JP2020008875A - 臨界サンプリングされたフィルタバンクにおけるモデル・ベースの予測 - Google Patents
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Abstract
Description
1.単一の基本周波数Ω:S={Ων:ν=1,2,…}
2.M個の基本周波数Ω0、Ω1、…、ΩM-1:S={Ωkν:ν=1,2,…, k=0,1,…,M−1}
3.シングル・サイドのバンド・シフトされた基本周波数Ω,θ:S={Ω(ν+θ):ν=1,2,…}
4.やや非調和的なモデル:Ω,a:S={Ων・(1+aν2)1/2: ν=1,2,…} ここで、aがモデルの非調和成分を記述する。
ここで、コサイン変調されたフィルタバンクの場合、
〔態様1〕
オーディオ信号の第一のサブバンド内の第一のサブバンド信号の第一のサンプル(615)を推定する方法であって、前記オーディオ信号の前記第一のサブバンド信号は、前記オーディオ信号からそれぞれ複数のサブバンドにおける複数のサブバンド信号を提供する複数の分解フィルタを有する分解フィルタバンク(612)を使って決定され、当該方法は:
・信号モデルのモデル・パラメータ(613)を決定する段階と;
・前記第一のサブバンド信号から導出された第一の復号されたサブバンド信号の、前のサンプル(614)に適用されるべき予測係数を、前記信号モデルに基づき、前記モデル・パラメータ(613)に基づき、かつ前記分解フィルタバンク(612)に基づいて決定する段階であって、前記前のサンプル(614)の時間スロットは前記第一のサンプル(615)の時間スロットより前である、段階と;
・前記予測係数を前記前のサンプル(614)に適用することによって前記第一のサンプル(615)の推定値を決定する段階とを含む、
方法。
〔態様2〕
・前記信号モデルが、一つまたは複数の正弦波モデル成分を含み、
・前記モデル・パラメータが前記一つまたは複数の正弦波モデル成分の周波数を示す、
態様1記載の方法。
〔態様3〕
前記モデル・パラメータが、マルチ正弦波信号モデルの基本周波数Ωを示す、態様2記載の方法。
〔態様4〕
・前記マルチ正弦波信号モデルが周期的信号成分を有し、
・前記周期的信号成分が複数の正弦波成分を含み、
・前記複数の正弦波成分が前記基本周波数Ωの倍数である周波数をもつ、
態様3記載の方法。
〔態様5〕
当該方法が前記信号モデルの複数のモデル・パラメータ(613)を含む、態様1ないし4のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様6〕
・前記信号モデルが、複数の周期的信号成分を有しており、
・前記複数のモデル・パラメータは前記複数の周期的信号成分の複数の基本周波数Ω0、Ω1、……、ΩM-1を示す、
態様5記載の方法。
〔態様7〕
前記複数の信号モデル・パラメータの一つまたは複数は、周期的信号モデルからの前記信号モデルのシフトおよび/または逸脱を示す、態様5または6記載の方法。
〔態様8〕
前記モデル・パラメータを決定する段階が、前記モデル・パラメータおよび予測誤差信号を示す受領されたビットストリームから前記モデル・パラメータを抽出することを含む、態様1ないし7のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様9〕
・前記モデル・パラメータを決定する段階が、平方された予測誤差信号の平均値が小さくなるよう前記モデル・パラメータを決定することを含み、
・前記予測誤差信号は、前記第一のサンプルと前記第一のサンプルの前記推定値との間の差に基づいて決定される、
態様1ないし7のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様10〕
前記平方予測誤差信号の前記平均値が、前記第一のサブバンド信号の複数の相続く第一のサンプルに基づいて決定される、態様9記載の方法。
〔態様11〕
・前記予測係数を決定する段階が、ルックアップテーブルまたは解析関数を使って前記予測係数を決定することを含み、
・前記ルックアップテーブルまたは前記解析関数は、前記モデル・パラメータから導出されるあるパラメータの関数として前記予測係数を与え、
・前記ルックアップテーブルまたは前記解析関数は前記信号モデルに基づき、かつ前記分解フィルタバンクに基づいてあらかじめ決定される、
態様1ないし10のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様12〕
