JP5226092B2 - スペクトル符号化装置、スペクトル復号化装置、音響信号送信装置、音響信号受信装置、およびこれらの方法 - Google Patents
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Description
図4は、本発明の実施の形態1に係るスペクトル符号化装置100の構成を示すブロック図である。
図9は、本発明の実施の形態2に係るスペクトル符号化装置200の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、フィルタリング部で用いるフィルタの構成が簡易なため、フィルタ係数算出部が必要なく、少ない演算量で第2スペクトルの推定を行うことができるという効果が得られる。なお、図9において、図4と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。例えば、図4のスペクトル概形調整サブバンド決定部112は、図9のスペクトル概形調整サブバンド決定部209と「スペクトル概形調整サブバンド決定部」という同じ名称を持つので、同一の機能を有している。
図11は、本発明の実施の形態3に係るスペクトル符号化装置300の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、FL≦k<FHの帯域を複数のサブバンドに予め分割しておき、それぞれのサブバンドについてピッチ係数Tの探索、フィルタ係数の算出およびスペクトル概形の調整を行い、これら情報を符号化する点にある。これにより、置換元である0≦k<FLの帯域のスペクトルに含まれるスペクトル傾きに起因するスペクトルエネルギーの不連続の問題が回避され、さらにサブバンド毎に独立に符号化を行うためにより高品質な帯域の拡張を実現できるという効果が得られる。図11において、図4と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。
タ係数βiおよびスペクトル概形調整係数が求められ、多重化部315に与えられることになる。よって、多重化部315には、J個のピッチ係数Tmaxの情報、J個のフィルタ係数の情報およびJ個のスペクトル概形調整係数の情報が与えられる。
図13は、本発明の実施の形態4に係るスペクトル符号化装置400の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、前述の実施の形態3を基にしてフィルタリング部で用いるフィルタの構成が簡易な点にある。このため、フィルタ係数算出部が必要なく、少ない演算量で第2スペクトルの推定を行うことができるという効果が得られる。図13において、図11と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。
図14は、本発明の実施の形態5に係るスペクトル符号化装置500の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、第1スペクトルS1(k)と第2スペクトルS2(k)を、それぞれLPCスペクトルを用いてスペクトル傾きを補正し、補正後のスペクトルを用いて第2スペクトルの推定値D2(k)を求めている点にある。これにより、スペクトルエネルギーの不連続の問題が解消されるという効果が得られる。図14において、図13と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。また、本実施の形態では前述の実施の形態4に対してスペクトル傾き補正の技術を適用する場合について説明するが、これに限定されることは無く、前述した実施の形態1〜3のそれぞれについて本技術を適用することが可能である。
図15は、本発明の実施の形態6に係るスペクトル符号化装置600の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、第1スペクトルS1(k)の中から比較的スペクトルの形状が平坦な帯域を検出し、この平坦な帯域からピッチ係数Tの探索を行う。これにより、置換後のスペクトルのエネルギーが不連続になりにくくなり、スペクトルエネルギーの不連続の問題が回避されるという効果が得られる。図15において、図13と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。また、本実施の形態では前述の実施の形態4に対してスペクトル傾き補正の技術を適用する場合について説明するが、これに限定されることは無く、これまで前述した実施の形態のそれぞれについて本技術を適用することが可能である。
図16は、本発明の実施の形態7に係るスペクトル符号化装置700の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、入力信号の周期性の強さによってピッチ係数Tを探索する範囲を適応的に変化させる点にある。これにより、無声部のように周期性の低い信号に対しては調波構造が存在しないので探索範囲を非常に小さく設定しても問題は生じにくい。また有声部のように周期性の高い信号に対しては、そのときのピッチ周期の値によってピッチ係数Tを探索する範囲を変更する。これにより、ピッチ係数Tを表すための情報量を小さくすることができ、ビットレートを削減することが可能となる。図16において、図13と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。また、本実施の形態では前述の実施の形態4に対して本技術を適用する場合について説明するが、これに限定されることは無く、これまで前述した実施の形態のそれぞれについて本技術を適用することが可能である。
