JP2005521907A - 不完全なスペクトルを持つオーディオ信号の周波数変換に基づくスペクトルの再構築 - Google Patents
不完全なスペクトルを持つオーディオ信号の周波数変換に基づくスペクトルの再構築Info
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図1は情報伝達系の一例における主な構成要素を示す。情報源112は、音声や音楽のようなあらゆる形式のオーディオ情報を基本的に表現するオーディオ信号を経路115に沿って生成する。送信器136は、経路115からオーディオ信号を受信し、この情報を処理してチャンネル140を通して伝送するのに適した形式に変換する。チャンネル140の物理的特性に適合した信号を送信器136にて用意しても良い。チャンネル140は、電線又は光ファイバのような伝送路でも良く、空間を介した無線通信路でも良い。チャンネル140は、磁気テープや磁気ディスク、あるいは、後に受信器142で用いる光ディスクのような記憶媒体上に信号を記録する記憶装置を含んでも良い。受信器142は、チャンネル140から受信した信号の復調や解読などの様々な信号処理機能を実行することも可能である。受信器142の出力は経路145を介して変換器147に送られ、変換器147はこれをユーザに適した出力信号152に変換する。従来のオーディオ再生システムでは、例えば、ラウドスピーカは電気信号を音響信号に変換する変換器としての役割を果たす。
図2は、本発明の1つの特徴による伝送器136のブロック図である。入力オーディオ信号は、経路115から受信し、この周波数領域で表現した入力信号を得るために分析フィルタバンク705により処理される。ベースバンド信号分析装置710は、入力信号のうちどのスペクトル成分を廃棄するかを決める。フィルタ715は、廃棄すべきスペクトル成分を除去し、残ったスペクトル成分からなるベースバンド信号を生成する。スペクトル包絡線推定装置720は、入力信号のスペクトル包絡線の推定値を取得する。スペクトル分析装置722は、推定されたスペクトル包絡線を分析し信号へのノイズ混入パラメータを決める。信号フォーマッタ725は、推定されたスペクトル包絡線情報と、ノイズ混入パラメータと、ベースバンド信号とを合体して伝送又は記憶に適した形式をもった出力信号にする。
分析フィルタバンク705は、基本的に、どのような時間領域から周波数領域への変換方法で実行しても良い。本発明の好ましい実施形態において用いた変換法は、プリンセン、ジョンソン及びブラッドレイ著「Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation」ICASSP 1987 Conf. Proc., May 1987, ページ2161−64に記載されている。この変換は、時間領域エイリアシングが削除された奇数成分クリティカルサンプル単測波帯分析合成系と等価な時間領域となり、ここでは「O−TDAC」と呼ぶ。
┌──────────────┬──────────────┐
│ 帯域 │ 周波数レンジ │
│ │ (kHz) │
├──────────────┼──────────────┤
│ 0 │ 0.0 から 5.5 │
├──────────────┼──────────────┤
│ 1 │ 5.5 から 11.0 │
├──────────────┼──────────────┤
│ 2 │11.0 から 16.5 │
├──────────────┼──────────────┤
│ 3 │16.5 から 22.0 │
└──────────────┴──────────────┘
表I
2.ベースバンド信号分析装置
ベースバンド信号分析装置710は棄てるべきスペクトル成分とベースバンド信号として保持すべきスペクトル成分とを選択する。この選択は入力信号特性により変化させることもでき、アプリケーションの必要性に応じて固定しておくこともできる。しかしながら、本発明者らは、信号における1以上の必須周波数を廃棄したときオーディオ信号の受信品質が悪化することを経験から発見した。したがって、このような信号における必須周波数を含むスペクトルの部分は保存したほうが好ましい。音声やほとんどの楽器の必須周波数は一般に約5kHzを越えないので、音楽アプリケーション用の伝送器136の好ましい実施においては、5khz又はその周辺にカットオフ周波数を固定する。カットオフ周波数が固定された場合、ベースバンド信号分析装置710は、フィルタ715とスペクトル分析装置722に、固定されたカットオフ周波数を提供する以外に何もする必要がない。他に採りうる実施例として、ベースバンド信号分析装置710が除外され、フィルタ715とスペクトル分析装置722は固定されたカットオフ周波数に基づき動作する。上記表Iで示したサブバンドの構成においては、例えば、サブバンド0のスペクトル成分のみがベースバンド信号として保持される。人間の耳は5kHz以上のピッチにおける差異は簡単に区別できず、したがってこの周波数以上の復元された成分における不正確さを簡単には見分けることができないので、このような選択も適切である。