・前記分解フィルタバンクが変調された構造を有し、
・前記予測係数の絶対値が前記第一のサブバンドのインデックス番号と独立である、
態様11記載の方法。
〔態様13〕
・前記モデル・パラメータが、マルチ正弦波信号モデルの基本周波数Ωを示し、
・前記予測係数を決定する段階が、前記第一のサブバンド内にある前記基本周波数Ωの倍数を決定することを含む、
態様11または12記載の方法。
〔態様14〕
前記予測係数を決定する段階が、
・前記基本周波数Ωの倍数が前記第一のサブバンド内にある場合、前記基本周波数Ωの前記倍数の、前記第一のサブバンドの中心周波数からの相対オフセットを決定し、
・前記基本周波数Ωのどの倍数も前記第一のサブバンド内にない場合、前記予測係数を0に設定することを含む、
態様13記載の方法。
〔態様15〕
・前記ルックアップテーブルまたは前記解析関数は、前記予測係数をあるサブバンドの中心周波数からの可能な相対オフセットの関数として与え、
・前記予測係数を決定する段階は、前記予測係数を、決定された相対オフセットを使って前記ルックアップテーブルまたは前記解析関数に基づいて決定することを含む、
態様14記載の方法。
〔態様16〕
・前記ルックアップテーブルは、限られた数の可能な相対オフセットについての限られた数のエントリーを含み、
・前記予測係数を決定する段階は、決定された相対オフセットを、前記限られた数の可能な相対オフセットからの最も近い可能な相対オフセットに丸めることを含む、
態様15記載の方法。
〔態様17〕
前記予測係数を決定する段階は、
・前記モデル・パラメータに基づいて複数のルックアップテーブルのうちの一つを選択し、
・前記予測係数を、前記複数のルックアップテーブルのうちの選択された一つに基づいて決定することを含む、
態様13ないし16のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様18〕
・前記モデル・パラメータが周期性Tを示し、
・前記複数のルックアップテーブルが、周期性Tの異なる値についてのルックアップテーブルを含み、
・当該方法が、選択されたルックアップテーブルを、前記モデル・パラメータによって示される周期性Tについてのルックアップテーブルとして決定することを含む、
態様17記載の方法。
〔態様19〕
・前記複数のルックアップテーブルは、[Tmin,Tmax]の範囲内の所定のきざみサイズΔTでの周期性Tの異なる値についてのルックアップテーブルを含み、
・Tminは、T<Tminについては前記オーディオ信号が単一の正弦波モデル成分を有する信号モデルを使ってモデル化できるようなものである、および/または
・Tmaxは、T>Tmaxについては周期性TmaxないしTmax+1についてのルックアップテーブルが実質的に周期性Tmax−1ないしTmaxについてのルックアップテーブルに対応するようなものである、
態様18記載の方法。
〔態様20〕
周期性T>Tmaxを示すモデル・パラメータについて、
・残差周期性Trが[Tmax−1,Tmax]の範囲内にはいるようにTからある整数値を減算することにより、残差周期性Trを決定する段階と;
・前記予測係数を決定するためのルックアップテーブルを、残差周期性Trについてのルックアップテーブルとして決定する段階とをさらに含む、
態様19記載の方法。
〔態様21〕
周期性T<Tminを示すモデル・パラメータについて、
・前記予測係数を決定するためのルックアップテーブルを、周期性Tminについてのルックアップテーブルとして選択する段階と;
・前記予測係数を与える選択されたルックアップテーブルのエントリーを同定するためのルックアップ・パラメータを、比Tmin/Tを使ってスケーリングする段階と;
・前記予測係数を、選択されたルックアップテーブルおよびスケーリングされたルックアップ・パラメータを使って決定する段階とをさらに含む、
態様19ないし20のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様22〕
・複数の予測マスク・サポート・サブバンドにおける複数の前のサンプルを示す予測マスク(203、205)を決定する段階であって、前記複数の予測マスク・サポート・サブバンドは前記複数のサブバンドのうちの、前記第一のサブバンドとは異なる少なくとも一つを含む、段階と;
・前記複数の前のサンプルに適用されるべき複数の予測係数を、前記信号モデルに基づき、前記モデル・パラメータに基づき、かつ前記分解フィルタバンクに基づいて決定する段階と;
