带共享高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)，以降低高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)的数据量。作为例子，当作为扩展频带的结果获得16子带的高频子带信号xa(i，n)时，可以从低频侧起将其分成3子带、5子带和8子带的三个子带区，使得可以将高频子带信号的频率振幅峰值信息p(i)提供给多路复用电路15以便由三个子带区共同使用它。
尽管在以上说明中实施例作为硬件来实现，但是，本发明决不局限于此，并且，它们中的任何一个都可以通过使CPU(中央处理单元)执行任一给定处理的给定计算机程序得以实现。可以通过将计算机程序记录在记录介质上，或通过利用因特网等传送介质对其进行传送，来提供该计算机程序。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素可以出现各种修改、组合、子组合、以及改变，只要其在所附权利要求书或与其等同的范围内即可。
本发明包含与2005年7月11日在日本专利局提交的日本专利申请JP2005-202278有关的主题，在此包含其全部内容作为参考。
权利要求
1.一种信号编码装置，用于对输入的时间序列信号进行编码，该装置包括分割部件，用于将该时间序列信号分割成多个子带，以生成由多个低频侧子带形成的低频子带信号和由多个高频侧子带形成的高频子带信号；编码部件，用于对该低频子带信号进行编码，以生成该低频子带信号的编码后的数据；频率振幅峰值信息生成部件，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的频率振幅峰值进行比较，以生成该高频子带信号的频率振幅峰值信息；增益信息生成部件，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的增益进行比较，以生成该高频子带信号的增益信息；以及输出部件，用于对该低频子带信号的编码后的数据、该高频子带信号的频率振幅峰值信息和该高频子带信号的增益信息进行多路复用，并输出压缩后的数据。
2.根据权利要求1所述的信号编码装置，其特征在于，该频率振幅峰值信息生成部件根据该新的高频子带信号的增益和该高频子带信号的增益之比，对该新的高频子带信号的频率振幅的最大值进行归一化，作为该新的高频子带信号的归一化后的最大值与该高频子带信号的频率振幅的最大值之比，生成该高频子带信号的频率振幅峰值信息。
3.根据权利要求1所述的信号编码装置，其特征在于，该增益信息生成部件作为该新的高频子带信号的增益与该高频子带信号的增益之比，生成该高频子带信号的增益信息。
4.根据权利要求1所述的信号编码装置，其特征在于，该频率振幅峰值信息生成部件使该高频子带信号的频率振幅峰值信息的量化位长作为每一子带信号的功率水平的函数而改变。
5.根据权利要求1所述的信号编码装置，其特征在于，该频率振幅峰值信息生成部件使该高频子带信号的频率振幅峰值信息的量化位长从低频向高频变短。
6.根据权利要求1所述的信号编码装置，其特征在于，该频率振幅峰值信息生成部件在多个子带中共同使用该高频子带信号的频率振幅峰值信息。
7.根据权利要求1所述的信号编码装置，其特征在于，还包括低频子带信号解码部件，用于对该低频子带信号的编码后的数据进行解码，以生成该低频子带信号的解码后的数据；频率振幅峰值信息生成部件，用于根据该低频子带信号的解码后的数据生成新的高频子带信号，并将该新生成的高频子带信号与该高频子带信号的频率振幅峰值进行比较，以生成该高频子带信号的频率振幅峰值信息；以及增益信息生成部件，用于根据该低频子带信号的解码后的数据生成新的高频子带信号，并将该新生成的高频子带信号与该高频子带信号的增益进行比较，以生成该高频子带信号的增益信息。
8.一种信号编码方法，用于对输入的时间序列信号进行编码，该方法包括分割步骤，用于将该时间序列信号分成多个子带，以生成由多个低频侧子带形成的低频子带信号和由多个高频侧子带形成的高频子带信号；编码步骤，用于对该低频子带信号进行编码，以生成该低频子带信号的编码后的数据；频率振幅峰值信息生成步骤，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的频率振幅峰值进行比较，以生成该高频子带信号的频率振幅峰值信息；增益信息生成步骤，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的增益进行比较，以生成该高频子带信号的增益信息；以及输出步骤，用于对该低频子带信号的编码后的数据、该高频子带信号的频率振幅峰值信息和该高频子带信号的增益信息进行多路复用，并输出压缩后的数据。
9.一种用于使计算机执行对输入的时间序列信号进行编码的信号编码处理的程序，该程序包括分割步骤，用于将该时间序列信号分成多个子带，以生成由多个低频侧子带形成的低频子带信号和由多个高频侧子带形成的高频子带信号；编码步骤，用于对该低频子带信号进行编码，以生成该低频子带信号的编码后的数据；频率振幅峰值信息生成步骤，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的频率振幅峰值进行比较，以生成该高频子带信号的频率振幅峰值信息；增益信息生成步骤，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的增益进行比较，以生成该高频子带信号的增益信息；以及输出步骤，用于对该低频子带信号的编码后的数据、该高频子带信号的频率振幅峰值信息和该高频子带信号的增益信息进行多路复用，并输出压缩后的数据。
