JP2001519552A - ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成する方法および装置 - Google Patents

ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成する方法および装置

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JP2001519552A JP2000515343A JP2000515343A JP2001519552A JP 2001519552 A JP2001519552 A JP 2001519552A JP 2000515343 A JP2000515343 A JP 2000515343A JP 2000515343 A JP2000515343 A JP 2000515343A JP 2001519552 A JP2001519552 A JP 2001519552A
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ミュラー イェルク−マルティン
ヴェヒター ベルトラム
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成する方法および装置に関する。本発明はデータ通信の分野に適用できる。本発明の課題は、多方面で用いることができ使用可能な伝送レートに関して高度なフレキシビリティをもつ方法および装置を提供することである。この課題は、コアコーデック（１００）においてコアパラメータ（１０２）を求めてオーディオデータストリームを圧縮し、後置接続された少なくとも１つのエンハンスメント段（１１０）における符号化を改善するステップをもつ、ビットスケーラブルなオーディオデータストリームの生成方法において、エンハンスメント段（１１０）における改善がコアパラメータ（１０２）により制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 従来の技術 本発明は、ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成す
る方法および装置に関する。本発明は、データ通信の分野たとえばオーディオデ
ータ通信の分野に適用可能である。
【０００２】 データ通信の分野における周知の問題点は、伝送すべきデータ信号はデータ源
においては高いデータレートたとえば毎秒６４ｋｂｉｔで使用できるが、伝送ま
たは処理のために使うことのできるデータチャネルは、伝送データをそれよりも
低いデータレートたとえば毎秒３２ｋｂｉｔでしか伝送できないことである。こ
の場合、データをまずはじめに高いデータレートで復号し、ついでそれよりも低
いデータレートで新たに符号化しなければならない。これにより高度な機器技術
的および計算技術的な煩雑さが引き起こされる。その理由は殊に、最近のデータ
ネットワークではデータレートは一定ではなく可変であって、データネットワー
クの個々の負荷状況に合わせて整合されるからである。これに比べていっそう好
適であるのは、ビットレートスケーラブルなデータストリームを供給することで
あり、このデータストリームにおいて、そのつど伝送チャネルで使えるデータレ
ートに従って、利用可能なデータビットの一部分だけが伝送される。ビットレー
トスケーラブルなオーディオデータストリームを生成するためのそれ相応の方法
は目下、標準化作業の枠組みにおいて殊に、たとえばＭＰＥＧ４（Moving Pictu
re Expert Group）の標準化の枠組みにおいて、世界規模で着手されている。殊 に、ＭＰＥＧ４標準化されて開発されたコーデックＣＯＤＥＣ（COder/DECoder ）によって、ビットレートスケーラビリティの機能を保証しなければならない。
【０００３】 したがって本発明の課題は、ビットレートスケーラブルなオーディオデータス
トリームを生成する方法および装置において、多方面にわたり用いることができ
、利用可能な伝送レートが低くても良好な伝送品質が保証され、利用可能な伝送
データレートへの整合に関して僅かなコストで高度なフレキシビリティが得られ
るようにすることである。
【０００４】 本発明によればこの課題は、独立請求項に記載の方法、装置ならびに用途によ
り解決される。従属請求項には本発明の格別な実施形態が示されている。
【０００５】 上記の課題は、コアコーデック内でコアパラメータを求めることでオーディオ
入力データストリームを圧縮するステップと、後置接続された少なくとも１つの
エンハンスメント段において符号化を改善するステップをもつ方法において、エ
ンハンスメント段における改善をコアパラメータにより制御することにより解決
