JP6538209B2 - ノイズ変調とゲイン調整とを実行するシステムおよび方法 - Google Patents

ノイズ変調とゲイン調整とを実行するシステムおよび方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、２０１３年２月８日に出願された本願の譲受人が所有する米国仮特許出願第６１／７６２，８１０号および２０１３年８月２８日に出願された米国非仮特許出願第１４／０１２，７４９号の優先権を主張するものであり、これらの出願の内容は、その全体が明示的に参照により本明細書に組み込まれる。
[0002]本開示は、一般に、信号処理に関する。
[0003]技術の進歩の結果、より小型でより強力なコンピューティングデバイスが誕生した。たとえば、現在、ポータブルワイヤレス電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、および小型軽量でユーザによって容易に持ち運ばれるページングデバイスなどの、ワイヤレスコンピューティングデバイスを含む、様々なポータブルパーソナルコンピューティングデバイスが存在する。より具体的には、セルラー式電話およびインターネットプロトコル（ＩＰ）電話などのポータブルワイヤレス電話は、ネットワークワイヤレスを介して音声およびデータパケットを通信することができる。さらに、多数のそのようなワイヤレス電話は、その中に組み込まれる他のタイプのデバイスを含む。たとえば、ワイヤレス電話は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルレコーダ、およびオーディオファイルプレーヤをも含むことができる。
[0004]従来の電話システム（たとえば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ））では、信号帯域幅は、３００ヘルツ（Ｈｚ）〜３．４キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数範囲に限定される。セルラー式テレフォニーおよびボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）などの広帯域（ＷＢ）適用例では、信号帯域幅は、５０Ｈｚから７ｋＨｚの周波数範囲に及ぶことがある。超広帯域（ＳＷＢ）コーディング技法は、約１６ｋＨｚまで延びる帯域幅をサポートする。信号帯域幅を３．４ｋＨｚにおける狭帯域テレフォニーから１６ｋＨｚのＳＷＢテレフォニーまで拡張することによって、信号再構成、了解度、および自然度の品質を改善することができる。
[0005]ＳＷＢコーディング技法は、通常、信号の低周波数部分（たとえば、５０Ｈｚ〜７ｋＨｚ、「ローバンド」とも呼ばれる）を符号化および伝送することを含む。たとえば、ローバンドは、フィルタパラメータおよび／またはローバンド励振信号を使用して表され得る。しかしながら、コーディング効率を改善するために、信号のより高い周波数部分（たとえば、７ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ、「ハイバンド」とも呼ばれる）は、完全に符号化および伝送されないことがある。代わりに、受信機は、ハイバンドを予測するために信号モデリングを利用することがある。いくつかの実装形態では、ハイバンドに関連付けられたデータは、予測の助けとなるために受信機に提供され得る。そのようなデータは「サイド情報」と呼ばれることがあり、ゲイン情報、線スペクトル周波数（ＬＳＦ、線スペクトル対（ＬＳＰ）とも呼ばれる）などを含むことができる。ローバンド信号がハイバンド信号に十分に相関するとき、信号モデルを使用するハイバンド予測は許容可能に正確であり得る。しかしながら、ノイズの存在下では、ローバンドとハイバンドの相関が弱いことがあり、信号モデルは、もはやハイバンドを正確に表すことができないことがある。この結果、受信機においてアーチファクト（たとえば、歪み語音）が生じる。
[0006]ノイズ変調とゲイン調整とを実行するシステムおよび方法が開示される。たとえば、ハイバンド符号化は、ローバンド分析（たとえば、ローバンド線形予測（ＬＰ）分析）を使用して生成されたローバンド励振信号に基づいてハイバンド励振信号を生成することを含むことができる。ハイバンド励振信号は、変換されたローバンド励振信号を変調されたノイズ（たとえば、ホワイトノイズ）と混合することによって生成され得る。変換されたローバンド励振信号と変調されたノイズが混合される比は、信号再構成品質に影響を及ぼすことがある。ローバンドとハイバンドの間の相関を減少させるノイズの存在下で、変換されたローバンド励振信号は、ハイバンド合成に不適切なことがある。たとえば、合成されたハイバンド励振信号は、可聴アーチファクトをもたらすことがある。説明される技法によれば、ノイズ変調および／またはゲイン調整は、そのようなアーチファクトを減少させるために実行され得る。ノイズ変調を実行することは、ローバンド励振とハイバンド合成に使用される変調されたノイズとの比を適応的に平滑化することを含むことができる。ゲイン調整を実行することは、量子化歪みに基づいてハイバンドサイド情報に含めるようにゲインパラメータを決定することを含むことができる。
[0007]特定の一実施形態では、方法は、混合係数の第１の値を受け取ることを含む。この第１の値は、オーディオエンコーダで受け取られるオーディオ信号の第１の部分に対応する。方法は、混合係数の第２の値を受け取ることを含む。この第２の値は、オーディオ信号の第２の部分に対応する。方法は、第１の値および第２の値に少なくとも部分的に基づいて混合係数の第３の値を生成することを含む。方法は、混合係数の第３の値に基づいて励振信号を変調されたノイズと混合することも含む。
[0008]別の特定の実施形態では、方法は、オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定することと、スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを決定することとを含む。方法は、第１のセットと第２のセットの間の差に基づいてオーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整することも含む。
[0009]別の特定の実施形態では、装置は、混合係数の第１の値および混合係数の第２の値に少なくとも部分的に基づいて混合係数の第３の値を生成するように構成されたフィルタを含む。第１の値はオーディオ信号の第１の部分に対応し、第２の値はオーディオ信号の第２の部分に対応する。装置は、第３の値を受け取り、変調されたノイズを生成してこの変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合することによってオーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成するように構成されたミキサも含む。ローバンド励振信号は、オーディオ信号のローバンド部分に対応する。ミキサは、第３の値に基づいて、変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合するように構成される。
[0010]別の特定の実施形態では、装置は、オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定するように構成された分析フィルタを含む。この装置は、スペクトル周波数値の第１のセットに近いスペクトル周波数値の第２のセットを生成するように構成された量子化器を含む。この装置は、第１のセットと第２のセットの間の差に基づいてオーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整するように構成されたゲイン回路も含む。
[0011]別の特定の実施形態では、装置は、混合係数の第１の値および混合係数の第２の値に少なくとも部分的に基づいて混合係数の第３の値を生成するための手段を含む。第１の値は、オーディオエンコーダで受け取られたオーディオ信号の第１の部分に対応し、第２の値はオーディオ信号の第２の部分に対応する。装置は、変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合することによってオーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成するための手段を含む。ローバンド励振信号は、オーディオ信号のローバンド部分に対応する。生成するための手段は、第３の値に基づいて変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合するように構成される。
[0012]別の特定の実施形態では、装置は、オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定するための手段を含む。装置は、スペクトル周波数値の第１のセットに近いスペクトル周波数値の第２のセットを生成するための手段も含む。装置は、第１のセットと第２のセットの間の差に基づいてオーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整するための手段も含む。
[0013]別の特定の実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータによって実行されるとき、コンピュータに混合係数の第１の値を受け取らせる命令を備える。この第１の値は、オーディオエンコーダで受け取られるオーディオ信号の第１の部分に対応する。命令はまた、コンピュータに、混合係数の第２の値を受け取らせるように実行可能である。この第２の値は、オーディオ信号の第２の部分に対応する。命令はまた、コンピュータに、第１の値および第２の値に少なくとも部分的に基づいて混合係数の第３の値を生成させるように実行可能である。命令はまた、コンピュータに、混合係数の第３の値に基づいて励振信号を変調されたノイズと混合させるように実行可能である。
[0014]別の特定の実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータによって実行されるとき、コンピュータに、オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定させる命令を備える。命令はまた、スペクトル周波数値の第１のセットに近いスペクトル周波数値の第２のセットを決定するように実行可能である。命令はまた、第１のセットと第２のセットの間の差に基づいてオーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整するように実行可能である。
[0015]開示される実施形態のうち少なくとも１つによって提供される特定の利点としては、ノイズの多い状況を補償するためにノイズ変調および／またはゲイン調整を実行できることがある。たとえば、ノイズ変調は、ハイバンド合成中に使用される混合パラメータの大きい変動を相殺することができる。別の例として、ゲイン調整は、量子化誤差によるスペクトル歪みを補償することができる。本開示の他の態様、利点、および特徴は、以下の節すなわち「図面の簡単な説明」と「発明を実施するための形態」と「特許請求の範囲」とを含む適用例全体の検討の後、明らかになるであろう。
