專利名稱：采樣速率轉換裝置、編碼裝置、解碼裝置及它們的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及采樣速率轉換裝置、編碼裝置、解碼裝置以及它們的方法。
背景技術：
今天，像激光盤使用的44.1KHz，DAT(Digital Audio Tape，數(shù)字錄音帶)，數(shù)字VTR，或者衛(wèi)星電視用的32KHz和48KHz，或者DVD音頻信號用的48KHz和96KHz那樣，存在許多不同的采樣速率。因此，再現(xiàn)裝置或者記錄裝置的解碼器的內部采樣速率與今后要解碼的數(shù)據(jù)的采樣速率不同時，必須轉換采樣速率。作為進行該采樣速率轉換的以往的裝置，譬如由專利文獻1所示的裝置。
另外，近年來由于有線系列的ADSL(Asymmetric DigitalSubscriber Line，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)和光纖的普及，或者無線系列的W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址)和無線LAN的實用化等，使網(wǎng)絡中的傳輸線路容量大大改善，伴隨而來的是在聲音通信上，產(chǎn)生了通過擴大信號頻帶而得到高臨場感及高品質化的要求。
目前，作為編碼窄帶信號的代表性的方式，有使用ITU(International Telecommunication Union，國際電信聯(lián)盟)標準化的G.726，G.729等。另外，作為編碼寬帶信號的技術，有ITU-T(International Telecommunication Union TelecommunicationStandardization Sector，國際電信聯(lián)盟電信標準化部門)的G722，G722.1和3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代生產(chǎn)合作項目)的AMR-WB等。
最近，以要求可以在IP(Internet Protocol，因特網(wǎng)協(xié)議)網(wǎng)絡等各種各樣網(wǎng)絡環(huán)境下使用為目的，要求在聲音編碼方式實現(xiàn)可分級的功能。所謂可分級功能，就是表示即使從編碼符號的某一部分開始，也能夠表示出將聲音信號解碼的功能。通過具有該可分級功能，在條件良好的通信線路中可以使用所有的編碼符號來解碼高品質的聲音信號，在條件差的通信線路中，只傳輸編碼符號這一部分就可以抑制發(fā)生分組丟失的頻度。另外，還可以得到在多地點間的通信時，提高網(wǎng)絡資源的效率等效果。
為了實現(xiàn)具有該可分級功能的高品質的編碼方式，必須利用各種各樣的采樣速率的信號進行編碼。譬如，將采樣速率為8KHz的信號使用ITU-T規(guī)格的G.726，G.729等方式進行編碼，在采樣速率為16KHz的領域，再編碼其誤差信號，便可實現(xiàn)通過擴展信號帶而改善質量及可分級性。
圖1是表示進行可分級編碼的編碼裝置的代表性結構的方框圖。在該例中，設定層數(shù)N＝3，將用n層處理的信號的采樣速率用FS(n)表示，F(xiàn)S(1)＝16[KHz]，F(xiàn)S(2)＝24[KHz]，F(xiàn)S(3)＝32[KHz]。
通過輸入端子11輸入到下采樣單元12的音響信號(聲音信號，音頻信號等)，進行采樣頻率從32KHz到16KHz的下采樣處理后，輸出到第1層編碼單元13。第1層編碼單元13決定第1編碼符號，以便使輸入的音響信號與編碼后生成的解碼信號之間的聽覺上的失真最小。該第1編碼符號輸出到復用單元26，同時輸出到第1層解碼單元14。第1層解碼單元14使用第1編碼符號生成第1層解碼信號。上采樣單元15進行使第1層解碼信號的采樣頻率從16KHz到24KHz的上采樣處理，并將該信號提供給減法器18及加法器21。
另外，通過輸入端子11輸入到下采樣單元16的音響信號，進行采樣頻率從32KHz到24KHz的下采樣處理，并提供給延遲單元17。延遲單元17使經(jīng)下采樣處理后的信號只延遲規(guī)定的時間。減法器18求出延遲單元17的輸出信號與上采樣單元15的輸出信號的差，生成第2層殘留信號，并提供給第2層編碼單元19。第2層編碼單元19進行編碼，以便使第2層殘留信號在聽覺上改善質量，并決定第2編碼符號，然后將該第2編碼符號提供給復用單元26及第2層解碼單元20。第2層解碼單元20使用第2編碼符號進行解碼處理，生成第2層解碼殘留信號。加法器21取所述的第1層解碼信號和第2層解碼殘留信號的和，生成第2層解碼信號。上采樣單元22將第2層解碼信號的采樣頻率從24KHz到32KHz進行上采樣處理，并將該信號提供給減法器24。
另外，通過輸入端子11輸入的延遲單元23的音響信號，延遲規(guī)定的時間，提供給減法器24。減法器24取延遲單元23的輸出信號與上采樣單元22的輸出信號的差，生成第3層殘留信號。該第3層殘留信號提供給第3層編碼單元25。第3層編碼單元25進行編碼，以便使第3層殘留信號在聽覺上改善質量，并決定第3編碼符號，然后將該編碼符號提供給復用單元26。復用單元26將從第1層編碼單元13，第2層編碼單元19及第3層編碼單元25得到的編碼符號進行復用處理，并通過輸出端子27輸出。
專利文獻1日本專利申請2000-68948號公開公報發(fā)明內容但是像所述那樣，基于類似G726和G729，或者AMR-WB的時域的編碼方式來實現(xiàn)可分級功能的編碼裝置，需要轉換各種信號的采樣速率(所述例中，需要下采樣單元12，上采樣單元15，下采樣單元16，及上采樣單元22)。會導致編碼裝置的結構復雜，編碼處理運算量也增大等問題的出現(xiàn)。另外，將該編碼裝置編碼的信號進行解碼的解碼裝置的電路結構也隨之變得復雜，解碼的處理運算量也隨之增大。
本發(fā)明旨在提供能夠縮小電路規(guī)模，也能夠減少編碼的處理運算量的采樣速率轉換裝置及編碼裝置，并能將由該編碼裝置編碼的信號進行解碼的解碼裝置以及它們的方法。
本發(fā)明，對于輸入信號，通過在頻域擴大頻譜的有效頻域，得到與在時域信號進行上采樣處理等價的信號，以代替在時域進行采樣轉換(特別是上采樣)。
本發(fā)明的采樣速率轉換裝置包括對輸入的時域信號進行頻域轉換，而得到第1頻譜的轉換單元；擴展得到的第1頻譜頻帶的擴展單元；將第2頻譜插入擴展后的第1頻譜的擴展頻帶的插入單元。
根據(jù)該結構，可以通過將輸入的時域的信號轉換成頻域的信號，并擴展得到的頻譜的頻帶，從而得到與在時域進行上采樣處理等價的信號。另外，能夠縮小編碼裝置的電路規(guī)模，也能減少編碼的處理運算量。