スペクトル包絡線推定装置720により、信号のスペクトル包絡線に関する情報を抽出するためにオーディオ信号を分析する。もし利用可能な情報が許せば、送信器136の1実施形態において、信号のスペクトルをほぼ人間の耳の臨界帯域になる帯域幅の周波数帯に分割し、各帯域での信号の振幅に関する情報を抽出することで信号のスペクトル包絡線の推定値を得ることが好ましい。情報処理能力が制限された多くのアプリケーションにおいては、しかしながら、上記表Iに示した配置のようなより小さな数のサブ帯域にスペクトルを分割することが好ましい。パワースペクトル密度の計算や、各帯域において振幅の平均値又は最大値を抽出するといった様々な他の方法を用いても良い。もっと高度な技術によれば、出力信号におけるさらに高い品質を得ることができるが、一般にこれは大きな計算処理能力を必要とする。スペクトル包絡線の推定値を得るために用いる方法を選択することは、一般に情報伝達系の感知される品質に影響を及ぼすため、実際的な意味を持つ。しかしながら、原則的としてその方法を選択することは決定的なものではない。本質的に、この技術は要望通りに用いても良い。
スペクトル分析装置722は、スペクトル包絡線推定装置720から受信したスペクトル包絡線の推定値とベースバンド信号分析装置710からの情報とを分析する。ベースバンド信号分析装置710は、ベースバンド信号から廃棄すべきスペクトル成分を特定し、変換されたスペクトル成分に対するノイズ成分を生成するために受信器142が用いる1以上のノイズ混入パラメータを算出する。好ましい実施例においては、変換された成分の全てに受信器142にて適用される単一のノイズ混入パラメータを計算し伝送することにより、要求されるデータ転送速度を最小限にする。ノイズ混入パラメータは、多くの異なった方法のどんな方法によっても計算することができる。好ましい方法では、短時間パワースペクトルについて相乗平均の算術平均に対する比から計算したスペクトル平坦度に等しい単一のノイズ混入パラメータを抽出する。この比はスペクトルの平坦度を大まかに示す。スペクトル平坦度の値が高ければ高いほど、より平坦なスペクトルを示し、より高いノイズ混入パラメータが適切であることを示す。
フィルタ715はベースバンド信号分析装置710から情報を受け取る。この情報はベースバンド信号から廃棄するために選択された周波数成分を特定し、周波数領域で表現したベースバンド信号を得るために選択された周波数成分を伝送又は記憶のために削除するものである。図3Aと3Bはオーディオ信号と対応するベースバンド信号を仮想的に示した図である。図3Aは仮想的な周波数領域で表現したオーディオ信号におけるスペクトル包絡線600を示す。図3Bは、オーディオ信号について選択された高周波成分を除去した後に残ったベースバンド信号におけるスペクトル包絡線600を示す。
信号形成装置725は、推定されたスペクトル包絡線と、1以上のノイズ混入パラメータと、ベースバンド信号の表示とを結合させ、伝送又は記憶のために適当な形式の出力信号にして、通信チャンネル140を介して出力信号を出力する。基本的にどんな方法により各信号を結合させても良い。多くのアプリケーションにおいて、信号形成装置725により、各信号は、適切な同期パターンとエラー検出と訂正コードと伝送又は記憶操作に関する情報又はオーディオ情報が使われるアプリケーションに関する情報とを有する直列ビットストリームに多重化される。必要とする情報量を削減し、安全性を提供し、又は、次に使用するのに便利な形式に出力信号を変換するために、信号形成装置725により出力信号の全て又は一部をエンコードしても良い。
図4は、本発明の1つの特徴による受信器142のブロック図である。デフォーマッタは、通信チャンネル140から信号を受け取り、この信号から、ベースバンド信号と推定される包絡線情報と1以上のノイズ混入パラメータとを得る。これらの情報要素は、スペクトル再生成装置810と位相調整装置815と混合フィルタ818とゲイン調整装置820とから成る信号処理装置808に伝送される。スペクトル再生成装置810は、ベースバンド信号からどのスペクトル成分が失われているかを判断し、ベースバンド信号中の全ての又は少なくとも一部の成分を失われたスペクトル成分の位置にて変換する。変換された信号は、位相調整装置815に送られ、そこで位相の整合性を確保するため、組み合わされた信号の範囲内で1以上のスペクトル成分の位相が調整される。混合フィルタ818では、ベースバンド信号とともに受信した1以上のノイズ混入パラメータに従い、1以上のノイズ成分が変換された成分に加えられる。ゲイン調整装置820では、ベースバンド信号とともに受信した推定されたスペクトル包絡線に従い再生成された信号のスペクトル成分の振幅を調整する。変換され調整されたスペクトル成分は、周波数領域で表現した出力信号を生成するためにベースバンド信号と結合される。合成フィルタバンクで信号を処理し出力信号の時間領域表現を生成し、経路145に送られる。
デフォーマッタ805では、信号形成装置725で提供された形成処理を補完するように通信経路から受け取った信号を処理する。多くのアプリケーションにおいて、デフォーマッタ805は、チャンネル140から直列ビットストリームを受け取り、処理の同期を図るためにビットストリーム内の同期パターンを用い、伝送又は記憶を行う間にビットストリーム内に入り込んだ誤差を特定し修正するために誤差の修正及び検出コードを用い、さらに、ベースバンド信号の表現と推定されたスペクトル包絡線と1以上のノイズ混入パラメータとアプリケーションに関連する他のあらゆる情報とを抽出するためにデマルチプレクサとして動作する。デフォーマッタ805ではまた、送信器136で行われたあらゆるコーディングの効果を覆すために全て又は一部の直列ビットストリームをデコーディングしても良い。周波数領域で表現したベースバンド信号はスペクトル再生成装置810に送られ、ノイズ混入パラメータは混合フィルタ818に送られ、スペクトル包絡線情報はゲイン調整装置820に送られる。
スペクトル再生成装置810は、ベースバンド信号中の全ての又は少なくとも一部の成分を失われた信号成分の位置で複製又は変換することにより失われたスペクトル成分を再生成する。スペクトル成分を周波数の2以上のインターバルに複製してもよく、これによりベースバンドの2倍以上のバンド幅で出力信号を生成することができる。
