JP5700713B2 - ミキサー、ミキシング方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
は正の整数、kはフレーム指数を示す整数)複数の入力フレームをフィルタリングするための合成フィルターバンクの一実施形態は、それぞれが入力値yk(0),…、yk(M−1)に基づく2M個の順序良く整列された出力サンプルxk(0),…,xk(2M−1)
を含む複数の出力フレームを生成するための逆転IV型離散余弦変換周波数/時間コンバータを含む。この合成フィルターバンクの一実施形態は、また、それぞれが以下の式に基づく複数のウィンドウ処理後サンプルzk(0),…,zk(2M−1)を含む複数のウィンドウ処理後フレームを生成するためのウィンドウ処理部を含む。
残余部分内の一つの加算後サンプルは、少なくとも3個のウィンドウ処理後フレームからの少なくとも3個のウィンドウ処理後サンプルを合算することで生成され、開始部分内の一つの加算後サンプルのために、少なくとも2個の異なるウィンドウ処理後フレームからの少なくとも2個のウィンドウ処理後サンプルを合算することで生成される。残余部分の一つの加算後サンプルを得るために合算されるウィンドウ処理後サンプルの個数は、開始部分の一つのサンプルを得るために合算されるウィンドウ処理後サンプルの個数よりも少なくとも1多い。あるいは、ウィンドウ処理部は、それぞれのウィンドウ処理後フレームのために、出力サンプルの整列順序の上で少なくとも最初の出力値を無視するか、あるいは、それに対応するウィンドウ処理後サンプルを既定値又は既定範囲内の少なくとも一つの値にセットする。重複/加算器は、加算後フレームの残余部分の加算後サンプルを、少なくとも3個の異なるウィンドウ処理後フレームからの少なくとも3個のウィンドウ処理後サンプルに基づき生成し、開始部分の加算後サンプルを、少なくとも2個の異なるウィンドウ処理後フレームからの少なくとも2個のウィンドウ処理後サンプルに基づき生成する。
…、yk(M−1)を含む(Mは正の整数、kはフレーム指数を示す整数)複数の入力フレームをフィルタリングするための合成フィルターバンクを含む。また、それぞれが入力値yk(0),…、yk(M−1)に基づく2M個の順序良く整列された出力サンプルxk(0),…,xk(2M−1)を含む複数の出力フレームを生成するための逆転IV型離散余弦変換周波数/時間コンバータを含む。このデコーダの一実施形態は、また、それぞれが以下の式に基づく複数のウィンドウ処理後サンプルzk(0),…,zk(2M−1)を含む複数のウィンドウ処理後フレームを生成するためのウィンドウ処理部を含む。
される。各ウィンドウ処理後フレームは複数のウィンドウ処理後サンプルを含み、ウィンドウ処理部110は、また、後に図2を参照してより詳細に説明するが、サンプル先行値を使用して重複方式で複数のウィンドウ処理後フレームを処理する。
するという点で「意味のある」符号化された入力サンプルを含む場合、これらの入力サンプルは次の入力フレーム130−(k+1)の部分150−2の一部となる。しかし、解析フィルターバンクの実施形態の多くの応用において、この場合はさらなる遅延を生じさせる可能性があるので、最適な実施ではない。
するものであってもよい。
長さに関する説明は、初期部分160と入力フレーム130内の初期部分の存在に関する別の選択肢に関して説明するように、ウィンドウ処理後フレームの長さにも当てはめられる。
ンドウ係数w(n)は、付録の表1、またいくつかの実施形態の場合にはN=960及びN=1024のための付録の表3に示される関係に従うものであってもよい。さらに、ウィンドウ係数は、いくつかの実施形態の場合にはN=960及びN=1024それぞれのための付録の表2,4に示される値を含んでいてもよい。
である。出力フレームxi,kのスペクトル係数又は出力値は、以下の式に基づき生成され
る。
処理後フレームのウィンドウ処理後サンプル、又は時間/周波数コンバータ120へのウィンドウ処理後の一連の入力である。さらに、kはスペクトル係数指数を示す整数であり、Nは出力フレームの出力値の個数の2倍を示す整数、あるいは前述したように、ER AAC LDコーデックで適用されるようなウィンドウシーケンス値に基づく一つの変換ウィンドウのウィンドウ長さである。整数n0はオフセット値であり、以下のように求められる。