[0016]ノイズ変調とゲイン調整とを実行するように動作可能なシステムの特定の実施形態を示す図。 [0017]図１のシステムの構成要素の特定の実施形態を示す図。 [0018]ゲイン係数とスペクトル歪みの間の写像の特定の実施形態を示すグラフ。 [0019]図１のハイバンド励振発生器の特定の実施形態を示す図。 [0020]変調ノイズを実行する方法の特定の実施形態を示す流れ図。 [0021]ゲイン調整を実行する方法の特定の実施形態を示す流れ図。 [0022]図１〜図６のシステムおよび方法による信号処理動作を実行するように動作可能なデバイスワイヤレスのブロック図。
[0023]図１を参照すると、ノイズ変調とゲイン調整とを実行するように動作可能なシステムの特定の実施形態が示されており、全体的に１００と指定されている。特定の一実施形態では、システム１００は、符号化システムまたは符号化装置に（たとえば、ワイヤレス電話エンコーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）内に）統合され得る。
[0024]以下の説明では、図１のシステム１００によって実行される様々な機能は、ある特定の構成要素またはモジュールによって実行されると説明されることに留意されたい。しかしながら、構成要素およびモジュールのこの分割は、説明のためにすぎない。一代替実施形態では、代わりに、特定の構成要素またはモジュールによって実行される機能は、複数の構成要素またはモジュールに分割されることがある。その上、一代替実施形態では、図１の２つ以上の構成要素またはモジュールが、単一の構成要素またはモジュールに統合されることがある。図１に示される各構成要素またはモジュールは、ハードウェア（たとえば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラなど）を使用して実施されてもよいし、ソフトウェア（たとえば、プロセッサによって実行可能な命令）を使用して実施されてもよいし、これらの任意の組合せを使用して実施されてもよい。
[0025]システム１００は、入力オーディオ信号１０２を受信するように構成された分析フィルタバンク１１０を含む。たとえば、入力オーディオ信号１０２は、マイクロホンまたは他の入力デバイスによって提供され得る。特定の一実施形態では、入力オーディオ信号１０２は、発話を含むことができる。入力オーディオ信号は、約５０ヘルツ（Ｈｚ）から約１６キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数範囲内のデータを含む超広帯域（ＳＷＢ）信号であってよい。分析フィルタバンク１１０は、入力オーディオ信号１０２をフィルタに通し、周波数に基づいて複数の部分を作製することができる。たとえば、分析フィルタバンク１１０は、ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とを生成することができる。ローバンド信号１２２およびハイバンド信号１２４は、等しい帯域幅を有しても等しくない帯域幅を有してもよく、重複してもよいし重複しなくてもよい。一代替実施形態では、分析フィルタバンク１１０は、３つ以上の出力を生成することができる。
[0026]図１の例では、ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４は、重複しない周波数帯域を占有する。たとえば、ローバンド信号１２２およびハイバンド信号１２４は、５０Ｈｚ〜７ｋＨｚおよび７ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの重複しない周波数帯域を占有することがある。一代替実施形態では、ローバンド信号１２２およびハイバンド信号１２４は、５０Ｈｚ〜８ｋＨｚおよび８ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの重複しない周波数帯域を占有することがある。別の代替実施形態では、ローバンド信号１２２およびハイバンド信号１２４が重複し（たとえば、５０Ｈｚ〜８ｋＨｚおよび７ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ）、これによって、分析フィルタバンク１１０のローパスフィルタおよびハイパスフィルタがスムーズなロールオフを有することを可能にすることができ、これによって、設計を単純化し、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタのコストを低減することができる。ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４が重複することによって、受信機におけるローバンド信号とハイバンド信号スムーズな混合も可能にすることができ、この結果、聞き取れるアーチファクトが減少し得る。
[0027]図１の例はＳＷＢ信号の処理を示しているが、これは説明のためにすぎないことに留意されたい。一代替実施形態では、入力オーディオ信号１０２は、約５０Ｈｚ〜約８ｋＨｚの周波数範囲を有する広帯域（ＷＢ）信号であり得る。そのような一実施形態では、ローバンド信号１２２は約５０Ｈｚ〜約６．４ｋＨｚの周波数範囲に対応し得、ハイバンド信号１２４は約６．４ｋＨｚ〜約８ｋＨｚの周波数範囲に対応し得る。本明細書の様々なシステムおよび方法は、ハイバンドノイズを検出し、ハイバンドノイズに応答して様々な動作を実行すると説明されることにも留意されたい。しかしながら、これは例にすぎない。図１〜図７を参照しながら示される技法は、ローバンドノイズの状況でも実行され得る。
[0028]システム１００は、ローバンド信号１２２を受信するように構成されたローバンド分析モジュール１３０を含むことができる。特定の一実施形態では、ローバンド分析モジュール１３０は、符号励振線形予測（ＣＥＬＰ）エンコーダの一実施形態を表すことがある。ローバンド分析モジュール１３０は、線形予測（ＬＰ）分析およびコーディングモジュール１３２と、線形予測係数（ＬＰＣ）−線スペクトル対（ＬＳＰ）変換モジュール１３４と、量子化器１３６とを含むことができる。ＬＳＰは線スペクトル周波数（ＬＳＦ）とも呼ばれることがあり、この２つの用語は、本明細書では互換的に使用され得る。ＬＰ分析およびコーディングモジュール１３２は、ローバンド信号１２２のスペクトル包絡をＬＰＣのセットとして符号化することができる。ＬＰＣは、オーディオの各フレーム（たとえば、１６ｋＨｚのサンプリングレートにおける３２０サンプルに相当する２０ミリ秒（ｍｓ）のオーディオ）に対して生成され得、オーディオの各サブフレーム（たとえば、５ｍｓのオーディオ）に対して生成され得、これらの任意の組合せに対して生成され得る。各フレームまたはサブフレームに対して生成されるＬＰＣの数は、実行されるＬＰ分析の「次数」によって決定され得る。特定の一実施形態では、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１３２は、第１０次ＬＰ分析に対応する１１のＬＰＣのセットを生成し得る。
[0029]ＬＰＣ−ＬＳＰ変換モジュール１３４は、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１３２によって生成されたＬＰＣのセットを（たとえば、１対１変換を使用して）対応するＬＳＰのセットに変換することができる。あるいは、ＬＰＣのセットは、ＰＡＲＣＯＲ係数、ログ面積比値、イミッタンススペクトル対（ＩＳＰ）、またはイミッタンススペクトル周波数（ＩＳＦ）のセットに１対１変換され得る。ＬＰＣのセットとＬＳＰのセットの間の変換は、誤差なく可逆的であり得る。
[0030]量子化器１３６は、変換モジュール１３４によって生成されたＬＳＰのセットを量子化することができる。たとえば、量子化器１３６は、複数の項目（たとえば、ベクトル）を含む複数のコードブックを含み得、これに結合され得る。ＬＳＰのセットを量子化するために、量子化器１３６は、ＬＳＰのセット「に最も近い」（たとえば、最小２乗または平均２乗誤差などの歪み尺度に基づいて）コードブックの項目を特定することができる。量子化器１３６は、コードブック内の特定された項目の場所に対応するインデックス値または一連のインデックス値を出力することができる。したがって、量子化器１３６の出力は、ローバンドビットストリーム１４２に含まれるローバンドフィルタパラメータを表し得る。
[0031]ローバンド分析モジュール１３０はまた、ローバンド励振信号１４４を生成することができる。たとえば、ローバンド励振信号１４４は、ローバンド分析モジュール１３０によって実行されるＬＰプロセス中に生成されるＬＰ残差信号を量子化することによって生成される符号化された信号であり得る。ＬＰ残差信号は、予測誤差を表し得る。
[0032]システム１００は、分析フィルタバンク１１０からのハイバンド信号１２４とローバンド分析モジュール１３０からのローバンド励振信号１４４とを受け取るように構成されたハイバンド分析モジュール１５０をさらに含むことができる。ハイバンド分析モジュール１５０は、ハイバンド信号１２４およびローバンド励振信号１４４に基づいてハイバンドサイド情報１７２を生成することができる。たとえば、ハイバンドサイド情報１７２は、本明細書でさらに説明されるように、ハイバンドＬＳＰおよび／またはゲイン情報（たとえば、少なくともハイバンドのエネルギーとローバンドのエネルギーとの比に基づく）を含み得る。
[0033]ハイバンド分析モジュール１５０は、ハイバンド励振発生器１６０を含むことができる。ハイバンド励振発生器１６０は、ローバンド励振信号１４４のスペクトルをハイバンド周波数範囲（たとえば、７ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ）へと拡張することによって、ハイバンド励振信号１６１を生成することができる。説明するために、ハイバンド励振発生器１６０は、変換をローバンド励振信号に適用する（たとえば、絶対値または平方演算などの非線形変換）ことができ、ハイバンド励振信号１６１を生成するために、変換されたローバンド励振信号をノイズ信号（たとえば、ローバンド信号１２２のゆっくり変化する時間特性を模倣するローバンド励振信号１４４に対応する包絡に従って変調されたホワイトノイズ）と混合させることができる。たとえば、混合は、以下の式に従って実行され得る。
Ｈｉｇｈ−ｂａｎｄ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ
＝（α＊ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｌｏｗ−ｂａｎｄ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）
＋（（１−α）＊ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｎｏｉｓｅ）
[0034]変換されたローバンド励振信号と変調されたノイズが混合される比は、受信機におけるハイバンド再構成品質に影響を及ぼすことがある。有声発話信号の場合、混合は、変換されたローバンド励振の方へ偏らされる（たとえば、混合係数は０．５〜１．０の範囲であってよい）。無声信号の場合、混合は、変調されたノイズの方へ偏らされる（たとえば、混合係数は０．０〜０．５の範囲であってよい）。ハイバンド励振発生器１６０の例示的な一実施形態は、図４を参照しながらさらに詳細に説明される。
