JP6126006B2 - 音信号ハイブリッドエンコーダ、音信号ハイブリッドデコーダ、音信号符号化方法、及び音信号復号方法 - Google Patents
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Description
従来の音声圧縮技術は、大きく分類すれば、オーディオコーデックとスピーチコーデックとの2つに分けられる。
実施の形態1では、音信号ハイブリッドエンコーダについて説明する。
実施の形態2では、音信号ハイブリッドデコーダについて説明する。
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
200 音信号ハイブリッドデコーダ
400、503 LD解析フィルタバンク
401 MPSエンコーダ
402 SBRエンコーダ
403、500 LD合成フィルタバンク
404 信号解析部
405、505 切替部
406 MDCTエンコーダ
407、409、411、414、416、417 量子化器
408 LPエンコーダ
410 TCXエンコーダ
412 ローカルデコーダ
413 AC信号生成部
415 ビットストリームマルチプレクサ
501 MPSデコーダ
502 SBRデコーダ
504 加算器(加算部)
506 IMDCTデコーダ
507、509、511、514、516、517 逆量子化器
508 LPデコーダ
510 TCXデコーダ
513 AC出力信号生成部
515 ビットストリームデマルチプレクサ
700、800 第1のAC候補生成器
701、801 第2のAC候補生成器
702、802、803 AC候補選択器
Claims (20)
- 音信号の特性を解析し、前記音信号に含まれるフレームの符号化方法を判断する信号解析部と、
前記フレームをLFD(Lapped Frequency Domain)変換することによって当該フレームを符号化したLFDフレームを生成するLFDエンコーダと、
前記フレームの線形予測係数を算出することによって当該フレームを符号化したLP(Linear Prediction)フレームを生成するLPエンコーダと、
前記信号解析部の判断結果に応じて、前記フレームを前記LFDエンコーダによって符号化するか、前記LPエンコーダによって符号化するかの切替を行う切替部と、
前記切替部の切替制御によって前記LPフレームと連続する前記LFDフレームであるAC(Aliasing Cancel)対象フレームの少なくとも一部を復号した信号と、前記AC対象フレームに連続する前記LPフレームの少なくとも一部を復号した信号とを含むローカルデコード信号を生成するローカルデコーダと、
前記AC対象フレームの復号において生じるエイリアシングの除去に用いられるAC信号を、前記音信号及び前記ローカルデコード信号を用いて生成し、出力するAC信号生成部とを備え、
前記AC信号生成部は、前記AC対象フレームが前記LPフレームの直後に連続する場合、または前記AC対象フレームが前記LPフレームの直前に連続するフレームである場合において、(1)複数の方式の中から選択した1つの方式にしたがって、前記AC信号を生成して出力し、かつ、(2)前記選択した1つの方式を示すACフラグを出力する
音信号ハイブリッドエンコーダ。 - 前記AC信号生成部は、第1の方式及び前記第1の方式とは異なる第2の方式の中から選択した1つの方式にしたがって前記AC信号を生成して出力する
請求項1に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - さらに、前記AC信号を量子化する量子化器を備え、
前記AC信号生成部は、前記第1の方式及び前記第2の方式のそれぞれを用いて2つの前記AC信号を生成し、生成した2つの前記AC信号のうち、前記量子化器による量子化後の符号量が小さいほうの前記AC信号の生成に用いられた方式の前記AC信号を出力する
請求項2に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - 前記AC対象フレームが前記LPフレームの直後に連続するフレームである場合、
前記第1の方式は、前記AC対象フレームの直前のLPフレームを窓処理したゼロ入力応答を用いて前記AC信号を生成する方式であり、
前記第2の方式は、前記ゼロ入力応答を用いることなく前記AC信号を生成する方式である
請求項2または3に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - 前記第1の方式は、USAC(Unified Speech And Audio Codec)において規格化された方式であり、
前記第2の方式は、生成されるAC信号の量子化後の符号量が前記第1の方式よりも小さくなることが見込まれる方式である
請求項2〜4のいずれか1項に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - 前記AC信号生成部は、前記音信号に含まれるフレームのフレームサイズが所定の大きさよりも大きい場合は、前記第1の方式を選択し、前記音信号に含まれるフレームのフレームサイズが前記所定の大きさ以下の場合は、前記第2の方式を選択する
請求項5に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - さらに、前記AC信号を量子化する量子化器を備え、
前記AC信号生成部は、前記第1の方式で前記AC信号を生成し、前記第1の方式で生成した前記AC信号の前記量子化器による量子化後の符号量が所定の閾値よりも小さい場合は、前記第1の方式を選択し、
