JP2800068B2 - 少なくとも２つの信号を符号化するために選択される符号化のタイプの決定方法 - Google Patents
少なくとも２つの信号を符号化するために選択される符号化のタイプの決定方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S1/00—Two-channel systems
- H04S1/007—Two-channel systems in which the audio signals are in digital form
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
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- G10L19/008—Multichannel audio signal coding or decoding using interchannel correlation to reduce redundancy, e.g. joint-stereo, intensity-coding or matrixing
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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- H04B1/665—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission using psychoacoustic properties of the ear, e.g. masking effect
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１および請求項２の序文に記載の、
各々の信号が周波数ドメインに変換され、スペクトル値
から始めて、少なくとも２つの信号の各々の場合の類似
に対して、類似の測度が決定される、少なくとも２つの
信号を符号化するために選択される符号化のタイプの決
定方法に関する。
各々の信号が周波数ドメインに変換され、スペクトル値
から始めて、少なくとも２つの信号の各々の場合の類似
に対して、類似の測度が決定される、少なくとも２つの
信号を符号化するために選択される符号化のタイプの決
定方法に関する。
特に、本発明は、少なくとも２つが互いに独立してい
ないが、少なくとも部分的に冗長な又は関連のない情報
を含む２以上の信号の符号化のための最適な符号化の選
択に関する。
ないが、少なくとも部分的に冗長な又は関連のない情報
を含む２以上の信号の符号化のための最適な符号化の選
択に関する。
一般的に、ディジタルオーディオ信号のデータ縮小符
号化のための方法では、信号は最初に時間ドメインから
周波数ドメインに変換される。互いに独立していない信
号に関すれば、２つ又は複数のチャネルの間の冗長度を
考慮したデータ縮小符号化を用いるのが通例である。
号化のための方法では、信号は最初に時間ドメインから
周波数ドメインに変換される。互いに独立していない信
号に関すれば、２つ又は複数のチャネルの間の冗長度を
考慮したデータ縮小符号化を用いるのが通例である。
そのような符号化はいわゆる中心／サイド符号化とし
て知られるようになった（ジェイ．デー．ジョンストン
著，“広帯ステレオ信号の知覚変換符号化"IC ASSP,IEE
E,1989年,1993頁〜1996頁）。この中心／サイド符号化
では、左右のチャネルを基礎として、ステレオ信号の合
計又は中心が符号化される一方、他方では、ステレオ信
号の差又はサイドが符号化される。
て知られるようになった（ジェイ．デー．ジョンストン
著，“広帯ステレオ信号の知覚変換符号化"IC ASSP,IEE
E,1989年,1993頁〜1996頁）。この中心／サイド符号化
では、左右のチャネルを基礎として、ステレオ信号の合
計又は中心が符号化される一方、他方では、ステレオ信
号の差又はサイドが符号化される。
その間に一般的となった他のタイプの符号化は、強度
ステレオの方法であり、“ステレオ音響的ディジタルオ
ーディオ信号のサブバンド符号化”（IC ASSP公表,IEE
E,トロント,3601頁〜3604頁）の表題の刊行物に記載さ
れている。強度ステレオの方法では、２つのチャネルを
基礎として、単一信号が形成され、信号の左／右分布に
よって、補助情報項目と共に送信される。
ステレオの方法であり、“ステレオ音響的ディジタルオ
ーディオ信号のサブバンド符号化”（IC ASSP公表,IEE
E,トロント,3601頁〜3604頁）の表題の刊行物に記載さ
れている。強度ステレオの方法では、２つのチャネルを
基礎として、単一信号が形成され、信号の左／右分布に
よって、補助情報項目と共に送信される。
出願人のドイツ特許DE 41 36 825 C1には、信号が比
較的少しの類似を有していたり、完全に互いに独立して
いる場合、そのような方法では、強い干渉が起こり得る
ことが述べられている。中心／サイド符号化では、左右
のチャネルでの信号の強く異なったコンポジションは、
チャネルに現に存在する信号によってマスクできない人
工物となる。強度ステレオの方法を用いると、左右のチ
ャネルが、互いに十分に離れたスペクトル値を有する場
合、空間的音影響の破壊が起こり得る。
較的少しの類似を有していたり、完全に互いに独立して
いる場合、そのような方法では、強い干渉が起こり得る
ことが述べられている。中心／サイド符号化では、左右
のチャネルでの信号の強く異なったコンポジションは、
チャネルに現に存在する信号によってマスクできない人
工物となる。強度ステレオの方法を用いると、左右のチ
ャネルが、互いに十分に離れたスペクトル値を有する場
合、空間的音影響の破壊が起こり得る。
この問題に対処するために、それを基礎として異なっ
たタイプの符号化の間でスイッチングオーバーが行われ
る類似の測度を決定するために、周波数ドメインに変換
された信号のスペクトル値を用いることが、この文献で
提案されている。スペクトル値が高い類似の測度を作る
場合には、その文献に記載されている方法で中心／サイ
ド符号化が用いられ、一方、低い類似の測度の場合で、
チャネルの低いスペクトルの類似を考慮する場合、チャ
ネルの分離の符号化が行われる。心理音響学的モデルに
よって、マスキングしきい値を計算するために、符号化
される信号を用いることは、この特許から同様に既知で
ある。中心／サイド符号化のステージの下流に接続さ
れ、マスキングを考慮してデータ縮小を行うデータ縮小
ステージを駆動するために、前記マスキングしきい値は
用いられる。
たタイプの符号化の間でスイッチングオーバーが行われ
