JP2011527449A - 符号化されたオーディオ信号を復号化するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

符号化されたオーディオ信号（１０２）を復号化するための装置（１００）であって、符号化されたオーディオ信号（１０２）は、第１の符号化アルゴリズムにより符号化される第１の部分（１０４ａ）、第２の符号化アルゴリズムにより符号化される第２の部分（１０４ｂ）、第１の部分（１０４ａ）および第２の部分（１０４ｂ）のためのＢＷＥパラメータ（１０６）並びに第１の復号化アルゴリズムまたは第２の復号化アルゴリズムを指し示す符号化モード情報を含み、前記装置は、第１のデコーダ（１１０ａ）、第２のデコーダ（１１０ｂ）、ＢＷＥモジュール（１３０）および制御装置（１４０）を含む。第１のデコーダ（１１０ａ）は、第１の復号化された信号（１１４ａ）を得るために、符号化された信号（１０２）の第１の時間部分のために第１の復号化アルゴリズムにより第１の部分（１０４ａ）を復号化する。第２のデコーダ（１１０ｂ）は、第２の復号化された信号（１１４ｂ）を得るために、符号化された信号（１０２）の第２の時間部分のために第２の復号化アルゴリズムにより第２の部分（１０４ｂ）を復号化する。ＢＷＥモジュール（１３０）は、制御可能なクロスオーバー周波数（ｆｘ）を有し、第１の部分（１０４ａ）のための第１の復号化された信号（１１４ａ）およびＢＷＥパラメータ（１０６）を使用して帯域幅拡張アルゴリズムを実行するため、並びに第２の部分（１０４ｂ）のための第２の復号化された信号（１１４ｂ）および帯域幅拡張パラメータ（１０６）を使用して帯域幅拡張パラメータ（１０６）を実行するために構成される。制御装置（１４０）は、符号化モード情報（１０８）によりＢＷＥモジュール（１３０）のためのクロスオーバー周波数（ｆｘ）を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、符号化されたオーディオ信号を復号化するための装置および方法、符号化するための装置、符号化するための方法、ならびにオーディオ信号に関する。

従来技術において、ＭＰ３またはＡＡＣのような周波数領域の符号化スキームが、公知である。これらの周波数領域エンコーダは、時間領域／周波数領域変換、量子化誤差が音響心理モジュールからの情報を用いて制御される量子化ステージ、および量子化されたスペクトル係数および対応するサイド情報がコード表を使用してエントロピー符号化される符号化ステージに基づく。

他方では、３ＧＰＰ ＴＳ ２６．２９０において記載されているような、例えば、ＡＭＲ−ＷＢ＋のような音声（ｓｐｅｅｃｈ）処理に非常に適するエンコーダがある。そのような音声符号化スキームは、時間領域信号の線形予測フィルタを実行する。そのようなＬＰフィルタは、入力時間領域信号の線形予測分析から導出される。その後、結果として生じるＬＰフィルタの係数は符号化され、そしてサイド情報として送信される。その処理は、線形予測符号化（ＬＰＣ：Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ）として知られる。フィルタの出力において、予測残差信号、または励振信号としても知られる予測誤差信号は、ＡＣＥＬＰエンコーダの合成による分析ステージを用いて符号化されるか、または、あるいは、オーバーラップを伴うフーリエ変換を使用する変換エンコーダを用いて符号化される。ＡＣＥＬＰ符号化およびＴＣＸ符号化とも呼ばれる変換符号化励振コーディング（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄｅｄ ｅＸｃｉｔａｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ）の間の選択は、閉ループアルゴリズム、または開ループアルゴリズムを用いて行われる。

ＡＡＣ符号化スキームとスペクトル帯域幅多重化技術を組み合わせる高効率のＡＡＣ符号化のような周波数領域オーディオ符号化スキームも用語“ＭＰＥＧサラウンド”の項目で知られるジョイントステレオまたはマルチチャンネル符号化ツールに組み合わされる。一方、ＡＭＲ−ＷＢ＋のような音声エンコーダも、高周波強化ステージおよびステレオ機能性を有する。

スペクトル帯域複製（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｂａｎｄ Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ：ＳＢＲ）は、例えば、ＭＰ３や先進的音響符号化（ａｄｖａｎｃｅｄ ａｕｄｉｏ ｃｏｄｉｎｇ：ＡＡＣ）のようなポピュラーな知覚オーディオ符号化に付加されるとして、評判を得た技術を含む。ＳＢＲは、スペクトルの低帯域（ベース帯域またはコア帯域）が既存の符号化を使用して符号化される帯域拡張（ＢａｎｄＷｉｄｔｈ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ：ＢＷＥ）の方法を含み、その結果、上方の帯域（または高い帯域）がより少しのパラメータを使用して粗くパラメータ化される。ＳＢＲは、低帯域の特性を抽出することから高帯域信号を予測するために低帯域および高帯域の間の相関を利用する。

例えば、ＳＢＲは、ＨＥ−ＡＡＣまたはＡＡＣ＋ＳＢＲにおいて使用される。ＳＢＲにおいて、フレームあたりのパラメータセット（エンベロープ）の数を意味する時間軸分解能と同様にクロスオーバー周波数（ＢＷＥ開始周波数）を動的に変えることが可能である。ＡＭＲ−ＷＢ＋は、スイッチ型時間／周波数領域のコアコーダと組み合わされて時間領域帯域幅の拡張を実装する。そして、特に、音声信号のための良好なオーディオ品質を与える。ＡＭＲ−ＷＢ＋オーディオ品質に対する制限因子は、システムの内部サンプリング周波数の１／４であるコアコーダおよびＢＷＥ開始周波数の両方に共通のオーディオ帯域幅である。ＡＣＥＬＰ音声モデルは全帯域幅をはるかに上回る音声信号をモデル化することができる一方、周波数領域オーディオコーダは、いくつかのオーディオ信号のための適切な品質を供給することに失敗する。このように、音声符号化スキームは、低ビットレートでさえ音声信号に対して高品質を示すが、低ビットレートで音楽信号対して低品質を示す。

それらが、音楽信号に対して低ビットレートで高品質を示すという点で、ＨＥ−ＡＡＣのような周波数領域符号化スキームは有利である。しかしながら、低ビットレートでの音声信号の品質は問題を含む。

従って、オーディオ信号の異なるクラスは、帯域幅拡張ツールの異なる特徴を要求する。

本発明の目的は、改良された符号化／復号化の概念を提供することである。

この目的は、請求項１に記載のオーディオデコーダ、請求項１３に記載のオーディオ復号化するための方法、請求項８に記載のエンコーダ、請求項１４に記載の符号化するための方法、請求項１５に記載の符号化された信号または請求項１６に記載のコンピュータプログラムによって達成される。

本発明は、クロスオーバー周波数またはＢＷＥ開始周波数がオーディオ品質に影響しているパラメータであるという発見に基づいている。時間領域（音声）コーデックは、通常、所与のサンプリングレートのための全周波数範囲を符号化する一方、符号化するためにスペクトルラインの全体の数を減少することは、同時に、符号化するために利用するスペクトルラインあたりのビットの数を増加する場合、オーディオ帯域幅は、変換ベースのコーダ（例えば、音楽のためのコーダ）に対する同調パラメータであり、品質対音声帯域幅がなされることを意味する。従って、新規なアプローチにおいて、可変オーディオ帯域幅を有する異なるコアコーダが、１つの共通のＢＷＥモジュールを備えるスイッチ型システムに組み合わされる。ここで、ＢＷＥモジュールは異なるオーディオ帯域幅を明らかにしなければならない。

直接的な方法は、全てのコアコーダ帯域幅の最も低いものを見つけて、ＢＷＥ開始周波数としてこれを使用することである。しかし、これは、知覚されたオーディオ品質を悪化させる。また、符号化効率が低減する。なぜなら、コアコーダがＢＷＥ開始周波数より高い帯域幅を有する活動である時間セクションで、冗長性を導くＢＷＥと同様にコアコーダによって、若干の周波数領域が２倍に表示されるからである。従って、より良好なソリューションは、ＢＷＥ開始周波数を使用されるコアコーダのオーディオ帯域幅に適応させることである。

従って、本発明の実施形態によれば、オーディオ符号化システムは、帯域幅拡張ツールを信号依存のコアコーダ（例えば、スイッチ型音声−／オーディオコーダ）と組み合わせる。ここで、クロスオーバー周波数は、可変のパラメータを含む。異なるコア符号化モデルの間の切り替えを制御する信号クラシファイヤ出力は、時間軸の分解能およびスミアリング（ｓｍｅａｒｉｎｇ）、スペクトル分解能並びにクロスオーバー周波数のようなＢＷＥシステムの特徴を切り替えるために使用される。

