JP2009511966A - マルチチャンネル音声信号の時間的および空間的整形 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
1.アーチファクトなどの前反響を防止するために、逆相関信号の時間的(および空間的)整形を、送信されたダウンミックス信号のそれに適合させる(注:これには、空間音声エンコーダから空間音声デコーダへのサイド情報の送信を何ら必要としない)。
2.元の入力信号の時間的エンベロープを示しかつ空間音声エンコーダから空間音声デコーダへ送信されるサイド情報を使用して、合成出力チャンネルの時間的エンベロープを(対応エンコーダの入力の際に存在する)その元エンベロープ形状に適合させる。
・時間領域の時間的整形(Time Domain Temporal Shaping:TP)
・時間的エンベロープ整形(Temporal Envelope Shaping:TES)
・最適な知覚音声品質のためには、MPEGサラウンド合成段階が、逆相関のための手段を提供するだけでなく、細かい時間的な精度上の信号の空間的分散を再合成することができなくてはならない。
・これには、マルチチャンネル信号の空間的分散(チャンネルエンベロープ)を表すサラウンドサイド情報の送信が必要である。
・各時間的チャンネルエンベロープの送信のために必要なビットレートを最小限にするためには、この情報を、ダウンミックス信号のエンベロープに対して正規化されかつ関連付けられたやり方で符号化する。エンベロープ送信に必要なビットレートをさらに減少させるために、追加のエントロピー符号化ステップが続く。
・この情報に従って、MPEGサラウンドデコーダは、時間的な対象エンベロープに適合するように直接および拡散音(または結合された直接/拡散音)を共に整形する。これにより、個々のチャンネルエンベロープの独立的な制御が可能となり、空間的分散の知覚を細かい時間的精度で再生成し、これは、(逆相関手法のみによるフレームベースの低解像度の空間的処理よりも)元のものに非常に似通ったものとなる。
・最悪の場合の信号であると現在考えられうる喝采信号などの高密度の過渡音の空間的な音質の改善。
・エンベロープ情報の非常にコンパクトな符号化により、空間的な音声サイド情報比率の適度な増加に留める(エンベロープの継続的な送信につき約5キロビット/秒)。
・知覚的に必要な場合にのみ、エンベロープをエンコーダに送信させることによって、ビットレート全体をさらに減少しうる。提案されるエンベロープビットストリーム要素のシンタックスはこれを考慮している。
図1は、進歩的なデコーダを示す。
図2は、進歩的なエンコーダを示す。
図3aは、ハイブリッドフィルタバンクのフィルタ帯域インデックスを対応サブバンドインデックスに割り当てる表を示す。
図3bは、ハイブリッドフィルタバンクのフィルタ帯域インデックスを対応サブバンドインデックスに割り当てる表を示す。
図4は、異なるデコード構成のパラメータを示す。
図5は、進歩的な概念の後方互換性を表わす符号化スキームを示す。
図6は、異なる構成を選択するパラメータ構成を示す。
図7は、後方互換符号化スキームを示す。
図7bは、異なる量子化スキームを示す。
図8は、後方互換符号化スキームをさらに示す。
図9は、効率的な実施のために使用されるハフマンコードブックを示す。
図10は、マルチチャンネル出力信号のチャンネル構成のための例を示す。
図11は、進歩的な送信器または音声記録器を示す。
図12は、進歩的な受信器または音声再生器を示す。
図13は、進歩的な送信システムを示す。
図14は、従来技術の時間領域の時間的整形を示す。
ここで、αは、400msの時定数を有する1次IIR低域通過に対応する重み付け係数である。tは、フレームインデックス、sFreqは、入力信号のサンプリングレート、および、64は、フィルタバンクのダウンサンプル係数を表わす。フレームにおける平均エネルギーは、以下のように計算される。
ここで、κstart=10かつ κstop=18である。
ここで、k0はクロスオーバーハイブリッドサブバンドを示す。
ここで、n=0,…,numSlots−1であり、Xおよびocは、図10に従って出力チャンネルを表わす。
‐知覚される歪みを最小限にする適切かつ安定的なブロードバンドエンベロープを計算するやり方
‐ダウンミックス信号のエンベロープと関連して表される(正規化されて表される)ようにすることによって、ビットレートオーバヘッドを最小限にするように、エンベロープサイド情報を符号化するための最適化された方法
‐送信されるべきエンベロープ情報に対する量子化スキーム
‐このサイド情報の送信のための適切なビットストリームシンタックス
‐QMFサブバンド領域内のブロードバンドエンベロープ操作の効率的な方法
‐元の時間的チャンネルエンベロープを記述する空間的サイド情報が利用可能である場合に、上述のような処理型(1)および(2)を、マルチチャンネル信号の細かな空間的分散を時間の経過と共に回復することができる単一のアーキテクチャ内にいかにして統合することができるかという概念。そのような情報が、空間的ビットストリーム内で送信されない場合には(例えば、利用可能なサイド情報のビットレートにおける制約のため)、処理は、(チャンネル個別ベースではないものの)逆相関音の正確な時間的整形を行うことができる(1)型の処理に戻る。
Claims (36)
- 1つ以上のチャンネルを有する元のマルチチャンネル信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル出力信号を生成するためのデコーダであって、前記ベース信号のチャンネル数は、前記元のマルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、前記元のマルチチャンネル信号の選択された元チャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い中間時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含み、
前記中間解像度よりも高い時間解像度を有する複数のアップミックス済みのチャンネルを生成するためのアップミキサと、
