JP2016529546A - 再構築帯域に対するエネルギ情報を用いてオーディオ信号を復号化または符号化する装置および方法 - Google Patents
再構築帯域に対するエネルギ情報を用いてオーディオ信号を復号化または符号化する装置および方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
midNrg[k]=leftNrg[k]+rightNrg[k];
sideNrg[k]=eftNrg[k]−rightNrg[k];
ここで、kは変形領域における周波数指数である。
midTile[k]=0.5・(leftTile[k]+rightTile[k]
sideTile[k]=0.5・(leftTile[k]−rightTile[k]
エネルギ調整:
midTile[k]=midTile[k]*midNrg[k];
sideTile[k]=sideTile[k]*sideNrg[k];
ジョイントステレオ→LR変換:
何ら追加的予測パラメータが符号化されていない場合:
leftTile[k]=midTile[k]+sideTile[k]
rightTile[k]=midTile[k]−sideTile[k]
追加的な予測パラメータが必要な場合で、信号化された方向性がミッドからサイドの場合:
sideTile[k]=sideTile[k]−predictionCoeff・midTile[k]
leftTile[k]=midTile[k]+sideTile[k]
rightTile[k]=midTile[k]−sideTile[k]
信号化された方向性がサイドからミッドの場合:
midTile1[k]=midTile[k]−predictionCoeff・sideTile[k]
leftTile[k]=midTile1[k]−sideTile[k]
rightTile[k]=midTile1[k]+sideTile[k]
に従って生成される。
・全帯域コア符号化
・インテリジェントギャップ充填(タイル充填またはノイズ充填)
・音調マスクにより選択されたコア内におけるまばらな音調部分
・充填を含む、全帯域のためのジョイントステレオペア符号化
・タイル上のTNS
・IGFレンジにおけるスペクトル白色化
・複素フィルタ係数の推定と、エンコーダにおけるオリジナル信号のスペクトルに対する平坦化フィルタの適用
・サイド情報におけるフィルタ係数の送信
・デコーダにおけるタイル充填再構築スペクトルに対する整形フィルタの適用
・時間領域信号x(n)のCMDCTを計算して周波数領域信号X(k)を求め、
・複素数TTSフィルタを算出し、
・BWEについてサイド情報を入手して、デコーダによって再生されるべきスペクトル情報を除去し、
・心理音響モジュール(PAM)を用いて量子化を適用し、
・データを蓄積/送信し、実数MDCT係数のみが送信される。
・MDCT値からMDST係数を予測し(この処理において、1ブロック復号遅延が追加される)、MDCTおよびMDSTを結合して、複素数CMDCT係数にし、
・後処理とともにタイル充填を実行し、
・送信されたTTSフィルタ係数を利用して逆TTSフィルタリングを適用し、
・逆CMDCTを計算する。
a)窓化されたMDCT変換を入力オーディオ信号に対して適用し(非特許文献16、セクション4.6)、選択的に窓化されたMDSTを算出するか、または窓化されたMDSTを、算出されたMDCTから予測し、
b)TNS/TTSをMDCT係数に適用し(非特許文献15、セクション7.8)、
c)IGF開始周波数fIGFstartより上でかつIGF停止周波数fIGFstopまでの各MDCTスケールファクタ帯域について、平均エネルギを算出し、
d)平均エネルギ値を量子化する。
fIGFstartおよびfIGFstopは、ユーザの設定するパラメータである。
a)送信されたMDCT値を逆量子化し、
b)信号化される場合には伝統的なUSACノイズ充填処理を適用し、
c)IGFタイル充填処理を適用し、
d)送信されたエネルギ値を逆量子化し、
e)帯域側でスペクトル包絡線スケールファクタを調整し、
f)信号化される場合には、TNS/TTSを適用する。
scbk:={swb_offset[k],1+swb_offset[k],2+swb_offset[k],…,swb_offset[k+1]−1}
k=igfStartSfb,1+igfStartSfb,2+igfStartSfb,…igfEndSfb
である。量子化については、以下が計算される。
A)
f_k=E_ok/E_tk;
E_k=sqrt(f_k*E_rk);
B)
f_k=E_tk/E_ok;
E_k=sqrt((1/f_k)*E_rk);
C)
f_k=E_rk/E_tk;
E_k=sqrt(f_k*E_ok)
D)
