JP6148811B2 - 周波数領域におけるlpc系符号化のための低周波数エンファシス - Google Patents
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Description
本発明の好ましい実施の形態においては、さらなる基準スペクトル線が、基準スペクトル線RSLより高い周波数を表す。これらの特徴により、最小値MIと最大値MAの推定が、関連の周波数域において行われることが確実になる。
2 線形予測符号化フィルタ
3 時間周波数変換器
4 低周波数エンファシス回路
5 制御装置
6 量子化装置
7 ビットストリーム生成部
8 スペクトル解析部
9 最小値最大値解析部
10 エンファシスファクタ計算部の第1の段
11 エンファシスファクタ計算部の第2の段
12 オーディオデコーダ
13 ビットストリーム受信部
14 逆量子化装置
15 低周波数デエンファシス回路
16 制御装置
17 周波数時間変換器
18 逆線形予測符号化フィルタ
19 スペクトル解析部
20 最小値最大値解析部
21 デエンファシスファクタ計算部の第1の段
22 デエンファシスファクタ計算部の第2の段
AS オーディオ信号
LC 線形予測符号化係数
FF フィルタリングされたフレーム
FI フレーム
SP スペクトル
PS 処理されたスペクトル
QS 量子化されたスペクトル
SR スペクトル表示
MI スペクトル表示の最小値
MA スペクトル表示の最大値
SEF スペクトル線エンファシスファクタ
BEF 位相エンファシスファクタ
FC 時間領域へ変換したフレーム
RSL 基準スペクトル線
SL スペクトル線
DQ 逆量子化されたスペクトル
RS 逆処理されたスペクトル
TS 時間信号
SDF スペクトル線デエンファシスファクタ
BDF 基底デエンファシスファクタ
IFS 逆フィルタリングされた信号
SLD スペクトル線
RSLD 基準スペクトル線
QE 量子化誤差
Claims (39)
- ビットストリーム(BS)を生成するように非音声オーディオ信号(AS)を符号化するためのオーディオエンコーダであって、前記オーディオエンコーダ(1)は、
複数の線形予測符号化係数(LC)を有する線形予測符号化フィルタ(2)と時間周波数変換器(3)との組合せ(2、3)であって、オーディオ信号(AS)のフレーム(FI)および線形予測符号化係数(LC)に基づきスペクトル(SP)を出力するために、前記フレーム(FI)をフィルタリングし、かつ周波数領域へ変換するよう構成される組合せ(2、3)と、
前記スペクトル(SP)に基づき処理されたスペクトル(PS)を計算するよう構成される低周波数エンファシス回路(4)であって、基準スペクトル線(RSL)より低い周波数を表す処理されたスペクトル(PS)のスペクトル線(SL)が強調される、低周波数エンファシス回路(4)と、
前記線形予測符号化フィルタ(2)の線形予測符号化係数(LC)に依拠して前記低周波数エンファシス回路(4)による処理されたスペクトル(PS)の計算を制御するよう構成される制御装置(5)と、
前記処理されたスペクトル(PS)に基づいて量子化されたスペクトル(QS)を生成するよう構成される量子化装置(6)と、
前記量子化されたスペクトル(QS)および前記線形予測符号化係数(LC)を前記ビットストリーム(BS)に埋め込むよう構成されるビットストリーム生成部(7)と、
を備える、オーディオエンコーダ。 - 前記オーディオ信号(AS)のフレーム(FI)は、前記線形予測符号化フィルタ(2)に入力され、フィルタリングされたフレーム(FF)は、前記線形予測符号化フィルタ(2)により出力され、前記時間周波数変換器(3)は、フィルタ処理されたフレーム(FF)に基づき前記スペクトル(SP)を推定するよう構成される、請求項1に記載のオーディオエンコーダ。
- 前記オーディオ信号(AS)のフレーム(FI)は、前記時間周波数変換器(3)に入力され、変換されたフレーム(FC)は、前記時間周波数変換器(3)により出力され、前記線形予測符号化フィルタ(2)は、変換されたフレーム(FC)に基づいて前記スペクトル(SP)を推定するよう構成される、請求項1に記載のオーディオエンコーダ。
- 前記制御装置(5)は、前記線形予測符号化係数(LC)のスペクトル表示(SR)を推定するよう構成されるスペクトル解析部(8)と、さらなる基準スペクトル線を下回るスペクトル表示(SR)の最小値(MI)およびスペクトル表示(SR)の最大値(MA)を推定するよう構成される最小値最大値解析部(9)と、前記最小値(MI)および前記最大値(MA)に基づいて前記基準スペクトル線(RSL)より低い周波数を表す処理されたスペクトル(PS)のスペクトル線(SL)を計算するためのスペクトル線エンファシスファクタ(SEF)を計算するよう構成されるエンファシスファクタ計算部(10、11)とを含み、前記処理されたスペクトル(PS)のスペクトル線(SL)は、フィルタリングされたフレームのスペクトルのスペクトル線に対して前記スペクトル線エンファシスファクタ(SEF)を適用することにより強調される、請求項1から請求項3のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記エンファシスファクタ計算部(10、11)は、前記スペクトル線エンファシスファクタ(SEF)が、前記基準スペクトル線(RSL)から前記スペクトル(SP)の最低周波数を表すスペクトル線(SL)の方向に増加するように構成される、請求項4に記載のオーディオエンコーダ。
