專利名稱：編碼設(shè)備、編碼方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及編碼設(shè)備、編碼方法和程序，特別地涉及能夠?qū)υ谔囟◣е邪ㄔ肼暤囊纛l信號精確地進(jìn)行編碼的編碼設(shè)備、編碼方法和程序。
背景技術(shù)：
一般地，用于對音頻信號進(jìn)行編碼的方法的示例包括用于對通過對音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換得到的頻譜執(zhí)行規(guī)范化和量化的方法(例如，參考日本未審查專利公開第 2006-11170 號)。圖1是圖示了以這種編碼方法執(zhí)行編碼的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖。圖1中所示的音頻編碼設(shè)備10包括時(shí)間頻率變換單元11、規(guī)范化單元12、比特分配計(jì)算單元13、量化單元14和碼串編碼單元15。音頻編碼設(shè)備10對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號進(jìn)行編碼并且輸出碼串。具體地，音頻編碼設(shè)備10中包括的時(shí)間頻率變換單元11對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，并且生產(chǎn)頻譜mdspec。例如，時(shí)間頻率變換單元11使用諸如MDCT (修正離散余弦變換)的正交變換，對2N個(gè)采樣的時(shí)間序列信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，并且將作為時(shí)間頻率變換的結(jié)果得到的N個(gè)MDCT系數(shù)輸出為頻譜mdspec。規(guī)范化單元12針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，對從時(shí)間頻率變換單元11提供的頻譜 mdspec,使用按照頻譜mdspec的幅度得到的規(guī)范化系數(shù)執(zhí)行規(guī)范化。規(guī)范化單元12輸出規(guī)范化信息idsf和規(guī)范化頻譜nspec，規(guī)范化信息idsf是關(guān)于與規(guī)范化系數(shù)相對應(yīng)的整數(shù)的信息，規(guī)范化頻譜nspec是通過對頻譜mdspec進(jìn)行規(guī)范化得到的。比特分配計(jì)算單元13執(zhí)行比特分配計(jì)算，使得針對每個(gè)預(yù)定的處理單位按照從規(guī)范化單元12提供的規(guī)范化信息idsf計(jì)算要被分配給規(guī)范化頻譜nspec的比特?cái)?shù)，以便輸出表示比特?cái)?shù)的量化信息idwl。此外，比特分配計(jì)算單元13輸出從規(guī)范化單元12提供的規(guī)范化信息idsf。量化單元14按照從比特分配計(jì)算單元13提供的量化信息idwl，對從規(guī)范化單元 12提供的規(guī)范化頻譜nspec進(jìn)行量化。具體地，量化單元14針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，使用與量化信息idwl相對應(yīng)的量化系數(shù)，對規(guī)范化頻譜nspec進(jìn)行量化。量化單元14輸出作為量化結(jié)果的量化頻譜qspec。碼串編碼單元15對從比特分配計(jì)算單元13提供的規(guī)范化信息idsf和量化信息 idwl以及從量化單元14提供的頻譜qspec進(jìn)行編碼，并且輸出作為編碼結(jié)果得到的碼串。 所輸出的碼串可以傳送到另一設(shè)備或者可以記錄在特定記錄介質(zhì)中。此外，近年來，通過音頻編碼設(shè)備處理的音頻信號從頻率44. IkHz且PCM(脈沖碼調(diào)制)字長16比特的PCM信號和頻率48kHz且PCM字長16比特的PCM信號擴(kuò)展到了具有高品質(zhì)多比特的PCM信號(諸如頻率96kHz且PCM字長M比特的PCM信號和頻率192kHz 且PCM字長24比特的PCM信號)。這樣的高品質(zhì)多比特PCM信號不是從一開始就作為多比特PCM信號生成的，而是
4在很多情況下使用諸如DSD (直接流數(shù)字)信號的PDM(脈沖密度調(diào)制)信號作為來源生成的。這是因?yàn)?，在用來將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號的A/D (模數(shù))轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域中，用德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器代替逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)展迅速。更具體地，一般的逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器可以直接生成多比特PCM信號，但是轉(zhuǎn)換精度很大程度上被元件精度所限制。因此，當(dāng)PCM字長等于或大于M比特時(shí)，難以確保A/D 轉(zhuǎn)換的線性。另一方面，在德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器中，易于使用單個(gè)閾值以高精度執(zhí)行 A/D轉(zhuǎn)換。鑒于該背景，作為A/D轉(zhuǎn)換器，已經(jīng)廣泛使用了德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器而非一般的逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器。圖2是圖示了 1比特德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號和輸出信號的圖。如圖2中所示，在1比特德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器中，用作輸入信號的模擬音頻信號被轉(zhuǎn)換為具有由+1的時(shí)間密度表示的幅度并且用作輸出信號的1比特PDM信號。圖3是圖示了德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器中的量化噪聲的圖。如圖3中所示，首先，在德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器中，通過執(zhí)行超采樣來將音頻帶(在圖3中所示的示例中是0至fs/2)中包括的量化噪聲分散到寬的帶(圖3中所示的示例中是0至nfs/2)中。接下來，通過執(zhí)行噪聲整形將量化噪聲轉(zhuǎn)移出音頻帶。因此，德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器可以在音頻帶中實(shí)現(xiàn)高的S/N(信/噪)比。如上所述，當(dāng)高品質(zhì)多比特PCM信號的來源是通過德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器得到的PDM信號時(shí)，通過對PDM信號執(zhí)行LPF (低通濾波)處理來生成多比特PCM信號。如上所述得到的多比特PCM信號被表示為如圖4中所示的德爾塔-西格瑪類型A。 該量化噪聲對于多比特PCM信號是不想要的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在圖1中所示的音頻編碼設(shè)備10中，因?yàn)榘凑蛰斎胍纛l信號的規(guī)范化信息 idsf執(zhí)行比特分配計(jì)算，所以在輸入多比特PCM信號時(shí)，大量比特被分配給包括不想要的量化噪聲的、在音頻帶之外的規(guī)范化頻譜nspec。因此，減少了可以分配給在聽覺感知方面重要的音頻帶中的規(guī)范化頻譜nspec的比特?cái)?shù)，并且劣化了編碼精度。作為結(jié)果，即使要經(jīng)歷編碼的音頻信號是高品質(zhì)多比特PCM 信號，也有可能沒有記錄并傳送具有高品質(zhì)的音頻信號。想要的是對在特定帶中包括噪聲的音頻信號精確地進(jìn)行編碼。