JP2008535015A - オーディオ符号化および復号化 - Google Patents
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-
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Abstract
Description
ここで、
と
は、芸術的ダウン・ミックス103の左右のチャンネルの時間/周波数タイルのサンプルを含むベクトルであり、
と
は、修正芸術的ダウン・ミックスの左右のチャンネルの時間/周波数タイルのサンプルを含むベクトルであり、
は、任意選択的補助チャンネルの時間/周波数タイルのサンプルを含み、
は、変換行列である。なお、任意のベクトル
が、列ベクトルと定義される。修正芸術的ダウン・ミックスは、元の空間的ダウン・ミックス102と類似するように、この変換によって変換される芸術的ダウン・ミックス103である。補助チャンネル
は、説明するシステムにおいては、空間的ダウン・ミックス信号またはその低周波コンテンツである。
は、修正芸術的ダウン・ミックスへの芸術的ダウン・ミックス103と補助チャンネルの変換を記述する。変換行列
またはその要素は、復号器20が変換行列
の少なくとも一部を再構築することができるように修正パラメータ105に含まれることが好ましい。その後、復号器20は、変換行列
を芸術的ダウン・ミックス103に適用して空間的ダウン・ミックス102を再構築することができる(以下で説明するように)。
(以下で説明)を構築し、かつ、それを芸術的ダウン・ミックス103に適用して空間的ダウン・ミックス102を再構築することができる(やはり以下で説明)。
I.波形の適合。
II.統計的特性の適合。
III.左右のチャンネルのエネルギーまたは電力の拘束下での波形の可能な最良の適合を取得する。
IV.上述した方法IからIIIを混合する。
と
)とのユークリッド距離の2乗を最小限に抑えることである。したがって、
および
II.統計的特性の適合(方法II)
と
によって示す、修正左芸術的ダウン・ミックス信号と修正右芸術的ダウン・ミックス信号をここで以下の要領で計算する。
ここで、真のパラメータの場合、αとβは、以下によって示される。
その結果、変換行列
は、以下のように書くことができる。
ここで、芸術的ステレオ・ダウン・ミックス103の共分散行列
は、以下によって示される。
は、ユニタリ行列であり、
は、対角行列である。
は、空間的ステレオ・ダウン・ミックス102の共分散行列であり、
は、ユニタリ行列であり、
は、対角行列である。
を計算するとき、2つの相互無相関信号
と
が得られ(行列
との乗算により)、これらの信号は、単位エネルギー(行列
のにより)を有する。
を計算することによって、まず、
の共分散行列は、恒等行列、即ち、
に等しい共分散行列に変換される。いずれかの任意のユニタリ行列
を適用すれば、共分散構造が変えられないことになり、
を適用すると、結果的に、空間的ステレオ・ダウン・ミックス102と等しい共分散構造が得られる。
は、可能な最良の波形適合が、最小のユークリッド距離2乗に関して、信号
と
と信号
と
との間で得られるように選ぶことができ、
と
は、(11)によって示される。
に関するこの選択については、統計的方法内での波形適合を用いることができる。
a)方法II.b/IIIを使用したときに得られる
と
間と
と
間の波形適合が良好である場合、方法II.b/IIIを使用する。
b)この波形適合が不良である場合、方法II.aを使用する。
c)この波形適合の質の関数として、変換行列を混合させることによって、2つの方法の漸進的な移行を確保する。
と
は両方とも、0と1の間にある。左チャンネルの混合係数
と右チャンネルの混合係数
は、以下のように定義することができる。
ここで、
、
、
、
は、0と1の間の値であり、
、
である。方程式(20)は、混合係数
と
が0と1の間であることを確保するものである。
は、それぞれ、(8)によって示めされる
、(14)によって示される
、
と定義しよう。各変換行列は、以下のように2つのベクトルで分割することができ、これは、(17)における
の分割に似たものである。
ここで、
と
(前と同様)は、それぞれ、芸術的ダウン・ミックスの左右のチャンネルの時間/周波数タイルのサンプルを含み、
と
は、それぞれ、修正芸術的ダウン・ミックスの左右のチャンネルの時間/周波数タイルのサンプルを含み、
と
は、補強層信号の時間/周波数タイルのサンプルを含む。したがって、4×2変換行列T'は、芸術的ダウン・ミックスと補強層信号から修正芸術的ダウン・ミックスへの変換を記述する。方程式(1)に関して、ここで使用される2つのみの補助チャンネルは、補強層信号
と
である。
ここで、
、
は、それぞれ、空間的ステレオ・ダウン・ミックスの左右のチャンネルの時間/周波数タイルのサンプルを含む。したがって、この特定の例においては、絶対補強データは、単に、芸術的ダウン・ミックス103の対応する時間/周波数タイル・サンプルに取って代わることができる空間的ダウン・ミックス102の実際の時間/周波数タイル・サンプルだけである。
のときに選択され、それ以外の場合には、絶対補強データが選択される。
ではなく、送信される補強データは、
