JP2012504260A - オーディオメタデータのトランスコーディング - Google Patents
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- H03G7/007—Volume compression or expansion in amplifiers of digital or coded signals
Abstract
【選択図】図1
Description
本願は、2008年9月30日に出願され、その全体が本願明細書において参照により援用されている米国特許仮出願第61/101,497号に対する優先権を主張する。
本発明はオーディオエンコーディングの分野に関する。特に、本発明は異なるオーディオ符号化方式の間のオーディオメタデータのトランスコーディングに関する。
・元のゲイン値の処理を受けた信号がクリッピングしなかったところでは、トランスコードされたゲイン値の処理を受けた信号も同様にクリッピングしてはならない。すなわち、信号はクリッピングからの保護を維持しなければならない。これは、トランスコードされた信号に適用されるゲインが、受信したゲインを決して超えないようにゲインサンプルを選定することによって達成されることができる。
・静的なゲイン曲線については、トランスコードされたゲイン曲線は同じものにならなければならない。すなわち、準静的な信号については元のゲイン曲線とトランスコードされたゲイン曲線との間に不一致があってはならない。
・動的なゲイン変更が起きたときは、トランスコードされた信号に適用されるゲインは、受信したゲインをできるだけよく模倣するものとならなければならない。すなわち、リリースおよびアタック時刻がよく似たものとならなければならない。
上述の制約を満たすまたはそれに近づける1つの可能性は、ソースゲイン値に順位フィルタを適用することである。g’i,i=0,...,N−1、をターゲットフォーマットのN個のフレームためのターゲットゲイン値とし、gj,j=1,...,M−1、をソースフォーマットのM個のフレームためのソースゲイン値とする。さらに、t’iを関連ターゲットゲイン値g’iが適用される時刻とし、tjをソースゲイン値gjが適用される時刻とする。
トランスコーディングについての上述の制約を満たすまたは少なくともそれに近づける第2のアルゴリズムを決定するために、ソースゲイン曲線G(t)とターゲットゲイン曲線G’(t)を比較することになる。W’(t)をターゲットの復号方式の補間関数とする。例えば、AACコーデックのための補間関数は、窓サイズの半分を単位として、W’(t)=(sin(tπ/2))2と書くことができる。この補間または重み関数は典型的には窓関数の自乗である。コーデックによっては窓の切り替えの可能性も見越すため、補間関数W’(t)は1つの符号化ブロックから別のブロックへ変化する場合があることに留意されたい。さらに、コーデックのブロックサイズが変化する場合があり、これも窓関数の変化を生じさせる。これらの影響および事情は、ゲイン曲線セグメントごとに適当な補間関数W’(t)を選択することによって配慮することができる。
g’i(1−W’j,i)+g’i+1W’j,i≦gj,i、
のように書くことができ、これは次式のように書き直すことができる:
G’0(t0)≦g0,G’0(t1)≦g1,G’0(t2)≦g2,G’0(t3)≦g3,G’0(t4)≦g4,G’0(t5)≦g5,G’0(t6)≦g6
と書くことができ、G’1(t)およびG’2(t)についても同様に書くことができる。ターゲットデコーダの補間関数W’(t)を用いる場合、j=0,...,6についての値W’j,0=W’(tj,0−t’0)を計算することができる。先に与えられた等式内でこれらの補間値を用いることによって、先に選択されたターゲットゲイン値g’0の関数としてのターゲットゲイン値g’1についての不等式のセットを得ることができる。期間[t’0,t’1]内でターゲットゲイン曲線セグメントG’0(t)、すなわちグラフ902、をソースゲイン曲線901に一致させる好ましい方法は、全ての不等式が同時に満たされる最大ターゲットゲイン値g’1を選択することである。
さらなるアルゴリズムは、いわゆるゲイン補間方式である、MPEG−4HE AACによって提供される追加のDRCゲイン制御機能性を利用する。先に概説したように、HE AACは種々の補間方式の選択を可能にし、2つの隣接するゲイン値の間の線形補間、または2つの隣接する符号化ブロックの間の8つの時刻インスタンスのうちの1つにおける急激な、「アタック」に似た補間のいずれかから選ぶことを可能にする。従って、ゲイン補間方式は2つのゲイン制御点またはゲイン値の間のゲイン補間曲線の形状の制御を可能とする。このことは図3のグラフ302および303に関連して記載されている。緩慢な補間302は滑らかな指数関数的ゲインリリースを模擬するのによく適しているのに対して、補間方式303は鋭いゲインアタックを模擬することができることが分かる。
1.ソースゲイン曲線の勾配を推定する。これは、例えば、その一次導関数を分析することによって、または適当な隣接するソースゲイン値の間の差を計算することによって行われることができる。もし負の勾配が特定の閾値を超えれば、現在のフレームを「アタック」(A)として分類し、さもなければ現在のフレームを「リリース」(R)として分類する。
2.現在のフレームが(R)として分類された場合、先に概説された順位フィルタアルゴリズムに従って次のターゲットゲイン値を決定する。さらに、ターゲット符号化方式の、滑らかなすなわち「リリース」補間曲線が選択される。
3.現在のフレームが(A)として分類された場合、先に概説された順位フィルタアルゴリズムに従って次のターゲットゲイン値を決定する。ソース符号化方式がAACまたはAC−3等の変換ベースのコーデックであれば、次のターゲットゲイン値は、AAC窓の中心を中心とした、ターゲットゲインの最小値として選択することもできる。適当な次のターゲットゲイン値の決定後、ターゲット符号化方式の「アタック」補間曲線パターンを選択する。さらに、ターゲット符号化方式が、異なる時刻インスタンスにおいて複数の「アタック」補間曲線パターンのうちの1つの選択を可能にする場合は、ソースゲイン曲線の一次導関数の絶対値が最高になる点、すなわち勾配が最も急峻になる点、に勾配が最も近い「アタック」補間曲線パターンを選択する。ソース符号化方式に応じて、ソースゲイン曲線上のこの点は異なる手段によって決定されてもよい。例えば、AACのS字状の補間曲線については、2つの隣接するソースゲイン値の間の最も急峻な勾配の点は2つのソースゲイン値の間の中点になる。