スペクトル成分の変換により、再生成された成分の位相において不連続部分ができる可能性がある。他の可能な実行手段と同様、上述のO−TDACによる変換の実行手段により、変換係数のブロックとしてまとめられた周波数領域における表現がもたらされる。変換されたスペクトル成分もブロックとしてまとめられる。もし変換により再生成されたスペクトル成分が継続するブロック間で不連続部分が有る場合は、可聴なアーティファクトが出力オーディオ信号中に起こりうる。
混入フィルタ818は、デフォーマッタから受け取ったノイズ混入パラメータを用いて、変換されたスペクトル成分へのノイズ成分を生成する。混入フィルタ818はノイズ信号を生成し、ノイズ混入パラメータを用いてノイズ混入関数を計算し、ノイズ混入関数を用いてノイズ信号と変換されたスペクトル成分とを結合させる。
B=SFMに基づくノイズ混入パラメータ
k=再生成されたスペクトル成分の指標
kMAX=再生成されたスペクトル成分の最大周波数
kMIN=再生成されたスペクトル成分の最小周波数
この実施例において、Bの値は0から1まで変化し、1は一般にノイズのような信号であるフラットなスペクトルを表し、0はフラットではなく一般にトーンのような信号のスペクトル形状を表す。kがkMINからkMAXへと増大するにつれて、式(1)の値は0から1に変化する。もしBが0なら、「max」関数の最初の項はマイナス1から0まで変化する。したがって、N(k)は再生成されたスペクトル全般にわたって0となり再生成されたスペクトル成分にノイズは加算されない。もしBが0なら、「max」関数の最初の項は0から1まで変化する。したがって、N(k)は再生成された最低周波数kMINにおける0の値から、再生成された最高周波数kMAXにおける1の値まで直線的に増加する。もしBが0と1の間の値なら、N(k)は、kMINからkMINとkMAXとの間のある周波数まで0となり、残りの再生成された周波数スペクトルにおいて直線的に増加する。再生成されたスペクトル成分の振幅は再生成された成分にノイズ混入関数を乗算することにより調整される。調整されたノイズ信号と調整された再生成されたスペクトル成分とは結合される。
ゲイン調整装置820は、デフォーマッタ805から受け取ったスペクトル包絡線の推定値に従い再生成された信号の振幅を調整する。図6Hはゲイン調整を行った後の図6Gに示した信号460のスペクトル包絡線を仮想的に示した図である。変換されたスペクトル成分とノイズの混合を含んだ信号部分510では、図6Aに示した元の信号410に近似するスペクトル包絡線を得ている。再生成されたスペクトル成分は元の信号のスペクトル成分を正確に復元するものではないので、細かい尺度でのスペクトル包絡線の再生成は一般に不要である。変換された高調波の連なりは一般に1つの高調波の連なりではない。したがって、確実に再生成された出力信号を元の入力信号と細かい尺度においても同一にすることは一般に不可能である。少しの臨界帯域又はそれより少ない範囲でスペクトルエネルギを大雑把に一致させることによりうまく行くことが分かった。大雑把な推定をすることにより、伝送チャンネルや記憶媒体が必要とする要求情報量を少なくするので、細かい近似より大雑把なスペクトル形状の推定を採用することのほうが一般に好ましいことに注意すべきである。1以上のチャンネルを持つオーディオアプリケーションにおいては、しかしながら、チャンネル間で適切なバランスを確保するためにより精密なゲイン調整を行うことができるようなスペクトル形状のより微細な近似を行うことにより、聴覚イメージは改善され得る。
ゲイン調整装置820によりゲイン調整済みの再生成されたスペクトル成分は、デフォーマッタ805から受け取った周波数領域で表現したベースバンド信号と合体されて周波数領域で表現した再構成された信号を形成する。再生成された成分を対応するベースバンド信号の成分に加算することによりこれを行っても良い。図7は、図6Hで示した復元した信号と図6Bで示したベースバンド信号とを結合することにより得られた再生成された信号を仮想的に示している。
ベースバンド信号の幅と位置とは、本質的にどんな方法ででも確定することができ、例えば、入力信号の特性により変化しうる。別の1つの実施例において送信器136は、スペクトル成分の複数の帯域を除去することによりベースバンド信号を生成し、これによりベースバンド信号のスペクトルにギャップを生じさせる。スペクトル成分を生成している期間、ベースバンド信号の部分は除去されたスペクトル成分を再生成するために変換される。
上述の再生成技術は、入力信号のスペクトル包絡線を実質的に保持する再構成された信号を生成することができる。しかし、入力信号の時間的包絡線は保持されない。図8Aは、オーディオ信号860の時間的形状を示す。図8Bは、図8Aの信号860からベースバンド信号を導き出し、スペクトル成分の変換処理を通じて廃棄されたスペクトル成分を再生成することにより作られた再構成された出力信号870の時間的形状を示す。再構成された信号870の時間的形状は元の信号860の時間的形状と著しく異なる。時間的形状において変更を加えることは、感知された再生成されたオーディオ信号の質に著しい効果を与えることができる。時間包絡線を保持する2つの方法を以下に説明する。
第1の方法において、送信器136は、時間領域における入力信号の時間包絡線を確定し、受信器142は、この同じか又はほぼ同じ時間包絡線を、時間領域において再生成された信号として復元する。