として生成することができ、ここでは、k番目のデータ・フレームのαの値は、以下と判断することができる。
現在のフレームが絶対コーディングされる場合。
現在のフレームが差分コーディングされる場合。
ここで、αkは、k番目のフレーム内のαの値を示し、δは、適応速度である。δ=0.33という値は、多くのシナリオにおいて確実に人為的影響がない符号化を実現することができる。方程式(29)内に示す信号
と
は、パラメータ補間または重複加算法を用いて取得することができ、符号化されてビット・ストリームに追加される。更に、差分補強データまたは絶対補強データに関する判断が、ビット・ストリーム内に含まれ、その結果、復号器が、符号器内で使用されるのと同じα値を導出することが可能になる。
の諸要素は、MPEG4 Parametric Stereo内で使用されるIIDパラメータなど、対数で定量化することができる。小さな信号の過剰増幅を回避するためにパラメータの値について上限値を設定することが可能である。この上限値は、固定であるか、または、自動生成される左チャンネルと芸術的左チャンネル間の相関および自動生成される右チャンネルと芸術的右チャンネル間の相関の関数とすることができる。複雑である
の諸要素のうち、大きさは、IIDパラメータを用いて定量化することができ、位相は、線形に定量化することができる。T'の諸要素は、実数であり、恐らくは負は、負の値と正の値の区別を確保しながら、要素の絶対値の対数を取ることによって、コーディングすることができる。
と
は、それぞれ、空間的ダウン・ミックスの左右の信号のエネルギーを表し、以下によって示される。
ただし、方程式(27)によって示めされる行列Tは、正則行列である(したがって、その逆が存在する)ことを条件とする。ここで、方程式(1)を以下に変えることができる。
20 マルチ・チャンネル・オーディオ復号器
30 送信チャンネル
40 送信器
50 受信器
60 マルチ・チャンネル・オーディオプレーヤ/レコーダ
70 送信システム
101 マルチ・チャンネル・オーディオ信号
102 ダウン・ミックス・オーディオ信号
103 代替ダウン・ミックス信号
104 第1の関連パラメータ・データ
105 第2の関連パラメータ・データ
110 第1の符号化装置
112〜114 セグメント化・変換装置
115〜118 ダウン・ミキサ
120 第2の符号化装置
121 セグメント化装置
122 変換器
123 発生器
124 セレクター
126 周波数ドメイン信号
127 セグメント化オーディオ信号
128 制御信号
141〜144 パラメータ・データ
145 信号ブロック・プロセッサ
146 絶対補強データ・プロセッサ
147 相対補強データ・プロセッサ
148 第1の信号エネルギー・プロセッサ
149 第2の信号エネルギー・プロセッサ
150 選択プロセッサ
151 補強データ・プロセッサ
152 符号化プロセッサ
202 空間的ダウン・ミックス
203 マルチ・チャンネル・オーディオ信号
210 第1の装置
211 セグメント化・変換装置
212 ダウン・ミックス修正装置
217 制御信号
220 第2の装置
221 アップ・ミキサ
222、225、228 相関分離器
223、226、229 混合行列
224、227、230 逆変換器
Claims (31)
- Nチャンネル・オーディオ信号を符号化するマルチ・チャンネル・オーディオ符号器であって、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第1のMチャンネル信号を生成する手段であって、Mは、Nより小さい前記手段と、
前記Nチャンネル・オーディオ信号に対して、前記第1のMチャンネル信号用第1の補強データを生成する手段と、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第2のMチャンネル信号を生成する手段と、
前記第1のMチャンネル信号に対して、前記第2のMチャンネル信号用第2の補強データを生成する補強手段と、
前記第2のMチャンネル信号と、前記第1の補強データと、前記第2の補強データとを含む符号化出力信号を生成する手段と
を含み、
前記補強手段が、前記第2のMチャンネル信号に対して、絶対補強データとしての前記第2の補強データの生成、または、相対補強データとして前記第2の補強データの生成とから動的に選択するように構成されるマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。 - 前記補強手段が、前記Nチャンネル信号の特性に応答して、前記絶対補強データと前記相対補強データとから選択するように構成される、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記補強手段が、前記絶対補強データと前記相対補強データの相対特性に応答して、前記絶対補強データと前記相対補強データとから選択するように構成される、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記相対特性が、前記相対補強データの信号エネルギーに対する前記絶対補強データの信号エネルギーである、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記補強手段が、前記第2のMチャンネル信号を信号ブロックに分割し、かつ、各信号ブロックについて前記絶対補強データと前記相対補強データとから個々に選択するように構成される、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記補強手段が、信号ブロックに関連した特性にのみ基づいて、該信号ブロックについて、前記絶対補強データと前記相対補強データとから選択するように構成される、請求項5に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記補強手段が、絶対補強データとしての前記補強データの生成と相対補強データとしての前記補強データの生成との切り替えの切り替え時間間隔中に、前記絶対補強データと前記相対補強データの組み合わせとして前記補強データを生成するように構成される、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記組み合わせが、前記絶対補強データと前記相対補強データとの間の補間を含む、請求項7に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記符号化出力信号を生成する前記手段が、相対補強データ使用されるのかそれとも絶対補強データが使用されるのかを示すデータを含むように構成される、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記第2の補強データが、補強データの第1の部分と補強データの第2の部分とを含み、前記第2の部分が、前記第1の部分より質の高い前記第1のMチャンネル信号表現を行う、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記補強手段が、絶対補強データとして、または相対補強データとして前記第2の部分の生成することのみを動的に選択するように構成される、請求項10に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- 前記補強手段が、前記第1の部分の補強データを前記第1のMチャンネル信号に適用することによって生成された基準信号に対して、前記第2の部分の相対データを生成するように構成される、請求項10に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器。
- Nチャンネル・オーディオ信号を復号化するマルチ・チャンネル・オーディオ復号器であって、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第1のMチャンネル信号であって、Mが、Nより小さい前記信号と、
前記第1のMチャンネル信号と異なる第2のMチャンネル信号に対するマルチ・チャンネル拡張用第1の補強データと、
前記第1のMチャンネル信号に対する絶対補強データと相対補強データとを含む、前記第2のMチャンネル信号に対する前記第1のMチャンネル信号用第2の補強データと、
信号ブロックに関する前記第2の補強データが絶対補強データであるのかそれとも相対補強データであるのかを示す表示データと
を含む符号化オーディオ信号を受信する手段と、
前記第1のMチャンネル信号と前記第2の補強データとに応答してMチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号を生成する生成手段と、
前記Mチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号と、前記第1の補強データとに応答してNチャンネル復号化信号を生成する手段と
を含み、
前記生成手段が、前記表示データに応答して、絶対補強データとしての前記第2の補強データの適用、または、相対補強データとしての前記第2の補強データの適用から選択するように構成されるマルチ・チャンネル・オーディオ復号器。 - 前記生成手段が、時間ドメインにおいて前記第2の補強データを前記第1のMチャンネル信号に適用するように構成される、請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器。
- 前記生成手段が、周波数ドメインにおいて前記第2の補強データを前記第1のMチャンネル信号に適用するように構成される、請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器。
- 前記第2の補強データが、補強データの第1の部分と補強データの第2の部分とを含み、前記第2の部分が、前記第1の部分より質の高い前記第1のMチャンネル信号表現を行う、請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器。
- 前記生成手段が、絶対補強データとしての前記第2の部分の第2の補強データの適用、または、相対補強データとしての前記第2の部分の第2の補強データの適用からのみ選択するように構成される、請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器。
