JP2011164638A - 統合化不可逆的可逆的音声圧縮 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 統合された不可逆的可逆的音声圧縮のスキームが、不可逆的音声圧縮と可逆的音声圧縮を同一の音声信号内で組み合わせる。この手法は、不可逆的符号化フレームと可逆的符号化フレームの間で遷移フレームの混合の可逆的符号化を使用してシームレスな遷移を生成する。混合の可逆的符号化は、重複変換および逆重複変換を行って適切にウインドウ化され、畳み込まれた擬似時間領域フレームを生成し、次に、この擬似時間領域フレームが損失なく符号化されることが可能である。また、混合の可逆的符号化は、劣悪な不可逆的圧縮パフォーマンスを示すフレームに関しても適用することができる。
【選択図】 図4
Description
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、単一の音声信号に対して統合された仕方で不可逆的圧縮および可逆的圧縮を使用することが可能になる統合化不可逆的可逆的音声圧縮を提供することにある。
図1は、統合された不可逆的可逆的音声圧縮のための音声処理が実施されることが可能な一般化された音声符号器(100)を示すブロック図である。符号器(100)は、符号化中、マルチチャネル音声データを処理する。図2は、説明する実施形態が実施されることが可能な一般化された音声復号器(200)を示すブロック図である。復号器(200)は、復号化中、マルチチャネル音声データを処理する。
一般化された音声符号器(100)は、セレクタ(108)、マルチチャネルプリプロセッサ(110)、パーティショナ(partitioner)/タイル構成器(tile Configurer)(120)、周波数変換器(130)、知覚モデラ(perception modeler)(140)、重み付け器(weighter)(142)、マルチチャネル変換器(150)、量子化器(160)、エントロピー符号器(170)、コントローラ(180)、混合/純可逆的符号器(172)、関連するエントロピー符号器(174)、およびビットストリームマルチプレクサ[「MUX」](190)とを含む。
図2を参照すると、一般化された音声符号器(200)は、ビットストリームデマルチプレクサ[「DEMUX」](210)と、1つまたは複数のエントロピー復号器(220)と、混合/純可逆的復号器(222)と、タイル構成復号器(230)と、逆マルチチャネル変換器(240)と、逆量子化器/重み付け器(250)と、逆周波数変換器(260)と、オーバーラッパー(overlapper)/加算器(270)と、マルチチャネルポストプロセッサ(280)とを含む。復号器(200)は、符号器(100)よりもいくぶん単純である。というのは、復号器(200)は、速度/品質制御のためのモジュール、または知覚モデル化のためのモジュールを含まないからである。
前述した一般化された音声符号器100(図1)および音声復号器200(図2)に組み込まれた統合された不可逆的可逆的圧縮のある実施形態は、入力音声信号のある部分を不可逆的圧縮で(例えば、構成要素130、140、160における知覚モデルに基づく量子化を伴う周波数変換ベースの符号化を使用して)符号化し、別の部分を可逆的圧縮を使用して(例えば、混合/純可逆的符号器172において)符号化することを選択的に行う。この手法は、高品質が所望される場合(または不可逆的圧縮が所望の品質に関して高い圧縮比を実現できない場合)により高い品質の音声を実現する可逆的圧縮と、適切な場合に品質の知覚される損失なしに高い圧縮を行うための不可逆的圧縮を統合する。また、これにより、単一の音声信号内において異なる品質レベルで音声を符号化することも可能になる。
等価のMDCT×IMDCTマトリクス600を示している。MDCT変換とIMDCT変換の結果は、音声信号の周波数領域表現にも、元の時間領域バージョンにもなっていない。MDCTとIMDCTの出力は、2N個のサンプルを有するが、その半分(N個のサンプル)だけが、独立の値を有する。したがって、クリティカルなサンプリングをアーカイブする特性は、混合の可逆的フレームの中で保たれる。このN個のサンプルは、「擬似時間領域」信号と呼ぶことができる。というのは、時間信号ウインドウ化されており、畳み込まれているからである。この擬似時間領域信号は、元の時間領域音声信号の特性の多くを保存し、したがって、任意の時間領域ベースの圧縮をこの信号の符号化のために使用することができる。
