JP6190942B2 - オーディオ・エンコーダおよびデコーダ - Google Patents
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Description
本願は2013年4月5日に出願された米国仮特許出願第61/808,701号の優先権を主張するものである。同出願の内容はここに参照によってその全体において組み込まれる。
本稿に開示される発明は概括的にはオーディオビジュアル・メディア頒布に関する。特に、複数オーディオ・フレーム長を受け入れるよう適応されており、よってフレーム同期的オーディオビジュアル・メディア・フォーマットを扱うメディア・デコーダの一部をなすのに好適なオーディオ・デコーダに関する。
オーディオ処理システムは、オーディオ・データを担持するフレームにセグメント分割されたオーディオ・ビットストリームを受け入れる。オーディオ・データは、音波をサンプリングし、こうして得られた電子的な時間サンプルをスペクトル係数に変換し、それが次いで量子化され、伝送または記憶に好適なフォーマットで符号化されることによって用意されたものでもよい。オーディオ処理システムは、単一チャネル、ステレオまたはマルチチャネルのフォーマットにおいてサンプリングされた音波を再構成するよう適応されている。フレーム中のオーディオ・データは、当該オーディオ・データが表わす音波の追加的な時間区間を再構成するための基礎として十分であるという意味で自己完結的であってもよい。再構成は、重複変換などのために先行するオーディオ・データの知識を必要としてもしなくてもよい。
・オーディオ・ビットストリームの現在フレーム・レートを確立する段階と;
・オーディオ・ビットストリーム中のあるオーディオ・フレームに対応する量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領し、周波数から時間への変換が後続する逆量子化を実行する段階であって、それにより中間オーディオ信号の表現が得られる、段階と;
・前記中間オーディオ信号に対して周波数領域で少なくとも一つの処理段階を実行する段階と;
・処理されたオーディオ信号のサンプリング・レートをターゲット・サンプリング周波数に変更する段階であって、それにより再構成されたオーディオ信号の時間領域表現が得られる、段階とを含む。
・フロントエンド・コンポーネントであって:
○オーディオ・ビットストリーム中のあるオーディオ・フレームに対応する量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領し、中間信号の第一の周波数領域表現を出力するよう適応された量子化解除段;および
○前記中間信号の前記第一の周波数領域表現を受領し、それに基づいて前記中間信号の時間領域表現を合成する逆変換段とを含むフロントエンド・コンポーネントと;
・処理段であって:
○前記中間信号の前記時間領域表現を受領し、前記中間信号の第二の周波数領域表現を出力する分解フィルタバンク;
○前記中間信号の前記周波数領域表現を受領し、処理されたオーディオ信号の周波数領域表現を出力する少なくとも一つの処理コンポーネント;および
○前記処理されたオーディオ信号の前記周波数領域表現を受領し、前記処理されたオーディオ信号の時間領域表現を出力する合成フィルタバンクとを含む処理段と;
・前記処理されたオーディオ信号の前記時間領域表現を受領し、ターゲット・サンプリング周波数でサンプリングされた再構成されたオーディオ信号を出力するサンプル・レート変換器とを有する。
図1は、エンコードされたオーディオ・ビットストリームPを受領し、図1においてステレオ・ベースバンド信号L、Rの対として示される再構成されたオーディオ信号をその最終出力とする、オーディオ処理システム100の一般化されたブロック図である。この例では、ビットストリームPが量子化された変換符号化された二チャネル・オーディオ・データを含むことが想定される。オーディオ処理システム100は通信ネットワーク、無線受信機またはメモリ(図示せず)からオーディオ・ビットストリームPを受領しうる。システム100の出力は、再生のためにラウドスピーカーに供給されてもよく、あるいは通信ネットワークまたは無線リンクを通じたさらなる伝送のためまたはメモリ内での記憶のために同じまたは異なるフォーマットで再エンコードされてもよい。
・内部および外部サンプリング・レートの間の差を最小にするために、SRC因子を1に近く保つ;
・オーディオ符号化のために機能することが知られており、過渡成分を扱うためにサブ変換にうまく細分できるMDCTベース変換サイズを使う;
・実装、チューニングを簡単にし、エンコーダからデコーダへの信号伝達オーバーヘッドを最小にするために種々のMDCTベース変換サイズの最小のものを使い、
・高周波数再構成および同様のアルゴリズムについてうまく機能することが知られており、整数個のQMFサンプルをフレームにグループ化することを許容するサブバンドの数(64)をもつ単一の固定サイズのQMFフィルタバンクを含む。
上記の記述を吟味すれば、当業者には本発明のさらなる実施形態が明白になるであろう。本稿および図面は実施形態および例を開示しているが、開示はこれらの個別的な例に制約されるものではない。付属の請求項によって定義される本発明の範囲から外れることなく数多くの修正および変形をなすことができる。請求項に現われる参照符号があったとしても、その範囲を限定するものと理解されるものではない。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様1〕
