專利名稱：局部復(fù)合調(diào)制的濾波器組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含利用下采樣的實值子帶濾波器組的音頻信號的均衡、譜包絡(luò)調(diào)整、頻率選擇性展平或者頻率選擇性空間化的系統(tǒng)。通過將子帶信號的對應(yīng)子集變換成復(fù)值子帶信號，允許抑制選擇的頻率范圍的混疊。假定在選擇的頻率范圍之外的混疊不太明顯或者能夠被其它方法減輕，那么與使用復(fù)值濾波器組相比，能夠大大節(jié)省計算工作。
本發(fā)明教導(dǎo)如何以只比實值濾波器組的計算復(fù)雜性稍大的計算復(fù)雜性，獲得所選頻率范圍的信號的復(fù)表示。對實濾波器組分析的所選子帶應(yīng)用高效的多帶濾波器，以便產(chǎn)生這些子帶信號的虛部。結(jié)果是局部復(fù)調(diào)制濾波器組分析。在起因于諸如包絡(luò)調(diào)整和濾波之類線性時間不變修改的能量估計的穩(wěn)定性和最小混疊方面，復(fù)化的(complexified)子帶將具有和來自復(fù)指數(shù)調(diào)制濾波器組的對應(yīng)子帶相同的優(yōu)點。在實合成之前，另一多帶濾波器將復(fù)子帶樣本變回實子帶樣本。重構(gòu)和信號處理行為的總體質(zhì)量在復(fù)化頻率范圍中與復(fù)濾波器組的質(zhì)量一致，在其它的頻率范圍中與實濾波器組的質(zhì)量一致。這兩個范圍之間的無縫過渡隱含地起因于本發(fā)明教導(dǎo)的特殊邊緣頻帶處理。
在修改器或操縱器102、103的架構(gòu)中，應(yīng)提及借助時間插值增益或矩陣的空間參數(shù)(例如MPEG環(huán)繞聲或參量立體聲)的時變應(yīng)用。就時間不變修改或處理來說，具有不引入混疊的包絡(luò)調(diào)整或均衡的應(yīng)用是重要的。從而，涉及混疊的引入的定義主要集中在時間不變情況上。
然而，在

圖1中所示的操縱器或修改器102、103的架構(gòu)中引入時變性代表其中不引入混疊的特征的定義變得更困難。實際上，例如，即使在MPEG環(huán)繞聲的架構(gòu)，也將按照本地時間不變方式處理長的重要信號。在另一步驟中，在將為得重要的先進(jìn)轉(zhuǎn)置方法，比如高質(zhì)量SBR的架構(gòu)中，還可考慮非改線處理。雖然這些先進(jìn)的轉(zhuǎn)置方法包含時變和/或非線性處理，不過在第一步驟中，也不得不考慮時間不變修改和處理。
總之，在修改器或操縱器102、103的架構(gòu)中，任何處理的確可能并且是相關(guān)的，只要它要求所得到的(局部復(fù))濾波器組的時間頻率分辨率。從而，對應(yīng)復(fù)濾波器組的操縱器103的所有優(yōu)點也存在于局部復(fù)濾波器組的復(fù)部分中。
圖1-3中描述的本發(fā)明的實施例包括下述特征 一種離散時間音頻信號的修改方法，包括下述步驟 用余弦調(diào)制分析濾波器組對信號濾波， 借助多帶濾波，產(chǎn)生子帶子集的復(fù)子帶樣本， 修改實子帶樣本和復(fù)子帶樣本， 借助多帶濾波，將所得到的復(fù)樣本變換成實樣本 通過余弦調(diào)制合成濾波器組對實子帶樣本濾波，從而獲得修改的離散時間音頻信號。
下面概述低功率形式的空間音頻工具的一種實現(xiàn)。低功率空間音頻工具作用于第K個QMF子帶(QMF＝正交鏡像濾波器)之上的實值子帶域信號，其中K是正整數(shù)。按照預(yù)期實現(xiàn)的具體需要和規(guī)范選擇整數(shù)K。換句話說，依據(jù)預(yù)期實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，比如位流信息給出整數(shù)K。實值QMF濾波器組與本發(fā)明的實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)合使用，從而獲得局部復(fù)子帶域表示。此外，低功率空間音頻工具可包含另外的模塊，以便減小由于實值處理而引入的混疊。
在上述簡短介紹之后，低功率空間音頻編碼系統(tǒng)采用按照圖10的時間/頻率變換。所述空間音頻編碼的時間/頻率變換器包括圖10中所示的混合QMF分析濾波器組。處理實QMF分析濾波器組500的混合QMF分析濾波器組通過可選的開關(guān)510與本發(fā)明的實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520連接。實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520還與一個或多個Nyquist分析濾波器組530連接。
實QMF分析濾波器組500在輸入端被供給時域輸入信號

并在輸出端向?qū)崝?shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520提供實值QMF信號

實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520將QMF信號變成局部復(fù)樣本

所述局部復(fù)樣本

隨后被提供給Nyquist分析濾波器組530，Nyquist分析濾波器組530再產(chǎn)生混合子帶域信號xn，m。
除了這種時間/頻率變換器的其中利用時域樣本

設(shè)置空間音頻解碼器的常規(guī)操作模式之外，還可以采用來自復(fù)雜性低的HE-AAC解碼器的(中間)實值(QMF)子帶域樣本

更具體地說，這種情況下，采用在HE-AAC QMF合成之前的子帶域樣本，如在[ISO/IEC14496-32001/AND12003]中安排的那樣。為了還能夠?qū)⑦@些QMF輸入信號

供給本發(fā)明的實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520，可選的開關(guān)510被集成到圖10中所示的時間/頻率變換器中并相應(yīng)地被開關(guān)。
以QMF輸入信號的形式提供的，或者通過實QMF分析濾波器組500提供的實QMF信號由實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520轉(zhuǎn)換成局部復(fù)樣本