る類似の測度を決定するために、周波数ドメインに変換
された信号のスペクトル値を用いることが、この文献で
提案されている。スペクトル値が高い類似の測度を作る
場合には、その文献に記載されている方法で中心／サイ
ド符号化が用いられ、一方、低い類似の測度の場合で、
チャネルの低いスペクトルの類似を考慮する場合、チャ
ネルの分離の符号化が行われる。心理音響学的モデルに
よって、マスキングしきい値を計算するために、符号化
される信号を用いることは、この特許から同様に既知で
ある。中心／サイド符号化のステージの下流に接続さ
れ、マスキングを考慮してデータ縮小を行うデータ縮小
ステージを駆動するために、前記マスキングしきい値は
用いられる。
DE 41 36 825 C1には、請求項８に間接的に言及する
請求項15において、零にセットされ得るスペクトル値を
決定するに際してのマスキングしきい値の使用のみが記
載されている。
請求項15において、零にセットされ得るスペクトル値を
決定するに際してのマスキングしきい値の使用のみが記
載されている。
変化しない中心／サイド符号化の方法と比較して、ま
た、変化しない強度ステレオの方法と比較して、ドイツ
特許41 36 825は、かなり質のよいエンハンスメントを
既に達成しているが、さらにデータ速度が縮小した場合
には、送信されるデータの質のさらなるエンハンスメン
トが望ましい。
た、変化しない強度ステレオの方法と比較して、ドイツ
特許41 36 825は、かなり質のよいエンハンスメントを
既に達成しているが、さらにデータ速度が縮小した場合
には、送信されるデータの質のさらなるエンハンスメン
トが望ましい。
それゆえに、本発明の目的は、この従来技術から始ま
って、符号化されたデータの質を改善するとともに、又
は、これらのデータを基礎として復号された信号の質を
改善するとともに、さらなるデータの縮小を達成する、
少なくとも２つの信号を符号化するために選択される符
号化のタイプの決定方法を提供することである。
って、符号化されたデータの質を改善するとともに、又
は、これらのデータを基礎として復号された信号の質を
改善するとともに、さらなるデータの縮小を達成する、
少なくとも２つの信号を符号化するために選択される符
号化のタイプの決定方法を提供することである。
この目的は、請求項1,請求項２及び請求項３に記載の
方法によって達成される。
方法によって達成される。
本発明の第１の態様によれば、相当するスペクトル値
を生成するために、符号化の２つのタイプの１つに従っ
て符号化されるべき２つの信号の周波数変換が行われる
のみならず、同時に、信号の少なくとも１つが、高い類
似の測度の決定の場合に用いられる符号化のタイプに従
い、符号化の誤りに影響される少なくとも１つの信号を
生成するために、再び復号され、同様に周波数ドメイン
に変換される。心理音響学的計算によって決定される聴
取しきい値が、各々の実可聴スペクトルコンポーネント
を選択又は評価するのに用いられ、これは、符号化の誤
りに影響される信号のスペクトル値と、符号化の誤りに
影響されるこの信号と関連する信号のスペクトル値との
両方から始まる。続いて、それを基礎として符号化の少
なくとも２つのタイプの１つが選択される類似の測度
が、少なくとも符号化の誤りに影響される信号および関
連する信号の上記のように選択された可聴スペクトルコ
ンポーネントを基礎として計算される。
を生成するために、符号化の２つのタイプの１つに従っ
て符号化されるべき２つの信号の周波数変換が行われる
のみならず、同時に、信号の少なくとも１つが、高い類
似の測度の決定の場合に用いられる符号化のタイプに従
い、符号化の誤りに影響される少なくとも１つの信号を
生成するために、再び復号され、同様に周波数ドメイン
に変換される。心理音響学的計算によって決定される聴
取しきい値が、各々の実可聴スペクトルコンポーネント
を選択又は評価するのに用いられ、これは、符号化の誤
りに影響される信号のスペクトル値と、符号化の誤りに
影響されるこの信号と関連する信号のスペクトル値との
両方から始まる。続いて、それを基礎として符号化の少
なくとも２つのタイプの１つが選択される類似の測度
が、少なくとも符号化の誤りに影響される信号および関
連する信号の上記のように選択された可聴スペクトルコ
ンポーネントを基礎として計算される。
本発明の第２の態様によれば、相当するスペクトル値
を生成するために、符号化の２つのタイプの１つに従っ
て符号化されるべき２つの信号の周波数変換が行われる
のみならず、同時に、信号の少なくとも１つが、周波数
ドメインに変換された後、高い類似の測度の決定の場合
に用いられる符号化のタイプに従い、符号化の誤りに影
響される少なくとも１つの信号を生成するために、再び
復号される。心理音響学的計算によって決定される聴取
しきい値が、各々の実可聴スペクトルコンポーネントを
選択又は評価するのに用いられ、これは、符号化の誤り
に影響される信号のスペクトル値と、符号化の誤りに影
響されるこの信号と関連する信号のスペクトル値との両
方から始まる。続いて、それを基礎として符号化の少な
くとも２つのタイプの１つが選択される類似の測度が、
少なくとも符号化の誤りに影響される信号および関連す
る信号の選択され、又は、評価された可聴スペクトルコ
ンポーネントを基礎として計算される。
を生成するために、符号化の２つのタイプの１つに従っ
て符号化されるべき２つの信号の周波数変換が行われる
のみならず、同時に、信号の少なくとも１つが、周波数
ドメインに変換された後、高い類似の測度の決定の場合
に用いられる符号化のタイプに従い、符号化の誤りに影
響される少なくとも１つの信号を生成するために、再び
復号される。心理音響学的計算によって決定される聴取
しきい値が、各々の実可聴スペクトルコンポーネントを
選択又は評価するのに用いられ、これは、符号化の誤り
に影響される信号のスペクトル値と、符号化の誤りに影
響されるこの信号と関連する信号のスペクトル値との両
方から始まる。続いて、それを基礎として符号化の少な
くとも２つのタイプの１つが選択される類似の測度が、
少なくとも符号化の誤りに影響される信号および関連す
る信号の選択され、又は、評価された可聴スペクトルコ
ンポーネントを基礎として計算される。
従来技術と対比して、本発明では、符号化の少なくと
も２つのタイプの１つの選択を行うために、データ縮小
タイプの符号化の場合に起こるような、信号のスペクト
ルコンポーネントおよび符号化の誤りに影響される相当
する信号のスペクトルコンポーネントの両方の心理音響
学的評価が使用される。
も２つのタイプの１つの選択を行うために、データ縮小
タイプの符号化の場合に起こるような、信号のスペクト
ルコンポーネントおよび符号化の誤りに影響される相当
する信号のスペクトルコンポーネントの両方の心理音響