・前記複数の予測係数を前記複数の前のサンプルにそれぞれ適用することによって前記第一のサンプルの推定値を決定する段階とをさらに含む、
態様1ないし21のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様23〕
前記第一のサンプルの推定値を決定する段階が、前記複数のそれぞれの予測係数によって重みをかけられた前記複数の前のサンプルの和を決定することを含む、態様22記載の方法。
〔態様24〕
・前記複数のサブバンドが等しいサブバンド間隔をもち、
・前記第一のサブバンドが前記複数のサブバンドのうちの一つである、
態様1ないし23のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様25〕
・前記分解フィルタバンクの前記分解フィルタは互いにシフト不変である;および/または
・前記分解フィルタバンクの前記分解フィルタは共通の窓関数を含む;および/または
・前記分解フィルタバンクの前記分解フィルタは前記共通の窓関数の異なる変調をされたバージョンを含む;および/または
・前記共通の窓関数はコサイン関数を使って変調される;および/または
・前記共通の窓関数は有限の継続時間Kをもつ;および/または
・前記分解フィルタバンクの前記分解フィルタは直交基底をなす;および/または
・前記分解フィルタバンクの前記分解フィルタは正規直交基底をなす;および/または
・前記分解フィルタバンクはコサイン変調されたフィルタバンクを含む;および/または
・前記分解フィルタバンクは臨界サンプリングされたフィルタバンクである;および/または
・前記分解フィルタバンクは重複変換を含む;および/または
・前記分解フィルタバンクは、MDCT、QMF、ELT変換のうちの一つまたは複数を含む;および/または
・前記分解フィルタバンクは変調構造を含む、
態様1ないし24のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様26〕
オーディオ信号の第一のサブバンド内の第一のサブバンド信号の第一のサンプルを推定する方法であって、前記オーディオ信号の前記第一のサブバンド信号は、前記オーディオ信号からそれぞれ複数のサブバンドにおける複数のサブバンド信号を提供する複数の分解フィルタを有する分解フィルタバンクを使って決定され、当該方法は:
・複数の予測マスク・サポート・サブバンドにおける複数の前のサンプルを示す予測マスク(203、205)を決定する段階であって、前記複数の予測マスク・サポート・サブバンドは前記複数のサブバンドのうちの、前記第一のサブバンドとは異なる少なくとも一つを含む、段階と;
・前記複数の前のサンプルに適用されるべき複数の予測係数を決定する段階と;
・前記複数の予測係数を前記複数の前のサンプルにそれぞれ適用することによって前記第一のサンプルの推定値を決定する段階とを含む、
方法。
〔態様27〕
前記複数の予測マスク・サポート・サブバンドは、
・前記第一のサブバンドを含む;および/または
・前記第一のサブバンドに直接隣接する前記複数のサブバンドのうちの一つまたは複数を含む、
態様26記載の方法。
〔態様28〕
・当該方法がさらに、信号モデルのモデル・パラメータを決定する段階を含み;
・前記複数の予測係数を決定する段階が、前記複数の予測係数を、前記信号モデルに基づき、前記モデル・パラメータに基づき、かつ前記分解フィルタバンクに基づいて決定することを含む、
態様26または27記載の方法。
〔態様29〕
・前記複数の予測係数を決定する段階が、ルックアップテーブルまたは解析関数を使って前記複数の予測係数を決定することを含み、
・前記ルックアップテーブルまたは前記解析関数は、前記モデル・パラメータから導出されるあるパラメータの関数として前記複数の予測係数を与え、
・前記ルックアップテーブルまたは前記解析関数は前記信号モデルに基づき、かつ前記分解フィルタバンクに基づいてあらかじめ決定される、
態様28記載の方法。
〔態様30〕
・オーディオ信号をエンコードする方法であって、
・複数の分解フィルタを有する分解フィルタバンクを使って前記オーディオ信号から複数のサブバンド信号を決定する段階と;
・態様1ないし29のうちいずれか一項記載の方法を使って前記複数のサブバンド信号のサンプルを推定し、それにより複数の推定されたサブバンド信号を与える段階と;
・複数の予測誤差サブバンド信号のサンプルを、前記複数のサブバンド信号の対応するサンプルおよび前記複数の推定されたサブバンド信号のサンプルに基づいて決定する段階と;