f_k=E_tk/E_rk;
E_k=sqrt((1/f_k)*E_ok)
mEk:=│scbk│Ek 2−sEk
によって算出される。調整のためのゲインファクタは、
g’=min(g,10)
を用い、スペクトル包絡線調整は、上述で定義されたレンジにおける全てのi∈scbk −とkに対して、
xj:=g’xi
となる。これは、xのスペクトル包絡線を、オリジナルスペクトル包絡線x^の形状に再整形する。
と、
g’=min(g,10)
を用い、i∈scbk −に対して、
xj:=g’xi
を適用する。
bwsrc=(fIGFstart−fIGFmin)
によって決定される。ここで、fIGFminは、整数nSrc個のソースタイルがbwsrcに適合するよう、タイル選択において利用可能な最低周波数である。ソースタイルの最小数は0である。
・基礎信号を離散コサイン変換(DCT)により変換し、低いDCT係数のみを保持し(最上をゼロにセットし)、逆DCTを計算する、
・時間領域オーディオフレームに基づき算出された線形予測係数(LPC)セットのスペクトル包絡線を計算する、
・基礎信号をローパスフィルタによりフィルタリングする。
・tileNum[nTar]:対象タイル毎に選択されたソースタイルのインデックス
・tileSign[nTar]:対象タイルのサイン
・tileMod[nTar]:対象タイル毎の相関遅延
S={s1,s2,...sn}
の全体に対して、以下のように達成される。いずれのソースタイルsiについても、他の全てのソースタイルと関連付けられ、siとsjとの最も良い相関を見つけ、これをマトリックスSxに蓄積する。ここで、Sx[i][j]は、siとsjとの間の最大絶対クロス相関値を含む。段に沿ってマトリックスSxを加えると、ソースタイルsiとその他のソースタイルTとのクロス相関の和が得られる。
T[i]=Sx[i][1]+Sx[i][2]...+Sx[i][n]
ここで、Tは、ソースがいかに他のソースタイルに類似しているかの基準を示す。いずれかのソースタイルiについて、
T > 閾値
が成立しているならば、ソースタイルiは、潜在的ソースのセットから除外される。というのも、他のソースと非常に相関しているからである。式の条件を満たすタイルセットから最も低い相関のタイルを選択し、この部分集合の代表的タイルとする。このように、ソースタイルがそれぞれ最大限にまで非類似となるよう確保される。
Tx[i][j]<0.6
とすると、このフレームkの全てのnTarについて、
tileNum[nTar]k=tileNum[nTar]k−1
となる。
bit = readBit(1);
if(bit == 1) {
for(tile_index = 0..nT)
/*same levels as last frame*/
whitening_level[tile_index] = whitening_level_prev_frame[tile_index];
} else {
/*first tile:*/
tile_index = 0;
bit = readBit(1);
if(bit == 1) {
whitening_level[tile_index] = MID_WHITENING;
} else {
bit = readBit(1);
if(bit == 1) {
whitening_level[tile_index] = STRONG_WHITENING;
} else {
whitening_level[tile_index] = OFF; /*no−whitening*/
}
}
/*remaining tiles:*/
bit = readBit(1);
if(bit == 1) {
/*flattening levels for remaining tiles same as first.*/
/*No further bits have to be read*/
for(tile_index = 1..nT)
whitening_level[tile_index] = whitening_level[0];
} else {
/*read bits for remaining tiles as for first tile*/
for(tile_index = 1..nT) {
bit = readBit(1);
if(bit == 1) {
whitening_level[tile_index] = MID_WHITENING;
} else {
bit = readBit(1);
if(bit == 1) {
whitening_level[tile_index] = STRONG_WHITENING;
} else {
whitening_level[tile_index] = OFF; /*no−whitening*/
}