学的評価が使用される。
本発明の第３の態様によれば、例えば２つの異なった
チャネルに相当する２つの信号のスペクトル値から始め
て、心理音響学的計算によって決定される聴取しきい値
を用いて、実可聴スペクトルコンポーネントの選択又は
評価が行われ、それを基礎として符号化の少なくとも２
つのタイプの１つが選択される類似の測度が、少なくと
も２つの信号の上記のように選択され、又は、評価され
た可聴スペクトルコンポーネントを基礎として計算され
る。従来技術と対比して、本発明のこの方法では、符号
化された信号のデータ縮小を目的とせず、少なくとも、
それだけを目的とせず、それによって符号化のタイプの
選択が行われる類似の測度の決定のために、心理音響学
的計算によって決定される聴取しきい値が用いられる。
本発明の３つの態様に共通するこの概念は、従来技術と
明確な対照をなし、心理音響学的計算の観点からの符号
化のタイプの選択が可能となる。
チャネルに相当する２つの信号のスペクトル値から始め
て、心理音響学的計算によって決定される聴取しきい値
を用いて、実可聴スペクトルコンポーネントの選択又は
評価が行われ、それを基礎として符号化の少なくとも２
つのタイプの１つが選択される類似の測度が、少なくと
も２つの信号の上記のように選択され、又は、評価され
た可聴スペクトルコンポーネントを基礎として計算され
る。従来技術と対比して、本発明のこの方法では、符号
化された信号のデータ縮小を目的とせず、少なくとも、
それだけを目的とせず、それによって符号化のタイプの
選択が行われる類似の測度の決定のために、心理音響学
的計算によって決定される聴取しきい値が用いられる。
本発明の３つの態様に共通するこの概念は、従来技術と
明確な対照をなし、心理音響学的計算の観点からの符号
化のタイプの選択が可能となる。
本発明に係る方法の好ましい発展は、従属項に開示さ
れる。
れる。
本発明に係る方法を実施するための装置の好ましい実
施例を添付図面を参照して以下に詳細に説明するが、 図1aは、選択される符号化のタイプを決定するための
方法の重要な部分を実行するための装置の第１の実施例
を示し、 図1bは、選択される符号化のタイプを決定するための
方法の重要な部分を実行するための装置の第２の実施例
であり、第１の実施例と比較して、少し変更された実施
例を示し、 図２は、選択される符号化のタイプを決定するための
本発明に係る方法の重要な部分を実行するための装置の
第３の実施例を示し、 図３は、図１に記載の装置の出力信号を基礎として、
類似の測度を決定するための装置のブロック図を示し、 図４は、図２に記載の装置の出力信号を基礎として、
類似の測度を決定するための装置のブロック図を示し、 図５は、図１に記載の装置の出力信号を基礎として、
類似の測度を決定するための装置であり、図３と比較し
て変更された装置のブロック図を示し、 図６は、時間／周波数変換を実行し、短時間エネルギ
ーを決定するための図１及び図２に記載の装置の場合の
各々の信号の各々の第１のブロックの構造を説明するた
めのブロック図を示し、 図７は、等しくない時間／周波数分解能での人間の聴
力の特性に調和した変換を実行するための操作モード及
び、ハイブリッド又は多相フィルターバンクの構造を説
明するための表を示す。
施例を添付図面を参照して以下に詳細に説明するが、 図1aは、選択される符号化のタイプを決定するための
方法の重要な部分を実行するための装置の第１の実施例
を示し、 図1bは、選択される符号化のタイプを決定するための
方法の重要な部分を実行するための装置の第２の実施例
であり、第１の実施例と比較して、少し変更された実施
例を示し、 図２は、選択される符号化のタイプを決定するための
本発明に係る方法の重要な部分を実行するための装置の
第３の実施例を示し、 図３は、図１に記載の装置の出力信号を基礎として、
類似の測度を決定するための装置のブロック図を示し、 図４は、図２に記載の装置の出力信号を基礎として、
類似の測度を決定するための装置のブロック図を示し、 図５は、図１に記載の装置の出力信号を基礎として、
類似の測度を決定するための装置であり、図３と比較し
て変更された装置のブロック図を示し、 図６は、時間／周波数変換を実行し、短時間エネルギ
ーを決定するための図１及び図２に記載の装置の場合の
各々の信号の各々の第１のブロックの構造を説明するた
めのブロック図を示し、 図７は、等しくない時間／周波数分解能での人間の聴
力の特性に調和した変換を実行するための操作モード及
び、ハイブリッド又は多相フィルターバンクの構造を説
明するための表を示す。
図1aは、選択される符号化のタイプを決定するための
本発明の第１の態様に係る方法の重要な部分を実行する
ための装置のブロック図を示す。ここに示した実施例
は、２つのステレオチャネルk1,k2の分離した符号化
と、最初に引用した文献でパーセー（per se）として記
載されている“強度ステレオ符号化の方法”に係る符号
化との間のスイッチングオーバーを制御するために用い
られ得る。
本発明の第１の態様に係る方法の重要な部分を実行する
ための装置のブロック図を示す。ここに示した実施例
は、２つのステレオチャネルk1,k2の分離した符号化
と、最初に引用した文献でパーセー（per se）として記
載されている“強度ステレオ符号化の方法”に係る符号
化との間のスイッチングオーバーを制御するために用い
られ得る。
しかし、ここで強調する通り、本発明に係る方法は、
２つのステレオチャネルk1,k2の分離した符号化、又
は、強度ステレオの方法に係るチャネルの符号化を選択
するのに適しているのみならず、他方より一方がより適
している符号化の少なくとも２つの任意のタイプから符
号化のタイプを選択するのに役立ち、互いに相当の類似
を有する信号の符号化は選択されず、その結果、比較的
高いビット縮小が達成される。以下に詳細に説明される
本発明に係る方法の出願は、例えばISO/MPEG層１〜３の
ように、ステレオ信号の符号化に制限されるものではな
く、例えばMPEG2について行われるような例えばマルチ
チャネル符号化にも適している。
２つのステレオチャネルk1,k2の分離した符号化、又
は、強度ステレオの方法に係るチャネルの符号化を選択
するのに適しているのみならず、他方より一方がより適
している符号化の少なくとも２つの任意のタイプから符
号化のタイプを選択するのに役立ち、互いに相当の類似
を有する信号の符号化は選択されず、その結果、比較的
高いビット縮小が達成される。以下に詳細に説明される
本発明に係る方法の出願は、例えばISO/MPEG層１〜３の
ように、ステレオ信号の符号化に制限されるものではな
く、例えばMPEG2について行われるような例えばマルチ
チャネル符号化にも適している。
