JP5881791B2 - 符号器の量子化ノイズを復号化中に低減するための後処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
「長期」区分は、高調波(基本周波数の高調波)を強化し、2つの高調波間にスペクトルの谷間を開ける。
「短期」区分は、ホルマントを強化し、2つのホルマント間にスペクトルの谷間を開ける。
高調波とホルマントは、音声の周知のスペクトル特性であるが、この種の処理を音声以外の信号に適用することは、大きな歪みを生成する。例えば、音楽信号の豊富なスペクトルは、こうした単純な信号モデルで処理することができない。
圧縮符号化の種類についての情報に基づいて、量子化ノイズ低減モデルを選定し、
選定したモデルに応じて、量子化ノイズ低減処理を、復号化した信号に適用する。
このモデルに基づいて、圧縮符号化が導入した量子化ノイズを推定し、
推定した量子化ノイズに基づき、復号化した信号に量子化ノイズ低減処理を適用するために、復号化した信号に適用するフィルタリング関数(及び特に、このフィルタリング関数のパラメータ)を決定する。
符号化の種類の情報に基づいて、量子化ノイズの変化を、復号化した信号の少なくとも1つのパラメータの関数として推定し、
復号化した信号中のこのパラメータの現在値に応じて、量子化ノイズを推定して、このパラメータの現在値を有する復号化した信号に適用するフィルタリング関数を決定する。
復号化した信号の少なくとも1つのパラメータの関数としての、信号対量子化ノイズ比の変化モデル、及び/又は、
量子化ノイズのスペクトル配色[spectral coloration](即ち、復号化した信号の特性の関数としての、量子化ノイズのスペクトル変化[spectral variation])。
圧縮符号化の種類について先験的に得られた、信号の特性とは無関係の情報に基づいて、圧縮符号化によって導入された量子化ノイズを推定する手段と、
復号化した信号に推定量子化ノイズ低減処理を適用するために、復号化した信号に適用するフィルタリング関数を、推定した量子化ノイズに基づいて決定する手段と
を備えている。
復号化信号中に存在する量子化ノイズを計算し、
この量子化ノイズに対応してポストフィルタのパラメータを計算して、この量子化ノイズを制限し、さらには除去する。
既知の種類の符号器CODによって、特に、量子化操作Qを信号Sに適用することによって圧縮符号化され、
伝送チャネルCA経由で送信され、
符号器CODに対応する復号器DECによって復号化される。
このように復号化した信号を記号S*で表し、従って信号S*は量子化ノイズを有し、量子化ノイズは、原信号Sに対する差(S*−S)として数学的に定義される。
、ダイナミックレンジによって決まる飽和レベルxmax、及び必然的に、サンプルを表現するために使用するビット数bに依存し、次の形の表現式による:
xmaxは、選定した量子化器によるサンプルの最大可能なデジタル振幅レベルであり、
σxは、信号の標準偏差(分散の平方根)であり、サンプルの完結したブロック(又は「フレーム」)について、このブロック上の信号の平均パワーPmの平方根によって推定することができる。
式(1)は、このパラメータΓの値に大きく依存する。なお、特に、最大の信号対量子化ノイズ比は、フルスケールの信号に対して得られ、信号の振幅が低下すれば急速に減少する。
欧州則は、A=87.56の値(数値的に式A/(1+lnA)=16を満足する)を用いる。
第1の増加部分は、圧縮則の一様変化に対応し、
次の部分は一定であり、圧縮則の対数変化に対応する。
上記の式(3)及び(4)によって与えられる信号対量子化ノイズ比、及び、
当該情報によれば、この種の符号化については量子化ノイズが「ホワイトノイズ」である、という周知の情報。
負荷率Γが:
−20log(Γ)>−20log(ΓS)=38.16−64.97〜=−27dB
であれば(テストT54の出力にある矢印o)、信号対量子化ノイズ比は、ステップS55で決定されるように一定であり、RSBM〜=+38dB(図4の平坦域)であり、
さもなければ(テストT54の出力にある矢印n)、信号対量子化ノイズ比RSBは、ステップS56で決定されるように、次式(3):
RSB=f(Γ)=65−20log(Γ)[dB]
から描かれる負荷率の関数としての直線的変化により計算することができる。
g(RSB)=fw =RSB/(RSB+1)
この例では、RSBの値はdBではなく自然数で表される。
ポストフィルタの閾値化、及び/又は、
音声信号用の音声活性検出器(音声不活性期間中の量子化ノイズ低減のより軽い処理を行う)。
RSB=Pmoy−CST[dB] (5)
ここに、CSTは定数であり、図8の例では約10dBである。
Claims (7)
- 量子化操作を適用する所定の種類の符号化によって圧縮符号化され(COD)、その後に復号化した(DEC)信号を処理する方法において、
圧縮符号化の前記種類について先験的に得られた情報(INF)に基づいて、信号対量子化ノイズ比の変化則を決定するステップであって、該変化則は前記復号化した信号の少なくとも一つのパラメータの関数である、ステップと、
前記復号化した信号の前記少なくとも一つのパラメータの現在値に応じて(S52,S53)、前記変化則から信号対量子化ノイズ比を推定する(S55,S56)ステップと、
量子化ノイズを低減するために、前記復号化した信号に適用するフィルタリング関数を、前記変化則から得た前記推定した信号対量子化ノイズ比に基づいて決定するステップと、
を含むことを特徴とする信号処理方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記パラメータは、前記復号化した信号の平均パワー又は負荷率(Γ)であることを特徴とする方法。 - 請求項1又は2に記載の方法において、
前記信号対量子化ノイズ比のスペクトル変化を、前記先験的に得られた情報と前記復号化した信号から導出し、前記スペクトル変化も考慮して、前記復号化した信号に適用する前記フィルタリング関数を決定することを特徴とする方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、
前記先験的に得られた情報は、符号器を宣言する手順において得られることを特徴とする方法。 - 所定の種類の符号化によって最初に圧縮符号化され、その後に復号化した信号を処理する装置(TBQ)において、
圧縮符号化の前記種類について先験的に得られた情報(INF)に基づいて、信号対量子化ノイズ比の変化則を推定する手段であって、該変化則は前記復号化した信号の少なくとも一つのパラメータの関数である、手段と、
前記復号化した信号の前記少なくとも一つのパラメータの現在値に応じて(S52,S53)、前記変化則から信号対量子化ノイズ比を推定する(S55,S56)手段と、
量子化ノイズを低減するために、前記復号化した信号に適用するフィルタリング関数を、前記変化則から得た前記推定した信号対量子化ノイズ比に基づいて決定する手段と、
を備えていることを特徴とする信号処理装置。 - 請求項5に記載の装置において、
該装置は復号化装置内に組み込まれ、復号器(DEC)の下流にあることを特徴とする装置。 - 所定の種類の符号化によって最初に圧縮符号化され、その後に復号化した信号を処理する装置(TBQ)のメモリに記憶されるように設計されたコンピュータプログラムにおいて、
圧縮符号化の前記種類について先験的に得られた情報(INF)に基づいて、信号対量子化ノイズ比の変化則を決定するステップであって、該変化則は前記復号化した信号の少なくとも一つのパラメータの関数である、ステップと、
前記復号化した信号の前記少なくとも一つのパラメータの現在値に応じて(S52,S53)、前記変化則から信号対量子化ノイズ比を推定する(S55,S56)ステップと、
量子化ノイズを低減するために、前記復号化した信号に適用するフィルタリング関数を、前記変化則から得た前記推定した信号対量子化ノイズ比に基づいて決定するステップとを、
前記信号を処理する装置に実行させるためのコンピュータプログラム。
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