ーバンク100の一実施形態は、前述のER AAC LDコーデックから派生するいわゆるエラー対応改良オーディオコーデック超低遅延型(ER AAC ELD)の構成で実現できる。前述したように、低遅延フィルターバンクを解析フィルターバンク100の一実施形態として適用するために、ER AAC LDコーデックの解析フィルターバンクが解析フィルターバンク100の一実施形態となるように変更される。解析フィルターバンク100の一実施形態及び/又は後に詳述するような合成フィルターバンクの一実施形態を含むER AAC ELDコーデックは、一般的なビットレートの低いオーディオ符号化を非常に低遅延の符号化/復号化が必要とされる応用まで拡張して使用できる可能性を提供する。例えば完全二重のリアルタイム通信の分野から例が挙げられ、この分野において、解析フィルターバンク、合成フィルターバンク、デコーダ、エンコーダ、ミキサー、会議システムのような多様な実施形態が可能である。
して既に述べたように、重み付け関数は、例えば、オーディオ信号の大きさの対数依存のような人間の耳の聴力又は聴覚特性を含む心理音響モデルに基づくものであってもよい。
0に応じて、全く異なるように改造又は構成されてもよい。
とも部分的に重み付けするように構成されていてもよい。さらに又はあるいは、ウィンドウ処理部220はウィンドウ関数280等を使用してもよい。
使用するということは、単に簡便さのために選択しただけである。図4の実施形態において、各出力/ウィンドウ処理後フレーム240は、4個の部分260−1〜260−4を含む。しかし、原則的に、合成フィルターバンクの一実施形態において、出力又はウィンドウ処理後フレームは、加算後フレーム290の加算後サンプルの個数の2倍よりも1多い個数のウィンドウ処理後サンプルを含んでいればよい。つまり、合成フィルターバンク200の一実施形態において、各ウィンドウ処理後フレームは単に2M+1個のウィンドウ処理後サンプルを含むものであってもよい。
与えるように構成され得る。
タN=360又は他の値に基づき動作し得る。
ーバンク200の実施形態の詳細な実施状況により、これらの120個の0のウィンドウ係数が応用可能な場合、前述したように、これらは解析フィルターバンク及び合成フィルターバンクの実施形態におけるウィンドウ処理後フレームの初期部分160,270を形成することになる。しかし、初期部分160,270が存在しない場合でも、これら120個の0のウィンドウ係数は、解析フィルターバンク100及び合成フィルターバンク200の実施形態のウィンドウ処理部110、時間/周波数コンバータ120、ウィンドウ処理部220及び重複/加算器230によって、それに応じて異なるフレームを処理するように解釈される。
されるいわゆる正弦ウィンドウ関数が点線で示されている。図6の二つのグラフに示されているような正弦ウィンドウ関数と低遅延ウィンドウ関数との直接的な比較は、図5を参照して説明したような時間ウィンドウの異なる時間対象を示す。正弦ウィンドウはたった960個のサンプルから定義されていることは別にしても、解析フィルターバンクの一実施形態に使用される場合(上部のグラフ)及び合成フィルターバンクの一実施形態に使用される場合(下部のグラフ)のこれら二つのウィンドウ関数の最も決定的な違いは、正弦ウィンドウフレーム関数は短い定義集合の中心点に関して対称であり、定義集合の最初の120個の要素に、(ほとんどの)0よりも大きいウィンドウ係数を含んでいるということである。それとは対照的に、前述したように、低遅延ウィンドウ関数は120個の(理想的には)0の値のウィンドウ係数を含み、正弦ウィンドウの定義集合に比べて長い定義集合の中心点に関して明らかに非対称である。
と同じ特徴を有している。より詳しくは、ここでも、正弦ウィンドウ(図7の上部グラフ)は、指数511と512の間にある定義集合の妥当な中心点に関して対称である。正弦ウィンドウはM=512の辺りで最大値を有し、この最大値から定義集合の境界に向かって0に降下する。
を示し、また、図10,11のプロットはどちらも正弦ウィンドウの周波数応答を示し、周波数の軸と強度の軸(dB)に関して同じ目盛りであるので、低重複ウィンドウと低遅延ウィンドウの比較も簡単に行える。従って、合成フィルターバンクの一実施形態及び解析フィルターバンクの一実施形態に簡単に使用できる低遅延ウィンドウは、低重複ウィンドウに比べて、良い周波数応答を提供すると結論づけることができる。