前記第1の方式で生成した前記AC信号の前記量子化器による量子化後の符号量が所定の閾値以上である場合は、さらに前記第2の方式で前記AC信号を生成し、前記第1の方式で生成した前記AC信号及び前記第2の方式で生成した前記AC信号のうち、前記量子化器による量子化後の符号量が小さいほうの前記AC信号を出力する
請求項2〜6のいずれか1項に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - 前記AC信号生成部は、さらに、
前記第1の方式で前記AC信号を生成する第1のAC候補生成器と、
前記第2の方式で前記AC信号を生成する第2のAC候補生成器と、
(1)前記第1のAC候補生成器及び前記第2のAC候補生成器のうちから選択した1つのAC候補生成器が生成する前記AC信号を出力し、かつ、(2)出力される前記AC信号が前記第1の方式及び前記第2の方式のいずれの方式を用いて生成されたかを示す前記ACフラグを出力するAC候補選択器とを備える
請求項2〜7のいずれか1項に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - さらに、
入力信号に対して時間周波数領域表現に変換した信号である入力サブバンド信号を生成するLD(Low Delay)解析フィルタバンクと、
前記入力サブバンド信号から、マルチチャンネル拡張パラメータ及びダウンミックスサブバンド信号を生成するマルチチャンネル拡張部と、
前記ダウンミックスサブバンド信号から、帯域幅拡張パラメータ及び狭帯域サブバンド信号を生成する帯域幅拡張部と、
前記狭帯域サブバンド信号を時間周波数領域表現から時間領域表現に変換した信号である前記音信号を生成するLD合成フィルタバンクと、
前記マルチチャンネル拡張パラメータ、前記帯域幅拡張パラメータ、出力された前記AC信号、前記LFDフレーム、及び前記LPフレームを量子化する量子化器と、
前記量子化器が量子化した信号及び前記ACフラグを多重化して送信するビットストリームマルチプレクサとを備える
請求項1〜8のいずれか1項に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - 前記LFDエンコーダは、TCX方式によって前記フレームを符号化する
請求項1〜9のいずれか1項に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - 前記LFDエンコーダは、MDCTによって前記フレームを符号化し、
前記切替部は、前記LFDエンコーダが符号化する前記フレームに対し窓処理を行い、
前記窓処理に用いられる窓は、前記フレームの長さの2分の1よりも短い期間において単調増加または単調減少する
請求項1〜10のいずれか1項に記載の音信号ハイブリッドエンコーダ。 - LFD変換により符号化されたLFDフレームと、線形予測係数を用いて符号化されたLPフレームと、前記LPフレームと連続する前記LFDフレームであるAC対象フレームのエイリアシングの除去を行うためのAC信号とが含まれる符号化信号を復号する音信号ハイブリッドデコーダであって、
前記LFDフレームを復号するILFD(Inverse Lapped Frequency Domain)デコーダと、
前記LPフレームを復号するLPデコーダと、
前記ILFDデコーダが復号したフレームに窓処理を行ったフレームと、前記LPデコーダが復号したフレームとを順番に整列した第2の狭帯域信号を出力する切替部と、
前記AC信号の生成に用いられた方式を示すACフラグを取得し、前記ACフラグが示す方式に応じて、前記切替部、前記ILFDデコーダ、または前記LPデコーダから出力される信号を前記AC信号に加算したAC出力信号を生成するAC出力信号生成部と、
前記第2の狭帯域信号のうちの前記AC対象フレームに相当する部分に、前記AC出力信号を加算した第3の狭帯域信号を出力する加算部とを備える
音信号ハイブリッドデコーダ。 - さらに、
量子化された前記符号化信号と、前記ACフラグとが含まれるビットストリームを取得するビットストリームデマルチプレクサと、
前記量子化された前記符号化信号を逆量子化して前記符号化信号を生成する逆量子化器と、
前記加算部から出力される前記第3の狭帯域信号を時間周波数領域表現に変換することにより、狭帯域サブバンド信号を生成するLD解析フィルタバンクと、
前記逆量子化器により生成された符号化信号に含まれる帯域幅拡張パラメータを前記狭帯域サブバンド信号に適用することにより、高周波信号を合成し、帯域幅が拡張されたサブバンド信号を生成する帯域幅拡張復号部と、
前記逆量子化器により生成された符号化信号に含まれるマルチチャンネル拡張パラメータを前記帯域幅が拡張されたサブバンド信号に適用することにより、マルチチャンネルサブバンド信号を生成するマルチチャンネル拡張復号部と、
前記マルチチャンネルサブバンド信号を時間周波数領域表現から時間領域表現に変換した信号であるマルチチャンネル信号を生成するLD合成フィルタバンクとを備える
請求項12に記載の音信号ハイブリッドデコーダ。 - 前記AC信号は、第1の方式または前記第1の方式とは異なる第2の方式によって生成され、
前記AC出力信号生成部は、さらに、
前記第1の方式で生成された前記AC信号に対応する前記AC出力信号を生成する第1のAC候補生成器と、
前記第2の方式で生成された前記AC信号に対応する前記AC出力信号を生成する第2のAC候補生成器と、
前記ACフラグに応じて、前記第1のAC候補生成器及び前記第2のAC候補生成器のいずれか一方を選択し、選択したAC候補生成器に前記AC出力信号を生成させるAC候補選択器とを備える
請求項12または13に記載の音信号ハイブリッドデコーダ。 - 音信号の特性を解析し、前記音信号に含まれるフレームの符号化方法を判断する信号解析ステップと、