図9は、時間領域技術を用いて時間包絡線制御を提供する通信システムにおける送信器136の1つの実施例のブロック図である。分析フィルタバンク205では、経路115から入力信号を受け取り複数の周波数サブバンド信号に分割する。図では分かりやすいように2つのサブバンドのみを示している。しかし、分析フィルタバンク205において、入力信号を2以上のあらゆる整数のサブバンドに分割しても良い。
時間包絡線推定装置210及び213は、広く様々な方法で実行される。1つの実施例においては、これらの推定装置の各々は、サブバンド信号サンプルのブロックに分割したサブバンド信号を処理する。これらのブロック化されたサブバンド信号サンプルは、分析フィルタバンク212又は215においても処理される。多くの実際的な実施例において、ブロックは、2の累乗であり256サンプルより大きいサンプル数を持つようにされる。分析フィルタバンク212及び215を実行するために用いられる変換の効率と周波数分解能を向上させるためにこのようなブロックサイズが好ましい。ブロックの長さは、大きなトランジエントの発生や欠損のような入力信号の特性に応じて最適な長さに変更させるようにしても良い。各ブロックはさらに時間包絡線の推定のために256サンプルのグループに分割される。このグループのサイズは、推定値の精度と出力信号に推定値を伝達するのに必要な情報の量との二律背反関係のバランスを取るようなサイズに選ばれる。
図10は、時間領域技術を用いて時間包絡線制御を提供する通信システムにおける受信器142の1つの実施例のブロック図を示す。デフォーマッタ265は通信チャンネル140から信号を受け取り、この信号から平坦化されたベースバンド信号と、推定されたベースバンド信号の時間包絡線と高周波サブバンド信号と、推定されたスペクトル包絡線と1以上のノイズ混入パラメータとを表す表現を得る。デコーダ267の設置は任意であるが、平坦化されたベースバンド信号の周波数領域での表現を得るために、送信器136において実行されたエンコード処理と逆の効果を得るためにデコーダ267が用いられる。
第2の方法において、送信器136は周波数領域における入力オーディオ信号の時間包絡線を定め、受信器142は、この時間包絡線と同じか実質的に同じ時間包絡線を、周波数領域において再構成された信号に復元する。
図11は周波数領域技術を用いて時間包絡線制御を提供する通信システムにおける送信器136の1つの実施例のブロック図を示す。この送信器の実施例は図2示した送信器の実施例に非常に似ている。主な違いは、時間包絡線推定装置707である。他の要素については、これらの動作は本質的に図2に関連して上記で詳述した内容と同じなので、ここで詳細に説明はしない。
時間包絡線推定装置707は、種々の方法で実行することができる。時間包絡線推定装置の1つの実施例についての技術的根拠は、式(2)で示した線形システムの項として説明できる。
y(t)=h(t)・x(t) (2)
ここで、y(t)=伝送すべき信号
h(t)=伝送すべき信号の時間包絡線
ドット信号(・)は乗算を示す
x(t)=時間的に平坦化された信号y(t)
式(2)は以下のように書き換えることができる。
Y[k]=H[k]*X[k] (3)
ここで、Y[k]=入力信号y(t)の周波数領域における表現
H[k]=h(t)の周波数領域における表現
スター記号(*)は畳み込み演算を示す
X[k]=x(t)の周波数領域における表現
図11を参照して、信号y(t)は経路115から送信器136が受信したオーディオ信号である。分析フィルタバンク705は信号y(t)の周波数領域における表現Y[k]を提供する。時間包絡線推定装置707は、Y[k]とX[k]の自己回帰移動平均モデル(ARMA)により導き出される方程式の集合を解くことにより信号の時間包絡線h(t)の周波数領域における表現H[k]の推定値を取得する。ARMAモデルの使用に関する情報は、Proakis and Manolakis, “Digital Signal Processing: Principles, Algorithms and Applications,” MacMillan Publishing Co., New York, 1988からさらに得られる。
Rxy[k]はY[k]とX[k]の相互相関
もし、H[k]により表される線型系が自己回帰のみであるとみなせれば、式(6)の右辺の第2項はX[k]の分散σ2 xとなる。そして式(6)は以下のように書き換えられる。
図12は、周波数領域技術を用いた時間包絡線制御を提供する通信システムにおける受信器142の1つの実施例のブロック図を示す。この受信器の実施例は図4に示した受信器の実施例に非常に似ている。本質的な相違点は時間包絡線再生成装置807である。他の要素は、図4について先に説明したのと本質的に同じなので、ここでは詳述しない。
代替的な実施例が有り得る。送信器136の1つの代替的実施例において、フィルタバンク705から受信した周波数領域にて表現されたスペクトル成分は周波数サブバンドにグループ化される。表Iに示されたサブバンドの集合は1つの適切な例である。各サブバンドから平坦化フィルタFFが導き出され、時間的に平坦化するために各サブバンドの周波数領域における表現と一緒に畳み込み演算される。信号フォーマッタ725は、各サブバンドに対する推定された時間包絡線の識別表示を出力信号に組み込む。受信器142は各サブバンドに対する包絡線の識別表示を受け取り、各サブバンドに対する適切な再構成フィルタFRを取得し、再構成された信号における対応するサブバンドの周波数領域における表現と一緒にそれを畳み込み演算する。
