устройство и способ для извлечения сигнала окружающей среды в устройстве и способ получения весовых коэффициентов для извлечения сигнала окружающей среды

Формула изобретения

1. Устройство (100) для извлечения сигнала окружающей среды (112) на основе представления частотно-временной области входного звукового сигнала (110); представление частотно-временной области представляет входной звуковой сигнал (110) на основе множества сигналов поддиапазона (132), описывающих множество частотных диапазонов; характеризующееся тем, что включает детерминатор коэффициентов усиления (112), компонуемый, чтобы определить последовательность (122) зависящих от времени коэффициентов усиления сигнала окружающей среды для данного частотного диапазона представления частотно-временной области входного звукового сигнала (110) в зависимости от входного звукового сигнала; блок весовой обработки (130) компонуется для взвешивания одного из сигналов поддиапазона (132), представляющих данный частотный диапазон представления частотно-временной области с зависящими от времени коэффициентами усиления (132), чтобы получить взвешенный сигнал поддиапазона (112); где детерминатор коэффициентов усиления (120) компонуется, чтобы получить одно или более значений количественных характеристик, описывающих одно или больше свойств или характеристик входного звукового сигнала (110), и обеспечить коэффициенты усиления (122) как функции одного или более значений количественных характеристик таким образом, что коэффициенты усиления количественно зависят от значений количественных характеристик, с учетом точного извлечения компонентов окружающей среды из входного звукового сигнала; и где детерминатор коэффициентов усиления (120) компонуется, чтобы обеспечить коэффициенты усиления таким образом, что компонентам окружающей среды придается большее значение, чем компонентам неокружающей среды во взвешенном сигнале поддиапазона (112); где детерминатор коэффициентов усиления (120) компонуется, чтобы обеспечить множество различных значений количественных характеристик, описывающих множество различных свойств или характеристик входного звукового сигнала, и объединить различные значения количественных характеристик, чтобы получить последовательность (122) зависящих от времени коэффициентов усиления таким образом, что коэффициенты усиления количественно зависят от значений количественных характеристик; где детерминатор коэффициентов усиления компонуется, чтобы иначе взвешивать различные значения количественных характеристик согласно весовым коэффициентам; и где детерминатор коэффициентов усиления компонуется, чтобы объединить, по крайней мере, значение характеристики тональности, описывающее тональность входного звукового сигнала, и значение энергетической характеристики, описывающее энергию в пределах поддиапазона входного звукового сигнала, чтобы получить коэффициенты усиления.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью определить зависящие от времени коэффициенты усиления на основе представления частотно-временной области входного звукового сигнала.

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью объединить различные значения характеристик, используя для получения коэффициентов усиления отношение

,

где обозначает индекс поддиапазона,

обозначает индекс времени,

i обозначает скользящую переменную,

K представляет число значений характеристик, которые будут объединены,

m_i( , ) обозначает i-ное значение характеристики для поддиапазона, имеющего частотный индекс и индекс времени ,

_i обозначает линейный весовой коэффициент для i-ного значения характеристики,

_i обозначает экспоненциальный весовой коэффициент для i-ного значения характеристики,

g( , ) обозначает коэффициент усиления для поддиапазона, имеющего частотный индекс и индекс времени .

4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления включает весовой регулятор, скомпонованный с возможностью отрегулировать весовые коэффициенты различных характеристик, которые будут объединены.

5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью объединить, по крайней мере, значение характеристики тональности, значение энергетической характеристики и значение спектральной центроидной характеристики, описывающее спектральный центроид спектра входного звукового сигнала или части спектра входного звукового сигнала, чтобы получить коэффициенты усиления.

6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью объединить множество значений характеристик, описывающих идентичные свойства или характеристики, связанные с различными элементами разрешения по времени и частоте представления частотно-временной области, чтобы получить объединенное значение характеристики.

7. Устройство по п.6, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью получить, в качестве значения количественной характеристики, описывающего тональность, спектральную меру плоскостности, или спектральный коэффициент амплитуды, или отношение, по крайней мере, двух спектральных значений, полученных посредством использования различной нелинейной обработки копий спектра входного звукового сигнала, или отношение, по крайней мере, двух спектральных значений, полученных посредством использования различного нелинейного фильтрования копий спектра входного сигнала, или значение, указывающее на присутствие спектрального пика, значение подобия, описывающее подобие входного звукового сигнала и сдвинутой по времени версии входного звукового сигнала, или значение ошибки предсказания, описывающее различие между предсказанным спектральным коэффициентом представления частотно-временной области и фактическим спектральным коэффициентом представления частотно-временной области.

8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью получить, по крайней мере, одно значение количественной характеристики, описывающее энергию в пределах поддиапазона входного звукового сигнала для определения коэффициентов усиления.