図1aで図解するように、そこに示す装置は、それぞれ
が３つの相当するブロックb1,b2,b3を有する４つの信号
処理分岐z1,z2,z3,z4を含む。
が３つの相当するブロックb1,b2,b3を有する４つの信号
処理分岐z1,z2,z3,z4を含む。
ブロックb1は、入力側の個別時間信号k1,k2,ki1,ki2
の時間／周波数変換に用いられる。入力側のオーディオ
データを時間ドメインから周波数又はスペクトルドメイ
ンに変換するためのパーセー（per se）として知られる
任意の周波数変換方法がここで考えられる。例えばFFT,
DCT,MDCTのような方法で、多相フィルターバンク又はハ
イブリッドフィルターバンクの使用がここで考えられ
る。
の時間／周波数変換に用いられる。入力側のオーディオ
データを時間ドメインから周波数又はスペクトルドメイ
ンに変換するためのパーセー（per se）として知られる
任意の周波数変換方法がここで考えられる。例えばFFT,
DCT,MDCTのような方法で、多相フィルターバンク又はハ
イブリッドフィルターバンクの使用がここで考えられ
る。
しかし、以下により詳細に説明するように、本発明で
は、人間の聴力の特性に適応した等しくない時間及び周
波数分解能を有する変換方法を用いるのが好ましい。心
理音響学の分野でパーセー（per se）として知られるよ
うなこのような方法の場合には、低周波数グループのみ
が相当する幅を有する一方、周波数グループの幅は、特
定の周波数から始めて増加するが、図７の表を参照し
て、さらに詳細に説明する。周波数グループの幅及び時
間分解能の積に対して0.5のハイゼンベルグリミット
で、周波数グループの幅が増加するに従って、時間分解
能は減少する。
は、人間の聴力の特性に適応した等しくない時間及び周
波数分解能を有する変換方法を用いるのが好ましい。心
理音響学の分野でパーセー（per se）として知られるよ
うなこのような方法の場合には、低周波数グループのみ
が相当する幅を有する一方、周波数グループの幅は、特
定の周波数から始めて増加するが、図７の表を参照し
て、さらに詳細に説明する。周波数グループの幅及び時
間分解能の積に対して0.5のハイゼンベルグリミット
で、周波数グループの幅が増加するに従って、時間分解
能は減少する。
第２のブロックb2では、変換によって得られたスペク
トル値は、例えば相当する時間の二乗と合計によって、
独立周波数グループバンドに対する短時間エネルギー値
へと変換される。このようにして得られた独立周波数グ
ループの幅に対する短時間エネルギー値は、心理音響学
的マスキング効果を考慮する目的で実エネルギーから実
可聴コンポーネントのみを得るために、関連する信号に
対する心理音響学的計算から得られる聴取しきい値を用
いて、第３のブロックb3において、選択され、又は、評
価される。本発明の目的のために必須ではないが、ブロ
ックb3において、人間の内耳のモデル評価の目的で、内
部表現又はさらにイメージを実行することも可能であ
り、このモデル評価は、人間の内耳の非直線性を描写し
ている。この目的のためにｘαの形の関数が、例えば指
数αが0.1＜α＜10の範囲で用いられる。
トル値は、例えば相当する時間の二乗と合計によって、
独立周波数グループバンドに対する短時間エネルギー値
へと変換される。このようにして得られた独立周波数グ
ループの幅に対する短時間エネルギー値は、心理音響学
的マスキング効果を考慮する目的で実エネルギーから実
可聴コンポーネントのみを得るために、関連する信号に
対する心理音響学的計算から得られる聴取しきい値を用
いて、第３のブロックb3において、選択され、又は、評
価される。本発明の目的のために必須ではないが、ブロ
ックb3において、人間の内耳のモデル評価の目的で、内
部表現又はさらにイメージを実行することも可能であ
り、このモデル評価は、人間の内耳の非直線性を描写し
ている。この目的のためにｘαの形の関数が、例えば指
数αが0.1＜α＜10の範囲で用いられる。
上述の計算は、値x1,x2を得るために、第１の２つの
分岐z1,z2内のステレオ信号の２つの原チャネルk1,k2の
ためだけに行われるのではない。同様に、これらの計算
は、出力値xi1,xi2を形成するために、符号化の誤りに
影響される２つの信号ki1,ki2のために実行され、符号
化の誤りに影響される値は、より大きな類似の場合に適
用される符号化のタイプを使用して後者を最初に符号化
することによって、２つの原チャネルk1,k2から得ら
れ、符号化のこのタイプは、好ましい実施例では、強度
ステレオタイプの符号化である。このように通常の符号
化によって得られた符号化された信号は、符号化の誤り
に影響される信号ki1,ki2を得るために、強度ステレオ
の方法を用いて、パーセー（per se）として知られる方
法で復号される。
分岐z1,z2内のステレオ信号の２つの原チャネルk1,k2の
ためだけに行われるのではない。同様に、これらの計算
は、出力値xi1,xi2を形成するために、符号化の誤りに
影響される２つの信号ki1,ki2のために実行され、符号
化の誤りに影響される値は、より大きな類似の場合に適
用される符号化のタイプを使用して後者を最初に符号化
することによって、２つの原チャネルk1,k2から得ら
れ、符号化のこのタイプは、好ましい実施例では、強度
ステレオタイプの符号化である。このように通常の符号
化によって得られた符号化された信号は、符号化の誤り
に影響される信号ki1,ki2を得るために、強度ステレオ
の方法を用いて、パーセー（per se）として知られる方
法で復号される。
出力信号x1,x2,xi1,xi2を基礎として、符号化の各々
のより有利なタイプを選択するための類似の測度の決定
は、様々な方法で行われ、図３および図５を参照して以
下の記載で説明する。しかし、符号化の誤りに影響され
ない関連する信号x1又はx2を参照して、符号化の誤りに
影響される出力信号xi1又はxi2の１つの類似だけの評価
だけで十分である。それから類似の測度が得られる出力
側のこれらのスペクトル値の間の誤りの測度は、減法に
よって最も簡単なケースで決定され得るが、計算のこの
タイプが唯一の可能なものではない。
のより有利なタイプを選択するための類似の測度の決定
は、様々な方法で行われ、図３および図５を参照して以
下の記載で説明する。しかし、符号化の誤りに影響され
ない関連する信号x1又はx2を参照して、符号化の誤りに
影響される出力信号xi1又はxi2の１つの類似だけの評価
だけで十分である。それから類似の測度が得られる出力
側のこれらのスペクトル値の間の誤りの測度は、減法に
よって最も簡単なケースで決定され得るが、計算のこの
タイプが唯一の可能なものではない。
図1bは、選択される符号化のタイプを決定するための