ビデオ・フレームのストリームに関連付けられたオーディオ・ビットストリームを受け入れるよう構成されたオーディオ処理システムであって、前記オーディオ・ビットストリームはフレームにセグメント分割されており、各ビデオ・フレームは、一つまたは複数のビデオ・フレームと等しい継続時間の関連付けられたオーディオ・データを担持する前記オーディオ・ビットストリーム中のフレームに時間的に関係しており、当該オーディオ処理システムは:
フロントエンド・コンポーネントであって:
前記オーディオ・ビットストリーム中のあるオーディオ・フレームに対応する量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領し、中間信号の第一の周波数領域表現を出力するよう適応された量子化解除段;および
前記中間信号の前記第一の周波数領域表現を受領し、それに基づいて前記中間信号の時間領域表現を合成する逆変換段とを含むフロントエンド・コンポーネントと;
処理段であって:
前記中間信号の前記時間領域表現を受領し、前記中間信号の第二の周波数領域表現を出力する分解フィルタバンク;
前記中間信号の前記第二の周波数領域表現を受領し、処理されたオーディオ信号の周波数領域表現を出力する少なくとも一つの処理コンポーネント;および
前記処理されたオーディオ信号の前記周波数領域表現を受領し、前記処理されたオーディオ信号の時間領域表現を出力する合成フィルタバンクとを含む処理段と;
前記処理されたオーディオ信号の前記時間領域表現を受領し、ターゲット・サンプリング周波数でサンプリングされた再構成されたオーディオ信号を出力するサンプル・レート変換器とを有しており、
当該オーディオ処理システムは、少なくとも二つの異なるあらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートのうちの任意のオーディオ・フレーム・レートをもつオーディオ・ビットストリームを受け入れるよう構成されており、前記フロントエンド・コンポーネントは可変の最大フレーム長をもち、前記異なるあらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートに対応する少なくとも二つのモードで動作可能であることを特徴とする、
オーディオ処理システム。
〔態様2〕
前記あらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートは、5%以下の変動範囲のオーディオ・フレーム・レートのサブグループを含み;
前記フロントエンド・コンポーネントは、前記サブグループ中のすべてのフレーム・レートについて同じフレーム長を使うよう構成されている、
態様1記載のオーディオ処理システム。
〔態様3〕
前記量子化解除段は、量子化インデックスを、各フレーム長に関連付けられた、非一様な周波数依存の量子化レベルにマッピングし、各周波数について人間の聴覚に対して知覚不能な量子化ノイズ割り当てを達成するよう構成されている、態様1または2記載のオーディオ処理システム。
〔態様4〕
前記フロントエンド・コンポーネントが、各最大フレーム長について、該最大フレーム長の同サイズのブロックへの細分である代替的なフレーム長で動作可能である、態様1ないし3のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
〔態様5〕
前記オーディオ・ビットストリームの全ビットレートが、二チャネル・オーディオ・データを担持するとき、200kbps未満、好ましくは100kbps未満である、態様1ないし4のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
〔態様6〕
前記分解フィルタバンクおよび合成フィルタバンクが固定数の周波数帯域をもつフィルタバンクである、態様1ないし5のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
〔態様7〕
前記量子化解除段が、臨界サンプリングされた量子化解除されたスペクトル係数を含む前記中間オーディオ信号の量子化解除された周波数領域表現を出力するよう構成されており、
前記逆変換段が重複加算合成フィルタバンクを有する、
態様1ないし6のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
〔態様8〕
前記オーディオ・ビットストリームがマルチチャネル・オーディオ信号をパラメトリック・エンコードするものである、態様1ないし7のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
〔態様9〕
態様1ないし8のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システムと;
前記オーディオ・ビットストリームに関連付けられたビデオ・フレームのストリームを受け入れ、処理されたビデオ・フレームのストリームを出力するよう構成されたビデオ処理システムとを有するマルチメディア処理システムであって、
当該マルチメディア処理システムが、一つまたは複数のオーディオ・フレームおよびそれに時間的に関係した一つまたは複数のビデオ・フレームの複製および/または削除を実行するよう動作可能である、
マルチメディア処理システム。
〔態様10〕
