JP2015501452A - 低レートcelpデコーダに関する非音声コンテンツの向上 - Google Patents
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Abstract
Description
図2を参照すると、分類器104-105-106-301は、デコーダで、上文に記載のように、修正が適用されるビットレートに関して音声/音響信号の時間領域合成物1021を分類する。図面を簡単にするために、LP合成フィルタ103は、図2に示していない。デコーダでの分類は、全体の内容が参照によって本明細書に組み込まれる、参考文献[Milan JelinekおよびPhilippe Gournay、PCT特許出願国際公開第03102921号、「A method and device for efficient frame erasure concealment in linear predictive based speech codecs」]および[T. Vaillancourt他、PCT特許出願国際公開第2007073604号、「Method and device for efficient frame erasure concealment in speech codecs」]に記載されているものと同様であると共に、さらに、一般のオーディオ検出のためのいくつかの適用である。デコーダでのフレームの分類のために、次のパラメータが使用される;正規化相関rx、スペクトル傾斜基準et、ピッチ安定性カウンタpc、現在のフレームの最後における音響信号の相対的なフレームエネルギーEsおよびゼロ交差カウンタzcである。信号を分類するために使用されるこれらのパラメータの計算は、下記で説明される。
pc=|p3+p2−p1−p0| (3)
Es=Ef−Elt (4)
Elt=0.99Elt+0.01Ef (6)
ps=kp・px+cp (7)
周波数領域の修正フェーズの間、励振は、変換領域中で表すことが必要である。たとえば、時間-周波数変換は、25Hzの周波数分解能を与えるタイプII DTC(離散コサイン変換;Discrete Cosine Transform)を使用して、変換器/修正器107の時間-周波数領域変換器201によって達成されるが、しかし、あらゆる他の適切な変換を使用することができる。別の変換が使用される場合、周波数分解能(上記で定義した)、周波数バンド数およびバンド当たりの周波数ビン数(さらに下記で定義する)は、それに従って改訂することが必要である。時間-周波数領域変換器201で計算される時間領域CELP励振の周波数表現feは、下記で与えられる。
etd(n)=bv(n)+gc(n) (15)
によって与えられる、ただし、v(n)は、適応コードブック寄与度(adaptive codebook contribution)であり、bは適応コードブック利得であり、c(n)は固定コードブック寄与度(fixed codebook contribution)であり、gは固定コードブック利得である。
時間領域励振に対するあらゆる修正の前に、変換器/修正器107は、それ自体が周波数領域励振のバンド当たりのエネルギーEbを計算するサブ計算機209を含む利得計算機208-209-210を含み、そして励振スペクトル再成形後にエネルギーを調整するために、計算したバンド当たりのエネルギーEbをメモリに保存する。12.8kHzのサンプリング周波数では、エネルギーは、次のように、サブ計算機209によって計算することができる。
a) 時間領域寄与度対ノイズ充填のカットオフ周波数
受動的なフレームおよび能動的な無声フレームについて、非修正の励振と修正された励振との間の明瞭な切り替えを達成するためには、時間領域励振の寄与率の少なくともより低い周波数が保存される。変換器/修正器107は、時間領域寄与度の使用を停止すべき周波数を決定するカットオフ周波数計算機203を含み、カットオフ周波数fcは、1.2kHzの最小値を有する。これは、復号化された励振の最初の1.2kHzが常に保存され、このカットオフ周波数は、時間領域励振デコーダ102からの復号化されたピッチ値に依存していて、より高くすることができることを意味する。第8次高調波が、すべてのサブフレームのもっとも低いピッチから計算され、時間領域寄与度は、この第8次高調波まで保存される。第8次高調波の推定は、次のように計算される。
変換器/修正器107は、カットオフ周波数fcより高い周波数バンドの周波数ビンをゼロに設定するゼロアー(zeroer)204をさらに含む。
利得計算機208-209-210のサブ計算機208は、上記の章3で述べたものと同じ方法を使用して、スペクトル再成形Eb'後のバンド当たりのエネルギーを決定する。
受動的なフレームおよび能動的な無声フレームについて、エネルギー整合は、励振スペクトル修正後にバンド当たりのエネルギーをその初期値に調節することだけから成り立つ。各バンドiについて、利得計算機208-209-210のサブ計算機210は、エネルギーを整合させるために、周波数バンド中のすべてのビンに適用される整合利得Gbを次のように決定する。
a) 正規化およびノイズ充填
ここで、図3を参照することにする。分類器の一部分301によって決定される一般のオーディオフレームに関して、正規化は、わずかに異なり、正規化器302によって行われる。まず、正規化ファクターNfは、バンドごとに変化し、低周波数バンドにはより高い値を使用し、高周波数バンドにはより低い値を使用する。その考えは、パルスの位置がより正確である低い周波数バンド中に、より大きい振幅をもたらし、パルスの位置がそれほど正確でないより高い周波数バンド中に、より小さい振幅をもたらすということである。この例示的な例では、周波数バンドによって変化する正規化ファクターNfは、次のように定義される。
Nf={16、16、16、16、16、16、16、12、12、12、12、8、8、8、8、8、4、4、2、2、1、1、1}