10.一种记录用于使计算机执行对输入的时间序列信号进行编码的信号编码处理的程序的计算机可读的记录介质，该记录介质记录的程序包括分割步骤，用于将该时间序列信号分成多个子带，以生成由多个低频侧子带形成的低频子带信号和由多个高频侧子带形成的高频子带信号；编码步骤，用于对该低频子带信号进行编码，以生成该低频子带信号的编码后的数据；频率振幅峰值信息生成步骤，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的频率振幅峰值进行比较，以生成该高频子带信号的频率振幅峰值信息；高频子带信号增益信息生成步骤，用于根据该低频子带信号生成新的高频子带信号，并将该新的高频子带信号与该高频子带信号的增益进行比较，以生成该高频子带信号的增益信息；以及输出步骤，用于对该低频子带信号的编码后的数据、该高频子带信号的频率振幅峰值信息和该高频子带信号的增益信息进行多路复用，并输出压缩后的数据。
11.一种用于对在编码侧编码的压缩后的数据进行解码并输出时间序列信号的信号解码装置，该装置包括分离部件，用于对该压缩后的数据进行多路分离，并分离成低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息；低频子带信号解码部件，用于对该低频子带信号的编码后的数据进行解码，以生成低频子带信号；频率振幅峰值调整部件，用于通过使用该低频子带信号来扩展子带信号的频带，并通过使用该高频子带信号的频率振幅峰值信息来调整所获得的高频子带信号的频率振幅峰值；增益调整部件，用于通过使用该高频子带信号的增益信息，调整频率振幅峰值已由该频率振幅峰值调整部件进行了调整的该高频子带信号的增益；以及输出部件，用于通过组合该低频子带信号和增益已由该增益调整部件进行了调整的该高频子带信号来输出时间序列信号。
12.根据权利要求11所述的信号解码装置，其特征在于，该频率振幅峰值调整部件以根据该高频子带信号的频率振幅峰值信息的混合比，混合该高频子带信号和与该高频子带信号不相关且具有相同增益的信号。
13.根据权利要求11所述的信号解码装置，其特征在于，该增益调整部件通过使频率振幅峰值已经进行了调整的该高频子带信号乘以该高频子带信号的增益信息来调整增益。
14.一种用于对在编码侧编码的压缩后的数据进行解码并输出时间序列信号的信号解码方法，该方法包括分离步骤，用于对该压缩后的数据进行多路分离，并分离成低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息；低频子带信号解码步骤，用于对该低频子带信号的编码后的数据进行解码，以生成低频子带信号；频率振幅峰值调整步骤，用于通过使用该低频子带信号来扩展子带信号的频带，并通过使用该高频子带信号的频率振幅峰值信息来调整所获得的高频子带信号的频率振幅峰值；增益调整步骤，用于通过使用该高频子带信号的增益信息，调整频率振幅峰值已在该频率振幅峰值调整步骤中进行了调整的该高频子带信号的增益；以及输出步骤，用于通过组合该低频子带信号和增益已在该增益调整步骤中进行了调整的该高频子带信号来输出时间序列信号。
15.一种用于使计算机执行对在编码侧编码的压缩后的数据进行解码并输出时间序列信号的信号解码处理的程序，该程序包括分离步骤，用于对该压缩后的数据进行多路分离，并分离成低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息；低频子带信号解码步骤，用于对该低频子带信号的编码后的数据进行解码，以生成低频子带信号；频率振幅峰值调整步骤，用于通过使用该低频子带信号来扩展子带信号的频带，并通过使用该高频子带信号的频率振幅峰值信息来调整所获得的高频子带信号的频率振幅峰值；增益调整步骤，用于通过使用该高频子带信号的增益信息，调整频率振幅峰值已在该频率振幅峰值调整步骤中进行了调整的该高频子带信号的增益；以及输出步骤，用于通过组合该低频子带信号和增益已在该增益调整步骤中进行了调整的该高频子带信号来输出时间序列信号。
16.一种记录用于使计算机执行对在编码侧编码的压缩后的数据进行解码并输出时间序列信号的信号解码处理的程序的计算机可读的记录介质，该记录介质记录的程序包括分离步骤，用于对该压缩后的数据进行多路分离，并分离成低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息；低频子带信号解码步骤，用于对该低频子带信号的编码后的数据进行解码，以生成低频子带信号；频率振幅峰值调整步骤，用于通过使用该低频子带信号来扩展子带信号的频带，并通过使用该高频子带信号的频率振幅峰值信息来调整所获得的高频子带信号的频率振幅峰值；增益调整步骤，用于通过使用该高频子带信号的增益信息，调整频率振幅峰值已在该频率振幅峰值调整步骤中进行了调整的该高频子带信号的增益；以及输出步骤，用于通过组合该低频子带信号和增益已在该增益调整步骤中进行了调整的该高频子带信号来输出时间序列信号。
全文摘要
一种信号编码、信号解码装置和方法、程序以及记录介质。当解码装置扩展频带时，编码装置生成用于生成高质量高频子带信号的信息。信号编码装置将输入的时间序列信号分割成多个子带，并对低频子带信号进行编码，以生成其编码后的数据。同时，信号编码装置将根据低频子带信号生成的新的高频子带信号与原始高频子带信号的频率振幅峰值进行比较，并生成其频率振幅峰值信息。类似地，信号编码装置将通过使用低频子带信号生成的新的高频子带信号与原始高频子带信号的增益进行比较，并生成其增益信息。随后，信号编码装置对低频子带信号的编码后的数据、高频子带信号的频率振幅峰值信息和高频子带信号的增益信息进行多路复用，并输出压缩后的数据。
文档编号G10L19/00GK1897467SQ200610098819
公开日2007年1月17日 申请日期2006年7月11日 优先权日2005年7月11日
发明者知念彻, 本间弘幸 申请人:索尼株式会社