ビデオ・フレームのストリームと関連付けられたオーディオ・ビットストリームを処理する方法であって、前記オーディオ・ビットストリームはフレームにセグメント分割されており、各ビデオ・フレームは、一つまたは複数のビデオ・フレームと等しい継続時間の関連付けられたオーディオ・データを担持する、前記オーディオ・ビットストリーム中のフレームに時間的に関係しており、当該方法は:
・前記オーディオ・ビットストリーム中のあるオーディオ・フレームに対応する量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領し、周波数から時間への変換が後続する逆量子化を実行する段階であって、それにより中間オーディオ信号の表現が得られる、段階と;
・前記中間オーディオ信号に対して周波数領域で少なくとも一つの処理段階を実行する段階と;
・処理されたオーディオ信号のサンプリング・レートをターゲット・サンプリング周波数に変更する段階であって、それにより再構成されたオーディオ信号の時間領域表現が得られる、段階とを含み、
前記オーディオ・ビットストリームの現在フレーム・レートを確立するさらなる段階および前記逆量子化および周波数から時間への変換が、異なる最大フレーム長をもつ少なくとも二つのモードで動作可能な機能コンポーネント(112)において実行され、現在モードは、前記オーディオ・ビットストリームの現在フレーム・レートに応答して選択される、
方法。
〔態様11〕
前記逆量子化が、静的な第二の機能コンポーネント(114)において実行される、態様10記載の方法。
〔態様12〕
前記オーディオ・ビットストリームがマルチチャネル・オーディオ信号をパラメトリック・エンコードするものである、態様10または11記載の方法。
〔態様13〕
前記オーディオ・ビットストリームの確立された現在フレーム・レートが、いくつかの所定のフレーム・レートの一つに対してマッチングされ、前記所定のフレーム・レートは、5%以下の変動範囲のサブグループを含み、量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領する前記の段階は、同じフレーム長をもつ前記機能コンポーネントの動作中に実行される、態様10ないし12のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様14〕
態様10ないし13のうちいずれか一項記載の方法を実行するための命令をもつコンピュータ可読媒体を有するコンピュータ・プログラム・プロダクト。
Claims (12)
- オーディオ・データを担持するオーディオ・フレームにセグメント分割されたオーディオ・ビットストリームを受け入れるよう構成されたオーディオ処理システムであって、当該オーディオ処理システムは:
フロントエンド・コンポーネントであって:
前記オーディオ・ビットストリーム中のあるオーディオ・フレームに対応する量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領し、中間信号の第一の周波数領域表現を出力するよう適応された量子化解除段;および
前記中間信号の前記第一の周波数領域表現を受領し、それに基づいて前記中間信号の時間領域表現を合成する逆変換段とを含むフロントエンド・コンポーネントと;
処理段であって:
前記中間信号の前記時間領域表現を受領し、前記中間信号の第二の周波数領域表現を出力する分解フィルタバンク;
前記中間信号の前記第二の周波数領域表現を受領し、処理されたオーディオ信号の周波数領域表現を出力する少なくとも一つの処理コンポーネント;および
前記処理されたオーディオ信号の前記周波数領域表現を受領し、前記処理されたオーディオ信号の時間領域表現を出力する合成フィルタバンクとを含む処理段と;
前記処理されたオーディオ信号の前記時間領域表現を受領し、ターゲット・サンプリング周波数でサンプリングされた再構成されたオーディオ信号を出力するサンプル・レート変換器とを有しており、
当該オーディオ処理システムは、少なくとも二つの異なるあらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートのうちの任意のオーディオ・フレーム・レートをもつオーディオ・ビットストリームを受け入れるよう構成されており、前記フロントエンド・コンポーネントは可変の最大フレーム長をもち、前記異なるあらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートに対応する少なくとも二つのモードで動作可能であり、前記あらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートは、5%以下の変動範囲のオーディオ・フレーム・レートのサブグループを含み、前記フロントエンド・コンポーネントは、前記サブグループ中のすべてのフレーム・レートについて同じフレーム長を使うよう構成されている、ことを特徴とする、
オーディオ処理システム。 - 前記量子化解除段は、量子化インデックスを、各フレーム長に関連付けられた、非一様な周波数依存の量子化レベルにマッピングし、各周波数について人間の聴覚に対して知覚不能な量子化ノイズ割り当てを達成するよう構成されている、請求項1記載のオーディオ処理システム。
- 前記フロントエンド・コンポーネントが、各最大フレーム長について、該最大フレーム長の同サイズのブロックへの細分である代替的なフレーム長で動作可能である、請求項1または2記載のオーディオ処理システム。