Zf={1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、0.5、0.5、0.5}
利得計算機303-304-306の計算機の一部分303は、上記の章3で記述したものと同じ方法を使用して、スペクトル再成形後のバンド当たりのエネルギーEb'を決定する。
図3は、利得計算機303-304-306を示し、図4は、この利得計算機の計算機の一部分306をより詳細に記述する。
結合器453は、全部そろった修正された(非正規化された)周波数領域励振
一度励振修正が完了されると、修正された励振は、現在のフレームについて修正された合成物を得るために、合成フィルタ108によって処理される。上書き器110は、この修正された合成物を使用して、復号化された合成物の上に上書きし、それによって知覚品質が高められる。
102 時間領域励振デコーダ
103 LP合成フィルタ
104、105、106、301 分類器の一部分
107 変換器/修正器
108 LP合成フィルタ
109 音声区間検出(VAD)情報
111 LPフィルタスムーザ
112 ディエンファサイジングフィルタおよび再サンプラ
201 時間-周波数領域変換器
203 カットオフ周波数計算機
204 ゼロアー
205 正規化器
206 ランダムノイズ発生器
207 加算器
208、209、210 利得計算機のサブ計算機
302 正規化器
303、304、306 利得計算機の一部分の計算機
401 スペクトルスプリッタ
402 増幅器
403 サブ計算機
404 発見器
405 減衰器
406 サブ計算機
407 傾斜計算機
408 傾斜計算機
409 サブ計算機
410 減衰器
411 サブ計算機
413 サブ計算機
414 サブ計算機
420 モジュール、スペクトルスプリッタ
450 モジュール
451 モジュール
452 モジュール
453 結合器
1021 音声/音響信号の時間領域合成物
Claims (32)
- 時間領域デコーダによって復号化された時間領域励振の合成物を修正するための装置であって、
前記復号化された時間領域励振の前記合成物のいくつかのカテゴリのうちの1つへの分類器と、
前記復号化された時間領域励振の周波数領域励振への変換器と、
前記復号化された時間領域励振の前記合成物が前記分類器によって分類されたカテゴリに応じる前記周波数領域励振の修正器と、
修正された周波数領域励振の修正された時間領域励振への変換器と、
前記復号化された時間領域励振の修正された合成物を生成するために、前記修正された時間領域励振が供給される合成フィルタとを含む、時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 前記修正器は、時間領域励振の寄与度の使用が停止されるカットオフ周波数の計算機を含む、請求項1に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。
- 前記修正器は、
前記カットオフ周波数より高い周波数領域励振のゼロアーと、
正規化された周波数領域励振を生成するための、前記カットオフ周波数より低い周波数領域励振の正規化器とを含む、請求項2に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 前記修正器は、ランダムノイズ発生器と、ランダムノイズの前記正規化された周波数領域励振への加算器とを含む、請求項3に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。
- 前記修正器は、修正の前および後の前記周波数領域励振のエネルギーを使用する、整合利得の計算機を含み、
前記計算機は、前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記正規化された周波数領域励振に前記整合利得を適用する、請求項3または4のいずれか一項に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 前記分類器は、前記復号化された時間領域励振の前記合成物を受動的として、または能動的な無声として分類する、請求項2から5のいずれか一項に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。
- 前記復号化された時間領域励振の前記合成物が、前記分類器によって前記カテゴリのうちの所与の1つとして分類されたとき、前記合成フィルタのスムーザを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。
- 前記周波数領域励振は、それぞれが周波数ビンに分割される周波数バンドに分割され、
前記修正器は、正規化された周波数領域励振を生成するために、周波数バンドによって変化する正規化ファクターを使用する、前記周波数領域励振の正規化器を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 前記正規化器は、前記周波数ビンを含む周波数バンド中の前記正規化された周波数領域励振の最大値の分数より低い周波数ビンのゼロアーを含む、請求項8に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。
- 前記修正器は、修正の前および後の前記周波数領域励振のエネルギーを使用する、周波数バンド当たりの整合利得の計算機を含む、請求項8または9に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。
- 前記修正器は、第1の周波数より低い周波数バンドに関して、前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記正規化された周波数領域励振に前記整合利得を適用するための計算機を含む、請求項10に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。