本発明は広く様々な方法で実施しても良い。要求によりアナログ及びディジタル技術を用いても良い。例えば、個々の電気部品や、集積回路や、プログラマブルロジックの配列や、ASICと他の電子部品や、プログラムによる命令に従い動作する装置により、様々な形態で実施されよう。命令プログラムは、磁気及び光学記憶媒体やリードオンリーメモリやプログラマブルメモリのような読み込み可能な媒体により伝達されよう。
Claims (33)
- オーディオ信号を処理する方法であって、
前記オーディオ信号のスペクトル成分の一部を有するベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
ベースバンド信号に含まれないオーディオ信号のスペクトル成分を有する残余の信号のスペクトル包絡線の推定値を取得するステップと、
前記残余の信号におけるノイズ成分の程度からノイズ混入パラメータを導き出すステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を表すデータと、前記スペクトル包絡線の推定値を表すデータと、前記ノイズ混入パラメータを表すデータとを、伝送又は記憶させるのに適切な出力信号に組み立てるステップと、
を具備するオーディオ信号を処理する方法。 - 前記ベースバンド信号の周波数領域における表現は、長さが変化する信号部分を表現するために取得される請求項1に記載の方法。
- 前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するために時間領域エイリアシングを削除する変換を適用するステップを具備する請求項2に記載の方法。
- オーディオ信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記オーディオ信号の周波数領域における表現から前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
を具備する請求項1に記載の方法。 - 前記オーディオ信号を表現する複数のサブバンド信号を取得するステップと、
前記複数のサブバンド信号の一部が含まれる1以上のサブバンド信号の第1の集合に対して第1の分析フィルタバンクを適用することにより、前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記サブバンド信号の第1の集合に含まれない1以上のサブバンド信号の第2の集合に対して第2の分析フィルタバンクを適用することにより得られた信号を分析することにより、前記残余の信号のスペクトル包絡線の推定値を取得するステップと、
を具備する請求項1に記載の方法。 - 前記サブバンド信号の第2の集合の時間包絡線の推定値の逆変換により前記サブバンド信号の第2の集合を修正することで、前記サブバンド信号の第2の集合の時間的に平坦化された表現を取得するステップであって、前記残余の信号のスペクトル包絡線の推定値と前記ノイズ混入パラメータとは、前記サブバンド信号の第2の集合の前記時間的に平坦化された表現に応答して得られる、ステップと、
前記サブバンド信号の第2の集合の前記時間包絡線の推定値を表現する出力信号を、データから組み立てるステップと、
を具備する請求項5に記載の方法。 - 前記サブバンド信号の第1の集合の時間包絡線の推定値の逆変換により前記サブバンド信号の第1の集合を修正することで、前記サブバンド信号の第1の集合の時間的に平坦化された表現を取得するステップであって、前記ベースバンド信号の前記周波数領域における表現は、前記サブバンド信号の第1の集合の前記時間的に平坦化された表現に応答して得られる、ステップと、
前記サブバンド信号の第1の集合の前記時間包絡線の推定値を表現する出力信号を、データから組み立てるステップと、
を具備する請求項6に記載の方法。 - オーディオ信号を処理する方法であって、
前記オーディオ信号を表現する複数のサブバンド信号を取得するステップと、
前記複数のサブバンド信号の一部が含まれる1以上のサブバンド信号の第1の集合に対して第1の分析フィルタバンクを適用することにより、ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記サブバンド信号の第2の集合の時間包絡線の推定値の逆変換により前記サブバンド信号の第2の集合を修正することで、前記サブバンド信号の第1の集合に含まれない1以上のサブバンド信号の第2の集合の時間的に平坦化された表現を取得するステップと、
前記サブバンドの第2の集合の時間的に平坦化された表現のスペクトル包絡線の推定値を取得するステップと、
前記前記サブバンド信号の第2の集合の前記時間的に平坦化された表現におけるノイズ量の計測値からノイズ混入パラメータを算出するステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を表すデータとスペクトル包絡線の推定値とノイズ混入パラメータとから伝送又は記憶に適した出力信号を組み立てるステップと、
を具備するオーディオ信号を処理する方法。 - 再構成されたオーディオ信号を生成する方法であって、
前記オーディオ信号から算出したベースバンド信号を表すデータと、スペクトル包絡線の推定値と、前記オーディオ信号のノイズ量の計測値から算出したノイズ混入パラメータとを含む信号を受信するステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を前記データから取得するステップと、
前記ベースバンドのスペクトル成分を周波数領域において変換することにより再生成されたスペクトル成分からなる再生成された信号を取得するステップと、
前記再生成された信号内で位相の整合性を保つために、前記再生成されたスペクトル成分の位相を調整するステップと、