- 前記オーディオ・ビットストリームの全ビットレートが、二チャネル・オーディオ・データを担持するとき、200kbps未満である、請求項1ないし3のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
- 前記分解フィルタバンクおよび合成フィルタバンクが固定数の周波数帯域をもつフィルタバンクである、請求項1ないし4のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
- 前記量子化解除段が、臨界サンプリングされた量子化解除されたスペクトル係数を含む前記中間オーディオ信号の量子化解除された周波数領域表現を出力するよう構成されており、
前記逆変換段が重複加算合成フィルタバンクを有する、
請求項1ないし5のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。 - 前記オーディオ・ビットストリームがマルチチャネル・オーディオ信号をパラメトリック・エンコードするものである、請求項1ないし6のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システム。
- 請求項1ないし7のうちいずれか一項記載のオーディオ処理システムと;
前記少なくとも二つの異なるあらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートに対応する少なくとも二つの異なるあらかじめ定義されたビデオ・フレーム・レートのうちの任意のビデオ・フレーム・レートをもつ入来ビデオ・フレームのストリームを受け入れ、処理されたビデオ・フレームのストリームを出力するよう構成されたビデオ処理システムとを有するマルチメディア処理システムであって、前記あらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートのそれぞれについて、一つまたは複数のオーディオ・フレームが一緒になって、対応するあらかじめ定義されたビデオ・フレーム・レートについての一つまたは複数のビデオ・フレームと等しい継続時間のオーディオ・データを担持し、
当該マルチメディア処理システムが、前記あらかじめ定義されたオーディオ・フレーム・レートのうちの任意のオーディオ・フレーム・レートをもつオーディオ・ビットストリームおよび対応するあらかじめ定義されたビデオ・フレーム・レートをもつ入来ビデオ・フレームのストリームについて:
一つまたは複数のビデオ・フレームの複製を実行し、複製される一つまたは複数のビデオ・フレームと等しい継続時間のオーディオ・データを一緒になって担持する一つまたは複数のオーディオ・フレームの複製を実行する;および/または
一つまたは複数のビデオ・フレームの削除を実行し、削除される一つまたは複数のビデオ・フレームと等しい継続時間のオーディオ・データを一緒になって担持する一つまたは複数のオーディオ・フレームの削除を実行する
よう構成されている、
マルチメディア処理システム。 - オーディオ・データを担持するオーディオ・フレームにセグメント分割されたオーディオ・ビットストリームを処理する方法であって、前記オーディオ・ビットストリームはフレームにセグメント分割されており、各ビデオ・フレームは、一つまたは複数のビデオ・フレームと等しい継続時間の関連付けられたオーディオ・データを担持する、前記オーディオ・ビットストリーム中のフレームに時間的に関係しており、当該方法は:
・前記オーディオ・ビットストリーム中のあるオーディオ・フレームに対応する量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領し、周波数から時間への変換が後続する逆量子化を実行する段階であって、それにより中間オーディオ信号の表現が得られる、段階と;
・前記中間オーディオ信号に対して周波数領域で少なくとも一つの処理段階を実行する段階と;
・処理されたオーディオ信号のサンプリング・レートをターゲット・サンプリング周波数に変更する段階であって、それにより再構成されたオーディオ信号の時間領域表現が得られる、段階とを含み、
前記オーディオ・ビットストリームの現在フレーム・レートを確立するさらなる段階および前記逆量子化および周波数から時間への変換が、異なる最大フレーム長をもつ少なくとも二つのモードで動作可能な機能コンポーネント(112)において実行され、現在モードは、前記オーディオ・ビットストリームの現在フレーム・レートに応答して選択され、前記オーディオ・ビットストリームの確立された現在フレーム・レートが、いくつかの所定のフレーム・レートの一つに対してマッチングされ、前記所定のフレーム・レートは、5%以下の変動範囲のサブグループを含み、量子化されたスペクトル係数を繰り返し受領する前記の段階は、同じフレーム長をもつ前記機能コンポーネントの動作中に実行されること、を特徴とする、
方法。 - 前記逆量子化が、静的な第二の機能コンポーネント(114)において実行される、請求項9記載の方法。
- 前記オーディオ・ビットストリームがマルチチャネル・オーディオ信号をパラメトリック・エンコードするものである、請求項9または10記載の方法。
- コンピュータに請求項9ないし11のうちいずれか一項記載の方法を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
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