實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520將在下面參考圖13詳細(xì)說明。此外，作為一個附加選項并且如果能夠?qū)崿F(xiàn)的話，圖10中未示出的剩余解碼模塊能夠提供子帶域樣本

作為QMF殘余輸入信號。這些QMF殘余信號也通過可選的延遲器540被傳送給Nyquist分析濾波器組530，因為這些QMF殘余輸入信號也需要以延遲的形式被傳送，以便在被變換到同樣形成混合子帶域信號

的混合域之前，補償由實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520引起的延遲。
圖11表示空間音頻編碼系統(tǒng)中進(jìn)行頻率/時間變換，確切地說，時間/頻率變換的混合QMF合成濾波器組。混合QMF合成濾波器組包含在輸入端被供給混合子帶域信號yn，m的一個或多個Nyquist合成濾波器組550。更具體地說，在Nyquist合成一方，混合子帶域樣本yn，m由Nyquist合成濾波器組550變換成局部復(fù)QMF子帶域樣本

局部復(fù)QMF子帶域樣本隨后被提供給本發(fā)明的復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560，復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560將局部復(fù)QMF子帶域樣本轉(zhuǎn)換成實值，確切地說，實QMF樣本

本發(fā)明的復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560將參考圖14更詳細(xì)地說明。這些實QMF樣本被提供給實QMF合成濾波器組570，在實QMF合成濾波器組570，它們以時域樣本，確切地說，時域輸出信號

的形式被變回到時域中。
現(xiàn)在更詳細(xì)地說明濾波器組，確切地說實QMF分析濾波器組500和實QMF合成濾波器組570。例如，對于低功率MPEG環(huán)繞系統(tǒng)，使用實值QMF濾波器組。這種情況下，分析濾波器組500使用64個通道，如下概述的那樣。合成濾波器組570也具有64個通道，并且和在ISO/IEC 14496-3的4.6.18.8.2.3節(jié)中描述的低復(fù)雜性HE-ACC系統(tǒng)中使用的濾波器組相同。雖然下面的說明建立在64通道(整數(shù)L＝64)的基礎(chǔ)上，不過本發(fā)明和其實施例并不局限于使用64個通道或者適當(dāng)數(shù)目的實值或復(fù)值子帶信號。原則上，在本發(fā)明的實施例中可以使用任意數(shù)目的通道，確切地說，實值或復(fù)值子帶信號。但是，如果使用不同數(shù)目的通道，那么實施例的適當(dāng)參數(shù)也應(yīng)必須相應(yīng)地修改。圖10中所示的實值QMF分析濾波器組500被用于將來自核心解碼器的時域信號

分成64個子帶信號。來自濾波器組，確切地說，來自實值QMF濾波器組500的輸出是呈子帶樣本形式的實值和臨界采樣信號。
圖12以C/C++偽代碼的形式給出了實值分析QMF濾波器組500執(zhí)行的操作的流程圖。換句話說，圖12中圖解說明了實QMF分析濾波器組500執(zhí)行的方法。濾波涉及下述步驟，其中數(shù)組x包含標(biāo)以索引0-639的640個時間域輸入樣本。在圖12中，數(shù)組或向量的索引用方括號括起來。時間域輸入樣本的數(shù)組x中的較大索引對應(yīng)于較早的樣本。
圖12圖解說明實QMF分析濾波器組500對QMF子帶樣本1執(zhí)行的方法。在步驟S100中啟動該方法之后，在步驟S110中，數(shù)組x中的樣本被移動64個位置。索引為575-639(n＝575，...，639)的64個最陳舊樣本被丟棄。之后，在步驟S120中，在索引為-63的位置，在數(shù)組x中保存64個新樣本。
在步驟S130中，數(shù)組x的樣本被乘以窗口，確切地說，窗口函數(shù)c的一組系數(shù)。窗口c也被實現(xiàn)成具有索引為0，...，639的640個元素的數(shù)組c。通過按照下式引入具有640個元素的新的中間數(shù)組z，在步驟S130中完成該乘法 z(n)＝x(n)·c(n)，n＝0，...，639 (23) 其中在ISO/IEC 14496-3的表4.A.87中可找到窗口系數(shù)c
，...，c[639]。
在下一步驟S140中，按照下式計算中間數(shù)組z表示的樣本的總和 產(chǎn)生一個新的128個元素的中間數(shù)組u。在圖12的流程圖中，等式(24)也被表示成代表等式(24)的公式的助記碼。
在下一步驟S150中，通過與矩陣M的矩陣運算M·u，計算新的64個子帶樣本，其中矩陣M的元素由下式給出 之后進(jìn)行步驟160中的濾波方法。
從而，圖12的流程圖中所示的方法的每個循環(huán)產(chǎn)生64個子帶樣本，每個子帶樣本代表來自一個濾波器組子帶的輸出。如前所述，在圖12的流程圖中，Xreal[m][l]對應(yīng)于QMF子帶m的子帶樣本l，其中m、l和n都是整數(shù)。從而，輸出Xreal[m][n]等于實值子帶樣本
雖然圖12表示了實值分析QMF濾波器組500的流程圖，不過圖13更詳細(xì)地表示本發(fā)明的實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520。圖13中所示的實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520接收4個實子帶信號，所述64個實子帶信號形成兩個不同的子集K個實子帶和(64-K)個實子帶，其中K同樣是1-64之間的正整數(shù)。K個實子帶信號或子帶形成的子集形成多個實值子帶信號，(64-K)個實子帶形成的第二個子集形成另外的多個實值子帶信號。
K個實子帶信號形成的子集被提供給多帶濾波器600和可選的第一延遲器610。多帶濾波器600在輸出端提供一組K個實值中間子帶信號，所述一組K個實值中間子帶信號被提供給乘法器620，乘法器620將每個實值中間子帶信號乘以負(fù)的虛數(shù)單位(-i)。乘法器620的輸出被提供給加法器630，加法器630還從延遲器610接收延遲的K個實值子帶信號。加法器630的輸出再被提供給固定增益調(diào)節(jié)器640。固定增益調(diào)節(jié)器640通過將對應(yīng)的子帶信號乘以實值常數(shù)，調(diào)整在其輸入端提供的每個子帶信號的電平。應(yīng)注意固定增益調(diào)節(jié)器640是一個可選組件，不是本發(fā)明的實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器所必需的。作為固定增益調(diào)節(jié)器640(如果實現(xiàn)的話)的輸出，或者在加法器30的輸出端，實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520提供K個復(fù)值子帶信號，確切地說，K個復(fù)子帶。
加法器630和乘法器620一起構(gòu)成計算器650，計算器650提供可被固定增益調(diào)節(jié)器640隨意調(diào)節(jié)增益的復(fù)值子帶信號。更具體地說，計算器650組合作為復(fù)值子帶信號的實部，由計算器650輸出的實值子帶信號和作為復(fù)值子帶信號的虛部，由多帶濾波器600輸出的中間信號。
在這方面，重要的是注意第一延遲器610也是一個可選組件，它保證在計算器650組合多帶濾波器600輸出的中間信號和提供給實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520的實值子帶信號之前，正確地考慮到由多帶濾波器600造成的可能的時間延遲。
作為一個可選組件，實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520還包括第二延遲器660，第二延遲器660同樣確保多帶濾波器600造成的可能時間延遲不會在所述另外的多個實值子帶信號，即(64-K)個實值子帶信號中顯露出來。為此，第二延遲器660被連接在原樣通過實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520的(64-K)個實值子帶信號中間。重要的是注意實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520并不必然包含以原樣形式或者只是被延遲的形式傳送的任何實值子帶信號，因為整數(shù)K同樣能夠采用值K＝64，以致沒有任何實值子帶信號按照所述方式通過實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520。
從而，實QMF子帶信號由如圖13中所示的實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器520變換成局部復(fù)QMF子帶。第一組的K個實子帶信號由多帶濾波器600濾波，由乘法器620乘以虛數(shù)單位的負(fù)數(shù)(-i)，并由加法器630加入到K個延遲的實值子帶信號中，以便產(chǎn)生K個復(fù)子帶信號。如上所述，在加法器630處理K個實值子帶信號之前，延遲所述K個實值子帶信號的延遲器610是可選的。加法器630，確切地說計算器650輸出的K個復(fù)值子帶信號由固定實增益調(diào)節(jié)器640調(diào)節(jié)增益，并作為實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器的K個復(fù)值子帶，從而作為包含實數(shù)-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器320的局部復(fù)分析濾波器組的K個復(fù)值子帶被輸出。
包含(64-K)個實子帶信號的第二組僅僅被可選的第二延遲器660延遲(如果它們確實存在的話)。兩個可選的延遲器610、660的作用是補償由多帶濾波器600引入的可能延遲。該延遲的長度一般和包含在多帶濾波器600中的一組多帶濾波器的階相關(guān)。通常，該延遲的長度一般為多帶原型濾波器的階的一半。這意味著在下面更仔細(xì)地說明的實施例中由這兩個可選延遲器610、660施加的延遲相當(dāng)于5個子帶樣本。如同上面所述，尤其是關(guān)于圖4中的多帶濾波器的描述說明的那樣，多帶濾波器通過進(jìn)行下面的計算作用于第一組K個QMF子帶信號，其中