根據(jù)本公開的實(shí)施例，提供了一種編碼設(shè)備，其包括噪聲檢測器，其被配置為按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲；增益控制器，其被配置為在通過噪聲檢測器檢測到噪聲時(shí)，對音頻信號執(zhí)行增益控制，使得音頻信號在特定帶中的成分衰減；比特分配計(jì)算單元，其被配置為按照經(jīng)歷了通過增益控制器執(zhí)行的增益控制的音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給該頻譜的比特?cái)?shù)；以及量化單元，其被配置為按照比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供了與本公開的實(shí)施例的編碼設(shè)備相對應(yīng)的編碼方法和程序。根據(jù)本公開的又一實(shí)施例，按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲；在檢測到噪聲時(shí)，對音頻信號執(zhí)行增益控制，使得音頻信號在特定帶中的成分衰減；按照經(jīng)歷了增益控制的音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給頻譜的比特?cái)?shù)；并且按照比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。根據(jù)本公開的實(shí)施例的編碼設(shè)備可以獨(dú)立地提供，或者可以被配置為設(shè)備的內(nèi)部模塊。因此，在特定帶中包括噪聲的音頻信號可以以高精度進(jìn)行編碼。


圖1是圖示了一般的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖；圖2是圖示了 1比特德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號和輸出信號的圖；圖3是圖示了德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器中的量化噪聲的圖；圖4是圖示了多比特PCM信號的圖；圖5是圖示了根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖；圖6是詳細(xì)圖示了噪聲檢測器和增益控制器的配置的框圖；圖7是圖示了規(guī)范化信息和規(guī)范化系數(shù)之間的關(guān)系的圖；圖8是圖示了通過圖5中所示的音頻編碼設(shè)備執(zhí)行的編碼處理的流程圖；圖9是圖示了圖8中所示的降噪處理的流程圖；圖10是詳細(xì)圖示了圖5中所示的噪聲檢測器和增益控制器的另一配置的圖；圖11是圖示了頻譜的圖；圖12是圖示了對頻譜執(zhí)行的第一噪聲檢測處理的圖；圖13是圖示了對頻譜執(zhí)行的第二噪聲檢測處理的圖；圖14是圖示了對頻譜執(zhí)行的第三噪聲檢測處理的圖；圖15是圖示了對頻譜執(zhí)行的第一增益控制的圖；圖16是圖示了對頻譜執(zhí)行的第二增益控制的圖；圖17是圖示了對頻譜執(zhí)行的第三增益控制的圖；圖18是圖示了另一圖8中所示的降噪處理的流程圖；圖19是圖示了根據(jù)本公開的第二實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖；圖20是圖示了通過圖19中所示的音頻編碼設(shè)備執(zhí)行的編碼處理的流程圖；圖21是圖示了根據(jù)本公開的第三實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖；圖22是圖示了從時(shí)間頻率變換單元輸出的頻譜的圖；圖23是圖示了對規(guī)范化信息執(zhí)行的第一噪聲檢測處理的圖；圖M是圖示了對規(guī)范化信息執(zhí)行的第二噪聲檢測處理的圖；圖25是圖示了對規(guī)范化信息執(zhí)行的第三噪聲檢測處理的圖；圖沈是圖示了對規(guī)范化信息執(zhí)行的增益控制的圖；圖27是圖示了通過圖21中所示的音頻編碼設(shè)備執(zhí)行的編碼處理的流程圖；圖觀是圖示了解碼設(shè)備的配置的框圖；圖四是圖示了規(guī)范化信息的圖；圖30是圖示了作為逆規(guī)范化結(jié)果得到的頻譜的圖；圖31是圖示了通過圖觀中所示的音頻解碼設(shè)備執(zhí)行的解碼處理的流程圖；并且
圖32是圖示了根據(jù)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)的配置的圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本公開的實(shí)施例，提供了一種編碼設(shè)備，其包括噪聲檢測器，其被配置為按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲；增益控制器，其被配置為在通過噪聲檢測器檢測到噪聲時(shí)，對音頻信號執(zhí)行增益控制，使得音頻信號在特定帶中的成分衰減；比特分配計(jì)算單元，其被配置為按照經(jīng)歷了通過增益控制器執(zhí)行的增益控制的音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給該頻譜的比特?cái)?shù)；以及量化單元，其被配置為按照比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。第一實(shí)施例第一實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的示例圖5是圖示了根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖，該音頻編碼設(shè)備是根據(jù)本公開的實(shí)施例提供的音頻編碼設(shè)備的一個(gè)示例。在圖5中所示的配置中，與圖1中所示的配置相同的配置由與圖1中所示的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記來指代。適當(dāng)?shù)厥÷粤硕嘤嗟拿枋?。圖5中所示的音頻編碼設(shè)備50的配置與圖1中所示的配置的不同之處在于，在時(shí)間頻率變換單元11之前布置了噪聲檢測器51和增益控制器52。在按照輸入音頻信號檢測到PDM信號特有的噪聲時(shí)，音頻編碼設(shè)備50對包括PDM信號特有的噪聲的在音頻帶之外的高頻成分進(jìn)行衰減和編碼。具體地，音頻編碼設(shè)備50的噪聲檢測器51執(zhí)行噪聲檢測處理，以按照作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號來檢測PDM信號特有的噪聲，并且輸出表示檢測結(jié)果的控制信號C。 注意，PDM信號特有的噪聲信號是通過德爾塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器生成的量化噪聲。該噪聲在音頻帶之外的高頻帶中在時(shí)間上是持續(xù)的。增益控制器52按照從噪聲檢測器51提供的控制信號c，對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行增益控制。具體地，在控制信號c表示檢測到噪聲時(shí)，增益控制器51控制音頻信號的增益使得音頻信號在音頻帶之外的高頻帶中的成分衰減，并且向時(shí)間頻率變換單元11提供所得到的音頻信號。另一方面，在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，增益控制器52將音頻信號未作改變地提供給時(shí)間頻率變換單元11。噪聲檢測器和增益控制器的配置圖6是詳細(xì)圖示了噪聲檢測器和增益控制器的配置的框圖。圖6中所示的噪聲檢測器51包括HPF (高通濾波器)單元61和檢測器62，而增益控制器52包括LPF單元71。圖6中所示的噪聲檢測器51和增益控制器52分別對音頻信號的時(shí)域信號執(zhí)行檢測處理和增益控制。具體地，圖6中所示的噪聲檢測器51的HPF單元61對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行HPF處理，以便提取和輸出音頻信號在音頻帶之外的高頻成分。檢測器62按照從HPF單元61提供的音頻信號在音頻帶之外的高頻成分的功率等，執(zhí)行噪聲檢測處理，以便輸出控制信號C。