本發(fā)明的編碼裝置包括將輸入的采樣頻率為Fx的信號用分析長2··Na進行頻率分析，從而得到Na點的第1頻譜的轉換單元；將得到的第1頻譜的頻帶擴展到Nb點的擴展單元；將插入擴展后的第1頻譜的擴展頻帶的第2頻譜確定，并將表示該第2頻譜的編碼符號輸出的編碼單元。
根據(jù)該結構可以得到FS＝Fx·Nb/Na的頻譜而不進行時域的脈沖調制轉換。
本發(fā)明的編碼裝置采用在所述結構中，所述第2頻譜按照所述第1頻譜來生成的結構。
根據(jù)該結構能夠基于由解碼器得到的信息而生成擴展頻譜，因此可以實現(xiàn)低比特率。
本發(fā)明的編碼裝置采用在所述的結構中，使前述第2頻譜被確定為與在將采樣頻率Fy的輸入信號用2·Nb點通過頻率分析求出來的頻譜內，包括在Na≤k＜Nb的頻帶里的頻譜相類似的結構。
根據(jù)該結構，能夠以原來信號的頻譜為基準決定擴展頻譜，因此能夠求出更高精度的擴展頻譜。
本發(fā)明的編碼裝置采用在所述的結構中，前述編碼單元將Na≤k＜Nb的頻帶分割成2個以上的子帶，并將表示所述第2頻譜的編碼符號輸出到各個子帶的結構。
根據(jù)該結構，可以得到能夠生成具有可分級功能的編碼符號的效果。
本發(fā)明的編碼裝置采用在所述的結構中，前述采樣頻率為Fx的信號是在分級編碼的下位層進行解碼的信號的結構。
根據(jù)該結構，由多層的編碼單元構成的可分級編碼能夠適用于本發(fā)明，從而可以只用最小限度的采樣轉換來實現(xiàn)分級編碼。
本發(fā)明的解碼裝置包括將采樣頻率為Fx的信號用分析長2·Na進行頻率分析，取得0≤k＜Na的頻帶的第1頻譜的取得單元；接收編碼符號，解碼Na≤k＜Nb的頻帶的第2頻譜的解碼單元；結合所述第1及第2頻譜，生成0≤k＜Nb的頻帶頻譜的生成單元；將包括在Na≤k＜Nb的頻帶里的頻譜轉換成時域的信號轉換單元。
根據(jù)該結構，可以解碼通過所述任意一個的編碼裝置生成的編碼符號。
本發(fā)明的解碼裝置采用，在所述結構中，所述第2頻譜按照0≤k＜Na的頻帶的頻譜而生成的結構。
根據(jù)該結構，能夠解碼基于由解碼器得到的信息來生成擴展頻譜的編碼方法所產(chǎn)生的編碼符號，因此可以實現(xiàn)低比特率。
本發(fā)明的解碼裝置，還采用以下的結構在所述的結構中，具有在前述結合后的頻譜的高端插入規(guī)定值，或者廢棄前述結合后的頻譜高端的單元，以使通過前述生成單元得到的結合后的頻譜頻帶寬，與預定的帶寬相一致。
根據(jù)該結構，即使網(wǎng)絡狀況等因素使接收的頻譜的帶寬發(fā)生變動時，也施加使頻譜的帶寬保持一定的處理后而生成解碼信號，因此能夠穩(wěn)定地生成期望的采樣速率的解碼信號。
本發(fā)明的解碼裝置采用在所述結構中，前述采樣頻率為Fx的信號，是在分級編碼中的下位層進行解碼的信號。
根據(jù)該結構，能夠解碼通過由多層的編碼單元構成的分級編碼所求出的編碼符號。
根據(jù)本發(fā)明，可以縮小編碼裝置的電路規(guī)模，還能夠減少編碼的處理運算量。另外，還能夠提供解碼由編碼裝置編碼的信號的解碼裝置。


圖1是表示進行可分級編碼的編碼裝置的具有代表性結構的方框圖；圖2是表示實施方式1涉及的頻譜編碼裝置的主要結構的方框圖；圖3A是表示第1頻譜的圖，圖3B是表示擴展有效頻域后的頻率圖；圖4A是為了從原理上說明擴展頻譜的有效頻域的處理效果的圖；圖4B是為了從原理上說明擴展頻譜的有效頻域的處理效果的圖；圖5是表示實施方式1涉及的無線接收裝置的主要結構的方框圖；圖6是表示實施方式1涉及的編碼裝置的內部結構的方框圖；圖7是表示實施方式1涉及的頻譜編碼單元的內部結構的方框圖；圖8是表示實施方式1涉及的頻譜編碼單元的變化的方框圖；圖9是表示實施方式1涉及的無線接收裝置的主要結構的方框圖；圖10是表示實施方式1涉及的解碼裝置的內部結構的方框圖；圖11是表示實施方式1涉及的頻譜解碼單元的內部結構的方框圖；圖12、圖12A及圖12B是關于實施方式1涉及的頻帶擴展單元進行的處理的說明的圖；圖13是表示頻譜經(jīng)過在實施方式1涉及的結合單元及時域轉換單元的處理后如何生成解碼信號的圖；圖14A是表示實施方式1涉及的編碼裝置適用于有線通信系統(tǒng)時的發(fā)送端的主要結構的方框圖；圖14B是表示實施方式1涉及的解碼裝置適用于有線通信系統(tǒng)時的接收端的主要結構的方框圖；圖15是表示實施方式2涉及的解碼裝置的主要結構的方框圖；圖16是表示實施方式2涉及的頻譜解碼單元的內部結構的方框圖；圖17是用于更詳細說明實施方式2涉及的校正單元的處理的圖；圖18是用于更詳細說明實施方式2涉及的校正單元的處理的圖；圖19是用于進一步說明實施方式2涉及的頻譜解碼單元的動作的圖；圖20A是用于進一步說明實施方式2涉及的頻譜解碼單元的動作的圖；圖20B是用于進一步說明實施方式2涉及的頻譜解碼單元的動作的圖；
圖21是表示實施方式3涉及的通信系統(tǒng)的主要結構的圖；圖22是表示實施方式4涉及的通信系統(tǒng)的主要結構的圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1)圖2是表示本發(fā)明的實施方式1涉及的頻譜編碼裝置100的主要結構的方框圖。
本實施方式涉及的頻譜編碼裝置100具有采樣速率轉換單元101，輸入端子102，頻譜信息確定單元106及輸出端子107。另外，采樣速率轉換單元101具有頻域轉換單元103，頻帶擴展單元104，及擴展頻譜附加單元105。
頻譜編碼裝置100，將由輸入端子102，輸入利用采樣速率Fx采樣的信號。
頻域轉換單元103，將該信號用分析長2·Na進行頻率分析，由此將時域信號轉換成頻域信號(頻域轉換)，計算出第1頻譜S1(k)(0≤k＜Na)。然后，將求出的第1頻譜S1(k)提供給頻帶擴展單元104。在此，頻率分析使用MDCT(Modified Discrete Cosine Transform，校正離散余弦變換)。MDCT具有以下的特點將前后相鄰的幀與分析幀各重疊一半進行分析，使用分析幀的前半部為奇函數(shù)，后半部為偶函數(shù)的正交基底來消除幀間的失真。另外，作為頻率分析的技術，也可以使用DFT(Discrete Fourier Transform，離散傅里葉變換)，DCT(Discrete Cosine Transform，離散余弦變換)等。
頻帶擴展單元104，確保新的領域(頻域)，以使在輸入的第1頻譜S1(k)的頻率k＝Na之后，還能提供新的頻譜，并將第1頻譜S1(k)的有效頻域擴展到0≤k＜Nb。關于擴展該有效頻域的處理，后面還要詳述。
擴展頻譜附加單元105，將從外部輸入的擴展頻譜S1’(k)(Na≤k＜Nb)提供給通過頻帶擴展單元104擴展的頻帶，并輸出到頻譜信息確定單元106。
