JP2005533272A - オーディオコーディング - Google Patents
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Abstract
Description
R. ViswanathanおよびJ. Makhoul、「線形予測システムにおける送信パラメータの量子化特性Quantization properties of transmission parameters in linear predictive system」、IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-23, pp. 309-321, 1975年6月 A.H. Gray, Jr.およびJ.D. Markel、「スピーチ処理における量子化およびビットアロケーションQuantization and bit allocation in speech processing」、IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-24, pp. 459-473、1976年12月 F.K. SoongおよびB.H. Juang、「ラインスペクトルペア(LSP)およびスピーチデータ圧縮Line spectrum Pair (LSP) and Speech Data Compression」、Proc. ICASSP-84, Vol. 1, pp. 1.10.1-4、1984年 K.K. Paliwal、「24ビット/フレームにおけるLPCパラメータの効率的ベクトル量子化Efficient Venctor Quantization of LPC Parameters at 24 Bits/Frame」、IEEE Trans. On Speech and Audio Processing, Vol. 1, pp. 3-14、1993年1月 F.K. SoongおよびB.H. Juang、「LSPパラメータの最適量子化Optimal Quantization of LSPParameters」、IEEE Trans. On Speech and Audio Processing, Vol. 1, pp. 15-24、1993年1月 F. Itakura、「スピーチ信号の線形予測係数のラインスペクトル表示Line Spectrum Representation of Linear Predictive Coefficients of Speech Signals」、J. Acoust. Soc. Am., 57, 535(A)、1975年 N. SagumuraおよびF. Itakura、「LSPスピーチ分析・合成方法によるスピーチデータ圧縮Speech Data Compression by LSP Speech Analysis-Synthesis Technique」、Trans. IECE ‘81/8, Vol. J64-A, No. 8, pp. 599.606 P. KabalおよびR.P. Ramachandran、「チェビシェフ多項式を用いたラインスペクトル周波数の計算Computation of line spectral frequencies using chebyshev polynomials」、IEEE Trans. on ASSP, vol. 34, no. 6, pp. 1419-1426、1986年12月 J. Rothweiler、「ラインスペクトル周波数のための解法アルゴリズムA rootfinding algorithm for line spectral frequencies」、ICASSP-99 Engin ErzinおよびA. Enis Cetin、「ラインスペクトル周波数のフレーム間差分ベクトル符号化Interframe Differential Vector Coding of Line Spectrum Frequencies」、Proc. Of the Int. Conf. on Acoustic, Speech and Signal Processing 1993 (ICASSP ’93), Vol. II, pp. 25-28、1993年4月27日
−P(z)とQ(q)のすべてのゼロ点は、z平面の単位円上にある。
−P(z)とQ(z)のゼロ点は、単位円上で交互になっており、重複しない。
−A(z)の最小位相特性は量子化後も保存され、H(z)の安定性が保証される。
重複するフレームを用いる第1の実施形態
重複するフレームを用いる第1の実施形態では、重複するエリアのLSF時間の差は小さく、無視できるかまたはそれによる画像の劣化を許容できるものと仮定する。フレームk-1のLSF時間とフレームkのLSF時間からなるLSF時間のペアに対して、導出LSF時間を導く。この導出LSF時間は、ペアになっているLSF時間の重み付け平均である。このアプリケーションにおける重み付け平均には、LSF時間のペアのうち一方だけが選択される場合も含むものとする。この選択は、選択されたLSF時間の重みが1で、選択されなかったLSF時間の重みが0である場合と解釈することができる。ペアのLSF時間の両方に同じ重みを付けることも可能である。
フレームkの重みはwk=1-wk-1として計算される。
新しいLSF時間が:
lweighted=lk-1wk-1+lkwk
として計算される。ここで、lk-1とlkがペアを形成している。最後に、重み付けされたLSF時間が一様に量子化される。
重複するフレームを用いたさらに別の実施形態