図17は、本発明の実施の形態8に係る階層符号化装置800の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、前述した実施の形態1〜7のいずれか一つを階層符号化に適用することにより、音声信号もしくはオーディオ信号を低ビットレートで高品質に符号化することが可能となる。
図19は、本発明の実施の形態9に係るスペクトル復号化装置1000の構成を示すブロック図である。
図21は、本発明の実施の形態10に係るスペクトル復号化装置1100の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、FL≦k<FHの帯域を複数のサブバンドに予め分割しておき、それぞれのサブバンドの情報を用いて復号することができる点にある。これにより、置換元である0≦k<FLの帯域のスペクトルに含まれるスペクトル傾きに起因するスペクトルエネルギーの不連続の問題が回避され、さらにサブバンド毎に独立に符号化された符号化コードを復号できるため、高品質な復号信号を生成することができる。図21において、図19と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。
図23は、本発明の実施の形態11に係るスペクトル復号化装置1200の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、第1スペクトルS1(k)と第2スペクトルS2(k)を、それぞれLPCスペクトルを用いてスペクトル傾きを補正し、補正後のスペクトルを用いて第2スペクトルの推定値D2(k)を求めて得られる符号を復号できる点にある。これにより、スペクトルエネルギーの不連続の問題が解消されたスペクトルを得ることができ、高品質な復号信号を生成できるという効果が得られる。図23において、図21と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。また、本実施の形態では前述の実施の形態10に対してスペクトル傾き補正の技術を適用する場合について説明するが、これに限定されることは無く、前述した実施の形態9に対して本技術を適用することが可能である。
図24は、本発明の実施の形態12に係るスペクトル復号化装置1300の構成を示すブロック図である。本実施の形態の特徴は、第1スペクトルS1(k)の中から比較的スペクトルの形状が平坦な帯域を検出し、この平坦な帯域からピッチ係数Tの探索を行うことにより得られる符号を復号できる点にある。これにより、置換後のスペクトルのエネルギーが不連続になりにくくなり、スペクトルエネルギーの不連続の問題が回避される復号スペクトルを得ることができ、高品質な復号信号を生成することができるという効果が得られる。図24において、図21と同じ名称を持つ構成要素は同一の機能を有するため、そのような構成要素についての詳細な説明は省略する。また、本実施の形態では前述の実施の形態10に対して本技術を適用する場合について説明するが、これに限定されることは無く、前述した実施の形態9および実施の形態11に対して本技術を適用することが可能である。
図25は、本発明の実施の形態13に係る階層復号化装置1400の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、前述した実施の形態9〜12のいずれか一つを階層復号化法に適用することにより、前述した実施の形態8の階層符号化法により生成された符号化コードを復号することができるようになり、高品質な音声信号もしくはオーディオ信号を復号することが可能となる。
次に、本発明の実施の形態14について、図面を参照して説明する。図27は、本発明の実施の形態14に係る音響信号符号化装置1500の構成を示すブロック図である。図27における音響符号化装置1504は、前述した実施の形態8に示した階層符号化装置800によって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
次に、本発明の実施の形態15について、図面を参照して説明する。図28は、本発明の実施の形態15に係る音響信号復号化装置1600の構成を示すブロック図である。図28における音響復号化装置1603は、前述した実施の形態13に示した階層復号化装置1400によって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
次に、本発明の実施の形態16について、図面を参照して説明する。図29は、本発明の実施の形態16に係る音響信号送信符号化装置1700の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態16において、図29における音響符号化装置1704は、前述した実施の形態8に示した階層符号化装置800によって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
次に、本発明の実施の形態17について、図面を参照して説明する。図30は、本発明の実施の形態17に係る音響信号受信復号化装置1800の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態17において、図30における音響復号化装置1804は、前述した実施の形態13に示した階層復号化装置1400によって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
Claims (18)
- 周波数kが0≦k<FLの帯域の第1のスペクトルを取得する第1の取得手段と、
