JP5236040B2 - 符号化装置、復号装置、符号化方法および復号方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る音声符号化装置100の主要な構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る音声符号化装置および音声復号装置の構成として、2レイヤのスケーラブル構成をとる例にとって説明する。なお、第1レイヤは基本レイヤを構成し、第2レイヤは拡張レイヤを構成する。
本発明の実施の形態2に係る音声符号化装置および音声復号装置は、実施の形態1に示した音声符号化装置100および音声復号装置200と同様な構成を有して同様な動作を行い、用いる形状ベクトル符号帳のみにおいて相違する。
本発明の実施の形態3においては、音声信号のスペクトルの中でトーナリティの強い範囲(領域)を選択し、選択された範囲に限定して符号化を行う点において、実施の形態1と相違する。
本発明の実施の形態4においては、フレーム毎にトーナリティの程度を判断し、その結果に応じて形状ベクトル符号化およびゲイン符号化の順序を決定する。
図23は、本発明の実施の形態5に係る音声符号化装置600の主要な構成を示すブロック図である。
図27は、本発明の実施の形態6に係る音声符号化装置800の主要な構成を示すブロック図である。なお、音声符号化装置800は、図23に示した音声符号化装置600と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明の実施の形態7においては、音声符号化装置および音声復号装置が1つの基本レイヤと複数の拡張レイヤとからなる3階層以上の構成をとる場合、各拡張レイヤにおいて符号化対象となる範囲の選択について説明する。
102、601 第1レイヤ符号化部
103、602 第1レイヤ復号部
104 減算器
105、305、505、606 第2レイヤ符号化部
151 サブバンド構成部
152、555、352 形状ベクトル符号化部
153 ゲインベクトル構成部
154 ゲインベクトル符号化部
155 多重化部
106 多重化部
201 分離部
202 第1レイヤ復号部
203 第2レイヤ復号部
204 加算器
205 切替部
206 時間領域変換部
207 ポストフィルタ
351 範囲選択部
551 トーナリティ判定部
552、556 切替部
553 ゲイン符号化部
554 正規化部
611 ダウンサンプリング部
612 コア符号化部
621 コア復号部
622 アップサンプリング部
623 高域成分付与部
Claims (12)
- 入力信号を符号化して第1レイヤ符号化データを得る第1レイヤ符号化手段と、
前記第1レイヤ符号化データを復号して第1レイヤ復号信号を得る第1レイヤ復号手段と、
前記入力信号と前記第1レイヤ復号信号との差である第1レイヤ誤差信号をフィルタリングし重み付き第1レイヤ誤差信号を得る重みフィルタ手段と、
前記重み付き第1レイヤ誤差信号を周波数領域に変換し第1レイヤ誤差変換係数を算出する第1レイヤ誤差変換係数算出手段と、
前記第1レイヤ誤差変換係数を符号化して第2レイヤ符号化データを得る第2レイヤ符号化手段と、
を具備する符号化装置であって、
前記第2レイヤ符号化手段は、
所定の周波数よりも低い周波数に位置する帯域を含みかつ所定の第1の帯域幅を持つ帯域に含まれる前記第1レイヤ誤差変換係数を参照して、前記帯域に所定の数のパルスを配置して第1形状ベクトルを生成するとともに、前記所定の数のパルスの位置から第1形状符号化情報を生成する第1形状ベクトル符号化手段と、
前記帯域に含まれる前記第1レイヤ誤差変換係数と前記第1形状ベクトルとを用いて所定の第2の帯域幅を持つサブバンド毎にターゲットゲインを算出するターゲットゲイン算出手段と、
前記サブバンド毎に算出された複数のターゲットゲインを用いて1つのゲインベクトルを構成するゲインベクトル構成手段と、
前記ゲインベクトルに対し符号化を行って第1ゲイン符号化情報を得るゲインベクトル符号化手段と、を具備する、
符号化装置。 - 前記第2レイヤ符号化手段は、
任意数の隣接する前記サブバンドを用いて構成される複数の範囲のトーナリティを算出し、前記複数の範囲の中から前記トーナリティが最も高い1つを選択する範囲選択手段、
をさらに具備し、