[0035]ハイバンド励振信号１６１は、ハイバンドサイド情報１７２に含まれる１つまたは複数のハイバンドゲインパラメータを決定するために使用され得る。図示のように、ハイバンド分析モジュール１５０は、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２と、ＬＰＣ−ＬＳＰ変換モジュール１５４と、量子化器１５６も含むことができる。ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２、変換モジュール１５４、および量子化器１５６の各々は、ローバンド分析モジュール１３０の対応する構成要素に関して上記で説明したように機能し得るが、（たとえば、より少数の、各係数に対するビット、ＬＳＰなどを使用して）比較的低解像度で機能し得る。ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２は、変換モジュール１５４によってＬＳＰに変換されコードブック１６３に基づいて量子化器１５６によって量子化されるＬＰＣのセットを生成し得る。たとえば、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２、変換モジュール１５４、および量子化器１５６は、ハイバンドサイド情報１７２に含まれるハイバンドフィルタ情報（たとえば、ハイバンドＬＳＰ）を決定するためにハイバンド信号１２４を使用し得る。特定の一実施形態では、ハイバンドサイド情報１７２は、ハイバンドＬＳＰならびにハイバンドゲインパラメータを含み得る。本明細書でさらに説明されるように、ある特定のタイプのノイズの存在下で、ハイバンドゲインパラメータは、ゲイン調整モジュール１６２によって実行されるゲイン調整の結果として生成され得る。
[0036]ローバンドビットストリーム１４２およびハイバンドサイド情報１７２は、出力ビットストリーム１９２を生成するためにマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８０によって多重化され得る。出力ビットストリーム１９２は、入力オーディオ信号１０２に対応する符号化されたオーディオ信号を表すことができる。たとえば、出力ビットストリーム１９２は、送信され（たとえば、有線チャネル、ワイヤレスチャネル、または光チャネルを介して）および／または保存され得る。受信機では、オーディオ信号（たとえば、スピーカまたは他の出力デバイスに提供される入力オーディオ信号１０２の再構成バージョン）を生成するために、逆の動作がデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）、ローバンドデコーダ、ハイバンドデコーダ、およびフィルタバンクによって実行され得る。ローバンドビットストリーム１４２を表すために使用されるビットの数は、ハイバンドサイド情報１７２を表すために使用されるビットの数よりも実質的に多くてよい。したがって、出力ビットストリーム１９２中のビットの大部分は、ローバンドデータを表すことができる。ハイバンドサイド情報１７２は、信号モデルに従ってローバンドデータからハイバンド励振信号を再生するために受信機で使用され得る。たとえば、この信号モデルは、ローバンドデータ（たとえば、ローバンド信号１２２）とハイバンドデータ（たとえば、ハイバンド信号１２４）の関係または相関関係の予測されるセットを表し得る。したがって、異なる種類のオーディオデータ（たとえば、発話、音楽など）に異なる信号モデルが使用されてよく、使用中の特定の信号モデルは、符号化されたオーディオデータの通信の前に、送信機および受信機によって取り決められ得る（または業界標準によって定義されてよい）。信号モデルを使用して、送信機におけるハイバンド分析モジュール１５０は、出力ビットストリーム１９２からハイバンド信号１２４を再構成するために受信機における対応するハイバンド分析モジュールが信号モデルを使用することが可能であるように、ハイバンドサイド情報１７２を生成することを可能にすることができる。
[0037]変換されたローバンド励振は、ノイズの多いハイバンド信号１２４とノイズの多いローバンド信号１２２の相関が不十分であることにより、ハイバンド合成において使用するのに不適切なことがある。たとえば、入力オーディオ信号１０２が発話を含むとき、ハイバンド信号１２４は２０ミリ秒（ｍｓ）フレームで処理され得、ＬＳＦおよびゲインパラメータは、フレームごとに推定および量子化され得る。４つの時間的ゲインスロープパラメータがサブフレームごと（たとえば、５ｍｓごと）に推定され得、ＬＳＦおよび全体的ゲインパラメータとともに送信され得る。したがって、ハイバンド励振は、各サブフレームに対して推定（たとえば、生成）され得る。一般に、混合パラメータαは、ローバンド有声化パラメータに基づいて決定され得る。しかしながら、ノイズの存在下で、そのような様式で混合パラメータαを決定することによって、サブフレームごとに大きな変動が生じることがある。たとえば、ノイズにより、４つの連続するサブフレームに対する混合パラメータαは０．９、０．２５、０．８、および０．１５であり得、騒音の多い（ｂｕｚｚｙ）アーチファクトまたは変調アーチファクトが生じることがある。その上、大量の量子化歪みが存在することがある。
[0038]ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２は、変換モジュール１５４によってＬＳＰに変換されコードブック１６３に基づいて量子化器１５６によって量子化されるＬＰＣのセットを生成することができる。ノイズの存在下で、ハイバンドＬＳＰ内の量子化歪みは大きいことがある。
[0039]たとえば、量子化器１５６は、変換モジュール１５４によって提供されるＬＳＰなどの、スペクトル周波数値のセットを量子化するように構成され得る。他の実施形態では、量子化器１５６は、ＬＳＦまたはＬＳＰに加えて、またはその代わりに、１つまたは複数の他のタイプのスペクトル周波数値のセットを受け取って量子化することができる。たとえば、量子化器１５６は、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２によって生成された線形予測係数（ＬＰＣ）のセットを受け取って量子化することができる。他の例としては、量子化器１５６において受け取られ量子化され得る、ＰＡＲＣＯＲ係数、ＡＲＣＯＲ係数、ログ面積比値、およびイミッタンススペクトル周波数（ＩＳＦ）のセットがある。量子化器１５６は、入力ベクトル（たとえば、ベクトル形式のスペクトル周波数値のセット）をコードブック１６３などの表またはコードブック中の対応するエントリへのインデックスとして符号化するベクトル量子化器を含むことができる。別の例として、量子化器１５６は１つまたは複数のパラメータを決定するように構成されてよく、疎な（ｓｐａｒｓｅ）コードブック実施形態などでは、入力ベクトルは、ストレージから取り出されるのではなく、これらのパラメータからデコーダで動的に生成され得る。説明するために、疎なコードブックの例は、３ＧＰＰ２（第３世代パートナーシップ２）ＥＶＲＣ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｒａｔｅ Ｃｏｄｅｃ）などのＣＥＬＰおよびコーデックなどのコーディング方式において適用され得る。別の実施形態では、ハイバンド分析モジュール１５０は、量子化器１５６を含むことができ、（たとえば、フィルタパラメータのセットに従って）合成信号を生成するためにいくつかのコードブックベクトルを使用し、知覚的に加重された領域などにおいてハイバンド信号１２４に最も良く適合する合成信号に関連付けられたコードブックベクトルのうち１つを選択するように構成され得る。
[0040]ハイバンド量子化外れ値が、ハイバンド合成と時間的ゲイン推定とに悪影響を及ぼすことがある。たとえば、時間的パラメータおよびゲインパラメータの過大評価により、アーチファクトを生じることがある。そのようなアーチファクトを減少させるために、ハイバンド分析モジュール１５０はゲイン調整器１６２を含んでよい。
[0041]ゲイン調整器１６２は、スペクトル値の第１のセット（たとえば、変換モジュール１５４によって生成された量子化されていないＬＳＦ）とスペクトル値の第２のセット（たとえば、量子化器１５６によって生成された量子化されたＬＳＦ）の間のスペクトル歪みを推定することができる。ゲイン調整器１６２は、ゲイン係数のスペクトル歪みへの写像に基づいてゲイン係数を推定することができる。図３は、ゲイン係数をスペクトル歪みに写像するグラフ３００の一例を示す。図３では、「ＳＤ１」および「ＳＤ２」はそれぞれ、確率分布関数から計算され得る８％外れ値と２％外れ値とを表す。たとえば、コードブック１６３のトレーニング中に、大量の発話データ（たとえば、１０時間の発話データ）が処理されることがある。処理中、スペクトル歪みの確率分布が生成され得、ＳＤ１およびＳＤ２が決定され得る。
[0042]ＳＤ１およびＳＤ２は、ゲイン係数の値を決定するために使用され得る。図３の例示的な写像３００では、スペクトル歪みがＳＤ１よりも小さい（たとえば、８％外れ値よりも小さい歪み）ように決定されるとき、ゲイン調整は実行されない（たとえば、ゲイン係数は１に設定される）。スペクトル歪みがＳＤ２よりも大きい（たとえば、２％外れ値よりも大きい歪み）ように決定されるとき、ゲイン係数をＧ２＝０．５などの１よりも小さい値Ｇ２に設定することによって、減衰が実行され得る。スペクトル歪みがＳＤ１からＳＤ２の範囲にあるとき、ゲイン係数を決定するために、線形関係が使用され得る。たとえば、（Ｇ２−１）／（ＳＤ２−ＳＤ１）の傾きとＫの切片とを有する直線が、ＧａｉｎＦａｃｔｏｒ＝傾き＊ＳＤ＋切片＝ＳＤ＊（Ｇ２−１）／（ＳＤ２−ＳＤ１）＋Ｋに従ってスペクトル歪み値ＳＤをゲイン係数に写像するために使用され得る。
[0043]例示的な一実施形態では、ゲイン調整器１６２は、以下の擬似コードにより、（たとえば、ハイバンドサイド情報１７２に含まれるようにゲインフレームを調整するために）ゲイン係数を決定することができる。
／＊最初の量子化されていないＬＳＦ、すなわちｌｓｐ＿ｓｈｂ＿ｏｒｉｇと量子化されたＬＳＦ、すなわちｌｓｐ＿ｓｈｂの間のスペクトル歪みを初期化する＊／
ｓｄ＿ｕｑ＿ｑ＝０；
ＬＰＣ＿ＯＲＤＥＲ ＝ １０；／＊ｌｐｃ ｏｒｄｅｒを初期化する＊／
ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜ＬＰＣ＿ＯＲＤＥＲ；ｉ＋＋）
｛
／＊ 量子化されていないＬＳＦと量子化されたＬＳＦの間のスペクトル歪みを見積る ＊／
ｓｄ＿ｕｑ＿ｑ＋＝（ｌｓｐ＿ｓｈｂ［ｉ］−ｌｓｐ＿ｓｈｂ＿ｏｒｉｇ［ｉ］）＊（ｌｓｐ＿ｓｈｂ［ｉ］−ｌｓｐ＿ｓｈｂ＿ｏｒｉｇ［ｉ］）；
｝

／＊図３の写像を使用してゲイン係数を見積る＊／
ＧａｉｎＦａｃｔｏｒ＝ｓｄ＿ｕｑ＿ｑ＊（Ｇ２−１）／（ＳＤ２−ＳＤ１）＋Ｋ；
／＊ゲイン係数はＧ２と１．０の間に制限される＊／
ＧａｉｎＦａｃｔｏｒ ＝ ｍｉｎ（ｍａｘ（ＧａｉｎＦａｃｔｏｒ, Ｇ２）, １．０）；／＊フレーム ゲイン 調整＊／
ＧａｉｎＦｒａｍｅ＝ＧａｉｎＦｒａｍｅ＊ＧａｉｎＦａｃｔｏｒ；
[0044]上記の擬似コードに示されているように、図３の写像を使用することによって、ゲイン調整器１６２は、ゲイン係数を決定するとき、スペクトル歪み（たとえば、ＬＳＦ外れ値）によるアーチファクトを制限し得る。