表示變成由計算器650輸出的復(fù)值子帶信號的虛部的多帶濾波器600的輸出 項fm，r[v]表示濾波器，確切地說表示濾波函數(shù)，

表示在多帶濾波器的輸入端提供的實值子帶信號。此外，QMF子帶求和極限由下式定義 和 濾波器fm，r[v]來源于多帶濾波器600的兩個原型濾波器，它們主要由兩個多帶濾波器原型系數(shù)av[n]確定，其中v＝0，1。更準(zhǔn)確地說，濾波器或者濾波函數(shù)fm，r[v]滿足下面的關(guān)系 其中多帶濾波器原型系數(shù)a0[v]滿足在下表1中給出的關(guān)系 表1 0.003≤a0
≤0.004 |a0[1]|≤0.001 -0.072≤a0[2]≤-0.071 |a0[3]≤|0.001 0.567≤a0[4]≤0.568|a0[5]|≤0.001 0.567≤a0[6]≤0.568 |a0[7]|≤0.001 -0.072≤a0[8]≤-0.071 |a0[9]|≤0.001 0.003≤a0[10]≤0.004 此外，多帶濾波器原型系數(shù)a1[v]滿足在下表2中給出的關(guān)系 表2 0.0008≤a1
≤0.0009 0.0096≤a1[1]≤0.0097 0.0467≤a1[2]≤0.0468 0.1208≤a1[3]≤0.1209 0.2025≤a1[4]≤0.2026 0.2388≤a1[5]≤0.2389 0.2025≤a1[6]≤0.2026 0.1208≤a1[7]≤0.1209 0.0467≤a1[8]≤0.0468 0.0096≤a1[9]≤0.0097 0.0008≤a1[10]≤0.0009 換句話說，借助等式29，從在表1和表2中給出的原型濾波器得到濾波器fm，r[v]。
計算器650組合多帶濾波器600的輸出