- 第1のより低い周波数と第2のより高い周波数との間の周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値の発見器と、
前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値に等しいか、またはそれより高いとき、周波数ビン当たりの増幅ファクターだけ、前記整合利得を増幅するための増幅器と、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に前記増幅された整合利得を適用するための計算機とを含む、請求項10に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 第1のより低い周波数と第2のより高い周波数との間の周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値の発見器と、
前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値より低いとき、前記周波数バンドの周波数ビン当たりの減衰ファクターだけ、前記整合利得を減衰させるための減衰器と、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に前記減衰された整合利得を適用するための計算機とを含む、請求項10に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 所与の周波数より高い周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値の発見器と、
前記整合利得のための傾斜の計算機であって、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値より高いとき、前記計算機は、前記整合利得に計算された傾斜を適用する、計算機と、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記計算された傾斜が適用されている前記整合利得を、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に適用するための計算機とを含む、請求項10に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 所与の周波数より高い周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値の発見器と、
前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値より低いとき、前記周波数バンドの周波数ビン当たりの増幅ファクターだけ、前記整合利得を減衰させるための減衰器と、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に前記減衰された整合利得を適用するための計算機とを含む、請求項10に記載の時間領域励振の合成物を修正するための装置。 - 符号化パラメータによって符号化された音響信号を復号化するための装置であって、
前記音響信号の符号化パラメータに応答する時間領域励振のデコーダと、
前記時間領域励振の合成物を生成するために、前記復号化された時間領域励振に応答する合成フィルタと、
前記時間領域励振の前記合成物を修正するための、請求項1から15のいずれか一項に記載の前記装置とを含む、装置。 - 時間領域デコーダによって復号化された時間領域励振の合成物を修正するための方法であって、
前記復号化された時間領域励振の前記合成物をいくつかのカテゴリのうちの1つに分類するステップと、
前記復号化された時間領域励振を周波数領域励振に変換するステップと、
前記復号化された時間領域励振の前記合成物が分類されたカテゴリに応じて前記周波数領域励振を修正するステップと、
前記修正された周波数領域励振を修正された時間領域励振に変換するステップと、
前記復号化された時間領域励振の修正された合成物を生成するために、前記修正された時間領域励振を合成するステップとを含む、時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 前記周波数領域励振を修正するステップは、時間領域励の寄与度の使用が停止されるカットオフ周波数を計算するステップを含む、請求項17に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。
- 前記周波数領域励振を修正するステップは、
前記カットオフ周波数より高い周波数領域励振をゼロに設定するステップと、
正規化された周波数領域励振を生成するために、前記カットオフ周波数より低い周波数領域励振を正規化するステップとを含む、請求項18に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 前記周波数領域励振を修正するステップは、
ランダムノイズを発生するステップと、
前記ランダムノイズを前記正規化された周波数領域励振に加えるステップとを含む、請求項19に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 前記周波数領域励振を修正するステップは、
修正の前および後の前記周波数領域励振のエネルギーを使用して、整合利得を計算するステップと、
前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記整合利得を前記正規化された周波数領域励振に適用するステップとを含む、請求項19または20に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 前記復号化された時間領域励振の前記合成物は、受動的として、または能動的な無声として分類される、請求項18から21のいずれか一項に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。