選択されたアップミックス済みのチャンネルを、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルに対応する前記選択された元チャンネルの前記中間波形パラメータを使用して整形するための整形器とを備える、デコーダ。 - 前記アップミキサは、前記ベース信号の中間解像度表現を派生させるようにさらに動作する、請求項1に記載のデコーダ。
- 前記アップミキサは、フィルタバンクを使用して、前記ベース信号の前記中間解像度表現を派生させるように動作し、前記ベース信号の前記中間解像度表現は、フィルタバンク領域において派生される、請求項2に記載のデコーダ。
- 前記フィルタバンクは、複合変調されたフィルタバンクである、請求項3に記載のデコーダ。
- 前記アップミキサは、前記ベース信号から1つ以上の逆相関信号を派生させるための1つ以上の逆相関器を有する、請求項1に記載のデコーダ。
- 前記アップミキサは、前記アップミックス済みのチャンネルの前記生成が前記ベース信号の前記チャンネルと前記1つ以上の逆相関信号との一次結合を含むように動作する、請求項5に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、前記ベース信号から派生された選択されたアップミックス済みのチャンネルの第1の部分が、前記1つ以上の逆相関信号から派生された前記選択されたアップミックス済みのチャンネルの第2の部分とは独立して整形されるように、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルを整形するように動作する、請求項6に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、前記選択されたチャンネルの前記中間解像度表現の信号強度の度合いを表す中間波形パラメータを使用するように動作する、請求項1に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、振幅またはエネルギーの度合いを有する信号強度の度合いを表す中間波形パラメータを使用するように動作する、請求項8に記載のデコーダ。
- 前記アップミキサは、前記ベース信号の中間解像度表現を派生させるように動作し、前記アップミックス済みのチャンネルを生成するために使用され、
前記整形器は、前記波形パラメータ表現と前記基準波形パラメータ表現とを使用して、前記選択されたアップミックス済みの信号を整形するために、前記ベース信号の前記中間解像度表現の基準波形パラメータ表現を派生させるように動作する、請求項1に記載のデコーダ。 - 前記整形器は、前記整形が前記波形パラメータ表現と前記基準波形パラメータ表現とからの前記パラメータの組み合わせを備えるように、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルを整形するように動作する、請求項10に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、前記ベース信号の前記中間解像度表現について、スペクトルが平らな表現を派生させ、前記スペクトルが平らな表現は、平らな周波数スペクトルを有し、かつ、前記スペクトルが平らな表現から前記基準波形パラメータ表現を派生させるように動作する、請求項10に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、前記低時間解像度を有するさらなるパラメータを使用して、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルを整形するようにさらに適合される、請求項1に記載のデコーダ。
- 前記整形済みの選択されたアップミックス済みのチャンネルを使用して、前記高時間解像度を有する前記マルチチャンネル出力信号を生成するための出力インターフェースをさらに有する、請求項1に記載のデコーダ。
- 前記出力インターフェースは、前記マルチチャンネル出力信号の前記生成が、複数の整形されたアップミックス済みのチャンネルのフィルタバンク表現の合成を備えることで、前記高時間解像度を有する前記複数の整形されたアップミックス済みのチャンネルの時間領域表現となるように、前記マルチチャンネル出力信号を生成するように動作する、請求項14に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、10量子化ステップよりも少ないステップを有する逆量子化規則を使用して、前記波形パラメータ表現をその量子化された表現から派生させるための逆量子化器を有する、請求項1に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、前記波形パラメータ表現の前記量子化された表現を、そのエントロピー符号化された表現から派生させるためのエントロピーデコーダを有する、請求項16に記載のデコーダ。
- 前記エントロピーデコーダは、前記波形パラメータ表現の前記量子化された表現を派生させるためのハフマンコードブックを使用するように動作する、請求項17に記載のデコーダ。
- 前記整形器は、前記時間領域における前記選択されたアップミックス済みのチャンネルを整形するように動作する、請求項3に記載のデコーダ。
- サンプリング期間を有するサンプリング値を備えるフレームを有するマルチチャンネル信号のチャンネルの波形パラメータ表現を生成するためのエンコーダであって、
フレームの前記サンプリング値を使用して、前記サンプリング期間よりも長い低解像度期間に関連付けられる低解像度値を有する前記チャンネルの低解像度表現を派生させるための時間解像度減少器と、
前記低解像度表現の波形を表わす前記波形パラメータ表現を計算するための波形パラメータ計算器であって、前記サンプリング値の時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される時間解像度よりも高い時間解像度を有する波形パラメータのシーケンスを生成するように適合されている、前記波形パラメータ計算器とを備える、エンコーダ。 - 前記時間解像度減少器は、フィルタバンク領域において派生される前記チャンネルの前記低解像度表現を派生させるためのフィルタバンクを有する、請求項20に記載のエンコーダ。
