JP2003514266A - 広帯域オーディオ伝送システム - Google Patents
広帯域オーディオ伝送システムInfo
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Abstract
Description
号とに分割する分波器と、低周波数帯域を有する信号から低周波数帯域を有する
符号化された信号を発生させ、低周波数帯域を有する符号化された信号を第1の
伝送チャネルによって受信器に送信するよう配置される第1の符号化装置と、高
周波数帯域を有する信号から高周波数帯域を有する符号化された信号を発生させ
、高周波数帯域を有する符号化された信号を第2の伝送チャネルによって送信器
から受信器に送信するよう配置される第2の符号化装置とを含む送信器と、低周
波数帯域を有する符号化された信号に基づいて低周波数帯域を有する再構成され
た信号を形成する第1の復号器と、雑音信号源から入来する雑音信号を使用し高
周波数帯域を有する符号化された信号に基づいて高周波数帯域を有する再構成さ
れた信号を形成する第2の復号器と、低周波数帯域を有する再構成された信号と
高周波数帯域を有する再構成された信号とを組み合わせるコンバイナとを含む受
信器とから構成される伝送システムに関する。
、受信器、符号化装置、復号器、及び符号化方法及び復号化方法に関する。
許文書には、入力信号がフィルタバンクによってスペクトル部分に分割されるオ
ーディオ信号用の伝送システムが記載される。これらのスペクトル部分はそれぞ
れの符号化装置、副符号化器によってそれぞれ符号化される。副符号化器では、
信号の包絡線が決められ、この包絡線は多数の基準包絡線と比較される。上記包
絡線に最も良好に対応する基準包絡線の識別符号が受信器に送信される。
線は受信した基準包絡線に対応し、その後に包絡線は雑音源から入来する雑音信
号によって増大され、その結果、入力信号の再構成されたスペクトル部分が得ら
れる。続いてこれらの再構成されたスペクトル部分は組み合わされ、従って入力
信号が再構成される。
タバンクによって入力信号をスペクトル部分に分割し、受信器内においてコンバ
イナに支援されてスペクトル部分を組み合わせるためにかなりの計算量を有する
ことが必要であることである。
を提供することを目的とする。
め、受信器に予測係数を送信する分析手段を含み、第2の復号器は、予測係数に
よって制御されるLPC合成フィルタによって、高周波数帯域を有する信号を再
構成する際に雑音信号源から入来する雑音信号にフィルタを施すよう配置される
ことを特徴とする。
対し最適な符号化を選択することが可能である。第1の符号化装置は、関連の有
効ビットレートでの低周波数帯域を有する信号に対し効果的である既知の符号化
を使用する。このような信号に対し低域通過フィルタが十分である。第2の符号
化装置は線形予測符号化(LPC)を使用し、高周波数帯域を有する信号を効率
的な方法で符号化する。LPC符号化の特性によって、高域通過フィルタが十分
であり、ダウンサンプリングを行う必要がない。高域通過フィルタ及び低域通過
フィルタは共にほとんど計算量を必要とせず、更にダウンサンプラは省かれるの
で、全体としての要求される計算量は減少する。
、高周波数帯域を有する信号を再構成する際に、白色雑音を信号源としてとらえ
、続いて信号源をLPC合成フィルタによってフィルタにかけ、それにより、人
間の聴覚システムに対するスペクトルがもともとの信号と十分に一致する信号が
得られる。高周波数帯域は、別々に処理されるべき小さな周波数帯域に再分割さ
れることが阻止されるので、要求される計算量は減少する。
帯域を有する信号に基づいて増幅符号を発生させるよう配置され、受信器内の第
2の復号器は、高周波数帯域を有する信号の再構成の際に増幅符号を使用するよ
う配置されることを特徴とする。
信号を増幅するので、必要とされる予測係数の数は減少し、それにより、予測係
数を決定することは単純化され、少ない計算量が必要とされる。
波数帯域を有し、第1の符号化器9によって処理される信号と、高周波数帯域を
有し、第2の符号化器11によって処理される信号とに分割する。第2の符号化
器11はLPC符号化器2及び信号強度計器4を使用する。符号化器11は、高