方法の重要な部分を実行するための装置の第２の実施例
であり、第１の実施例と比較して、少し変更された実施
例を示す。本発明のこの実施例では、第３及び第４の分
岐z3,z4内の信号k1,k2は、ブロックb1において、最初に
周波数ドメインに変換され、周波数ドメインへの変換後
まで、高い類似の測度の決定の場合に使用される符号化
のタイプに従属せず、符号化の誤りに影響される２つの
信号ki1,ki2を生成するために、再び復合される。符号
化の誤りに影響される信号ki1,ki2のスペクトル値xi1,x
i2及び符号化の誤りに影響されるこれらの信号と関連す
る信号のスペクトル値の両方から始めて、心理音響学的
計算によって決定される聴取しきい値が、各々の実可聴
スペクトルコンポーネントの選択又は評価のために用い
られる。続いて、それを基礎として符号化の少なくとも
２つのタイプの１つが選択される類似の測度が、少なく
とも符号化の誤りに影響される信号および関連する信号
の上記のように選択され、又は、評価された可聴スペク
トルコンポーネントを基礎として計算される。
方法の重要な部分を実行するための装置の第２の実施例
であり、第１の実施例と比較して、少し変更された実施
例を示す。本発明のこの実施例では、第３及び第４の分
岐z3,z4内の信号k1,k2は、ブロックb1において、最初に
周波数ドメインに変換され、周波数ドメインへの変換後
まで、高い類似の測度の決定の場合に使用される符号化
のタイプに従属せず、符号化の誤りに影響される２つの
信号ki1,ki2を生成するために、再び復合される。符号
化の誤りに影響される信号ki1,ki2のスペクトル値xi1,x
i2及び符号化の誤りに影響されるこれらの信号と関連す
る信号のスペクトル値の両方から始めて、心理音響学的
計算によって決定される聴取しきい値が、各々の実可聴
スペクトルコンポーネントの選択又は評価のために用い
られる。続いて、それを基礎として符号化の少なくとも
２つのタイプの１つが選択される類似の測度が、少なく
とも符号化の誤りに影響される信号および関連する信号
の上記のように選択され、又は、評価された可聴スペク
トルコンポーネントを基礎として計算される。
本発明に係る第３の方法の各々のより適切な符号化の
方法の選択のために、類似の測度を決定するための装置
を図２に示す。図1a及び図1bと比較して、図２の装置
は、図1a及び図1bの第１の２つの分岐z1,z2と全く同じ
く一致することがわかる。第３及び第４の分岐z3,z4
は、ここでは取り除くことができる。第１の２つの分岐
z1,z2の同一性から、これらの分岐のブロックによって
実行される信号処理の新しい説明は不要である。図２の
装置では、時間／周波数変換及び短時間エネルギー値の
形成及びそれらの選択又は変換が、原チャネルk1,k2の
実可聴スペクトルコンポーネントx1,x2を得るために、
２つの原チャネルk1,k2を基礎として使用され、これら
の実可聴の選択又は評価されたスペクトルコンポーネン
トx1,x2の類似の測度は、しきい値ｋと比較される。類
似の測度がしきい値ｋを越えたならば、より高いデータ
縮小を基礎として、ほぼ相当するステレオ信号の符号化
により適する符号化のタイプが選択される。好ましい実
施例では、これには、強度ステレオ符号化の方法が用い
られる。類似の測度がこのしきい値ｋ以下ならば、好ま
しい実施例では、チャネルは、分離して符号化される。
方法の選択のために、類似の測度を決定するための装置
を図２に示す。図1a及び図1bと比較して、図２の装置
は、図1a及び図1bの第１の２つの分岐z1,z2と全く同じ
く一致することがわかる。第３及び第４の分岐z3,z4
は、ここでは取り除くことができる。第１の２つの分岐
z1,z2の同一性から、これらの分岐のブロックによって
実行される信号処理の新しい説明は不要である。図２の
装置では、時間／周波数変換及び短時間エネルギー値の
形成及びそれらの選択又は変換が、原チャネルk1,k2の
実可聴スペクトルコンポーネントx1,x2を得るために、
２つの原チャネルk1,k2を基礎として使用され、これら
の実可聴の選択又は評価されたスペクトルコンポーネン
トx1,x2の類似の測度は、しきい値ｋと比較される。類
似の測度がしきい値ｋを越えたならば、より高いデータ
縮小を基礎として、ほぼ相当するステレオ信号の符号化
により適する符号化のタイプが選択される。好ましい実
施例では、これには、強度ステレオ符号化の方法が用い
られる。類似の測度がこのしきい値ｋ以下ならば、好ま
しい実施例では、チャネルは、分離して符号化される。
選択される符号化のタイプを決定する本発明に係る方
法を実行するための図1a及び図1bに示す装置の出力信号
を処理するのが可能な装置を図３に示す。ここで、スペ
クトル符号化の誤りx1引くxi1,x2引くxi2が、各々、し
きい値ｋと比較される。２つの誤り値x1引くxi1,x2引く
xi2が、各々、しきい値ｋ以下ならば、より強いデータ
縮小方法が用いられ、好ましい実施例では、強度ステレ
オの方法である。
法を実行するための図1a及び図1bに示す装置の出力信号
を処理するのが可能な装置を図３に示す。ここで、スペ
クトル符号化の誤りx1引くxi1,x2引くxi2が、各々、し
きい値ｋと比較される。２つの誤り値x1引くxi1,x2引く
xi2が、各々、しきい値ｋ以下ならば、より強いデータ
縮小方法が用いられ、好ましい実施例では、強度ステレ
オの方法である。
図５は、選択される符号化のタイプを決定する図1a及
び図1bに示す装置の出力信号を基礎として、図３に係る
類似の測度を決定するための装置の変更された実施例を
示す。２つの相互に相当する回路セクションは、xi1引
くx1,xi2引くx2の差が、各々、符号化の誤り信号を生成
するために形成されるノード及び各々の場合に１つの信
号ブロックを通して、各々の相当する有効信号x1及びx2
のみならず、各々の誤り信号xi1引くx1,xi2引くx2を合
計するための２つのブロックb4,b5を各々含む。これら
の誤り及び有効信号コンポーネントのブロックでの絶対
合計後、合計された絶対誤り信号の商が、合計された絶
対有効信号を参照して、さらに先のブロックb6で形成さ
れ、しきい値ｋと比較される。誤りの関連する測度が、
２つのチャネルの１つで、しきい値ｋを越えると、いか
なる強度ステレオ符合化も行われないが、分離した符号
化が使用されなければならない。
び図1bに示す装置の出力信号を基礎として、図３に係る
類似の測度を決定するための装置の変更された実施例を
示す。２つの相互に相当する回路セクションは、xi1引
くx1,xi2引くx2の差が、各々、符号化の誤り信号を生成
するために形成されるノード及び各々の場合に１つの信
号ブロックを通して、各々の相当する有効信号x1及びx2
