JP2020038374A - マルチチャンネル信号を符号化するためのオーディオエンコーダおよび符号化されたオーディオ信号を復号化するためのオーディオデコーダ - Google Patents
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Abstract
Description
MPEG−D USACコア符号器に対して、前/後プロセッサとしてPSおよびMPS
MPEG−D USAC規格
MPEG−H 3Dオーディオ規格
−MDCTのAACに対して、IGFおよび結合ステレオ符号化
−QMFのHeAACv2に対して、SBR+PS
−QMFのUSACに対して、SBR+MPS212。
セクション5.3.2補助ペイロードのUSAC規格[1]の表23は、次の通り修正されるべきである。
詳細な復号化手続は、7.x LPDステレオ復号化セクションで説明される。
lpd_stereo_stream():LPDモードのためのステレオデータを復号化するためのデータ要素。
res_mode:パラメータ帯域の周波数解像度を示すフラグ。
q_mode:パラメータ帯域の時間解像度を示すフラグ。
ipd_mode:IPDパラメータに対してパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
pred_mode:仮に予測が使われるならば示すフラグ。
cod_mode:サイド信号が量子化されるためのパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
Ild_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのILDパラメータインデックス。
Ipd_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのIPDパラメータインデックス。
pred_gain_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのための予測利得インデックス。
cod_gain_idx:量子化されたサイド信号のためのグローバル利得インデックス。
ccfl:コア符号フレーム長さ。
M:テーブル7.x.1において定義されるステレオLPDフレーム長さ。
band_config():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
band_limits():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
ipd_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_L:復号化されたサイド信号のためのDFTラインの数。
LPDステレオ符号化
ツール説明
LPDステレオは離散的なM/Sステレオ符号化である。中間チャンネルはモノラルLPDコア符号器によって符号化され、サイド信号はDFTドメインの中で符号化される。復号化された中間信号は、LPDモノラルデコーダから出力されて、それから、LPDステレオモジュールによって処理される。ステレオ復号化は、LチャンネルとRチャンネルとが復号化されるDFTドメインの中でなされる。2つの復号化されたチャンネルは、時間ドメインにおいて元に変換されて、それから、このドメインにおいて、FDモードから復号化されたチャンネルと結合される。FD符号化モードは、複雑な予測によって、または、予測無しで、それ自身のステレオのツール、すなわち離散的なステレオを使っている。
res_mode:パラメータ帯域の周波数解像度を示すフラグ。
q_mode:パラメータ帯域の時間解像度を示すフラグ。
ipd_mode:IPDパラメータに対してパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
pred_mode:仮に予測が使われるならば示すフラグ。
cod_mode:サイド信号が量子化されるためのパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
Ild_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのILDパラメータインデックス。
Ipd_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのIPDパラメータインデックス。
pred_gain_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのための予測利得インデックス。
cod_gain_idx:量子化されたサイド信号のためのグローバル利得インデックス。
ccfl:コア符号フレーム長さ。
M:テーブル7.x.1において定義されるステレオLPDフレーム長さ。
band_config():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
band_limits():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
ipd_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_L:復号化されたサイド信号のためのDFTラインの数。