頻譜信息確定單元106，在擴展頻譜附加單元105提供的頻譜當中，將用來確定擴展頻譜S1’(k)所必須的信息作為編碼符號，經(jīng)由輸出端子107輸出。該編碼符號為表示擴展頻譜S1’(k)的子帶能量的信息或表示有效頻域的信息等。后面還要詳述。
接下來，用圖3A及圖3B詳細說明所述頻帶擴展單元104擴展第1頻譜S1(K)的有效頻域的處理。
圖3A表示由頻域轉換單元103提供的第1頻譜S1(k)，圖3B表示頻帶擴展單元104的擴展有效頻域后的頻譜S1(k)。頻帶擴展單元104，確保在第1頻譜S1(k)的頻率k在Na≤k＜Nb的范圍內所表示的頻帶里能夠存儲新的頻譜信息的領域。該新領域的大小用Nb-Na表示。
在此，Nb由以下的關系來決定經(jīng)由輸入端子102從外部提供的信號的采樣速率Fx，與頻帶轉換單元103的分析長2·Na，與通過解碼單元(圖中未表示)解碼的信號的采樣速率Fy。具體地說，Nb通過下式設定。
Nb=Na·FyFx---(1)]]>另外，Nb決定了時，通過解碼單元解碼信號的采樣速率Fy由下式?jīng)Q定。
Fy=Fx·NbNa---(2)]]>譬如，Na＝128，F(xiàn)x＝16KHz的條件下，有必要設計編碼單元，在解碼單元生成Fy＝32KHz的解碼信號時，使Nb＝128·32/16＝256。因此，此時確保128≤K＜256的領域。另外，作為其它的例子，在Na＝128，Nb＝384，F(xiàn)x＝8KHz的條件下，設計編碼單元時，通過解碼單元生成的解碼信號的采樣速率為，F(xiàn)y＝8·384/128＝24KHz。
圖4A及圖4B是為了從原理上說明在頻帶擴展單元104進行的頻譜有效頻域擴展的處理效果的圖。圖4A表示將采樣速率Fx的信號用分析長2·Na進行頻率分析時所得到的頻譜Sa(K)。橫軸表示頻率，縱軸表示頻譜強度。
信號的有效頻域，根據(jù)乃奎斯特定理為0-Fx/2。此時，分析長為2·Na，因此頻率指數(shù)k的范圍為0≤k＜Na，頻譜Sa(k)的頻率分辨率為Fx/(2·Na)，另外，將同一信號進行上采樣處理到采樣速率Fy后，用分析長2·Nb頻率分析得到的頻譜Sb(k)表示在圖4B時，信號的有效頻域擴展到0-Fy/2，頻率指數(shù)k的范圍為0≤k＜Nb。在此，Nb滿足(式1)時，頻譜Sb(k)的頻率分析率Fy/(2·Nb)與Fx/(2·Na)相等。相反地看，這意味著將頻譜Sa(k)(0≤k＜Na)的頻帶擴展到Nb時的頻譜Sb(k)，與將采樣Fx的信號進行上采樣處理到采樣Fy后，用分析長2·Nb進行頻率分析得到的頻譜一致。通過利用該原理可以得到在時域不進行上采樣處理而與經(jīng)上采樣處理的信號等價的頻譜。
由此，可以通過采樣速率轉換單元101，將輸入的時域信號轉換成頻域信號，并擴展得到的頻譜的有效頻域，從而得到與在時域將經(jīng)上采樣處理的信號進行頻率轉換求出的頻譜等價的頻譜。
另外，由于從采樣速率轉換單元101輸出的信號是頻域信號，需要時域信號時，則設置時域轉換單元，進行再轉換到時域的處理就可以。在所述例子中，采樣速率轉換單元101是設置在頻譜編碼裝置100內，所以無需復原成時域信號，直接將頻域信號輸入到頻譜信息確定單元106，生成編碼符號即可。
在此，通過調整輸入到擴展頻譜附加單元105的擴展頻譜的選擇和頻譜信息確定單元106中的頻譜信息的確定方法，可以改變從頻譜信息確定單元106輸出的編碼符號的編碼率。也就是說，采樣速率轉換單元101內的部分處理，對編碼也有很大的影響。這意味著頻譜編碼裝置100同時實現(xiàn)輸入信號的采樣速率的轉換和編碼。
另外，在此為了簡化說明，以在擴展頻譜附加單元105的擴展頻譜被提供為原來的頻譜的情形為例。但是在頻譜信息確定單元106進行的處理，是為確定擴展頻譜而將所需的信息作為編碼符號輸出，只要應該提供的擴展頻譜已經(jīng)確定就足夠了，因此不一定要實際上提供擴展頻譜。
另外，在此，作為采樣速率轉換的一例，說明了進行上采樣處理，但是所述原理也可適用于下采樣處理。
圖5是表示本實施方式涉及的編碼裝置120設置在無線通信系統(tǒng)的發(fā)送端時的無線發(fā)送裝置130的主要結構的方框圖。
該無線發(fā)送裝置130具有編碼裝置120、輸入裝置131、A/D轉換裝置132、RF轉換裝置133及天線134。
輸入裝置131，將人耳可以聽到的聲波W11轉換成電信號的模擬信號，輸出到A/D轉換裝置132。A/D轉換裝置132，將該模擬信號轉換成數(shù)字信號，并輸出到編碼裝置120(信號S1)。編碼裝置120，將輸入的數(shù)字信號S1進行編碼而生成編碼信號，并輸出到RF轉換裝置133(信號S2)。RF轉換裝置133，調制編碼信號S2而生成調制編碼信號，并輸出到天線134。天線134，將調制編碼信號作為電波W12發(fā)送。
圖6是表示所述編碼裝置120的內部結構的方框圖。在此，以進行分級編碼(可分級編碼)處理為例來說明。
編碼裝置120具有輸入端子121，下采樣單元122，第1層編碼單元123，第1層解碼單元124，延遲單元126，頻譜編碼單元100a，復用單元127及輸出端子128。
輸入端子121，輸入采樣速率Fy的音響信號S1。下采樣單元122對通過輸入端子121輸入的信號S1實施下采樣處理而生成采樣速率Fx的信號并輸出。第1層編碼單元123對該經(jīng)下采樣處理后的信號進行編碼，并將得到的編碼符號輸出到復用單元(多路轉換器)127，同時也輸出到第1層解碼單元124。第1層解碼單元124，基于該編碼符號來生成第1層解碼信號。
另一方面，延遲單元126對通過輸入端子121輸入的信號S1，提供規(guī)定長的延遲。該延遲的長短，設定為與信號經(jīng)由下采樣單元122，第1層編碼單元123及第1層解碼單元124時發(fā)生的時間延遲同值。頻譜編碼單元100a，使用從第1層解碼單元124輸出的采樣速率Fx的信號S3和從延遲單元126輸出的采樣速率Fy的信號S4，進行頻譜編碼，并將生成的編碼符號S5輸出到復用單元127。復用單元127復用由第1層編碼單元123求出的編碼符號和由頻譜編碼單元100a求出的編碼符號S5，作為輸出符號S2經(jīng)由輸出端子128輸出。該輸出符號S2提供給RF調制裝置133。
圖7是表示所述的頻譜編碼單元100a的內部結構的方框圖。另外，該頻譜編碼單元100a具有與圖2所示的頻譜編碼裝置100同樣的基本結構，故給相同的結構要素標上相同的號碼，并省略對其說明。
頻譜編碼單元100a的特征是，利用采樣速率Fy的輸入信號S3的頻譜來提供擴展頻譜S1’(k)(Na≤k＜Nb)。由此，提供確定擴展頻譜S1’(k)的目標信號，從而提高擴展頻譜S1’(k)的精度，結果獲得了提高質量的效果。
頻域轉換單元112，將通過輸入端子111輸入的采樣速率Fy的信號S4用分析長2·Nb進行頻率分析，求出第2頻譜S2(k)(0≤k＜Nb)。在此，設采樣頻率Fx、Fy及分析長Na、Nb之間存在用(式1)表示的關系。