される。本発明による方法の場合、コアコーデックがコアユニットを成し、到来
する入力データストリームをたとえば２．４ｋｂｉｔ／ｓまたは６ｋｂｉｔ／ｓ
の低いビットレートで符号化する。コアコーデックに続いて、任意の個数のいわ
ゆるエンハンスメント段または改善段（Verbesserungsstufe）が設けられており
、それらは用途に応じて１，２，３または４ｋｂｉｔ／ｓのデータレートで符号
化する。この方法の利点は、任意の個数のエンハンスメント段を消去してもビッ
トストリームの他の部分に対し影響が及ぼされないことである。基本的な条件は
、利用可能な伝送システムが少なくともコアコーデックのビットレートを保証す
ることである。コアコーデックは到来するオーディオ信号をパラメータ化し、た
とえば音の高さ、有声音／無声音または音量などのパラメータを求める。たとえ
ばＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７２３．１（ITU, International Telecommunication Union ）によるコアコーデックを用いることができる。本発明において有利であるのは
、コアコーデックにより求められたコアパラメータが、後置接続されたエンハン
スメント段を制御することである。それというのも、これによってエンハンスメ
ント段の効率を格段に高めることができるからである。
【０００６】 本発明の１つの実施形態によればこの方法は、エンハンスメント段においてベ
クトル符号化を行い、コアパラメータがコードブックの選択を制御するように構
成されている。これが有利であるのは、周期的なオーディオ区間において非周期
的なオーディオ区間とは異なるコードブックをベクトル符号化のために用いるこ
とができる理由による。しかも信号エネルギー（音量）の符号化のために、コア
コーデックのエネルギーパラメータがそのまま用いられ、その結果、ビットレー
トが著しく節約されるようになる。コアパラメータはいずれにせよ受信機へ伝送
されるので、それを利用することができる。
【０００７】 １つの実施形態によればこの方法は、オーディオ入力データストリームを変換
するステップと、コアコーデックにより生成された合成オーディオ信号を変換す
るステップと、変換された合成オーディオ信号を変換されたオーディオデータス
トリームと結合するステップをもつように構成されている。これにより有利には
僅かなコストかつ高い精度で、コアコーデックにより圧縮されたオーディオ信号
と元の信号との差が求められる。最も簡単な事例では、結合にあたり差分形成を
行うことができるが、たとえば改善された適合のためもとのスペクトルへコアス
ペクトルを整合させるなど、それよりも複雑な演算を含めることもできる。最後
に挙げた本発明の実施形態の場合、整合に用いられる結合パラメータを受信機へ
伝送する。
【０００８】 本発明の１つの実施形態によればこの方法は以下のように構成されている。す
なわち、コアコーデックが入力信号を少なくとも２つのサブフレームに分割し、
変換としてコアコーデックのサブフレームと同期して実行される周波数変換を行
い、周波数変換によりサブフレームごとにそれぞれ１つのスペクトルベクトルを
生成する変換を行い、各スペクトルベクトルを２つのサブバンドに従い少なくと
も２つのサブベクトルに分割し、各エンハンスメント段はサブバンドのうちの１
つを改善する。ここで用いられる周波数変換およびサブバンドへの分割により得
られる利点とは、本発明による方法により、客観的な判定基準に従ってビットレ
ートスケーリングにおける高い効率が実現されるだけでなく、主観的な判定基準
たとえば人間の耳の音響心理的境界条件なども考慮されることである。どのサブ
バンドを改善するのかは、リソース割り当てユニットにより定められる。この決
定は既述のように、どの周波数帯域が主観的に重要であるのかを判定する心理音
響学的なモデルによって行うこともできるし、あるいはＳＮ比の測定によって行
うこともできる。
【０００９】 本発明の１つの格別な実施形態によればこの方法は、段ごとに改善されたサブ
バンドのパラメータセットとアドレスを伝送するように構成されている。割り当
てユニットはサブバンドをそれらの重要度の順序で改善するので、本発明のこの
実施形態によれば、改善されたビットがビットストリーム中においてそれらの重
要度の順序で格納される、という利点が得られる。各々の段にはアドレスが設け
られているので、受信機においてそれを問題なく高い信頼性をもって適正に対応
づけることができる。この場合、スケーリングはことのほか問題なく、いかなる
付加的なコストもかけることなく単にそれ相応の個数のエンハンスメント段を抑
圧するだけで可能となり、その際、最も重要ではない段から始まるように構成さ