- 前記エンファシスファクタ計算部(10、11)は、第1の式、γ=(α・min/max)βにしたがい基底エンファシスファクタ(BEF)を計算するよう構成される第1の段(10)を含み、ここで、αは、第1の予め設定された値であって、α>1であり、βは、第2の予め設定された値であって、0<β≦1であり、minは、前記スペクトル表示(SR)の最小値(MI)であり、maxは、前記スペクトル表示(SR)の最大値(MA)であり、γは、前記基底エンファシスファクタ(BEF)であり、前記エンファシスファクタ計算部(10、11)は、第2の式εi=γi’-iにしたがいスペクトル線エンファシスファクタ(SEF)を計算するよう構成される第2の段(11)を含み、ここでi’は、強調されるべきスペクトル線(SL)の数であり、iは、それぞれのスぺクトル線(SL)のインデクスであり、インデクスはスペクトル線の周波数と共に増加し、i=0〜i’−1であり、γは前記基底エンファシスファクタ(BEF)であり、εiはインデクスiでのスペクトル線エンファシスファクタ(SEF)である、請求項4または5に記載のオーディオエンコーダ。
- 前記第1の予め設定された値は、42より小さくかつ22より大きい、請求項6に記載のオーディオエンコーダ。
- 前記第1の予め設定された値は、38よりも小さく、かつ、26よりも大きい、請求項6に記載のオーディオエンコーダ。
- 前記第1の予め設定された値は、34よりも小さく、かつ、30よりも大きい、請求項6に記載のオーディオエンコーダ。
- 前記第2の予め設定された値は、式β=1/(θ・i’)にしたがい決定され、ここでi’は、強調されるスペクトル線の数であり、θは、3と5の間のファクタである、請求項6から請求項9のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記第2の予め設定された値は、式β=1/(θ・i ’ )にしたがい決定され、ここでi ’ は、強調されるスペクトル線の数であり、θは、3.4と4.6との間のファクタである、請求項6から請求項9のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記第2の予め設定された値は、式β=1/(θ・i ’ )にしたがい決定され、ここでi ’ は、強調されるスペクトル線の数であり、θは、3.8と4.2との間のファクタである、請求項6から請求項9のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記基準スペクトル線(RSL)は、600Hzと1000Hzの間の周波数を表す、請求項1から請求項12のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記基準スペクトル線(RSL)は、700Hzと900Hzの間の周波数を表す、請求項1から請求項12のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記基準スペクトル線(RSL)は、750Hzと850Hzの間の周波数を表す、請求項1から請求項12のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記さらなる基準スペクトル線は、前記基準スペクトル線(RSL)と同じかまたはより高い周波数を表す、請求項4から15のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- 前記最大値(MA)が、前記最小値(MI)に前記第1の予め設定された値を乗算したものを下回る場合にのみ、前記基準スペクトル線(RSL)より低い周波数を表す処理されたスペクトル(PS)のスペクトル線(SL)が強調されるように、前記制御装置(5)は構成される、請求項4から請求項16のうちの1つに記載のオーディオエンコーダ。
- ビットストリーム(BS)から非音声オーディオ出力信号(OS)を生成するように、前記ビットストリーム(BS)を非音声オーディオ信号(AS)に基づいて復号化するためのオーディオデコーダであって、前記ビットストリーム(BS)は、量子化されたスペクトル(QS)および複数の線形予測符号化係数(LC)を含み、前記オーディオデコーダ(12)は、
前記ビットストリーム(BS)から量子化されたスペクトル(QS)と線形予測符号化係数(LC)とを抽出するよう構成されるビットストリーム受信部(13)と、