のみならず、各々の誤り信号xi1引くx1,xi2引くx2を合
計するための２つのブロックb4,b5を各々含む。これら
の誤り及び有効信号コンポーネントのブロックでの絶対
合計後、合計された絶対誤り信号の商が、合計された絶
対有効信号を参照して、さらに先のブロックb6で形成さ
れ、しきい値ｋと比較される。誤りの関連する測度が、
２つのチャネルの１つで、しきい値ｋを越えると、いか
なる強度ステレオ符合化も行われないが、分離した符号
化が使用されなければならない。
ここでの目的は、図６を参照して、各々、図1a,図1b
及び図２に記載の分岐z1,z2及びz1〜z4のブロックb1及
びb2の可能な実施例について説明することである。しか
し、単オーディオ信号の時間／周波数変換及び短時間エ
ネルギー値の形成は、共に、符号化のタイプの選択の分
野の当業者にとってそうでないとしても、符号化の分野
の当業者にとっては、知られている方法であることをこ
こで強調しておく。
及び図２に記載の分岐z1,z2及びz1〜z4のブロックb1及
びb2の可能な実施例について説明することである。しか
し、単オーディオ信号の時間／周波数変換及び短時間エ
ネルギー値の形成は、共に、符号化のタイプの選択の分
野の当業者にとってそうでないとしても、符号化の分野
の当業者にとっては、知られている方法であることをこ
こで強調しておく。
図６に示すように、単入力信号は、32（０〜31）の
“多バンド”での時間単入力信号の時間／周波数変換を
行う多相フィルターバンクPFに供給される。これらのバ
ンドに関しては、図７の右側の部分の“多相実装",左及
び中央欄を参照できる。当業者が図７から理解できるよ
うに、各々のスケールファクタバンドに対するバンド幅
は、人間の聴力の特性の周波数グループ幅及び関連する
時間分解能をシミュレーションするために、周波数の点
で低いスケールファクタバンド数の場合には一定であ
り、限界周波数まで上がらない。32の多バンド（０〜3
1）のスペクトル値は、ブロックb2aで、続いて、多相フ
ィルターバンクb1で、エネルギー値を形成するために二
乗される。一方、これに続くブロックでは、各々異なる
合計長さ（図７の右側の欄を比較する）を通して、各々
のスケールファクタバンドに対する短時間エネルギー値
を計算するために、合計が行われ、合計長さは、各々、
合計される連続値の数を示す。さらに、32の多バンド
が、適当な周波数バンドを結合することによって、スケ
ールファクタバンドの縮小数を形成するために結合され
る。ISO層IIIの場合には、21のスケールファクタバンド
の合計が選択され、短時間エネルギーの形成は、SB−N
o.10からの連続値の合計によって、各々のスケールファ
クタバンドのために実装される。
“多バンド”での時間単入力信号の時間／周波数変換を
行う多相フィルターバンクPFに供給される。これらのバ
ンドに関しては、図７の右側の部分の“多相実装",左及
び中央欄を参照できる。当業者が図７から理解できるよ
うに、各々のスケールファクタバンドに対するバンド幅
は、人間の聴力の特性の周波数グループ幅及び関連する
時間分解能をシミュレーションするために、周波数の点
で低いスケールファクタバンド数の場合には一定であ
り、限界周波数まで上がらない。32の多バンド（０〜3
1）のスペクトル値は、ブロックb2aで、続いて、多相フ
ィルターバンクb1で、エネルギー値を形成するために二
乗される。一方、これに続くブロックでは、各々異なる
合計長さ（図７の右側の欄を比較する）を通して、各々
のスケールファクタバンドに対する短時間エネルギー値
を計算するために、合計が行われ、合計長さは、各々、
合計される連続値の数を示す。さらに、32の多バンド
が、適当な周波数バンドを結合することによって、スケ
ールファクタバンドの縮小数を形成するために結合され
る。ISO層IIIの場合には、21のスケールファクタバンド
の合計が選択され、短時間エネルギーの形成は、SB−N
o.10からの連続値の合計によって、各々のスケールファ
クタバンドのために実装される。
心理音響学的に計算された聴取しきい値の使用による
聴度の点での個々のスペクトル値の重み付けは、一般的
な専門知識であるので、図６と図１又は図２に係るブロ
ックb3のより詳細な実施例は再現しないこととする。
聴度の点での個々のスペクトル値の重み付けは、一般的
な専門知識であるので、図６と図１又は図２に係るブロ
ックb3のより詳細な実施例は再現しないこととする。
聴取しきい値の計算の目的で以下の専門文献が参照で
きる。「ISO/IEC 11172 国際標準“1.5Mbit/sまでのデ
ィジタル記憶媒体の動画及び関連するオーディオの符号
化",第３部：オーディオ，付録D:心理音響学的モデル」 聴度及び内部表現の点でのスペクトルコンポーネント
の重み付けに関しては、以下の標準文献が参照できる。
きる。「ISO/IEC 11172 国際標準“1.5Mbit/sまでのデ
ィジタル記憶媒体の動画及び関連するオーディオの符号
化",第３部：オーディオ，付録D:心理音響学的モデル」 聴度及び内部表現の点でのスペクトルコンポーネント
の重み付けに関しては、以下の標準文献が参照できる。
「ジョン ジー ビアエンド，ジャン エー ステマ
ーディンク著：“心理音響学的音表現に基づく知覚オー
ディオ質測度",オーディオ工学協会誌,40巻,No.12,1992
年12月」 「イー ジッカー，エッチ ファステル著：“心理音
響学",スプリンガー フェアラーク，ベルリン ハイデ
ルベルク,1990年,8.7.1章“特定ラウドネス”」
ーディンク著：“心理音響学的音表現に基づく知覚オー
ディオ質測度",オーディオ工学協会誌,40巻,No.12,1992
年12月」 「イー ジッカー，エッチ ファステル著：“心理音
響学",スプリンガー フェアラーク，ベルリン ハイデ
ルベルク,1990年,8.7.1章“特定ラウドネス”」
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エベルライン エルンスト ドイツ連邦共和国 Ｄ―91091 グロー センゼーバッハ ヴァルトシュトラーセ 28 ベー (72)発明者 ブランデンブルク カールハインツ ドイツ連邦共和国 Ｄ―91054 エアラ ンゲン ハーグシュトラーセ 32 (72)発明者 ザイツァー ディーター ドイツ連邦共和国 Ｄ―91054 エアラ ンゲン フンボルトシュトラーセ 14 (56)参考文献 特開 平６−242798（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−242797（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−167927（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−501666（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−508375（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03M 7/30 G10L 9/18 H04N 5/00 H04S 5/00,7/00