頻譜信息確定單元106，決定表示擴展頻譜Si(k)的編碼符號。在此，利用由頻域轉換單元112求出的第2頻譜S2(k)來決定擴展頻譜S1’(k)。頻譜信息確定單元106經(jīng)過決定擴展頻譜S1’(k)的形狀的步驟和決定擴展頻譜S1’(k)的增益的步驟的2個步驟來決定編碼符號。
首先，在以下說明決定擴展頻譜S1’(k)的形狀的步驟。
在該步驟中，利用第1頻譜S1(k)的頻帶0≤K＜Na來決定擴展頻譜S1’(k)。作為其具體的方法，如下式所示，將在頻率軸上的只離開固定值C的第1頻譜S1(k)復制到擴展頻譜S1’(k)上。
S1′(k)＝S1(k-C)(Na≤k＜Nb)(3)在此，C為預先決定的固定值，需要滿足C≤Na的條件。該方法中，用來表示擴展頻譜S1’(k)的形狀的信息不作為編碼符號輸出。
另外作為另一個方法，不是如所述那樣使用固定值C，而是使用取某一規(guī)定的范圍TMIN～TMAX的值的變數(shù)T，將使擴展頻譜S1’(k)和第2頻譜S2(k)的形狀最類似時的變數(shù)T的值T’作為編碼符號的一部分輸出也可以。此時，擴展頻譜S1’(k)用下式表示。
S1′(k)＝S1(k-T′)(Na≤k＜Nb)(4)接下來，說明決定在頻譜信息確定單元106進行的擴展頻譜S1’(k)的增益的步驟。
擴展頻譜S1’(K)的增益決定為與第2頻譜S2(k)的頻帶NA≤k＜Nb的功率一致。具體的是，按照下式算出功率偏差V，將該值量化而得到的指數(shù)作為編碼符號，經(jīng)由輸出端子107輸出。
V=Σk=NaNb-1S2(k)2Σk=NaNb-1S1′(k)2---(5)]]>另外，將擴展頻譜S1’(k)分割為多個子帶，各個子帶分別獨立地決定編碼符號的方式也可以。相關的情況，在決定擴展頻譜S1’(k)的形狀的步驟，對每個子帶分別決定(式4)所表示的T’，并作為編碼符號輸出也可以，或者只決定一個共同的T’作為編碼符號輸出也可以。然后，在決定擴展頻譜S1’(K)的增益的步驟，對每個子帶算出功率的偏差V(j)，并將該值量化而得到的指數(shù)作為編碼符號，經(jīng)由輸出端子107輸出。每個子帶的功率變動量，用下式表示。
V(j)=Σk=BL(j)BH(j)S2(k)2Σk=BL(j)BH(j)S1′(k)2---(6)]]>
在此，j表示子帶的號碼，BL(j)表示相當于第j個子帶的最小頻率的頻率指數(shù)，BH(j)表示相當于子帶的最大頻率的頻率指數(shù)。如此使每個子帶都輸出編碼符號的結構，可以實現(xiàn)可分級功能。
另外，不同于如圖7所示的算出第2頻譜S2(k)的方式，如圖8所示的將采樣速率Fy的信號進行LPC(Llnear Prediction Coding，線性預測編碼)分析處理的方式(頻譜編碼單元100b)也可以。也就是說，通過分析采樣速率Fy的信號，求出LPC系數(shù)，并使用該LPC系數(shù)來決定擴展頻譜S1’(k)也可以。該結構中，可以將LPC系數(shù)進行DFT轉換成頻譜信息，使用該頻譜來決定擴展頻譜S1’(k)。
如此，根據(jù)本實施方式的編碼裝置，可以縮小編碼裝置的電路規(guī)模，還可以減少編碼的處理運算量。
另外，所述效果以外，將本實施方式的編碼裝置適用于可分級編碼時，還可以得到下述的效果。
如以往技術，在時域進行采樣速率轉換時，為了避免發(fā)生混淆現(xiàn)象(aliasing)，需要將輸入信號通過低通濾波器(以下稱為LPF)。一般來說，在時域進行濾波處理時，相對于輸入信號，輸出信號會發(fā)生時間滯后(延遲)。將FIR(Finite Impulse Response，有限脈沖響應)型濾波器適用于LPF時，為了使截止特性為陡坡，需要增加濾波次數(shù)而使運算量大幅增加，同時產(chǎn)生相當于濾波次數(shù)一半的采樣值的時間滯后。
例如，對于采樣頻率FS＝24KHz的信號，適用256次的濾波器時，只轉換采樣速率就會產(chǎn)生5ms以上的延遲。發(fā)生類似的延遲，當適用于雙向聲音通話時，會導致感覺到通話對方的反應變慢的問題。
另外，將IIR型濾波器用于LPF時，即使減少次數(shù)，也可以使截止特性呈現(xiàn)陡坡狀，而且不像FIR濾波器那樣延遲那么長。但是，IIR型濾波器如同F(xiàn)IR型濾波器，也不能設計出使由所有頻率產(chǎn)生的延遲量都一定的濾波器。它會發(fā)生這樣的問題可分級編碼從輸入信號減去采樣速率轉換后的信號時，必須對照采樣速率轉換后信號的時間滯后，提供給輸入信號一定的延遲量，但是使用IIR型的LPF時，對頻率的延遲量不是一定的，所以其減算處理不能確實地進行。
本實施方式的編碼裝置，能夠消除在可分級編碼上發(fā)生的這些問題。
圖9是表示接收從無線發(fā)送裝置130發(fā)送的信號的無線接收裝置180的主要結構的方框圖。
該無線接收裝置180具有，天線181，RF解調裝置182，解碼裝置170，D/A轉換裝置183及輸出裝置184。
天線181接收作為電波W12的數(shù)字編碼音響信號，生成電信號的數(shù)字接收編碼音響信號，并提供給RF解調裝置182。RF解調裝置182解調來自天線181的接收編碼音響信號，生成解調編碼音響信號S11，并提供給解碼裝置170。
解碼裝置170接收來自RF解調裝置182的數(shù)字解調編碼音響信號S11，進行解碼處理生成數(shù)字解碼信號S12，并提供給D/A轉換裝置183。D/A轉換裝置183，轉換來自解碼裝置170的數(shù)字解碼音響信號S12，生成模擬解碼聲音信號，并提供給輸出裝置184。輸出裝置184，將電信號的模擬解碼聲音信號轉換成空氣的振動，并作為聲波13輸出以使人的耳朵能夠聽見。
圖10是表示所述的解碼裝置170的內部結構的方框圖，在此也取將可分級編碼的信號解碼為例來說明。
該解碼裝置170具有輸入端子171，分離單元172，第1層解碼單元173，頻譜解碼單元150及輸出端子176。
輸入端子171輸入來自RF解調裝置182的分級編碼的符號S11。分離單元172分離經(jīng)由輸入端子171輸入的解調編碼音響信號S11，生成第1層解碼單元173用的編碼符號和頻譜解碼單元152用的編碼符號。第1層解碼單元173使用由分離單元172得到的編碼符號解碼采樣速率Fx的解碼信號，并將該解碼信號S13提供給頻譜解碼單元150。頻譜解碼單元150對由分離單元172分離的編碼符號S14和由第1層解碼單元173生成的采樣速率Fx的信號S13，進行后述的頻譜解碼處理，生成采樣速率Fy的解碼信號S12，并經(jīng)由輸出端子176將它輸出。
圖11是表示所述的頻譜解碼單元150的內部結構的方框圖。