れている。さらに有利であるのは、このスケーリングを伝送区間の任意のポイン
トにおいて行うことができることである。この場合、残されたビットストリーム
の付加的な変更は不要である。
【００１０】 本発明の１つの格別な実施形態によればこの方法は、各サブバンドごとに、伝
送すべきビットストリームにおいて個々のサブバンドのためにいくつのエンハン
スメント段が相前後して存在するのかを記憶し、サブバンドの個々のエンハンス
メント段の相対的な意味内容を求めるための付加情報を記憶し、ビットストリー
ムと付加情報を伝送前にビットストリーム操作ユニットにおいてまとめるように
構成されている。
【００１１】 本発明のさらに別の格別な実施形態によればこの方法は、受信した隣接サブバ
ンドから計算により、たとえば補間により、受信機側でサブバンドを生成するよ
うに構成されている。計算のために補間以外にも他の数学的手法が考慮され、た
とえば伝送されたデータストリームの特性を考慮した統計的手法などが考慮され
る。この場合、伝送障害または伝送中断に基づき受信機側に到来しなかったり適
時には到来しなかったサブバンドを再構成できる点で有利であるし、あるいはそ
れどころか、個々のサブバンドまたはデータパケットが伝送経路上で遅延したと
きに、サブバンドをあらかじめ計算できる点で有利である。
【００１２】 本発明には、ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームのため
の装置も含まれており、これにはコアパラメータを求めることでオーディオ入力
データストリームを圧縮するコアコーデックと、このコアコーデックに後置接続
されたエンハンスメント段が設けられている。この場合、コアコーデックはエン
ハンスメント段と接続されており、コアパラメータによりエンハンスメント段が
制御されることを特徴としている。この種の装置はたとえば、既述の方法のうち
の１つを実施するとき、たとえばどのサブバンドを改善するのかを制御する割り
当て制御部を有するような方法を実施するとき、本発明に含まれる。本発明によ
る装置について、本発明による方法の説明の枠内で先に挙げた利点が相応にあて
はまる。
【００１３】 さらに本発明には、エンハンスメント段における符号化の改善を制御するコア
コーデックのコアパラメータの使用法も含まれる。
【００１４】 ここで殊に有利であるのは、入力信号のパラメータ化を表すものでありコアコ
ーデックにより求められ伝送されるコアパラメータを、エンハンスメント段制御
のために有効に使用することができ、それによりたとえば主観的な伝送品質がす
でに１番目のエンハンスメント段から著しく改善されることである。
【００１５】 さらに本発明によれば、制御情報の格納されているデータ担体において、その
制御情報により、電子計算装置または既述の装置のうちの１つの装置内で先に述
べた方法の実行が制御されることを特徴としている。この場合、データ担体は任
意の形式で制御情報を格納することができ、たとえば機械的、光学的、磁気的ま
たは電子的な形態で格納することができる。殊に有利であるのは、そのようにし
て記憶された制御情報を軽便かつ容易に実装することができ、安価なコストで再
現可能であり、しかも僅かな手間で保守できることである。電子計算装置での制
御情報の実装は、従来の技術による手段で可能である。
【００１６】 本発明の有利な利点、特徴ならびに詳細な点は、従属請求項ならびに以降の記
載に示されており、以下では図面を参照しながら複数の実施例について詳しく説
明する。なお、各請求項ならびに以下の説明で言及する特徴はそれ自体単独の構
成であってもよいし、あるいは任意な組み合わせにおいても本発明の本質をなす
ものである。次に、図面を参照しながら本発明を実施するやり方について詳しく
説明する。
【００１７】 図１は、コアコーデックおよび２つのエンハンスメント段を備えた本発明によ
る装置を示す図である。
【００１８】 図２は、コアコーデックの１つのフレームを４つのサブフレームに分割した様
子を示す図である。
【００１９】 図３は、主観的な優先順位に応じたメモリフォーマットおよび伝送フォーマッ
トを示す図である。
【００２０】 図４ａは、アドレッシングによるオーバヘッドの少ない択一的なメモリフォー
マットおよび伝送フォーマットを示す図である。
【００２１】 図４ｂは、図４ａによる択一的なメモリフォーマットおよび伝送フォーマット
に対応するビット操作ユニットを示す図である。
【００２２】 図１には、コアコーデック（Core-Codec）１００と２つのエンハンスメント段
１１０，１２０を備えた本発明による装置が描かれている。入力信号１３０はま
ずはじめに、コアエンコーダ１０１により圧縮される。このコアエンコーダ１０