- 前記時間解像度減少器は、前記マルチチャンネル信号から派生されたベース信号の基準低解像度表現を派生させるようにさらに動作し、前記ベース信号のチャンネル数は、前記マルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、
前記波形パラメータ計算器は、前記チャンネルの前記基準低解像度表現と前記低解像度表現とを使用して前記波形パラメータを計算するように動作する、請求項20に記載のエンコーダ。 - 前記波形パラメータ計算器は、前記波形パラメータの前記計算が前記チャンネルの前記基準低解像度表現と前記低解像度表現との振幅度合いの組み合わせを備えるように動作する、請求項22に記載のエンコーダ。
- 前記波形パラメータ計算器は、前記波形パラメータの量子化された表現を派生させるための量子化器を有する、請求項20に記載のエンコーダ。
- 前記波形パラメータ計算器は、前記波形パラメータの前記量子化された表現のエントロピー符号化された表現を派生させるためのエントロピー符号化器を有する、請求項24に記載のエンコーダ。
- 1つ以上のチャンネルを有する元のマルチチャンネル信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル出力信号を生成するための方法であって、前記ベース信号のチャンネル数は、元のマルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、また、前記元のマルチチャンネル信号の選択された元チャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い中間時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含み、
前記中間解像度よりも高い時間解像度を有する複数のアップミックス済みのチャンネルを生成するステップと、
選択されたアップミックス済みのチャンネルを、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルに対応する前記選択された元チャンネルの前記中間波形パラメータを使用して整形するステップとを含む、方法。 - サンプリング期間を有するサンプリング値を備えるフレームを有するマルチチャンネル信号のチャンネルの波形パラメータ表現を生成するための方法であって、
フレームの前記サンプリング値を使用して、前記サンプリング期間よりも大きい低解像度期間に関連付けられる低解像度値を有する前記チャンネルの低解像度表現を派生させるステップと、
前記低解像度表現の波形を表わす前記波形パラメータ表現を計算するステップであって、前記波形パラメータ計算器は、前記サンプリング値の時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される時間解像度よりも高い時間解像度を有する波形パラメータのシーケンスを生成するように適合される、ステップとを含む、方法。 - 1つ以上のチャンネルを有する前記マルチチャンネル音声信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル音声信号の表現であって、前記ベース信号のチャンネル数は、前記マルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、また、前記マルチチャンネル信号の選択されたチャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含む、表現。
- 1つ以上のチャンネルを有するマルチチャンネル音声信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル音声信号の表現を記憶するコンピュータ読み出し記憶媒体であって、前記ベース信号のチャンネル数は、前記マルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、また、前記マルチチャンネル信号の選択されたチャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含む、記憶媒体。
- 1つ以上のチャンネルを有する元のマルチチャンネル信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル出力信号を生成するためのデコーダを有する受信器または音声再生器であって、前記ベース信号のチャンネル数は、前記元のマルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、また、前記元のマルチチャンネル信号の選択された元チャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い中間時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含み、
前記中間解像度よりも高い時間解像度を有する複数のアップミックス済みのチャンネルを生成するためのアップミキサと、
選択されたアップミックス済みのチャンネルを、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルに対応する前記選択された元のチャンネルの前記中間波形パラメータを使用して整形するための整形器とを備える、受信器または音声再生器。 - サンプリング期間を有するサンプリング値を備えるフレームを有するマルチチャンネル信号のチャンネルの波形パラメータ表現を生成するためのエンコーダを有する送信器または音声記録器であって、前記エンコーダは、
フレームの前記サンプリング値を使用して、前記サンプリング期間よりも長い低解像度期間に関連付けられる低解像度値を有する前記チャンネルの低解像度表現を派生させるための時間解像度減少器と、