統合された不可逆的可逆的音声圧縮のための前述した音声プロセッサ技術および音声処理技術は、他にも例はあるものの、とりわけ、コンピュータ、音声の記録、伝送、および受信を行う機器、ポータブル音楽プレーヤ、電話デバイス等を含め、デジタル音声信号処理が行われる様々なデバイスの任意のものにおいて実施することができる。音声プロセッサ技術および音声処理技術は、ハードウェア回路でも、また図14に示すような、コンピュータ内部または他のコンピューティング環境内部で実行される音声処理ソフトウェアでも実施することができる。
108 セレクタ
110 マルチチャネルプリプロセッサ
120 パーティショナ/タイル構成器
130 周波数変換器知覚
140 知覚モデラ
142 重み付け器
150 マルチチャネル変換器
160 量子化器
170 エントロピー符号器
172 混合/純可逆的符号器
174 エントロピー符号器
180 コントローラ
190 MUX
200 音声符号器
210 DEMUX
220 エントロピー復号器
222 混合/純可逆的復号器
230 タイル構成復号器
240 逆マルチチャネル変換器
250 逆量子化器/重み付け器
260 逆周波数変換器
270 オーバーラッパー(overlapper)/加算器
280 マルチチャネルポストプロセッサ
300〜304 LSF
310〜312 PLLF
320〜322 MLLF
1400 コンピューティング環境
1410 プロセッサ
1420 メモリ
1430 基本的構成
1440 ストレージ
1450 入力デバイス
1460 出力デバイス
1470 通信接続
1480 ソフトウェア
Claims (31)
- 音声復号器において符号化オーディオビットストリームを復号化する方法であって、
前記符号化オーディオビットストリームの1つまたは複数の部分を可逆的復号に指定する前記復号器で情報を受け取るステップと、
指定された前記部分以外の前記符号化オーディオビットストリームの一部分を不可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
指定された前記部分を可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
前記不可逆的復号化を使用して復号化された前記部分と可逆的復号化を使用して復号化された前記部分の1つとの間における前記符号化オーディオビットストリームの遷移部分を該遷移部分の部分的に矩形で、部分的に矩形でないウインドウ化を伴う可逆的復号化を使用して復号化するステップと
を備えたことを特徴とする方法。 - 前記不可逆的復号化は、重複変換の逆に基づき、前記遷移部分を復号化するステップは、
前記不可逆的復号化で使用される前記重複変換の逆を前記遷移部分に適用するステップと、
重複変換を適用するステップと、
前記重複変換の逆と前記重複変換との擬似時間領域結果を可逆的復号化を使用して復号化するステップと
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記遷移部分を復号化するステップは、
前記不可逆的復号化で使用される重複変換の逆および重複変換と等価の処理を前記遷移部分に適用するステップと、
前記重複変換の逆と前記重複変換の擬似時間領域結果を可逆的復号化を使用して復号化するステップと
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 符号化オーディオビットストリーム復号化する方法を実施するコンピュータ上で実行可能なプログラムを有する1以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記方法は、
前記符号化オーディオビットストリームの1つまたは複数の部分を可逆的復号に指定する前記復号器で情報を受け取るステップと、
指定された前記部分以外の前記符号化オーディオビットストリームの一部分を不可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
指定された前記部分を可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
前記不可逆的復号化を使用して復号化された前記部分と可逆的復号化を使用して復号化された前記部分の1つとの間における前記符号化オーディオビットストリームの遷移部分を該遷移部分の部分的に矩形で、部分的に矩形でないウインドウ化を伴う可逆的復号化を使用して復号化するステップと
を備えたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記不可逆的復号化は、重複変換の逆に基づき、前記遷移部分を復号化するステップは、
前記不可逆的復号化で使用される前記重複変換の逆を前記遷移部分に適用するステップと、
重複変換を適用するステップと、
前記重複変換の逆と重複変換の擬似時間領域結果を可逆的復号化を使用して復号化するステップと
を備えたことを特徴とする請求項4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記遷移部分を復号化するステップは、