[0045]上記の擬似コードでは、スペクトル歪みは、量子化による誤差の平方の和として決定される。量子化による誤差は、スペクトル周波数値のセットの各スペクトル周波数値に対する、スペクトル周波数値の量子化されたバージョンとスペクトル周波数値の量子化されていないバージョンの間の差として識別される。各誤差（たとえば、量子化された値と量子化されていない値の間の各差）が２乗され、スペクトル歪みは、２乗された誤差の和として推定される。他の実施形態では、スペクトル歪み推定値は、１つまたは複数の他の技法によって決定され得る。たとえば、スペクトル歪みは、平均２乗誤差（ＭＳＥ）法によって決定され得る。別の例として、スペクトル歪みは、量子化されていないスペクトル周波数値の第１のセットの値と量子化されたスペクトル周波数値の第２のセットの値の間の差の絶対値（たとえば、大きさ）を使用して決定され得る。
[0046]上記の擬似コードおよび図３の写像は、スペクトル歪み推定値のゲイン係数値への区分的線形写像によってゲイン係数の値を決定するが、他の実施形態では、他の写像が使用されてよい。たとえば、他の写像は、量子化誤差の量に従って、減衰を低減するために比較的低いスペクトル歪み推定値を大きなゲイン係数（たとえば、１）に写像することができ、減衰を増加させるために比較的大きなスペクトル歪み推定値を小さなゲイン係数に写像することができる。いくつかの実施形態では、ＳＤ１およびＳＤ２はそれぞれ、８％外れ値および２％外れ値によって決定され得るが、他の実施形態では、ＳＤ１および／またはＳＤ２は、１つまたは複数の他の外れ値に基づいて決定されてもよいし、外れ値とは無関係に決定されてもよい。
[0047]図２は、ノイズ変調を調整するように、またスペクトル歪みに基づいてフレームゲインを調整するように構成された、図１のシステム１００の構成要素の特定の実施形態を示す。ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２は、図１のハイバンド信号１２４を受け取り、ＬＳＰ情報などのスペクトル周波数値を生成するように構成される。量子化器１５６は、スペクトル周波数値を受け取り、量子化されたＬＳＰ情報（ＬＳＰ＿Ｑ）などの量子化されたスペクトル周波数値を生成するように構成される。
[0048]スペクトル歪み計算器２０１は、スペクトル周波数値のセットと量子化されたスペクトル周波数値のセットとを受け取り、スペクトル歪み２０２を決定するように構成される。 スペクトル歪み計算器２０１は、図１のゲイン調整器１６２に関して説明されたのと同様のやり方で、スペクトル歪み２０２を推定するように構成される。決定されたスペクトル歪み２０２は、写像モジュール２０６に提供され得る。
[0049]写像モジュール２０６は、スペクトル歪み２０２を受け取り、スペクトル歪み値のゲイン係数値への写像に基づいてゲイン係数（ｇ）２０４を決定するように構成され得る。たとえば、写像モジュール２０６は、図１のゲイン調整器１６２に関して説明されたのと同様のやり方でゲイン係数２０４を決定するように構成され得る。説明するために、写像モジュール２０６は、スペクトル歪み２０２の受け取った値に基づいてゲイン係数２０４の値を決定するために図３の写像３００を適用することができる。ゲイン係数２０４は、ゲイン調整器１６２に提供され得る。
[0050]ハイバンド合成モジュール２０７は、量子化されたスペクトル周波数値を受け取り、合成されたハイバンド信号を生成するためにハイバンド励振発生器１６０からハイバンド励振信号１６１を受け取るように構成され得る。たとえば、ハイバンド合成モジュール２０７は、ハイバンドＬＰ合成フィルタを構成するためにＬＰＣ値を使用して、ＬＳＰ値のＬＰＣ値への変換を適用するように構成され得る。ハイバンド合成モジュール２０７は、合成されたハイバンド信号を生成するためにハイバンド励振信号１６１を合成フィルタに適用することができる。
[0051]特定の一実施形態では、ハイバンド励振発生器１６０は、変換されたローバンド励振４０８と、変調されたノイズ４２０と、出力混合係数４１０とを受け取り、変換されたローバンド励振４０８と変調されたノイズ４２０の加重和を計算するために出力混合係数４１０を適用することによってハイバンド励振信号１６１を生成するように構成された混合モジュール４１１を含む。図４を参照してさらに詳細に説明されるように、出力混合係数４１０は、サブフレームに対して算出された混合係数の加重和に基づいた、図１のオーディオ信号１０２の連続したサブフレームの間の混合係数の平滑化を示すことができる。
[0052]フレームゲイン計算器２０８は、図１のハイバンド信号１２４および合成されたハイバンドモジュール２０７によって生成される合成されたハイバンド信号に基づいてフレームゲインを決定するように構成され得る。たとえば、フレームゲイン計算器２０８は、ハイバンド信号１２４と合成されたハイバンド信号との比較に基づいて、オーディオ信号の特定のフレームに対するフレームゲイン値を決定することができる。フレームゲイン値は、調整されたフレームゲインを生成するようにゲイン係数２０４に基づいてゲイン調整器１６２によって調整され得る。
[0053]ハイバンド励振発生器１６０の一例は、図４を参照しながらさらに説明される。ハイバンド励振発生器１６０は、包絡計算器４０２およびホワイトノイズ発生器４０４に結合された入力を有する結合器４０６を含む。混合モジュール４１１は、結合器４０６の出力および非線形変換モジュール４０７の出力に結合される。混合係数調整器４０９は混合係数生成器４１２に結合され、混合モジュール４１１にも結合される。混合係数調整器４０９は、受け取った混合係数４１３に基づいて出力混合係数４１０を生成するように構成される。出力混合係数４１０は、混合平滑化を可能にするために、混合モジュール４１１によって適用される。
[0054]包絡計算器４０２は、ローバンド励振信号１４４を受け取ることができ、ローバンド励振信号１４４に対応するローバンド時間領域包絡４０３を計算することができる。たとえば、包絡計算器４０２は、２乗値の列を生じさせるためにローバンド励振信号１４４（またはローバンド励振信号１４４のフィルタリングされたバージョン）のフレームの各サンプルの２乗を計算するように構成され得る。包絡計算器４０２は、第１次ＩＩＲローパスフィルタを２乗値の列に適用することなどによって２乗値の列に対して平滑化演算を実行するように構成され得る。包絡計算器４０２は、ローバンド時間領域包絡４０３を生じさせるために平方根関数を平滑化された列の各サンプルに適用するように構成され得る。
[0055]結合器４０６は、変調されたノイズ信号４２０を生じさせるために、ローバンド時間領域包絡４０３をホワイトノイズ発生器４０４によって生成されたホワイトノイズ４０５と結合させるように構成され得る。たとえば、結合器４０６は、ローバンド時間領域包絡４０３に従ってホワイトノイズ４０５を振幅変調するように構成され得る。たとえば、結合器４０６は、混合モジュール４１１に提供される変調されたノイズ信号４２０を生じさせるために包絡計算器４０２によって計算された時間領域の包絡線によってノイズ発生器４０４の出力を増減するように構成された乗算器として実施され得る。
[0056]混合モジュール４１１は、結合器４０６からの変調されたノイズ信号４２０を、変換されたローバンド励振信号４０８と混合するように構成され得る。たとえば、変換されたローバンド励振信号４０８は、ローバンド励振信号１４４に基づいて非線形変換モジュール４０７によって生成され得る。特定の一実施形態では、非線形変換は、絶対値（「｜ｘ｜」）変換であってもよいし、ｘの２乗（「ｘ2」）変換であってもよい。
[0057]混合モジュール４１１は、混合係数調整器４０９から受け取られた混合係数α４１０の値に基づいて、結合器４０６からの変調されたノイズ信号４２０と変換されたローバンド励振信号４０８とを混合することによって、ハイバンド励振信号１６１を生成するように構成され得る。たとえば、混合モジュール４１１は、加重された変換されたローバンド励振信号４０８と加重された変調されたノイズとを合計する前に、変換されたローバンド励振信号４０８に混合係数α４１０を適用し、結合器４０６から受け取られた変調されたノイズ４２０に（１−α）という係数を適用することによって加重和としてハイバンド励振信号１６１を計算するように構成され得る。
[0058]混合係数生成器４１２は、混合係数４１３をオーディオ信号の各フレームに対する複数の混合係数として生成するように構成され得る。たとえば、４つの混合係数α1、α2、α3、α4はオーディオ信号のフレームに対して生成されてよく、各混合係数は、フレームのそれぞれのサブフレームに対応してよい。たとえば、混合係数生成器４１２は、ピッチゲインおよび／または発話モード（たとえば、有声または無声）などの、図１のローバンド信号１２２またはローバンド励振信号１４４の周期性に関連する１つまたは複数のパラメータに従って混合係数を計算するように構成され得る。別の例として、混合係数生成器４１２は、オーディオ信号のフレームまたはサブフレームに関するハイバンド信号１２４の自己相関係数の最大の決定された値のような、図１のハイバンド信号１２４の周期性の尺度に従って、混合係数を計算するように構成され得る。
[0059]混合係数調整器４０９は、４つの出力混合係数α1s、α2s、α3s、α4sなどの出力混合係数４１０を生成することができる。各混合係数は、オーディオ信号のフレームのそれぞれのサブフレームに対応することができる。混合係数調整器４０９は、出力混合係数４１０の変動の出現および／または程度を減少させる目的で単一フレーム内のまたは複数のフレームにまたがって混合係数を適応的に平滑化するために、様々な方法で出力混合係数４１０を生成することができる。説明するために、混合係数調整器４０９は、特定のフレームの第１のサブフレームに対応する混合係数αの第１の値（たとえば、α1）を受け取り、特定のフレームの第２のサブフレームに対応する混合係数αの第２の値（たとえば、α2）を受け取るように構成されたフィルタを含むことができる。混合係数調整器４０９は、混合係数の第１の値α（たとえば、α1）および混合係数の第２の値（たとえば、α2s）に少なくとも部分的に基づいて混合係数の第３の値（たとえば、α2s）を生成するように構成され得る。
[0060]たとえば、第１の手法は、単一フレームの一部分（たとえば、サブフレーム）に対応する混合係数値に基づいて混合係数αの値を生成することを含むことができる。以下の擬似コードは第１の手法に相当する。
／＊手法１：フレーム内での値に基づく混合係数＊／
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［０］＝ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［０］； ／＊第１のサブフレームの混合係数を初期化する＊／
ＮＢ＿ＳＵＢＦＲ＝４； ／＊フレームあたり４つのサブフレーム＊／
Ｋ１＝０．８；
ｆｏｒ（ｉ＝１；ｉ＜ＮＢ＿ＳＵＢＦＲ；ｉ＋＋）
｛
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［ｉ］＝Ｋ１＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ］＋（１−Ｋ1) ＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ−１］；