ステレオ復号化は周波数ドメインにおいて実行される。それはLPDデコーダの後処理として作動する。それはLPDデコーダからモノラル中間信号のシンセサイズを受信する。サイド信号は、その時、周波数ドメインにおいて復号化されるか、または予測される。チャンネルスペクトルは、その時、時間ドメインにおいて再シンセサイズされる前に、周波数ドメインにおいて再構成される。ステレオLPDは、LPDモードの中で使われた符号化モードと独立して、ACELPフレームのサイズと等しい固定されたフレーム長によって働く。
フレームインデックスiのDFTスペクトルは、長さMの復号化されたフレームxから計算される。
DFTスペクトルは、パラメータ帯域と呼ばれる非オーバーラップ周波数帯域の中に分割される。スペクトルの区分化は不均一で、聴覚の周波数分解に似る。スペクトルの2つの異なる分割が、等価矩形帯域幅(ERB)の約2倍または約4倍に続く帯域幅によって可能である。スペクトル区分化はデータ要素res_modにより選択され、以下の擬似符号により定義される。
funtion nbands=band_config(N,res_mod)
band_limits[0]=1;
nbands=0;
while(band_limits[nbands++]<(N/2))[
if(stereo_lpd_res==0)
band_limits[nbands]=band_limits_erb2[nbands];
else
band_limits[nbands]=band_limits_erb4[nbands];
]
nbands--;
band_limits[nbands]=N/2;
return nbands
ここで、nbandsはパラメータ帯域の総数であり、NはDFT分析ウィンドウサイズである。表band_limits_erb2とband_limits_erb4は、表7.x.2において定義される。デコーダは、すべての2つのステレオLPDフレームでスペクトルのパラメータ帯域の解像度を順応して変更できる。
ipd_max_band=max_band[res_mod][ipd_mod]
サイド信号の符号化のためのパラメータ帯域の最大数は、2ビットフィールドcod_modデータ要素内で送られる。
cod_max_band=max_band[res_mod][cod_mod]
テーブルmax_band[][]は表7.x.3において定義される。
サイド信号に対して予側するために、復号化されたラインの数は、その時、以下の式で計算される。
cod_L=2・(band_limits[cod_max_band]−1)
ステレオパラメータ相互チャンネルレベル差(ILD)、相互チャンネル位相差(IPD)および予測利得は、フラグq_modeに依存する全てのフレームまたは全ての2つのフレームに送られる。仮に、q_modeが0に等しいならば、パラメータは全てのフレームを更新する。さもなければ、パラメータ値は、USACフレーム内のステレオLPDフレームの奇数のインデックスiに対してのみ更新する。USACフレーム内のステレオLPDフレームのインデックスiは、LPDバージョン0の中で0と3の間のどちらか、およびLPDバージョン1の中で0と1の間のどちらかが可能である。
0≦b<nbandsに対して、
ILDi[b]=ild_q[ild_idx[i][b]]
低音の後処理は2つのチャンネルで別々に行われる。処理は、[1]のセクション7.17で説明したのと同じ両方のチャンネルのためのものである。
[1]ISO/IEC DIS 23003−3, Usac
[2]ISO/IEC DIS 23008−3, 3D Audio
Claims (27)
- マルチチャンネル信号を符号化するためのオーディオエンコーダ(2)であって、
線形予測ドメインエンコーダ(6)と、
周波数ドメインエンコーダ(8)と、
前記線形予測ドメインエンコーダ(6)と前記周波数ドメインエンコーダ(8)との間を切り替えるためのコントローラ(10)と、
を含み、
前記線形予測ドメインエンコーダ(6)は、マルチチャンネル信号(4)をダウンミックスしてダウンミックス信号(14)を得るためのダウンミキサ(12)、前記ダウンミックス信号(14)を符号化するための線形予測ドメインコアエンコーダ(16)、および、前記マルチチャンネル信号から第1マルチチャンネル情報(20)を生成するための第1結合マルチチャンネルエンコーダ(18)を含み、
前記周波数ドメインエンコーダ(8)は、前記マルチチャンネル信号から第2マルチチャンネル情報(24)を符号化するための第2結合マルチチャンネルエンコーダ(22)を含み、第2結合マルチチャンネルエンコーダ(22)は前記第1結合マルチチャンネルエンコーダ(18)と異なり、
前記コントローラ(10)は、前記マルチチャンネル信号の部分が、前記線形予測ドメインエンコーダの符号化されたフレーム、または、前記周波数ドメインエンコーダの符号化されたフレームのいずれかによって表現されるように構成される、オーディオエンコーダ(2)。 - 前記第1結合マルチチャンネルエンコーダ(18)は、第1の時間−周波数コンバータ(82)を含み、前記第2結合マルチチャンネルエンコーダ(22)は、第2の時間−周波数コンバータ(66)を含み、前記第1の時間−周波数コンバータと前記第2の時間−周波数コンバータとが互いに異なる、請求項1に記載のオーディオエンコーダ(2)。
- 前記第1結合マルチチャンネルエンコーダ(18)は、パラメトリック結合マルチチャンネルエンコーダであるか、または、
前記第2結合マルチチャンネルエンコーダ(22)は、波形維持結合マルチチャンネルエンコーダである、請求項1または請求項2に記載のオーディオエンコーダ(2)。 - 前記パラメトリック結合マルチチャンネルエンコーダは、ステレオ予測コーダ、パラメトリックステレオエンコーダまたは回転ベースのパラメトリックステレオエンコーダを含む、または、