}
}
}
}
Claims (24)
- 第1セットの第1スペクトル部の符号化表現と、第2セットの第2スペクトル部に対するスペクトルエネルギ情報を示すパラメトリックデータの符号化表現と、を含む符号化オーディオ信号を復号化する復号装置において、
前記第1セットの第1スペクトル部の符号化表現(901b)を復号して第1セットの第1スペクトル部(904)を取得し、パラメトリックデータの符号化表現を復号して、個別の再構築帯域に対する個別エネルギ情報を示す、前記第2セットの第2スペクトル部に対する復号化パラメトリックデータ(902)を取得するオーディオデコーダ(900)と、
第2スペクトル部(922,923)を含む再構築帯域(920)内のスペクトル値を、第1スペクトル部(921)と前記第2スペクトル部とを含む再構築帯域に対する個別エネルギ情報とを使用して、再構築する周波数再生器(906)と
を備え、
前記周波数再生器(906)は、
再構築帯域内の周波数値を有する蓄積された前記第1スペクトル部のエネルギ情報を含む残存エネルギを判定(912)し、
前記再構築帯域(920)内に周波数を有する前記第1のスペクトル部(922,923)とは異なる周波数値に対して、前記再構築帯域(920)の、周波数再生成により再構築帯域内の前記第1スペクトル部(921,306)とは異なる第1スペクトル部(302)を用いて生成される、さらなるスペクトル部(922,923)のタイルエネルギ情報を判定(918)し、
前記再構築帯域(920)内の消失エネルギ情報を、前記再構築帯域に対する個別エネルギ情報と残存エネルギ情報とを用いて判定(914)し、
前記再構築帯域内の前記さらなるスペクトル部を、前記消失エネルギ情報と前記タイルエネルギ情報とに基づいて、調整(916)する
復号装置。 - 請求項1に記載の復号装置において、前記周波数再生器(906)は、ギャップ充填周波数(309)の上の再構築帯域を再構築し、前記再構築帯域(920)内の前記さらなるスペクトル部(922,923)を再構築するため、前記ギャップ充填周波数(309)より低い周波数を有する前記第1のスペクトル部(302)を用いる構成であることを特徴とする復号装置。
- 請求項1または2に記載の復号装置において、
前記オーディオデコーダ(900)は、スケールファクタ帯域のセットとそれに関連付けられたスケールファクタを用いる構成であり、各スケールファクタは前記再構築帯域に関連付けられ。
前記オーディオデコーダ(900)は、 前記再構築帯域(920)内にスペクトル値を有する前記第1スペクトル部(921)を、前記スケールファクタを用いて復号化する構成である
ことを特徴とする復号装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の復号装置において、
前記復号化表現は、前記再構築帯域に対して、前記再構築帯域の少なくとも一部に対する前記スケールファクタを含み、
前記オーディオデコーダは、前記再構築帯域に対する個別エネルギ情報を、前記再構築帯域内にある、または前記再構築帯域に一致するスケールファクタ帯域に対するスケールファクタに加えて、前記パラメトリックデータの前記符号化再構築から得る構成である
ことを特徴とする復号装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の復号装置において、
前記周波数再生器(906)は、複数の再構成帯域(920)を使用する構成であり、前記スケールファクタ帯域の帯域境界が、前記複数の再構築帯域からの前記再構築帯域の境界に一致することを特徴とする復号装置。 - 請求項3,4または5に記載の復号装置において、前記オーディオデコーダ(900)は、周波数に伴って変化するスケールファクタ帯域を用いる構成であり、第1周波数を有するスケールファクタ帯域は、前記第1周波数より高い第2周波数を有する別のスケールファクタ帯域より周波数帯域幅が狭いことを特徴とする復号装置。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の復号装置において、前記再構築帯域に対する個別エネルギ情報は前記再構築帯域内の複数のスペクトル値で正規化されていることを特徴とする復号装置。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の復号装置において、前記周波数再生器(906)は、前記残存エネルギ情報(912)または自乗スペクトル値を蓄積することによるタイルエネルギ情報(918)を判定する構造であることを特徴とする復号装置。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の復号装置において、前記周波数再生器(906)は、前記消失エネルギ(914)を、前記再構築帯に対する個別エネルギ情報に前記再構築帯域内の複数のスペクトル値で重み付けすることにより、または前記残存エネルギ(912)情報を差し引くことにより、判定する構成であることを特徴とする復号装置。