Claims (26)
- ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードする方法であって、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
前記方法は:
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした或る期間内において、前記第1のゲインメタデータの最小ゲイン値が選択されるように、前記第1のゲインメタデータの複数のゲイン値に基づいて前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択するステップと;
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした期間内に前記第1のゲインメタデータのゲイン値が1つもなければ、前記第2のゲインメタデータのゲイン値を、
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる符号化ブロックに先行する符号化ブロックに関連付けられる前記第2のゲインメタデータのゲイン値;または
前記期間の直前に先行する前記第1のゲインメタデータのゲイン値;
とするように選択するステップと;
を含むことを特徴とする、方法。 - 前記第1および第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックは、それぞれ、エンコードされるオーディオ信号の異なる時間の長さにわたるものであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記期間の上限および下限が、前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスにそれぞれ加減算される時間定数によって決定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックは、それぞれ、エンコードされるオーディオ信号の特定の時間の長さにわたるものであり、前記時間定数は、
前記第1のオーディオ符号化方式の符号化ブロックの時間の長さ;および
前記第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックの時間の長さ;
のうちの最大値以上であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記第1および第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックは、それぞれ、エンコードされるオーディオ信号の特定の時間の長さにわたるものであり、前記時間定数は、
前記第1のオーディオ符号化方式の符号化ブロックの時間の長さ;および
前記第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックの時間の長さ;
のうちの最大値未満であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記第2のオーディオ符号化方式は、前記第2のゲインメタデータの隣接するゲイン値を補間して第2のゲイン曲線を形成する種々の補間曲線の選択を可能にし;
前記方法は:
前記第1のゲインメタデータの複数のゲイン値に基づいて前記第2のゲインメタデータの2つの隣接するゲイン値の間の適当な補間曲線を選択するステップ;
をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記適当な補間曲線は、前記第1のゲインメタデータの2つの隣接するゲイン値の間の差に基づいて選択されることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記第1のゲインメタデータのゲイン値に第1のゲイン曲線が関連付けられ;
前記第1のゲイン曲線は第1のゲインメタデータの隣接するゲイン値を補間することによって得られ;
前記方法は:
前記第1のゲイン曲線の勾配に基づいて前記第2のゲインメタデータの2つの隣接するゲイン値の間の前記適当な補間曲線を選択するステップ;
をさらに含む;
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記方法は:
前記第1のゲイン曲線の負の勾配が所定の閾値を超えていれば、ゲインアタックを検出するステップと;
前記第1のゲイン曲線の負の勾配が所定の閾値未満であれば、ゲインリリースを検出するステップと;
前記第1のゲイン曲線の、検出したゲインアタックまたはゲインリリースに基づいて前記第2のゲインメタデータの2つの隣接するゲイン値の間の適当な補間曲線を選択するステップと;
をさらに含むことを特徴とする、請求項8に記載の方法。 - 前記方法は:
前記第1のゲイン曲線の前記勾配の絶対値が最大となる位置に基づいて前記第2のゲインメタデータの2つの隣接するゲイン値の間の適当な補間曲線を選択するステップ;
をさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。 - ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードする方法であって、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
前記第1のゲインメタデータのゲイン値に第1のゲイン曲線が関連付けられ;
前記方法は:
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした或る期間内の前記第1のゲイン曲線の最小値を前記第2のゲインメタデータのゲイン値として選択するステップ;
を含むことを特徴とする、方法。 - 前記第1のゲイン曲線の最小値を選択するステップは、前記期間内の前記第1のゲイン曲線のサンプルのセットの最小値を選択するステップを含むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のゲイン曲線のセットのサンプルは、前記期間の範囲内にある前記第2のゲイン値の符号化ブロックに関連付けられる時刻インスタンスにおける前記第1のゲイン曲線のサンプルに対応することを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードする方法であって、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は符号化ブロックごとに異なる数のオーディオサンプルを有し;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