１は任意のアルゴリズムで表現することができ、任意のサンプリングレートで動
作可能である。有利な実施形態の場合、標準化されたコーデックたとえば Codec
ITU-T が用いられる。コアエンコーダ１０１により形成されたビットストリー ムであるコアパラメータ１０２が格納される。次に、コアアルゴリズムを用いて
コアデコーダ１０３による復号が行われる。コアデコーダ１０３により形成され
た合成オーディオ信号１０４はもとの入力信号１３０と同様、算術演算部１０５
において処理される。この算術演算はたとえば高速フーリエ変換（ＦＥＴ）、Ｍ
ＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transformation）、またはＱＭＦフィルタ バンク（Filterbank）とすることができる。変換部１０５により合成オーディオ
信号１０４から、変換された合成オーディオ信号１０６が生じる。同じ変換部１
０５により入力信号１３０からは、変換された入力信号１０７が生じる。入力信
号１３０、変換された入力信号１０７、および変換された合成オーディオ信号１
０６は、割り当て制御部１４０へ供給される。さらに両方の信号１０６，１０７
は、演算部１０８により互いに結合される。最も簡単な事例の場合、この演算部
１０８は差分形成部（減算部）とすることができるが、これに複雑な演算を含ま
せることも可能でありたとえば、もとのスペクトルに対する整合を改善するため
にコアスペクトルの整合を行うこともでき、その場合には整合パラメータまたは
コントロールパラメータ１０９も伝送することになる。
【００２３】 ついで結合信号１１１が、第１の改善段またはエンハンスメント段１１０へ供
給される。このエンハンスメント段１１０は、到来する信号１１１を符号化する
。符号化アルゴリズムとして、様々なオーディオ符号化方式が可能であり、有利
にはベクトル量子化やベクトル符号化が用いられる。コアコーデック１００の結
果すなわちパラメータ１０２は、第１のエンハンスメント段１１０におけるこの
符号化区間１１３の制御およびコンフィグレーション１１２のために用いられる
。この措置により、エンハンスメント段１１０の効率が著しく改善される。この
場合、コアパラメータ１０２を使用することができ、それというのもこのパラメ
ータはいずれにせよ受信機へ伝送されるからである。図示の事例では、このコア
パラメータ１０２はコードブック選択を制御する。周期的なオーディオ区間にお
いて、非周期的なオーディオ区間とは異なるコードブックが用いられる。しかも
信号エネルギー（音量）の符号化のためにコアコーデック１００のエネルギーパ
ラメータがそのまま用いられ、その結果、ビットレートが節約される。コードブ
ックはたとえばトレーニングされ最適化されており、どの音声区間においてオー
ディオ信号が目下存在しているのかに応じて選択され、たとえば有声の音列また
は無声の音列が存在するか否かに応じて選択される。受信機側において、到来す
る受信データを解釈することができる。
【００２４】 第１のエンハンスメント段１１０はエンハンスメント１のパラメータ１１４を
形成し、これは格納されまたは受信機へ伝送される。復号部１１５により、やは
り復号され改善された信号１１６が生じる。信号１１６は、変換された合成オー
ディオ信号１０６とともに逆差分形成部１１７へ供給される。逆差分形成部１１
７から生じた信号１１８も同様に、変換された入力信号１０７とともに第２のエ
ンハンスメント段１２０の入力側において結合部１１９へ導かれる。この場合、
伝送チャネルにおいて利用可能なビットレートを完全に使い切ってしまうまで、
複数のエンハンスメント段１１０，１２０が付け加えられる。その際、割り当て
制御部１４０は、エンハンスメント段１１０，１２０の符号化段１１３，１２１
を制御する。
【００２５】 この実施例の場合、変換部１０５として周波数変換たとえばＭＤＣＴが実行さ
れる。この変換はコアコーデック１００のサブフレームに同期して進行し、この
場合、タイプ ITU-T G.7231 のコアコーデックを対象とする。このコアコーデッ
クタイプは３０ｍｓの期間のフレームを利用し、これはそれぞれ７．５ｍｓの期
間をもつ４つのサブフレームに分割されている。
【００２６】 図２には、１つのフレームが４つのサブフレームに分割された様子が示されて
いる。この場合、各フレームごとに、主観的な判定基準に従って、たとえばＢＡ
ＲＫＳＣＬＡＥによるグループ分けにより、複数のバンドないし帯域に分割され
ているスペクトル値をもつベクトルが形成される。図２によれば水平方向の時間
軸ｔに沿って、先行のフレームｎ−１の一部分と１つの完全なフレームｎ ２０ ０が示されている。フレームごとに４つの変換が実行され、それに応じて４つの
ベクトル２１０，２２０，２３０，２４０が生成される。各スペクトルベクトル