具體地，在音頻信號在音頻帶之外的高頻成分的功率等于或大于閾值時(shí)，例如，檢測器62輸出表示檢測到噪聲的控制信號C。另一方面，在音頻信號在音頻帶之外的高頻成分的功率小于閾值時(shí)，檢測器62輸出表示尚未檢測到噪聲的控制信號C。增益控制器52的LPF單元71按照從檢測器62提供的控制信號c，在控制信號 c表示檢測到噪聲時(shí)，對音頻信號執(zhí)行LPF處理以便衰減音頻信號在音頻帶之外的高頻成分。隨后，LPF單元71向時(shí)間頻率變換單元11提供其中衰減了在音頻帶之外的高頻成分的音頻信號。另一方面，在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，LPF單元71將音頻信號未作改變地提供給時(shí)間頻率變換單元11。規(guī)范化信息和規(guī)范化系數(shù)之間的關(guān)系圖7是圖示了規(guī)范化信息idsf和規(guī)范化系數(shù)sf (idsf)之間的關(guān)系的圖。如圖7中所示，每個(gè)規(guī)范化系數(shù)sf (idsf)都是二的冪，而規(guī)范化信息idsf是每個(gè)規(guī)范化系數(shù)特有的整數(shù)。音頻編碼設(shè)備的處理根據(jù)本公開的實(shí)施例，提供了一種通過編碼設(shè)備執(zhí)行的編碼方法，該編碼方法包括按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲；在檢測到噪聲時(shí)，對音頻信號執(zhí)行增益控制， 使得音頻信號在特定帶中的成分衰減；按照經(jīng)歷了增益控制的音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給頻譜的比特?cái)?shù)；以及按照比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。圖8是圖示了通過圖5中所示的音頻編碼設(shè)備50執(zhí)行的編碼處理的流程圖，該編碼處理是根據(jù)本公開的實(shí)施例提供的編碼方法的一個(gè)示例。在向音頻編碼設(shè)備50提供作為時(shí)間序列信號的音頻信號時(shí)開始編碼處理。在圖8的步驟Sll中，音頻編碼設(shè)備50的噪聲檢測器51和增益控制器52執(zhí)行降噪處理，以降低PDM信號特有的噪聲。下文中將參照圖9和18詳細(xì)描述降噪處理。在步驟S12中，時(shí)間頻率變換單元11對作為在步驟Sll中執(zhí)行的降噪處理的結(jié)果而從增益控制器52提供的音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，并且輸出所得到的頻譜mdspec。在步驟S13中，規(guī)范化單元12針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，對從時(shí)間頻率變換單元 11提供的頻譜mdspec，使用按照頻譜mdspec的幅度得到的規(guī)范化系數(shù)sf (idsf)執(zhí)行規(guī)范化。規(guī)范化單元12輸出與規(guī)范化系數(shù)sf (idsf)相對應(yīng)的規(guī)范化信息idsf和規(guī)范化頻譜
nspeco在步驟S14中，比特分配計(jì)算單元13針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，按照從規(guī)范化單元12提供的規(guī)范化信息idsf執(zhí)行比特分配計(jì)算，并且輸出量化信息idwl。此外，比特分配計(jì)算單元13輸出從規(guī)范化單元12提供的規(guī)范化信息idsf。在步驟S15中，量化單元14針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，使用與從比特分配計(jì)算單元13提供的量化信息idwl相對應(yīng)的量化系數(shù)，對從規(guī)范化單元12提供的規(guī)范化頻譜 nspec執(zhí)行量化。量化單元14輸出作為量化結(jié)果得到的量化頻譜qspec。在步驟S16中，碼串編碼單元15對從比特分配計(jì)算單元13提供的規(guī)范化信息 idsf和量化信息idwl以及從量化單元14提供的量化頻譜qspec進(jìn)行編碼，并且輸出作為編碼結(jié)果得到的碼串。隨后，結(jié)束處理。圖9是圖示了在圖8的步驟Sll中執(zhí)行的降噪處理的流程圖。在圖9的步驟S31中，圖6中所述的噪聲檢測器51的HPF單元61對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行HPF處理，以便提取和輸出音頻信號在音頻帶之外的高頻分量。在步驟S32中，檢測器62按照從HPF單元61提供的音頻信號在音頻帶之外的高頻成分的功率等，執(zhí)行噪聲檢測處理，以便輸出控制信號C。在步驟S33中，增益控制器52的LPF單元71按照從檢測器62提供的控制信號c， 確定通過在步驟S32中執(zhí)行的噪聲檢測處理是否檢測到PDM信號特有的噪聲。在控制信號 c表示檢測到噪聲時(shí)，在步驟S33中確定檢測到PDM信號特有的噪聲，并且處理前進(jìn)到步驟 S34。在步驟S34中，LPF單元71對音頻信號執(zhí)行LPF處理以便衰減音頻信號在音頻帶之外的高頻成分，并且向時(shí)間頻率變換單元(圖5中所示)提供這些成分。隨后，處理返回圖8中所示的步驟S11，并且前進(jìn)到步驟S12。另一方面，在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，在步驟S33中確定尚未檢測到 PDM信號特有的噪聲，并且LPF單元71將音頻信號未作改變地提供給時(shí)間頻率變換單元 11。隨后，處理返回圖8中所示的步驟S11，并且前進(jìn)到步驟S12。噪聲檢測器和增益控制器的詳細(xì)示例和配置圖10是詳細(xì)圖示了噪聲檢測器51和增益控制器52的其他配置的圖。圖10中所示的噪聲檢測器51包括時(shí)間頻率變換單元101和檢測器102，而增益控制器52包括控制器111和頻率時(shí)間變換單元112。圖10中所示的噪聲檢測器51和增益控制器52分別對音頻信號的頻域信號執(zhí)行檢測處理和增益控制。具體地，圖10中所示的噪聲檢測器51的時(shí)間頻率變換單元101對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行諸如FFT (快速傅里葉變換)或MDCT的時(shí)間頻率變換，并且輸出所得到的頻譜。檢測器102按照從時(shí)間頻率變換單元101提供的頻譜在音頻帶之外的高頻成分的功率等，執(zhí)行噪聲檢測處理，以便輸出控制信號C。增益控制器52的控制器111按照從檢測器102提供的控制信號c，對從時(shí)間頻率變換單元101提供的頻譜執(zhí)行增益控制。具體地，在控制信號C表示檢測到噪聲時(shí)，控制器 111對頻譜執(zhí)行增益控制，使得在音頻帶之外的高頻成分的功率以特定斜率單調(diào)減少。隨后，控制器111輸出增益控制之后得到的頻譜。另一方面，在控制信號C表示尚未檢測到噪聲時(shí)，控制器111未作改變地輸出頻譜。頻率時(shí)間變換單元112對從控制器111提供的頻譜執(zhí)行諸如IFFT (逆快速傅里葉變換)或IMDCT (逆修正離散余弦變換)的頻率時(shí)間變換。借此，在檢測到PDM信號特有的噪音時(shí)，得到了其中衰減了在音頻帶之外的高頻成分的音頻信號，而在未檢測到PDM信號特有的噪音時(shí)，得到了輸入音頻編碼設(shè)備50的原始音頻信號。頻率時(shí)間變換單元112向圖 5中所示的時(shí)間頻率變換單元11提供作為頻率時(shí)間變換的結(jié)果得到的音頻信號。噪聲檢測處理圖11至14是圖示了通過圖10中所示的檢測器102執(zhí)行的噪聲檢測處理的第一至第三示例的圖。注意，在圖11至14中，橫坐標(biāo)軸指代頻譜的索引，而縱坐標(biāo)軸指代頻譜的功率。下文中將描述的圖15至17也是一樣。圖11是圖示了從時(shí)間頻率變換單元101輸出的頻譜的圖。在圖11中所示的示例中，作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號的采樣頻率是 96kHz，而在具有索引0至N-I的N個(gè)頻譜當(dāng)中，具有索引N/2至N-I的N/2個(gè)頻譜對應(yīng)于具有在音頻帶之外的高頻的頻譜。