周波数kが0≦k<FHの帯域の第2のスペクトルを取得する第2の取得手段と、
前記第1のスペクトルを用いて、ピッチ係数に基づいて周波数kがFL≦k<FHの帯域の第2のスペクトルの推定スペクトルを生成する推定手段と、
周波数kがFL≦k<FHの帯域において前記第2のスペクトルを複数のサブバンドに分割し、前記第2のスペクトルと前記推定スペクトルとの誤差を最小にするピッチ係数をサブバンド毎に求めることによって前記第2のスペクトルを推定し、前記サブバンド毎に前記ピッチ係数を符号化する符号化手段と、
を具備するスペクトル符号化装置。 - 前記符号化手段は、
スペクトル包絡を用いて平滑化を行った前記第1スペクトルを用いて前記ピッチ係数を求める、
請求項1記載のスペクトル符号化装置。 - 前記符号化手段は、
前記第2のスペクトルを前記ピッチ係数に基づき決定されるバンド幅のサブバンドに分割し、前記サブバンド毎に前記ピッチ係数を符号化する、
請求項1記載のスペクトル符号化装置。 - 周波数kが0≦k<FLの帯域の第1のスペクトルを取得する取得手段と、
スペクトル符号化装置で算出された、周波数が0≦k<FHの帯域の第2のスペクトルの内の周波数kがFL≦k<FHの帯域の高域部と前記第1スペクトルを用いて推定された推定スペクトルとの誤差を最小にする前記第1のスペクトルのピッチ係数を取得し、周波数kがFL≦k<FHの帯域において前記第2のスペクトルを複数のサブバンドに分割して、前記サブバンド毎に前記第1のスペクトルと前記ピッチ係数とを用いて前記第2のスペクトルの推定スペクトルをサブバンド毎に生成する復号化手段と、
を具備するスペクトル復号化装置。 - 前記復号化手段は、
スペクトル包絡を用いて平滑化を行った前記第1のスペクトルと前記ピッチ係数とを用いて前記第2のスペクトルの推定スペクトルを生成する、
請求項4記載のスペクトル復号化装置。 - 前記復号化手段は、
前記第2のスペクトルを前記ピッチ係数に基づき決定されるバンド幅のサブバンドに分割し、前記第1のスペクトルと前記ピッチ係数とを用いて前記第2のスペクトルの推定スペクトルを生成する、
請求項4記載のスペクトル復号化装置。 - 周波数kが0≦k<FLの帯域の第1のスペクトルを取得し、
周波数kが0≦k<FHの帯域の第2のスペクトルを取得し、
前記第1スペクトルを用いて、ピッチ係数に基づき周波数kがFL≦k<FHの帯域の第2のスペクトルの推定スペクトルを生成し、
周波数kがFL≦k<FHにおいて前記第2のスペクトルを複数のサブバンドに分割し、前記第2のスペクトルと前記推定スペクトルとの誤差を最小にするピッチ係数をサブバンド毎に求めることによって前記第2のスペクトルを推定し、前記サブバンド毎に前記ピッチ係数を符号化する、
スペクトル符号化方法。 - スペクトル包絡を用いて平滑化を行った前記第1スペクトルを用いて前記ピッチ係数を求める、
請求項7記載のスペクトル符号化方法。 - 前記第2のスペクトルを前記ピッチ係数に基づき決定されるバンド幅のサブバンドに分割し、前記サブバンド毎に前記ピッチ係数を符号化する、
請求項7記載のスペクトル符号化方法。 - 周波数kが0≦k<FLの帯域の第1のスペクトルを取得し、
スペクトル符号化装置で算出された、周波数kが0≦k<FHの帯域の第2のスペクトルの内の周波数kがFL≦k<FHの帯域の高域部と前記第1スペクトルを用いて推定された推定スペクトルとの誤差を最小にする前記第1のスペクトルのピッチ係数を取得し、周波数kがFL≦k<FHの帯域において前記第2のスペクトルを複数のサブバンドに分割して、前記サブバンド毎に前記第1のスペクトルと前記ピッチ係数とを用いて前記第2のスペクトルの推定スペクトルを生成する、
スペクトル復号化方法。 - スペクトル包絡を用いて平滑化を行った前記第1のスペクトルと前記ピッチ係数とを用いて前記第2のスペクトルの推定スペクトルを生成する、
請求項10記載のスペクトル復号化方法。 - 前記第2のスペクトルを前記ピッチ係数に基づき決定されるバンド幅のサブバンドに分割し、前記第1のスペクトルと前記ピッチ係数とを用いて前記第2のスペクトルの推定スペクトルを生成する、
請求項10記載のスペクトル復号化方法。 - 音響信号を電気的信号に変換する音響入力手段と、
前記音響入力手段から出力された信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換手段から出力されたディジタル信号を入力信号とする請求項1記載のスペクトル符号化装置と、
前記スペクトル符号化装置から出力された符号化コードを無線周波数の信号に変調するRF変調手段と、
前記RF変調手段から出力された信号を電波に変換して送信する送信アンテナと、
を具備する音響信号送信装置。 - 電波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナに受信された信号を復調するRF復調手段と、
前記RF復調手段にて得られた情報を入力して復号化を行う請求項4記載のスペクトル復号化装置と、
前記スペクトル復号化装置から出力された信号をアナログ信号に変換するD/A変換手段と、
前記D/A変換手段から出力された電気的信号を音響信号に変換する音響出力手段と、
を具備する音響信号受信装置。 - 請求項13記載の音響信号送信装置を具備する通信端末装置。
- 請求項14記載の音響信号受信装置を具備する通信端末装置。
- 請求項13記載の音響信号送信装置を具備する基地局装置。
- 請求項14記載の音響信号受信装置を具備する基地局装置。
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