従って、本発明の一態様は、符号化されたオーディオ信号のためのオーディオでコーダであって、符号化されたオーディオ信号は、第１の符号化アルゴリズムにより符号化される第１の部分、第２の符号化アルゴリズムにより符号化される第２の部分、第１の部分および第２の部分のためのＢＷＥパラメータ、並びに第１の復号化アルゴリズムまたは第２の復号化アルゴリズムを指し示す符号化モード情報を含み、第１のデコーダ、第２のデコーダ、ＢＷＥモジュール、および制御装置を含む。第１のデコーダは、第１の復号化された信号を得るために、符号化された信号の第１の時間部分のために第１の復号化アルゴリズムにより第１の部分を復号化する。第２のデコーダは、第２の復号化された信号を得るために、符号化された信号の第２の時間部分のために第２の復号化アルゴリズムにより第２の部分を復号化する。ＢＷＥモジュールは、制御可能なクロスオーバー周波数を有し、第１の部分のための第１の復号化された信号およびＢＷＥパラメータを使用して帯域幅拡張アルゴリズムを実行するため、並びに第２の部分のための第２の復号化された信号および帯域幅拡張パラメータを使用して帯域幅拡張アルゴリズムを実行するために構成される。制御装置は、符号化モード情報によりＢＷＥモジュールのためのクロスオーバー周波数を制御する。

本発明の別の態様では、オーディオ信号を符号化するための装置は、第１および第２のエンコーダ、決定ステージおよびＢＷＥモジュールを含む。第１のエンコーダは、第１の符号化アルゴリズムにより符号化するために構成され、第１の符号化アルゴリズムは、第１の周波数帯域幅を有する。第２のエンコーダは、第２の符号化アルゴリズムにより符号化するために構成され、第２の符号化アルゴリズムは、第１の周波数帯域幅より小さい第２の周波数帯域幅を有する。決定ステージは、オーディオ信号の第１の部分のための第１の符号化アルゴリズムおよびオーディオ信号の第２の部分のための第２の符号化アルゴリズムを指し示し、第２の部分は、第１の部分とは異なる。帯域幅拡張モジュールは、オーディオ信号のためのＢＷＥパラメータを算出し、ここで、ＢＷＥモジュールは、オーディオ信号の第１の部分における第１の周波数帯域幅を含まない帯域のため、およびオーディオ信号の第２の部分における第２の周波数帯域幅を含まない帯域のためのＢＷＥパラメータを算出するための決定ステージによって制御されるように構成される。

実施形態とは対照的に、先行技術におけるＳＢＲは、以下のような不利な結果を得るスイッチのないオーディオコーデックにのみ適用される。クロスオーバー周波数と同様に時間的分解能の両方は、動的に適用される、しかし、例えば、３ＧＰＰソースのような技術実装の状態は、例えば、カスタネットのような、通常、一時的な時間的分解能の変化のみに適用される。さらに、より微細な全体の時間的分解能は、ビットレート依存チューニングパラメータのようなより高いレートにおいて選択されるかもしれない。明確な分類は、時間的分解能を決定すること、または決定閾値を時間的分解能で制御することを実行せず、例えば、固定された音色の音楽対音声のような信号タイプを最良のマッチングをする。本発明の実施形態は、これらの不利な点を克服する。符号化された信号は、先行技術のエンコーダ／デコーダと比較して著しくより高い知覚的な品質を提供するように、実施形態は、使用されたコアコーダのための柔軟な選択を組み合わせた特に適応されたクロスオーバー周波数を可能にする。

本発明の好ましい実施形態は、添付の図面に関してその後記載されている。

図１は、本発明の第１の態様により復号化するための装置のブロック図を示す。 図２は、本発明の第１の態様により符号化するための装置のブロック図を示す。 図３は、さらに詳細な符号化スキームのブロック図を示す。 図４は、さらに詳細な復号化スキームのブロック図を示す。 図５は、第２の態様による符号化スキームのブロック図を示す。 図６は、第２の態様による復号化スキームの概要図である。 図７は、ショートターム予測情報および予測誤差信号を提供するエンコーダ側のＬＰＣステージを例示する。 図８は、加重信号を生成するためのＬＰＣデバイスの更なる実施形態を例示する。 図９ａは、オーディオ信号のための異なる時間的分解能を結果として得るオーディオ／音声スイッチを含むエンコーダを示す。 図９ｂは、オーディオ信号のための異なる時間的分解能を結果として得るオーディオ／音声スイッチを含むエンコーダを示す。 図１０は、符号化されたオーディオ信号のための表現を例示する。

図１は、符号化されたオーディオ信号１０２を復号化するためのデコーダ装置１００を示す。符号化されたオーディオ信号１０２は、第１の符号化アルゴリズムにより符号化される第１の部分１０４ａと、第２の符号化アルゴリズムにより符号化される第２の部分１０４ｂと、第１の時間部分１０４ａおよび第２の時間部分１０４ｂのためのＢＷＥパラメータ１０６と、それぞれの時間部分のための第１の復号化アルゴリズムまたは第２の復号化アルゴリズムを指し示す符号化モード情報１０８とを含む。復号化するための装置１００は、第１のデコーダ１１０ａ、第２のデコーダ１１０ｂ、ＢＷＥモジュール１３０および制御装置１４０を含む。第１のデコーダ１１０ａは、第１の復号化された信号１１４ａを得るために、符号化された信号１０２の第１の時間部分のために第１の復号化アルゴリズムにより第１の部分１０４ａを復号化するために適応される。第２のデコーダ１１０ｂは、第２の復号化された信号１１４ｂを得るために、符号化された信号の第２の時間部分のために第２の復号化アルゴリズムにより第２の部分１０４ｂを復号化するために構成される。ＢＥＷモジュール１３０は、ＢＷＥモジュール１３０の動作を調整する制御可能なクロスオーバー周波数ｆｘを有する。ＢＷＥモジュール１３０は、第１の部分のための第１の復号化された信号１１４ａおよびＢＷＥパラメータ１０６に基づく周波数の上限においてオーディオ信号のコンポーネントを生成するため、並びに第２の部分のための第２の復号化された信号１１４ｂおよび帯域拡張パラメータ１０６に基づく周波数の上限においてオーディオ信号のコンポーネントを生成するための帯域幅拡張アルゴリズムを実行するために構成される。制御装置１４０は、符号化モード情報１０８によりＢＷＥモジュール１３０のクロスオーバー周波数ｆｘを制御するために構成される。

また、ＢＷＥモジュール１３０は、下限および上限の周波数帯域のオーディオ信号コンポーネントを組み合わせるコンバイナを含むことができ、そして、結果として得るオーディオ信号１０５を出力する。

符号化モード情報１０８は、例えば、符号化されたオーディオ信号１０２の時間部分がその符号化アルゴリズムによって符号化されることを指し示す。この情報は、異なる時間部分に使用されるデコーダを同時に特定することができる。加えて、符号化モード情報１０８は、異なる時間部分に対して異なるデコーダの間において切り替えるためのスイッチを制御することができる。

従って、クロスオーバー周波数ｆｘは、例えば、第１のデコーダ１１０ａとしての音声コーダおよび第２のデコーダ１１０ｂとしてのオーディオデコーダを含むことができる使用されたデコーダにより調整される調整可能なパラメータである。上記で述べたように、（例えばＬＰＣに基づくような）音声デコーダのためのクロスオーバー周波数ｆｘは、（例えば音楽のための）オーディオデコーダに使用されるクロスオーバー周波数よりも高くすることができる。このように、クロスオーバー周波数が、復号化アルゴリズムを変更することなく変更することができるように、更なる実施形態において、制御装置２２０は、一つの時間部分（例えば、第２の時間部分）の範囲内において、クロスオーバー周波数ｆｘを増加させるか、またはクロスオーバー周波数ｆｘを減少させるために構成される。このことは、クロスオーバー周波数における変更が、使用されたデコーダにおける変更に関連がなくてもよいことを意味する：クロスオーバー周波数は、使用されたデコーダの変更なしに変更することができ、逆もまた同様に、デコーダは、クロスオーバー周波数の変更なしに変更することができる。

第１の復号化された信号１１４ａが第１の時間部分の間にＢＷＥモジュール１３０によって処理され、そして第２の復号化された信号１１４ｂが第２の時間部分の間にＢＷＥモジュール１３０によって処理されるように、ＢＷＥモジュール１３０は、制御装置１４０および／またはＢＷＥパラメータ１０６によって制御されるスイッチも含むことができる。このスイッチは、クロスオーバー周波数ｆｘの変更によって、または、それぞれの時間部分の間、使用された符号化アルゴリズムを指し示している符号化されたオーディオ信号の範囲内における明確なビットによって起動することができる。

帯域幅拡張アルゴリズムが、第１の復号化された信号に、または第２の復号化された信号のどちらか一方に適用されるように、更なる実施形態において、スイッチは、第１のデコーダから第２のデコーダに第１および第２の時間部分の間で切り替えるために構成される。あるいは、帯域幅が拡張された信号の一つがドロップされるように、帯域幅拡張アルゴリズムは、第１および／または第２の復号化された信号に適用され、そして、スイッチはこの後に配置される。