ノイズ混入パラメータに応じたノイズ信号を取得し、前記スペクトル包絡線の推定値とノイズ混入パラメータとに応じて前記再生成されたスペクトル成分の振幅を調整することにより前記再生成された信号を修正し、修正された前記再生成された信号と前記ノイズ信号とを結合することにより調整され再生成された信号を取得するステップと、
前記調整され再生成された信号における前記スペクトル成分と、前記ベースバンド信号の周波数領域における表現のスペクトル成分との結合に応じて再構成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する再構成されたオーディオ信号を生成する方法。 - 長さが異なる再構成された信号の成分を表現するために、前記再構成された信号の前記時間領域における表現を取得するステップを具備する請求項9に記載の方法。
- 前記再構成された信号の時間領域における前記表現を取得するために、時間領域エイリアシングを削除する合成変換を適用するステップを具備する請求項10に記載の方法。
- 変換されるスペクトル成分を変更することにより、又は、スペクトル成分を変換するための周波数量を変更することにより行うスペクトル成分の変換を適用するステップであって、前記ベースバンド信号の前記周波数領域における表現は一括して配置され、変換結果再生成されたスペクトル成分が非可聴であると判断されるとき、スペクトル成分の変換がなされる、ステップを具備する請求項9に記載の方法。
- スペクトル成分が周波数に実質的に逆比例して変化する大きさを持つような方法でノイズ信号を取得する請求項9に記載の方法。
- 前記調整され再生成された信号のスペクトル成分と前記ベースバンド信号の前記周波数領域における表現のスペクトル成分とを結合させることにより再構成された信号を取得するステップと、
前記再構成された信号に合成フィルタバンクを適用することにより前記再構成された信号の前記時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する請求項9に記載の方法。 - 前記ベースバンド信号の前記周波数領域における表現に第1の合成フィルタバンクを適用することにより前記ベースバンド信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記調整され再生成された信号に第2の合成フィルタバンクを適用することにより前記調整され再生成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における表現との結合を表すような再構成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する請求項9に記載の方法。 - 前記データから取得した時間包絡線の推定値に応じて、前記調整され再生成された信号の時間領域における表現を修正するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における修正された表現とを結合させることにより、前記再構成された信号を取得するステップと、
を具備する請求項15に記載の方法。 - 前記データから取得したもう1つの時間包絡線の推定値に応じて、前記ベースバンド信号の時間領域における表現を修正するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における修正された表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における修正された表現とを結合することにより前記再構成された信号を取得するステップと、
を具備する請求項16に記載の方法。 - 再構成されたオーディオ信号を生成する方法であって、
前記オーディオ信号から算出したベースバンド信号とスペクトル包絡線の推定値と時間包絡線の推定値とノイズ混入パラメータとを表すデータを含む信号を受信するステップと、
前記データから前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記ベースバンドのスペクトル成分を周波数領域において変換することにより再生成されたスペクトル成分からなる再生成された信号を取得するステップと、
前記再生成された信号内で位相の整合性を保つために、前記再生成されたスペクトル成分の位相を調整するステップと、
ノイズ混入パラメータ応じたノイズ信号を取得するステップと、
前記スペクトル包絡線の推定値に応じて前記再生成されたスペクトル成分の振幅を調整し前期ノイズ信号と結合することにより調整され再生成された信号を取得するステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現に第1の合成フィルタバンクを適用することにより、前記ベースバンド信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記調整され再生成された信号に第2の合成フィルタバンクを適用し、前記時間包絡線の推定値に応じた修正を適用することにより前記調整され再生成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における修正された表現との結合を表すような、再構成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する再構成されたオーディオ信号を生成する方法。 - オーディオ信号の処理方法を実行する装置により読み込み可能な媒体であり、かつ、当該装置に処理方法を実行させるための1以上の命令プログラムを伝達する媒体であって、
前記処理方法は、
前記オーディオ信号のスペクトル成分の一部を有するベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