和延遲的實值QMF子帶樣本

形成局部復(fù)QMF子帶樣本

如圖13中所示。更具體地說，輸出

滿足下述關(guān)系 其中在實值QMF子帶樣本

的上標(biāo)(n-5)中，舉例說明了兩個延遲器610、660的影響。如前所述，該延遲的長度一般為如表1和2中給出的多帶原型濾波器系數(shù)av[n]的階的一半。這相當(dāng)于五個子帶樣本。
在本發(fā)明的另一實施例中，多帶濾波器原型，確切地說多帶濾波器原型系數(shù)av[n](v＝0，1)滿足在下面的表3和4中給出的關(guān)系 表3 0.00375672984183≤a0
≤0.00375672984185|a0[1]|≤0.00000000000010 -0.07159908629243≤a0[2]≤-0.07159908629241 |a0[3]|≤0.00000000000010 0.56743883685216≤a0[4]≤0.56743883685218|a0[5]|≤0.00000000000010 0.56743883685216≤a0[6]≤0.56743883685218|a0[7]|≤0.00000000000010 -0.07159908629243≤a0[8]≤-0.07159908629241 |a0[9]|0.00000000000010 0.00375672984183≤a0[10]≤0.00375672984185 表4 0.00087709635502≤a1
≤0.00087709635504 0.00968961250933≤a1[1]≤0.00968961250935 0.04670597747405≤a1[2]≤0.04670597747407 0.12080166385304≤a1[3]≤0.12080166385306 0.20257613284429≤a1[4]≤0.20257613284431 0.23887175675671≤a1[5]≤0.23887175675673 0.20257613284429≤a1[6]≤0.20257613284431 0.12080166385304≤a1[7]≤0.12080166385306 0.04670597747405≤a1[8]≤0.04670597747407 0.00968961250933≤a1[9]≤0.00968961250935 0.00087709635502≤a1[10]≤0.00087709635504 在本發(fā)明的另一實施例中，多帶濾波器原型系數(shù)av[n](v＝0，1)包含在下面的表5中給出的值 表5 na0[n]a1[n] 00.00375672984184 0.00087709635503 100.00968961250934 2-0.071599086292420.04670597747406 300.12080166385305 40.56743883685217 0.20257613284430 500.23887175675672 60.56743883685217 0.20257613284430 700.12080166385305 8-0.071599086292420.04670597747406 900.00968961250934 10 0.00375672984184 0.00087709635503 如在數(shù)學(xué)背景的上下文中，尤其是在等式(18)-(20)，以及等式(18)中的表達(dá)式的性質(zhì)的上下文中概述的那樣，所得到的系數(shù)的結(jié)構(gòu)av[n]包含一定的對稱性。更準(zhǔn)確地說，同樣如同在上面所示表5中給出的系數(shù)一樣，表5的av[n]的系數(shù)滿足對稱關(guān)系 av[10-n]＝av[n](30a) 當(dāng)v＝0，1并且n＝0，...，10時，和 a0[2n+1]＝0(30b) 當(dāng)n＝0，...，4時。
參見圖11，在實QMF合成570之前，局部復(fù)子帶QMF信號由在圖14中詳細(xì)表示的復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560變換成實值QMF信號。
圖14中所示的復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560接收64個子帶信號，所述64個子帶信號包含K個復(fù)值子帶信號和(64-K)個實值子帶信號。K個復(fù)值子帶信號或者其它K個復(fù)值子帶被提供給固定增益調(diào)節(jié)器700，固定增益調(diào)節(jié)器700是復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560的可選組件。如前所述，K表示在1-64范圍中的正整數(shù)。此外，本發(fā)明并不局限于64個子帶信號，也可處理多于或少于64的子帶信號。這種情況下，必須相應(yīng)地改變下面描述的實施例的參數(shù)。
固定增益調(diào)節(jié)器700與分離器710或者說提取器710連接，如前所述，分離器710或者說提取器710包含實部提取器720和虛部提取器730，它們都接收固定增益調(diào)節(jié)器700的輸出作為輸入。但是，如果沒有實現(xiàn)可選的固定增益調(diào)節(jié)器700，那么分離器710或者說提取器710直接接收K個復(fù)值子帶信號。實部提取器720與可選的第一延遲器740連接，而虛部提取器730與多帶濾波器750連接。第一延遲器740和多帶濾波器75都與計算器760連接，計算器760在輸出端提供K個實值子帶信號作為本發(fā)明的復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560的輸出。
此外，復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560被供給(64-K)個實值子帶信號，在圖14中，所述(64-K)個實值子帶信號也被稱為實子帶，并被提供給第二延遲器770，第二延遲器770也是一個可選組件。在復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560的輸出端，以延遲的形式提供所述(64-K)個實值子帶信號。但是，如果沒有實現(xiàn)第二延遲器770，那么所述(64-K)個實值子帶信號被原樣傳遞。
在圖14中所示的實施例中，局部復(fù)QMF子帶信號

即K個復(fù)值子帶信號的復(fù)部由固定增益調(diào)節(jié)器700進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。固定增益調(diào)節(jié)器700將所有輸入的復(fù)值子帶信號乘以實值系數(shù)，例如

之后，通過按照下式，采用實部提取器720和虛部提取器730，分離器710將增益調(diào)節(jié)后的信號分成實部信號

和虛部信號
在圖14中所示的實施例中，復(fù)值子帶信號

之前的系數(shù)

由固定增益調(diào)節(jié)器700提供。
子帶濾波器750通過進(jìn)行下面的數(shù)學(xué)運算，繼續(xù)處理虛部信號

所述虛部信號

是實值信號 子帶濾波器750提供一組K個實值中間子帶信號

在等式(32)中，QMF子帶求和極限p(m)和q(m)分別由前面的等式(27)和(28)定義。此外，濾波器，確切地說濾波函數(shù)gm，r[v]來源于原型濾波器，確切地說借助于下面的關(guān)系，來源于如表1和2、表3和4或者表5中展示的原型濾波器系數(shù) 為了相對于分離器710或者說提取器710和多帶濾波器750處理的K個復(fù)值子帶子帶信號獲得QMF信號

計算器760計算多帶濾波器75輸出的中間子帶信號和分離器710延遲輸出的實部信號的總和。
由于第二延遲器770的影響，剩余的(64-K)個實值子帶信號被延遲地傳遞。總之，隨后通過進(jìn)行下述運算，獲得將被送入圖11的實QMF合成濾波器組570的QMF信號
如同關(guān)于等式(30)所述，實部信號