前記量子化されたスペクトル(QS)に基づいて逆量子化されたスペクトル(DQ)を生成するよう構成される逆量子化装置(14)と、
前記逆量子化されたスペクトル(DQ)に基づいて逆処理されたスペクトル(RS)を計算するよう構成される低周波数デエンファシス回路(15)であって、基準スペクトル線(RSLD)より低い周波数を表す逆処理されたスペクトル(RS)のスペクトル線(SLD)がデエンファサイズされる、低周波数デエンファシス回路(15)と、
前記ビットストリーム(BS)に含まれる線形予測符号化係数(LC)に依拠して、前記低周波数デエンファシス回路(15)による逆処理されたスペクトル(RS)の計算を制御するよう構成される制御装置(16)と、
を備える、オーディオデコーダ。 - 前記オーディオデコーダ(12)は、周波数時間変換器(17)と、前記ビットストリーム(BS)に含まれる複数の線形予測符号化係数(LC)を受信する逆線形予測符号化フィルタ(18)との組合せ(17、18)を備え、前記組合せ(17、18)は、前記逆処理されたスペクトル(RS)および前記線形予測符号化係数(LC)に基づいて出力信号(OS)を出力するために、前記逆処理されたスペクトル(RS)を逆フィルタリングし、かつ時間領域に変換するよう構成される、請求項18に記載のオーディオデコーダ。
- 前記周波数時間変換器(17)は、前記逆処理されたスペクトル(RS)に基づいて時間信号(TS)を推定するよう構成され、前記逆線形予測符号化フィルタ(18)は、前記時間信号(TS)に基づいて出力信号(OS)を出力するよう構成される、請求項19に記載のオーディオデコーダ。
- 前記逆線形予測符号化フィルタ(18)は、前記逆処理されたスペクトル(RS)に基づいて逆フィルタリングされた信号(IFS)を推定するよう構成され、前記周波数時間変換器(17)は、前記逆フィルタリングされた信号(IFS)に基づいて出力信号(OS)を出力するよう構成される、請求項19に記載のオーディオデコーダ。
- 前記制御装置(16)は、前記線形予測符号化係数(LC)のスペクトル表示(SR)を推定するよう構成されるスペクトル解析部(19)と、さらなる基準スペクトル線を下回るスペクトル表示(SR)の最小値(MI)およびスペクトル表示(SR)の最大値(MA)を推定するよう構成される最小値最大値解析部(20)と、前記最小値(MI)および前記最大値(MA)に基づき、前記基準スペクトル線(RSLD)より低い周波数を表す逆処理されたスペクトル(RS)のスペクトル線(SLD)を計算するためのスペクトル線デエンファシスファクタ(SDF)を計算するよう構成されるデエンファシスファクタ計算部(21、22)とを含み、逆処理されたスペクトル(RS)のスペクトル線(SLD)は、前記スペクトル線デエンファシスファクタ(SDF)を、前記逆量子化されたスペクトル(DQ)のスペクトルのスペクトル線に適用することによりデエンファサイズされる、請求項18から21のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記スペクトル線デエンファシスファクタ(SDF)が、前記基準スペクトル線(RSLD)から前記逆処理されたスペクトル(RS)の最低周波数を表すスペクトル線(SLD)の方向へ減少するように、前記デエンファシスファクタ計算部(21、22)は構成される、請求項22に記載のオーディオデコーダ。
- 前記デエンファシスファクタ計算部(21、22)は、第1の式δ=(α・mim/max)‐βにしたがい基底デエンファシスファクタ(BDF)を計算するよう構成される第1の段(21)を含み、ここで、αは、第1の予め設定された値であって、α>1であり、βは、第2の予め設定された値であって、0<β≦1であり、minは前記スペクトル表示(SR)の最小値(MI)であり、maxは、前記スペクトル表示(SR)の最大値であり、δは、前記基底デエンファシスファクタ(BDF)であり、前記デエンファシスファクタ計算部(21、22)は、第2の式ζi=δi’-iにしたがいスペクトル線デエンファシスファクタ(SDF)を計算するよう構成される第2の段(22)を含み、ここでi’は、デエンファサイズされるべきスペクトル線(SLD)の数であり、iは、それぞれのスペクトル線(SLD)のインデクスであり、このインデクスは、スペクトル線の周波数と共に増加し、i=0〜i’−1であり、δは、前記基底デエンファシスファクタ(BDF)であり、ζiが、インデクスiでのスペクトル線デエンファシスファクタ(SDF)である、請求項22または23に記載のオーディオデコーダ。
- 前記第1の予め設定された値は、42より小さくかつ22より大きい、請求項24に記載のオーディオデコーダ。
- 前記第1の予め設定された値は、38より小さくかつ26より大きい、請求項24に記載のオーディオデコーダ。
- 前記第1の予め設定された値は、34より小さくかつ30より大きい、請求項24に記載のオーディオデコーダ。
