JP5926377B2 - サンプルレートスケーラブル可逆オーディオコーディング - Google Patents
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Description
本出願は、2011年7月1日に出願された、米国仮特許出願第61/504,005号、および2012年4月20日に出願された、米国仮特許出願第61/636,516号に基づく優先権を主張し、いずれも、あらゆる目的に対し全体が参照により本明細書に組み込まれる。
1.送信器
a)基本実装態様
図1は、本発明の様々な態様を組み込む、オーディオ信号を符号化するための送信器の一実装態様を示す模式的なブロック図である。図面に描いた機能のいくつかはオプションである。
レート変換器112の動作は、所望により適合させることができる。動作が適合されると、機能特性を確定するパラメータが、パス113に沿ってフォーマッタ108に向かい、符号化出力信号に組み立てられる。
2.受信器
図2は、本発明の様々な態様を組み込む、符号化オーディオ信号を復号するための受信器の一実装態様を示す模式的なブロック図である。図面に描いた機能のいくつかはオプションである。
a)さらなる特徴および変更例
レート変換器217の動作は、適合させることができる。動作を適合させる場合、機能特性を確定するパラメータが、デフォーマッタ202からパス213を通って受信される。
B.実装態様のさらなる詳細
1.可逆符号化器
送信器100の可逆符号化器は、様々な方法で実現することができる。
2.可逆復号器
受信器200の可逆復号器はまた、様々な方法で実現することができるが、それらの実装態様は、送信器100における可逆符号化器の実装態様に対して相補的であるべきであり、したがって、符号化器および復号器のエンドツーエンドコーディング効果は可逆である。
3.サンプルレート変換
サンプルレートの変換は、送信器100のレート変換器112および114、ならびに受信器200のレート変換器217および218で実行され、さらに、図3に示したサンプルレート変換器103および104で実行される。
C.実装態様
本発明の様々な態様を組み込むデバイスは、汎用コンピュータで見られるものと同様の構成要素に結合されたデジタル信号プロセッサ(DSP)回路などの、より専門化された構成要素を含むコンピュータまたはいくつかの他のデバイスによって実行されるソフトウェアを含む様々な方法で実現することができる。図6は、本発明の態様を実現するために使用することができるデバイス70の模式的なブロック図である。プロセッサ72は、計算資源を提供する。RAM73は、処理を行うためにプロセッサ72によって使用されるシステムランダムアクセスメモリ(RAM)である。ROM74は、デバイス70を動作するために必要なプログラムを格納し、場合により本発明の様々な態様を実行するための、リードオンリーメモリ(ROM)などの、何らかの形式の永続的記憶装置を表す。I/O制御部75は、通信チャネル76および77による信号の受信および送信のためのインターフェース回路を表す。示した実施形態において、主なシステム構成要素のすべては、バス71に接続される。このバス71は、1つより多くの物理的または論理的バスを表すことができるが、バスアーキテクチャは、本発明を実施するために必要ではない。
Claims (17)
- オーディオ信号を符号化する方法であって、
第1のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第1の信号を取得する、前記第1の信号は、前記第1のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する入力信号の遅延により得られるステップと、
前記第1のサンプルレートよりも高い第2のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第2の信号を取得する、前記第2の信号は、前記入力信号のサンプルレート変換により得られるステップと、
前記第1の信号を、前記第2のサンプルレートのデジタルサンプルを有する第1の中間信号に変換する、前記第1の中間信号を取得するための前記サンプルレート変換の品質は、前記第2の信号を取得するための前記サンプルレート変換の品質よりも低いステップと、
前記第2の信号と前記第1の中間信号との対応するサンプル間の差を表す第2のサンプルレートのサンプルを有する第1の差信号を生成するステップと、
第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第1の可逆符号化器を前記第1の信号に適用して、前記第1のサンプルレートで前記第1の信号を表すサンプルを有する第1の符号化信号を生成するステップと、
第2のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第2の可逆符号化器を前記第1の差信号に適用して、前記第2のサンプルレートで前記第1の差信号を表すサンプルを有する第2の符号化信号を生成するステップと、
前記第1の符号化信号と、前記第2の符号化信号と、前記第1のコーディングパラメータおよび前記第2のコーディングパラメータの表現とを搬送する符号化出力信号を生成するステップとを有する、方法。 - 前記第2のサンプルレートよりも高い第3のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第3の信号を取得するステップと、