｝
[0061]第１の手法のための上記の擬似コードでは、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ］は、特定のフレームのために混合係数生成器４１２によって生成されるｉ番目の混合係数４１３に対応し（たとえば、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［０］はα1に対応することができる）、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［ｉ］はｉ番目の出力混合係数４１０に対応する（たとえば、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［０］はα1sに対応することができる）。Ｋ１は、サブフレーム間の平滑化の量を決定し、０．８の値を有すると示されている。しかしながら、他の実施形態では、Ｋ１は、適用されるべき平滑化の量に従って他の値に設定され得る。たとえば、Ｋ１＝１のとき平滑化は適用されず、平滑化は、Ｋ１の値を減少させるにつれて増加する。
[0062]コーディングタイプ（たとえば、フレームが有声フレームまたは無声フレームに対応するかどうか）などの他の要因も、混合係数の平滑化された値を生成するべきかどうかを決定するために使用されてよい。たとえば、混合係数調整器４０９は、混合係数を生成するためにコーディングタイプ（ｃｏｄｅｒ＿ｔｙｐｅ）４２２の指示に応答することができる。説明するために、混合係数平滑化は、コーディングタイプの指示が有声フレームに対応するとき、使用可能にされ、コーディングタイプの指示が無声フレームに対応するとき、使用不可にされ得る。別の例として、混合係数調整器４０９は、混合係数を変化させるために図２のスペクトル歪み情報（ＳＤ）２０２に応答することができる。一例として、スペクトル歪みが比較的高い（たとえば、図３のスペクトル歪みに関して説明された８％外れ値または２％外れ値などによって、閾値量よりも大きい）とき、混合係数αの値は０〜０．５の範囲に限定されてよく、変調されたノイズの方へより多くのバイアスが存在する。一方、スペクトル歪み２０２が比較的低い（たとえば、図３のＳＤ１に関して説明された８％外れ値に対応する閾値量よりも小さい）とき、混合は、変換されたローバンド励振の方へバイアスされ得る。
[0063]第２の手法は、異なるフレームの一部分（たとえば、サブフレーム）に対応する混合係数値に基づいて混合係数αの値を生成することを含むことができる。以下の擬似コードは第２の手法に相当する。
／＊手法２：複数のフレームにわたる値に基づく混合係数＊／
ＮＢ＿ＳＵＢＦＲ＝４；
Ｋ１＝０．８；
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［０］＝Ｋ１＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［０］＋（１−Ｋ１）＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｏｌｄ； ／／第１のサブフレーム
ｆｏｒ（ｉ＝１；ｉ＜ＮＢ＿ＳＵＢＦＲ；ｉ＋＋）
{
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［ｉ］＝Ｋ１＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ］＋（１−Ｋ1）＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ−１］；
}
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｏｌｄ＝ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［ｉ］；
[0064]第２の手法のための上記の擬似コードでは、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ］は、特定のフレームのために混合係数生成器４１２によって生成されるｉ番目の混合係数４１３に対応し（たとえば、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［０］はα1に対応することができる）、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［ｉ］は特定のフレームのためのｉ番目の出力混合係数４１０に対応する（たとえば、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［０］はα1sに対応することができる）。平滑化は、ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｏｌｄによってフレームにまたがって実行され、これによって、前のフレームの最後のサブフレームに対して決定された混合係数に基づいた現在のフレームの第１のサブフレームに対する平滑化が可能になる。
[0065]第３の手法は、適応値を使用して混合係数αを生成することを含むことができる。以下の擬似コードは第３の手法に相当する。
[0066]
／＊手法３：適応的Ｋ１を使用した混合係数生成＊／
ＮＢ＿ＳＵＢＦＲ＝４；
／＊現在のハイバンドのエネルギーを推定する。高速で変化する場合、より遅い平滑化係数を使用する＊／
ｉｆ（ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖ＞２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒ｜｜ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒ＞２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖ）
Ｋ１＝０．８；
ｅｌｓｅ
Ｋ１＝０．３；
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［０］＝Ｋ１＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［０］＋（１−Ｋ１）＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｏｌｄ； ／／第１のサブフレーム
ｆｏｒ（ｉ＝１；ｉ＜ＮＢ＿ＳＵＢＦＲ；ｉ＋＋）
{
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［ｉ］＝Ｋ１＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ］＋（１−Ｋ1)＊ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ［ｉ−１］；
}
ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｏｌｄ＝ｍｉｘ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｎｅｗ［ｉ］；
[0067]第３の手法のための上記の擬似コードでは、平滑化は、第２の手法と類似のやり方でフレームにわたって使用可能である。さらに、Ｋ１の値は、オーディオ信号のハイバンドのエネルギー変動に基づいて決定される。たとえば、第１の値に適用される第１の重み（たとえば、Ｋ１）および第２の値に適用される第２の重み（たとえば、１−Ｋ１）は、図１のハイバンド信号１２４のエネルギー変動に基づいて決定される。第１のハイバンドのエネルギー値ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖはオーディオ信号の第１の部分（たとえば、前のフレーム）中のハイバンド信号のエネルギーに対応し、第２のハイバンドのエネルギー値ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒはオーディオ信号の第２の部分（たとえば、現在のフレーム）中のハイバンド信号のエネルギーに対応する。
[0068]フレーム間のハイバンドのエネルギーの変動が比較的大きいように決定されるとき、第１の重み（たとえば、Ｋ１）および第２の重み（たとえば、１−Ｋ１）は、連続したサブフレームの混合係数間のより大きな変化率とより小さな平滑化とを可能にする値を有するように決定される。たとえば、第３の手法のための擬似コードでは、第１の重み（たとえば、Ｋ１＝０．８）は、第１の閾値を超える第１のハイバンドのエネルギー値に応答して（たとえば、ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖが２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒよりも大きいとき）、または第２の閾値を超える第２のハイバンドのエネルギー値に応答して（たとえば、ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒが２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖよりも大きいとき）、第２の重み（たとえば、（１−Ｋ１）＝０．２）よりも大きいように選択される。第１の閾値は、倍率（たとえば、上記の擬似コードでは２）によって増減された第２のハイバンドのエネルギー値（ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒ）に対応する。第２の閾値は、倍率によって増減された第１のハイバンドのエネルギー値（ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖ）に対応する。
[0069]フレーム間のハイバンドのエネルギーの変動が比較的小さいように決定されるとき、第１の重み（たとえば、Ｋ１）および第２の重み（たとえば、１−Ｋ１）は、連続したサブフレームの混合係数間のより小さな変化率とより大きな平滑化とを可能にする値を有するように決定される。たとえば、第３の手法のための擬似コードでは、第１の重み（たとえば、Ｋ１＝０．３）は、第１の閾値を超えない第１のハイバンドのエネルギー値に応答して（たとえば、ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖが２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒ以下であるとき）、または第２の閾値を超えない第２のハイバンドのエネルギー値に応答して（たとえば、ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒが２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖ以下であるとき）、第２の重み（たとえば、（１−Ｋ１）＝０．７）よりも小さいように選択される。
[0070]第３の手法のための擬似コードは、ハイバンドのエネルギー変動に基づいて第１の重みと第２の重みとを決定する例示的な例を提供するが、他の実施形態では、複数のフレーム間でのハイバンドのエネルギー値の代替および／または追加の比較が、第１の重みの値と第２の重みの値とを決定し、混合係数の平滑化を制御するために行われることがある。