圖12是圖示了對圖11中所示的頻譜執(zhí)行的第一噪聲檢測處理的圖。注意，在圖 12中，實(shí)線表示圖11中所示的頻譜的功率，中等粗細(xì)的線表示在音頻帶之外的頻譜的總功率，而粗線表示預(yù)定的閾值。如圖12中所示，在噪聲檢測處理的第一示例中，在音頻帶之外的頻譜的總功率等于或大于預(yù)定的閾值時(shí)，檢測到PDM信號特有的噪聲。圖13是圖示了對圖11中所示的頻譜執(zhí)行的第二噪聲檢測處理的圖。注意，在圖 13中，實(shí)線表示圖11中所示的頻譜的功率，中等粗細(xì)的線表示頻譜的組的總功率，而粗線表示預(yù)定的閾值。如圖13中所示，在噪聲檢測處理的第二示例中，在音頻帶之外的頻譜的所有的組的總功率等于或大于預(yù)定的閾值時(shí)，檢測到PDM信號特有的噪聲。圖14是圖示了對圖11中所示的頻譜執(zhí)行的第三噪聲檢測處理的圖。注意，在圖 14中，實(shí)線表示圖11中所示的頻譜的功率，而中等粗細(xì)的線表示頻譜的組的總功率。如圖14中所示，在噪聲檢測處理的第三示例中，在音頻帶之外的頻譜的所有的組的總功率單調(diào)增加時(shí)，檢測到PDM信號特有的噪聲。注意，在噪聲檢測處理的第二和第三示例中，基于各組的總功率做出確定。然而， 可以按照各個(gè)頻譜的功率做出確定。此外，通過檢測器102執(zhí)行的噪聲檢測處理可以是第一至第三示例之一，或者可以是第一至第三示例的組合。此外，通過檢測器102執(zhí)行的噪聲檢測處理不限于上述第一至第三示例。增益控制圖15至17是通過控制器111對圖11中所示的頻譜執(zhí)行的增益控制的第一和第
二示例。圖15是圖示了增益控制的第一示例的圖。注意，在圖15中，虛線指代尚未經(jīng)歷增益控制的、圖11中所示的頻譜的功率，實(shí)線指代經(jīng)歷了增益控制的頻譜，而粗線指代增益控制的斜率。如圖15中所示，在增益控制的第一示例中，控制頻譜的增益使得在音頻帶之外的頻譜的功率以預(yù)定的斜率單調(diào)減少。圖16和17是圖示了增益控制的第二示例的圖。注意，在圖15中，虛線指代尚未經(jīng)歷增益控制的、圖11中所示的頻譜的功率，而粗線指代增益控制的斜率。此外，圖16中所示的中等粗細(xì)的線指代包括多個(gè)頻譜的組的總功率，而圖17中所示的實(shí)線指代經(jīng)歷了增益控制的頻譜。如圖16中所示，在增益控制的第二示例中，將在音頻帶之外的頻譜劃分為各自包括一些頻譜的組。隨后，如圖17中所示，控制頻譜的增益使得這些組的總功率以預(yù)定的斜率單調(diào)減少。注意，通過控制器111執(zhí)行的增益控制不限于上述第一和第二示例。另一降噪處理圖18是圖示了通過圖10中所示的噪聲檢測器51和增益控制器52在圖8的步驟 Sll中執(zhí)行的降噪處理的流程圖。在圖18中所示的步驟S51中，圖10中所示的噪聲檢測器51的時(shí)間頻率變換單元101對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，并且輸出所得到的頻譜。在步驟S52中，檢測器102按照從時(shí)間頻率變換單元101提供的頻譜在音頻帶之外的高頻成分的功率等，執(zhí)行參照圖11至14所述的噪聲檢測處理，以便輸出控制信號C。在步驟S53中，增益控制器52的控制器111按照從檢測器102提供的控制信號c， 確定通過在步驟S52中執(zhí)行的噪聲檢測處理是否檢測到PDM信號特有的噪聲。在控制信號 c表示檢測到噪聲時(shí)，確定在步驟S53中檢測到PDM信號特有的噪聲，并且處理前進(jìn)到步驟 S54。在步驟S54中，控制器111對從時(shí)間頻率變換單元101輸出的頻譜執(zhí)行增益控制， 使得在音頻帶之外的高頻成分的功率以如圖15至17中所示的預(yù)定的斜率單調(diào)減少。隨后， 控制器111輸出增益控制之后得到的頻譜，并且處理前進(jìn)到步驟S55。另一方面，在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，確定在步驟S53中尚未檢測到 PDM信號特有的噪聲，并且控制器111未作改變地提供從時(shí)間頻率變換單元101提供的頻譜。隨后，處理前進(jìn)到步驟S55。在步驟S55中，頻率時(shí)間變換單元112對從控制器111提供的頻譜執(zhí)行頻率時(shí)間變換。頻率時(shí)間變換單元112向圖5中所示的時(shí)間頻率變換單元11提供所得到的音頻信號。隨后，處理返回圖8中所示的步驟S11，并且前進(jìn)到步驟S12。如上所述，音頻編碼設(shè)備50在執(zhí)行比特分配計(jì)算之前，按照音頻信號執(zhí)行噪聲檢測處理。此外，在通過噪聲檢測處理檢測到PDM信號特有的噪聲時(shí)，音頻信號經(jīng)歷增益控制，使得音頻信號在音頻帶之外的高頻成分衰減。借此，分配給PDM信號特有的噪聲的比特?cái)?shù)可以減少，并且分配給在聽覺感知方面重要的音頻帶的比特?cái)?shù)可以增加。作為結(jié)果，可以對從PDM信號生成的、包括PDM信號特有的噪聲的多比特PCM信號執(zhí)行高精度編碼。因此， 可以以高品質(zhì)記錄和傳送高品質(zhì)多比特PCM信號。第二實(shí)施例第二實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的示例圖19是圖示了根據(jù)本公開的第二實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖，該音頻編碼設(shè)備是根據(jù)本公開的實(shí)施例提供的音頻編碼設(shè)備的一個(gè)示例。在圖19中，與圖1中所示的部件相同的部件由與圖1中的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記指代。適當(dāng)?shù)厥÷粤硕嘤嗟拿枋?。圖19中所示的音頻編碼設(shè)備150的配置與圖1中所示的配置不同之處在于，在時(shí)間頻率變換單元11和規(guī)范化單元12之間布置了噪聲檢測器51和增益控制器52。音頻編碼設(shè)備150對通過時(shí)間頻率變換單元11得到的頻譜mdspec執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制。具體地，音頻編碼設(shè)備150的噪聲檢測器151被配置為與圖10中所示的檢測器 102相似。檢測器151按照從時(shí)間頻率變換單元11提供的頻譜的功率等，執(zhí)行如圖11至 14所示的噪聲檢測處理，以便輸出控制信號C。增益控制器152被配置為與圖10中所示的控制器111相似。增益控制器152按照從噪聲檢測器151提供的控制信號c，對從時(shí)間頻率變換單元11提供的頻譜執(zhí)行增益控制。具體地，在控制信號c表示檢測到噪聲時(shí)，增益控制器152對頻譜執(zhí)行參照圖15至17 中所述的增益控制，使得在音頻帶之外的高頻成分的功率以特定斜率單調(diào)減少。隨后，增益控制器152輸出增益控制之后得到的頻譜。另一方面，在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，增益控制器152未作改變地輸出頻譜mdspec作為頻譜mdspec’。向規(guī)范化單元12提供從增益控制器152輸出的頻譜mdspec，。音頻編碼設(shè)備的處理圖20是圖示了通過圖19中所示的音頻編碼設(shè)備150執(zhí)行的編碼處理的流程圖， 該編碼處理是根據(jù)本公開的實(shí)施例提供的編碼方法的一個(gè)示例。在向音頻編碼設(shè)備150提供作為時(shí)間序列信號的音頻信號時(shí)開始編碼處理。在圖20的步驟S71中，時(shí)間頻率變換單元11對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，并且輸出所得到的頻譜mdspec。在步驟S72中，噪聲檢測器151基于從時(shí)間頻率變換單元11提供的頻譜mdspec 在音頻帶之外的高頻成分的功率等，執(zhí)行圖11至14中所述的噪聲檢測處理，以便輸出控制信號C。在步驟S73中，增益控制器152按照從噪聲檢測器151提供的控制信號c，確定通過在步驟S72中執(zhí)行的噪聲檢測處理是否檢測到PDM信號特有的噪聲。在控制信號c表示檢測到噪聲時(shí)，在步驟S73中確定檢測到PDM信號特有的噪聲，并且處理前進(jìn)到步驟S74。