- 前記生成手段が、前記第1の部分の補強データを前記第1のMチャンネル信号に適用することによって生成された信号に前記第2の部分の相対補強データを適用することによって前記Mチャンネル・マルチ・チャンネル拡張部を生成するように構成される、請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器。
- Nチャンネル・オーディオ信号を符号化する方法であって、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第1のMチャンネル信号を生成するステップであって、MがNより小さい前記ステップと、
前記Nチャンネル・オーディオ信号に対して前記第1のMチャンネル信号用第1の補強データを生成するステップと、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第2のMチャンネル信号を生成するステップと、
前記第1のMチャンネル信号に対して前記第2のMチャンネル信号用第2の補強データを生成するステップと、
前記第2のMチャンネル信号と、前記第1の補強データと、前記第2の補強データとを含む符号化出力信号を生成するステップと
を含み、
前記第2の補強データの生成ステップが、前記第2のMチャンネル信号に対して、絶対補強データとしての前記第2の補強データの生成、または、相対補強データとしての前記第2の補強データの生成から動的に選択するステップを含む方法。 - Nチャンネル・オーディオ信号を復号化する方法であって、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第1のMチャンネル信号であって、MがNより小さい前記信号と、
前記第1のMチャンネル信号と異なる第2のMチャンネル信号に対するマルチ・チャンネル拡張用第1の補強データと、
前記第1のMチャンネル信号に対する絶対補強データと相対補強データとを含む、前記第2のMチャンネル信号に対する前記第1のMチャンネル信号用第2の補強データと、
信号ブロックに関する前記第2の補強データが絶対補強データであるのかそれとも相対補強データであるのかを示す表示データと
を含む符号化オーディオ信号を受信するステップと、
前記第1のMチャンネル信号と前記第2の補強データとに応答してMチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号を生成するステップと、
前記Mチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号と、前記第1の補強データとに応答してNチャンネル復号化信号を生成するステップと
を含み、
前記Mチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号の生成ステップが、前記表示データに応答して、絶対補強データとしての前記第2の補強データの適用、または、相対補強データとしての前記第2の補強データの適用から選択するステップを含む方法。 - Nチャンネル・オーディオ信号用符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号であって、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用Mチャンネル信号データであって、MがNより小さい前記信号データと、
前記第1のMチャンネル信号と異なる第2のMチャンネル信号に対するマルチ・チャンネル拡張用第1の補強データと、
前記第1のMチャンネル信号に対する絶対補強データと相対補強データとを含む、前記第2のMチャンネル信号に対する前記第1のMチャンネル信号用第2の補強データと、
信号ブロックに関する前記第2の補強データが絶対補強データであるのかそれとも相対補強データであるのかを示す表示データと
を含む符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号。 - 請求項21に記載の信号が格納された記憶媒体。
- 請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器を含む、符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号を送信する送信器。
- 請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器を含む、マルチ・チャンネル・オーディオ信号を受信する受信器。
- 符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号を送信チャンネルを介して受信器に送信する送信器を含む送信システムであって、請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器と、請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器を含む前記受信器を含む送信システム。
- 符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号を送信する方法であって、前記方法が、Nチャンネル・オーディオ信号を符号化するステップを含み、
前記符号化するステップが、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第1のMチャンネル信号を生成するステップであって、MがNより小さい前記ステップと、