ベースバンド信号に含まれないオーディオ信号のスペクトル成分を有する残余の信号のスペクトル包絡線の推定値を取得するステップと、
前記残余の信号におけるノイズ成分の程度からノイズ混入パラメータを導き出すステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を表すデータと、前記スペクトル包絡線の推定値を表すデータと、前記ノイズ混入パラメータを表すデータとから、伝送又は記憶させるのに適切な出力信号を組み立てるステップと、
を具備する媒体。 - 前記処理方法は、
前記オーディオ信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記オーディオ信号の周波数領域における表現の一部から前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
を具備する請求項19に記載の媒体。 - 前記処理方法は、
前記オーディオ信号を表す複数のサブバンド信号を取得するステップと、
前記複数のサブバンド信号の一部が含まれる1以上のサブバンド信号の第1の集合に対して第1の分析フィルタバンクを適用することにより、前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記サブバンド信号の第1の集合に含まれない1以上のサブバンド信号の第2の集合に対して第2の分析フィルタバンクを適用することにより得られた信号を分析することにより、前記残余の信号のスペクトル包絡線の推定値を取得するステップと、
を具備する請求項19に記載の媒体。 - 前記処理方法は、
前記サブバンド信号の第2の集合の時間包絡線の推定値の逆変換により前記サブバンド信号の第2の集合を修正することで、前記サブバンド信号の第2の集合の時間的に平坦化された表現を取得するステップであって、前記残余の信号のスペクトル包絡線の推定値と前記ノイズ混入パラメータとは、前記サブバンド信号の第2の集合の前記時間的に平坦化された表現に応答して得られる、ステップと、
前記サブバンド信号の第2の集合の前記時間包絡線の推定値を表現する出力信号を、データから組み立てるステップと、
を具備する請求項21に記載の媒体。 - 前記処理方法は、
前記サブバンド信号の第1の集合の時間包絡線の推定値の逆変換により前記サブバンド信号の第1の集合を修正することで、前記サブバンド信号の第1の集合の時間的に平坦化された表現を取得するステップであって、前記ベースバンド信号の前記周波数領域における表現は、前記サブバンド信号の第1の集合の前記時間的に平坦化された表現に応答して得られる、ステップと、
前記サブバンド信号の第1の集合の前記時間包絡線の推定値を表現する出力信号を、データから組み立てるステップと、
を具備する請求項22に記載の媒体。 - オーディオ信号の処理方法を実行する装置により読み込み可能な媒体であり、かつ、当該装置に処理方法を実行させるための1以上の命令プログラムを伝達する媒体であって、
前記処理方法は、
オーディオ信号を処理する方法であって、
前記オーディオ信号を表現する複数のサブバンド信号を取得するステップと、
前記複数のサブバンド信号の一部が含まれる1以上のサブバンド信号の第1の集合に対して第1の分析フィルタバンクを適用することにより、ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記サブバンド信号の第2の集合の時間包絡線の推定値の逆変換により前記サブバンド信号の第2の集合を修正することで、前記サブバンド信号の第1の集合に含まれない1以上のサブバンド信号の第2の集合の時間的に平坦化された表現を取得するステップと、
前記サブバンドグループの第2の集合の時間的に平坦化された表現のスペクトル包絡線の推定値を取得するステップと、
前記前記サブバンド信号の第2の集合の前記時間的に平坦化された表現におけるノイズ量の計測値からノイズ混入パラメータを算出するステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を表すデータとスペクトル包絡線の推定値とノイズ混入パラメータとから伝送又は記憶に適した出力信号を組み立てるステップと、
を具備する媒体。 - 再構成されたオーディオ信号を生成する方法を実行する装置により読み込み可能な媒体であり、かつ、当該装置に再構成されたオーディオ信号を生成する方法を実行させるための1以上の命令プログラムを伝達する媒体であって、
前記方法は、
前記オーディオ信号から算出したベースバンド信号を表すデータと、スペクトル包絡線の推定値と、前記オーディオ信号のノイズ量の計測値から算出したノイズ混入パラメータとを含む信号を受信するステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を前記データから取得するステップと、
前記ベースバンドのスペクトル成分を周波数領域において変換することにより再生成されたスペクトル成分からなる再生成された信号を取得するステップと、
前記再生成された信号内で位相の整合性を保つために、前記再生成されたスペクトル成分の位相を調整するステップと、
ノイズ混入パラメータ応じたノイズ信号を取得し、前記スペクトル包絡線の推定値とノイズ混入パラメータとに応じた前記再生成されたスペクトル成分の振幅を調整することにより前記再生成された信号を修正し、修正された前記再生成された信号と前記ノイズ信号とを結合することにより調整され再生成された信号を取得するステップと、