和實值子帶信號

的上標(biāo)(n-5)由第一延遲器740和第二延遲器70造成，其中它們的延遲的長度一般同樣為如表1-5中給出的多帶原型濾波器av[n]的階的一半。如上所述，這相當(dāng)于五個子帶樣本。
另外，如同關(guān)于圖13所述，本發(fā)明并不局限于64個子帶信號或者K個復(fù)值子帶信號。事實上，如果復(fù)值子帶信號K的數(shù)目等于所有子帶信號的數(shù)目(K＝64)，那么第二延遲器770也可被省略，如同圖13中的第二延遲器660一樣。因此，全部子帶信號的數(shù)目(整數(shù)L＝64)不是限制性的或者強制性的。通過調(diào)整圖14中所示的組件的適當(dāng)參數(shù)，原則上，任意數(shù)目的子帶信號L可被用作給復(fù)數(shù)-實數(shù)轉(zhuǎn)換器560的輸入。
另外，本發(fā)明并不局限于作用于子帶內(nèi)和索引m相關(guān)的子帶信號的對稱分布的多帶濾波器204、306、401、600、750。換句話說，本發(fā)明并不局限于多帶濾波器，所述多帶濾波器組合具有相對于多帶濾波器輸出的中間子帶信號的索引對稱分布的索引的子帶信號或其它信號，例如通過使用具有索引m、(m+m′)和(m-m′)，從具有索引m的子帶和整數(shù)m′開始。除了索引如此之小或者如此之大以致子帶信號的對稱選擇不成問題的子帶信號的明顯限制之外，多帶濾波器可被設(shè)計成對多帶濾波器輸出的每個中間子帶信號使用單獨的子帶信號組合。換句話說，被處理從而獲得中間子帶信號的子帶信號的數(shù)目也可偏離三個。例如，如果選擇具有不同濾波系數(shù)的一個不同濾波器，如上所示，可取的是使用總數(shù)三個以上的子帶信號。此外，可按照提供，確切地說輸出索引與提供給多帶濾波器的子帶信號的索引并不對應(yīng)的中間子帶信號的方式設(shè)計多帶濾波器。換句話說，如果多帶濾波器輸出索引為m的中間子帶信號，那么不一定要求具有相同索引的子帶信號作為提供給多帶濾波器的子帶信號。
另外，包含一個或兩個轉(zhuǎn)換器520、560的系統(tǒng)可包含另外的混疊探測器和/或混疊均衡器，確切地說混疊均衡裝置。
在一個優(yōu)選實施例中，其中所述設(shè)備210、520包括用于延遲實值子帶信號，從而以延遲的形式將實值子帶信號提供給所述計算器215、650的延遲器203、610。
在一個優(yōu)選實施例中，其中所述設(shè)備310、560還包括延遲器305、740，用于延遲實部信號，以延遲的形式將所述實部信號傳遞給所述多帶濾波器306、750。
根據(jù)本發(fā)明方法的某些實現(xiàn)要求，可用硬件或者用軟件實現(xiàn)本發(fā)明的方法?？衫脭?shù)字存儲介質(zhì)，尤其是磁盤、CD或DVD完成所述實現(xiàn)，所述數(shù)字存儲介質(zhì)上保存有電可讀控制信號，所述電可讀控制信號與可編程計算機(jī)系統(tǒng)合作，以致實現(xiàn)本發(fā)明的方法。于是，本發(fā)明通常是具有保存在機(jī)器可讀載體上的程序代碼的計算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計算機(jī)程序產(chǎn)品在計算機(jī)上運行時，所述程序代碼能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的方法。換句話說，本發(fā)明的方法于是是具有程序代碼的計算機(jī)程序，當(dāng)所述計算機(jī)程序在計算機(jī)上運行時，所述程序代碼實現(xiàn)至少一種本發(fā)明的方法。
雖然關(guān)于本發(fā)明的實施例進(jìn)行了上述說明，不過本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)方面做出各種其它變化?？勺龀鲞m應(yīng)不同實施例的各種變化，而不會脫離這里所公開的，并由附加權(quán)利要求包含的一般原理。
權(quán)利要求
1.一種處理多個實值子帶信號從而獲得復(fù)值子帶信號的設(shè)備(210；520)，所述多個實值子帶信號包含第一實值子帶信號和第二實值子帶信號，所述設(shè)備包括
提供實值中間子帶信號的多帶濾波器(204；401；600)，所述多帶濾波器(204；401；600)基于對所述第一實值子帶信號的濾波，獲得第一濾波子帶信號，基于對第二實值子帶信號的濾波，獲得第二濾波子帶信號，并且通過組合所述第一和第二濾波子帶信號，從而提供所述實值中間子帶信號；
提供復(fù)值子帶信號的計算器(215；650)，所述計算器(215；650)通過將來自所述多個實值子帶信號的作為復(fù)值子帶信號的實部的實值子帶信號，與作為復(fù)值子帶信號的虛部的基于所述中間子帶信號的信號相組合，提供所述復(fù)值子帶信號；和
延遲器(203；610)，用于延遲實值子帶信號并且用于以延遲的形式將實值子帶信號提供給所述計算器(215；650)。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備(210；520)，其中所述設(shè)備(210；520)包括增益調(diào)節(jié)器(207；640)，用于接收來自所述計算器(215；650)的復(fù)值子帶信號，并且調(diào)整所述復(fù)值子帶信號的值。
3.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備(210；520)，其中所述多個實值子帶信號由實QMF分析濾波器組(400)輸出。
4.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備(210；520)，其中多帶濾波器(204；401；600)采用低通濾波特性、高通濾波特性或帶通濾波特性，對所述第一實值子帶信號進(jìn)行濾波，以及對所述第二實值子帶信號進(jìn)行濾波。
5.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備(210；520)，其中所述設(shè)備(210；520)按照與實值子帶信號相關(guān)的中心頻率向每個實值子帶信號分配索引m，以致具有遞增索引m的實值子帶信號按照與實值子帶信號相關(guān)的中心頻率排列，其中所述多個實值子帶信號包括K個實值子帶信號，其中K是正整數(shù)，m是在0到(K-1)范圍中的整數(shù)。