周波数帯域を有する信号の予測係数を決めるLPC符号化器である。符号化され
た信号は第1の符号化器9及び第2の符号化器の出力に現れ、伝送チャネル3に
よって受信器5に送信される。受信器5内では、低周波数帯域を有する符号化さ
れた信号は第1の復号器13によって処理され、高周波数帯域を有する符号化さ
れた信号は第2の復号器15によって処理され、この復号器15では雑音信号源
6、LPC合成フィルタ8、及び増幅器10が使用される。低周波数帯域を有す
る復号化された信号と高周波数帯域を有する復号化された信号はコンバイナ17
によって組み合わされ受信器5の出力21において利用可能な出力信号にされる
。
部分に分割され、即ち、入力信号が低域通過フィルタ27によって処理されるこ
とによって得られる低周波数帯域を有する信号と、低域通過フィルタ27からの
低周波数帯域を有する信号と遅延素子25によって遅延される入力信号との差を
決定することによって得られる高周波数帯域を有する信号とに分割される。差の
信号は、減算器29によって決められる。低域通過フィルタ27は、線形位相特
徴を有することが重要である。これは、例えば、低域通過フィルタとして81の
長さを有する有限インパルス応答フィルタを使用し、それによりフィルタを通さ
れた信号は40サンプルで遅延されることにより達成される。音声に対しては、
0乃至3.4kHzの通過帯域周波数と4乃至8kHzの拒絶帯(stop band)
とが選択される。遅延素子25は、有限インパルス応答フィルタ内で生じた遅延
を補償するよう使用され、それにより減算器29において利用可能である信号は
正しい位相関係を有する。
信号強度を測定し、この測定結果に応じて増幅符号を発生させる。この信号強度
は、高周波数帯域を有する信号の0.5...10msの長さを有するサブフレ
ームに対し決められる。
決められる。
のフレーム内において4つの信号強度が計算される。従ってi=1,2,3,4
である。
つの信号強度l2乃至l4は、3つのビットで前に量子化された信号と相対的に
区別をつけて量子化される。
dBの範囲に制限され、4ビットで量子化され、その結果、量子化された信号強
度
この差別的な量子化を表す指数は
PC分析に支援されて差の信号の予測符号を決定する。差の信号に低周波数帯域
は無いので、信号のダウンサンプリングは必要ではない。高周波数帯域を有する
信号がLPC合成フィルタによって再構成されると、十分に低い振幅レベルを有
する周波数特徴が自発的に低周波数帯域内で発生する。6次のLPC分析に支援
されて、6つのLPC係数を、高周波数帯域を有する信号の15msのセグメン
トに対し決定することが可能である。これらの6つのLPC係数を決定するため
に、セグメントの平均値が決められ、セグメント内のサンプルから差し引かれ、
その後、240ドットハミング窓関数が適用される。続いて、レヴィンソン−ダ
ービン再帰が窓信号の自己相関関数に適用される。鋭い共鳴を防ぐために、0.
98である拡張係数を使用することが可能である帯域幅拡張が使用される。
)ω〔n〕(n=0,1,2...,5)に変換される。量子化されるLSFは
、量子化誤差に対する量子化されるLSFの感度に基づく。この感度は、近傍の
LSFとの間の距離が減少すると増加する。
子化器に対し使用され、LSFベクトルはLBGアルゴリズムを符号表に対し行
うことによって得られる。
される。:
は復号器に送信される。
プラ37によってダウンサンプリングされ、狭周波数帯符号化器39に与えられ
る。狭周波数帯符号化器39は、例えばITUのG.729又はG.728に記
載されるような低周波数帯域を有する信号に対し最適化された通常の符号化器で
ある。狭周波数帯符号化器39の種類又は動作は本発明の実施に重要ではない。
狭周波数帯符号化器39は、信号強度計器31から入来する増幅符号及びLPC
符号化器33から入来する符号化された信号と共に、符号化された信号を発生さ
せ、更なる処理の為に送信器1の出力23において利用可能となる。
器41及び復号器47に与えられ、各復号器は符号化された信号を処理し、更に
処理のための増幅符号を処理する。
低周波数帯域を有する再構成された信号が回収され、その後にアップサンプラ4
3によってアップサンプリングが行われる。復号化又はアップサンプリングの際