該頻譜解碼單元150，具有輸入端子152、153，頻域轉換單元154，頻帶擴展單元155，解碼單元156，結合單元157，時域轉換單元158及輸出端子159。
用采樣速率Fx采樣的信號S13輸入到輸入端子152。另外，關于擴展頻譜S1’(k)的編碼符號S14輸入到輸入端子153。
頻域轉換單元154對從輸入端子152輸入的時域信號S13，用分析長2·Na進行頻率分析，算出第1頻譜S1(k)。頻率分析法使用校正離散余弦轉換(MDCT)。MDCT具有以下的特點將前后相鄰的幀與分析幀各重疊一半進行分析，使用分析幀的前半部為奇函數(shù)，后半部為偶函數(shù)的正交基底來消除幀間的失真。這樣求出的第1頻譜S1(k)提供給頻帶擴展單元155。另外，作為頻率分析法，也可使用離散傅里葉轉換(DFT)，離散余弦轉換(DCT)等。
頻帶擴展單元155，確保在輸入的第1頻譜S1(k)的頻率k＝Na以后，能夠重新提供頻譜的領域，并使第1頻譜S1(K)的頻帶為0≤K＜Nb。頻帶擴展的第1頻譜S1(k)輸出到結合單元157。
另一方面，解碼單元156解碼關于經(jīng)由輸入端子153輸入的擴展頻譜S1’(k)的編碼符號S14，得到擴展頻譜S1’(k)，并輸出到結合單元157。
結合單元157結合由頻帶擴展單元155提供的第1頻譜S1(k)和擴展頻譜S1’(k)。該結合通過將擴展頻譜S1’(k)插入第1頻譜S1(k)的頻帶Na≤k＜Nb來實現(xiàn)。通過該處理得到的第1頻譜S1(k)，輸出到時域轉換單元158。
時域轉換單元158實施相當于通過頻譜編碼單元100a實施的頻域轉換的反轉換的時域轉換處理，經(jīng)過適當?shù)拇昂瘮?shù)的乘算及疊加加算，生成時域信號S12。如此生成的時域信號S12，作為解碼信號經(jīng)由輸出端子159輸出。
接下來，用圖12A及圖12B來說明關于在頻帶擴展單元155進行的處理。
圖12A表示由頻域轉換單元154提供的第1頻譜S1(k)。圖12B表示頻帶擴展單元155的處理結果所得到的頻譜，確保頻率在Na≤k＜Nb的范圍所表示的頻帶能夠存儲新的頻譜信息的領域。該新領域的大小用Nb-Na表示。Nb從屬于輸入端子152提供的信號的采樣速率Fx和頻域轉換單元154的分析長2·Na和由頻譜解碼單元150解碼的信號的采樣速率Fy間的關系，可以按照下式來設定Nb。
Nb=Na·FyFx---(7)]]>另外，Nb確定下來時，由頻譜解碼單元150解碼的信號的采樣速率Fy，通過下式?jīng)Q定。
Fy=Fx·NbNa---(8)]]>例如，當輸入信號的采樣速率Fx＝16KHz，頻域轉換單元154分析長Na＝128的條件下，通過頻譜解碼單元150生成采樣速率Fy＝32KHz的解碼信號時，需要在頻帶擴展單元155設定Nb＝128·32/16＝256。因此，此時通過頻帶擴展單元155確保128≤k＜256的領域。另外作為另一個例子，輸入信號的采樣速率Fx＝8KHz，頻域轉換單元154的分析長Na＝128，頻帶擴展單元155的擴展量Nb＝384時，則由頻譜解碼單元150生成的解碼信號的采樣速率為Fy＝8·384/128＝24KHz。
圖13是表示頻譜經(jīng)過結合單元157及時域轉換單元158的處理后，如何生成解碼信號的圖。
結合單元157，將擴展頻譜S1’(k)(Na≤k＜Nb)插入到頻帶擴展的第1頻譜S1(k)的Na≤k＜Nb的頻帶，將由此得到的結合后的第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nb)輸送到時域轉換單元158。時域轉換單元158，生成時域的解碼信號，并由此可以得到采樣速率FS(＝Fx·Na/Nb)的解碼信號。
如此根據(jù)本實施方式的解碼裝置，可以將由本實施方式涉及的編碼裝置編碼的信號解碼。
另外，雖然在此以本實施方式涉及的編碼裝置或解碼裝置適用于無線通信系統(tǒng)為例來說明，但是本實施方式涉及的編碼裝置或解碼裝置也可以如下所述適用于有線通信系統(tǒng)。
圖14A是表示本實施方式涉及的編碼裝置適用于有線通信系統(tǒng)時的發(fā)送端的主要結構的方框圖。另外，在與圖5所示的相同的結構要素上加注相同的符號，并省略對其說明。
有線發(fā)送裝置140具有編碼裝置120、輸入裝置131及A/D轉換裝置132，輸出連接到網(wǎng)絡N1上。
A/D轉換裝置132的輸入端子連接到輸入裝置131的輸出端子上。編碼裝置120的輸入端子連接到A/D轉換裝置132的輸出端子上。編碼裝置120的輸出端子連接到網(wǎng)絡N1上。
輸入裝置131，將人耳聽得見的聲波W11轉換成電信號的模擬信號提供給A/D轉換裝置132。A/D轉換裝置132將模擬信號轉換成數(shù)字信號提供給編碼裝置120。編碼裝置120編碼將輸入來的數(shù)字信號生成符號，并輸出到網(wǎng)絡N1。
圖14B是表示本實施方式涉及的解碼裝置適用于有線通信系統(tǒng)時的接收端的主要結構的方框圖。另外，在與圖9所示的相同的結構要素上加注相同的符號，并省略對其說明。
有線接收裝置190具有連接到網(wǎng)絡N1上的接收裝置191，解碼裝置170，D/A轉換裝置183及輸出裝置184。
接收裝置191的輸入端子連接在網(wǎng)絡N1上。解碼裝置170的輸入端子連接在接收裝置191的輸出端子上。D/A轉換裝置183的輸入端子連接在解碼裝置170的輸出端子上。輸出裝置184的輸入端子連接在D/A轉換裝置183的輸出端子上。
接收裝置191接收來自網(wǎng)絡N1的數(shù)字編碼音響信號，生成數(shù)字接收音響信號，并提供給解碼裝置170。解碼裝置170接收來自接收裝置191的接收音響信號，對該接收音響信號進行解碼處理，生成數(shù)字解碼音響信號，并提供給D/A轉換裝置183。D/A轉換裝置183轉換來自解碼裝置170的數(shù)字解碼聲音信號，生成模擬的解碼聲音信號，并提供給輸出裝置184。輸出裝置184將電信號的模擬解碼音響信號轉換成空氣的振動，作為聲波13輸出以使人耳能聽得到。
如此根據(jù)所述結構，能夠提供具有與所述的無線收發(fā)裝置同樣作用效果的有線收發(fā)裝置。
(實施方式2)圖15是表示本發(fā)明的實施方式2涉及的解碼裝置270的主要結構的方框圖。在此，該解碼裝置270具有與如圖10所示的解碼裝置相同的基本結構，故在相同的結構要素上加注相同的符號，并省略對其說明。
本實施方式的特征是將結合后的第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nb)的最大頻率指數(shù)Nb修正為期望的值Nc，并用期望的采樣速率來生成解碼信號。