6.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備(210；520)，其中所述多帶濾波器(204；401；600)提供索引為m的實值中間子帶信號，所述實值中間子帶信號對應(yīng)于與第一實值子帶信號相關(guān)的索引m。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備(210；520)，其中所述多帶濾波器(204；401；600)將來自所述多個實值子帶信號的、索引(m+1)或(m-1)與之相關(guān)的實值子帶信號用作第二實值子帶信號。
8.按照權(quán)利要求6或7任意之一所述的設(shè)備(210；520)，其中所述多帶濾波器(204；401；600)通過另外對第三實值子帶信號進(jìn)行濾波而獲得第三濾波子帶信號，并通過組合第一濾波子帶信號、第二濾波子帶信號和第三濾波子帶信號而獲得實值中間子帶信號，提供實值中間子帶信號，
其中第二實值子帶信號的索引為(m-m′)，第三實值子帶信號的索引為(m+m′)，或者第二實值子帶信號的索引為(m+m′)，第三實值子帶信號的索引為(m-m′)，其中m′是正整數(shù)，m是第一實值子帶信號的索引。
9.按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備(210；520)，其中所述多帶濾波器(204；401；600)為作為來自所述多個實值子帶信號的、具有索引(m-q(m))的第一實值子帶信號的每個實值子帶信號提供實值中間子帶信號，其中第二實值子帶信號的索引為m，第三子帶信號的索引為(m+q(m))。
10.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備(210；520)，其中所述多帶濾波器(204；401；600)根據(jù)下面的等式，為具有在0～(K-1)范圍中的索引m的K個實值子帶信號中的每一個提供值為
的K個中間實值子帶信號，
m＝0，1，...，K-1
其中n和m是正整數(shù)，并且v是從0-10的整數(shù)，其中
其中a0[v]和a1[v]是原型濾波器的系數(shù)，其中原型濾波器的每個系數(shù)a0[v]和a1[v]遵守下面的關(guān)系
0.003≤a0
≤0.004
|a0[1]|≤0.001
-0.072≤a0[2]≤-0.071
|a0[3]|≤0.001
0.567≤a0[4]≤0.568
|a0[5]|≤0.001
0.567≤a0[6]≤0.568
|a0[7]|≤0.001
-0.072≤a0[8]≤-0.071
|a0[9]|≤0.001
0.003≤a0[10]≤0.004
和
0.0008≤a1
≤0.0009
0.0096≤a1[1]≤0.0097
0.0467≤a1[2]≤0.0468
0.1208≤a1[3]≤0.1209
0.2025≤a1[4]≤0.2026
0.2388≤a1[5]≤0.2389
0.2025≤a1[6]≤0.2026
0.1208≤a1[7]≤0.1209
0.0467≤a1[8]≤0.0468
0.0096≤a1[9]≤0.0097
0.0008≤a1[10]≤0.0009。
11.按照權(quán)利要求10所述的設(shè)備(210；520)，其中所述多帶濾波器(204；401；600)被設(shè)計成使原型濾波器的系數(shù)a0[v]和a1[v]遵守下面的關(guān)系
0.00375672984183≤a0
≤0.00375672984185
|a0[1]|≤0.00000000000010
-0.07159908629243≤a0[2]≤-0.07159908629241
|a0[3]|≤0.00000000000010
0.56743883685216≤a0[4]≤0.56743883685218
|a0[5]|≤0.00000000000010
0.56743883685216≤a0[6]≤0.56743883685218
|a0[7]|≤0.00000000000010
-0.07159908629243≤a0[8]≤-0.07159908629241
|a0[9]|≤0.00000000000010
0.00375672984183≤a0[10]≤0.00375672984185
和
0.00087709635502≤a1
≤0.00087709635504
0.00968961250933≤a1[1]≤0.00968961250935
0.04670597747405≤a1[2]≤0.04670597747407
0.12080166385304≤a1[3]≤0.12080166385306
0.20257613284429≤a1[4]≤0.20257613284431
0.23887175675671≤a1[5]≤0.23887175675673
0.20257613284429≤a1[6]≤0.20257613284431
0.12080166385304≤a1[7]≤0.12080166385306
0.04670597747405≤a1[8]≤0.04670597747407
0.00968961250933≤a1[9]≤0.00968961250935
0.00087709635502≤a1[10]≤0.00087709635504。
12.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備(210；520)，其中所述計算器(215；650)根據(jù)下面的等式，提供索引為m、值為
的K個復(fù)值子帶信號，其中k，n，m是整數(shù)，其中m在0到(K-1)的范圍中，
m＝0，1，...，K-1
其中
代表實值子帶信號的值，
代表實值中間子帶信號的值，i表示按照下式的單位復(fù)數(shù)
13.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備(210；520)，其中所述設(shè)備(210；520)接收由(L-K)個實值子帶信號構(gòu)成的另外多個實值子帶信號，并提供所述另外多個實值子帶信號作為實值子帶信號，其中L是正整數(shù)，L大于或者等于K。
14.按照權(quán)利要求13所述的設(shè)備(210；520)，其中所述設(shè)備(210；520)被設(shè)計成使正整數(shù)L等于64。
15.按照權(quán)利要求13或14任意之一所述的設(shè)備(210；520)，其中所述設(shè)備(210；520)包括另一延遲器(202；660)，用于延遲所述另外多個實值子帶信號的實值子帶信號，并且