隣接する符号化ブロックの一連のゲイン値が補間されてゲイン曲線を定義し;
前記方法は:
前記第2のゲイン曲線が前記第1のゲイン曲線を下回るように、前記第1のゲインメタデータの複数のゲイン値に基づいて前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択するステップ;
を含むことを特徴とする、方法。 - ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードする方法であって、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
前記第1のゲインメタデータのゲイン値に第1のゲイン曲線が関連付けられ;
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に第2のゲイン曲線が関連付けられ;
前記方法は:
前記第1のオーディオ符号化方式の符号化ブロックに関連付けられる時刻インスタンスにおいて、および前記第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックに関連付けられる時刻インスタンスにおいて、前記第2のゲイン曲線が前記第1のゲイン曲線以下となるように、前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択するステップ;
を含むことを特徴とする、方法。 - 前記第1のゲイン曲線は、隣接する第1のゲイン値と第1の窓関数とに関連付けられるセグメント群から成り;
前記第2のゲイン曲線は、隣接する第2のゲイン値と第2の窓関数とに関連付けられるセグメント群から成る;
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードするトランスコーディングシステムであって、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
前記トランスコーディングシステムは:
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる前記時刻インスタンスを中心とした或る期間内に、前記第1のゲインメタデータの最小ゲイン値が選択されるように、前記第1のゲインメタデータの複数のゲイン値に基づいて前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択し;前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした期間内に前記第1のゲインメタデータのゲイン値が1つもなければ、前記第2のゲインメタデータのゲイン値を、
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる前記符号化ブロックに先行する符号化ブロックに関連付けられる前記第2のゲインメタデータのゲイン値;または
前記期間の直前に先行する前記第1のゲインメタデータのゲイン値;
とするように選択する選択手段;
を含むことを特徴とする、トランスコーディングシステム。 - ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードするトランスコーディングシステムであって、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
前記第1のゲインメタデータのゲイン値に第1のゲイン曲線が関連付けられ;
前記トランスコーディングシステムは:
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした期間内の前記第1のゲイン曲線の最小値を前記第2のゲインメタデータのゲイン値として選択する選択手段;
を含むことを特徴とする、トランスコーディングシステム。 - ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードするトランスコーディングシステムであり、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は符号化ブロックごとに異なる数のオーディオサンプルを有し;
各符号化ブロックは関連ゲイン値を有し;
隣接する符号化ブロック同士の一連のゲイン値が補間されてゲイン曲線を定義し;
前記トランスコーディングシステムは:
前記第2のゲイン曲線が前記第1のゲイン曲線を下回るように、前記第1のゲインメタデータの複数のゲイン値に基づいて前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択する選択手段;
を含むことを特徴とする、トランスコーディングシステム。 - ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを第1のオーディオ符号化方式の第1のゲインメタデータから第2のオーディオ符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードするトランスコーディングシステムであって、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは関連ゲイン値を有し;
前記第1のゲインメタデータのゲイン値に第1のゲイン曲線が関連付けられ;
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に第2のゲイン曲線が関連付けられ;
前記トランスコーディングシステムは:
前記第1のオーディオ符号化方式の符号化ブロックに関連付けられる時刻インスタンスにおいて、および前記第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックに関連付けられる時刻インスタンスにおいて、前記第2のゲイン曲線が前記第1のゲイン曲線以下となるように、前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択する選択手段;
を含むことを特徴とする、トランスコーディングシステム。 - コンピュータ上で実行すると請求項1ないし16のうちのいずれか1項の方法を遂行するための実行可能命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