前記低解像度表現の波形を表わす前記波形パラメータ表現を計算するための波形パラメータ計算器であって、前記サンプリング値の時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される時間解像度よりも高い時間解像度を有する波形パラメータのシーケンスを生成するように適合されている、波形パラメータ計算器とを備える、送信器または音声記録器。 - 受信または音声再生の方法であって、当該方法は、1つ以上のチャンネルを有する元のマルチチャンネル信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル出力信号を生成するための方法を有し、前記ベース信号のチャンネル数は、前記元のマルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、当該方法は、前記元のマルチチャンネル信号の選択された元チャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い中間時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含み、前記方法は、
前記中間解像度よりも高い時間解像度を有する複数のアップミックス済みのチャンネルを生成するステップと、
選択されたアップミックス済みのチャンネルを、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルに対応する前記選択された元のチャンネルの前記中間波形パラメータを使用して整形するステップとを含む、方法。 - 送信または音声記録の方法であって、サンプリング期間を有するサンプリング値を備えるフレームを有するマルチチャンネル信号のチャンネルの波形パラメータ表現を生成するための方法を有し、前記方法は、
フレームの前記サンプリング値を使用して、前記サンプリング期間よりも長い低解像度期間に関連付けられる低解像度値を有する前記チャンネルの低解像度表現を派生させるステップと、
前記低解像度表現の波形を表わす前記波形パラメータ表現を計算するステップであって、前記波形パラメータ計算器は、前記サンプリング値の時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される時間解像度よりも高い時間解像度を有する波形パラメータのシーケンスを生成するように適合されているステップとを含む、方法。 - 送信器および受信器を有する送信システムであって、前記送信器は、サンプリング期間を有するサンプリング値を備えるフレームを有するマルチチャンネル信号のチャンネルの波形パラメータ表現を生成するためのエンコーダを有し、前記エンコーダは、
フレームの前記サンプリング値を使用して、前記サンプリング期間よりも長い低解像度期間に関連付けられる低解像度値を有する前記チャンネルの低解像度表現を派生させるための時間解像度減少器と、
前記低解像度表現の波形を表わす前記波形パラメータ表現を計算するための波形パラメータ計算器であって、前記サンプリング値の時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される時間解像度よりも高い時間解像度を有する波形パラメータのシーケンスを生成するように適合されている、波形パラメータ計算器とを備え、
前記受信器は、1つ以上のチャンネルを有する元のマルチチャンネル信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル出力信号を生成するためのデコーダを有し、前記ベース信号のチャンネル数は、前記元のマルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、また、前記元のマルチチャンネル信号の選択された元チャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い中間時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含み、前記デコーダは、
前記中間解像度よりも高い時間解像度を有する複数のアップミックス済みのチャンネルを生成するためのアップミキサと、
選択されたアップミックス済みのチャンネルを、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルに対応する前記選択された元チャンネルの前記中間波形パラメータを使用して整形するための整形器とを備える、送信システム。 - 送信および受信の方法であって、前記送信の方法は、サンプリング期間を有するサンプリング値を備えるフレームを有するマルチチャンネル信号のチャンネルの波形パラメータ表現を生成するための方法を有し、前記方法は、
フレームの前記サンプリング値を使用して、前記サンプリング期間よりも長い低解像度期間に関連付けられる低解像度値を有する前記チャンネルの低解像度表現を派生させるステップと、
前記低解像度表現の波形を表わす前記波形パラメータ表現を計算するステップであって、前記波形パラメータ計算器は、前記サンプリング値の時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される時間解像度よりも高い時間解像度を有する波形パラメータのシーケンスを生成するように適合されているステップとを含み、
前記受信の方法は、1つ以上のチャンネルを有する元のマルチチャンネル信号から派生されたベース信号に基づくマルチチャンネル出力信号を生成するための方法を有し、前記ベース信号のチャンネル数は、前記元のマルチチャンネル信号のチャンネル数よりも少なく、前記ベース信号は、高解像度を有するサンプリング値を備えるフレームを有し、また、前記元のマルチチャンネル信号の選択された元チャンネルの中間解像度表現の波形を表わす波形パラメータ表現にも基づいており、前記波形パラメータ表現は、前記サンプリング値の前記高時間解像度よりも低くフレーム反復レートによって規定される低時間解像度よりも高い中間時間解像度を有する中間波形パラメータのシーケンスを含み、前記方法は、
前記中間解像度よりも高い時間解像度を有する複数のアップミックス済みのチャンネルを生成するステップと、
選択されたアップミックス済みのチャンネルを、前記選択されたアップミックス済みのチャンネルに対応する前記選択された元チャンネルの前記中間波形パラメータを使用して整形するステップとを含む、方法。 - コンピュータを実行する際に、請求項26、請求項27、請求項32、請求項33、または請求項35のいずれかの方法を行うためのプログラムコードを有する、コンピュータ。
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