前記Nチャンネル・オーディオ信号に対して前記第1のMチャンネル信号用第1の補強データを生成するステップと、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第2のMチャンネル信号を生成するステップと、
前記第1のMチャンネル信号に対して前記第2のMチャンネル信号用第2の補強データを生成するステップと、
前記第2のMチャンネル信号と、前記第1の補強データと、前記第2の補強データとを含む、符号化出力信号を生成するステップと
を含み、
前記第2の補強データの生成ステップが、前記第2のMチャンネル信号に対して、絶対補強データとしての前記第2の補強データの生成、または、相対補強データとしての前記第2の補強データの生成から動的に選択するステップを含む方法。 - 符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号を受信する方法であって、前記方法が、前記符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号を復号化するステップを含み、
前記復号化するステップが、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第1のMチャンネル信号であって、MがNより小さい前記信号と、
前記第1のMチャンネル信号と異なる第2のMチャンネル信号に対するマルチ・チャンネル拡張用第1の補強データと、
前記第1のMチャンネル信号に対する絶対補強データと相対補強データとを含む、前記第2のMチャンネル信号に対する前記第1のMチャンネル信号用第2の補強データと、
信号ブロックに関する前記第2の補強データが絶対補強データであるのかそれとも相対補強データであるのかを示す表示データと
を含む前記符号化マルチ・チャンネル・オーディオ信号を受信するステップと、
前記第1のMチャンネル信号と前記第2の補強データとに応答してMチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号を生成する生成ステップと、
前記Mチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号と、前記第1の補強データとに応答してNチャンネル復号化信号を生成するステップと
を含み、
前記Mチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号の生成ステップが、前記表示データに応答して、絶対補強データとしての前記第2の補強データの適用、または、相対補強データとしての前記第2の補強データの適用から選択するステップを含む方法。 - オーディオ信号を送受信する方法であって、
前記方法が、Nチャンネル・オーディオ信号を符号化するステップを備え、
前記符号化するステップが、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第1のMチャンネル信号を生成するステップであって、MがNより小さい前記ステップと、
前記Nチャンネル・オーディオ信号に対して前記第1のMチャンネル信号用第1の補強データを生成するステップと、
前記Nチャンネル・オーディオ信号用第2のMチャンネル信号を生成するステップと、
前記第1のMチャンネル信号に対して前記第2のMチャンネル信号用第2の補強データを生成するステップであって、前記第2のMチャンネル信号に対して、絶対補強データとしての前記第2の補強データの生成、または、相対補強データとしての前記第2の補強データの生成から動的に選択するステップを含む前記ステップと、
前記第2のMチャンネル信号と、前記第1の補強データと、前記第2の補強データとを含む符号化出力信号を生成するステップと;
送信器から受信器に前記符号化出力信号を送信するステップと;
前記受信器にて前記符号化出力信号を受信するステップと;
前記第2のMチャンネル信号と前記第2の補強データとに応答してMチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号を生成するステップであって、絶対補強データとしての前記第2の補強データの適用、または、相対補強データとしての前記第2の補強データの適用から選択するステップを含む前記ステップと、
前記Mチャンネル・マルチ・チャンネル拡張信号と前記第1の補強データに応答してNチャンネル復号化信号を生成するステップと
を含む、方法。 - プロセッサに、請求項19、請求項20、請求項26、請求項27、および請求項28の何れかに記載の方法のステップを実行させるように動作するコンピュータプログラム。
- 請求項1に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ符号器を含むマルチ・チャンネルオーディオレコーダ。
- 請求項13に記載のマルチ・チャンネル・オーディオ復号器を含むマルチ・チャンネルオーディオレコーダ。
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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