在步驟S74中，增益控制器152對從時(shí)間頻率變換單元11提供的頻譜mdspec執(zhí)行增益控制，使得在音頻帶之外的高頻成分的功率以如圖15至17中所示的預(yù)定的斜率衰減。 隨后，增益控制器152輸出增益控制之后得到的頻譜mdspec’，并且處理前進(jìn)到步驟S75。另一方面，在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，在步驟S73中確定尚未檢測到 PDM信號特有的噪聲，并且增益控制器152未作改變地輸出頻譜mdspec作為頻譜mdspec’。 隨后，處理前進(jìn)到步驟S75。在步驟S75中，規(guī)范化單元12針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，對從增益控制器152提供的頻譜mdspec’，使用與頻譜mdspec’的幅度相對應(yīng)的規(guī)范化系數(shù)sf(idsf)執(zhí)行規(guī)范化。 規(guī)范化單元12輸出與規(guī)范化系數(shù)sf(idsf)相對應(yīng)的規(guī)范化信息idsf和作為規(guī)范化結(jié)果得到的規(guī)范化頻譜nspec。從步驟S76至步驟S78的處理與圖8中所示的從步驟S14至步驟S16的處理相同， 并且因此省略了其描述。如上所述，音頻編碼設(shè)備50在執(zhí)行比特分配計(jì)算之前，按照音頻信號的頻譜執(zhí)行噪聲檢測處理。此外，在通過噪聲檢測處理檢測到PDM信號特有的噪聲時(shí)，頻譜經(jīng)歷增益控制，使得音頻信號在音頻帶之外的高頻成分衰減。借此，分配給PDM信號特有的噪聲的比特?cái)?shù)可以減少，并且分配給在聽覺感知方面重要的音頻帶的比特?cái)?shù)可以增加。作為結(jié)果，可以對從PDM信號生成的、包括PDM信號特有的噪聲的多比特PCM信號執(zhí)行高精度編碼。因此， 可以以高品質(zhì)記錄和傳送高品質(zhì)多比特PCM信號。此外，因?yàn)橐纛l編碼設(shè)備150使用通過時(shí)間頻率變換單元11得到的頻譜mdspec 來執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制，所以在與音頻編碼設(shè)備50相比時(shí)，可以減少要添加到一般的音頻編碼設(shè)備10的模塊的數(shù)量。具體地，例如，不像音頻編碼設(shè)備50，可以不附加地使用時(shí)間頻率變換單元101和頻率時(shí)間變換單元112。因此，音頻編碼設(shè)備150可以容易地通過轉(zhuǎn)換一般的音頻編碼設(shè)備10來得到。此外，因?yàn)橐纛l編碼設(shè)備150在編碼的過程中執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制，所以在與音頻編碼設(shè)備50相比時(shí)，可以減少處理延遲。第三實(shí)施例第三實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的品質(zhì)的示例圖21是圖示了根據(jù)本公開的第三實(shí)施例的音頻編碼設(shè)備的配置的框圖，該音頻編碼設(shè)備是根據(jù)本公開的實(shí)施例提供的音頻編碼設(shè)備的一個(gè)示例。在圖21中，與圖1中所示的部件相同的部件由與圖1中的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記指代。適當(dāng)?shù)厥÷粤硕嘤嗟拿枋?。圖21中所示的音頻編碼設(shè)備200的配置與圖1中所示的配置不同之處在于，在規(guī)范化單元12和比特分配計(jì)算單元13之間布置了噪聲檢測器201和增益控制器202。音頻編碼設(shè)備200對音頻信號的規(guī)范化信息idsf執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制。具體地，音頻編碼設(shè)備200的噪聲檢測器201按照從規(guī)范化單元12提供的規(guī)范化信息idsf，執(zhí)行噪聲檢測處理，并且輸出控制信號C。增益控制器202按照從噪聲檢測器201提供的控制信號c，對從規(guī)范化單元12提供的規(guī)范化信息idsf執(zhí)行增益控制。具體地，在控制信號c表示檢測到噪聲時(shí)，增益控制器202對規(guī)范化信息idsf執(zhí)行增益控制，使得在音頻帶之外的高頻成分的功率以特定斜率單調(diào)減少。隨后，增益控制器202輸出增益控制之后得到的規(guī)范化信息idsf’。另一方面， 在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，增益控制器202未作改變地輸出規(guī)范化信息idsf作為規(guī)范化信息idsf’。向比特分配計(jì)算單元13提供從增益控制器202輸出的規(guī)范化信息 idsf，。噪聲檢測處理圖22至圖25是圖示了通過圖21中所示的噪聲檢測器201執(zhí)行的第一至第三噪聲檢測處理的圖。注意，在圖22中，橫坐標(biāo)軸指代頻譜的索引，而縱坐標(biāo)軸指代頻譜的功率。 注意，在圖23至25中，橫坐標(biāo)軸指代規(guī)范化信息的索引，而縱坐標(biāo)軸指代規(guī)范化信息。圖22是圖示了從時(shí)間頻率變換單元11輸出的頻譜的圖。注意，在圖22中，實(shí)線指代頻譜mdspec的功率。在圖22中所示的示例中，如圖11的情況那樣，作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號的采樣頻率是96kHz，而在具有索引0至N-I的N頻譜當(dāng)中，具有索引N/2至N-I的N/2頻譜對應(yīng)于具有在音頻帶之外的高頻的頻譜。此外，針對各個(gè)由圖22中的粗線指代的所謂臨界帶寬，對頻譜mdspec執(zhí)行規(guī)范化和量化?？紤]到音頻感知特性，每個(gè)臨界帶寬一般在較低的帶中較窄而在較高的帶中較寬。 例如，在圖22中，包括索引號0的最低的臨界帶寬包括兩個(gè)頻譜mdspec，而包括索引號N-I 的最高的臨界帶寬包括八個(gè)頻譜mdspec。注意，此處，作為用于規(guī)范化和量化的處理單位的臨界帶寬被稱為量化單位，而N 個(gè)頻譜mdspec被按組劃分為M個(gè)量化單位。圖23是圖示了對作為圖22中所示的頻譜mdspec的量化單位的規(guī)范化信息idsf 執(zhí)行的第一噪聲檢測處理的圖。注意，在圖23中，實(shí)線表示規(guī)范化信息idsf，中等粗細(xì)的線表示在音頻帶之外的規(guī)范化信息之和，而粗線表示閾值。如圖23中所示，在噪聲檢測處理的第一示例中，在音頻帶之外的頻譜mdspec的規(guī)范化信息idsf之和等于或大于預(yù)定的閾值時(shí)，檢測到PDM信號特有的噪聲。
圖M是圖示了對圖22中所示的頻譜mdspec的規(guī)范化信息idsf執(zhí)行的第二噪聲檢測處理的圖。注意，在圖M中，實(shí)線表示規(guī)范化信息idsf，而粗線表示閾值。如圖M中所示，在噪聲檢測處理的第二示例中，在音頻帶之外的頻譜mdspec的所有規(guī)范化信息idsf都等于或大于預(yù)定的閾值時(shí)，檢測到PDM信號特有的噪聲。圖25是圖示了對圖22中所示的頻譜mdspec的規(guī)范化信息idsf執(zhí)行的第三噪聲檢測處理的圖。注意，在圖25中，實(shí)線表示規(guī)范化信息idsf。如圖25中所示，在噪聲檢測處理的第三示例中，在音頻帶之外的頻譜mdspec的規(guī)范化信息idsf單調(diào)增加時(shí)，檢測到PDM信號特有的噪聲。注意，在噪聲檢測處理的第二和第三示例中，按照規(guī)范化信息idsf做出確定。然而，多個(gè)規(guī)范化信息idsf可以劃分為組，并且可以針對各個(gè)組按照規(guī)范化信息idsf做出確定。此外，通過噪聲檢測器201執(zhí)行的噪聲檢測處理可以是第一至第三示例之一，或者可以是第一至第三示例的組合。此外，通過噪聲檢測器201執(zhí)行的噪聲檢測處理不限于上述第一至第三示例。增益控制圖沈是圖示了對圖22中所示的頻譜mdspec的規(guī)范化信息idsf通過增益控制器 202執(zhí)行的增益控制的圖。注意，在圖沈中，橫坐標(biāo)軸指代規(guī)范化信息的索引，而縱坐標(biāo)軸指代規(guī)范化信息。