前記不可逆的復号化で使用される重複変換の逆および重複変換と等価の処理を前記遷移部分に適用するステップと、
前記重複変換の逆と前記重複変換の擬似時間領域結果を可逆的復号化を使用して復号化するステップと
を備えたことを特徴とする請求項4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 音声復号器において符号化オーディオビットストリームを復号化する方法であって、
前記符号化オーディオビットストリームの1つまたは複数の部分を可逆的復号に指定する前記復号器で情報を受け取るステップと、
指定された前記部分以外の前記符号化オーディオビットストリームの一部分を不可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
指定された前記部分を可逆的復号化を使用して復号化するステップとを備え、
前記不可逆的復号化は、重なり合う矩形でないウインドウ化を伴う重複変換に基づき、
前記可逆的復号化は、矩形のウインドウ化を伴う適応フィルタを使用する線形予測符号化
に基づくこと
を特徴とする方法。 - 符号化オーディオビットストリームを復号化する方法を実施するコンピュータ上で実行可能なプログラムを有する1以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記方法は、
前記符号化オーディオビットストリームの1つまたは複数の部分を可逆的復号に指定する前記復号器で情報を受け取るステップと、
指定された前記部分以外の前記符号化オーディオビットストリームの一部分を不可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
指定された前記部分を可逆的復号化を使用して復号化するステップとを備え、
前記不可逆的復号化は、重なり合う矩形でないウインドウ化を伴う重複変換に基づき、前記可逆的復号化は、矩形のウインドウ化を伴う適応フィルタを使用する線形予測符号化に基づくこと
を特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 不可逆的伸張モードまたは可逆的伸張モードのどちらかで復号化されるべき符号化オーディオビットストリームの少なくとも一部分の指定に従って、統合された不可逆的可逆的伸張を使用して符号化オーディオビットストリームを復号化するための方法であって、
前記符号化オーディオビットストリームのフレームに関して、該フレームを前記不可逆的伸張モードで復号化するか、または前記可逆的伸張モードで復号化するかの指定に応答して判定するステップと、
前記不可逆的伸張モードの場合、矩形でないウインドウ化を伴う不可逆的復号化を使用して前記フレームを復号化するステップと、
前記可逆的伸張モードの場合、矩形のウインドウ化を伴う可逆的復号化を使用して前記フレームを復号化するステップと
を備え、
例外として、前記不可逆的符号化を使用して符号化されるフレームと前記可逆的符号化を使用して符号化されるフレームとの間のフレームを、遷移ウインドウ化を伴う可逆的復号化を使用して復号化するステップ
を備えたことを特徴とする方法。 - 前記可逆的伸張モードの場合、
前記フレームが、矩形のウインドウ化を伴う前記可逆的復号化を使用して復号化される1組の連続するフレームを開始するかどうか、または終了するかどうかを判定するステップと、
開始する、または終了する場合、前記フレームを遷移ウインドウ化を伴う前記可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
開始も終了もしない場合、前記フレームを矩形のウインドウ化を伴う前記可逆的復号化を使用して復号化するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 不可逆的伸張モードまたは可逆的伸張モードのどちらかで復号化されるべき符号化オーディオビットストリームの少なくとも一部分の指定に従って、統合された不可逆的可逆的伸張を使用して符号化オーディオビットストリームを復号化するための方法を実施するコンピュータ上で実行可能なプログラムを有するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記方法は、
前記符号化オーディオビットストリームのフレームに関して、該フレームを前記不可逆的伸張モードで復号化するか、または前記可逆的伸張モードで復号化するかの指定に応答して判定するステップと、
前記不可逆的伸張モードの場合、矩形でないウインドウ化を伴う不可逆的復号化を使用して前記フレームを復号化するステップと、
前記可逆的伸張モードの場合、矩形のウインドウ化を伴う可逆的復号化を使用して前記フレームを復号化するステップと