- 前記第2の予め設定された値は、式β=1/(θ・i’)により決定され、i’は、デエンファサイズされるスペクトル線(SLD)の数であり、θは、3と5の間のファクタである、請求項24から請求項27のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記第2の予め設定された値は、式β=1/(θ・i ’ )により決定され、i ’ は、デエンファサイズされるスペクトル線(SLD)の数であり、θは、3.4と4.6の間のファクタである、請求項24から請求項27のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記第2の予め設定された値は、式β=1/(θ・i ’ )により決定され、i ’ は、デエンファサイズされるスペクトル線(SLD)の数であり、θは、3.8と4.2の間のファクタである、請求項24から請求項27のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記基準スペクトル線(RSLD)は、600Hzと1000Hzの間の周波数を表す、請求項18から30のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記基準スペクトル線(RSLD)は、700Hzと900Hzの間の周波数を表す、請求項18から30のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記基準スペクトル線(RSLD)は、750Hzと850Hzの間の周波数を表す、請求項18から30のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記さらなる基準スペクトル線は、基準スペクトル線(RSLD)と同じかまたはより高い周波数を表す、請求項22から33のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- 前記最大値(MA)が、前記最小値(MI)に前記第1の予め設定された値を乗算したものを下回る場合にのみ、前記基準スペクトル線(RSLD)より低い周波数を表す逆処理されたスペクトル(RS)のスペクトル線(SLD)がデエンファサイズされるように、前記制御装置(16)は構成される、請求項22から34のうちの1つに記載のオーディオデコーダ。
- デコーダ(12)およびエンコーダ(1)を含むシステムであって、前記エンコーダ(1)は、請求項1から17のうちの1つにしたがい設計され、かつ/または前記デコーダ(12)は、請求項18から35のうちの1つにしたがい設計される、システム。
- ビットストリーム(BS)を生成するように非音声オーディオ信号(AS)を符号化するための方法であって、前記方法は、
オーディオ信号(AS)のフレーム(FI)および線形予測符号化係数(LC)に基づきスペクトル(SP)を出力するために、複数の線形予測符号化係数(LC)を有する線形予測符号化フィルタ(2)で、前記フレーム(FI)をフィルタリングし、かつ周波数領域へ変換するステップと、
前記スペクトル(SP)に基づき処理されたスペクトル(PS)を計算するステップであって、基準スペクトル線(RSL)より低い周波数を表す処理されたスペクトル(PS)のスペクトル線(SL)が強調される、ステップと、
前記線形予測符号化フィルタ(2)の線形予測符号化係数(LC)に依拠して処理されたスペクトル(PS)の計算を制御するステップと、
前記処理されたスペクトル(PS)に基づいて量子化されたスペクトル(QS)を生成するステップと、
前記量子化されたスペクトル(QS)および前記線形予測符号化係数(LC)を前記ビットストリーム(BS)に埋め込むステップと、
を含む、方法。 - ビットストリーム(BS)から非音声オーディオ出力信号(OS)を生成するように、前記ビットストリーム(BS)を非音声オーディオ信号(AS)に基づいて復号化するための方法であって、前記ビットストリーム(BS)は、量子化されたスペクトル(QS)および複数の線形予測符号化係数(LC)を含み、前記方法は、
前記ビットストリーム(BS)から量子化されたスペクトル(QS)および線形予測符号化係数(LC)を抽出するステップと、
前記量子化されたスペクトル(QS)に基づいて逆量子化されたスペクトル(DQ)を生成するステップと、
前記逆量子化されたスペクトル(DQ)に基づいて逆処理されたスペクトル(RS)を計算するステップであって、基準スペクトル線(RSLD)より低い周波数を表す逆処理されたスペクトル(RS)のスペクトル線(SLD)がデエンファサイズされる、ステップと、
前記ビットストリーム(BS)に含まれる線形予測符号化係数(LC)に依拠して逆処理されたスペクトル(RS)の計算を制御するステップと、
を含む、方法。 - コンピュータまたは処理装置で実行されるときに、請求項37または38に記載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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