がエンコーダ400の一実施形態に解析フィルターバンク100の前にさらに設置される。解析フィルターバンク後の処理の一例としては、周波数領域での出力フレームの均等化又は他のゲイン調整が実施可能である。
細な実施状況により、前述したように、MDCT又はIMDCTを使用する代わりに多重複を有する別のウィンドウ関数を使用することにより、実質的な遅延低下を達成することができ、同時に、完全な再生を可能にすることができる。このような低遅延フィルターバンクの一実施形態は、フィルター長を短縮せずに、いくつかの実施形態における何らかの状況下で完全な再生特性を保ちながら、再生遅延を低下させることができる。
ている。つまり、MDCTコンバータ510及びQMF解析フィルターバンク520のどちらにも、同じ入力データが与えられる。しかし、MDCTコンバータ510は低帯域情報を出力し、QMF解析フィルターバンク520はSBRデータを出力する。これら両方のデータは一つのビットストリームに合成され、デコーダ530に送られる。
MDCT + IMDCT)及びQMF部品の実施形態からの遅延への影響を含む。
デックの多様な実際の応用は32kHzのサンプリングレートを採用しており、従って、30msの遅延で作動する。同時に、IP基本の通信が重要となってきているので、最近のITUテレコミュニケーションコーデックの遅延条件は大体40msである。別の例として、40msのアルゴリズム遅延を有する最近のG.722.1アネックスCコーダ及び48msの遅延を有するG.729.1コーダが含まれる。このように、低遅延フィルターバンクの一実施形態を含む改良AAC LDコーダ又はAAC ELDコーダによって達成される全体遅延は、一般的なテレコミュニケーションコーダの遅延範囲内に完全に入るようにできる。
ての調整後フレームからの同じサンプル指数に相当する全ての値を加算することで達成できる。
的応用により、周波数領域での合成が可能となる。例えば、二人以上の参加者又は二つ以上のソースを有する(テレビ)会議の場合、いくつかのコーデック信号を受信し、それらを一つの信号に合成しさらに符号化された信号に変換することがしばしば望まれる。エンコーダ側及びデコーダ側における本発明の実施形態を会議システム700及びミキサー600のいくつかの実施形態に採用することで、この実施の方法は、入力信号を復号化し、復号化された信号を時間領域で合成し、合成された信号を周波数領域に再び符号化する単純な方法と比較して、簡素化されている。
デコーダに使用できる合成フィルターバンク800の実施形態をより詳細に説明する。低遅延合成フィルターバンク800の実施形態は従って、解析フィルターバンクまたはエンコーダの実施形態の逆転を示している。
…,yk(M−1)を含む入力フレームが与えられる。ここで、Mは正の整数であり、k
はフレーム指数を示す整数である。時間/周波数コンバータ810は、入力値に基づき2M個の順序良く整列されたサンプルを生成し、これらの出力サンプルを、前述したようにウィンドウ処理部と重複/加算器を含む合成モジュール820に送る。
),…,zk(2M−1)を含む。
M=512個の入力値を有している場合、ウィンドウ係数w(n)は付録の表5に示されている関係に従うものである。各入力フレームがM=480個の入力値を有している場合、ウィンドウ係数w(n)は付録の表9に示されている関係に従うものである。さらに、付録の表6,10は、それぞれM=512、M=480の場合のリフト係数l(n)の関係を示している。
理数の約半分である。
しれない。前記の技術に基づく超低遅延オーディオデコーダの性能は、現在普及しているMPEG−4標準のものと比較して、かなり高いものである。しかし、コア符号化の構成は基本的に変わらない。
Claims (9)
- 複数の入力フレームを合成するためのミキサーであり、各入力フレームはそれに対応する時間領域フレームのスペクトル表示であり、該複数の入力フレームのそれぞれの入力フレームは異なるソースから与えられ、該ミキサーは以下のものを含む、
前記複数の入力フレームをエントロピー復号化するためのエントロピーデコーダ、
周波数領域でエントロピー復号化された複数の入力フレームを調整し、周波数領域で複数の調整後フレームを得るためのスケーラであり、各調整後フレームは一つのエントロピー復号化された入力フレームに対応する、