- 受信されたマルチメディア信号を復号するセットトップボックスであって、前記セットトップボックスは:
第1の符号化方式のマルチメディア信号を受信する受信器と;
前記第1の符号化方式のマルチメディア信号を第2の符号化方式のマルチメディア信号にトランスコードするトランスコーディングユニットと;
前記トランスコードされたマルチメディア信号を送信する送信器と;
を含み、前記トランスコーディングユニットは、ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを前記第1の符号化方式の第1のゲインメタデータから前記第2の符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードし、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
前記トランスコーディングユニットは、前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした或る期間内に、前記第1のゲインメタデータの最小ゲイン値が選択されるように、前記第1のゲインメタデータの複数のゲイン値に基づいて前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択し;前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした期間内に前記第1のゲインメタデータのゲイン値が1つもなければ、前記第2のゲインメタデータのゲイン値は、
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる符号化ブロックに先行する符号化ブロックに関連付けられる前記第2のゲインメタデータのゲイン値;または
前記期間の直前に先行する前記第1のゲインメタデータのゲイン値;
とするように選択されることを特徴とする、セットトップボックス。 - 受信されたマルチメディア信号を復号するセットトップボックスであって、前記セットトップボックスは:
第1の符号化方式のマルチメディア信号を受信する受信器と;
前記第1の符号化方式のマルチメディア信号を第2の符号化方式のマルチメディア信号にトランスコードするトランスコーディングユニットと;
前記トランスコードされたマルチメディア信号を送信する送信器と;
を含み、前記トランスコーディングユニットは、ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを前記第1の符号化方式の第1のゲインメタデータから前記第2の符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードし、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは少なくとも1つの関連ゲイン値を有し;
前記第1のゲインメタデータのゲイン値に第1のゲイン曲線が関連付けられ;
前記トランスコーディングユニットは、前記第2のゲインメタデータのゲイン値に関連付けられる時刻インスタンスを中心とした或る期間内の前記第1のゲイン曲線の最小値を前記第2のゲインメタデータのゲイン値として選択することを特徴とする、セットトップボックス。 - 受信されたマルチメディア信号を復号するセットトップボックスであって、前記セットトップボックスは:
第1の符号化方式のマルチメディア信号を受信する受信器と;
前記第1の符号化方式のマルチメディア信号を第2の符号化方式のマルチメディア信号にトランスコードするトランスコーディングユニットと;
前記トランスコードされたマルチメディア信号を送信する送信器と;
を含み、前記トランスコーディングユニットは、ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを前記第1の符号化方式の第1のゲインメタデータから前記第2の符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードし、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は符号化ブロックごとに異なる数のオーディオサンプルを有し;
各符号化ブロックは関連ゲイン値を有し;
隣接する符号化ブロックの一連のゲイン値が補間されてゲイン曲線を定義し;
前記トランスコーディングユニットは、前記第2のゲイン曲線が前記第1のゲイン曲線を下回るように、前記第1のゲインメタデータの複数のゲイン値に基づいて前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択することを特徴とする、セットトップボックス。 - 受信されたマルチメディア信号を復号するセットトップボックスであって、前記セットトップボックスは:
第1の符号化方式のマルチメディア信号を受信する受信器と;
前記第1の符号化方式の前記マルチメディア信号を第2の符号化方式のマルチメディア信号にトランスコードするトランスコーディングユニットと;
前記トランスコードされたマルチメディア信号を送信する送信器と;
を含み、前記トランスコーディングユニットは、ダイナミックレンジ制御に関連するオーディオゲインメタデータを前記第1の符号化方式の第1のゲインメタデータから前記第2の符号化方式の第2のゲインメタデータにトランスコードし、
前記第1および第2のオーディオ符号化方式は複数の符号化ブロックを用い;
各符号化ブロックは関連ゲイン値を有し;
前記第1のゲインメタデータのゲイン値に第1のゲイン曲線が関連付けられ;
前記第2のゲインメタデータのゲイン値に第2のゲイン曲線が関連付けられ;
前記トランスコーディングシステムは、前記第1のオーディオ符号化方式の符号化ブロックに関連付けられる時刻インスタンスにおいて、および前記第2のオーディオ符号化方式の符号化ブロックに関連付けられる時刻インスタンスにおいて、前記第2のゲイン曲線が前記第1のゲイン曲線以下となるように、前記第2のゲインメタデータのゲイン値を選択することを特徴とする、セットトップボックス。 - 前記第1および第2のオーディオ符号化方式は:ドルビーE、ドルビーデジタル、AAC、HE AAC、のうちの1つであることを特徴とする、請求項1ないし16のうちのいずれか1項に記載の方法。
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