に対し、時間領域において７．５ｍｓの期間をもつ１つのサブフレームが対応す
る。各スペクトルベクトルは４つのサブバンドないしは部分帯域に分割される。
したがって、スペクトルベクトル２１０は４つのサブバンド２１１〜２１４を有
しており、スペクトルベクトル２２０は４つのサブバンド２２１〜２２４を有し
ており、スペクトルベクトル２３０は４つのサブバンド２３１〜２３４を有して
おり、さらにスペクトルベクトル２４０は４つのサブバンド２４１〜２４４を有
している。このようにフレーム２００ごとに、合わせて１６個のサブバンドが存
在する。この場合、符号化アルゴリズムの各エンハンスメント段において、これ
ら１６個のサブバンドのうちの１つが改善される。その際、いずれのサブバンド
を改善するのかについては、割り当て制御部１４０により求められて決定される
。この決定を、どの周波数帯域が主観的に重要であるのかについて判定する心理
音響学的なモデルに基づいて行うことができるし、あるいはＳＮ比の測定により
行うことができる。エンハンスメント段はパラメータセットを生成し、これは記
憶される。これらのパラメータに加えて、改善されたバンドのアドレスも格納さ
れる。改善されたサブバンドはその後の符号化に考慮され、改善プロセスが新た
に行われる。これに応じて、ｎ番目のエンハンスメント段のビットが（ｎ＋１）
番目のエンハンスメント段よりも主観的に重要である、ということを前提とする
ことができる。また、複数のエンハンスメント段が同じサブバンドを改善するよ
うに構成することもできる。
【００２７】 図３には、記憶されたまたは伝送されたビット列が示されている。このビット
列は、コアコーデック１００から得られたコアパラメータ１０２で始まる。それ
に続き、改善されたサブバンドのアドレス２１３の後ろに第１のエンハンスメン
ト段のパラメータＥＮＨ １ １１４がおかれる。次に、第２の改善されたサブバ
ンドのアドレス２３２ならびにそれに属するエンハンスメントパラメータＥＮＨ
２ が続く。ビットストリームの終端は、最後に改善されたサブバンドのアドレ
ス２２２ならびにそれに属するエンハンスメントパラメータＥＮＨＫを成してい
る。コア、第１のエンハンスメント段、第２のエンハンスメント段等から最後の
エンハンスメント段まで続く順序で、ビットストリーム内にビットを配置するこ
とにより、ビットが自動的に主観的な重要度に応じて並べられる。各段にはアド
レス２１３，２３２，２２１が設けられているので、これを受信機において適正
に対応づけることができる。この場合、利用可能なビットレートに合わせたスケ
ーリングは問題がなく、エンハンスメント段の抑圧によるコストをかけることな
くそれを行うことができ、その際、一番重要でない最後の段ＥＮＨ Ｋ から始ま
る。このスケーリングは、伝送区間の任意のポイントにおいて行うことができる
。
【００２８】 個々のサブバンドを必ずしも符号化しなくてもよく、隣接するバンドからの予
測や補間によって簡単に計算したり近似したりすることができる。このようにす
ればいくつかのサブバンドを伝送しないでもよくなり、あるいは僅かな補間パラ
メータによって伝送するだけでよくなり、受信機においてそれらを隣接するサブ
バンドから形成できるようになる。図示の実施例によれば、サブバンド２１２お
よび２３２を隣接するサブバンドから補間することができる。その際、この補間
を、時間的に隣り合うサブバンドからも行えるし、スペクトル周波数範囲におい
て隣り合うサブバンドから行うこともできる。また、フレームごとに４回よりも
少ない回数で変換が実施される場合であっても、たとえば１回だけしか実施され
ない場合でも、既述の方法を適用することができる。改善部においてコアコーデ
ックと同じ個数のサブフレームを用いれば、必ず好適に実現されるようになる。
【００２９】 図４ａには、アドレッシングオーバヘッドの少ない択一的なメモリフォーマッ
トおよび伝送フォーマットが示されている。この種のメモリフォーマットは、た
とえばデータベースアクセスに適している。各サブバンド２１１，２１２，２４
４ごとに、それらのためにいくつのエンハンスメント段Ｎ ２１１，Ｎ ２１２，
Ｎ ２４４がビット列内に設けられているかが格納され、ついですべてのエンハ ンスメント段２１１０，２１２０，２４４０が相前後して格納される。このよう
にすると、主観的な重要度に従うビットストリームの組織が失われる。しかしな
らがスケーリングにあたりまずはじめに、主観的に一番重要でないビットを抑圧
できるようにする目的で、各オーディオデータストリームごとに付加的なスケー
リング情報２０００が格納され、これにはそのような主観的な重要性の情報が含
まれている。
【００３０】 図４ｂには、図４ａの択一的なメモリフォーマットおよび伝送フォーマットに