注意，在圖沈中，虛線表示尚未經(jīng)歷增益控制的規(guī)范化信息idsf，實(shí)線表示通過增益控制得到的規(guī)范化信息idsf’，而粗線表示增益控制的斜率。如圖沈中所示，在通過增益控制器202執(zhí)行的增益控制中，控制頻規(guī)范化信息 idsf的增益使得在音頻帶之外的頻譜mdspec的規(guī)范化信息idsf以特定斜率單調(diào)減少。注意，在通過增益控制器202執(zhí)行的增益控制不限于圖沈中所示的示例。音頻編碼設(shè)備的處理圖27是圖示了通過圖21中所示的音頻編碼設(shè)備200執(zhí)行的編碼處理的流程圖， 該編碼處理是根據(jù)本公開的實(shí)施例提供的編碼方法的一個(gè)示例。在向音頻編碼設(shè)備200提供作為時(shí)間序列信號的音頻信號時(shí)開始編碼處理。在圖27的步驟SlOl中，時(shí)間頻率變換單元11對作為時(shí)間序列信號輸入的音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，并且輸出所得到的頻譜mdspec。在步驟S102中，規(guī)范化單元12針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，對從時(shí)間頻率變換單元 11提供的頻譜mdspec，使用與頻譜mdspec的幅度相對應(yīng)的規(guī)范化系數(shù)sf(idsf)執(zhí)行規(guī)范化。規(guī)范化單元12輸出與規(guī)范化系數(shù)sf(idsf)相對應(yīng)的規(guī)范化信息idsf和作為規(guī)范化結(jié)果得到的規(guī)范化頻譜nspec。在步驟S103中，噪聲檢測器201按照從規(guī)范化單元12提供的在音頻帶之外的高頻成分等，執(zhí)行圖22至25中所述的噪聲檢測處理，以便輸出控制信號C。在步驟S104中，增益控制器202按照從噪聲檢測器201提供的控制信號c，確定通過在步驟S103中執(zhí)行的噪聲檢測處理是否檢測到PDM信號特有的噪聲。在控制信號c 表示檢測到噪聲時(shí)，確定在步驟S103中檢測到PDM信號特有的噪聲，并且處理前進(jìn)到步驟 S105。在步驟S105中，增益控制器202對從規(guī)范化單元12輸出的規(guī)范化信息idsf執(zhí)行參照圖26所述的增益控制，使得在音頻帶之外的高頻成分以特定斜率衰減。隨后，增益控制器202輸出增益控制之后得到的規(guī)范化信息idsf’，并且處理前進(jìn)到步驟S106。另一方面，在控制信號c表示尚未檢測到噪聲時(shí)，在步驟S104中確定尚未檢測到 PDM信號特有的噪聲，并且增益控制器202未作改變地輸出規(guī)范化信息idsf作為規(guī)范化信息idsf，。隨后，處理前進(jìn)到步驟S106。在步驟S106中，比特分配計(jì)算單元13針對每個(gè)預(yù)定的處理單位，按照從增益控制器202提供的規(guī)范化信息idsf ’執(zhí)行比特分配計(jì)算，并且向碼串編碼單元15提供量化信息 idwL·此外，比特分配計(jì)算單元13向碼串編碼單元15輸出從增益控制器202提供的規(guī)范化信息idsf’。根據(jù)步驟S107和步驟S108的處理與根據(jù)圖8中所示的步驟S15和S16的處理相同，并且因此省略了其描述。如上所述，音頻編碼設(shè)備200在執(zhí)行比特分配計(jì)算之前，按照音頻信號的規(guī)范化信息執(zhí)行噪聲檢測處理。此外，在通過噪聲檢測處理檢測到PDM信號特有的噪聲時(shí)，規(guī)范化信息經(jīng)歷增益控制，使得規(guī)范化信息在音頻帶之外的高頻成分衰減。借此，分配給PDM信號特有的噪聲的比特?cái)?shù)可以減少，并且分配給在聽覺感知方面重要的音頻帶的比特?cái)?shù)可以增力口。作為結(jié)果，可以對從PDM信號生成的、包括PDM信號特有的噪聲的多比特PCM信號執(zhí)行高精度編碼。因此，可以以高品質(zhì)記錄和傳送高品質(zhì)多比特PCM信號。此外，因?yàn)橐纛l編碼設(shè)備200使用通過規(guī)范化單元12得到的規(guī)范化信息idsf來執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制，所以如音頻編碼設(shè)備150那樣，在與音頻編碼設(shè)備50相比時(shí)，可以減少要添加到一般的音頻編碼設(shè)備10的模塊的數(shù)量。因此，音頻編碼設(shè)備200可以容易地通過轉(zhuǎn)換一般的音頻編碼設(shè)備10來得到。此外，因?yàn)橐纛l編碼設(shè)備200在編碼的過程中執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制，所以在與音頻編碼設(shè)備50相比時(shí)，可以減少處理延遲。此外，因?yàn)橐?guī)范化信息idsf是整數(shù)數(shù)字，所以在與使用作為實(shí)數(shù)的頻譜來執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制的音頻編碼設(shè)備50相比時(shí)，音頻編碼設(shè)備200可以以小的計(jì)算數(shù)量來執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制。另一方面，因?yàn)橐纛l編碼設(shè)備150使用頻譜mdspec來執(zhí)行噪聲檢測處理和增益控制，所以在與音頻編碼設(shè)備200相比時(shí)，音頻編碼設(shè)備150可以以更高的精確度來執(zhí)行編碼。音頻解碼設(shè)備的配置的示例圖觀是圖示了對通過圖21中所示的音頻編碼設(shè)備200編碼后的碼串進(jìn)行解碼的音頻解碼設(shè)備250的配置的框圖。圖28中所示的音頻解碼設(shè)備250包括碼串解碼單元251、逆量化單元252、逆規(guī)范化單元253和頻率時(shí)間變換單元254。音頻解碼設(shè)備250對從音頻編碼設(shè)備200提供的碼串進(jìn)行解碼，以便得到作為時(shí)間序列信號的音頻信號。具體地，音頻解碼設(shè)備250的碼串解碼單元251對從音頻編碼設(shè)備200提供的碼串執(zhí)行解碼，以便得到要輸出的規(guī)范化信息idsf’、量化信息idwl和量化頻譜qspec。逆量化單元252針對每個(gè)處理單位，使用與從碼串解碼單元251提供的量化信息 idwl相對應(yīng)的逆量化系數(shù)，對從碼串解碼單元251提供的量化頻譜qspec執(zhí)行逆量化。逆量化單元252輸出作為逆量化結(jié)果得到的規(guī)范化頻譜nspec。
逆規(guī)范化單元253針對每個(gè)處理單位，使用與從碼串解碼單元251提供的規(guī)范化信息idsf’相對應(yīng)的逆規(guī)范化系數(shù)，對從逆量化單元252提供的規(guī)范化頻譜nspec執(zhí)行逆規(guī)范化。逆規(guī)范化單元253輸出作為逆規(guī)范化結(jié)果得到的頻譜mdspec”。頻率時(shí)間變換單元2M對從逆規(guī)范化單元253提供的頻譜mdspec”執(zhí)行頻率時(shí)間變換，并且輸出作為頻率時(shí)間變換的結(jié)果得到的、作為時(shí)間序列信號的音頻信號。例如，頻率時(shí)間變換單元2M對用作頻譜mdspec”的N個(gè)MDCT系數(shù)，通過諸如IMDCT的逆正交變換來執(zhí)行頻率時(shí)間變換，并且輸出2N個(gè)采樣的時(shí)間序列信號。逆規(guī)范化圖四和30是圖示了通過逆規(guī)范化單元253執(zhí)行的逆規(guī)范化的圖。注意，在圖四和30中，橫坐標(biāo)軸指代頻譜的索引，而縱坐標(biāo)軸指代頻譜的功率。圖四是圖示了提供給逆規(guī)范化單元253的規(guī)范化信息idsf’的圖。注意，在圖四中，虛線表示提供給音頻編碼設(shè)備200的音頻信號的頻譜mdspec，而粗線表示針對每個(gè)與規(guī)范化信息idsf’相對應(yīng)的量化單位的頻譜的功率。在圖四中，規(guī)范化信息idsf’是在碼串解碼單元251對經(jīng)歷了參照圖沈所述的增益控制的規(guī)范化信息idsf’進(jìn)行復(fù)原時(shí)得到的。