図２は、オーディオ信号１０５を符号化するための装置２００に対するブロック図を示す。符号化するための装置２００は、第１のエンコーダ２１０ａ、第２のエンコーダ２１０ｂ、決定ステージ２２０および帯域幅拡張モジュール（ＢＷＥモジュール）２３０を含む。第１のエンコーダ２１０ａは、第１の周波数帯域幅を有する第１の符号化アルゴリズムにより符号化するために作動している。第２のエンコーダ２１０ｂは、第１の周波数帯域幅より小さい第２の周波数帯域幅を有する第２の符号化アルゴリズムにより符号化するために作動している。例えば、第１のエンコーダは、ＬＰＣベースのコーダのような音声コーダであるのに対して、第２のエンコーダ２１０ｂは、オーディオ（音楽）エンコーダを含むことができる。決定ステージ２２０は、オーディオ信号１０５の第１の部分２０４ａのための第１の符号化アルゴリズムを指し示すため、およびオーディオ信号１０５の第２の部分２０４ｂのための第２の符号化アルゴリズムを指し示すために構成される。ここで、第２の時間部分は、第１の時間部分とは異なる。第１の部分２０４ａは、第１の時間部分に対応することができ、そして、第２の部分２０４ｂは第１の時間部分とは異なる第２の時間部分に対応することができる。

ＢＷＥモジュール２３０は、オーディオ信号１０５のためのＢＷＥパラメータ１０６を算出するために構成され、オーディオ信号１０５の第１の時間部分２０４ａにおける第１の周波数帯域幅を含まない第１の帯域のためのＢＷＥパラメータ１０６を算出するために決定ステージ２２０によって制御されるように構成される。更に、ＢＷＥモジュール２３０は、オーディオ信号１０５の第２の時間部分２０４ｂにおける第２の帯域幅を含まない第２の帯域のためのＢＷＥパラメータ１０６を算出するために構成される。従って、第１（第２）の帯域は、第１（第２）周波数帯域幅の外側であり、そしてクロスオーバー周波数ｆｘによってスペクトルの下限の方へ制限されるオーディオ信号１０５の周波数コンポーネントを含む。従って、第１または第２の帯域幅は、決定ステージ２２０によって制御される可変のクロスオーバー周波数によって定義されうる。

加えて、ＢＷＥモジュール２３０は、決定ステージ２２０によって制御されるスイッチを含むことができる。所与の時間部分の間、好ましいコーダが使用されるように、決定ステージ２２０は、所与の時間部分のための好ましい符号化アルゴリズムを決定することができ、そして、スイッチを制御することができる。修正された符号化モード情報１０８´は、対応しているスイッチ情報を含む。さらに、ＢＷＥモジュール２３０は、約４ｋＨｚまたは５ｋＨｚの値を含むことできるクロスオーバー周波数ｆｘによって分離される下限／上限の周波数帯域においてオーディオ信号１０５のコンポーネントを得るために、フィルタも含むことができる。最後に、ＢＷＥモジュール１３０は、ＢＷＥパラメータ１０６を決定するための分析ツールも含むことができる。修正された符号化モード情報１０８´は、符号化モード情報１０８と同等でありうる（または等しい）。符号化モード情報１０８は、例えば、符号化されたオーディオ信号１０５のビットストリームにおけるそれぞれの時間部分のために使用された符号化アルゴリズムを指し示す。

更なる実施形態によれば、決定ステージ２２０は、元の入力信号１０５を分析し、異なる符号化モードの選択を始動させる信号クラシファイヤツールを含む。入力信号１０５の分析は、所与の入力信号フレームのための最善のコア符号化モードを選択する目的を有する処理系依存である。信号クラシファイヤの出力は、他のツール（例えば、ＭＰＥＧサラウンド、機能強化されたＳＢＲ、タイム−ワープフィルタバンクなど）の動作に影響するために使用することもできる。信号クラシファイヤツールへの入力は、例えば、元の修正されない入力信号１０５を含み、しかし、任意に付加的な処理系依存のパラメータも含む。信号クラシファイヤツールの出力は、コアコーデック（例えば、非ＬＰＣフィルタ周波数領域またはＬＰフィルタ時間または周波数領域符号化または更なる符号化アルゴリズム）の選択を制御するために制御信号１０８を含む。

実施形態によれば、クロスオーバー周波数ｆｘは、異なる符号化アルゴリズムを使用するために切り替え決定を組み合わされる調整された従属する信号である。従って、シンプルなスイッチ信号は、クロスオーバー周波数ｆｘにおいて、シンプルに変更（ジャンプ）されうる。加えて、符号化モード情報１０８は、同時に好ましい符号化スキーム（例えば、音声／オーディオ／音楽）を指し示しているクロスオーバー周波数ｆｘの変更も含む。

更なる実施形態によれば、決定ステージ２２０は、オーディオ信号１０５、または第１のエンコーダ２１０ａの第１の出力もしくは第２のエンコーダ２１０ｂの第２の出力、または、ターゲット関数に関するエンコーダ２１０ａもしくは第２のエンコーダ２１０ｂの出力信号を復号化することよって得られる信号を分析するために作動する。例えば、第１のスイッチに対するフレームの５０％未満の部分が音声であり、そして、第１のスイッチに対するフレームの５０％以上の部分が音楽である場合でも、音声の決定がされるように、音声の決定が音楽の決定に関して有利であるというような方法で、決定ステージ２２０は音声／音楽の識別を実行するように任意に作動することができる。従って、決定ステージ２２０は、結果に基づく決定ステージが、オーディオ信号の分析された時間部分に使用される最良のコーデックであるかについて決定することができるように、決定ステージ２２０は、オーディオ信号が主に音声信号か、また主に音楽信号かのいずれかについて決定するためにオーディオ信号を分析する分析ツールを含むことができる。

図１および２は、エンコーダ／デコーダに関するこれらの詳細の多くを示さない。エンコーダ／デコーダのための可能な詳細な実施例は、以下の図において示される。図１の第１および第２のデコーダ１１０ａ，ｂに加えて、更なるデコーダが、例えば、符号化アルゴリズムを使用するかしないかを表される。同様に、図２のエンコーダ２００もまた、付加的な符号化アルゴリズムを使用することができる付加的なエンコーダを含むことができる。以下において、２つのエンコーダ／デコーダを有する実施例が、さらに詳細に説明される。

図３は２つのカスケードされたスイッチを有するエンコーダを詳細に例示する。モノラル信号、ステレオ信号またはマルチチャネル信号は、決定ステージに入力され、そして、図２のＢＷＥモジュール２３０の一部であるスイッチ２３２に入力される。スイッチ２３２は、決定ステージ２２０によって制御される。あるいは、決定ステージ２２０は、モノラル信号、ステレオ信号もしくはマルチチャネル信号において含まれるか、またはこの種の信号に少なくとも関連するサイド情報を受信することもできる。ここで、情報が存在しており、そして、それは、例えば、モノラル信号、ステレオ信号またはマルチチャネル信号を算出する場合に生成される。

決定ステージ２２０は、図３の上側のブランチにおいて例示される周波数符号化部分２１０ｂか、または図３の下側のブランチにおいて例示されるＬＰＣ領域符号化部分２１０ａかのいずれか一方において、信号を供給するためにスイッチ２３２を作動させる。周波数領域符号化ブランチのキー要素は、共通の前処理ステージ出力信号（後ほど述べられる）をスペクトル領域に変換するために作動するスペクトル変換ブロック４１０である。スペクトル変換ブロックは、ＭＤＣＴアルゴリズム、ＱＭＦ、ＦＦＴアルゴリズム、ウェーブレット解析、またはいくらかのフィルタバンクチャネルを有する精確にサンプルされるフィルタバンクのようなフィルタバンクを含むことができる。ここで、このフィルタバンクのサブバンド信号は、実数値信号、または虚数値信号である。スペクトル変換ブロック４１０の出力は、ＡＡＣ符号化スキームから公知であるように、処理ブロックを含むことができるスペクトルオーディオエンコーダ４２１を使用して符号化される。

一般に、ブランチ２１０ｂにおける処理は、知覚ベースモデルまたは情報シンクモデル（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｉｎｋ ｍｏｄｅｌ）に基づく処理である。このように、このブランチは、人間の聴覚システム受信音をモデル化する。それとは反対に、ブランチ２１０ａにおける処理は、励振、残差、またはＬＰＣ領域における信号を生成することである。一般に、ブランチ２１０ａにおける処理は、音声モデルか、または情報生成モデルに基づく処理である。音声信号のために、このモデルは、音を生成している人間の音声／音の生成システムのモデルである。しかしながら、異なる音生成モデルを必要としている異なるソースからの音が符号化されることになる場合、ブランチ２１０ａにおける処理は異なってもよい。示される符号化ブランチに加えて、更なる実施形態は、追加的なブランチまたはコアコーダを含む。例えば、異なるコーダは、異なるソースのために任意に提示される。その結果、各ソースからの音は、好ましいコーダを使用することによって符号化されうる。