前記フレームをLFD(Lapped Frequency Domain)変換することによって当該フレームを符号化したLFDフレームを生成するLFDエンコードステップと、
前記フレームの線形予測係数を算出することによって当該フレームを符号化したLP(Linear Prediction)フレームを生成するLPエンコードステップと、
前記信号解析ステップの判断結果に応じて、前記フレームを前記LFDエンコードステップにおいて符号化するか、前記LPエンコードステップにおいて符号化するかの切替を行う切替ステップと、
前記切替ステップの切替制御によって前記LPフレームと連続する前記LFDフレームであるAC(Aliasing Cancel)対象フレームの少なくとも一部を復号した信号と、前記AC対象フレームに連続する前記LPフレームの少なくとも一部を復号した信号とを含むローカルデコード信号を生成するローカルデコードステップと、
前記AC対象フレームの復号において生じるエイリアシングの除去に用いられるAC信号を、前記音信号及び前記ローカルデコード信号を用いて生成し、出力するAC信号生成ステップとを含み、
前記AC信号生成ステップでは、前記AC対象フレームが前記LPフレームの直後に連続する場合、または前記AC対象フレームが前記LPフレームの直前に連続するフレームである場合において、(1)複数の方式の中から選択した1つの方式にしたがって、前記AC信号を生成して出力し、かつ、(2)前記選択した1つの方式を示すACフラグを出力する
音信号符号化方法。 - 請求項15に記載の音信号符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 音信号の特性を解析し、前記音信号に含まれるフレームの符号化方法を判断する信号解析部と、
前記フレームをLFD(Lapped Frequency Domain)変換することによって当該フレームを符号化したLFDフレームを生成するLFDエンコーダと、
前記フレームの線形予測係数を算出することによって当該フレームを符号化したLP(Linear Prediction)フレームを生成するLPエンコーダと、
前記信号解析部の判断結果に応じて、前記フレームを前記LFDエンコーダによって符号化するか、前記LPエンコーダによって符号化するかの切替を行う切替部と、
前記切替部の切替制御によって前記LPフレームと連続する前記LFDフレームであるAC(Aliasing Cancel)対象フレームの少なくとも一部を復号した信号と、前記AC対象フレームに連続する前記LPフレームの少なくとも一部を復号した信号とを含むローカルデコード信号を生成するローカルデコーダと、
前記AC対象フレームの復号において生じるエイリアシングの除去に用いられるAC信号を、前記音信号及び前記ローカルデコード信号を用いて生成し、出力するAC信号生成部とを備え、
前記AC信号生成部は、前記AC対象フレームが前記LPフレームの直後に連続する場合、または前記AC対象フレームが前記LPフレームの直前に連続するフレームである場合において、(1)複数の方式の中から選択した1つの方式にしたがって、前記AC信号を生成して出力し、かつ、(2)前記選択した1つの方式を示すACフラグを出力する
集積回路。 - LFD変換により符号化されたLFDフレームと、線形予測係数を用いて符号化されたLPフレームと、前記LPフレームと連続する前記LFDフレームであるAC対象フレームのエイリアシングの除去を行うためのAC信号とが含まれる符号化信号を復号する音信号復号方法であって、
前記LFDフレームを復号するILFDデコードステップと、
前記LPフレームを復号するLPデコードステップと、
前記ILFDデコードステップで復号したフレームに窓処理を行ったフレームと、前記LPデコードステップにおいて復号したフレームとを順番に整列した第2の狭帯域信号を出力する切替ステップと、
前記AC信号の生成に用いられた方式を示すACフラグを取得し、前記ACフラグが示す方式に応じて、前記切替ステップ、前記ILFDデコードステップ、または前記LPデコードステップにおいて出力される信号を前記AC信号に加算したAC出力信号を生成するAC出力信号生成ステップと、
前記第2の狭帯域信号のうちの前記AC対象フレームに相当する部分に、前記AC出力信号を加算した第3の狭帯域信号を出力する加算ステップとを含む
音信号復号方法。 - 請求項18に記載の音信号復号方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- LFD変換により符号化されたLFDフレームと、線形予測係数を用いて符号化されたLPフレームと、前記LPフレームと連続する前記LFDフレームであるAC対象フレームのエイリアシングの除去を行うためのAC信号とが含まれる符号化信号を復号する集積回路であって、
前記LFDフレームを復号するILFDデコーダと、
前記LPフレームを復号するLPデコーダと、
前記ILFDデコーダが復号したフレームに窓処理を行ったフレームと、前記LPデコーダが復号したフレームとを順番に整列した第2の狭帯域信号を出力する切替部と、
前記AC信号の生成に用いられた方式を示すACフラグを取得し、前記ACフラグが示す方式に応じて、前記切替部、前記ILFDデコーダ、または前記LPデコーダから出力される信号を前記AC信号に加算したAC出力信号を生成するAC出力信号生成部と、
前記第2の狭帯域信号のうち、復号後の前記AC対象フレームに相当する部分に、前記AC出力信号を加算した第3の狭帯域信号を出力する加算部とを備える
集積回路。
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