圖30是圖示了作為對圖四中所示的規(guī)范化信息idsf’執(zhí)行的逆規(guī)范化的結(jié)果得到的頻譜mdspec”的圖。注意，在圖30中，虛線表示提供給音頻編碼設(shè)備200的音頻信號的頻譜mdspec，而實(shí)線表示從逆規(guī)范化單元253輸出的頻譜mdspec”。如圖30中所示，對于各個(gè)頻譜，由于相應(yīng)頻譜的規(guī)范化頻譜nspec而改變針對每個(gè)與圖四中所示的規(guī)范化信息idsf’相對應(yīng)的量化單位的頻譜的功率。注意，每個(gè)量化單位中包括的頻譜mdspec”的功率限于與量化單位的規(guī)范化信息idsf’相對應(yīng)的頻譜的功率以內(nèi)。因此，在音頻編碼設(shè)備200中對規(guī)范化信息idsf的增益控制的效果與針對頻譜 mdspec的每個(gè)量化單位執(zhí)行的增益控制的效果相同。音頻解碼設(shè)備的處理圖31是圖示了通過圖觀中所示的音頻解碼設(shè)備執(zhí)行的解碼處理的流程圖。在向音頻解碼設(shè)備250提供從音頻編碼設(shè)備200輸出的碼串時(shí)開始解碼處理。在圖31的步驟S121中，音頻解碼設(shè)備250的碼串解碼單元251對從音頻編碼設(shè)備200提供的碼串執(zhí)行解碼，以便得到要輸出的規(guī)范化信息idsf ’、量化信息idwl和量化頻
、廿
諧 qspeco在步驟S122中，逆量化單元252針對每個(gè)處理單位，使用與從碼串解碼單元251 提供的量化信息idwl相對應(yīng)的逆量化系數(shù)，對從碼串解碼單元251提供的量化頻譜qspec 執(zhí)行逆量化。逆量化單元252輸出作為逆量化結(jié)果得到的規(guī)范化頻譜nspec。在步驟S123中，逆規(guī)范化單元253針對每個(gè)處理單位，使用與從碼串解碼單元251 提供的規(guī)范化信息idsf’相對應(yīng)的逆規(guī)范化系數(shù)，對從逆量化單元252提供的規(guī)范化頻譜 nspec執(zhí)行逆規(guī)范化。逆規(guī)范化單元253輸出作為逆規(guī)范化結(jié)果得到的頻譜mdspec”。在步驟SlM中，頻率時(shí)間變換單元2M對從逆規(guī)范化單元253提供的頻譜 mdspec”執(zhí)行頻率時(shí)間變換，并且輸出作為頻率時(shí)間變換的結(jié)果得到的、作為時(shí)間序列信號的音頻信號。隨后，結(jié)束處理。
如上所述，音頻解碼設(shè)備250對從音頻編碼設(shè)備200提供的碼串進(jìn)行解碼，并且使用與作為解碼結(jié)果得到的規(guī)范化信息idsf’相對應(yīng)的逆規(guī)范化系數(shù)，對規(guī)范化頻譜nspec 執(zhí)行逆規(guī)范化。借此，在規(guī)范化信息idsf’對應(yīng)于在音頻帶之外的衰減了的高頻成分時(shí)，具有在音頻帶之外的衰減了的高頻成分的頻譜mdspec”可以作為逆規(guī)范化結(jié)果得到。作為結(jié)果，可以輸出其中衰減了包括PDM信號特有的噪聲的、在音頻帶之外的高頻成分的高精度多比特PCM信號。注意，盡管未示出，但對從音頻編碼設(shè)備50和150輸出的碼串進(jìn)行解碼的音頻解碼設(shè)備被配置為與音頻解碼設(shè)備250相似，并且執(zhí)行相似的處理。因此，音頻編碼設(shè)備 50(150)檢測到PDM信號特有的噪聲時(shí)，可以與音頻解碼設(shè)備250相似地得到其中衰減了在音頻帶之外的高頻成分的頻譜。此外，盡管在圖11和22中所述的示例中，輸入音頻信號的采樣頻率是96kHz，但是采樣頻率不限于此，并且在音頻帶之外的高頻成分的頻譜的數(shù)量也不限于N/2。例如，采樣頻率可以是192kHz。在該情況下，在具有索引0至N-I的N個(gè)頻譜當(dāng)中，具有索引N/4至 N-I的3N/4個(gè)頻譜對應(yīng)于在音頻帶之外的高頻成分的頻譜。此外，盡管在該實(shí)施例中檢測PDM信號特有的噪聲，但是噪聲檢測器可以檢測其他噪聲，只要噪聲包括在預(yù)定的帶中即可。在該情況下，要經(jīng)歷增益控制的帶包括要通過噪聲檢測器檢測的噪聲。第四實(shí)施例本技術(shù)要應(yīng)用的計(jì)算機(jī)接下來，可以通過硬件或者軟件來執(zhí)行上述系列處理。在通過軟件執(zhí)行系列處理時(shí)，軟件中包括的程序安裝在通用計(jì)算機(jī)等中。隨后，圖32圖示了根據(jù)實(shí)施例安裝有用來執(zhí)行上述系列處理的程序的計(jì)算機(jī)的配置。程序可以存儲在內(nèi)置在計(jì)算機(jī)中的、用作記錄介質(zhì)的存儲單元308或R0M(只讀存儲器)302中?？商孢x地，程序可以存儲(記錄)在可移除介質(zhì)311中?？梢瞥橘|(zhì)311可以提供為封裝軟件。此處，可移除介質(zhì)311的示例包括軟盤、CD-ROM(壓縮盤只讀存儲器)、M0(磁光)盤、DVD (數(shù)字多功能盤)、磁盤和半導(dǎo)體存儲器。注意，程序可以從可移除介質(zhì)311通過驅(qū)動(dòng)器310安裝在計(jì)算機(jī)中，或者可以通過通信網(wǎng)絡(luò)或者廣播網(wǎng)絡(luò)下載到計(jì)算機(jī)并且安裝在內(nèi)置存儲單元308中。具體地，程序可以以無線方式通過用于數(shù)字衛(wèi)星廣播的人造衛(wèi)星、或者以有線方式通過諸如LAN(局域網(wǎng))的網(wǎng)絡(luò)從下載站點(diǎn)傳送到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)包括CPU (中央處理單元)301，并且CPU 301通過總線304連接到輸入/輸出接口 305。在用戶通過輸入/輸出接口 305操作輸入單元306而輸入了指令時(shí)，CPU 301按照指令執(zhí)行存儲在ROM 302中的程序?？商孢x地，CPU 301將存儲在存儲單元308中的程序載入RAM (隨機(jī)存取存儲器)303中，并且執(zhí)行程序。借此，CPU 301按照上述流程圖執(zhí)行處理，或者執(zhí)行通過上述框圖中的配置執(zhí)行的處理。隨后，CPU 301通過輸入/輸出接口 305從輸出電壓307輸出處理結(jié)果，從通信單元309傳送處理結(jié)果，或者使得存儲單元308存儲處理結(jié)果。注意，輸入單元306包括鍵盤、鼠標(biāo)和麥克風(fēng)。此外，輸出電壓307包括IXD (液晶顯示器)和揚(yáng)聲器。此處，在本說明書中，處理不需要按照流程圖中描述的順序以時(shí)間序列通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行。具體地，處理可以按照并行程序或者單獨(dú)通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行(例如，使用對象的處理或者并行處理)。此外，程序可以通過單個(gè)的計(jì)算機(jī)(處理器)處理，或者可以以分布式方式通過多個(gè)計(jì)算機(jī)處理。此外，程序可以傳送到執(zhí)行程序的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。本公開的實(shí)施例不限于前述實(shí)施例，并且可以在不脫離本公開的范圍的情況下做出各種修改。本公開包含與在2010年11月9日提交日本專利局的日本專利在先申請JP 2010-250614中公開的主題內(nèi)容相關(guān)的主題內(nèi)容，該在先申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
權(quán)利要求