前記波形維持結合マルチチャンネルエンコーダは、帯域選択的スイッチ中間/サイドまたは左/右ステレオコーダを含む、請求項3に記載のオーディオエンコーダ。 - 前記線形予測ドメインエンコーダ(6)は、ACELPプロセッサ(30)とTCXプロセッサ(32)とを含み、前記ACELPプロセッサは、ダウンサンプリングされたダウンミックス信号(34)に作用するように構成され、前記時間ドメイン帯域幅拡張プロセッサ(36)は、第3のダウンサンプリングによって前記ACELP入力信号から取り除かれた前記ダウンミックス信号の一部の帯域をパラメトリック的に符号化するように構成され、
前記TCXプロセッサ(32)は、ダウンサンプリングされていない、または前記ACELPプロセッサのためのダウンサンプリングより少ない程度でダウンサンプリングされた前記ダウンミックス信号(14)に作用するように構成され、前記TCXプロセッサが、第1の時間−周波数コンバータ(40)と、第1帯域セットのパラメトリック表現(46)を生成するための第1パラメータ生成器(42)と、第2帯域セットのための量子化されたエンコーダスペクトルライン(48)のセットを生成するための第1量子化エンコーダ(44)とを含む、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のオーディオエンコーダ。 - 前記周波数ドメインエンコーダ(8)は、前記マルチチャンネル信号(4)の第1チャンネル(4a)および前記マルチチャンネル信号(4)の第2チャンネル(4b)を、スペクトル表現(72a、72b)に変換するための第2の時間−周波数コンバータ(66)と、第2帯域セットのパラメトリック表現を生成するための第2パラメータ生成器(68)と、第1帯域セット(80)の量子化されて符号化された表現を生成するための第2量子化エンコーダ(70)とを含む、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のオーディオエンコーダ(2)。
- 前記線形予測ドメインエンコーダは、時間ドメイン帯域幅拡張を持つACELPプロセッサと、MDCT操作を持つTCXプロセッサと、インテリジェント・ギャップ・フィリング機能とを含む、または、
前記周波数ドメインエンコーダは、前記第1チャンネルおよび前記第2チャンネルのためのMDCT操作と、AAC操作と、インテリジェント・ギャップ・フィリング機能とを含む、または、
前記第1結合マルチチャンネルエンコーダは、前記マルチチャンネルオーディオ信号の全帯域幅のためのマルチチャンネル情報が導出されるような方法で動作するように構成される、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のオーディオエンコーダ(2)。 - 前記ダウンミックス信号(14)を復号化して、符号化されて復号化されたダウンミックス信号(54)を得るための線形予測ドメインデコーダ(50)と、
前記第1マルチチャンネル情報(20)を用いる復号化されたマルチチャンネル表現と、ダウンミックス前の前記マルチチャンネル信号との間の誤差を表現する前記符号化されて復号化されたダウンミックス信号(54)を使って、マルチチャンネル残差信号(58)を計算して符号化するためのマルチチャンネル残差コーダ(56)と、
をさらに含む、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のオーディオエンコーダ(2)。 - 前記ダウンミックス信号は低帯域および高帯域を持ち、前記線形予測ドメインエンコーダは、前記高帯域をパラメトリック的に符号化するために帯域幅拡張処理を適用するように構成され、前記線形予測ドメインデコーダは、前記符号化されて復号化されたダウンミックス信号(54)として、前記ダウンミックス信号の前記低帯域を表現する低帯域信号だけを得るように構成され、前記符号化されたマルチチャンネル残差信号(58)は、ダウンミックス前の前記マルチチャンネル信号の前記低帯域内の周波数しか持っていない、請求項8に記載のオーディオエンコーダ(2)。
- 前記マルチチャンネル残差コーダ(56)は、
前記第1マルチチャンネル情報(20)および前記符号化されて復号化されたダウンミックス信号(54)を使って、復号化されたマルチチャンネル信号(64)を生成するための結合マルチチャンネルデコーダ(60)と、
前記復号化されたマルチチャンネル信号とダウンミックス化前の前記マルチチャンネル信号との間の差を形成して前記マルチチャンネル残差信号を得るためのディファレンスプロセッサ(62)と、
を含む、請求項8または請求項9に記載のオーディオエンコーダ(2)。 - 前記ダウンミキサ(12)は、前記マルチチャンネル信号をスペクトル表現に変換するように構成され、前記ダウンミックスは、前記スペクトル表現を使って、または、時間ドメイン表現を使って実行され、
前記第1マルチチャンネルエンコーダは、前記スペクトル表現の個々の帯域に対して別個の第1マルチチャンネル情報を生成するために、前記スペクトル表現を使用するように構成される、請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のオーディオエンコーダ(2)。 - 前記コントローラ(10)は、マルチチャンネルオーディオ信号の現在のフレーム(204)内で、前のフレームを符号化するための周波数ドメインエンコーダ(8)を使うことから、今後のフレームを復号化するための前記線形予測ドメインエンコーダに切り替えるように構成され、