前記第1形状ベクトル符号化手段、前記ゲインベクトル構成手段、および前記ゲインベクトル符号化手段は、前記選択された範囲を構成する複数のサブバンドに対し動作する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記第2レイヤ符号化手段は、
任意数の隣接する前記サブバンドを用いて構成される複数の範囲の平均エネルギを算出し、前記複数の範囲の中から前記平均エネルギが最も高い1つを選択する範囲選択手段、
をさらに具備し、
前記第1形状ベクトル符号化手段、前記ゲインベクトル構成手段、および前記ゲインベクトル符号化手段は、前記選択された範囲を構成する複数のサブバンドに対し動作する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記第2レイヤ符号化手段は、
任意数の隣接する前記サブバンドを用いて構成される複数の範囲の聴感重み付きエネルギを算出し、前記複数の範囲の中から前記聴感重み付きエネルギが最も高い1つを選択する範囲選択手段、
をさらに具備し、
前記第1形状ベクトル符号化手段、前記ゲインベクトル構成手段、および前記ゲインベクトル符号化手段は、前記選択された範囲を構成する複数のサブバンドに対し動作する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記第2レイヤ符号化手段は、
任意数の隣接する前記サブバンドを用いて複数の範囲を構成し、任意数の前記範囲を用いて複数の部分帯域を構成し、前記複数の部分帯域各々において、平均エネルギが最も高い1つの範囲を選択し、選択した複数の範囲を結合して結合範囲を構成する範囲選択手段、
をさらに具備し、
前記第1形状ベクトル符号化手段、前記ゲインベクトル構成手段、および前記ゲインベクトル符号化手段は、前記選択された結合範囲を構成する複数のサブバンドに対し動作する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記範囲選択手段は、前記複数の部分帯域の少なくとも1つにおいて、常に予め特定された固定の範囲を選択する、
請求項5記載の符号化装置。 - 前記第2レイヤ符号化手段は、
前記入力信号のトーナリティの強さを判定するトーナリティ判定手段、
をさらに具備し、
前記入力信号のトーナリティの強さが所定レベル以上と判定した場合に、
前記残差信号を複数のサブバンドに分割し、
前記複数のサブバンドそれぞれに対し符号化を行って第1形状符号化情報を得るとともに、前記複数のサブバンドそれぞれのターゲットゲインを算出し、
前記複数のターゲットゲインを用いて1つのゲインベクトルを構成し、
前記ゲインベクトルに対し符号化を行って第1ゲイン符号化情報を得る、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記第1レイヤ符号化手段は、
前記入力信号に対しダウンサンプリングを行ってダウンサンプリング信号を得るダウンサンプリング手段と、
前記ダウンサンプリング信号に対し符号化を行い符号化データであるコア符号化データを得るコア符号化手段と、
を具備し、
前記第1レイヤ復号手段は、
前記コア符号化データを復号しコア復号信号を得るコア復号手段と、
前記コア復号信号に対しアップサンプリングを行ってアップサンプリング信号を得るアップサンプリング手段と、
前記アップサンプリング信号の高域成分を雑音で代用する代用手段と、
を具備する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記複数のサブバンドの変換係数それぞれのゲインを符号化して第2ゲイン符号化情報を得るゲイン符号化手段と、
前記ゲイン符号化情報を復号して得られる復号ゲインを用い、前記複数のサブバンドの変換係数それぞれを正規化して正規化形状ベクトルを得る正規化手段と、
前記複数の正規化形状ベクトルそれぞれを符号化して第2形状符号化情報を得る第2形状ベクトル符号化手段と、
フレーム毎に前記入力信号のトーナリティを算出し、前記トーナリティが前記閾値以上であると判定した場合には前記複数のサブバンドの変換係数を前記第1形状ベクトル符号化手段に出力し、前記トーナリティが前記閾値より小さいと判定した場合には前記複数のサブバンドの変換係数を前記ゲイン符号化手段に出力する判定手段と、
をさらに具備する請求項1記載の符号化装置。 - 入力信号を符号化して第1レイヤ符号化データを得る第1レイヤ符号化ステップと、