下側の符号化ブランチ２１０ａにおいて、キー要素は、ＬＰＣフィルタの特徴を制御するために使用されるＬＰＣ情報を出力するＬＰＣデバイス５１０である。このＬＰＣ情報は、デコーダに伝送される。ＬＰＣステージ５１０出力信号は、励振信号および／または加重信号を構成するＬＰＣ領域信号である。

一般に、ＬＰＣデバイスは、ＬＰＣフィルタ係数をオーディオ信号に適用することによって生成されるＬＰＣ領域または他の信号におけるいかなる信号でもありえるＬＰＣ領域信号を出力する。さらに、ＬＰＣデバイスは、これらの係数を決定することもでき、そして、これらの係数を量子化／符号化することもできる。

音楽信号が上側のブランチ２１０ｂに入力され、音声信号が下側のブランチ２１０ａに入力されるというような方法で、決定ステージは音楽／音声の識別を実行し、そしてスイッチ２３２を制御するように信号に適応しうる。１つの実施形態において、デコーダが正確な復号化動作を実行するために、この決定情報を使うことができるように、決定ステージ２２０は、その決定情報を出力ビットストリームに送り込まれる。この決定情報１０８は、クロスオーバー周波数ｆｘまたはクロスオーバー周波数ｆｘの変更についての情報も含むことができる符号化モード情報１０８も、例えば、含むことができる。

このようなデコーダは、図４において例示される。スペクトルオーディオエンコーダ４２１の信号出力は、伝送の後、スペクトルオーディオデコーダ４３１に入力される。スペクトルオーディオデコーダ４３１の出力は、時間領域コンバータ４４０に入力される（一般に、時間領域コンバータは第１から第２の領域へのコンバータでもよい）。同様に、図３のＬＰＣ領域符号化ブランチ２１０ａの出力はデコーダ側で受信され、ＬＰＣ励振信号を得るために要素５３１，５３３，５３４および５３２によって処理される。ＬＰＣ励振信号は、対応するＬＰＣ分析ステージ５１０によって生成されるＬＰＣ情報を更なる入力として受信するＬＰＣ合成ステージ５４０に入力される。時間領域コンバータ４４０の出力および／またはＬＰＣ合成ステージ５４０の出力が、図１におけるＢＷＥモジュール１３０の一部であるスイッチ１３２に入力される。スイッチ１３２は、例えば、決定ステージ２２０によって生成した、または例えば元のモノラル信号、ステレオ信号またはマルチチャネル信号によって外部から供給されたスイッチの制御信号（例えば、符号化モード情報１０８および／またはＢＷＥパラメータ１０６）を介して制御される。

図３において、スイッチ２３２および決定ステージ２２０への入力信号は、モノラル信号、ステレオ信号、マルチチャネル信号、または通常いかなるオーディオ信号でもありえる。スイッチ２３２に入力された信号から、またはステージ２３２に入力される信号に基づく元のオーディオ信号のプロデューサーのようないくつかの外部ソースから導き出されうる決定に応じて、スイッチは、周波数符号化ブランチ２１０ｂおよびＬＰＣ符号化ブランチ２１０ａの間で切り替わる。周波数符号化ブランチ２１０ｂは、スペクトル変換ステージ４１０およびその後に接続された量子化／符号化ステージ４２１を含む。量子化／符号化ステージは、例えば、ＡＡＣエンコーダのような現在の周波数領域エンコーダから公知であるように機能性のいくつかを含むことができる。さらに、量子化／符号化ステージ４２１における量子化動作は、例えば、周波数上の音響心理学的なマスキング閾値のような音響心理学的な情報を生成する音響心理学的なモジュールを介して制御されうる。ここで、この情報は、ステージ４２１に入力される。

ＬＰＣ符号化ブランチ２１０ａにおいて、スイッチ出力信号は、ＬＰＣサイド情報およびＬＰＣ領域信号を生成しているＬＰＣ分析ステージ５１０を介して処理される。励振エンコーダは、ＬＰＣ領域における量子化／符号化動作５２２か、またはＬＰＣスペクトル領域において処理する値である量子化／符号化ステージ５２４の間でＬＰＣ領域信号の更なる処理を切り替えるための付加的なスイッチを含む。この目的で、スペクトルコンバータ５２３が量子化／符号化ステージ５２４の入力において設けられる。スイッチ５２１は、例えばＡＭＲ−ＷＢ＋技術仕様書に記載されているように、特定の設定に応じて、開ループ方式または閉ループ方式において制御される。

閉ループ制御モードのために、加えて、エンコーダは、ＬＰＣ領域信号のための逆量子化器／コーダ５３１、ＬＰＣスペクトル領域信号のための逆量子化器／コーダ５３３、および項目５３３の出力のための逆スペクトルコンバータ５３４を含む。第２の符号化ブランチの処理ブランチにおいて、符号化されおよび再復号化された信号両方が、スイッチ制御デバイス５２５に入力される。スイッチ５２１がいずれの位置を取るべきかを決定するために、より低いゆがみを有する信号が使用されるように、スイッチ制御デバイス５２５において、これらの２つの出力信号は、お互いにおよび／またはターゲット関数と比較されるか、または、ターゲット関数は、両方の信号におけるゆがみの比較に基づいて算出される。あるいは、両方のブランチが非定値のビットレートを提供する場合に備えて、このブランチのゆがみ、または知覚のゆがみが他のブランチ（ゆがみの実施例は、信号対雑音比でもよい）のゆがみ、または知覚のゆがみより小さい場合でも、より低いビットレートを提供するブランチが選択されてもよい。あるいは、ターゲット関数は、特定の目的のための最良の決定を見つけるために、各信号のゆがみおよび各信号のビットレート並びに／または付加的な基準を入力として使用することができる。例えば、目的が、ビットレートができるだけ低いようなものである場合、そのとき、ターゲット関数は、要素５３１，５３４の２つの出力される信号のビットレートを大きく信頼することになろう。しかしながら、主な目的が、特定のビットレートの対して最良の品質を有することである場合、その後、スイッチ制御５２５は、例えば、許容されるビットレートを超える各信号を捨てるかもしれない。そして、両方の信号が許容されるビットレートの以下にある場合、スイッチ制御は、よりよく推定された主観的な品質を有している、すなわち、より小さい量子化／符号化ゆがみ、またはよりよい信号対雑音比を有している信号を選択する。

実施形態による復号化スキームは、上述のように、図４において例示される。３つの可能な出力信号の種類の各々のために、特定の復号化／量子化ステージ４３１，５３１または５３３が存在する。ステージ４３１が、周波数／時間コンバータ４４０を使用して時間領域に変換される周波数スペクトルを出力する一方、ステージ５３１は、ＬＰＣ領域信号を出力し、そして、項目５３３は、ＬＰＣスペクトルを出力する。スイッチ５３２への入力信号の両方がＬＰＣ領域においてあることを確認するために、ＬＰＣスペクトル／ＬＰＣコンバータ５３４が設けられる。スイッチ５３２の出力データは、符号化側で生成され、そして伝送されたＬＰＣ情報を介して制御されるＬＰＣ合成ステージ５４０を使用して時間領域に変換される。そして、ブロック５４０に続いて、最終的に、例えば、図３の符号化スキームに入力される信号に依存するモノラル信号、ステレオ信号またはマルチチャネル信号のようなオーディオ信号を得るために、両方のブランチは、スイッチ制御信号により切り替えられる時間領域情報を有する。

図５および図６は、エンコーダ／デコーダのための更なる実施形態を示し、ここで、ＢＷＥモジュール１３０，２３０の一部としてのＢＷＥステージは、共通の演算処理装置を表す。

図５は符号化スキームを例示する。ここで、入力されるスイッチ２３２に接続される共通の前処理スキームは、２以上のチャネルを有する信号である入力信号をダウンミックスすることによって生成される出力としてのジョイントステレオパラメータおよびモノラル出力信号を生成する、サラウンド／ジョイントステレオブロック１０１を含むことができる。一般に、ブロック１０１の出力での信号は、より多くのチャネルを有する信号でもありえる。しかし、ブロック１０１のダウンミックスの機能性のため、ブロック１０１の出力でのチャネルの数は、ブロック１０１への入力されるチャネルの数よりも小さい。

共通の前処理スキームは、ブロック１０１に加えて、帯域幅拡張ステージ２３０を含むことができる。図５の実施形態において、ブロック１０１の出力は、その出力での低帯域信号またはローパス信号のような帯域制限信号を出力する帯域幅拡張ブロック２３０に入力される。好ましくは、この信号は、さらに、（係数２によって）ダウンミックスされる。さらに、ブロック２３０に入力される信号の高い帯域のために、ＭＰＥＧ４のＨＥ−ＡＡＣプロファイルから知られるようなスペクトルエンベロープパラメータ、逆フィルタパラメータ、ノイズレベルパラメータのような帯域幅拡張パラメータ１０６が生成され、ビットストリームマルチプレクサ８００に転送される。

