JP2009122699A - サブバンド領域における改良されたスペクトル移動/折返し - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本願発明は、周波数移動または折返しまたはその組合せを用いた高周波再構成(HFR)技術の改良のための新しい方法および装置に関する。本願発明は、オーディオソースコーディングシステムに適用可能であり、計算上の複雑さの顕著な減少をもたらす。これは、サブバンド領域における周波数移動または折返しの手段で達成され、同じ領域におけるスペクトル包絡調整と統合されることが好ましい。不調和音ガードバンドフィルタリングの構想が更に提示される。本願発明は、スピーチおよび自然オーディオコーディングの適用において有用な、複雑さの低い中間品質HFR方法をもたらす。
【選択図】図5
Description
サブバンド信号の集合を得るために、デジタルフィルタバンクの分析部分を通じてローバンド信号をフィルタリングするステップ、
デジタルフィルタバンクの合成部分において、連続ローバンドチャネルから連続ハイバンドチャネルへいくらかのサブバンド信号を再パッチングするステップ、
所望のスペクトル包絡に従って、パッチングされたサブバンド信号を調整するステップ、および
非常に効率的な方法で、包絡調整され、周波数移動または折返しされた信号を得るために、デジタルフィルタバンクの合成部分を通じて、調整されたサブバンド信号をフィルタリングするステップを含む。
新しいフィルタバンクに基づく移動または折返し技術が以下記述される。検討される信号は、フィルタバンクの分析部分により、一連のサブバンド信号に分解される。その後、サブバンド信号は、分析−および合成サブバンドチャネルの再接続を通じて、スペクトル移動または折返しまたはその結合を達成するために、再パッチングされる。
感覚的な不調和音は、隣接するバンド干渉、すなわち移動されたバンドのインスタンスとローバンドとの間の交差領域の近傍におけるパーシャル間の干渉のために、移動または折返しプロセスにおいて発現し得る。この種の不調和音は、調和振動の豊かな、複合的なピッチのプログラム材料において、より多く見られる。不調和音を減ずるためには、ガードバンドが挿入され、好ましくはゼロのエネルギーの小さい周波数バンドで構成されることが好ましく、すなわちローバンド信号と複製されたスペクトルバンドとの間の交差領域が、帯域消去フィルタまたはノッチフィルタを用いてフィルタリングされる。ガードバンドを用いた不調和音削減が行われると、知覚劣化の知覚が一層少なくなる。ガードバンドのバンド幅は、およそ0.5バークであることが好ましい。それより小さければ不調和音が生じ、それより大きければ櫛形フィルタ様の音特性が生じ得る。
vM+D+k(n)=eM+D+k(n)vM-S-P+k(n) (5)
に変え、式(4)を
vM+D+k(n)=eM+D+k(n)v* M-P-S-k(n) (6)
に変える。Dは小さい整数であり、ガードバンドとして用いられるフィルタバンクチャネルの数を表す。ここで、P+S+Dは、式(5)において偶数の整数であり、式(6)において奇数の整数であるべきである。Pは前と同じ値を取る。図5は、式(5)を用いた32−チャネルフィルタバンクの再パッチングを示す。入力信号は、fc=5/16fsまでの周波数内容を有し、第1の反復においてM=20をもたらす。ソースチャネルの数は、S=4およびP=2として選択される。更に、Dは、ガードバンドのバンド幅を0.5バークとするように選択されることが好ましい。ここにおいて、Dは2に等しく、ガードバンドをfs/32Hzの幅にする。第2の反復において、パラメータは、M=26、S=4、D=2、およびP=0として選択される。図において、ガードバンドは、ダッシュ線連結付きサブバンドにより示される。
本願発明は、任意のコーデックを用いた様々な種類のオーディオ信号の記憶または伝送システムにおいて実施されてよい。図1は、オーディオコーディングシステムのデコーダを示す。デマルチプレクサ101は、ビットストリームから、包絡データおよび他のHFR関連制御信号を分離し、関連部分を任意のローバンドデコーダ102に供給する。ローバンドデコーダは、分析フィルタバンク104に供給されるデジタル信号を生成する。包絡データは、包絡デコーダ103においてデコーディングされ、結果として生ずるスペクトル包絡情報は、分析フィルタバンクからのサブバンドサンプルと共に、統合された移動または折返しおよび包絡調整フィルタバンクユニット105へ供給される。このユニットは、ワイドバンド信号を形成するために、本願発明に従って、ローバンド信号を移動または折返し、伝送されたスペクトル包絡を適用する。加工されたサブバンドサンプルは、その後、分析フィルタバンクとはおそらくサイズが異なる合成フィルタバンク106に供給される。デジタルワイドバンド信号は、最終的にアナログ出力信号に変換される(107)。
Claims (19)
- コーディングされた信号をデコーディングするための方法であって、前記コーディングされた信号は、コーディングされたローバンドオーディオ信号を含み、前記方法は、
前記コーディングされたローバンドオーディオ信号を、前記コーディングされた信号から分離するステップ(101)、
オーディオデコーディングされた信号を得るために、前記コーディングされたローバンドオーディオ信号をオーディオデコーディングするステップ(102)、
ソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号を得るために、デジタルフィルタバンクの分析部分(201)の手段で前記オーディオデコーディングされた信号をサブバンドフィルタリングするステップ、
前記ソースエリアチャネルにおける周波数移動された連続複素サブバンド信号の数および再構成範囲内の所定のスペクトル包絡を得るための包絡修正を用いて、前記再構成範囲内のチャネルにおける連続複素サブバンド信号の数を計算するステップであって、前記再構成範囲は、前記ソースエリアチャネルにおける周波数よりも高いチャネル周波数を含み、前記所定のスペクトル包絡は前記包絡修正により決定され、