9. Устройство по п.8, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью определить коэффициенты усиления таким образом, что коэффициент усиления для данного элемента разрешения по частоте и времени описания частотно-временной области уменьшается с увеличением энергии в данном элементе разрешения по частоте и времени, или с увеличением энергии в элементе разрешения по частоте и времени в пределах ближайшего соседства данного элемента разрешения по частоте и времени.

10. Устройство по п.8, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью обрабатывать энергию в данном элементе разрешения по частоте и времени и максимальную энергию или среднюю энергию в предопределенном соседстве данного элемента разрешения по частоте и времени как отдельные характеристики.

11. Устройство по п.10, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью получить первое значение количественной характеристики, описывающее энергию данного элемента разрешения по частоте и времени, и второе значение количественной характеристики, описывающее максимальную энергию или среднюю энергию в предопределенном соседстве данного элемента разрешения по частоте и времени, и чтобы объединить первое значение количественной характеристики и второе значение количественной характеристики для получения коэффициента усиления.

12. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что детерминатор коэффициентов усиления скомпонован с возможностью получить одно или более значений количественной взаимосвязи каналов, описывающее взаимосвязь двух или более каналов входного звукового сигнала.

13. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оно скомпоновано с возможностью обеспечить передний сигнал на основе входного звукового сигнала, при этом блок весовой обработки скомпонован, чтобы взвешивать один из сигналов поддиапазона, представляющих данный частотный диапазон представления частотно-временной области с переменными коэффициентами усиления переднего сигнала, чтобы получить взвешенный сигнал поддиапазона переднего сигнала, блок весовой обработки скомпонован таким образом, что зависящие от времени коэффициенты усиления переднего сигнала уменьшаются с увеличением коэффициентов усиления сигнала окружающей среды.

14. Генератор многоканального звукового сигнала для обеспечения многоканального звукового сигнала, включающего, по крайней мере, один сигнал окружающей среды на основе одного или нескольких входных звуковых сигналов; характеризующийся тем, что включает экстрактор сигнала окружающей среды (1010), компонуемый, чтобы извлекать сигнал окружающей среды на основе представления частотно-временной области входного звукового сигнала; представление частотно-временной области, представляющее входной звуковой сигнал, исходя из множества сигналов поддиапазона, описывающих множество частотных диапазонов, экстрактор сигнала окружающей среды включает детерминатор коэффициентов усиления, скомпонованный, чтобы определить последовательность зависящих от времени коэффициентов усиления сигнала окружающей среды для данного частотного диапазона представления частотно-временной области входного звукового сигнала в зависимости от входного звукового сигнала, и блок весовой обработки, компонуемый, чтобы взвешивать один из сигналов поддиапазона, представляющих данный частотный диапазон представления частотно-временной области с зависящими от времени коэффициентами усиления, чтобы получить взвешенный сигнал поддиапазона, детерминатор коэффициентов усиления скомпонован, чтобы получить одно или более значений количественных характеристик, описывающих одно или больше свойств или характеристик входного звукового сигнала, и обеспечить коэффициенты усиления как функцию одного или нескольких значений количественных характеристик таким образом, что коэффициенты усиления количественно зависят от значений количественных характеристик, с учетом точного извлечения компонентов окружающей среды из входного звукового сигнала, и где детерминатор коэффициентов усиления скомпонован, чтобы обеспечить, коэффициенты усиления таким образом, что компоненты окружающей среды имеют большее значение, чем компоненты неокружающей среды во взвешенном сигнале поддиапазона; где детерминатор коэффициентов усиления (120) скомпонован, чтобы получить множество различных значений количественных характеристик, описывающих множество различных свойств или характеристик входного звукового сигнала, и чтобы объединить различные значения количественных характеристик для получения последовательности (122) зависящих от времени коэффициентов усиления таким образом, что коэффициенты усиления количественно зависят от значений количественных характеристик; где детерминатор коэффициентов усиления скомпонован, чтобы иначе взвешивать различные значения количественных характеристик согласно весовым коэффициентам; и где детерминатор коэффициентов усиления скомпонован, чтобы объединить, по крайней мере, значение характеристики тональности, описывающее тональность входного звукового сигнала, и значение энергетической характеристики, описывающее энергию в пределах поддиапазона входного звукового сигнала, чтобы получить коэффициенты усиления; и поставщик сигнала окружающей среды (1020) компонуется, чтобы обеспечить один или больше сигналов окружающей среды на основе взвешенного сигнала поддиапазона.