前記第1の信号または前記第2の信号を、前記第3のサンプルレートのデジタルサンプルを有する第2の中間信号に変換するステップと、
前記第3のサンプルレートで、前記第3の信号と前記第2の中間信号との対応するサンプル間の差を表すサンプルを有する第2の差信号を生成するステップと、
第3のコーディングパラメータにそれ自体の動作を適合させる第3の可逆符号化器を前記第2の差信号に適用して、前記第3のサンプルレートで前記第2の差信号を表すサンプルを有する第3の符号化信号を生成するステップと、
前記第3の符号化信号および前記第3のコーディングパラメータの表現も搬送する前記符号化出力信号を生成するステップとを有する、請求項1に記載の方法。 - 前記入力信号または前記第2の信号のいずれかのサンプルレート変換から、前記第3の信号を取得するステップを有する、請求項2に記載の方法。
- 前記第1の可逆符号化器を前記第1の信号に適用して、第1の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記第1の予測誤差信号に適用して、前記第1の符号化信号を生成するステップであって、前記第1の予測誤差信号の生成は、第1の予測フィルタを前記第1の信号に適用することを有し、前記第1の可逆符号化器は、予測フィルタ係数を表す前記第1のコーディングパラメータに応じて前記第1の予測フィルタを適合することによってそれ自体の動作を適合させるステップと、
前記第2の可逆符号化器を前記第1の差信号に適用して、第2の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記第2の予測誤差信号に適用して、前記第2の符号化信号を生成するステップであって、前記第2の予測誤差信号の生成は、第2の予測フィルタを前記第1の差信号に適用することを有し、前記第2の可逆符号化器は、予測フィルタ係数を表す前記第2のコーディングパラメータに応じて前記第2の予測フィルタを適合することによってそれ自体の動作を適合させるステップと、
前記第3の可逆符号化器を前記第2の差信号に適用して、第3の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記第3の予測誤差信号に適用して、前記第3の符号化信号を生成するステップであって、前記第3の予測誤差信号の生成は、第3の予測フィルタを前記第2の差信号に適用することを有し、前記第3の可逆符号化器は、予測フィルタ係数を表す前記第3のコーディングパラメータに応じて前記第3の予測フィルタを適合することによってそれ自体の動作を適合させるステップとを有する、請求項3に記載の方法。 - 前記第1の可逆符号化器を前記第1の信号に適用して、第1の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記第1の予測誤差信号に適用して、前記第1の符号化信号を生成するステップであって、前記第1の予測誤差信号の生成は、第1の予測フィルタを前記第1の信号に適用することを有し、前記第1の可逆符号化器は、予測フィルタ係数を表す前記第1のコーディングパラメータに応じて前記第1の予測フィルタを適合することによってそれ自体の動作を適合させるステップと、
前記第2の可逆符号化器を前記第1の差信号に適用して、第2の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記第2の予測誤差信号に適用して、前記第2の符号化信号を生成するステップであって、前記第2の予測誤差信号の生成は、第2の予測フィルタを前記第1の差信号に適用することを有し、前記第2の可逆符号化器は、予測フィルタ係数を表す前記第2のコーディングパラメータに応じて前記第2の予測フィルタを適合することによってそれ自体の動作を適合させるステップとを有する、請求項1に記載の方法。 - オーディオ信号を符号化するための装置であって、
第1のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第1の信号を受信する第1の端末と、
前記第1のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する入力信号の遅延バージョンとして前記第1の端末に前記第1の信号を提供する遅延部と、
前記第1のサンプルレートよりも高い第2のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第2の信号を受信する第2の端末と、
前記入力信号を前記第2のサンプルレートに変換することによって前記第2の端末に前記第2の信号を提供するサンプルレート変換器と、
前記第1の端末に結合され、前記第1の信号を、前記第2のサンプルレートのデジタルサンプルを有する第1の中間信号に変換する第1のサンプルレート変換器であって、前記第1の中間信号を取得するための前記サンプルレート変換の品質は、前記第2の信号を取得するための前記サンプルレート変換の品質よりも低い第1のサンプルレート変換器と、
前記第1のサンプルレート変換器および前記第2の端末に結合されて、前記第2のサンプルレートで、前記第2の信号および前記第1の中間信号の対応するサンプル間の差を表すサンプルを有する第1の差信号を生成する、第1の差計算器と、