・前記複数の予測誤差サブバンド信号を量子化する段階と;
・前記複数の量子化された予測誤差サブバンド信号を示し、前記複数の推定されたサブバンド信号のサンプルを推定するために使われた一つまたは複数のパラメータを示す
エンコードされたオーディオ信号を生成する段階とを含む、
方法。
〔態様31〕
エンコードされたオーディオ信号をデコードする方法であって、前記エンコードされたオーディオ信号は、複数の量子化された予測誤差サブバンド信号と、複数の推定されたサブバンド信号のサンプルを推定するために使われるべき一つまたは複数のパラメータとを示し、当該方法は、
・前記複数の量子化された予測誤差サブバンド信号を量子化解除して、複数の量子化解除された予測誤差サブバンド信号を与える段階と:
・態様1ないし29のうちいずれか一項記載の方法を使って前記複数の推定されたサブバンド信号のサンプルを推定する段階と;
・複数のデコードされたサブバンド信号のサンプルを、前記複数の推定されたサブバンド信号の対応するサンプルおよび前記複数の量子化解除された予測誤差サブバンド信号のサンプルに基づいて決定する段階と;
・複数の合成フィルタを含む合成フィルタバンクを使って、前記複数のデコードされたサブバンド信号から、デコードされたオーディオ信号を決定する段階とを含む、
方法。
〔態様32〕
オーディオ信号の第一のサブバンド信号の一つまたは複数の第一のサンプルを推定するよう構成されたシステム(103、105)であって、前記オーディオ信号の前記第一のサブバンド信号は、前記オーディオ信号から複数のサブバンド信号を提供する複数の分解フィルタを有する分解フィルタバンクを使って決定され、当該システムは、
・信号モデルのモデル・パラメータを決定するよう構成され、前記第一のサブバンド信号から導出された第一のデコードされたサブバンド信号の一つまたは複数の前のサンプルに適用されるべき一つまたは複数の予測係数を決定するよう構成されている予測器計算器であって、前記一つまたは複数の予測係数は、前記信号モデルに基づき、前記モデル・パラメータに基づき、かつ前記分解フィルタバンクに基づいて決定され、前記一つまたは複数の前のサンプルの時間スロットは前記一つまたは複数の第一のサンプルの時間スロットより前である、予測器計算器と;
・前記一つまたは複数の予測係数を前記一つまたは複数の前のサンプルに適用することによって前記一つまたは複数の第一のサンプルの推定値を決定するよう構成されたサブバンド予測器を有する、
システム。
〔態様33〕
オーディオ信号の第一のサブバンド信号の一つまたは複数の第一のサンプルを推定するよう構成されたシステム(103、105)であって、前記第一のサブバンド信号は第一のサブバンドに対応し、前記第一のサブバンド信号は、それぞれ前記複数のサブバンド内の複数のサブバンド信号を提供する複数の分解フィルタを有する分解フィルタバンクを使って決定され、当該システムは、
・複数の予測マスク・サポート・サブバンドにおいて複数の前のサンプルを示す予測マスク(203、205)を決定するよう構成された予測器計算器であって、前記複数の予測マスク・サポート・サブバンドは前記複数のサブバンドのうち、前記第一のサブバンドとは異なる少なくとも一つを含み、前記予測器計算器はさらに、前記複数の前のサンプルに適用されるべき複数の予測係数を決定するよう構成されている、予測器計算器と;
・前記複数の予測係数を前記複数の前のサンプルにそれぞれ適用することによって前記一つまたは複数の第一のサンプルの推定値を決定するよう構成されたサブバンド予測器とを有する、
システム。
〔態様34〕
オーディオ信号をエンコードするよう構成されたオーディオ・エンコーダであって、
・複数の分解フィルタを使って前記オーディオ信号から複数のサブバンド信号を決定するよう構成された分解フィルタバンクと;
・前記複数のサブバンド信号のサンプルを推定し、それにより複数の推定されたサブバンド信号を与えるよう構成されている、態様32ないし33のうちいずれか一項記載のシステムと;
・複数の予測誤差サブバンド信号のサンプルを、前記複数のサブバンド信号および前記複数の推定されたサブバンド信号の対応するサンプルに基づいて決定するよう構成された差分ユニットと;
・前記複数の予測誤差サブバンド信号を量子化するよう構成された量子化ユニットと;
・前記複数の量子化された予測誤差サブバンド信号と、前記複数の推定されたサブバンド信号のサンプルを推定するために使われた一つまたは複数のパラメータとを示すエンコードされたオーディオ信号を生成するよう構成されたビットストリーム生成ユニットとを有する、