好ましくは、決定ステージ２２０は、例えば、音楽モードかまたは音声モードかを決定するために、ブロック１０１に入力されるか、またはブロック２３０に入力される信号を受信する。音楽モードにおいて、上側の符号化ブランチ２１０ｂ（図２における第２のエンコーダ）が選択され、一方、音声モードにおいて、下側の符号化ブランチ２１０ａが選択される。好ましくは、決定ステージは、加えて、これらのブロックの機能性を特定の信号に適応させるために、ジョイントステレオブロック１０１および／または帯域幅拡張ブロック２３０を制御する。このように、入力信号の特定の時間部分が、音楽モードのような第１のモードに対応すると決定ステージ２２０が決定した場合、その後、ブロック１０１および／またはブロック２３０の特定の特性が決定ステージ２２０によって制御されうる。あるいは、信号が、一般に第２のＬＰＣ領域モードにおいて音声モードに対応すると決定ステージ２２０が決定した場合、その後、ブロック１０１および２３０の特定の特性が決定ステージの出力により制御されうる。デコーダ側へ伝送されるように、決定ステージ２２０は、制御情報１０８および／またはＢＷＥブロック２３０および、加えてビットストリームマルチプレクサ８００にも伝送されうるクロスオーバー周波数ｆｘをもたらす。

好ましくは、符号化ブランチ２１０ｂのスペクトル変換は、より好ましくは、タイムワープ（ｔｉｍｅ−ｗａｒｐｅｄ）ＭＤＣＴ演算であるＭＤＣＴ演算を使用して行われる。ここで、強さ、または一般にワープ強さは、ゼロと高いワープ強さとの間で制御されうる。ゼロワープ強さにおいて、ブロック４１１におけるＭＤＣＴ演算は、公知技術のストレイトフォワード（ｓｔｒａｉｇｈｔ−ｆｏｒｗａｒｄ）ＭＤＣＴ演算である。タイムワープサイド情報を有するタイムワープ強さは、サイド情報としてビットストリームマルチプレクサ８００に伝送／入力されうる。

ＬＰＣ符号化ブランチにおいて、ＬＰＣ領域エンコーダは、例えばコードブックインデックスおよびゲインであるピッチゲイン、ピッチ遅れおよび／またはコードブック情報を算出しているＡＣＥＬＰコア５２６を含むことができる。３ＧＰＰ ＴＳ ２６．２９０から公知であるようなＴＣＸモードは、変換領域において、知覚的な加重信号の処理を含む。フーリエ変換された加重信号は、雑音係数の量子化伴うスプリットマルチレート格子量子化（ｓｐｌｉｔ ｍｕｌｔｉ−ｒａｔｅ ｌａｔｔｉｃｅ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）を使用して量子化される。変換は、１０２４，５１２または２５６のサンプルウィンドウにおいて算出される。励振信号は、逆加重フィルタを通じて量子化され重み付けされた信号を逆フィルタすることによって再生される。ＴＣＸモードは、ＭＤＣＴが、符号化スペクトルラインに対する拡大されたオーバーラップ、スカラー量子化および算術符号化と共に使用される修正された形態で使用されうる。

「音楽」符号化ブランチ２１０ｂにおいて、スペクトルコンバータは、好ましくは、単一のベクトル量子化ステージから構成されうる量子化／エントロピー符号化ステージに従う特定の窓関数を有する特に適応されたＭＤＣＴ演算を含む、しかし、好ましくは、周波数領域符号化ブランチ、すなわち、図５の項目４２１において、量子化器／コーダに類似の組み合わされたスカラー量子化器／エントロピーコーダである。

「音声」符号化ブランチ２１０ａにおいて、ＡＣＥＬＰブロック５２６またはＴＣＸブロック５２７に再び従うスイッチ５２１に従うＬＰＣブロック５１０がある。ＡＣＥＬＰは、３ＧＰＰ ＴＳ ２６．１９０において記載されており、ＴＣＸは、３ＧＰＰ ＴＳ ２６．２９０において記載される。一般に、ＡＣＥＬＰブロック５２６は、図７において記載される手順によって算出されるようにＬＰＣ励振信号を受信する。ＴＣＸブロック５２７は、図８によって生成されるように、加重信号を受信する。

図３，５における項目５１０は、単一のブロックを例示しているが、これらの信号がＬＰＣ領域おいてある限り、ブロック５１０は異なる信号を出力することができる。例えば、励振信号モードまたは加重信号モードのようなブロック５１０の実際のモードは、実際のスイッチ状態に依存される。あるいは、ブロック５１０は、２つの並行処理装置を有することができる。ここで、一方のデバイスは、図７と同様に実装され、他のデバイスは、図８のように実装される。従って、５１０の出力でのＬＰＣ領域は、ＬＰＣ励振信号もしくはＬＰＣ加重信号または他のいかなるＬＰＣ領域信号のいずれか１つを表すことができる。

図６は、図５の符号化スキームに対応する復号化スキームを例示する。図５のビットストリームマルチプレクサ８００（または出力インターフェース）によって生成されるビットストリームは、ビットストリームデマルチプレクサ９００（または入力インターフェース）に入力される。例えば、モード検出ブロック６０１（例えば、図１の制御装置１４０の一部）を介してビットストリームから導き出される情報に応じて、デコーダ側のスイッチ１３２は、上側のブランチから帯域幅拡張ブロック７０１へのフォワード信号に対して、または下側のブランチから帯域幅拡張ブロック７０１への信号に対して制御される。帯域幅ブロック７０１は、ビットストリームデマルチプレクサ９００からサイド情報を受信し、そして、このサイド情報およびモード検出６０１の出力に基づき、スイッチ１３２により出力された低帯域に基づき高帯域を再構成する。制御信号１０８は使用されたクロスオーバー周波数ｆｘを制御する。

ブロック７０１によって生成される全帯域の信号は、２つのステレオチャンネルまたはいくつかのマルチチャネルを再構成するジョイントステレオ／サラウンド処理ステージ７０２に入力される。一般に、ブロック７０２は、このブロックに入力されたより多くのチャネルを出力する。このブロックの出力がこのブロックへの入力よりも多いチャネルを有する限り、用途に応じて、ブロック７０２への入力は、例えばステレオモードにおいては２チャネルを含むことさえできて、そして、より多くのチャネルを含むことさえできる。

一方のブランチが処理するための信号を受信し、そして他のブランチが処理するための信号を受信しないように、図５におけるスイッチ２３２は両方のブランチの間で切り替わることを示している。しかしながら、別の実施形態において、スイッチ２３２は、両方のブランチ２１０ａおよび２１０ｂが並行に同じ信号を処理することを意味する、例えば、オーディオエンコーダ４２１および励振エンコーダ５２２，５２３，５２４に続いて配置されることもできる。しかしながら、ビットレートは２倍にしないために、それらの符号化ブランチ２１０ａまたは２１０ｂのうちの１つの信号出力のみが、出力されたビットストリームに書き込まれるように選択される。ビットストリームに書き込まれた信号が、あるコスト関数を最小化するように、決定ステージは、その後作動する。ここで、コスト関数は、生成されたビットレートもしくは生成された知覚的なゆがみ、または組み合わされたレート／ゆがみコスト関数でありえる。従って、このモードか、または図において例示されるモードのいずれか一方において、決定ステージは、所与の知覚的なゆがみに対して最も低いビットレートを有するか、または所与のビットレートに対して最も低い知覚的なゆがみを有するビットストリームに、書き込まれる符号化ブランチ出力のみを最終的に確認するために、閉ループモードにおいて作動することもできる。閉ループモードにおいて、フィードバック入力は、図３における３つの量子化器／スカラーブロック４２１，５２２および４２４の出力から導出される。

また、図６の実施形態において、帯域幅拡張が両方のブランチに対して並行に実行され、そして、スイッチが２つの帯域幅拡張された信号のうちの１つを選択するように、スイッチ１３２は、別の実施形態において、ＢＷＥモジュール７０１の後に配置される。

２つのスイッチ、すなわち、第１のスイッチ２３２および第２のスイッチ５２１を有する実装において、第１のスイッチのための時間分解能が、第２のスイッチのための時間分解能より低いことが好ましい。換言すると、スイッチ動作を介して切り替えられうる第１のスイッチへの入力信号のブロックは、ＬＰＣ領域において作動している第２のスイッチ５２１によって切り替えられるブロックよりも大きい。見本となるように、周波数領域／ＬＰＣ領域スイッチ２３２は、１０２４個のサンプルの長さのブロックを切り替えることができ、そして、第２のスイッチ５２１は各々２５６個のサンプルを有するブロックを切り替えることができる。