に発生する可能性のある高周波数帯域の所望しない信号を阻止するために、アッ
プサンプリングされた後、再構成された信号は低域通過フィルタ45によってフ
ィルタが施される。低域通過フィルタ45は、送信器内の低域通過フィルタ27
と匹敵することが可能な周波数特徴を有する。
、再構成された信号の周波数特徴及び信号強度を適応することが可能であるLP
C合成フィルタ55及び増幅器53用の制御信号に変換される。
さの雑音セグメントを含み、これは、均一なランダムパルス分布を有するランダ
ムパルス発生器によって発生される。この雑音信号は、3500Hzの遮断周波
数を有する6次の無限インパルス応答高域通過フィルタ51によって処理され、
それにより高周波数帯域を有する信号の周波数帯域に匹敵する周波数帯域を有す
るフィルタが施された雑音信号が得られる。
トルは、LPC合成フィルタ55によって高周波数帯域を有する信号の振幅スペ
クトルに適応される。LPCフィルタ55を設定するために必要なLPCパラメ
ータは、受信したLPC符号表の指数に支援されて符号表から正しいLSFを選
択し、これらのLSFをLPCパラメータに変換することにより得られる。
分に低い振幅レベルを有する振幅スペクトルは自発的に低周波数帯域に発生する
。
た増幅符号内の指数に設定される増幅器53によって増幅される。これにより、
高周波数帯域を有する再構成された信号の信号強度が、高周波数帯域を有する信
号の信号強度に適応することが達成される。信号強度は、受信した指数
され、次に対数定義域から線形定義域に変換される:
フレームs’に対し信号強度が決められる:
増幅され、オーバラップと共に組み合わされ高周波数の再構成された信号を形成
する。
信号遅延が発生することが可能であるので、増幅器53から入来する信号を遅延
させるための遅延素子59が設けられる。低周波数帯域を有する信号が、高周波
数帯域を有する信号より少ない遅延を有する場合、遅延素子59は低域通過フィ
ルタ45とコンバイナ57との間に挿入されることもある。
、遅延素子59から入来する高周波数帯域を有する再構成された信号は、コンバ
イナ57によって組み合わされ、受信器の出力21において利用可能である出力
信号にされる。低周波数帯域を有する再構成された信号と高周波数帯域を有する
再構成された信号の周波数特徴はほとんど重ならないので、2つの再構成された
信号を単純に加算することによって完全な周波数帯域を有する出力信号を得るこ
とが可能である。
Claims (9)
- 【請求項1】 伝送信号を、低周波数帯域を有する信号と高周波数帯域を有
する信号とに分割する分波器と、上記低周波数帯域を有する信号から低周波数帯
域を有する符号化された信号を発生させ、上記低周波数帯域を有する符号化され
た信号を第1の伝送チャネルによって受信器に送信するよう配置される第1の符
号化装置と、上記高周波数帯域を有する信号から高周波数帯域を有する符号化さ
れた信号を発生させ、上記高周波数帯域を有する符号化された信号を第2の伝送
チャネルによって上記送信器から上記受信器に送信するよう配置される第2の符
号化装置とを含む送信器と、 上記低周波数帯域を有する符号化された信号に基づいて低周波数帯域を有する
再構成された信号を形成する第1の復号器と、雑音信号源から入来する雑音信号
を使用し上記高周波数帯域を有する符号化された信号に基づいて高周波数帯域を
有する再構成された信号を形成する第2の復号器と、上記低周波数帯域を有する
再構成された信号と上記高周波数帯域を有する再構成された信号とを組み合わせ
るコンバイナとを含む受信器とから構成される伝送システムであって、 上記第2の符号化装置は、予測係数を決め、上記受信器に上記予測係数を送信
する分析手段を有し、 上記第2の復号器は、上記予測係数によって制御されるLPC合成フィルタに
よって、上記高周波数帯域を有する信号を再構成する際に上記雑音信号源から入
来する上記雑音信号にフィルタを施すよう配置されることを特徴とする伝送シス
テム。 - 【請求項2】 上記送信器内の上記第2の符号化装置は、上記高周波数帯域
を有する信号に基づいて増幅符号を発生させるよう配置され、 上記受信器内の上記第2の復号器は、上記高周波数帯域を有する信号の再構成