本発明のさらに別の実施形態によると、LSF時間データをロスレス符号化する。重複したペアを単一のLSF時間にするのではなく、与えられたフレーム中のLSF時間の差が、他のフレーム中のLSF時間により符号化される。図3の例において、値l0からlNがフレームk-1から読み出すとき、フレームkの最初の3つの値l0からl3は、それぞれフレームk-1の値lN-2、lN-1、lNとの(ビットストリーム中の)差を復号することにより読み出される。他のフレーム中のどのLSF時間よりも時間的に近いLSF時間を参照して、LSF時間を符号化することにより、冗長性をうまく利用することができる。時間は最も近い時間を参照して最もよく符号化することができるからである。通常、差は小さいので、別々のハフマンテーブルを用いて非常に効率的に符号化することができる。第1の実施形態で説明した方法を用いるか否かを表示するビットを離れて、この例についても、第1の実施形態が問題となる重複に用いられない場合、差分l0,k-lN-2,k-1、l1,k-lN-1,k-1、l2,k-lN,k-1がビットストリームに含められる。
システムの説明
図7は、本発明の一実施形態によるシステムを示す図である。本システムは、符号化された信号[S]を送信または記録する装置1を有する。装置1は、オーディオ信号Sの少なくとも一部、好ましくはそのオーディオ信号のノイズ成分を受信する入力部10を有する。入力部10は、例えばアンテナ、マイクロホン、ネットワーク接続である。符号化された信号を得るため、装置1は本発明の上記の実施形態(特に図4、5、6を参照)による、信号Sを符号化するエンコーダ11をさらに有する。入力部10はオーディオ信号全体を受信し、その成分を他の専用エンコーダに供給してもよい。符号化された信号は出力部12に送られ、その出力部12は、送信媒体または記憶媒体2を介して送信または格納するのに好適なフォーマットを有するビットストリーム[S]に符号化されたオーディオ信号を変換する。本システムはレシーバまたは再生装置3をさらに有する。レシーバまたは再生装置3は符号化された信号[S]を入力部30で受信する。入力部30は、符号化された信号[S]をデコーダ31に送る。デコーダ31は、復号プロセスを実行して符号化された信号を復号する。この復号プロセスは実質的にエンコーダ11における符号化と逆の動作である。これにより復号された信号S’が得られるが、この信号は、符号化プロセスで失われた部分を除いて、元の信号Sと同じものである。デコーダ31は、復号された信号S’を出力部32に送り、出力部32が復号された信号S’を出力する。出力部32は、復号された信号S’を再生する、スピーカ等の再生部であってもよい。出力部32は、例えばホームネットワークを介して復号された信号S’をさらに送信するトランスミッタであってもよい。信号S’がノイズ成分等のオーディオ信号の成分を再構成したものである場合、出力部32は、オーディオ信号全体を供給するために、信号S’を他の再構成された成分と結合する結合手段を含んでいても良い。
Claims (26)
- 符号化された信号を得るためにオーディオ信号の少なくとも一部を符号化する方法であって、
前記オーディオ信号の少なくとも一部の、時間的エンベロープ等の時間的特性を表す予測係数を取得するために、前記オーディオ信号の少なくとも一部を予測符号化するステップと、
前記予測係数を表す一組の時間に前記予測系数を変換するステップと、
前記符号化された信号に前記一組の時間を含めるステップとを有することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記予測符号化するステップはフィルターを用いて実行され、前記予測係数はフィルター係数であることを特徴とする方法。
- 請求項1または2に記載の方法であって、前記予測符号化は線形予測符号化であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし3いずれか一項に記載の方法であって、前記予測符号化するステップの前に、周波数領域信号を取得するために、時間領域から周波数領域への変換を前記オーディオ信号の少なくとも一部に実行し、前記予測符号化するステップは、前記オーディオ信号の少なくとも一部ではなく前記周波数領域で実行されることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし4いずれか一項に記載の方法であって、前記時間はラインスペクトル周波数の時間領域の派生物または等価物であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし5いずれか一項に記載の方法であって、前記オーディオ信号の少なくとも一部は少なくとも第1のフレームと第2のフレームにセグメント化されており、前記第1のフレームと前記第2のフレームは重複し、重複部分には各フレームの少なくとも1つの時間を含むことを特徴とする方法。
- 請求項6に記載の方法であって、前記重複部分にある前記第1のフレームの1つの時間と、前記重複部分にある前記第2のフレームの1つの時間とからなる1組の時間に対して、導出時間が前記符号化された信号に含まれ、前記導出時間は前記第1のフレームの前記1つの時間と前記第2のフレームの前記1つの時間の重み付け平均であることを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法であって、前記導出時間は前記1組の時間の選択された一方と同一であることを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法であって、フレームの境界に近い時間は、前記境界から遠い時間より軽い重み付けがなされることを特徴とする方法。