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の復号装置において、前記周波数再生器(906)は、前記再構成帯域に対する利得ファクタを、前記消失エネルギ情報および前記タイルエネルギ情報を使用し、前記利得ファクタを、前記再構築帯域内の前記さらなるスペクトル部(922,923)内のスペクトル値に適用し、前記再構築帯域内のスペクトル値を有する前記第1スペクトル部(921)には適用しない構成であることを特徴とする復号装置。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の復号装置において、
前記オーディオデコーダ(900)は、短ブロックまたは長ブロックを処理する構成であり、複数の短いブロックが、2以上のグループ分け短ブロックに対して単一セットのスケールファクタだけを有するブロックにグループ分けされ、
前記周波数再生器(906)は、前記2以上のグループ分け短ブロックに対する前記残存エネルギ情報または前記タイルエネルギ情報を計算する、または前記2以上のグループ分け短ブロックに対する前記残存エネルギ情報または前記タイルエネルギ情報を、前記2以上のグループ分け短ブロックに対する前記個別エネルギ情報を前記再構築帯域に対する複数のスペクトル値により重み付けすることにより計算する
ことを特徴とする復号装置。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載の復号装置において、
前記オーディオデコーダ(900)は、異なる周波数に対する複数のグループ分けされた再構成帯域の個別エネルギ情報を提供する構成であり、
前記周波数再生器(906)は、前記グループ分けされた再構成帯域のそれぞれに対する前記個別エネルギ情報を用いる構成である
ことを特徴とする復号装置。 - 符号化オーディオ信号を生成するオーディオエンコーダにおいて、
オーディオ信号をスペクトル表現に変換する時間スペクトル変換器(1002)と、
前記オーディオ信号の前記スペクトル表現を解析して、第1解像度で符号化される第1セットの第1スペクトル部と、前記第1解像度より低い第2解像度で符号化される第2セットの第2スペクトル部とを判定するスペクトルアナライザ(1004)と、
第1スペクトル部のスペクトル値を含み第2スペクトル部を含む再構築帯域に対してエネルギ情報を提供するパラメータ計算器(1006)と、
前記第1スペクトル解像度を有する前記第1セットの第1スペクトル部の符号化表現を生成し、1以上のスケールファクタ帯域に対して1以上のスケールファクタを提供するオーディオエンコーダ(1008)と
を備え、
前記パラメータ計算器(1006)は、前記第2セットの第2スペクトル部の第2符号化表現を生成する構成であり、前記第2符号化表現は前記再構成帯域に対するエネルギ情報を含む
オーディオエンコーダ。 - 請求項13に記載のオーディオエンコーダにおいて、前記再構成帯域に対する前記1以上のスケールファクタを心理音響マスク閾値(402)を用いて計算する構成であることを特徴とするオーディオエンコーダ。
- 請求項13または14に記載のオーディオエンコーダにおいて、前記再構築帯域内のエネルギを前記再構築帯域内の複数のスペクトル値により正規化する構成であり、複数の異なる再構築帯域の異なる再構築帯域は異なる数のスペクトル値を有することを特徴とするオーディオエンコーダ。
- 請求項13に記載のオーディオエンコーダにおいて、前記オーディオエンコーダ(1008)は、長ブロックと短ブロックとを切り替え、転送されたスケールファクタの計算でブロックのグループ分けを行う構成であり、前記パラメータ計算器(1006)は、前記オーディオエンコーダ(1008)によりなされたと同等の前記エネルギ情報のグループ分けを実行する構成であることを特徴とするオーディオエンコーダ。
- 請求項13から16のいずれか1項に記載のオーディオエンコーダにおいて、前記パラメータ計算器(1006)は、前記スケールファクタ帯域の周波数境界と一致する周波数境界を有する再構成帯域を用いる構成であることを特徴とするオーディオエンコーダ。
- 請求項13から17のいずれか1項に記載のオーディオエンコーダにおいて、前記パラメータエンコーダは、2以上のスケールファクタ帯域にわたって延びる再構築帯域を使用し、前記2以上のスケールファクタ帯域に対するエネルギ情報を、前記2以上のスケールファクタ帯域に対するグループ分けされたエネルギ情報として計算する構成である