頻譜解碼單元250，使用由分離單元172分離的編碼符號S14和由第1層解碼單元173生成的采樣速率Fx的信號S13及經(jīng)由輸入端子271輸入的系數(shù)Nc(信號S21)，進行頻譜解碼。然后，經(jīng)由輸出端子176輸出已取得的采樣速率Fy的解碼信號。頻譜解碼單元250的頻域轉換的分析長為2·Na時，解碼信號的采樣速率Fy用Fy＝Fx·Nc/Na表示。
圖16，是表示所述的頻譜解碼單元250的內部結構的方框圖。
經(jīng)由輸入端子271輸入的系數(shù)Nc提供給校正單元251及時域轉換單元158a。
校正單元251，根據(jù)經(jīng)由輸入端子271提供的系數(shù)Nc(信號S21)將由結合單元157提供的第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nb)的有效頻域校正為0≤k＜Nc。然后，將頻帶校正后的第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nc)提供給時域轉換單元158a。
時域轉換單元158a，根據(jù)經(jīng)由輸入端子271提供的系數(shù)Nc，在分析長為2·Nc的條件下，對由校正單元251提供的第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nc)進行轉換處理，進行適當?shù)拇昂瘮?shù)的乘算及疊加加算，生成時域信號，經(jīng)由輸出端子159輸出。該解碼信號的采樣速率為FS＝Fx·Nc/Na。
圖17及圖18，是用來更詳細地說明校正單元251的處理的圖。
圖17，表示在Nc＜Nb時的校正單元251的處理。由結合單元157提供的第1頻譜S1(k)(信號S21)的頻帶，為0≤k＜Nb。于是校正單元251刪除Nc≤k＜Nb的范圍的頻譜，以使該第1頻譜S1(k)的頻帶為0≤k＜Nc。將該結果取得的第1節(jié)頻譜S1(k)(0≤k＜Nc)(信號S22)提供給時域轉換單元158a，生成時域的解碼信號S23。該解碼信號S23的采樣速率為FS＝Fx·Nc/Na。
圖18，同樣是校正單元251的處理，但是表示Nc＞Nb時的處理。由結合單元251提供的第1頻譜S1(k)(信號S25)的頻帶，和圖17同樣為0≤k＜Nb。校正單元251，擴張Nb≤k＜Nc的頻帶，以使該第1頻譜S1(k)的頻帶為0≤k＜Nc，并提供給其區(qū)域以確定的值(例如，0值)。將該結果取得的第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nc)(信號S26)提供給時域轉換單元158a，并生成時域的解碼信號S27。該解碼信號S27的采樣速率則為Fs＝Fx·Nc/Na。
使用圖19，圖20A及圖20B進一步說明頻譜解碼單元250的動作。
首先，假想經(jīng)由輸入端子153輸入的編碼符號每個幀都在變動。也就是說，在從結合單元157輸出的第1頻譜S1(k)的頻帶中，存在如圖19所示的0≤k＜Na(頻帶R1)、0≤k＜Nb1(頻帶R2)、0≤k＜Nb2(頻帶R3)的3種頻帶(其中，Na＜Nb1＜Nb2)，每幀都選擇這些頻帶之內的一個。
圖20A，是用來說明系數(shù)Nc等于Nb2時的頻譜解碼單元250的動作的圖。圖20B，是用來說明系數(shù)Nc等于Nb1時的頻譜解碼單元250的動作的圖。
這些圖表示用第1幀取得的頻譜的頻帶是R1，R2，R3的其中任意一個。另外，處理1表示在Nb1≤k＜Nb2的頻帶中插入0值的處理，處理2表示在Na≤k＜Nb2的頻帶中插入0值的處理，處理3表示刪除Nb1≤k＜Nb2的頻帶的處理，處理4表示在Na≤k＜Nb1的頻帶中插入0值的處理。
首先說明圖20A的情形。
在該圖中，因為第0幀～第1幀及第7幀～第8幀頻譜的頻帶為R3，也就是說第1頻譜S1(k)的頻帶為0≤k＜Nb2，所以校正單元251，什么處理也不進行，只將第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nb2)輸出到時域轉換單元158a。
另外，因為第2幀～第4幀及第9幀頻譜的頻帶是R2，也就是說第1頻譜S1(k)的頻帶是0≤k＜Nb1，所以校正單元251將第1頻譜S1(k)的頻帶擴展到Nb2，而且，在Nb1≤k＜Nb2的頻帶中插入了0值后，將第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nb2)輸出到時域轉換單元158a。
另一方面，因為第5幀～第6幀頻譜的頻帶是R1，也就是說，第1頻譜S1(k)的頻帶是0≤k＜Na，所以校正單元251將第1頻譜S1(k)的頻帶擴展到Nb2，而且，在Na≤k＜Nb2的范圍內插入0值后，將第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nb2)輸出到時域轉換單元158a。
下面說明圖20B的情形。
在該圖中，因為第2幀～第4幀及第9幀頻譜的頻帶是R2，也就是說第1頻譜S1(k)的頻帶是0≤k＜Nb1，所以校正單元251什么處理也不進行，只將第1頻譜S1(k)(0≤k＜Nb1)輸出到時域轉換單元158a。
另外，因為第0幀～第1幀及第7幀～第8幀頻譜的頻帶是R3，也就是說第1頻譜S1(k)的頻帶是0≤k＜Nb2，所以校正單元251在刪除Nb1≤k＜Nb2的頻帶后，將第1頻帶S1(k)(0≤k＜Nb1)輸出到時域轉換單元158a。
另一方面，因為第5幀～第6幀頻譜的頻帶是R1，也就是第1頻譜S1(k)的頻帶是0≤k＜Na，所以校正單元251將第1頻譜S1(k)的頻帶擴展到Nb1，而且，在Na≤K＜Nb1的頻帶上插入0值后，將第1頻譜S1(K)(0≤K＜Nb1)輸出到時域轉換單元158a。
綜上所述，根據(jù)本實施方式，即使接收的第1頻譜S1(k)的有效頻域在時間上變動時，通過提供適當?shù)南禂?shù)Nc也能穩(wěn)定地取得期望的采樣速率的解碼信號。
(實施方式3)圖21是表示本發(fā)明的實施方式3涉及的通信系統(tǒng)的主要結構的圖。
本實施方式的特征為適當?shù)剡M行處理由于通信網(wǎng)絡的狀況(通信環(huán)境)由接收端接收的第1頻譜S1(k)的有效頻域在時間上發(fā)生的變動。
分級編碼單元301，對采樣速率Fy的輸入信號，實施如實施方式1所示的分級編碼處理，生成可分級編碼符號。在此，生成的編碼符號由以下信息構成關于頻帶0≤k＜Ne的信息(R31)，關于頻帶Ne≤k＜Nf的信息(R32)以及關于頻帶Nf≤k＜Ng的信息(R33)。分級編碼單元301將該編碼符號提供給網(wǎng)絡控制單元302。