オーディオ・エンコーダ。
〔態様35〕
エンコードされたオーディオ信号をデコードするよう構成されたオーディオ・デコーダであって、前記エンコードされたオーディオ信号は、前記複数の量子化された予測誤差サブバンド信号と、複数の推定されたサブバンド信号のサンプルを推定するために使われた一つまたは複数のパラメータとを示し、当該オーディオ・デコーダは、
・前記複数の量子化された予測誤差サブバンド信号を量子化解除して、それにより複数の量子化解除された予測誤差サブバンド信号を与えるよう構成された逆量子化器と;
・前記複数の推定されたサブバンド信号のサンプルを推定するよう構成されている、態様32または33記載のシステムと;
・前記複数の推定されたサブバンド信号の対応するサンプルに基づき、かつ前記複数の量子化解除された予測誤差サブバンド信号のサンプルに基づいて、複数のデコードされたサブバンド信号のサンプルを決定するよう構成されている加算ユニットと;
・複数の合成フィルタ使って、前記複数のデコードされたサブバンド信号から、デコードされたオーディオ信号を決定するよう構成された合成フィルタバンクとを有する、
オーディオ・デコーダ。
Claims (3)
- サブバンド信号のサンプルの推定値を前記サブバンド信号の二つ以上の前のサンプルから決定するための、オーディオ信号処理装置によって実行される方法であって、前記サブバンド信号は、オーディオ信号のサブバンド領域表現の複数のサブバンドの一つに対応し、当該方法は:
モデル・パラメータを含む信号モデル・データを決定する段階と;
前記サブバンド信号の第一の前のサンプルに適用されるべき第一の予測係数を決定する段階であって、前記第一の予測係数は、前記モデル・パラメータに応答して第一のルックアップテーブルおよび/または第一の解析関数を使って決定される、段階と;
前記サブバンド信号の第二の前のサンプルに適用されるべき第二の予測係数を決定する段階であって、前記第二の前のサンプルの時間スロットは前記第一の前のサンプルの時間スロットの直前であり、前記第二の予測係数は、前記モデル・パラメータに応答して第二のルックアップテーブルおよび/または第二の解析関数を使って決定される、段階と;
前記第一の予測係数を前記第一の前のサンプルに適用し、前記第二の予測係数を前記第二の前のサンプルに適用することによって前記サンプルの推定値を決定する段階とを含み、
前記複数のサブバンドは等しいサブバンド間隔をもち、当該方法は、少なくとも部分的には前記オーディオ信号処理装置の一つまたは複数のプロセッサによって実装される、
方法。 - サブバンド信号のサンプルの推定値を前記サブバンド信号の二つ以上の前のサンプルから決定するよう構成されたオーディオ信号処理装置であって、前記サブバンド信号は、オーディオ信号のサブバンド領域表現の複数のサブバンドの一つに対応し、当該オーディオ信号処理装置は:
予測器計算器と、
サブバンド予測器とを有しており、
前記予測器計算器は、
モデル・パラメータを含む信号モデル・データを決定する段階と;
前記サブバンド信号の第一の前のサンプルに適用されるべき第一の予測係数を決定する段階であって、前記第一の予測係数は、前記モデル・パラメータに応答して第一のルックアップテーブルおよび/または第一の解析関数を使って決定される、段階と;
前記サブバンド信号の第二の前のサンプルに適用されるべき第二の予測係数を決定する段階であって、前記第二の前のサンプルの時間スロットは前記第一の前のサンプルの時間スロットの直前であり、前記第二の予測係数は、前記モデル・パラメータに応答して第二のルックアップテーブルおよび/または第二の解析関数を使って決定される、段階とを実行するよう構成されており、
前記サブバンド予測器は、前記第一の予測係数を前記第一の前のサンプルに適用し、前記第二の予測係数を前記第二の前のサンプルに適用することによって前記第一のサンプルの推定値を決定するよう構成されており、
前記複数のサブバンドは等しいサブバンド間隔をもち、前記予測器計算器および前記サブバンド予測器の一つまたは複数は、少なくとも部分的には当該オーディオ信号処理装置の一つまたは複数のプロセッサによって実装される、
オーディオ信号処理装置。 - コンピュータによって実行されたときに該コンピュータに請求項1記載の方法を実行させる命令のシーケンスを有する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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