対応するビット操作ユニットが示されている。このビット操作ユニット４１０は
オーディオデータベース４０５から、オーディオデータストリーム４００ならび
にスケーリング情報４０１を受け取る。まえもって定められたビットレート４０
２に従いビット操作ユニット４１０において、利用可能なビットレートに到達す
るまでエンハンスメント段の個数が抑圧される。ビットストリーム内のサブ情報
たとえばサブバンドごとのエンハンスメント段の個数なども、段を除いた後には
当然ながら補正する必要がある。ついで、結果として生じたデータストリームが
伝送される。
【００３１】 以下では、ビットレートスケーリングのための２つの主要な適用分野について
説明する。
【００３２】 たとえば毎秒６４ｋｂｉｔの最大ビットレートをもつオーディオソースが符号
化され格納されているオーディオデータベースへアクセスする場合、種々のビッ
トレートをもつ様々な伝送システムによりアクセスが行われる可能性がある。こ
のため送信前にビットレートを、適切なビットの抑圧または符号変換により伝送
システムの利用可能なビットレートに整合させる必要がある。この場合、スケー
リングされたビットレートに最適な品質が受信機において保証される。
【００３３】 別の実例は可変ビットレートをもつ伝送システムでの伝送であり、たとえばい
わゆるＡＴＭ（Asynchronous Transfer Modus）モードまたはたとえばインター ネットにおける伝送である。この種の適用事例の場合、交換ノードが過負荷また
はその他の影響で、連続的な伝送を保証するにはそのままではもはやオーディオ
データストリームを処理できない場合に、交換ノードにおける適切なビットの抑
圧によりビットレートを局所的に整合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 コアコーデックおよび２つのエンハンスメント段を備えた本発明による装置を
示す図である。
【図２】 コアコーデックの１つのフレームを４つのサブフレームに分割した様子を示す
図である。
【図３】 主観的な優先順位に応じたメモリフォーマットおよび伝送フォーマットを示す
図である。
【図４ａ】 アドレッシングによるオーバヘッドの少ない択一的なメモリフォーマットおよ
び伝送フォーマットを示す図である。
【図４ｂ】 図４ａによる択一的なメモリフォーマットおよび伝送フォーマットに対応する
ビット操作ユニットを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月３１日（２０００．３．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【請求項１】 ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを
生成する方法において、 コアコーデック（１００）内でコアパラメータ（１０２）を求めることにより
オーディオデータストリームを圧縮するステップと、 後置接続された少なくとも１つのエンハンスメント段（１１０）において符号
化を改善するステップが設けられており、 ここでオーディオデータストリーム（１３０）を周波数変換し（１０５）、コ
アコーデック（１００）により生成された合成されたオーディオ信号（１０４）
も周波数変換し、 周波数変換され合成されたオーディオ信号（１０６）を周波数変換されたオー
ディオデータストリーム（１０７）と結合する（１０８）ことを特徴とする、 ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成する方法。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月３１日（２０００．３．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】 WO 97 159 83A によれば、ビットレートスケーラブルなオーディオデータスト
リームを生成する方法が公知であり、これによればコアコーデック内においてコ
アパラメータを求めることでオーディオデータストリームが圧縮される。後置接
続されたエンハンスメント段において、符号化が改善される。各エンハンスメン
ト段はコアパラメータに依存して制御される。 本発明の課題は、ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを
生成する方法および装置において、多方面にわたり用いることができ、利用可能
な伝送レートが低くても良好な伝送品質が保証され、利用可能な伝送データレー
トへの整合に関して僅かなコストで高度なフレキシビリティが得られるようにす