前記第1の端末に結合され、前記第1の信号に適用されて前記第1のサンプルレートで前記第1の信号を表すサンプルを有する第1の符号化信号を生成する、第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第1の可逆符号化器と、
前記第1の差計算器に結合され、前記第1の差信号に適用されて前記第2のサンプルレートで前記第1の差信号を表すサンプルを有する第2の符号化信号を生成し、第2のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第2の可逆符号化器と、
前記第1の可逆符号化器および前記第2の可逆符号化器に結合されて、前記第1の符号化信号と、前記第2の符号化信号と、前記第1のコーディングパラメータおよび前記第2のコーディングパラメータの符号化表現とを搬送する符号化出力信号を生成するフォーマッタとを有する、装置。 - 前記第2のサンプルレートよりも高い第3のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第3の信号を受信する第3の端末と、
前記第1の端末に結合されて、前記第1の信号を前記第3のサンプルレートでデジタルサンプルを有する第2の中間信号に変換するか、または前記第2の端末に結合されて、前記第2の信号を前記第2の中間信号に変換する第2のサンプルレート変換器と、
第2のサンプルレート変換器および前記第3の端末に結合されて、前記第3のサンプルレートで、前記第3の信号および前記第2の中間信号の対応するサンプル間の差を表すサンプルを有する第2の差信号を生成する第2の差計算器と、
前記第2の差計算器に結合され、前記第2の差信号に適用されて前記第3のサンプルレートで前記第2の差信号を表すサンプルを有する第3の符号化信号を生成し、第3のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第3の可逆符号化器と、
前記第3の可逆符号化器に結合され、前記第3の符号化信号および前記第3のコーディングパラメータの符号化表現も搬送するような前記符号化出力信号を生成する前記フォーマッタとを有する、請求項6に記載の装置。 - 前記入力信号または前記第2の信号のいずれかを前記第3のサンプルレートに変換することによって前記第3の端末に前記第3の信号を提供する第2のサンプルレート変換器と有する、請求項7に記載の装置。
- 前記第1の可逆符号化器は、前記第1の端末に結合された第1の予測フィルタと、前記第1の予測フィルタに結合された第1のエントロピー符号化器とを備えて、前記第1の符号化信号を生成し、前記第1の予測フィルタは、予測フィルタ係数を表す前記第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させ、
前記第2の可逆符号化器は、前記第1の差計算器に結合された第2の予測フィルタと、前記第2の予測フィルタに結合された第2のエントロピー符号化器とを備えて、前記第2の符号化信号を生成し、前記第2の予測フィルタは、予測フィルタ係数を表す前記第2のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させ、
前記第3の可逆符号化器は、前記第2の差計算器に結合された第3の予測フィルタと、前記第3の予測フィルタに結合された第3のエントロピー符号化器とを備えて、前記第3の符号化信号を生成し、前記第3の予測フィルタは、予測フィルタ係数を表す前記第3のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる、請求項7に記載の装置。 - 前記第1の可逆符号化器は、前記第1の端末に結合された第1の予測フィルタと、前記第1の予測フィルタに結合された第1のエントロピー符号化器とを備えて、前記第1の符号化信号を生成し、前記第1の予測フィルタは、予測フィルタ係数を表す前記第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させ、
前記第2の可逆符号化器は、前記第1の差計算器に結合された第2の予測フィルタと、前記第2の予測フィルタに結合された第2のエントロピー符号化器とを備えて、前記第2の符号化信号を生成し、前記第2の予測フィルタは、予測フィルタ係数を表す前記第2のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる、請求項6に記載の装置。 - オーディオ信号を符号化する方法であって、
第1のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第1の信号を取得するステップと、
前記第1の信号の前記サンプルレートを変換することによって1つまたは複数の追加の信号を取得する、前記1つまたは複数の追加の信号のそれぞれは、前記第1のサンプルレートよりも高い異なるサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを備えるステップと、
各追加の信号と前記各追加の信号の前記サンプルレートに等しいサンプルレートに変換された前記第1の信号との間の差を表すサンプルをそれぞれが有する1つまたは複数の差信号を生成する、前記第1の信号を、前記各追加の信号の前記サンプルレートに等しい前記サンプルレートに変換するための前記サンプルレート変換の品質は、前記各追加の信号を取得するための前記サンプルレート変換の品質よりも低いステップと、