15. Устройство (1300) для получения на основе определения коэффициентов входного звукового сигнала, весовых коэффициентов, чтобы параметризовать детерминатор коэффициентов усиления для извлечения сигнала окружающей среды из входного звукового сигнала; характеризующееся тем, что включает детерминатор весовых коэффициентов (1300), скомпонованный, чтобы определять весовые коэффициенты таким образом, что коэффициенты усиления, полученные на основе взвешенной комбинации, с использованием весовых коэффициентов, множества различных значений количественных характеристик (1322, 1324), описывающих множество различных свойств или характеристик определения коэффициентов входного звукового сигнала; значения характеристик включают, по крайней мере, значение характеристики тональности, описывающее тональность входного звукового сигнала, и значение энергетической характеристики, описывающее энергию в пределах поддиапазона входного звукового сигнала, приблизительно равные ожидаемым коэффициентам усиления (1310), связанным с определением коэффициентов звукового сигнала; где ожидаемые коэффициенты усиления описывают интенсивность компонентов окружающей среды или компонентов неокружающей среды в определении коэффициентов входного звукового сигнала, или полученную от них информацию, для множества элементов разрешения по времени и частоте определения коэффициентов входного звукового сигнала.

16. Устройство по п.15, характеризующееся тем, что устройство включает генератор сигналов определения коэффициентов, скомпонованный, чтобы обеспечить сигнал определения коэффициентов на основе опорного звукового сигнала, включающего только незначительные компоненты сигнала окружающей среды, где генератор сигналов определения коэффициентов скомпонован, чтобы объединить опорный звуковой сигнал с компонентами сигнала окружающей среды, чтобы получить сигнал определения коэффициентов, и чтобы предоставить информацию, описывающую компоненты сигнала окружающей среды или взаимосвязь компонентов сигнала окружающей среды и компонентов прямого сигнала опорного звукового сигнала для детерминатора весовых коэффициентов, чтобы описывать ожидаемые коэффициенты усиления.

17. Устройство по п.15, характеризующееся тем, что генератор сигналов определения коэффициентов скомпонован, чтобы обеспечить сигнал определения коэффициентов и информацию, описывающую ожидаемые коэффициенты усиления на основе многоканального опорного звукового сигнала, где генератор сигналов определения коэффициентов скомпонован, чтобы определить информацию, описывающую взаимосвязь двух или нескольких каналов многоканального опорного звукового сигнала, чтобы предоставить информацию, описывающую ожидаемые коэффициенты усиления.

18. Способ (2100) извлечения сигнала окружающей среды на основе представления частотно-временной области входного звукового сигнала; представление частотно-временной области представляет входной звуковой сигнал, исходя из множества сигналов поддиапазона, описывающих множество частотных диапазонов; характеризующийся тем, что включает получение (2110) множества различных значений количественных характеристик, описывающих одно или более свойств или характеристик входного звукового сигнала; определение (2120) последовательности зависящих от времени коэффициентов усиления сигнала окружающей среды для данного частотного диапазона представления частотно-временной области входного звукового сигнала как функции одного или нескольких значений количественных характеристик таким образом, что коэффициенты усиления количественно зависят от значений количественных характеристик; где определение последовательности зависящих от времени коэффициентов усиления сигнала окружающей среды включает объединение различных значений количественных характеристик, где различные значения количественных характеристик взвешиваются иначе согласно весовым коэффициентам, и где, по крайней мере, значение характеристики тональности, описывающее тональность входного звукового сигнала, и значение энергетической характеристики, описывающее энергию в пределах поддиапазона входного звукового сигнала, объединяются, чтобы получить коэффициенты усиления; и взвешивание (2130) сигнала поддиапазона, представляющего данный частотный диапазон представления частотно-временной области с зависящими от времени коэффициентами усиления.

19. Способ (2200) получения весовых коэффициентов для параметризации определения коэффициента усиления для извлечения сигнала окружающей среды из входного звукового сигнала; характеризующийся тем, что включает получение (2210) сигнала определения коэффициентов таким образом, что известна информация о компонентах окружающей среды, присутствующих в сигнале определения коэффициентов, или информация, описывающая взаимосвязь компонентов окружающей среды и компонентов неокружающей среды; и определение (2220) весовых коэффициентов таким образом, что коэффициенты усиления, полученные на основе взвешенной комбинации, согласно весовым коэффициентам, множества различных значений количественных характеристик, описывающих множество различных свойств или характеристик сигнала определения коэффициентов, приблизительно равных ожидаемым коэффициентам усиления, связанным с сигналом определения коэффициентов, где ожидаемые коэффициенты усиления описывают интенсивность компонентов окружающей среды или компонентов неокружающей среды в сигнале определения коэффициентов, или полученную от них информацию, для множества элементов разрешения по времени и частоте сигнала определения коэффициентов, и где значения характеристик включают, по крайней мере, значение характеристики тональности, описывающее тональность входного звукового сигнала, и значение энергетической характеристики, описывающее энергию в пределах поддиапазона входного звукового сигнала.

20. Машиночитаемый носитель с сохраненной на нем компьютерной программой, имеющей программный код для реализации способа по п.18, когда компьютерная программа запущена на компьютере.

21. Машиночитаемый носитель с сохраненной на нем компьютерной программой, имеющей программный код для реализации способа по п.19, когда компьютерная программа запущена на компьютере.

Описание изобретения к патенту

Текст описания приведен в факсимильном виде.