ることである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 本発明によればこの課題は、請求項１記載の特徴により解決される。従属請求
項には本発明の格別な実施形態が示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】 上記の課題は、コアコーデック内でコアパラメータを求めることでオーディオ
入力データストリームを圧縮するステップと、後置接続された少なくとも１つの
エンハンスメント段において符号化を改善するステップをもつ方法において、エ
ンハンスメント段における改善をコアパラメータにより制御することにより解決
される。本発明による方法の場合、コアコーデックがコアユニットを成し、到来
する入力データストリームをたとえば２．４ｋｂｉｔ／ｓまたは６ｋｂｉｔ／ｓ
の低いビットレートで符号化する。コアコーデックに続いて、任意の個数のいわ
ゆるエンハンスメント段または改善段（Verbesserungsstufe）が設けられており
、それらは用途に応じて１，２，３または４ｋｂｉｔ／ｓのデータレートで符号
化する。この方法の利点は、任意の個数のエンハンスメント段を消去してもビッ
トストリームの他の部分に対し影響が及ぼされないことである。基本的な条件は
、利用可能な伝送システムが少なくともコアコーデックのビットレートを保証す
ることである。コアコーデックは到来するオーディオ信号をパラメータ化し、た
とえば音の高さ、有声音／無声音または音量などのパラメータを求める。たとえ
ばＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７２３．１（ITU, International Telecommunication Union ）によるコアコーデックを用いることができる。本発明において有利であるのは
、コアコーデックにより求められたコアパラメータが、後置接続されたエンハン
スメント段を制御することである。それというのも、これによってエンハンスメ
ント段の効率を格段に高めることができるからである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 本発明の１つの実施形態によればこの方法は、エンハンスメント段においてベ
クトル符号化を行い、コアパラメータがコードブックの選択を制御するように構
成されている。これが有利であるのは、周期的なオーディオ区間において非周期
的なオーディオ区間とは異なるコードブックをベクトル符号化のために用いるこ
とができる理由による。しかも信号エネルギー（音量）の符号化のために、コア
コーデックのエネルギーパラメータがそのまま用いられ、その結果、ビットレー
トが著しく節約されるようになる。コアパラメータはいずれにせよ受信機へ伝送
されるので、それを利用することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 本発明による方法は、オーディオ入力データストリームを変換するステップと
、コアコーデックにより生成された合成オーディオ信号を変換するステップと、
変換された合成オーディオ信号を変換されたオーディオデータストリームと結合
するステップを有することを特徴としている。これにより有利には僅かなコスト
かつ高い精度で、コアコーデックにより圧縮されたオーディオ信号と元の信号と
の差が求められる。最も簡単な事例では、結合にあたり差分形成を行うことがで
きるが、たとえば改善された適合のためもとのスペクトルへコアスペクトルを整
合させるなど、それよりも複雑な演算を含めることもできる。最後に挙げた本発
明の実施形態の場合、整合に用いられる結合パラメータを受信機へ伝送する。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを
    生成する方法であって、コアコーデック（１００）内でコアパラメータ（１０２
    ）を求めることによりオーディオデータストリームを圧縮するステップと、後置
    接続された少なくとも１つのエンハンスメント段（１１０）において符号化を改
    善するステップをもつ方法において、 エンハンスメント段（１１０）における改善をコアパラメータ（１０２）によ
    り制御することを特徴とする、 ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成する方法。
  2. 【請求項２】 エンハンスメント段（１０２）内でベクトル符号化を行う、
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 コアパラメータ（１０２）はコードブックの選択を制御する