前記第1結合マルチチャンネルエンコーダ(18)は、前記現在フレームのために前記マルチチャンネルオーディオ信号から合成マルチチャンネルパラメータ(210a,210b,212a,212b)を計算するように構成され、
第2結合マルチチャンネルエンコーダ(22)は、停止ウィンドウを使って前記第2マルチチャンネル信号を重み付けるように構成される、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載のオーディオエンコーダ(2)。 - 符号化されたオーディオ信号(103)を復号化するためのオーディオデコーダ(102)であって、
線形予測ドメインデコーダ(104)と、
周波数ドメインデコーダ(106)と、
前記線形予測ドメインデコーダ(104)の出力と第1マルチチャンネル情報(20)とを使って第1マルチチャンネル表現(114)を生成するための第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)と、
前記周波数ドメインデコーダ(106)の出力と第2マルチチャンネル情報(22,24)とを使って第2マルチチャンネル表現(116)を生成するための第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)と、
前記第1マルチチャンネル表現(114)と前記第2マルチチャンネル表現(116)とを結合して復号化されたオーディオ信号(118)を得るための第1結合器(112)と、を含み、
前記第2結合マルチチャンネルデコーダは、前記第1結合マルチチャンネルデコーダと異なる、オーディオデコーダ(102)。 - 前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、パラメトリック結合マルチチャンネルデコーダであり、前記第2結合マルチチャンネルデコーダは、波形維持結合マルチチャンネルデコーダであり、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダは、複雑な予測、パラメトリックステレオ操作または回転操作に基づいて動作するように構成され、
前記第2結合マルチチャンネルデコーダは、帯域選択的スイッチを、中間/サイドまたは左/右のステレオ復号化アルゴリズムに適用するように構成される、請求項13に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記線形予測ドメインデコーダは、
ACELPデコーダ(120)、低帯域シンセサイザ(122)、アップサンプリング器(124)、時間ドメイン帯域幅拡張プロセッサ(126)、または、アップサンプリングされた信号と帯域幅拡張された信号とを結合するための第2結合器(128)、
TCXデコーダ(130)およびインテリジェント・ギャップ・フィリングプロセッサ(132)、
前記第2結合器(128)の出力とTCXデコーダ(130)およびIGFプロセッサ(132)の出力とを結合するための完全帯域シンセサイズプロセッサ(134)を備える、または、
クロスパス(136)は、前記TCXデコーダおよび前記IGFプロセッサからの低帯域スペクトル時間変換によって導出された情報を使って前記低帯域シンセサイザを初期設定するために設けられる、請求項13または請求項14に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記第1結合マルチチャンネルデコーダは、前記線形予測ドメインデコーダ(104)の前記出力をスペクトル表現(145)に変換するための時間−周波数コンバータ(138)と、
前記スペクトル表現(145)に作用する前記第1マルチチャンネル情報によってコントロールされるアップミキサと、
アップミックス結果を時間表現期間に変換するための周波数−時間コンバータ(148)とを含む、請求項13ないし請求項15のいずれかに記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)は、入力として、前記周波数ドメインデコーダによって得られたスペクトル表現を使うように構成され、前記スペクトル表現は、少なくとも複数の帯域について、第1チャンネル信号および第2チャンネル信号を含み、
結合マルチチャンネル操作を前記第1チャンネル信号および前記第2チャンネル信号の複数の帯域に適用し、前記結合マルチチャンネルデコーダ結合マルチチャンネル操作の結果を時間表現に変換して前記第2マルチチャンネル表現を得るように構成される、請求項13ないし請求項16のいずれかに記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記第2マルチチャンネル情報(22)は、個々の帯域について、左/右、または中間/サイドの結合マルチチャンネル符号化を示すマスクであり、前記結合マルチチャンネル操作は、前記マスクによって示された帯域を、前記中間/サイド表現から左/右表現に変換するための、中間/サイドから左/右への変換操作である、請求項17に記載のオーディオデコーダ(102)。
- 符号化された前記マルチチャンネルオーディオ信号は、前記線形予測ドメインデコーダの前記出力のための残差信号を含み、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダは、前記第1マルチチャンネル表現を生成するための前記マルチチャンネル残差信号を使うように構成される、請求項13ないし請求項18のいずれかに記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記マルチチャンネル残差信号は、前記第1マルチチャンネル表現より低い帯域幅を持ち、前記第1結合マルチチャンネルデコーダは、前記第1結合マルチチャンネル情報を使って中間的な第1マルチチャンネル表現を再構成し、前記マルチチャンネル残差信号を前記中間的な第1マルチチャンネル表現に追加するように構成される、請求項19に記載のオーディオデコーダ(102)。