周波数領域の加算後フレームを生成するために、周波数領域の調整後フレームを加算するための加算器、
合成フレームを得るために加算後フレームをエントロピー符号化するためのエントロピーエンコーダ、
該ミキサーは複数の入力フレームに基づき合成フレームを生成するように構成され、複数の入力フレームのそれぞれの入力フレームは、複数の時間領域入力フレームをフィルタリングする解析フィルターバンクを含むエンコーダによって生成され、各入力フレームは複数の順序良く整列された入力サンプルを含み、該解析フィルターバンクは、出力フレームの各出力サンプルにウィンドウ関数のそのサンプルに特定の値を乗じることにより、複数のウィンドウ処理後フレームを生成するためのウィンドウ処理部を含み、各ウィンドウ処理後フレームは複数のウィンドウ処理後サンプルを含み、該ウィンドウ処理部は複数の入力フレームをサンプル先行値を使用して重複方式で処理し、
前記解析フィルターバンクは、複数の出力値を含む出力フレームを与えるための時間/周波数コンバータを含み、出力フレームはウィンドウ処理後フレームのスペクトル表示であり、
該エンコーダは過度的信号に対しても音調信号に対しても同じウィンドウ関数を使用する。 - 請求項1に記載のミキサーであり、エントロピー復号化された入力フレームを非量子化し、エントロピー復号化された入力フレームを非量子化された形でスケーラに与えるための非量子化装置をさらに含む。
- 請求項1に記載のミキサーであり、加算後フレームを量子化し、量子化された加算後フレームをエントロピーエンコーダに与えるための量子化装置をさらに含む。
- 請求項2に記載のミキサーであり、前記スケーラは、複数の入力フレームの各入力値を1/Pで掛け算することにより非量子化された入力フレームを調整し、Pは異なるソースの数を示す整数である。
- 請求項1に記載のミキサーであり、該ミキサーは複数の入力フレームに基づき合成フレームを与えるように構成され、複数の入力フレームのそれぞれの入力フレームは同じ合成ウィンドウ関数に基づき生成される。
- 請求項1に記載のミキサーであり、該ミキサーは複数の入力フレームを処理し、チャンネル毎のビットレートが36kbit/sよりも小さい合成フレームを与える。
- 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のミキサーであり、該ミキサーは会議システムに含まれる。
- 複数の入力フレームを合成するための方法であり、各入力フレームはそれに対応する時間領域フレームのスペクトル表示であり、該複数の入力フレームのそれぞれの入力フレームは異なるソースから与えられ、該方法は以下の工程を含む、
前記複数の入力フレームをエントロピー復号化する、
周波数領域でエントロピー復号化された複数の入力フレームを調整し、周波数領域で複数の調整後フレームを得る、各調整後フレームは一つのエントロピー復号化された入力フレームに対応する、
周波数領域の加算後フレームを生成するために、周波数領域の調整後フレームを加算する、
合成フレームを得るために加算後フレームをエントロピー符号化する、
該合成フレームは複数の入力フレームに基づいて生成され、複数の入力フレームのそれぞれの入力フレームは、複数の時間領域入力フレームをフィルタリングする解析フィルターバンクを含むエンコーダによって生成され、各入力フレームは複数の順序良く整列された入力サンプルを含み、該解析フィルターバンクは、出力フレームの各出力サンプルにウィンドウ関数のそのサンプルに特定の値を乗じることにより、複数のウィンドウ処理後フレームを生成するためのウィンドウ処理部を含み、各ウィンドウ処理後フレームは複数のウィンドウ処理後サンプルを含み、該ウィンドウ処理部は複数の入力フレームをサンプル先行値を使用して重複方式で処理し、
前記解析フィルターバンクは、複数の出力値を含む出力フレームを与えるための時間/周波数コンバータを含み、出力フレームはウィンドウ処理後フレームのスペクトル表示であり、
該エンコーダは過度的信号に対しても音調信号に対しても同じウィンドウ関数を使用する。 - コンピュータ上で起動された際、請求項8に記載の方法を該コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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