[0071]したがって、図４に示されるように、ハイバンド励振発生器１６０は、平滑化された混合係数４１０を生成することができ、フレーム間でのハイバンドのエネルギー変動の量に基づいて１つまたは複数の平滑化パラメータ（たとえば、Ｋ１）を適応的に決定することができる。
[0072]図５を参照すると、ゲイン制御を実行する方法の特定の実施形態の流れ図が示されており、全体的に５００と指定されている。例示的な一実施形態では、方法５００は、図１のシステム１００によって、ハイバンド励振発生器１６０などによって、実行され得る。
[0073]５０２では、混合係数の第１の値が受け取られる。この第１の値は、オーディオエンコーダで受け取られるオーディオ信号の第１の部分に対応する。５０４では、混合係数の第２の値が受け取られる。この第２の値は、オーディオ信号の第２の部分に対応する。第１の値はオーディオ信号の第１のサブフレームのローバンド部分に基づいて生成され得、第２の値はオーディオ信号の第２のサブフレームのローバンド部分に基づいて生成され得る。たとえば、図４の混合係数調整器４０９は、混合係数生成器４１２から混合係数４１３の値を受け取る。説明するために、第１の値はα1、α2、α3、またはα4のうち１つに対応してよく、第２の値はα1、α2、α３、またはα4のうち別の値に対応してよい。
[0074]５０６では、混合係数の第３の値が、第１の値および第２の値に少なくとも部分的に基づいて生成される。たとえば、混合係数調整器４０９は、混合係数４１３の複数の受け取られた値の加重和に基づいて、出力混合係数４１０の値を生成する。
[0075]第３の値を生成することは、第１の値と第２の値の加重和を決定することを含むことができる。たとえば、図４の混合係数調整器４０９に関して説明する第３の手法では、第１の値に適用される第１の重み（たとえば、Ｋ１）および第２の値に適用される第２の重み（たとえば、１−Ｋ１）は、オーディオ信号のハイバンドのエネルギー変動に基づいて決定され得る。第１の重みおよび第２の重みは、第１の部分に対応する第１のハイバンドのエネルギー値に基づいて、第２の部分に対応する第２のハイバンドのエネルギー値にさらに基づいて決定され得る（たとえば、第３の手法に対応する擬似コードではそれぞれ、ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖおよびｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒと記載されている）。第１の重みは、第１の閾値を超える第１のハイバンドのエネルギー値（たとえば、ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖ＞第１の閾値）に応答して、または第２の閾値を超える第２のハイバンドのエネルギー値（たとえば、ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒ＞第２の閾値）に応答して、第２の重みよりも大きいように選択され得る。第１の閾値は、倍率によって変倍された第２のハイバンドのエネルギー値に対応することができ（たとえば、第１の閾値＝２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｃｕｒｒ）、第２の閾値は、倍率によって変倍された第１のハイバンドのエネルギー値に対応することができる（たとえば、第２の閾値＝２＊ｈｂ＿ｅｎｅｒｇｙ＿ｐｒｅｖ）。
[0076]第１の部分はオーディオ信号の第１のサブフレームを含むことができ、第２の部分はオーディオ信号の第２のサブフレームを含むことができる。たとえば、第１のサブフレームおよび第２のサブフレームは、オーディオ信号の単一フレーム内にあることがある。説明するために、図４の混合係数調整器４０９に関して説明された第１の手法、第２の手法、および第３の手法の各々は、特定のフレームの１つのサブフレームに対応する混合係数の第１の値および特定のフレームの別のサブフレームに対応する混合係数の第２の値に基づいて、混合係数の第３の値を生成することができる。
[0077]別の例として、第１のサブフレームおよび第２のサブフレームは、オーディオ信号の異なるフレーム内にあることがある。たとえば、図４の混合係数調整器４０９に関して説明された第２の手法および第３の手法は、前のフレームの最後のサブフレームに対応する混合係数の第１の値に基づいて、および特定のフレームの第１のサブフレームに対応する混合係数の第２の値に基づいて、（たとえば、特定のフレームの第１のサブフレームのための）混合係数の第３の値を生成することができる。
[0078]５０８では、励振信号が、混合係数の第３の値に基づいて、変調されたノイズと混合される。たとえば、オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号が生成され得る。ハイバンド励振信号は、変調されたノイズと励振信号と結合することに基づいて生成され得、ここで、励振信号は、ローバンド励振信号の変換されたバージョンに対応する。たとえば、図４の混合モジュール４１１は、結合器４０６からの変調された４２０ノイズおよびローバンド励振信号１４４の変換されたバージョン（図１のオーディオ信号１０２の部分ローバンドに対応する）に基づいてハイバンド励振信号１６１を生成することができる。混合係数は、変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとの比を示すことができる。たとえば、ハイバンド励振信号は、変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンの加重和として生成され得る。
[0079]特定の実施形態では、図５の方法５００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはコントローラなどの処理ユニットのハードウェア（たとえば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など）によって実施されてもよいし、ファームウェアデバイスによって実施されてもよいし、これらの任意の組合せによって実施されてもよい。一例として、図５の方法５００は、図７に関して説明された命令などの命令を実行するプロセッサによって実行可能である。
[0080]図６を参照すると、ゲイン制御を実行する方法の特定の実施形態の流れ図が示されており、全体的に６００と指定されている。例示的な一実施形態では、方法６００は、図１のシステム１００によって、ハイバンド分析モジュール１６０などによって実行され得る。
[0081]６０２では、オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットが決定される。たとえば、スペクトル周波数値の第１のセットは、図１のＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２によって生成され得る。説明するために、スペクトル周波数値の第１のセットは、オーディオ信号のハイバンド部分の各フレームに対するＬＰフィルタ係数のセットを生じさせるためにＬＰＣ分析を実行することによって決定されてよく、ＬＰフィルタ係数の変換を含むことができる。
[0082]６０４では、スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットが決定される。たとえば、スペクトル値の第２のセットは、図１の量子化器１５６によって生成され得る。スペクトル周波数値の第２のセットは、スペクトル周波数値の第１のセットに基づいて図１のコードブック１６３などのコードブックを検索することによって決定され得る。特定の一実施形態では、スペクトル周波数値の第１のセットは線スペクトル周波数（ＬＳＦ）値を含み、スペクトル周波数値の第２のセットは量子化されたＬＳＦ値を含む。他の実施形態では、スペクトル周波数値の第１のセットは、ＬＳＦ値とは異なる値であってよい。たとえば、スペクトル周波数値の第１のセットは線形予測係数（ＬＰＣ）値を含むことができ、スペクトル周波数値の第２のセットは量子化されたＬＰＣ値を含むことができる。
[0083]６０６では、オーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値が、第１のセットと第２のセットの差に基づいて調整される。ゲイン値は、オーディオ信号のフレームのフレームゲインに対応することができる。たとえば、フレームゲイン値は、図１のオーディオ信号１０２のハイバンド部分と、図２の合成フィルタ２０７などの合成フィルタにハイバンド励振信号１６１を適用することによって生成された合成されたハイバンド信号に基づいて、生成され得る。特定の一実施形態では、合成フィルタは、スペクトル周波数値の第１のセットに従って構成されてもよいし、（量子化されていない値を生成するために第２のセットを変換した後）スペクトル周波数値の第２のセットに従って構成されてもよい。
[0084]ゲイン値を調整することは、６０８において、スペクトル周波数値の第１のセットとスペクトル周波数値の第２のセットの間のスペクトル歪みを決定することを含むことができる。たとえば、スペクトル歪みは、図２のスペクトル歪みモジュール２０１によって生成されるＳＤ２０２であってよい。第１のセットと第２のセットの間の差に対応するスペクトル歪みは、様々な技法によって推定され得る。たとえば、スペクトル歪みは、スペクトル周波数値の第１のセットにおける値と比較したスペクトル周波数値の第２のセットにおける値の平均２乗誤差に従って決定され得る。別の例として、スペクトル歪みは、スペクトル周波数値の第１のセットにおける値と比較したスペクトル周波数値の第２のセットにおける値の間の絶対差に従って決定され得る。
[0085]ゲイン値を調整することはまた、６１０において、スペクトル歪みに基づいてゲイン係数を決定することを含むことができる。ゲイン係数は、図３の写像３００に従って図２の写像モジュール２０６によって生成されるゲイン係数２０４に関して説明されたものなどの、スペクトル歪み値のゲイン係数値への写像に従って決定され得る。説明するために、写像の一部分は、ＳＤ１とＳＤ２の間の写像３００の傾斜部分によって示されるものなど、スペクトル歪みの増加がゲイン係数値の減少に対応することを定義することができる。写像は、図３のＳＤ１およびＳＤ２に関して説明されたものなどの、確率分布関数の外れ値に対応するスペクトル歪み値に少なくとも部分的に基づいてよい。
[0086]ゲイン値を調整することはまた、６１２において、ゲイン係数をフレームゲインに適用することによってフレームゲインを調整することを含むことができる。説明するために、ゲイン値は、量子化誤差の量に基づいてハイバンド信号の一部分を減衰させるためにゲイン係数によって乗算され得る。方法６００は、図１および図４のハイバンド構成要素に関して説明されているが、方法６００は、図１のローバンド信号１２２に関して適用されてもよいし、エンコーダで受け取られるオーディオ信号１０２の任意の他の部分に関して適用されてもよい。