図７は、ＬＰＣ分析ブロック５１０のより詳細な実装を例示する。オーディオ信号は、フィルタ情報Ａ（ｚ）を決定するフィルタ決定ブロック８３に入力される。この情報は、デコーダのために必要なショートターム予測情報として出力される。ショートターム予測情報は、実際の予測フィルタ８５にとって必要である。このサンプルのために、予測誤差信号がライン８４において生成されるように、減算器８６において、オーディオ信号の現在のサンプルは入力され、そして、現在のサンプルのための予測値が減算される。

図７は、励振信号を算出するための好ましい方法を例示する一方、図８は、加重信号を算出するための好ましい方法を例示する。図７とは対照的に、γが１とは異なる場合、フィルタ８５は異なる。値が１未満であることは、γに対して好ましい。さらに、ブロック８７が存在し、μは１より小さい数が好ましい。一般に、図７および図８における要素は、３ＧＰＰ ＴＳ ２６．１９０または３ＧＰＰ ＴＳ ２６．２９０として実装されうる。

その後、分析／合成ＣＥＬＰエンコーダは、このアルゴリズムに適用される修正を例示するために議論される。このＣＥＬＰエンコーダは、「音声符号化：個人指導用報告（Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ：Ａ Ｔｕｔｏｒｉａｌ Ｒｅｖｉｅｗ）」、アンドレア スパニエル（Ａｎｄｒｅａｓ Ａｐａｎｉａｓ）、ＩＥＥＥ会報、８２巻、Ｎｏ．１０、１９９４年１０月、１５４１−１５８２ページにおいて詳細に記載される。

特定の場合のために、フレームが無声音および有声音の音声の混合である場合、または、音楽に重なって音声が発生する場合、ＴＣＸ符号化は、ＬＰＣ領域における励振を符号化するためにより適当でありうる。ＴＣＸ符号化は、励振の生成のいかなる仮定もすることなく、周波数領域において、励振を直接的に処理する。そして、ＴＣＸは、ＣＥＬＰ符号化よりもより一般的で、励振の有声または無声のソースモデルに制限されない。ＴＣＸは、音声のような信号のフォルマントをモデル化するための線形予測フィルタを使用するソースフィルタモデル符号化である。

ＡＭＲ−ＷＢ＋のような符号化において、ＡＭＲ−ＷＢ＋の記述からも公知であるように、ＴＣＸモードおよびＡＣＥＬＰの間の選択が行われる。ブロック毎の高速フーリエ変換の長さが異なるモードに対して異なるという点で、ＴＣＸモードは異なり、そして、最良のモードは、合成アプローチまたは直接的な「フィードフォワード（ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）」モードによる分析によって選択されうる。

図５および６と関連して議論されるように、共通の前処理ステージ１００は、好ましくは、ジョイントマルチチャネル（サラウンド／ジョイントステレオデバイス）１０１および、加えて、帯域幅拡張ステージ２３０を含む。それに応じて、デコーダは、帯域幅拡張ステージ７０１および続いて接続されたジョイントマルチチャネルステージ７０２を含む。好ましくは、エンコーダに関して、ジョイントマルチチャネルステージ１０１は帯域幅拡張ステージ２３０の前に接続され、そして、デコーダ側において、帯域幅拡張ステージ７０１は信号処理方向に関してジョイントマルチチャネルステージ７０２の前に接続される。しかしながら、あるいは、共通の前処理ステージは、続いて帯域幅拡張ステージの接続のないジョイントマルチチャネルステージか、またはジョイントマルチチャネルステージの接続のない帯域幅拡張ステージを含むことができる。

図９ａおよび図９ｂは、図５のエンコーダに関する概略図を示す。ここで、エンコーダは、スイッチ決定ユニット２２０およびステレオ符号化ユニット１０１を含む。加えて、エンコーダは、例えば、エンベロープデータ計算機およびＳＢＲ関連モジュールのような帯域幅拡張ツール２３０も含む。スイッチ決定ユニット２２０は、オーディオコーダ２１０ｂおよび音声コーダ２１０ａの間で切り替えるスイッチ決定信号１０８´を提供する。音声コーダ２１０ａは、さらに、有声音コーダおよび無声音コーダに分割されうる。これらの各々のコーダは、異なる数のサンプル値（例えば、高い分解能に対して１０２４個、低い分解能に対して２５６個）を使用して、コア周波数帯域におけるオーディオ信号を符号化することができる。スイッチ決定信号１０８´は、帯域幅拡張（ＢＷＥ）ツール２４０にも供給される。それから、ＢＷＥツール２３０は、例えば、スペクトルエンベロープ１０４の数を調整し、および任意の瞬時的な検出器をオン／オフ動作するために、スイッチ決定１０８´を使用し、そして、クロスオーバー周波数ｆｘを調整する。ステレオ符号化１０１が帯域幅拡張ユニット２３０に入力されるサンプル値を生成するように、オーディオ信号１０５は、スイッチ決定ユニット２２０に入力され、そして、ステレオ符号化１０１に入力される。スイッチユニット決定ユニット２２０によって生成された決定１０８´に応じて、帯域幅拡張ツール２３０は、オーディオコーダ２１０ｂまたは音声コーダ２１０ａのいずれか一方に順に転送されるスペクトル帯域反復データを生成する。

スイッチ決定信号１０８´は、従属する信号であり、オーディオ信号を分析することによって、例えば、可変的な閾値を含むか含まない瞬時的な検出器、または他の検出器を使用することによって、スイッチ決定ユニット２２０から得られる。あるいは、スイッチ決定信号１０８´は、手動で（例えばユーザによって）調整されるか、または、（オーディオ信号に含まれる）データストリームから得られる。

オーディオコーダ２１０ｂおよび音声コーダ２１０ａの出力は、ビットストリームフォーマッタ８００に再び入力されうる（図５参照）。

図９ｂは、前の第１の時間ｔａおよび後の第２の時間ｔｂの期間に対するオーディオ信号の検知するスイッチ決定信号１０８´のための実施例を示す。第１の時間ｔａと第２の時間ｔｂとの間で、スイッチ決定ユニット２２０は、スイッチ決定信号１０８´のための異なる離散値を結果として得ている音声信号を検知する。

より高いクロスオーバー周波数ｆｘを使用する決定は、スイッチ決定ユニット２２０によって制御される。これは、ＳＢＲモジュールは単一のコアコーダおよび可変的なクロスオーバー周波数ｆｘが組み合わされるシステムの範囲内においても使用可能であることを意味する。

図１〜９のいくつかは、装置のブロック図として例示されるが、これらの図は、同時に、方法の例示である。ここで、ブロックの機能性は、方法ステップに対応する。

図１０は、第１の部分１０４ａ、第２の部分１０４ｂ、第３の部分１０４ｃおよび第４の部分１０４ｄを含む符号化されたオーディオ信号１０２の表現を例示する。この表現において、符号化されたオーディオ信号１０２は、さらに符号化モード情報１０８を含む伝送チャネルを介して伝送されるビットストリームである。符号化されたオーディオ信号１０２の各部分１０４は、異なる時間部分を表す。ただし、符号化されたオーディオ信号１０２は、時間ラインを表すことができないかもしれないので、時間領域と同様に周波数領域でもありえる。

この実施形態において、符号化されたオーディオ信号１０２は、加えて、第１の部分１０４ａのために使用された符号化アルゴリズムを特定する第１の符号化モード情報１０８ａ、第２の部分１０４ｂのために使用された符号化アルゴリズムを特定する第２の符号化モード情報１０８ｂ、第４の部分のために使用された符号化アルゴリズムを特定する第３の符号化モード情報１０８ｄを含む。第１の符号化モード情報１０８ａは、第１の部分１０４ａの範囲内において使用された第１のクロスオーバー周波数ｆｘ１を特定することもでき、そして、第２の符号化モード情報１０８ｂは、第２の部分１０４ｂの範囲内において使用された第２のクロスオーバー周波数ｆｘ２を特定することもできる。第１のクロスオーバー周波数ｆｘ１が、第２のクロスオーバー周波数ｆｘ２より高いために、例えば、第１の部分１０４ａの範囲内において、「音声」符号化モードが使用され、第２の部分１０４ｂの範囲内において、「音楽」符号化モードが使用されうる。

典型的な実施形態において、符号化されたオーディオ信号１０２は、第１および第３の部分１０４ａ，ｃの間において使用されたエンコーダおよび／またはクロスオーバー周波数ｆｘにおいて変更が無いことを指し示す第３の部分１０４ｃに対する符号化モード情報を含まない。従って、符号化モード情報１０８は、異なるコアコーダおよび／または前の部分と比較されたクロスオーバー周波数を使用するこれらの部分１０４のためにのみのヘッダとして現れる。更なる実施形態において、異なる部分１０４に対するクロスオーバー周波数の値の信号伝達の代わりに、符号化モード情報１０８が、それぞれの部分１０４のために使用されるコアコーダ（第１または第２のエンコーダ２１０ａ，ｂ）を指し示している単一のビットを含むことができる。