前記計算するステップにおいて、指数iを有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数jを有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数移動され、指数i+1を有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数j+1を有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数移動されるステップ、および
包絡調整され周波数移動された信号を得るために、前記デジタルフィルタバンクの前記合成部分(202)の手段で前記再構成範囲内のチャネルにおける前記連続複素サブバンド信号をフィルタリングするステップを含む、方法。 - 前記計算するステップにおいて、以下の式
vM+k(n)=eM+k(n)vM-S-P+k(n)
が用いられ、
Mは前記合成部分(202)のチャネルの数を示し、前記チャネルは、前記再構成範囲の開始チャネルであり、
Sはソースエリアチャネルの数を示し、Sは、1よりも大きいかまたはそれに等しく、Mよりも小さいかまたはそれに等しい整数であり、
Pは、0よりも大きいかまたはそれに等しく、M−Sよりも小さいかまたはそれに等しい整数オフセットであり、
viは、前記合成部分のチャネルiのためのサブバンド信号vを示し、
eiは、前記所望のスペクトル包絡を得るための、前記合成部分のチャネルiのための包絡修正を示し、
nは時間指数であり、
kは、ゼロとS−1との間の整数指数である、請求項1に記載の方法。 - SとPとの和が偶数になるように、SおよびPが選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記デジタルフィルタバンクは、ローパスプロトタイプフィルタの複素指数関数的変調によって得られる、請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。
- 前記ローパスプロトタイプフィルタは、前記デジタルフィルタバンクの前記チャネルの遷移バンドが、前記隣接するチャネルのパスバンドとのみ重複するように設計される、請求項4に記載の方法。
- 前記合成部分は、不調和音ガードバンドを含み、前記不調和音ガードバンドは、1以上のチャネルを含み、周波数に関して、前記ソースエリアチャネルと前記再構成範囲チャネルとの間に位置し、前記不調和音ガードバンドのうちの前記1以上のチャネルに、ゼロまたはガウスノイズが供給される、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記計算するステップにおいて、以下の式
vM+D+k(n)=eM+D+k(n)vM-S-P+k(n)
がサブバンド信号vM+D+kを計算するために用いられ、
Dは、前記不調和音ガードバンドとして用いられるフィルタバンクチャネルの数を表す整数である、請求項6に記載の方法。 - P、SおよびDの和が偶数整数となるように、P、S、Dが選択される、請求項7に記載の方法。
- 前記不調和音ガードバンドのバンド幅は、ほぼ2分の1バークである、請求項6乃至8のいずれかに記載の方法。
- 前記計算するステップにおいて、第1の反復ステップを実施し、
第2の反復ステップを実施する他の計算ステップを更に含み、前記第2の反復ステップにおいて、前記ソースエリアチャネルは、前記第1の反復ステップからの前記再構成配置されたチャネルを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。 - コーディングされた信号をデコーディングするための方法であって、前記コーディングされた信号は、コーディングされたローバンドオーディオ信号を含み、前記方法は、
前記コーディングされたローバンドオーディオ信号を、前記コーディングされた信号から分離するステップ(101)、
オーディオデコーディングされた信号を得るために、前記コーディングされたローバンドオーディオ信号をオーディオデコーディングするステップ(102)、
ソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号を得るために、デジタルフィルタバンクの分析部分(201)の手段で前記オーディオデコーディングされた信号をサブバンドフィルタリングするステップ、
前記ソースエリアチャネルにおける周波数折返しされた連続共役複素サブバンド信号の数および再構成範囲内の所定のスペクトル包絡を得るための包絡修正を用いて、前記再構成範囲内のチャネルにおける連続複素サブバンド信号の数を計算するステップであって、前記再構成範囲は、前記ソースエリアチャネルにおける周波数よりも高いチャネル周波数を含み、前記所定のスペクトル包絡は前記包絡修正により決定され、
前記計算するステップにおいて、指数iを有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数jを有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数折返しされ、指数i+1を有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数j−1を有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数折返しされるステップ、および
包絡調整され周波数折返しされた信号を得るために、前記デジタルフィルタバンクの前記合成部分(202)の手段で前記再構成範囲内のチャネルにおける前記連続複素サブバンド信号をフィルタリングするステップを含む、方法。 - 前記計算するステップにおいて、以下の式
vM+k(n)=eM+k(n)v* M-P-S+k(n)
が用いられ、
Mは前記合成部分(202)のチャネルの数を示し、前記チャネルは、前記再構成範囲の開始チャネルであり、