前記調整され再生成された信号における前記スペクトル成分と、前記ベースバンド信号の周波数領域における表現のスペクトル成分との結合に応じて再構成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する媒体。 - 前記方法において、スペクトル成分が周波数に実質的に逆比例して変化する大きさを持つような方法でノイズ信号を取得する、請求項25に記載の媒体。
- 前記方法は、
前記調整され再生成された信号のスペクトル成分と前記ベースバンド信号の前記周波数領域における表現のスペクトル成分とを結合させることにより再構成された信号を取得するステップと、
前記再構成された信号に合成フィルタバンクを適用することにより前記再構成された信号の前記時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する請求項25に記載の媒体。 - 前記方法は、
前記ベースバンド信号の前記周波数領域における表現に第1の合成フィルタバンクを適用することにより前記ベースバンド信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記調整され再生成された信号に第2の合成フィルタバンクを適用することにより前記調整され再生成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における表現との結合を表すような再構成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する請求項25に記載の媒体。 - 前記方法は、
前記データから取得した時間包絡線の推定値に応じて、前記調整され再生成された信号の時間領域における表現を修正するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における修正された表現とを結合させることにより、前記再構成された信号を取得するステップと、
を具備する請求項28に記載の媒体。 - 前記方法は、
前記データから取得したもう1つの時間包絡線の推定値に応じて、前記ベースバンド信号の時間領域における表現を修正するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における修正された表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における修正された表現とを結合することにより前記再構成された信号を取得するステップと、
を具備する請求項29に記載の媒体。 - 再構成されたオーディオ信号を生成する方法を実行する装置により読み込み可能で、当該装置に再構成されたオーディオ信号を生成する方法を実行させるための1以上の命令プログラムを伝達する媒体であって、
前記オーディオ信号から算出したベースバンド信号とスペクトル包絡線の推定値と時間包絡線の推定値とノイズ混入パラメータとを表すデータを含む信号を受信するステップと、
前記データから前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
前記ベースバンドのスペクトル成分を周波数領域において変換することにより再生成されたスペクトル成分からなる再生成された信号を取得するステップと、
前記再生成された信号内で位相の整合性を保つために、前記再生成されたスペクトル成分の位相を調整するステップと、
ノイズ混入パラメータ応じたノイズ信号を取得するステップと、
前記スペクトル包絡線の推定値に応じて前記再生成されたスペクトル成分の振幅を調整し前期ノイズ信号と結合することにより調整され再生成された信号を取得するステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現に第1の合成フィルタバンクを適用することにより、前記ベースバンド信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記調整され再生成された信号に第2の合成フィルタバンクを適用し、前記時間包絡線の推定値に応じた修正を適用することにより前記調整され再生成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
前記ベースバンド信号の時間領域における表現と前記調整され再生成された信号の時間領域における修正された表現との結合を表すような、再構成された信号の時間領域における表現を取得するステップと、
を具備する媒体。 - オーディオ信号の処理方法により生成された出力信号を伝達する媒体であって、
前記処理方法は、
前記オーディオ信号のスペクトル成分の一部を有するベースバンド信号の周波数領域における表現を取得するステップと、
ベースバンド信号に含まれないオーディオ信号のスペクトル成分を有する残余の信号のスペクトル包絡線の推定値を取得するステップと、
前記残余の信号におけるノイズ成分の程度からノイズ混入パラメータを導き出すステップと、
前記ベースバンド信号の周波数領域における表現を表すデータと、前記スペクトル包絡線の推定値を表すデータと、前記ノイズ混入パラメータを表すデータとから、前記媒体によって伝達される出力信号を組み立てるステップと、
を具備する媒体。 - 前記処理方法は、
時間包絡線の推定値の逆変換により時間的に平坦化された前記オーディオ信号の少なくとも1つの時間的に平坦化された表現を取得するステップであって、前記スペクトル包絡線の推定値と前記ノイズ混入パラメータとは前記時間的に平坦化された表現に応答して得られる、ステップと、
データから時間包絡線を組み立てるステップと、
を具備する請求項32に記載の媒体。
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