位扩展处理装置、位扩展处理方法以及位扩展处理程序与流程

本发明涉及扩展数字音乐信号的量化位数的位扩展处理装置、位扩展处理方法和位扩展处理程序。

背景技术：

1、存在将量化位数为m位的数字音乐信号通过位扩展处理装置扩展为n位的情况，其中，将m、n设为正整数，n＞m。采用简单的位扩展处理方法的位扩展处理装置通过将(n-m)位的零数据添加到m位数字音乐信号的低位来生成n位数字音乐信号。通常，安装在音频编辑软件中的位扩展处理工具采用这种简单的位扩展处理方法。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2004-180017号公报。

技术实现思路

1、在专利文献1中记载了改良后的位扩展处理程序。根据专利文献1中描述的位扩展处理程序，当处理相同样本值连续的安静乐曲的数字音乐信号作为位扩展处理的对象时，可以提高位扩展处理的质量(音质)。然而，当处理样本值急剧变化的乐曲的数字音乐信号时，无法使质量显著提高。

2、一个或多个实施方式的目的是提供一种位扩展处理装置、位扩展处理方法和位扩展处理程序，其能够与音乐的类型无关地对数字音乐信号进行高质量的位扩展处理。

3、根据一个或者多个实施方式的第一方式，可提供一种位扩展处理装置，其包括：帧化处理部、差分信号计算部、平坦区域检测部、平坦区域校正部、差分信号平均化部、再量化误差生成部以及加法部。

4、帧化处理部将用第一量化位数进行量化后的第一数字音乐信号的样本按多个样本数进行分割并帧化。差分信号计算部计算第一差分信号，该第一差分信号将各帧中包含的第一数字音乐信号的相邻两个样本之间的差分值作为样本。平坦区域检测部检测所述第一差分信号中的具有相同样本值的样本连续两个或两个以上的平坦区域的开始位置和结束位置、以及所述平坦区域的样本数。

5、平坦区域校正部根据从所述平坦区域的前一个样本到所述开始位置的样本为止样本值是上升还是下降、以及从所述结束位置到所述平坦区域的后一个样本为止样本值是上升还是下降的模式，将所述平坦区域的样本中的一个或一个以上的样本作为校正对象的样本，通过对所述校正对象的样本值加上或减去校正值来校正所述校正对象的样本值，生成使所述平坦区域非平坦化的第二差分信号。

6、差分信号平均化部对所述各帧中包含的所述第二差分信号的样本值进行加总，除以所述各帧中包含的所述第二差分信号的样本数而计算差分平均值，从所述第二差分信号的各样本值减去所述差分平均值而生成第三差分信号。

7、再量化误差生成部基于所述第三差分信号，生成由所述第一量化位数与比所述第一量化位数多的第二量化位数的差分的位数表现的再量化误差信号。加法部将所述再量化误差信号与所述各帧所包含的所述第一数字音乐信号相加，输出成为所述第二量化位数的第二数字音乐信号。

8、根据本发明一个或多个实施方式的第二方式，提供了一种执行如下处理的位扩展处理方法。该位扩展处理方法中，将以第一量化位数进行量化的第一数字音乐信号的样本按多个样本数进行分割并帧化；计算第一差分信号，所述第一差分信号将各帧中包含的所述第一数字音乐信号的相邻两个样本之间的差分值作为样本；以及检测所述第一差分信号中的具有相同差分值的差分样本连续两个或两个以上的平坦区域的开始位置和结束位置、以及所述平坦区域的差分样本数。

9、位扩展处理方法根据从所述平坦区域的前一个差分样本到所述开始位置的差分样本为止差分值是上升还是下降、以及从所述结束位置到所述平坦区域的后一个差分样本为止差分值是上升还是下降的模式，将所述平坦区域的差分样本中的一个或一个以上的差分样本作为校正对象的差分样本，通过对所述校正对象的样本值加上或减去校正值来校正所述校正对象的样本值，生成使所述平坦区域非平坦化的第二差分信号。