第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第1の可逆符号化器を前記第1の信号に適用して、前記第1のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すサンプルを有する第1の符号化信号を生成するステップと、
1つまたは複数の追加の可逆符号化器を前記1つまたは複数の差信号に適用して、1つまたは複数の追加の符号化信号を生成する、各追加の可逆符号化器は、前記差信号の各1つに適用され、そのサンプルレートで前記各差信号を表すサンプルを有する各追加の符号化信号を生成し、前記各追加の可逆符号化器は、関連するコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させるステップと、
前記第1の符号化信号、前記1つまたは複数の追加の符号化信号、ならびに前記第1のコーディングパラメータおよび前記1つまたは複数の追加の可逆符号化器と関連した前記コーディングパラメータの表現を搬送する符号化出力信号を生成するステップとを有する、方法。 - 前記第1の可逆符号化器を前記第1の信号に適用して、第1の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記第1の予測誤差信号に適用して、前記第1の符号化信号を生成するステップであって、前記第1の予測誤差信号の生成は、第1の予測フィルタを前記第1の信号に適用することを備え、前記第1の可逆符号化器は、予測フィルタ係数を表す前記第1のコーディングパラメータに応じて前記第1の予測フィルタを適合することによってそれ自体の動作を適合させるステップと、
前記各追加の可逆符号化器を、前記各差信号に適用して、各追加の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を、前記各追加の予測誤差信号に適用して、前記各追加の符号化信号を生成するステップであって、前記各追加の予測誤差信号の生成は、各追加の予測フィルタを前記各差信号に適用することを有し、前記各追加の可逆符号化器は、各予測フィルタ係数を表す関連するコーディングパラメータに応じて前記各追加の予測フィルタを適合することによってそれ自体の動作を適合させるステップとを有する、請求項11に記載の方法。 - オーディオ信号を符号化するための装置であって、
第1のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する第1の信号を取得する手段と、
前記第1の信号の前記サンプルレートを変換することによって1つまたは複数の追加の信号を取得する手段であって、前記1つまたは複数の追加の信号のそれぞれは、前記第1のサンプルレートよりも高い異なるサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを備える手段と、
各追加の信号と前記各追加の信号の前記サンプルレートに等しいサンプルレートに変換された前記第1の信号との間の差を表すサンプルをそれぞれが有する1つまたは複数の差信号を生成する手段であって、前記第1の信号を、前記各追加の信号の前記サンプルレートに等しい前記サンプルレートに変換するための前記サンプルレート変換の品質は、前記各追加の信号を取得するための前記サンプルレート変換の品質よりも低い手段と、
第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第1の可逆符号化器を使用して、前記第1の信号から第1の符号化信号を生成する手段と、
前記1つまたは複数の差信号から、1つまたは複数の追加の符号化信号を生成する手段であって、各追加の可逆符号化器は、前記差信号の各1つに適用され、そのサンプルレートで前記各差信号を表すサンプルを有する各追加の符号化信号を生成し、前記各追加の可逆符号化器は、関連するコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる手段と、
前記第1の符号化信号、前記1つまたは複数の追加の符号化信号、ならびに前記第1のコーディングパラメータおよび前記1つまたは複数の追加の可逆符号化器と関連した前記コーディングパラメータの表現を搬送する符号化出力信号を生成する手段とを有する、装置。 - 前記第1の符号化信号を生成する前記手段は、第1の予測フィルタを使用して、前記第1の信号から第1の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記第1の予測誤差信号に適用して、前記第1の符号化信号を生成し、前記第1の予測フィルタは、予測フィルタ係数を表す前記第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させ、
前記1つまたは複数の追加の符号化信号を生成する前記手段は、各追加の予測フィルタを使用して、前記各差信号から各追加の予測誤差信号を生成し、エントロピー符号化器を前記各追加の予測誤差信号に適用して、前記各追加の符号化信号を生成し、前記各追加の予測フィルタは、それぞれの予測フィルタ係数を表す関連するコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる、請求項13に記載の装置。 - 符号化オーディオ信号を復号する方法であって、