Claims (9)
- 【請求項１】信号の周波数ドメインへの変換が行われ、
スペクトル値から始めて、符号化の少なくとも２つのタ
イプの選択された１つを基礎として、類似の測度が決定
される、少なくとも２つの信号（k1,k2）を符号化する
ために選択される符号化のタイプの決定方法において、 符号化の誤りに影響される少なくとも１つの信号（ki1,
ki2）を生成するために、高い類似の測度の決定の場合
に用いられる符号化のタイプで、信号（k1,k2）の少な
くとも１つが符号化され、復号され、 符号化の誤りに影響される信号（ki1,ki2）及び符号化
の誤りに影響されない関連する信号（k1,k2）が周波数
ドメインに変換され、 符号化の誤りに影響される信号のスペクトル値及び符号
化の誤りに影響されない関連する信号のスペクトル値の
両方から始めて、心理音響学的計算によって決定される
聴取しきい値を用いて、各々の実可聴スペクトルコンポ
ーネントの選択又は評価が行われ、 少なくとも符号化の誤りに影響される信号及び符号化の
誤りに影響されない関連する信号の上記のように選択さ
れ又は評価された可聴スペクトルコンポーネントを基礎
として、類似の測度が計算されることを特徴とする、方
法。 - 【請求項２】信号の周波数ドメインへの変換が行われ、
スペクトル値から始めて、符号化の少なくとも２つのタ
イプの選択された１つを基礎として、類似の測度が決定
される、少なくとも２つの信号（k1,k2）を符号化する
ために選択される符号化のタイプの決定方法において、 周波数ドメインへの変換後、符号化の誤りに影響される
少なくとも１つの信号（ki1,ki2）を生成するために、
高い類似の測度の決定の場合に用いられる符号化のタイ
プで、信号（k1,k2）の少なくとも１つが符号化され、
復号され、 符号化の誤りに影響される信号のスペクトル値及び符号
化の誤りに影響されない関連する信号のスペクトル値の
両方から始めて、心理音響学的計算によって決定される
聴取しきい値を用いて、各々の実可聴スペクトルコンポ
ーネントの選択又は評価が行われ、 少なくとも符号化の誤りに影響される信号及び符号化の
誤りに影響されない関連する信号の上記のように選択さ
れ又は評価された可聴スペクトルコンポーネントを基礎
として、類似の測度が計算されることを特徴とする、方
法。 - 【請求項３】少なくとも２つの信号の周波数ドメインへ
の変換が行われ、スペクトル値から始めて、符号化の少
なくとも２つのタイプの選択された１つを基礎として、
これらの信号の相互の類似に対する類似の測度が決定さ
れる、少なくとも２つの信号（k1,k2）を符号化するた
めに選択される符号化のタイプの決定方法において、 各々の信号（k1,k2）のスペクトル値から始めて、心理
音響学的計算によって決定される聴取しきい値を用い
て、実可聴スペクトルコンポーネントの選択又は評価が
行われ、 符号化のタイプを選択する目的のための少なくとも２つ
の信号（k1,k2）の上記のように選択され又は評価され
た可聴スペクトルコンポーネントを基礎として、類似の
測度が決定されることを特徴とする、方法。 - 【請求項４】各々の信号（k1,k2）の実可聴スペクトル
コンポーネントの選択又は評価の目的のために、周波数
グループ幅の機能として選択される周波数ドメイン内の
短時間エネルギー値が最初に決定され、 可聴エネルギー値が、計算された聴取しきい値と比較す
ることによって、これらの短時間エネルギー値から選択
され、又は、評価されることを特徴とする、請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】周波数グループ幅の増加の場合に関する周
波数ドメインに対する人間の耳の時間分解能に従って減
少する周期の間、各々の周波数ドメインに対して、短時
間エネルギー値が決定されることを特徴とする、請求項
４に記載の方法。 - 【請求項６】実可聴スペクトル値を選択し、又は、評価
する目的のため、人間の内耳の非直線性を描写した機能
が、選択又は評価されたスペクトルコンポーネントに適
用されることを特徴とする、請求項４または請求項５に
記載の方法。 - 【請求項７】人間の内耳の非直線性を描写した機能は
（Ｘα）の形で、指数αは0.1＜α＜10の範囲であるこ
とを特徴とする、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】関連する少なくとも１つの信号（k1,k2）
のスペクトルコンポーネント（x1,x2）のみならず、符
号化の誤りに影響される少なくとも１つの信号（ki1,ki
2）の実可聴スペクトルコンポーネント（xi1,xi2）の変
換及び選択又は評価は、各々のチャネルに対して行わ
れ、 類似の測度は、各チャネルに対する誤りの各々の測度を
基礎として決定され、誤りの各々の測度は、符号化の誤
りに影響されない関連する信号（x1,x2）のみならず、
符号化の誤りに影響される信号（ki1,ki2）の可聴スペ
クトルコンポーネント（xi1,x1;xi2,x2）を基礎として
各々のチャネルに対して決定されることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の方法。 - 【請求項９】類似の測度は、しきい値（ｋ）と比較さ
れ、 類似の測度がしきい値ｋを下まわる場合、チャネルの分
離した符号化が行われる一方、他の場合には、チャネル
の強度ステレオ符号化が行われることを特徴とする、請
求項１ないし請求項８のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4331376.0 | 1993-09-15 | ||
| DE4331376A DE4331376C1 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Verfahren zum Bestimmen der zu wählenden Codierungsart für die Codierung von wenigstens zwei Signalen |
| DE4345171A DE4345171C2 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Verfahren zum Bestimmen der zu wählenden Codierungsart für die Codierung von wenigstens zwei Signalen |