10、在位扩展处理方法中，对所述各帧中包含的所述第二差分信号的样本值进行加总，除以所述各帧中包含的所述第二差分信号的样本数来计算差分平均值，判定所述差分平均值是否为零，如果所述差分平均值为零则将所述第二差分信号设为第三差分信号，如果所述差分平均值不为零则从所述第二差分信号的各样本值减去所述差分平均值来生成第三差分信号。

11、在位扩展处理方法中，基于所述第三差分信号，生成由所述第一量化位数与比所述第一量化位数多的第二量化位数的差分的位数表现的各帧的再量化误差信号；以及对所述各帧所包含的所述第一数字音乐信号加上所述再量化误差信号，生成成为所述第二量化位数的第二数字音乐信号。

12、根据本发明一个或多个实施方式的第二方式，提供一种使计算机执行以下步骤的位扩展处理程序。位扩展处理程序使计算机执行以下步骤：将以第一量化位数进行量化后的第一数字音乐信号的样本按多个样本数进行分割并帧化的步骤；计算将各帧中包含的所述第一数字音乐信号的相邻两个样本之间的差分值作为样本的第一差分信号的步骤；以及检测所述第一差分信号中的具有相同的差分值的差分样本连续两个或两个以上的平坦区域的开始位置和结束位置、以及所述平坦区域的差分样本数的步骤。

13、位扩展处理程序使计算机执行以下步骤：根据从所述平坦区域的前一个差分样本到所述开始位置的差分样本为止差分值是上升还是下降、以及从所述结束位置到所述平坦区域的后一个差分样本为止差分值是上升还是下降的模式，将所述平坦区域的差分样本中的一个或一个以上的差分样本作为校正对象的差分样本，通过对所述校正对象的样本值加上或减去校正值来校正所述校正对象的样本值，生成使所述平坦区域非平坦化的第二差分信号的步骤。

14、位扩展处理程序使计算机执行以下步骤：对所述各帧中包含的所述第二差分信号的样本值进行加总，除以所述各帧中包含的所述第二差分信号的样本数来计算差分平均值，判定所述差分平均值是否为零的步骤；以及如果所述差分平均值为零则将所述第二差分信号设为第三差分信号，如果所述差分平均值不为零则从所述第二差分信号的各样本值减去所述差分平均值来生成第三差分信号的步骤。

15、位扩展处理程序使计算机执行以下步骤：基于第三差分信号，生成由第一量化位数与大于第一量化位数的第二量化位数之间的差分的位数所表现的各帧的再量化误差信号的步骤；以及将再量化误差信号与各帧中包含的第一数字音乐信号相加，生成成为第二量化位数的第二数字音乐信号的步骤。

16、根据一个或多个实施方式的位扩展处理装置、位扩展处理方法和位扩展处理程序，能够对数字音乐信号执行高质量的位扩展处理，而不管音乐的类型如何。

技术特征：

1.一种位扩展处理装置，包括：

2.一种位扩展处理方法，其中，

3.一种位扩展处理程序，使计算机执行如下步骤：

技术总结帧化处理部(1)对第一量化位数的第一数字音乐信号进行帧化。差分信号计算部(2)计算第一差分信号，该第一差分信号将相邻两个样本之间的差分值作为样本。平坦区域检测部(3)检测第一差分信号中的平坦区域。平坦区域校正部(4)生成使平坦区域非平坦化的第二差分信号。差分信号平均化部(5)计算各帧的差分平均值，从第二差分信号的各样本值减去差分平均值而生成第三差分信号。再量化误差生成部(6)根据第三差分信号生成各帧的再量化误差信号。加法部(7)对各帧中包含的第一数字音乐信号加上再量化误差信号，输出成为第二量化位数的第二数字音乐信号。技术研发人员：安良定浩受保护的技术使用者：JVC建伍株式会社技术研发日：技术公布日：2024/2/19