- 請求項6に記載の方法であって、前記第2のフレームの時間は前記第1のフレームの時間に対する差分として符号化されることを特徴とする方法。
- 請求項10に記載の方法であって、前記第2のフレームの前記時間は、時間的に、前記第1のフレームの他のいずれの時間よりも前記第2のフレームの前記時間に近い前記第1のフレームの時間に対する差分として符号化されることを特徴とする方法。
- 請求項7ないし11いずれか一項に記載の方法であって、さらに単一ビット等の表示が前記符号化された信号に含まれ、前記表示は前記符号化された信号が前記重複部分に導出時間を含むかどうかを示すことを特徴とする方法。
- 請求項7ないし12いずれか一項に記載の方法であって、さらに単一ビット等の表示が前記符号化された信号に含まれ、前記表示は前記重複部分の前記時間または導出時間を符号化するのに使用された符号化の種類を表示することを特徴とする方法。
- 符号化された信号を得るためにオーディオ信号の少なくとも一部を符号化するエンコーダであって、
前記オーディオ信号の少なくとも一部の、時間的エンベロープ等の時間的特性を表す予測係数を取得するために、前記オーディオ信号の少なくとも一部を予測符号化する手段と、
前記予測係数を表す一組の時間に前記予測系数を変換する手段と、
前記符号化された信号に前記一組の時間を含める手段とを有することを特徴とするエンコーダ。 - オーディオ信号の少なくとも一部を表す符号化された信号であって、予測係数を表す1組の時間を含み、前記予測係数は前記オーディオ信号の少なくとも一部の時間的エンベロープ等の時間的特性を表すことを特徴とする符号化された信号。
- 請求項15に記載の符号化された信号であって、前記時間は前記オーディオ信号の少なくとも一部の少なくとも第1のフレームと第2のフレームに関係し、前記第1のフレームと前記第2のフレームは各フレームの少なくとも1つの時間を含む重複部分を有し、前記符号化された信号は少なくとも1つの導出時間を含み、前記導出時間は前記第1のフレームの前記1つの時間と前記第2のフレームの前記1つの時間の重み付け平均であることを特徴とする符号化された信号。
- 請求項16に記載の符号化された信号であって、前記符号化された信号はさらに単一ビット等の表示を有し、前記表示は前記符号化された信号が前記重複部分に導出時間を含むかどうかを示すことを特徴とする。符号化された信号。
- 請求項15ないし17いずれか一項に記載の符号化された信号を格納した記録媒体。
- オーディオ信号の少なくとも一部を表す符号化された信号を復号する方法であって、前記符号化された信号は予測係数を表す一組の時間を含み、前記予測係数は前記オーディオ信号の少なくとも一部の時間的エンベロープ等の時間的特性を表し、前記方法は、
前記一組の時間から前記時間的エンベロープ等の前記時間的特性を導出し、復号された信号を取得するために、前記時間的特性を使用するステップと、
前記復号された信号を提供するステップとを有することを特徴とする方法。 - 請求項19に記載の復号方法であって、前記方法は、前記予測係数を取得するために前記一組の時間を変換するステップを有し、前記時間的特性は前記一組の時間からではなく前記予測係数から導出されることを特徴とする復号方法。
- 請求項19または20に記載の復号方法であって、前記時間は前記オーディオ信号の少なくとも一部の少なくとも第1のフレームおよび第2のフレームに関係し、前記第1のフレームと前記第2のフレームは各フレームの少なくとも1つの時間を含む重複部分を有し、前記符号化信号は少なくとも1つの導出時間を含み、前記導出時間は元の前記オーディオ信号の少なくとも一部の前記重複部分にある前記第1のフレームの1つの時間と前記重複部分にある前記第2のフレームの1つの時間を有する一組の時間の重み付け平均であり、前記方法は前記第1のフレームを復号し前記第2のフレームを復号するのに前記少なくとも1つの導出時間を使用するステップをさらに有することを特徴とする復号方法。
- 請求項21に記載の復号方法であって、前記符号化信号はさらに単一ビット等の表示を有し、前記表示は前記符号化信号は前記重複部分に導出時間を含むかどうかを示し、前記方法は、
前記符号化信号から前記表示を取得するステップと、
前記重複部分が導出時間を含むことを前記表示が示している場合に限って、前記第1のフレームの復号と前記第2のフレームの復号に前記少なくとも1つの導出時間を使用するステップを実行するステップをさらに有する復号方法。 - オーディオ信号の少なくとも一部を表す符号化信号を復号するデコーダであって、前記符号化信号は予測係数を表す一組の時間を含み、前記予測係数は前記オーディオ信号の少なくとも一部の時間的エンベロープ等の時間的特性を表し、前記方法は、
前記一組の時間から前記時間的エンベロープ等の前記時間的特性を導出し、復号信号を取得するために前記時間的特性を使用するステップと、
前記復号信号を提供するステップとを有することを特徴とするデコーダ。 - トランスミッタであって、
オーディオ信号の少なくとも一部を受信する入力部と、
符号化信号を取得するために前記オーディオ信号の少なくとも一部を符号化する、請求項14に記載のエンコーダと、
前記符号化信号を送信する出力部とを有することを特徴とするトランスミッタ。 - レシーバであって、
オーディオ信号の少なくとも一部を表す符号化信号を受信する入力部と、
前記符号化信号を復号して復号信号を取得する、請求項23に記載のデコーダと、
前記復号信号を提供する出力部とを有することを特徴とするレシーバ。 - 請求項24に記載のトランスミッタと、請求項25に記載のレシーバとを有することを特徴とするシステム。
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