第1のサンプルレートでオーディオ情報を表すサンプルを有する第1の符号化信号と、前記第1のサンプルレートよりも高い第2のサンプルレートでオーディオ情報を表すサンプルを有する第2の符号化信号とを搬送する前記符号化オーディオ信号を受信するステップであって、前記第2のサンプルレートでの前記オーディオ情報は、前記第1のサンプルレートから前記第2のサンプルレートへのオーディオ入力信号の第1のサンプルレート変換によって生成される第1のオーディオ信号と、前記第1のサンプルレートから前記第2のサンプルレートへの前記オーディオ入力信号の遅延バージョンの第2のサンプルレート変換によって生成される第2のオーディオ信号との間の差を表し、前記第1のサンプルレート変換の品質は、前記第2のサンプルレート変換の品質よりも高く、および前記符号化オーディオ信号はさらに、前記第1の符号化信号を生成するために使用された第1の可逆符号化器の第1のコーディングパラメータ、ならびに前記第2の符号化信号を生成するために使用された第2の可逆符号化器の第2のコーディングパラメータの表現を搬送するステップと、
前記符号化オーディオ信号を処理して、前記第1の符号化信号と、前記第2の符号化信号と、前記第1のコーディングパラメータおよび前記第2のコーディングパラメータの前記表現とを取得するステップと、
前記第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第1の可逆復号器を、前記第1の符号化信号に適用することによって、第1の復号信号を生成するステップと、
前記第2のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第2の可逆復号器を、前記第2の符号化信号に適用することによって、第2の復号信号を生成するステップと、
前記第1の復号信号を、前記第2のサンプルレートでデジタルサンプルを有する第1の中間信号に変換することと、
前記第2のサンプルレートで、前記第1の中間信号と前記第2の復号信号との対応するサンプルの合計を表すサンプルを有する第1の加算信号を生成するステップと、
前記第1の復号信号と前記第1の加算信号とを有する信号のセット内の少なくとも1つの信号から出力信号を生成するステップであって、前記第1の復号信号は、前記第1のサンプルレートでオーディオ信号を表すデジタルサンプルを備え、前記第1の加算信号は、前記第2のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有するステップとを有する、方法。 - 符号化オーディオ信号を復号する装置であって、
第1のサンプルレートでオーディオ情報を表すサンプルを有する第1の符号化信号と、前記第1のサンプルレートよりも高い第2のサンプルレートでオーディオ情報を表すサンプルを有する第2の符号化信号とを搬送する前記符号化オーディオ信号を受信する手段であって、前記第2のサンプルレートでの前記オーディオ情報は、前記第1のサンプルレートから前記第2のサンプルレートへのオーディオ入力信号の第1のサンプルレート変換によって生成される第1のオーディオ信号と、前記第1のサンプルレートから前記第2のサンプルレートへの前記オーディオ入力信号の遅延バージョンの第2のサンプルレート変換によって生成される第2のオーディオ信号との間の差を表し、前記第1のサンプルレート変換の品質は、前記第2のサンプルレート変換の品質よりも高く、および前記符号化オーディオ信号はさらに、前記第1の符号化信号を生成するために使用された第1の可逆符号化器の第1のコーディングパラメータ、ならびに前記第2の符号化信号を生成するために使用された第2の可逆符号化器の第2のコーディングパラメータの表現を搬送する手段と、
前記符号化オーディオ信号を処理して、前記第1の符号化信号と、前記第2の符号化信号と、前記第1のコーディングパラメータおよび前記第2のコーディングパラメータの前記表現とを取得する手段と、
前記第1のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第1の可逆復号器を、前記第1の符号化信号に適用することによって、第1の復号信号を生成する手段と、
前記第2のコーディングパラメータに応じてそれ自体の動作を適合させる第2の可逆復号器を、前記第2の符号化信号に適用することによって、第2の復号信号を生成する手段と、
前記第1の復号信号を、前記第2のサンプルレートでデジタルサンプルを有する第1の中間信号に変換する手段と、
前記第2のサンプルレートで、前記第1の中間信号と前記第2の復号信号との対応するサンプルの合計を表すサンプルを有する第1の加算信号を生成する手段と、
前記第1の復号信号および前記第1の加算信号を有する信号のセット内の少なくとも1つの信号から出力信号を生成する手段であって、前記第1の復号信号は、前記第1のサンプルレートでオーディオ信号を表すデジタルサンプルを備え、前記第1の加算信号は、前記第2のサンプルレートで前記オーディオ信号を表すデジタルサンプルを有する手段とを有する、装置。 - デバイスによって、請求項1ないし5、11、12、および16のいずれか1項に記載の方法のすべてのステップを行うよう実行可能である命令のプログラムを記録する記憶媒体。
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