Sはソースエリアチャネルの数を示し、Sは、1よりも大きいかまたはそれに等しく、Mよりも小さいかまたはそれに等しい整数であり、
Pは、1−Sよりも大きいかまたはそれに等しく、M−2S+1よりも小さいかまたはそれに等しい整数オフセットであり、
viは、前記合成部分のチャネルiのためのサブバンド信号vを示し、
eiは、前記所望のスペクトル包絡を得るための、前記合成部分のチャネルiのための包絡修正を示し、
*は共役複素を示し、
nは時間指数であり、
kは、ゼロとS−1との間の整数指数である、請求項11に記載の方法。 - SとPとの和が奇数整数になるように、SおよびPが選択される、請求項12に記載の方法。
- 前記合成部分は、不調和音ガードバンドを含み、前記不調和音ガードバンドは、1以上のチャンネルを含み、周波数に関して、前記ソースエリアチャネルと前記再構成範囲チャネルとの間に位置し、前記不調和音ガードバンドのうちの前記1以上のチャネルに、ゼロまたはガウスノイズが供給される、請求項11に記載の方法。
- 前記計算するステップにおいて、以下の式
vM+D+k(n)=eM+D+k(n)v* M-P-S-k(n)
がサブバンド信号vM+D+kを計算するために用いられ、
Dは、前記不調和音ガードバンドとして用いられるフィルタバンクチャネルの数を表す整数である、請求項14に記載の方法。 - P、SおよびDの和が奇数整数となるように、P、S、Dが選択される、請求項15に記載の方法。
- コーディングされた信号をデコーディングするためのデコーダであって、前記コーディングされた信号は、コーディングされたローバンドオーディオ信号を含み、
前記コーディングされた信号から前記コーディングされたローバンドオーディオ信号を分離するセパレータ(101)、
オーディオデコーディングされた信号を得るために、前記コーディングされたローバンドオーディオ信号をオーディオデコーディングするためのオーディオデコーダ(102)、
ソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号を得るために、前記オーディオデコーディングされた信号をサブバンドフィルタリングするためのデジタルフィルタバンクの分析部分(201)、
前記ソースエリアチャネルにおける周波数移動された連続複素サブバンド信号の数および前記再構成範囲内の所定のスペクトル包絡を得るための包絡修正を用いて、前記再構成範囲内のチャネルにおける連続複素サブバンド信号の数を計算する手段であって、前記再構成範囲は、前記ソースエリアチャネルにおける周波数よりも高いチャネル周波数を含み、前記所定のスペクトル包絡は前記包絡修正により決定され、
計算する際に、指数iを有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数jを有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数移動され、指数i+1を有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数j+1を有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数移動される手段、および
包絡調整され周波数移動された信号を得るために、前記再構成範囲内のチャネルにおける前記連続複素サブバンド信号をフィルタリングするための前記デジタルフィルタバンクの合成部分(202)を含む、デコーダ。 - コーディングされた信号をデコーディングするためのデコーダであって、前記コーディングされた信号は、コーディングされたローバンドオーディオ信号を含み、
前記コーディングされた信号から前記コーディングされたローバンドオーディオ信号を分離するセパレータ(101)、
オーディオデコーディングされた信号を得るために、前記コーディングされたローバンドオーディオ信号をオーディオデコーディングするためのオーディオデコーダ(102)、
ソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号を得るために、前記オーディオデコーディングされた信号をサブバンドフィルタリングするためのデジタルフィルタバンクの分析部分(201)、
前記ソースエリアチャネルにおける周波数折返しされた連続共役複素サブバンド信号の数および前記再構成範囲内の所定のスペクトル包絡を得るための包絡修正を用いて、前記再構成範囲内のチャネルにおける連続複素サブバンド信号の数を計算する手段であって、前記再構成範囲は、前記ソースエリアチャネルにおける周波数よりも高いチャネル周波数を含み、前記所定のスペクトル包絡は前記包絡修正により決定され、
計算する際に、指数iを有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数jを有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数折返しされ、指数i+1を有するソースエリアチャネルにおける複素サブバンド信号は、指数j−1を有する再構成範囲チャネルにおける複素サブバンド信号へ周波数折返しされる手段、および
包絡調整され周波数折返しされた信号を得るために、合成部分の手段で前記再構成範囲内のチャネルにおける前記連続複素サブバンド信号をフィルタリングするための前記デジタルフィルタバンクの合成部分(202)を含む、デコーダ。 - 前記コーディングされた信号は、更に包絡データを含み、
前記セパレータ(101)は更に、前記コーディングされた信号から前記包絡データを分離するよう設けられ、
前記デコーダは更に、スペクトル包絡情報を得るための前記包絡データをデコーディングする包絡デコーダ(103)を含み、
前記スペクトル包絡情報は、所定のスペクトル包絡を得るための包絡修正として用いられる、包絡調整され周波数移動または周波数折返しされた信号を得るための装置に供給される、請求項17または請求項18に記載のデコーダ。
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