其中所述設(shè)備(210；520)以延遲的形式提供所述另外多個實值子帶信號。
16.一種處理多個復(fù)值子帶信號從而獲得實值子帶信號的設(shè)備(310；560)，所述多個復(fù)值子帶信號包括第一復(fù)值子帶信號和第二復(fù)值子帶信號，所述設(shè)備包括
從第一復(fù)值子帶信號提取第一虛部，從第二復(fù)值子帶信號提取第二虛部，并從所述多個復(fù)值子帶信號中的第一、第二或第三復(fù)值子帶信號提取實部的提取器(309；710)；
通過對第一虛部濾波從而獲得第一濾波虛部信號，通過對第二虛部濾波從而獲得第二濾波虛部信號，并通過組合第一和第二濾波虛部信號從而獲得中間子帶信號，提供實值中間子帶信號的多帶濾波器(306；750)；
通過組合所述實部和所述中間信號提供實值子帶信號的計算器(307；760)；和
延遲器(305；740)，用于延遲實部信號并且用于以延遲的形式將所述實部信號傳遞給所述多帶濾波器(306；750)。
17.按照權(quán)利要求16所述的設(shè)備(310；560)，其中所述設(shè)備(310；560)包括增益調(diào)節(jié)器(301；700)，用于調(diào)節(jié)所述多個復(fù)值子帶信號的復(fù)值子帶信號的值
18.按照權(quán)利要求16所述的設(shè)備(310；560)，其中所述提取器(309；710)還從第一復(fù)值子帶信號提取第一實部，從第二復(fù)值子帶信號提取第二實部。
19.按照權(quán)利要求16所述的設(shè)備(310；560)，其中所述多帶濾波器(306；750)采用低通濾波特性、高通濾波特性或帶通濾波特性對第一虛部信號濾波，并且對第二虛部信號濾波。
20.按照權(quán)利要求16所述的設(shè)備(310；560)，其中所述設(shè)備(310；560)按照與復(fù)值子帶信號相關(guān)的中心頻率向所述多個復(fù)值子帶信號中的每個復(fù)值子帶信號分配索引m，以致具有遞增索引m的復(fù)值子帶信號按照與復(fù)值子帶信號相關(guān)的中心頻率排列，
其中所述多個復(fù)值子帶信號包括K個復(fù)值子帶信號，其中K是正整數(shù)，m是在0到(K-1)范圍中的整數(shù)。
21.按照權(quán)利要求20所述的設(shè)備(310；560)，其中所述提取器(309；710)為具有索引m的多個復(fù)值子帶信號中的值為
的每個復(fù)值子帶信號，提供值為
的實值實部信號和值為
的實值虛部信號，m在0到(K-1)的范圍中，其中
和
滿足基于下述等式的關(guān)系
m＝0，1，...，K-1。
22.按照權(quán)利要求20所述的設(shè)備(310；560)，其中所述提取器(309；710)將每個虛部信號和/或?qū)嵅啃盘柵c被分成虛部信號和/或?qū)嵅啃盘柕膹?fù)值子帶信號的索引m相關(guān)聯(lián)。
23.按照權(quán)利要求22所述的設(shè)備(310；560)，其中所述多帶濾波器(306；750)將索引m與中間子帶信號相關(guān)聯(lián)，所述中間子帶信號對應(yīng)于第一虛部信號的索引m。
24.按照權(quán)利要求23所述的設(shè)備(310；560)，其中所述多帶濾波器(306；750)將索引為(m+1)或(m-1)的虛部信號用作第二虛部信號，其中索引m是第一虛部信號的索引。
25.按照權(quán)利要求23所述的設(shè)備(310；560)，其中所述多帶濾波器(306；750)還對從所述提取器(309；710)接收的、與多個復(fù)值子帶信號的第三復(fù)值子帶信號的虛部對應(yīng)的第三虛部信號濾波，以獲得第三濾波虛部信號，并且組合第一濾波虛部信號、第二濾波虛部信號和第三濾波虛部信號從而獲得中間子帶信號，
其中或者第二虛部信號與索引(m-m′)關(guān)聯(lián)，并且第三虛部信號與索引(m+m′)關(guān)聯(lián)，或者第二虛部信號與索引(m+m′)關(guān)聯(lián)，并且第三虛部信號與索引(m-m′)關(guān)聯(lián)，其中m是第一虛部信號的索引，m′是正整數(shù)。
26.按照權(quán)利要求25所述的設(shè)備(310；560)，其中所述多帶濾波器(306；750)為每個中間子帶信號提供實值中間子帶信號，作為具有索引m的第一中間子帶信號。
27.按照權(quán)利要求23所述的設(shè)備(310；560)，其中所述多帶濾波器(306；750)根據(jù)下述等式，為具有在0到(K-1)范圍中的索引m的K個實值虛部信號中的每一個，提供值為
的K個中間實值子帶信號
m＝0，1，...，K-1
其中n和m都是整數(shù)，并且v是從0-10的整數(shù)，其中
其中a0[v]和a1[v]是原型濾波器的系數(shù)，其中a0[v]和a1[v]都遵守下面的關(guān)系
0.003≤a0
≤0.004
|a0[1]|≤0.001
-0.072≤a0[2]≤-0.071
|a0[3]|≤0.001
0.567≤a0[4]≤0.568
|a0[5]|≤0.001
0.567≤a0[6]≤0.568
|a0[7]|≤0.001
-0.072≤a0[8]≤-0.071
|a0[9]|≤0.001
0.003≤a0[10]≤0.004
和
0.0008≤a1
≤0.0009
0.0096≤a1[1]≤0.0097
0.0467≤a1[2]≤0.0468
0.1208≤a1[3]≤0.1209
0.2025≤a1[4]≤0.2026
0.2388≤a1[5]≤0.2389
0.2025≤a1[6]≤0.2026
0.1208≤a1[7]≤0.1209
0.0467≤a1[8]≤0.0468
0.0096≤a1[9]≤0.0097
0.0008≤a1[10]≤0.0009。
28.按照權(quán)利要求27所述的設(shè)備(310；560)，其中原型濾波器的系數(shù)a0[v]和a1[v]遵守下面的關(guān)系
0.00375672984183≤a0
≤0.00375672984185
|a0[1]|≤0.00000000000010
-0.07159908629243≤a0[2]≤-0.07159908629241
|a0[3]|≤0.00000000000010
0.56743883685216≤a0[4]≤0.56743883685218
|a0[5]|≤0.00000000000010
0.56743883685216≤a0[6]≤0.56743883685218