- 前記時間−周波数コンバータは、複雑な操作または過剰サンプリング操作を含み、
前記周波数ドメインデコーダは、IMDCT操作または臨界サンプリング操作を含む、請求項16に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記オーディオデコーダ(102)は、マルチチャンネルオーディオ信号の現在のフレーム(204)内で、前のフレームを復号化するための前記周波数ドメインデコーダ(106)を使うことから、後のフレームを復号化するための前記線形予測ドメインデコーダ(104)に切り替えるように構成され、
前記結合器(112)は、前記現在のフレームの前記第2マルチチャンネル表現(116)から合成中間信号(226)を計算するように構成され、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、前記合成中間信号(226)および第1マルチチャンネル情報(20)を使って、前記第1マルチチャンネル表現(114)を生成するように構成され、
前記結合器(112)は、前記第1マルチチャンネル表現および前記第2マルチチャンネル表現を結合して前記マルチチャンネルオーディオ信号の復号化された現在のフレームを得るするように構成される、請求項13ないし請求項21のいずれかに記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記オーディオデコーダ(102)は、マルチチャンネルオーディオ信号の現在のフレーム(232)内で、前のフレームを復号化するための前記線形予測ドメインデコーダ(104)を使うことから、後のフレームを復号化するための前記周波数ドメインデコーダ(106)に切り替えるように構成され、
前記ステレオデコーダ(146)は、前のフレームのマルチチャンネル情報を使って、現在のフレームについての前記線形予測ドメインデコーダの復号化されたモノラル信号から、合成マルチチャンネルオーディオ信号を計算するように構成され、
前記第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)は、前記現在のフレームについての第2マルチチャンネル表現を計算し、スタートウィンドウを使って、前記第2マルチチャンネル表現の重み付けをするように構成され、
前記結合器(112)は、前記合成マルチチャンネルオーディオ信号と前記重み付けされた第2マルチチャンネル表現を結合して前記マルチチャンネルオーディオ信号の復号化された現在のフレームを得るためように構成される、請求項13ないし請求項22のいずれかに記載のオーディオデコーダ(102)。 - マルチチャンネルとは2つ以上のチャンネルを意味する、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のオーディオエンコーダ、または請求項13ないし請求項23のいずれかに記載のオーディオデコーダ。
- マルチチャンネル信号を符号化する方法(800)であって、
線形予測ドメイン符号化を実行するステップと、
周波数ドメイン符号化を実行するステップと、
前記線形予測ドメイン符号化と前記周波数ドメイン符号化との間の切り替えをするステップと、
を含み、
前記線形予測ドメイン符号化を実行するステップは、ダウンミックス信号と、前記ダウンミックス信号をコア符号化する線形予測ドメインと、前記マルチチャンネル信号から第1のマルチチャンネル情報を生成する第1の結合マルチチャンネル符号化を得るために、マルチチャンネル信号をダウンミックスするステップを含み、
前記周波数ドメイン符号化を実行するステップは、前記マルチチャンネル信号から第2マルチチャンネル情報を生成する第2結合マルチチャンネル符号化するステップを含み、前記第2結合マルチチャンネル符号化するステップは、第1マルチチャンネル符号化するステップと異なり、
前記切り替えするステップは、前記マルチチャンネル信号の部分が、前記線形予測ドメイン符号化の符号化されたフレーム、または、前記周波数ドメイン符号化の符号化されたフレームのいずれかによって表現されるように実行される、方法(800)。 - 符号化されたオーディ信号を復号化する方法(900)であって、
線形予測ドメイン復号化するステップと、
周波数ドメイン復号化するステップと、
前記線形予測ドメイン復号化の出力および第1マルチチャンネル情報を使って、第1マルチチャンネル表現を生成する第1結合マルチチャンネル復号化するステップと、
前記周波数ドメイン復号化の出力および第2マルチチャンネル情報を使って、第2マルチチャンネル表現を生成する第2結合マルチチャンネル復号化するステップと、
復号化されたオーディオ信号を得るために、前記第1マルチチャンネル表現と前記第2マルチチャンネル表現を結合するステップと、
を含み、
前記第2マルチチャンネル復号化するステップは、前記第1マルチチャンネル復号化するステップと異なる、符号化されたオーディオ信号を復号化する方法(900)。 - コンピュータ・プログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で稼働すると、請求項25または請求項26の方法を実行するためのコンピュータ・プログラム。
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