の際に上記増幅符号を使用するよう配置されることを特徴とする請求項1記載の
伝送システム。 - 【請求項3】 上記受信器は上記低周波数帯域を有する信号を処理するだけ
であるよう配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の伝送システム。 - 【請求項4】 信号を、低周波数帯域を有する信号と高周波数帯域を有する
信号とに分割する分波器と、上記低周波数帯域を有する信号から低周波数帯域を
有する符号化された信号を発生させ、上記低周波数帯域を有する符号化された信
号を送信するよう配置される第1の符号化装置と、上記高周波数帯域を有する信
号から高周波数帯域を有する符号化された信号を発生させ、上記高周波数帯域を
有する符号化された信号を送信するよう配置される第2の符号化装置とを含む送
信器であって、 上記第2の符号化装置は、予測係数を決定し、且つ、送信する分析手段を含む
ことを特徴とする送信器。 - 【請求項5】 低周波数帯域を有する符号化された信号に基づいて低周波数
帯域を有する再構成された信号を形成する第1の復号器と、雑音信号源を使用し
高周波数帯域を有する符号化された信号に基づいて高周波数帯域を有する再構成
された信号を形成する第2の復号器と、上記低周波数帯域を有する再構成された
信号と上記高周波数帯域を有する再構成された信号とを組み合わせるコンバイナ
とを含む受信器であって、 上記第2の復号器は、予測係数によって制御されるLPC合成フィルタによっ
て、上記高周波数帯域を有する信号を再構成する際に上記雑音信号源から入来す
る上記雑音信号にフィルタを施すよう配置されることを特徴とする受信器。 - 【請求項6】 信号を、低周波数帯域を有する信号と高周波数帯域を有する
信号とに分割する分波器と、上記低周波数帯域を有する信号から低周波数帯域を
有する符号化された信号を発生させる第1の符号化装置と、上記高周波数帯域を
有する信号から高周波数帯域を有する符号化された信号を発生させる第2の符号
化装置とを含む符号化装置であって、 上記第2の符号化装置は、予測係数を決め、上記予測係数を上記高周波数帯域
を有する符号化された信号に組み込む分析手段を含むことを特徴とする符号化装
置。 - 【請求項7】 低周波数帯域を有する符号化された信号に基づいて低周波数
帯域を有する再構成された信号を形成する第1の復号器と、雑音信号源を使用し
高周波数帯域を有する符号化された信号に基づいて高周波数帯域を有する再構成
された信号を形成する第2の復号器と、上記低周波数帯域を有する再構成された
信号と上記高周波数帯域を有する再構成された信号とを組み合わせるコンバイナ
とを含む復号化装置であって、 上記第2の復号器は、予測係数によって制御されるLPC合成フィルタによっ
て、上記高周波数帯域を有する信号を再構成する際に上記雑音信号源から入来す
る上記雑音信号にフィルタを施すよう配置されることを特徴とする復号化装置。 - 【請求項8】 分波器が信号を、低周波数帯域を有する信号と高周波数帯域
を有する信号とに分割し、第1の符号化装置が上記低周波数帯域を有する信号か
ら低周波数帯域を有する符号化された信号を発生させ、第2の符号化装置が上記
高周波数帯域を有する信号から高周波数帯域を有する符号化された信号を発生さ
せる信号の符号化方法であって、 上記第2の符号化装置は、予測係数を決め、上記予測係数を上記高周波数帯域
を有する符号化された信号に組み込むことを特徴とする方法。 - 【請求項9】 第1の復号器が低周波数帯域を有する符号化された信号から
低周波数帯域を有する再構成された信号を発生させ、第2の復号器が、雑音信号
源からの雑音信号を処理することによって高周波数帯域を有する符号化された信
号から高周波数帯域を有する再構成された信号を発生させ、上記低周波数帯域を
有する再構成された信号と上記高周波数帯域を有する再構成された信号とを新し
い信号に組み合わせる、符号化された信号の復号化方法であって、 上記第2の復号器はLPC合成フィルタによって上記雑音源から入来する上記
雑音信号にフィルタを施し、予測係数によって上記LPC合成フィルタを制御す
ることを特徴とする方法。
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