を備え、
例外として、前記不可逆的符号化を使用して符号化されるフレームと前記可逆的符号化を使用して符号化されるフレームとの間のフレームを、遷移ウインドウ化を伴う可逆的復号化を使用して復号化するステップ
を備えたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記可逆的伸張モードの場合、
前記フレームが、矩形のウインドウ化を伴う前記可逆的復号化を使用して復号化される1組の連続するフレームを開始するかどうか、または終了するかどうかを判定するステップと、
開始する、または終了する場合、前記フレームを遷移ウインドウ化を伴う前記可逆的復号化を使用して復号化するステップと、
開始も終了もしない場合、前記フレームを矩形のウインドウ化を伴う前記可逆的復号化を使用して復号化するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項11に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 不可逆的圧縮と可逆的圧縮を使用して圧縮された別々の部分を統合する符号化オーディオビットストリームの音声信号復号化の方法であって、
前記符号化オーディオビットストリームの少なくとも指定された部分を当該指定された部分内の符号化フレームの矩形の形状のウインドウ化を伴う可逆的伸張を使用して復号化するステップと、
前記指定された前記部分のまわりの前記符号化オーディオビットストリームの他の部分を、前記部分内の符号化フレームの矩形でない形状のウインドウ化を伴う不可逆的伸張を使用して復号化するステップと、
前記符号化オーディオビットストリームの指定された前記部分と前記他の部分との間の遷移フレームを復号化するステップであって、
それぞれの遷移フレームに関して符号化フレームの部分的に矩形の形状で、部分的に矩形でない形状のウインドウ化を行うステップと、
前記それぞれの遷移フレームに関してウインドウ化された前記符号化フレームを可逆的に伸張するステップと
を含む復号化するステップと
を備えたことを特徴とする方法。 - 前記矩形でない形状のウインドウ化は、サイン(sine)形状のウインドウ化であり、前記部分的に矩形の形状で、部分的に矩形でない形状のウインドウ化は、部分的にサイン形状で、部分的に矩形のウインドウ化である
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記不可逆的伸張は、変換ベースの不可逆的復号化であり、前記遷移フレームを前記復号化するステップは、前記ウインドウ化された符号化フレームを処理して、前記ウインドウ化された符号化フレームに対して前記変換、および前記変換の逆を行うステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記変換は、重複変換の逆である
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 前記重複変換は、逆変調離散コサイン変換である
ことを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 音声信号の少なくとも指定された部分を当該指定された部分内のフレームを符号化する矩形の形状のウインドウ化を伴う可逆的伸張を使用して復号化するための可逆的信号復号器と、
指定された前記部分のまわりの前記音声信号の2つの他の部分を、前記部分内のフレームを符号化する矩形でない形状のウインドウ化を使用して不可逆的伸張を使用して復号化するための不可逆的信号復号器と、
前記音声信号の指定された前記部分と前記2つの他の部分との間の遷移フレームを復号化するための遷移復号器であって、前記遷移フレームを復号化することは、それぞれの遷移フレームに関して符号化フレームの部分的に矩形の形状で、部分的に矩形でない形状のウインドウ化を行い、前記それぞれ遷移フレームに関して前記ウインドウ化された符号化フレームを可逆的に伸張することを含む遷移復号器と
を備えたことを特徴とする統合された不可逆的可逆的伸張器。 - 前記矩形でない形状のウインドウ化は、サイン形状のウインドウ化であり、前記部分的に矩形の形状で、部分的に矩形でない形状のウインドウ化は、部分的にサイン形状で、部分的に矩形のウインドウ化である
ことを特徴とする請求項18に記載の統合された不可逆的可逆的伸張器。 - 前記不可逆的伸張は、変換ベースの不可逆的復号化であり、前記遷移復号器において前記遷移フレームを復号化することは、前記ウインドウ化された符号化フレームを処理して、前記ウインドウ化された符号化フレームに対して前記変換および前記変換の逆を行うことをさらに含む
ことを特徴とする請求項18に記載の統合された不可逆的可逆的伸張器。 - 前記変換は、重複変換の逆である