1.一種編碼設(shè)備，其包括噪聲檢測器，其被配置為按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲； 增益控制器，其被配置為在通過所述噪聲檢測器檢測到所述噪聲時(shí)，對所述音頻信號執(zhí)行增益控制，使得所述音頻信號在所述特定帶中的成分衰減；比特分配計(jì)算單元，其被配置為按照經(jīng)歷了通過所述增益控制器執(zhí)行的增益控制的所述音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給所述頻譜的比特?cái)?shù)；以及量化單元，其被配置為按照所述比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了所述增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼設(shè)備，其還包括時(shí)間頻率變換單元，其被配置為對所述音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，以便得到所述音頻信號的頻譜，其中，所述噪聲檢測器按照通過所述時(shí)間頻率變換單元得到的頻譜，檢測所述噪聲， 所述增益控制器在所述噪聲檢測器檢測到所述噪聲時(shí)，對通過所述時(shí)間頻率變換單元得到的所述頻譜執(zhí)行所述增益控制，使得所述頻譜在所述特定帶中的成分衰減，并且所述比特分配計(jì)算單元按照經(jīng)歷了通過所述增益控制器執(zhí)行的增益控制的所述頻譜， 計(jì)算所述比特?cái)?shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼設(shè)備，其中，所述噪聲包括在所述特定帶中并具有單調(diào)增加的傾向，并且所述噪聲檢測器在所述特定帶中的所述頻譜的組的功率之和單調(diào)增加時(shí)檢測到所述噪聲。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼設(shè)備，其還包括規(guī)范化單元，其被配置為對經(jīng)歷了通過所述增益控制器執(zhí)行的增益控制的所述頻譜， 使用與所述頻譜的幅度相對應(yīng)的規(guī)范化系數(shù)進(jìn)行規(guī)范化，其中，所述比特分配計(jì)算單元按照所述規(guī)范化系數(shù)計(jì)算所述比特?cái)?shù)，并且所述量化單元按照所述比特?cái)?shù)，對通過所述規(guī)范化單元進(jìn)行了規(guī)范化的所述頻譜進(jìn)行量化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述編碼設(shè)備，其還包括時(shí)間頻率變換單元，其被配置為對所述音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，以便得到所述音頻信號的頻譜；以及規(guī)范化單元，其被配置為對通過所述時(shí)間頻率變換單元得到的所述頻譜，使用與所述頻譜的幅度相對應(yīng)的規(guī)范化系數(shù)進(jìn)行規(guī)范化，其中，所述噪聲檢測器按照規(guī)范化信息檢測所述噪聲，所述規(guī)范化信息是關(guān)于與所述規(guī)范化系數(shù)相對應(yīng)的整數(shù)的信息，所述增益控制器在通過所述噪聲檢測器檢測到所述噪聲時(shí)，對所述規(guī)范化信息執(zhí)行增益控制，使得所述規(guī)范化信息在所述特定帶中的成分衰減，所述比特分配計(jì)算單元按照通過所述增益控制器執(zhí)行增益控制之后得到的所述規(guī)范化信息，計(jì)算所述比特?cái)?shù)，并且所述量化單元按照所述比特?cái)?shù)，對通過所述規(guī)范化單元進(jìn)行了規(guī)范化的所述頻譜進(jìn)行量化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼設(shè)備，其中，所述噪聲包括在所述特定帶中并具有單調(diào)增加的傾向，并且所述噪聲檢測器在所述規(guī)范化信息單調(diào)增加時(shí)檢測到所述噪聲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼設(shè)備，其還包括時(shí)間頻率變換單元，其被配置為對經(jīng)歷了通過所述增益控制器執(zhí)行的增益控制的所述音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，以便得到經(jīng)歷了所述增益控制的音頻信號的頻譜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼設(shè)備，其中，所述噪聲包括在所述特定帶中并具有單調(diào)增加的傾向。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼設(shè)備，其還包括規(guī)范化單元，其被配置為對通過所述時(shí)間頻率變換單元得到的所述頻譜，使用與所述頻譜的幅度相對應(yīng)的規(guī)范化系數(shù)進(jìn)行規(guī)范化，其中，所述比特分配計(jì)算單元按照所述規(guī)范化系數(shù)計(jì)算所述比特?cái)?shù)，并且所述量化單元按照所述比特?cái)?shù)，對通過所述規(guī)范化單元進(jìn)行了規(guī)范化的所述頻譜進(jìn)行量化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼設(shè)備，其中，所述噪聲檢測器提取所述音頻信號在所述特定帶中的成分，并且按照所述成分檢測所述噪聲。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼設(shè)備，其中，所述噪聲檢測器對所述音頻信號執(zhí)行時(shí)間頻率變換，以便按照作為所述時(shí)間頻率變換的結(jié)果得到的所述音頻信號的頻譜來檢測所述噪聲，并且所述增益控制器在通過所述噪聲檢測器檢測到所述噪聲時(shí)，對所述音頻信號的頻譜執(zhí)行增益控制，使得所述頻譜在所述特定帶中的成分衰減，并且通過對經(jīng)歷了增益控制的所述頻譜執(zhí)行頻率時(shí)間變換來對所述音頻信號執(zhí)行增益控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼設(shè)備，其中，所述噪聲包括在音頻帶之外的高頻帶中。
13.—種通過編碼設(shè)備執(zhí)行的編碼方法，所述編碼方法包括 按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲；在檢測到所述噪聲時(shí)，對所述音頻信號執(zhí)行增益控制，使得所述音頻信號在所述特定帶中的成分衰減；按照經(jīng)歷了所述增益控制的所述音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給所述頻譜的比特?cái)?shù)；以及按照所述比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了所述增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。
14.一種使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟的程序，所述步驟包括 按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲；在檢測到所述噪聲時(shí)，對所述音頻信號執(zhí)行增益控制，使得所述音頻信號在所述特定帶中的成分衰減；按照經(jīng)歷了所述增益控制的所述音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給所述頻譜的比特?cái)?shù)；以及按照所述比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了所述增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。
全文摘要
本公開涉及編碼設(shè)備、編碼方法和程序。該編碼設(shè)備包括噪聲檢測器，其被配置為按照音頻信號檢測特定帶中包括的噪聲；增益控制器，其被配置為在通過噪聲檢測器檢測到噪聲時(shí)，對音頻信號執(zhí)行增益控制，使得音頻信號在特定帶中的成分衰減；比特分配計(jì)算單元，其被配置為按照經(jīng)歷了通過增益控制器執(zhí)行的增益控制的音頻信號的頻譜，計(jì)算要被分配給頻譜的比特?cái)?shù)；以及量化單元，其被配置為按照比特?cái)?shù)，對經(jīng)歷了增益控制的音頻信號的頻譜進(jìn)行量化。
文檔編號G10L19/00GK102467910SQ20111034253
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者松村祐樹, 鈴木志朗 申請人:索尼公司