網(wǎng)絡控制單元302，將由分級編碼單元301提供的編碼符號轉發(fā)到分級解碼單元303。在此，網(wǎng)絡控制單元302，對應網(wǎng)絡的狀況，將轉發(fā)到分級解碼單元303的編碼符號的一部分廢棄。因此，輸入到分級解碼單元303的編碼符號為以下的其中任意一個當完全沒有被棄廢的編碼符號時，是由信息R31～R33構成的編碼符號；當信息R33的編碼符號被廢棄時，則是由信息R31及R32構成的編碼符號；而當信息R32及R33的編碼符號被廢棄時，則是由信息R31構成的編碼符號。
分級解碼單元303，對提供的編碼符號，適用如實施方式1或實施方式2所示的分級解碼方法來生成解碼信號。另外，將實施方式1適用于分級解碼單元303時，輸出的解碼信號的采樣速率Fz為Fy(因為Fz＝Fy·Ng/Ng)。另外，將實施方式2適用于分級解碼單元303時，能夠根據(jù)期望的系數(shù)Nc設定解碼信號的采樣速率，該解碼信號的采樣速率Fz為Fy·Nc/Ng。
如上所述根據(jù)本實施方式，即使由于通信網(wǎng)絡的狀況由接收端接收的第1頻譜S1(k)的有效頻域在時間上發(fā)生變動，接收端也能夠穩(wěn)定地求出期望的采樣速率的解碼信號。
(實施方式4)圖22是本發(fā)明的實施方式4涉及的通信系統(tǒng)的主要結構的圖。
本實施方式的特征是對于各自能夠解碼的采樣速率不同的(解碼能力不同的)多個分級解碼單元，即使同時發(fā)送由1個分級編碼單元生成的1個編碼符號，與它對應的接收端，也能取得各自不同的采樣速率的解碼信號。
分級編碼單元401，對于采樣速率Fy的輸入信號進行如實施方式1所示的編碼處理，生成可分級編碼符號。在此生成的編碼符號由以下信息構成由關于頻帶0≤k＜Nh的信息(R41)，關于頻帶Nh≤k＜Ni的信息(R42)，關于頻帶Ni≤k＜Nj的信息(R43)?？煞旨壘幋a單元401，將該編碼符號分別提供給第1分級解碼單元402-1、第2分級解碼單元402-2、第3分級解碼單元402-3。
第1分級解碼單元402-1、第2分級解碼單元402-2、第3分級解碼單元402-3，對提供的編碼符號，適用如實施方式1或實施方式2所示的分級解碼方法來生成解碼信號。第1分級解碼單元402-1，進行設定系數(shù)Nc＝Nj時的解碼處理；第2分級解碼單元402-2，進行設定系數(shù)Nc＝Ni時的解碼處理；第3分級解碼單元402-3，進行設定系數(shù)Nc＝Nh時的解碼處理。
第1分級解碼單元402-1，進行設定系數(shù)Nc＝Nj時的解碼處理，生成解碼信號。該解碼信號的采樣速率F1為Fy(因為F1＝Fy·Nj/Nj)。
第2分級解碼單元402-2，進行設定系數(shù)Nc＝Ni時的解碼處理，生成解碼信號。該解碼信號的采樣速率F2為Fy·Nj。
第3分級解碼單元402-3，進行設定系數(shù)Nc＝Nh時的解碼處理，生成解碼信號。該解碼信號的采樣速率F3為Fy·Nh/Nj。
如上所述根據(jù)本實施方法，發(fā)送側端可以不考慮接收端的解碼能力而發(fā)送編碼符號，因此可以抑制通信網(wǎng)絡的負載。另外，這些多種的采樣速率的解碼信號，能夠以簡易的結構而且較少的運算量來生成。
本發(fā)明涉及的編碼裝置或解碼裝置，也能裝載在移動通信系統(tǒng)的通信終端裝置及基站裝置上，由此可以提供具有與所述同樣的作用效果的通信終端裝置及基站裝置。
另外，在此雖然以硬件構成的情形為例說明了本發(fā)明，但是通過軟件也可以實現(xiàn)。
本說明書是根據(jù)2003年9月30日申請的日本專利第2003-341717號。其內容全部包括在此作為參考。
工業(yè)實用性本發(fā)明涉及的編碼裝置及解碼裝置，具有以簡易的結構及少量的運算量來實現(xiàn)可分級編碼的效果，可以適用于IP網(wǎng)絡等通信系統(tǒng)。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.(刪除)2.(刪除)3.(刪除)4.(刪除)5.(刪除)6.(刪除)7.(刪除)8.(刪除)9.(刪除)10.(刪除)11.(刪除)12.(刪除)13.(刪除)14.(刪除)
15.(刪除)16.(刪除)17.(刪除)18.(增加)一種采樣速率轉換裝置，包括通過從任意的采樣速率的時域信號進行頻域轉換而取得頻譜的轉換單元；以及基于所述任意的采樣速率及期望的輸出采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜的頻帶寬度的擴展頻譜的頻帶寬度的決定單元。
19.(增加)如權利要求18所述的采樣速率轉換裝置，其中頻帶寬度被擴展的所述頻帶，與將所述任意的采樣速率的時域信號進行上采樣處理到所述期望的輸出采樣速率的信號等價。
20.(增加)一種編碼裝置，包括通過從任意的采樣速率的時域信號進行頻率轉換而取得頻譜的轉換單元；基于所述任意的采樣速率及期望的輸出采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜的頻帶寬度的擴展頻譜的頻帶寬度的決定單元；基于所述頻譜生成所述擴展頻譜的生成單元；以及將所述頻譜及所述擴展頻譜進行編碼的編碼單元。
21.(增加)如權利要求20所述的編碼裝置，其中所述生成單元，基于所述頻譜生成類似于所述頻譜的所述擴展頻譜。
22.(增加)如權利要求20所述的編碼裝置，其中所述編碼單元將所述擴展頻譜分割成2個以上的子帶，每個子帶都進行編碼。
23.(增加)一種可分級編碼裝置，包括將聲音信號或音頻信號的第1頻帶進行編碼的第1編碼單元；以及將所述聲音信號或音頻信號的第2頻帶進行編碼的第2編碼單元；其中，所述第2編碼單元還包括從通過所述第1編碼單元取得的第1采樣速率的時域信號中，通過頻域轉換而取得頻譜的轉換單元；基于所述第1采樣速率及相當于所述第2頻帶的第2采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜頻帶寬度的擴展頻譜頻帶寬度的決定單元；基于所述頻譜生成所述擴展頻譜的生成單元；以及將所述頻譜及所述擴展頻譜進行編碼的編碼單元。
24.(增加)一種通信終端裝置，具備權利要求20所述的編碼裝置。
25.(增加)一種基站裝置，具備權利要求20所述的編碼裝置。
26.(增加)一種解碼裝置，包括取得通過編碼裝置生成的編碼信息的取得單元；從包括于所述編碼信息的任意的采樣速率的時域信號中，通過進行頻域轉換而取得頻譜的第1轉換單元；基于所述確定的時域信號的采樣速率及期望的輸出采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜頻帶寬度的擴展頻譜頻帶寬度的決定單元；基于所述編碼信息生成所述擴展頻譜的生成單元；以及從所述頻譜及所述擴展頻譜中，通過進行時域轉換來取得時域信號的第2轉換單元。
27.(增加)如權利要求26所述的解碼裝置，其中所述生成單元基于所述編碼信息，生成類似于所述頻譜的所述擴展頻譜。
