[发明专利]频带扩展装置及方法、播放装置、方法、程序及记录介质

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2006年11月9日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-304501和2007年10月22日提交的JP 2007-274091相关的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及频带扩展装置、频带扩展方法、播放装置、播放方法、用于使计算机执行再生处理的程序、以及其上记录有程序的记录介质，它们都能够以较高音质播放在删除高频带之后对其进行编码的编码数据。

背景技术

近年来，提供诸如MP3(国际标准ISO/IEC 11172-3，MPEG音频层3)的编码数据的音乐分发服务日益流行。在大多数这些服务中，分配其比特率降低的编码数据，从而不会浪费下载数据的时间。

通常通过删除属于人耳几乎听不到的15kHz或更高的高频带的信号分量来对低比特率的编码数据进行编码。结果，使文件大小变小。然而，高频带信号的删除导致诸如由原始信号另外提供的“真实性”损失和消音的问题。

为了解决这些问题，在诸如HE-AAC(国际标准ISO/IEC14496-3，高效MPEG4 AAC)的编码系统中，带扩展技术用于生成属于约15kHz或更高的较高频带的信号分量，从而再生接近于原始信号的较高频率分量。此外，近年来，后处理带扩展技术等用于再生接近于原始信号的较高频率分量。在这种技术中，输入通过使数据经过解码处理而获得的信号，并内插较高频带，其中，通过删除属于较高频带的信号分量来对该数据进行编码。

例如，在日本专利申请公开第JP 2004-184472号(专利参考文献1)所提出的技术中，通过将输入信号与局部振荡信号混合产生高频带信号，并通过添加输入信号和利用取决于编码系统或音乐类型的通带特性过滤的较高频率分量来内插频带。在日本专利申请公开第JP 2002-175092号(专利参考文献2)所提出的技术中，为了附加较高频带信号分量，通过傅立叶变换将输入信号变换到频域，根据低频带的频谱估计较高频带的包络，调整低频带的频谱增益以适合该包络。

发明内容

然而，在专利参考文献1所提出的技术中，存在对预先了解的高通滤波器的通带特性类型的限制，使得不能获得对于较高频带的增益调整的灵活性。此外，在专利参考文献2所提出的技术中，对输入信号进行傅立叶变换以在频域中对其幅值进行调整，然后，对合成信号进行傅立叶逆变换以获得时域信号。然而，该技术产生了取决于傅立叶变换长度的时域图形失真的问题。

此外，在日本专利第3538122号(专利参考文献3)中，通过使用带划分滤波器来避免这些问题。图10是在专利参考文献3中提出的现有技术的播放装置的框图。在该技术中，在带划分部101中，将输入的PCM(脉冲编码调制)信号分解成多个子带信号。随后，在包络估计部102中，估计基于帧的频率包络，以及在高频带生成部103中，生成属于较高频带的子带信号。最后，将经带扩展的子带信号提供给带合成部104，并输出经带扩展的PCM信号。

然而，在专利参考文献3中提出的上述技术产生了三个问题。第一，由于以特定数量的帧为单位进行处理，所以不生成遵循在输入信号的单个帧内的时间波动的较高频带信号。第二，当输入极大的信号时，相应地，计算得到的较高频带信号也非常大，使得来自带合成滤波器的输出可能溢出。第三，在后处理带扩展技术中(其中，输入通过对编码数据进行解码而得到的信号并内插高频带)，用于带扩展的扩展开始频带是未知的。

考虑到上述及其它问题，期望提供一种频带扩展装置、频带扩展方法、播放装置、播放方法、用于使计算机执行再生处理的程序、以及在其上记录程序的记录介质，它们都能够以更高音质播放通过删除属于较高频带的信号分量来对其进行编码的编码数据。

在本发明的一个实施例中，提供了一种用于扩展输入信号频带的频带扩展装置。该装置包括：扩展控制装置，用于确定输入信号的扩展开始带；以及带划分装置，用于将输入信号划分为多个子带信号。在频带扩展装置中，基于由带划分装置对输入信号进行带划分所得到的多个子带信号中低于扩展开始带一侧上的多个子带信号来扩展频带。

在本发明的另一实施例中，提供了一种用于扩展输入信号频带的频带扩展方法。该方法包括：根据与输入信号相关的信息来确定输入信号的扩展开始带；将输入信号划分为多个子带信号；以及基于在带划分步骤中对输入信号进行带划分所得到的多个子带信号之中低于扩展开始带一侧上的多个子带信号来扩展频带。