ことを特徴とするオーディオエンコーダ。 - 請求項13から18のいずれか1項に記載のオーディオエンコーダにおいて、前記パラメータ計算器(1006)は、前記再構築帯域のエネルギ情報を使用し、付加的に、前記再構築帯域を再構築するために使用されるソースレンジのエネルギ情報を使用して、前記再構築帯域に対するエネルギ情報を計算する構成であることを特徴とするオーディオエンコーダ。
- 請求項19に記載のオーディオエンコーダにおいて、前記パラメータ計算器(1006)は、オリジナル信号の複素スペクトルの再構築帯域のエネルギ情報(Eok)を計算し、再構築帯域を再構築するために使用するオリジナル信号の複素スペクトルの実部のソースレンジのさらなるエネルギ情報(Erk)を計算する構成であり、前記パラメータ計算器は、前記エネルギ情報(Eok)および前記さらなるエネルギ情報(Erk)を用いて再構築帯域に対するエネルギ情報を計算する構成であることを特徴とするオーディオエンコーダ。
- 請求項13から20のいずれか1項に記載のオーディオエンコーダにおいて、
前記パラメータ計算器(1006)は、
オリジナル信号の複素スペクトルの再構築されるべきスケールファクタ帯域のエネルギ情報を第1エネルギ情報(Eok)として決定し、
前記再構成されるべきスケールファクタ帯域を再構成するために使用される前記オリジナル信号の複素スペクトルの実部のソースレンジのエネルギ情報を第2エネルギ情報(Etk)として決定し、
前記再構成されるべきスケールファクタ帯域を再構成するために使用される前記オリジナル信号の複素スペクトルのソースレンジのエネルギ情報を第3エネルギ情報(Erk)として決定し、
前記第1エネルギ情報、前記第2エネルギ情報および前記第3エネルギ情報の少なくとも2つの間の相関に基づいて重み付け情報を決定し、
前記第1エネルギ情報と前記第3エネルギ情報の一方に前記重み付け情報を用いて重み付けして重み付けされた情報を取得し、この重み付けされた情報を前記再構築帯域に対するエネルギ情報として用いる
ことを特徴とするオーディオエンコーダ。 - 第1セットの第1スペクトル部の符号化表現と、第2セットの第2スペクトル部に対するスペクトルエネルギ情報を示すパラメトリックデータの符号化表現と、を含む符号化オーディオ信号を復号化する復号方法において、
前記第1セットの第1スペクトル部の符号化表現(901b)を復号(900)して第1セットの第1スペクトル部(904)を取得し、パラメトリックデータの符号化表現を復号(900)して、個別の再構築帯域に対する個別エネルギ情報を示す、前記第2セットの第2スペクトル部に対する復号化パラメトリックデータ(902)を取得し、
第2スペクトル部(922,923)を含む再構築帯域(920)内のスペクトル値を、第1スペクトル部(921)と前記第2スペクトル部とを含む再構築帯域に対する個別エネルギ情報とを使用して、再構築(906)し、
前記再構築(906)は、
再構築帯域内の周波数値を有する蓄積された前記第1スペクトル部のエネルギ情報を含む残存エネルギを判定(912)し、
前記再構築帯域(920)内に周波数を有する前記第1のスペクトル部(922,923)とは異なる周波数値に対して、前記再構築帯域(920)の、周波数再生成により再構築帯域内の前記第1スペクトル部(921,306)とは異なる第1スペクトル部(302)を用いて生成される、さらなるスペクトル部(922,923)のタイルエネルギ情報を判定(918)し、
前記再構築帯域(920)内の消失エネルギ情報を、前記再構築帯域に対する個別エネルギ情報と残存エネルギ情報とを用いて判定(914)し、
前記再構築帯域内の前記さらなるスペクトル部を、前記消失エネルギ情報と前記タイルエネルギ情報とに基づいて、調整(916)する
復号方法。 - 符号化オーディオ信号を生成する方法において、
オーディオ信号をスペクトル表現に変換(1002)し、
前記オーディオ信号の前記スペクトル表現を解析して、第1解像度で符号化される第1セットの第1スペクトル部と、前記第1解像度より低い第2解像度で符号化される第2セットの第2スペクトル部とを判定(1004)し、
第1スペクトル部のスペクトル値を含み第2スペクトル部を含む再構築帯域に対してエネルギ情報を提供(1006)し、
前記第1スペクトル解像度を有する前記第1セットの符号化表現を生成(1008)して、1以上のスケールファクタ帯域に対して1以上のスケールファクタを提供し、
前記提供(1006)は、前記第2セットの第2スペクトル部の符号化表現であって前記再構成帯域に対するエネルギ情報を含む第2符号化表現を生成する
符号化方法。 - コンピュータまたはプロセッサで動作するとき、請求項22に記載の方法または請求項23に記載の方法を実行するコンピュータプログラム。
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