前記第1レイヤ符号化データを復号して第1レイヤ復号信号を得る第1レイヤ復号ステップと、
前記入力信号と前記第1レイヤ復号信号との差である第1レイヤ誤差信号をフィルタリングし重み付き第1レイヤ誤差信号を得る重みフィルタステップと、
前記重み付き第1レイヤ誤差信号を周波数領域に変換し第1レイヤ誤差変換係数を算出する第1レイヤ誤差変換係数算出ステップと、
前記第1レイヤ誤差変換係数を符号化して第2レイヤ符号化データを得る第2レイヤ符号化ステップと、
を具備する符号化方法であって、
前記第2レイヤ符号化ステップは、
所定の周波数よりも低い周波数に位置する帯域を含みかつ所定の第1の帯域幅を持つ帯域に含まれる前記第1レイヤ誤差変換係数を参照して、前記帯域に所定の数のパルスを配置して第1形状ベクトルを生成するとともに、前記所定の数のパルスの位置から第1形状符号化情報を生成する第1形状ベクトル符号化ステップと、
前記帯域に含まれる前記第1レイヤ誤差変換係数と前記第1形状ベクトルとを用いて所定の第2の帯域幅を持つサブバンド毎にターゲットゲインを算出するターゲットゲイン算出ステップと、
前記サブバンド毎に算出された複数のターゲットゲインを用いて1つのゲインベクトルを構成するゲインベクトル構成ステップと、
前記ゲインベクトルに対し符号化を行って第1ゲイン符号化情報を得るゲインベクトル符号化ステップと、を具備する、
符号化方法。 - 符号化装置において入力信号を符号化して生成された第1レイヤ符号化データを入力し、前記第1レイヤ符号化データを復号して第1レイヤ復号信号を生成する第1レイヤ復号手段と、
前記符号化装置において前記第1レイヤ符号化データを復号して生成された信号と前記入力信号との差の信号を周波数領域に変換して算出された第1レイヤ誤差変換係数を符号化して生成された第2レイヤ符号化データを入力し、前記第2レイヤ符号化データを復号して第1レイヤ復号誤差変換係数を生成する第2レイヤ復号手段と、
前記第1レイヤ復号誤差変換係数を時間領域に変換して第1レイヤ復号誤差信号を生成する時間領域変換手段と、
前記第1レイヤ復号信号と前記第1レイヤ復号誤差信号とを加算して復号信号を生成する加算手段と、
を具備する復号装置であって、
前記第2レイヤ符号化データは、
前記第1レイヤ誤差変換係数の一部の帯域に対して、振幅値の大きい複数の変換係数の位置にパルスを配置して生成される形状ベクトルの複数のパルスの位置から求められる形状符号化情報と、
前記形状ベクトルを複数のサブバンドに分割し、前記第1レイヤ誤差変換係数の前記一部の帯域を複数のサブバンドに分割し、前記サブバンド毎に前記形状ベクトルと前記第1レイヤ誤差変換係数とを用いてターゲットゲインを算出し、複数の前記ターゲットゲインを用いて構成される1つのゲインベクトルを符号化して得られるゲイン符号化情報と、を含む、
復号装置。 - 符号化装置において入力信号を符号化して生成された第1レイヤ符号化データを入力し、前記第1レイヤ符号化データを復号して第1レイヤ復号信号を生成する第1レイヤ復号ステップと、
前記符号化装置において前記第1レイヤ符号化データを復号して生成された信号と前記入力信号との差の信号を周波数領域に変換して算出された第1レイヤ誤差変換係数を符号化して生成された第2レイヤ符号化データを入力し、前記第2レイヤ符号化データを復号して第1レイヤ復号誤差変換係数を生成する第2レイヤ復号ステップと、
前記第1レイヤ復号誤差変換係数を時間領域に変換して第1レイヤ復号誤差信号を生成する時間領域変換ステップと、
前記第1レイヤ復号信号と前記第1レイヤ復号誤差信号とを加算して復号信号を生成する加算ステップと、
を具備する復号方法であって、
前記第2レイヤ符号化データは、
前記第1レイヤ誤差変換係数の一部の帯域に対して、振幅値の大きい複数の変換係数の位置にパルスを配置して生成される形状ベクトルの複数のパルスの位置から求められる形状符号化情報と、
前記形状ベクトルを複数のサブバンドに分割し、前記第1レイヤ誤差変換係数の前記一部の帯域を複数のサブバンドに分割し、前記サブバンド毎に前記形状ベクトルと前記第1レイヤ誤差変換係数とを用いてターゲットゲインを算出し、複数の前記ターゲットゲインを用いて構成される1つのゲインベクトルを符号化して得られるゲイン符号化情報と、を含む、
復号方法。
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