|a0[7]|≤0.00000000000010
-0.07159908629243≤a0[8]≤-0.07159908629241
|a0[9]|≤0.00000000000010
0.00375672984183≤a0[10]≤0.00375672984185
和
0.00087709635502≤a1
≤0.00087709635504
0.00968961250933≤a1[1]≤0.00968961250935
0.04670597747405≤a1[2]≤0.04670597747407
0.12080166385304≤a1[3]≤0.12080166385306
0.20257613284429≤a1[4]≤0.20257613284431
0.23887175675671≤a1[5]≤0.23887175675673
0.20257613284429≤a1[6]≤0.20257613284431
0.12080166385304≤a1[7]≤0.12080166385306
0.04670597747405≤a1[8]≤0.04670597747407
0.00968961250933≤a1[9]≤0.00968961250935
0.00087709635502≤a1[10]≤0.00087709635504。
29.按照權(quán)利要求20所述的設(shè)備(310；560)，其中所述計算器(307；760)依據(jù)下面的等式，根據(jù)實值子帶信號的值
和中間信號的值
提供值為
的實值子帶信號，
m＝0，...，K-1
其中m是從0到(K-1)的范圍內(nèi)的子帶信號的索引。
30.按照權(quán)利要求20所述的設(shè)備(310；560)，其中所述設(shè)備(310；560)接收由(L-K)個實值子帶信號構(gòu)成的另外多個實值子帶信號，
其中所述設(shè)備(310；560)輸出所述另外多個實值子帶信號，其中L是正整數(shù)，并且L等于或大于K。
31.按照權(quán)利要求30所述的設(shè)備(310；560)，其中所述設(shè)備(310；560)被設(shè)計成使整數(shù)L等于64。
32.按照權(quán)利要求30所述的設(shè)備(310；560)，其中所述設(shè)備(310；560)還包括延遲器(670)，用于延遲所述多個實值子帶信號，并且以延遲的形式傳遞所述實值子帶信號。
33.一種系統(tǒng)，包括
將音頻輸入信號處理成多個實值子帶信號的分析濾波器組(400)；
按照權(quán)利要求1-15任意之一所述的處理多個實值子帶信號，從而獲得復(fù)值子帶信號的設(shè)備(210；520)；
接收復(fù)值子帶信號并提供修改形式的復(fù)值子帶信號的修改器(103)；
按照權(quán)利要求16-32任意之一所述的獲得實值子帶信號的設(shè)備(310；560)；
將實值子帶信號處理成音頻輸出信號的合成濾波器組(570)。
34.按照權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述分析濾波器組(400)被設(shè)計成使多個實值子帶信號包括L個實值子帶信號，
其中L是正整數(shù)，其中處理多個實值子帶信號的所述設(shè)備(210；520)被這樣設(shè)計，以致所述設(shè)備(210；520)提供多個復(fù)值子帶信號和另外的多個實值子帶信號；
其中所述多個復(fù)值子帶信號包括K個復(fù)值子帶信號，并且另外的多個實值子帶信號包括(L-K)個實值子帶信號；
其中K是1～L范圍內(nèi)的整數(shù)；
其中所述修改器(103)修改多個復(fù)值子帶信號的K個復(fù)值子帶信號，從而提供修改形式的K個復(fù)值子帶信號；
其中所述系統(tǒng)還包括另一修改器(102)，用于修改另外的多個實值子帶信號，并且提供修改形式的所述另外多個實值子帶信號；
其中所述設(shè)備(310；560)被設(shè)計成處理包括K個實值子帶信號的多個復(fù)值子帶信號，并且包括(L-K)個實值子帶信號的另外多個實值子帶信號，從而獲得最終的多個實值子帶信號，
其中所述最終的多個實值子帶信號包括L個實值子帶信號；
其中所述合成濾波器組(570)被這樣設(shè)計，以致所述最終的多個實值子帶信號被處理成音頻輸出信號。
35.一種處理多個實值子帶信號從而獲得復(fù)值子帶信號的方法，所述多個實值子帶信號包括第一實值子帶信號和第二實值子帶信號，所述方法包括
對第一實值子帶信號濾波，從而獲得第一濾波子帶信號；
對第二實值子帶信號濾波，從而獲得第二濾波子帶信號；
當(dāng)導(dǎo)出實值中間子帶信號時，組合第一濾波子帶信號和第二濾波子帶信號；和
將來自所述多個實值子帶信號的作為復(fù)值子帶信號的實部的實值子帶信號，與作為復(fù)值子帶信號的虛部的、基于所述中間子帶信號的信號相組合。
36.一種處理多個復(fù)值子帶信號從而獲得實值子帶信號的方法，所述多個復(fù)值子帶信號包括第一復(fù)值子帶信號和第二復(fù)值子帶信號，所述方法包括
從第一復(fù)值子帶信號提取第一虛部；
從第二復(fù)值子帶信號提取第二虛部；
從所述多個復(fù)值子帶信號的第一、第二或第三復(fù)值子帶信號提取實部；
對第一虛部濾波從而獲得第一濾波虛部信號；
對第二虛部濾波從而獲得第二濾波虛部信號；
組合第一濾波虛部信號和第二濾波虛部信號，從而獲得中間子帶信號；和
組合所述實部和所述中間子帶信號，從而獲得實值信號。
37.一種當(dāng)在計算機(jī)上運行時執(zhí)行按照權(quán)利要求35或36所述的方法的計算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明公開了局部復(fù)合調(diào)制的濾波器組。本發(fā)明涉及一種處理多個實值子帶信號，從而提供至少一個復(fù)值子帶信號的設(shè)備，所述多個實值子帶信號包含第一實值子帶信號和第二實值子帶信號，所述設(shè)備包括一個提供中間實值子帶信號的多帶濾波器，和通過組合所述多個實值子帶信號中的一個實值子帶信號和中間子帶信號，提供復(fù)值子帶信號的計算器。
文檔編號G10L19/02GK101819780SQ201010129220
公開日2010年9月1日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者珀·埃克斯特蘭德, 拉斯·維爾莫斯, ?？啤て斩鞴?申請人:編碼技術(shù)股份公司