[0087]特定の実施形態では、図６の方法６００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはコントローラなどの処理ユニットのハードウェア（たとえば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など）によって実施されてもよいし、ファームウェアデバイスによって実施されてもよいし、これらの任意の組合せによって実施されてもよい。一例として、図６の方法６００は、図７に関して説明されたように、命令を実行するプロセッサによって実行可能である。
[0088]したがって、図１〜図６は、ノイズによるアーチファクトを減少させるために推定されたスペクトル歪みに基づいてゲイン調整を実行するおよび／または混合係数平滑化を実行するシステムおよび方法を含む例を示す。
[0089]図７を参照すると、ワイヤレス通信デバイスの特定の例示的な実施形態のブロック図が示されており、全体的に７００と指定されている。デバイス７００は、メモリ７３２に結合されたプロセッサ７１０（たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）など）を含む。メモリ７３２は、図５〜図６の方法などの本明細書で開示される方法およびプロセスを実行するためにプロセッサ７１０および／またはコーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）７３４によって実行可能な命令７６０を含むことができる。
[0090]ＣＯＤＥＣ７３４は、ノイズ変調システム７７６を含むことができる。特定の一実施形態では、ノイズ変調システム７７６は、図４のシステム４００の１つまたは複数の構成要素を含む。ノイズ変調システム７７６は、専用ハードウェア（たとえば、回路）を介して実施されてもよいし、１つまたは複数のタスクを実行するために命令を実行するプロセッサによって実施されてもよいし、これらの組合せによって実施されてもよい。一例として、メモリ７３２またはＣＯＤＥＣ７３４内のメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、スピントルクトランスファーＭＲＡＭ（ＳＴＴ−ＭＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、またはコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）などのメモリデバイスであってよい。メモリデバイスは、コンピュータ（たとえば、ＣＯＤＥＣ７３４内のプロセッサおよび／またはプロセッサ７１０）によって実行されるときにコンピュータにオーディオ信号の第１の部分に対応する混合係数の第１の値を受け取らせ、オーディオ信号の第２の部分に対応する混合係数の第２の値を受け取らせ、第１の値および第２の値に少なくとも部分的に基づいて混合係数の第３の値を生成させ得る命令（たとえば、命令７６０）を含むことができる。一例として、メモリ７３２またはＣＯＤＥＣ７３４内のメモリは、コンピュータ（たとえば、ＣＯＤＥＣ７３４内のプロセッサおよび／またはプロセッサ７１０）によって実行されるときにコンピュータに図５の方法５００の少なくとも一部分を実行させる命令（たとえば、命令７６０）を含む非一時的コンピュータ可読媒体であってよい。
[0091]ＣＯＤＥＣ７３４は、ゲイン調整システム７７８を含むことができる。特定の一実施形態では、ゲイン調整システム７７８は、図１のゲイン調整器１６２を含む。ゲイン調整システム７７８は、専用ハードウェア（たとえば、回路）を介して実施されてもよいし、１つまたは複数のタスクを実行するために命令を実行するプロセッサによって実施されてもよいし、これらの組合せによって実施されてもよい。一例として、メモリ７３２は、コンピュータ（たとえば、ＣＯＤＥＣ７３４内のプロセッサおよび／またはプロセッサ７１０）によって実行されるときにコンピュータにオーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定させ、スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを決定させ、第１のセットと第２のセットの間の差に基づいてオーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整させる命令（たとえば、命令７６０）を含むメモリデバイスであってよい。一例として、メモリ７３２またはＣＯＤＥＣ７３４内のメモリは、コンピュータ（たとえば、ＣＯＤＥＣ７３４内のプロセッサおよび／またはプロセッサ７１０）によって実行されるときにコンピュータに図６の方法６００の少なくとも一部分を実行させることができる命令（たとえば、命令７６０）を含む非一時的コンピュータ可読媒体であってよい。
[0092]図７は、プロセッサ７１０およびディスプレイ７２８に結合されたディスプレイコントローラ７２６も示す。ＣＯＤＥＣ７３４は、図示のように、プロセッサ７１０に結合され得る。スピーカ７３６およびマイクロホン７３８はＣＯＤＥＣ７３４に結合可能である。たとえば、マイクロホン７３８は図１の入力オーディオ信号１０２を生成することができ、ＣＯＤＥＣ７３４は、入力オーディオ信号１０２に基づいて、受信機への送信のための出力ビットストリーム１９２を生成することができる。別の例として、スピーカ７３６は、ＣＯＤＥＣ７３４によって再構成された信号を図１の出力ビットストリーム１９２から出力するために使用されることがあり、出力ビットストリーム１９２は送信機から受け取られる。図７は、ワイヤレスコントローラ７４０がプロセッサ７１０およびワイヤレスアンテナ７４２に結合可能であることも示す。
[0093]特定の一実施形態では、プロセッサ７１０、ディスプレイコントローラ７２６、メモリ７３２、ＣＯＤＥＣ７３４、およびワイヤレスコントローラ７４０は、システムインパッケージデバイスまたはシステムオンチップデバイス（たとえば、移動局モデム（ＭＳＭ））７２２に含まれる。特定の一実施形態では、タッチスクリーンおよび／またはキーパッドなどの入力デバイス７３０ならびに電源７４４は、システムオンチップデバイス７２２に結合される。その上、特定の一実施形態では、図７に示されるように、ディスプレイ７２８、入力デバイス７３０、スピーカ７３６、マイクロホン７３８、ワイヤレスアンテナ７４２、および電源７４４は、システムオンチップデバイス７２２の外部にある。しかしながら、ディスプレイ７２８、入力デバイス７３０、スピーカ７３６、マイクロホン７３８、ワイヤレスアンテナ７４２、および電源７４４の各々は、インターフェースまたはコントローラなどのシステムオンチップデバイス７２２の構成要素に結合可能である。
[0094]説明された実施形態に関連して、混合係数の第１の値および混合係数の第２の値に少なくとも部分的に基づいて混合係数の第３の値を生成するための手段を含む装置が開示され、第１の値はオーディオエンコーダで受け取られるオーディオ信号の第１の部分に対応し、第２の値はオーディオ信号の第２の部分に対応する。たとえば、生成するための手段は、図１のハイバンド励振発生器１６０、図４の混合係数調整器４０９、図７のノイズ変調システム７７６もしくはその構成要素、第１の値および第２の値に基づいて第３の値を生成するように構成された、フィルタなどの１つもしくは複数のデバイス（たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体で命令を実行するプロセッサ）、またはこれらの任意の組合せを含むことができる。
[0095]装置は、変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合することによってオーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成するための手段も含むことができる。ローバンド励振信号は、オーディオ信号のローバンド部分に対応する。生成するための手段は、第３の値に基づいて変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合するように構成され得る。たとえば、ハイバンド励振信号を生成するための手段は、図１のハイバンド励振発生器１６０、図４のミキサ４１１、図７のノイズ変調システム７７６もしくはその構成要素、励振信号を生成するように構成された１つもしくは複数のデバイス（たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体で命令を実行するプロセッサ）、またはこれらの任意の組合せを含むことができる。
[0096]説明された実施形態に関連して、オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定するための手段を含む装置が開示される。たとえば、第１のセットを決定するための手段は、図１のＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２、図７のゲイン調整システム７７８もしくはその構成要素、オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値を生成するように構成された１つもしくは複数のデバイス（たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体で命令を実行するプロセッサ）、またはこれらの任意の組合せを含むことができる。
[0097]装置は、スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを生成するための手段も含むことができる。たとえば、第２のセットを生成するための手段は、図１の量子化器１５６、図７のゲイン調整システム７７８もしくはその構成要素、スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを生成するように構成された１つもしくは複数のデバイス（たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体で命令を実行するプロセッサ）、またはこれらの任意の組合せを含むことができる。
[0098]装置は、第１のセットと第２のセットの間の差に基づいてオーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整するための手段も含むことができる。たとえば、調整するための手段は、図１のゲイン調整器１６２、図７のゲイン調整システム７７８もしくはその構成要素、ゲイン値を調整するように構成された１つもしくは複数のデバイス（たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体で命令を実行するプロセッサ）、またはこれらの任意の組合せを含むことができる。
[0099]本明細書で開示される実施形態に関して説明された様々な例示的な論理ブロック、構成、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、ハードウェアプロセッサなどの処理デバイスによって実行されるコンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得ることは、当業者にはさらに諒解されよう。様々な例示的な構成要素、ブロック、構成、モジュール、回路、およびステップは、上記で機能に関して一般的に説明されてきた。そのような機能をハードウェアとして実装するか、実行可能ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明された機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実現できるが、そのような実現の決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じるものと解釈されるべきではない。