    、請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 オーディオデータストリーム（１３０）を変換するステップ
    （１０５）と、コアコーデック（１００）により生成された合成オーディオ信号
    （１０４）を変換するステップ（１０５）と、変換された合成オーディオ信号（
    １０６）を変換されたオーディオデータストリーム（１０７）と結合するステッ
    プ（１０８）を有する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 結合パラメータを受信機へ伝送する、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 コアコーデック（１００）は入力信号（１３０）を少なくと
    も２つのサブフレームに分割し、前記変換（１０５）は、コアコーデック（１０
    ０）のサブフレームに同期して実行される周波数変換である、請求項４または５
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記周波数変換（１０５）によってサブフレームごとに、そ
    れぞれ１つのスペクトルベクトル（２１０，２２０，２３０，２４０）を生じさ
    せる変換を実行し、各スペクトルベクトル（２１０）は少なくとも２つのサブバ
    ンド（２１１〜２１４）に分割されていて、各エンハンスメント段（１１０，１
    ２０）はそれらのサブバンド（２１１〜２１４）の１つを改善する、請求項６記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 エンハンスメント段（１１０）ごとに、改善されたサブバン
    ドのパラメータセット（ＥＮＨ１）とアドレス（２１３）を伝送する、請求項７
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 各サブバンドごとに、伝送すべきビットストリームにおいて
    個々のサブバンドのためにいくつのエンハンスメント段が相前後して存在するの
    かを記憶し（Ｎ２１１）、サブバンドの個々のエンハンスメント段の相対的な意
    味内容を求めるための付加情報（２０００）を記憶し、ビットストリーム（４０
    ０）と付加情報（４０１）を伝送前にビットストリーム操作ユニット（４１０）
    においてまとめる、請求項７記載の方法。
  10. 【請求項１０】 受信した隣接するサブバンドから計算により、たとえば補
    間により、サブバンドを受信機側で生成する、請求項７から９のいずれか１項記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】 コアパラメータ（１０２）を求めてオーディオデータスト
    リーム（１３０）を圧縮するコアコーデック（１００）と、該コアコーデック（
    １００）に後置接続された少なくとも１つのエンハンスメント段（１１０）が設
    けられている、ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成
    する装置において、 コアコーデック（１００）はエンハンスメント段（１１０）と接続されており
    、コアパラメータ（１０２）によりエンハンスメント段（１１０）が制御される
    ことを特徴とする、 ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成する装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１から１０のいずれか１項記載の方法を実行する、
    請求項１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリーム
    を生成する装置において、 請求項７から１０のいずれか１項記載の方法を実行する装置と、どのサブバン
    ドが改善されるのかを制御する割り当て制御部（１４０）を有することを特徴と
    する、 ビットレートスケーラブルなオーディオデータストリームを生成する装置。
  14. 【請求項１４】 エンハンスメント段（１１０）における符号化の改善を制
    御するためのコアコーデック（１００）のコアパラメータ（１０２）の使用。
  15. 【請求項１５】 制御情報が記憶されているデータ担体において、 該制御情報により、電子計算装置または請求項１１から１３のいずれか１項記
    載の装置における請求項１から１０のいずれか１項記載の方法の実行が制御され
    ることを特徴とするデータ担体。
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