28.(增加)如權利要求26所述的解碼裝置，其中，所述擴展頻譜被分割為2個或2個以上的子帶，其中所述編碼信息包括所述擴展頻譜在每個子帶中被編碼的編碼信息。
29.(增加)可分級解碼裝置，包括將聲音信息或音頻信號的第1頻帶進行解碼的第1解碼單元；將所述解碼聲音信號或音頻信號的第2頻帶進行解碼的第2解碼單元；其中所述第2解碼單元包括從通過所述第1解碼單元取得的第1采樣速率的時域信號中，通過進行頻域轉換而取得頻譜的第1轉換單元；基于所述第1采樣速率及相當于所述第2頻帶的第2采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜頻帶寬度的擴展頻譜頻帶寬度的決定單元；基于通過可分級編碼裝置生成的編碼信息而生成所述擴展頻譜的生成單元；以及從所述頻譜及所述擴展頻譜中，通過進行時域轉換而取得時域信號的第2轉換單元。
30.(增加)如權利要求29所述的可分級解碼裝置，還包括將所述聲音信號或音頻信號的第3頻帶進行解碼的第3解碼單元，其中所述第3解碼單元，從所述第1采樣速率的時域信號中生成頻譜，對該頻譜的高端實施零插入或刪除的處理而取得所述第3頻帶的頻譜，并將該第3頻帶的頻譜轉換為時域信號。
31.(增加)一種通信終端裝置，包括權利要求26所述的解碼裝置。
32.(增加)一種基站裝置，包括權利要求26所述的解碼裝置。
33.(增加)一種采樣速率轉換方法，包括從任意的采樣速率的時域信號中，通過進行頻域轉換而取得頻譜的步驟；以及基于所述任意的采樣速率及期望的輸出采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜的頻帶寬度的擴展頻譜的頻帶寬度的決定步驟。
34.(增加)一種編碼方法，包括從任意的采樣速率的時域信號中，通過進行頻域轉換而取得頻譜的步驟；基于所述任意的采樣速率及期望的輸出采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜的頻帶寬度的擴展頻譜的頻帶寬度的步驟；基于所述頻譜生成所述擴展頻譜的步驟；以及將所述頻譜及所述擴展頻譜進行編碼的步驟。
35.(增加)一種解碼方法，包括取得通過編碼裝置生成的編碼信息的步驟；從包括于所述編碼信息里的任意的采樣速率的時域信號中，通過進行頻域轉換而取得頻譜的步驟；基于所述確定的時域信號的采樣速率及期望的輸出采樣速率，決定附加在所述頻譜來擴展所述頻譜的頻帶寬度的擴展頻譜的頻帶寬度的步驟；基于所述編碼信息生成所述擴展頻譜的步驟；以及從所述頻譜及所述擴展頻譜中，通過進行時域轉換而取得時域信號的步驟。
權利要求
1.一種采樣速率轉換裝置，包括將輸入的時域信號進行頻帶轉換而取得第1頻譜的轉換單元；將取得的第1頻譜的頻帶進行擴展處理的擴展單元；以及在擴展后的第1頻譜的擴展了的頻帶中插入第2頻譜的插入單元。
2.一種編碼裝置，包括將輸入的采樣頻率為Fx的信號以2·Na進行頻率分析，并取得Na點的第1頻譜的轉換單元；將取得的第1頻譜的頻帶擴展到Nb點的擴展單元；以及確定擴展后的第1頻譜的擴展了的頻帶中插入的第2頻譜，并輸出表示該第2頻譜的編碼符號的編碼單元。
3.如權利要求2所述的編碼裝置，其中所述第2頻譜基于所述第1頻譜生成。
4.如權利要求2所述的編碼裝置，其中所述第2頻譜被確定為與在將采樣頻率Fy的輸入信號用2·Nb點通過頻率分析求出的頻譜內，包括在Na≤k＜Nb的頻帶中的頻譜相類似。
5.如權利要求1所述的編碼裝置，其中，所述編碼單元將Na≤k＜Nb的頻帶分割為2個以上的子帶，并將表示所述第2頻譜的編碼符號輸出到各個子帶。
6.如權利要求2所述的編碼裝置，其中所述采樣頻率為Fx的信號是通過分級編碼中的下位層解碼的信號。
7.一種通信終端裝置，具備權利要求2所述的編碼裝置。
8.一種基站裝置，具備權利要求2所述的編碼裝置。
9.一種解碼裝置，包括將采樣頻率為Fx的信號用分析長2·Na進行分析而取得0≤k＜Na的頻帶的第1頻譜的取得單元；接收編碼符號，將Na≤k＜Nb頻帶的第2頻譜進行解碼的解碼單元；結合所述第1及第2的頻譜而生成0≤k＜Nb頻帶的頻譜的生成單元；以及將包括在0≤k＜Nb頻帶中的頻譜轉換為時域信號的轉換單元。
10.如權利要求9所述的解碼裝置，其中所述第2頻譜基于0≤k＜Na頻帶的頻譜生成。
11.如權利要求9所述的解碼裝置，還包括在所述結合后的頻譜的高端插入規(guī)定值或者廢棄所述結合后的頻譜的高端以使由所述生成單元取得的結合后的頻譜的頻帶寬度和預先規(guī)定的寬度一致的單元。
12.如權利要求9所述的解碼裝置，其中所述采樣頻率為Fx的信號是通過分級編碼中的下位層解碼的信號。
13.一種通信終端裝置，具備權利要求9所述的解碼裝置。
14.一種基地裝置，具備權利要求9所述的解碼裝置。
15.一種采樣速率轉換方法，包括將輸入的時域信號進行頻帶轉換而取得第1頻譜的轉換步驟；將取得的第1頻譜頻帶進行擴展的擴展步驟；以及在擴展后的第1頻譜的擴展頻帶中插入第2頻譜的插入步驟。
16.一種編碼方法，包括將輸入的采樣頻率為Fx的信號用分析長2·Na進行頻率分析而取得Na點的第1頻譜的轉換步驟；將取得的第1頻譜的頻帶擴展到Nb點的擴展步驟；以及確定擴展后的第1頻譜的擴展頻帶中插入的第2頻譜，并輸出表示該第2頻譜的編碼符號的步驟。
17.一種解碼方法，包括將采樣頻率為Fx的信號用分析長2·Na進行頻率分析而取得0≤k＜Na頻帶的第1頻譜的取得步驟；接收編碼符號，并將Na≤k＜b頻帶的第2頻譜進行解碼的解碼步驟；結合所述第1及第2頻譜而生成0≤k＜Nb頻帶的頻譜的生成步驟；以及將包括在0≤k＜Nb頻帶的頻譜轉換為時域信號的轉換步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種既可以減小電路規(guī)模，又可以削減編碼處理運算量的編碼裝置。在該裝置中，頻域轉換單元(103)，將通過采樣速率Fx采樣的信號用分析長2·Na進行頻率分析，算出第1頻譜S1(k)(0≤k＜Na＝。頻帶擴展單元(104)，將第1頻譜S1(k)的有效頻域擴展為0≤k＜Nb，以便能夠在第1頻譜S1(k)的頻率k＝Na以后提供新的頻譜。擴展頻譜附加單元(105)，將從外部輸入的擴展頻譜S1’(k)(Na≤k＜Nb)提供給擴展的頻帶。頻譜信息確定單元(106)，將擴展頻譜附加單元(105)提供的頻譜當中用來確定擴展頻譜S1’(k)所需的信息作為編碼符號輸出。
文檔編號G10L19/14GK1849647SQ20048002567
公開日2006年10月18日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權日2003年9月30日
發(fā)明者押切正浩 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社