従って、異なるＳＢＲツールの間におけるスイッチ動作の信号伝達は、例えば、ビットストリームの範囲内における特定のビットとして受けることによって行われる。その結果、この特定のビットは、デコーダにおいて、特定の動作をオンまたはオフすることができる。あるいは、実施形態による２つのコアコーダを有するシステムにおいて、スイッチの信号伝達は、コアコーデックの分析によっても起動することができる。この場合において、ＳＢＲツールの適合のサブミッションが黙示的に行われることは、対応するコアコーダの活動によって決定されることを意味する。

ＳＢＲペイロードのためのビットストリームの要素の標準的な記載のより多くの詳細は、ＩＳＯ・ＩＥＣ １４４９６−３，従属節 ４．５．２．８において見いだすことができる。この標準ビットストリームの修正は、（使用されたクロスオーバー周波数を特定するために）マスター周波数テーブルのインデックスの拡張を含む。使用されるインデックスは、０〜１５の帯域の範囲にわたって可変であるクロスオーバー帯域を許容する４つのビットで符号化される。

従って、本発明の実施形態は、要約すると以下のようになる。異なる時間／周波数特性を有する異なる信号は、帯域幅拡張における特徴を要求する。瞬時的な信号（例えば、音声信号の範囲内）は、ＢＷＥの微細な時間的分解能を必要とし、そして、クロスオーバー周波数ｆｘ（コアコーダの上限の周波数境界）はできるだけ高くなければならない（例えば、４ｋＨｚまたは５ｋＨｚまたは６ｋＨｚ）。特に有声音の音声において、歪められた時間的構造は、知覚された品質を減少させる。音（ｔｏｎａｌ）の信号は、スペクトルコンポーネントの安定な再生、および再生された高周波数部分のマッチしているハーモニックパターンを必要とする。音のパーツの安定な再生は、コアコーダ帯域幅を制限する。しかし、微細な時間ではなくより微細なスペクトル分解を有するＢＷＥを必要とする。スイッチ型音声／オーディオコアコーダ設計において、ＢＷＥ開始周波数（クロスオーバー周波数）を信号特性に適応させることと同様に、ＢＷＥの時間的およびスペクトル的な特徴の両方も適応させるためにコアコーダ決定を使用することが可能である。従って、本実施形態は帯域幅拡張を提供する。ここで、コアコーダ決定は、帯域幅拡張特性に対する適応基準として作用する。

変更したＢＷＥ開始（クロスオーバー）周波数の信号伝達は、明確に、ビットストリームにおける（例えば、符号化モード情報１０８のような）追加的な情報を送ることによって、または、黙示的に、（すなわち、コアコーダがビットストリームの範囲内において信号伝達するという場合に備えて）使用されるコアコーダからクロスオーバー周波数ｆｘを直接的に導き出すことによって実現されうる。例えば、変換コーダ（例えば、オーディオ／音楽コーダ）に対しては低ＢＷＥ周波数ｆｘであり、そして、時間領域（音声）コーダに対しては高ＢＷＥ周波数ｆｘである。この場合、クロスオーバー周波数は、０Ｈｚとナイキスト周波数との間における範囲においてもよい。

いくつかの態様が装置に関連して記載されているが、これらの態様は対応する方法を表現していることは明らかである。ここで、ブロックまたはデバイスは、方法のステップ、または方法のステップの機能に対応する。同様に、方法のステップに関連して記載される態様は、装置に対応するブロックまたは項目または機能に対応する記述も表現する。

本発明の符号化されたオーディオ信号は、デジタル記憶媒体に保存され、または例えば、無線伝送媒体のような伝送メディアもしくは、例えば、インターネットのような有線伝送媒体で伝送される。

特定の実装要求に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアにおいてまたはソフトウェアにおいて実装されうる。実装は、電子的に読み込み可能な制御信号を有するデジタル記憶媒体、特に、フロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリで成される。デジタル記憶媒体は、発明の方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働する（または、協働する能力を有する）。

本発明によるいくつかの実施形態は、電子的に読み込み可能な制御信号を有するデータ担持体を含み、そして、本明細書において記載されている方法のうちの１つが実行されるように、それは、プログラム可能なコンピュータシステムで協働することができる。

一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装されうる。コンピュータプログラム製品がコンピュータで実行される場合、プログラムコードは、方法のうちの１つを実行するために作動される。プログラムコードは、機械読取可能な担持体に、例えば、保存されうる。

他の実施形態は、機械読取可能な担持体に保存され、本明細書において記載される方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。

換言すれば、従って、コンピュータプログラムがコンピュータで実行される場合、本発明の方法の実施形態は、本明細書において記載される方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

従って、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書において記載される方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを記録されたデータ担持体（または、デジタル記憶媒体またはコンピュータ読取可能な媒体）である。

従って、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書において記載される方法うちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを表現するデータストリームまたは信号のシーケンスである。データストリームまたは信号のシーケンスは、例えば、インターネットを介して、例えば、データ通信接続を介して、転送されるように、例えば、構成されうる。

更なる実施形態は、本明細書において記載される方法のうちの１つを実行するために構成され、または適応される、例えば、コンピュータ、またはプログラム可能論理回路を実行する手段を含む。

更なる実施形態は、本明細書において記載される方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムをインストールされたコンピュータを有するコンピュータを含む。

いくつかの実施形態において、プログラム可能論理回路（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ）は、本明細書において記載される方法の機能性のいくらかまたは全てを実行するために使用されうる。いくつかの実施形態において、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書において記載される方法のうちの１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働されうる。一般に、方法は、好ましくは、ハードウェア装置により実行される。

上述の実施形態は、本発明の原理のために単に例示するだけである。配置および本明細書において記載される詳細の修正および変更は、他の当業者にとって明らかであるものと理解される。従って、近い将来の特許請求の範囲だけによってのみ制限され、本実施形態の記述および説明の目的により特定の詳細な表現によっては制限されないことを意図している。

Claims (16)