- 前記復号化された時間領域励振の前記合成物が、前記分類器によって前記カテゴリのうちの所与の1つとして分類されたとき、前記修正された時間領域励振の前記合成を行う合成フィルタを平滑化するステップを含む、請求項17から22のいずれか一項に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。
- 前記周波数領域励振は、それぞれが周波数ビンに分割される周波数バンドに分割され、
前記周波数領域励振を修正するステップは、正規化された周波数領域励振を生成するために、周波数バンドによって変化する正規化ファクターを使用して前記周波数領域励振を正規化するステップを含む、請求項17から23のいずれか一項に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 前記周波数領域励振を修正するステップは、前記周波数ビンを含む周波数バンド中の前記正規化された周波数領域励振の最大値の分数より低い前記周波数ビンをゼロに設定するステップを含む、請求項24に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。
- 前記周波数領域励振を修正するステップは、修正の前および後の前記周波数領域励振のエネルギーを使用して、周波数バンド当たりの整合利得を計算するステップを含む、請求項24または25に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。
- 前記周波数領域励振を修正するステップは、第1の周波数より低い周波数バンドに関して、前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記整合利得を前記正規化された周波数領域励振に適用するステップを含む、請求項26に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。
- 第1のより低い周波数と第2のより高い周波数との間の周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値を発見するステップと、
前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値に等しいか、またはそれより高いとき、周波数ビン当たりの増幅ファクターだけ、前記整合利得を増幅するステップと、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に前記増幅された整合利得を適用するステップとを含む、請求項26に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 第1のより低い周波数と第2のより高い周波数との間の周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値を発見するステップと、
前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値より低いとき、前記周波数バンドの周波数ビン当たりの減衰ファクターだけ、前記整合利得を減衰させるステップと、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に前記減衰された整合利得を適用するステップとを含む、請求項26に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 所与の周波数より高い周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値を発見するステップと、
前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値より高いとき、前記整合利得のための傾斜を計算し、そして前記計算された傾斜を前記整合利得に適用するステップと、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記計算された傾斜が適用されている前記整合利得を、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に適用するステップとを含む、請求項26に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 所与の周波数より高い周波数バンドに関して、
前記正規化された周波数領域励振の周波数バンド当たりの最大値を発見するステップと、
前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振が、前記周波数バンドの前記最大値に比例する値より低いとき、前記周波数バンドの周波数ビン当たりの増幅ファクターだけ、前記整合利得を減衰させるステップと、
前記周波数ビン中で前記修正された周波数領域励振を生成するために、前記減衰された整合利得を、前記周波数ビン中の前記正規化された周波数領域励振に適用するステップとを含む、請求項26に記載の時間領域励振の合成物を修正するための方法。 - 符号化パラメータによって符号化された音響信号を復号化するための方法であって、
前記音響信号の符号化パラメータに応答して時間領域励振を復号化するステップと、
前記時間領域励振の合成物を生成するために、前記復号化された時間領域励振を合成するステップと、
請求項17から31のいずれか一項に記載の、前記時間領域励振の前記合成物を修正するための前記方法とを含む、方法。
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