ことを特徴とする請求項18に記載の統合された不可逆的可逆的伸張器。 - 前記重複変換は、逆変調離散コサイン変換である
ことを特徴とする請求項18に記載の統合された不可逆的可逆的伸張器。 - 符号化オーディオビットストリームの別々の部分の不可逆的伸張と可逆的伸張を統合する音声信号復号化の方法を行うようにコンピュータ上で実行可能なプログラムを有する1以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記方法は、
前記符号化オーディオビットストリームの少なくとも指定された部分を当該指定された部分内の符号化フレームの矩形の形状のウインドウ化を伴う可逆的伸張を使用して復号化するステップと、
指定された前記部分のまわりの前記音声信号の2つの他の部分を、前記部分内の符号化フレームの矩形でない形状のウインドウ化を伴う不可逆的伸張を使用して復号化するステップと、
前記音声信号の指定された前記部分と前記2つの他の部分との間の遷移フレームを復号化するステップであって、
それぞれの遷移フレームに関して符号化フレームの部分的に矩形の形状で、部分的に矩形でない形状のウインドウ化を行うステップと、
前記それぞれの遷移フレームに関してウインドウ化された前記符号化フレームを可逆的に伸張するステップと
を含む復号化するステップと
を備えたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記矩形でない形状のウインドウ化は、サイン形状のウインドウ化であり、前記部分的に矩形の形状で、部分的に矩形でない形状のウインドウ化は、部分的にサイン形状で、部分的に矩形のウインドウ化である
ことを特徴とする請求項23に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記不可逆的伸張は、変換ベースの不可逆的復号化であり、前記遷移フレームを復号化することは、前記ウインドウ化された符号化フレームを処理して、前記ウインドウ化された符号化フレームに対して前記変換および前記変換の逆を行うことをさらに含む
ことを特徴とする請求項23に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記変換は、重複変換の逆である
ことを特徴とする請求項23に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記重複変換は、逆変調離散コサイン変換である
ことを特徴とする請求項23に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 可逆的伸張に対する符号化オーディオビットストリームの部分の指定を受け取るための入力部と、
指定された前記部分以外の前記符号化オーディオビットストリームの部分を不可逆的復号化を使用して復号化するための不可逆的復号器と、
指定された前記部分を可逆的復号化を使用して復号化するための可逆的復号器と、
不可逆的符号化を使用して符号化された前記部分と可逆的符号化を使用して符号化された前記部分との間における前記入力信号の遷移部分を、前記遷移部分の部分的に矩形で、部分的に矩形でないウインドウ化を伴う可逆的復号化を使用して復号化するための混合の可逆的復号器と
を備えたことを特徴とするデジタル信号プロセッサ。 - 前記可逆的復号化は、重複変換に基づき、前記混合の可逆的復号器は、
前記不可逆的復号化で使用される前記重複変換を前記遷移部分に適用し、前記重複変換の逆を適用するための信号変換ユニットと、
前記重複変換と前記重複変換の逆の擬似時間領域結果を可逆的復号化を使用して復号化するための可逆的復号器ユニットと
を備えたことを特徴とする請求項28に記載のデジタル信号プロセッサ。 - 前記混合の可逆的復号器は、
前記不可逆的復号化で使用される重複変換および重複変換の逆と等価の処理を、前記遷移部分に適用するための信号変換ユニットと、
前記重複変換および前記重複変換の逆の擬似時間領域結果を可逆的復号化を使用して復号化するための可逆的復号化ユニットと
を備えたことを特徴とする請求項28に記載のデジタル信号プロセッサ。 - 可逆的伸張に対する音声入力信号の部分のユーザ指定を受け取るための入力部と、
指定された前記部分以外の前記音声入力信号の部分を不可逆的復号化を使用して復号化するための不可逆的復号器と、
指定された前記部分を可逆的復号化を使用して復号化するための可逆的復号器と
を備え、
前記不可逆的復号化は、重複する矩形でないウインドウ化を伴う重複変換に基づき、前記可逆的復号化は、矩形のウインドウ化を伴う適応フィルタを使用する線形予測符号化に基づくことを特徴とするデジタル信号プロセッサ。
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