1. 符号化されたオーディオ信号（１０２）を復号化するための装置（１００）であって、前記符号化されたオーディオ信号（１０２）は、第１の符号化アルゴリズムにより符号化される第１の部分（１０４ａ）、第２の符号化アルゴリズムにより符号化される第２の部分（１０４ｂ）、前記第１の部分（１０４ａ）および前記第２の部分（１０４ｂ）のためのＢＷＥパラメータ（１０６）並びに第１の復号化アルゴリズムまたは第２の復号化アルゴリズムを指し示す符号化モード情報を含み、前記復号化するための装置（１００）は、
   第１の復号化された信号（１１４ａ）を得るために、前記符号化された信号（１０２）の第１の時間部分のために前記第１の復号化アルゴリズムにより前記第１の部分（１０４ａ）を復号化するための第１のデコーダ（１１０ａ）と、
   第２の復号化された信号（１１４ｂ）を得るために、前記符号化された信号（１０２）の第２の時間部分のために前記第２の復号化アルゴリズムにより前記第２の部分（１０４ｂ）を復号化するための第２のデコーダ（１１０ｂ）と、
   制御可能なクロスオーバー周波数（ｆｘ）を有するＢＷＥモジュール（１３０）であって、ＢＷＥモジュール（１３０）は、前記第１の部分（１０４ａ）のための前記第１の復号化された信号（１１４ａ）および前記ＢＷＥパラメータ（１０６）を使用して帯域幅拡張アルゴリズムを実行するため、並びに前記第２の部分（１０４ｂ）のための前記第２の復号化された信号（１１４ｂ）および前記帯域幅拡張パラメータ（１０６）を使用して帯域幅拡張アルゴリズムを実行するために構成される、前記ＢＷＥモジュール（１３０）と、
   前記符号化モード情報（１０８）により前記ＢＷＥモジュール（１３０）のための前記クロスオーバー周波数（ｆｘ）を制御するための制御装置（１４０）と、
   を含む、復号化するための装置。
2. さらに、ビットストリームとして、前記符号化されたオーディオ信号（１０２）を入力するための入力インタフェース（９００）を含む、請求項１に記載の復号化するための装置（１００）。
3. 前記帯域幅拡張アルゴリズムが、前記第１の復号化された信号（１１４ａ）または前記第２の復号化された信号（１１４ｂ）のいずれか一方に適用されるように、前記ＢＷＥモジュール（１３０）が、前記第１のデコーダ（１１０ａ）から前記第２のデコーダ（１１０ｂ）に前記第１および前記第２の時間部分の間で切り替えるために構成されるスイッチ（１３２）を含む、請求項１または請求項２に記載の復号化するための装置（１００）。
4. 前記制御装置（１４０）は、前記符号化モード情報（１０８）の範囲内において、前記指し示された復号化アルゴリズムに依存する前記スイッチ（１３２）を制御するように構成される、請求項３に記載の復号化するための装置（１００）。
5. 前記ＢＷＥモジュール（１３０）は、前記第１の復号化された信号（１１４ａ）に対して前記帯域幅拡張のための第１のクロスオーバー周波数（ｆｘ１）を使用するため、および、前記第２の復号化された信号（１１４ｂ）に対して前記帯域幅拡張のための第２のクロスオーバー周波数（ｆｘ２）を使用するために構成され、ここで、前記第１のクロスオーバー周波数（ｆｘ１）は前記第２のクロスオーバー周波数（ｆｘ２）よりも高い、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の復号化するための装置（１００）。
6. 前記制御装置（１４０）は、前記第１の時間部分の範囲内においてクロスオーバー周波数（ｆｘ）を増加するために、または前記第２の時間部分の範囲内においてクロスオーバー周波数（ｆｘ）を減少するために構成される、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の復号化するための装置（１００）。
7. 前記第１のデコーダ（１１０ａ）は、ＬＰＣベースのコーダを含み、前記第２のデコーダ（１１０ｂ）は、変換ベースのコーダを含む、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の装置（１００）。
8. オーディオ信号（１０５）を符号化するための装置（２００）であって、前記符号化するための装置（２００）は、
   第１の符号化アルゴリズムにより符号化するために構成される第１のエンコーダ（２１０ａ）であって、前記第１の符号化アルゴリズムは、第１の周波数帯域幅を有する、前記第１のエンコーダ（２１０ａ）と、
   第２の符号化アルゴリズムにより符号化するために構成される第２のエンコーダ（２１０ｂ）であって、前記第２の符号化アルゴリズムは、前記第１の周波数帯域幅よりも小さい第２の周波数帯域幅を有する、前記第２のエンコーダ（２１０ｂ）と、
   前記オーディオ信号（１０５）の第１の部分（２０４ａ）のための前記第１の符号化アルゴリズムを指し示すため、および前記オーディオ信号（１０５）の第２の部分（２０４ｂ）のための前記第２の符号化アルゴリズムを指し示すための決定ステージ（２２０）であって、前記第２の部分（２０４ｂ）は、前記第１の部分（２０４ａ）とは異なる、前記決定ステージ（２２０）と、
   前記オーディオ信号（１０５）のためのＢＷＥパラメータ（１０６）を算出するための帯域幅拡張モジュール（２３０）であって、ここで、ＢＷＥモジュール（２３０）は、前記オーディオ信号（１０５）の前記第１の部分（２０４ａ）における前記第１の周波数帯域幅を含まない帯域のため、および前記オーディオ信号（１０５）の前記第２の部分（２０４ｂ）における前記第２の周波数帯域幅を含まない帯域のための前記ＢＷＥパラメータを算出するための前記決定ステージ（２２０）によって制御されるように構成される、前記帯域幅拡張モジュール（２３０）と、
   を含む、符号化するための装置（２００）。
9. さらに、前記符号化されたオーディオ信号（１０２）を出力するための出力インタフェース（８００）を含む、前記符号化するための装置（２００）であって、前記符号化されたオーディオ信号（１０２）は、第１の符号化アルゴリズムにより符号化される第１の部分（１０４ａ）、第２の符号化アルゴリズムにより符号化される第２の部分（１０４ｂ）、前記第１の部分（１０４ａ）および前記第２の部分（１０４ｂ）のためのＢＷＥパラメータ（１０６）並びに前記第１の復号化アルゴリズムまたは前記第２の復号化アルゴリズムを指し示す符号化モード情報（１０８）を含む、請求項８に記載の符号化するための装置（２００）。
10. 前記第１または前記第２の帯域幅は、可変のクロスオーバー周波数（ｆｘ）によって定義され、そして、前記決定ステージ（２２０）は、前記可変のクロスオーバー周波数（ｆｘ）を出力するために構成される、請求項８または請求項９に記載の符号化するための装置（２００）。
11. 前記ＢＷＥモジュール（２３０）は、前記決定ステージによって制御されるスイッチ（２３２）を含み、ここで、前記オーディオ信号（１０５）が第１のエンコーダ（２１０ａ）または第２のエンコーダ（２１０ｂ）のいずれか一方によって符号化される異なる時間部分に対するように、前記スイッチ（２３２）は、前記第１の時間エンコーダ（２１０ａ）および前記第２の時間エンコーダ（２１０ｂ）の間で切り替えるために構成される、請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の符号化するための装置（２００）。
12. 前記決定ステージ（２２０）は、前記オーディオ信号（１０５）、または前記第１のエンコーダ（２１０ａ）の第１の出力もしくは前記第２のエンコーダ（２１０ｂ）の第２の出力、またはターゲット関数に関する前記第１のエンコーダ（２１０ａ）もしくは前記第２のエンコーダ（２１０ｂ）の出力信号を復号化することによって得られる信号を分析するために作動する、請求項８ないし請求項１１のいずれかに記載の符号化するための装置（２００）。
13. 符号化されたオーディオ信号（１０２）を復号化するための方法であって、前記符号化されたオーディオ信号（１０２）は、第１の符号化アルゴリズムにより符号化される第１の部分（１０４ａ）、第２の符号化アルゴリズムにより符号化される第２の部分（１０４ｂ）、前記第１の部分（１０４ａ）および前記第２の部分（１０４ｂ）のためのＢＷＥパラメータ（１０６）並びに第１の復号化アルゴリズムまたは第２の復号化アルゴリズムを指し示す符号化モード情報（１０８）を含み、前記復号化するための方法は、
    第１の復号化された信号（１１４ａ）を得るために、前記符号化された信号（１０２）の第１の時間部分のために前記第１の復号化アルゴリズムにより前記第１の部分（１０４ａ）を復号化するステップと、
    第２の復号化された信号（１１４ｂ）を得るために、前記符号化された信号（１０２）の第２の時間部分のために前記第２の復号化アルゴリズムにより前記第２の部分（１０４ｂ）を復号化するステップと、
    制御可能なクロスオーバー周波数（ｆｘ）を有するＢＷＥモジュール（１３０）であって、前記ＢＷＥモジュール（１３０）は、
    前記第１の部分（１０４ａ）のための前記第１の復号化された信号（１１４ａ）および前記ＢＷＥパラメータを使用して帯域幅拡張アルゴリズムを実行するステップと、並びに前記第２の部分（１０４ｂ）のための前記第２の復号化された信号（１１４ｂ）および前記帯域幅拡張パラメータ（１０６）を使用して帯域幅拡張アルゴリズムを実行するステップとを実行するために構成され、
    前記符号化モード情報（１０８）により前記ＢＷＥモジュールのための前記クロスオーバー周波数（ｆｘ）を制御するステップと、
    を含む、復号化するための方法。
14. オーディオ信号（１０５）を符号化するための方法であって、前記符号化するための方法は、
    第１の符号化アルゴリズムにより符号化するステップであって、前記第１の符号化アルゴリズムは第１の周波数帯域幅を有する、前記第１の符号化アルゴリズムにより符号化するステップと、
    第２の符号化アルゴリズムにより符号化するステップであって、前記第２の符号化アルゴリズムは、前記第１の周波数帯域幅よりも小さい第２の周波数幅を有する、前記第２の符号化アルゴリズムにより符号化するステップと、
    前記オーディオ信号（１０５）の第１の部分（２０４ａ）のための前記第１の符号化アルゴリズム、および前記オーディオ信号（１０５）の第２の部分（２０４ｂ）のための前記第２の符号化アルゴリズムを指し示すステップであって、前記第２の部分（２０４ｂ）は、前記第１の部分（２０４ａ）とは異なる、前記指し示すステップと、
    前記オーディオ信号（１０５）のためのＢＷＥパラメータ（１０６）を算出するステップであって、前記ＢＷＥパラメータ（１０６）は、前記オーディオ信号（１０５）の前記第１の部分（２０４ａ）における前記第１の周波数帯域幅を含まない帯域のため、および前記オーディオ信号（１０５）の前記第２の部分（２０４ｂ）における前記第２の周波数帯域幅を含まない帯域のために算出される、前記算出するステップと、
    を含む、符号化するための方法。
15. 符号化されたオーディオ信号（１０２）であって、前記符号化されたオーディオ信号（１０２）は、
    第１の符号化されたアルゴリズムにより符号化される第１の部分（１０４ａ）と、
    第２の異なる符号化アルゴリズムにより符号化される第２の部分（１０４ｂ）と、
    前記第１の部分（１０４ａ）および前記第２の部分（１０４ｂ）のための帯域幅拡張パラメータ（１０６）と、
    前記第１の部分（１０４ａ）のために使用される第１のクロスオーバー周波数（ｆｘ１）、または前記第２の部分（１０４ｂ）のために使用される第２のクロスオーバー周波数（ｆｘ２）を指し示している符号化モード情報（１０８）と、
    を含む、符号化されたオーディオ信号。
16. コンピュータに、請求項１３または請求項１４に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。

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