| DE4345171.3 | 1993-09-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08507424A JPH08507424A (ja) | 1996-08-06 |
| JP2800068B2 true JP2800068B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=25929591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7508926A Expired - Lifetime JP2800068B2 (ja) | 1993-09-15 | 1994-07-08 | 少なくとも２つの信号を符号化するために選択される符号化のタイプの決定方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5736943A (ja) |
| EP (1) | EP0719483B1 (ja) |
| JP (1) | JP2800068B2 (ja) |
| KR (1) | KR0171100B1 (ja) |
| AT (1) | ATE152871T1 (ja) |
| AU (1) | AU678270B2 (ja) |
| CA (1) | CA2161263C (ja) |
| DE (1) | DE4331376C1 (ja) |
| DK (1) | DK0719483T3 (ja) |
| RU (1) | RU2124272C1 (ja) |
| WO (1) | WO1995008227A1 (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4437287C2 (de) * | 1994-10-18 | 1996-10-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Messung der Erhaltung stereophoner Audiosignale und Verfahren zur Erkennung gemeinsam codierter stereophoner Audiosignale |
| US5812971A (en) * | 1996-03-22 | 1998-09-22 | Lucent Technologies Inc. | Enhanced joint stereo coding method using temporal envelope shaping |
| DE19628293C1 (de) * | 1996-07-12 | 1997-12-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Codieren und Decodieren von Audiosignalen unter Verwendung von Intensity-Stereo und Prädiktion |
| DE19628292B4 (de) * | 1996-07-12 | 2007-08-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Codieren und Decodieren von Stereoaudiospektralwerten |
| DE19706268A1 (de) * | 1997-02-18 | 1998-08-20 | Christian Wenz | Dateiformatspezifisches Packverfahren |
| DE19730130C2 (de) * | 1997-07-14 | 2002-02-28 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum Codieren eines Audiosignals |
| DE19742655C2 (de) * | 1997-09-26 | 1999-08-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zum Codieren eines zeitdiskreten Stereosignals |
| US6012025A (en) * | 1998-01-28 | 2000-01-04 | Nokia Mobile Phones Limited | Audio coding method and apparatus using backward adaptive prediction |
| JP4831117B2 (ja) * | 1998-10-13 | 2011-12-07 | 日本ビクター株式会社 | 音声符号化方法及び音声復号方法 |
| DE60132853D1 (de) * | 2000-07-07 | 2008-04-03 | Nokia Siemens Networks Oy | Verfahren und Vorrichtung für die perzeptuelle Tonkodierung von einem mehrkanal Tonsignal mit Verwendung der kaskadierten diskreten Cosinustransformation oder der modifizierten diskreten Cosinustransformation |
| JP4618873B2 (ja) * | 2000-11-24 | 2011-01-26 | パナソニック株式会社 | オーディオ信号符号化方法、オーディオ信号符号化装置、音楽配信方法、および、音楽配信システム |
| US6654827B2 (en) | 2000-12-29 | 2003-11-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Portable computer system with an operating system-independent digital data player |
| US7539615B2 (en) * | 2000-12-29 | 2009-05-26 | Nokia Siemens Networks Oy | Audio signal quality enhancement in a digital network |
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