[00100]本明細書で開示される実施形態に関して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア内で、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内で、またはこれら２つの組合せで直接実施され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、スピントルクトランスファーＭＲＡＭ（ＳＴＴ−ＭＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、またはコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）などのメモリデバイス内に存在してよい。例示的なメモリデバイスは、プロセッサがメモリデバイスから情報を読み取り、メモリデバイスに情報を書き込むことが可能であるように、プロセッサに結合される。代替として、メモリデバイスはプロセッサと一体であってよい。プロセッサおよび記憶媒体は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に存在してよい。ＡＳＩＣは、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末内に存在してよい。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末中に個別構成要素として常駐し得る。
[00101]開示した実施形態の上記の説明は、開示した実施形態を当業者が作成または使用することができるように行ったものである。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図するものではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される原理および新規な特徴と一致する可能な最も広い範囲が与えられることを意図するものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］混合係数の第１の値を受け取ること、前記第１の値は、オーディオエンコーダで受け取られるオーディオ信号の第１の部分に対応する、と、
前記混合係数の第２の値を受け取ること、前記第２の値は、前記オーディオ信号の第２の部分に対応する、と、
前記第１の値および前記第２の値に少なくとも部分的に基づいて前記混合係数の第３の値を生成することと、
前記混合係数の前記第３の値に基づいて励振信号を変調されたノイズと混合することとを備える方法。
［Ｃ２］前記オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成することをさらに備え、ここにおいて、前記ハイバンド励振信号は、前記変調されたノイズと前記励振信号とを結合することに基づいて生成され、ここにおいて、前記励振信号はローバンド励振信号の変換されたバージョンに対応し、前記ローバンド励振信号は前記オーディオ信号のローバンド部分に対応する、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ３］前記ハイバンド励振信号は、前記変調されたノイズと前記ローバンド励振信号の前記変換されたバージョンの加重和を備える、［Ｃ２］に記載の方法。
［Ｃ４］前記第１の値は、前記オーディオ信号の第１のサブフレームのローバンド部分に基づいて生成され、前記第２の値は、前記オーディオ信号の第２のサブフレームのローバンド部分に基づいて生成される、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ５］前記第３の値を生成することは、前記第１の値と前記第２の値の加重和を決定することを備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ６］前記第１の値に適用される第１の重みおよび前記第２の値に適用される第２の重みは、前記オーディオ信号のハイバンドのエネルギー変動に基づいて決定される、［Ｃ５］に記載の方法。
［Ｃ７］前記第１の重みおよび前記第２の重みは、前記第１の部分に対応する第１のハイバンドのエネルギー値に基づいて、および前記第２の部分に対応する第２のハイバンドのエネルギー値にさらに基づいて、決定される、［Ｃ６］に記載の方法。
［Ｃ８］前記第１の重みは、第１の閾値を超える前記第１のハイバンドのエネルギー値に応答して、または第２の閾値を超える前記第２のハイバンドのエネルギー値に応答して、前記第２の重みよりも大きいように選択され、ここにおいて、前記第１の閾値は、倍率によって変倍された前記第２のハイバンドのエネルギー値に対応し、ここにおいて、前記第２の閾値は、前記倍率によって変倍された前記第１のハイバンドのエネルギー値に対応する、［Ｃ７］に記載の方法。
［Ｃ９］前記第３の値を生成することは、前記オーディオ信号に対応するスペクトル歪みにさらに基づく、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ１０］前記第３の値を生成することは、前記オーディオ信号に対応するコーディングタイプの指示にさらに基づく、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ１１］前記第１の部分は、前記オーディオ信号の第１のサブフレームを備え、前記第２の部分は、前記オーディオ信号の第２のサブフレームを備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ１２］前記第１のサブフレームおよび前記第２のサブフレームは前記オーディオ信号の単一フレーム内にある、［Ｃ１１］に記載の方法。
［Ｃ１３］前記第１のサブフレームおよび前記第２のサブフレームは前記オーディオ信号の異なるフレーム内にある、［Ｃ１１］に記載の方法。
［Ｃ１４］オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定することと、
前記スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを決定することと、
前記第１のセットと前記第２のセットの間の差に基づいて前記オーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整することと、を備える方法。
［Ｃ１５］前記第１のセットと前記第２のセットの間の前記差に対応するスペクトル歪みを推定することをさらに備える、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ１６］前記スペクトル歪みが、前記スペクトル周波数値の第１のセット内の値と比較した前記スペクトル周波数値の第２のセット内の値の平均２乗誤差に従って決定される、［Ｃ１５］に記載の方法。
［Ｃ１７］前記スペクトル歪みが、前記スペクトル周波数値の第１のセット内の値と比較した前記スペクトル周波数値の第２のセット内の値の間の差の絶対値に従って決定される、［Ｃ１５］に記載の方法。
［Ｃ１８］前記スペクトル周波数値の第１のセットは線スペクトル周波数（ＬＳＦ）値を備え、前記スペクトル周波数値の第２のセットは量子化されたＬＳＦ値を備える、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ１９］前記スペクトル周波数値の第１のセットは線形予測係数（ＬＰＣ）値を備え、前記スペクトル周波数値の第２のセットは量子化されたＬＰＣ値を備える、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ２０］前記スペクトル周波数値の第１のセットに基づいてコードブックを検索することによって前記スペクトル周波数値の第２のセットを決定することをさらに備える、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ２１］前記ゲイン値は前記オーディオ信号のフレームのフレームゲインに対応し、前記ゲイン値を調整することは、
前記スペクトル周波数値の第１のセットと前記スペクトル周波数値の第２のセットの間のスペクトル歪みを決定することと、
前記スペクトル歪みに基づいてゲイン係数を決定することと、
前記ゲイン係数を前記フレームゲインに適用することによって前記フレームゲインを調整することと、を備える、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ２２］前記ゲイン係数は、スペクトル歪み値のゲイン係数値への写像に従って決定される、［Ｃ２１］に記載の方法。
［Ｃ２３］前記写像の一部分は、スペクトル歪み値の増加がゲイン係数値の減少に対応することを定義する、［Ｃ２２］に記載の方法。
［Ｃ２４］前記写像は、確率分布関数の外れ値に対応するスペクトル歪み値に少なくとも部分的に基づく、［Ｃ２２］に記載の方法。
［Ｃ２５］混合係数の第１の値および前記混合係数の第２の値に少なくとも部分的に基づいて前記混合係数の第３の値を生成するように構成されたフィルタ、ここにおいて、前記第１の値はオーディオ信号の第１の部分に対応し、ここにおいて、前記第２の値は前記オーディオ信号の第２の部分に対応する、と、
前記第３の値を受け取り、変調されたノイズを生成して前記変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合することによって前記オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成するように構成されたミキサ、前記ローバンド励振信号は前記オーディオ信号のローバンド部分に対応する、と、を備え、
ここにおいて、前記ミキサは、前記第３の値に基づいて、前記変調されたノイズと前記ローバンド励振信号の前記変換されたバージョンとを結合するように構成される、装置。
［Ｃ２６］前記フィルタは、前記第１の値と前記第２の値の加重和を決定するように構成される、［Ｃ２５］に記載の装置。
［Ｃ２７］前記第１の値に適用される第１の重みおよび前記第２の値に適用される第２の重みは、前記オーディオ信号のハイバンドのエネルギー変動に基づいて決定される、［Ｃ２６］に記載の装置。
［Ｃ２８］前記第１の重みおよび前記第２の重みは、前記第１の部分に対応する第１のハイバンドのエネルギー値に基づいて、および前記第２の部分に対応する第２のハイバンドのエネルギー値にさらに基づいて、決定される、［Ｃ２７］に記載の装置。
［Ｃ２９］前記第１の重みは、第１の閾値を超える前記第１のハイバンドのエネルギー値に応答して、または第２の閾値を超える前記第２のハイバンドのエネルギー値に応答して、前記第２の重みよりも大きいように選択され、ここにおいて、前記第１の閾値は、倍率によって変倍された前記第２のハイバンドのエネルギー値に対応し、ここにおいて、前記第２の閾値は、前記倍率によって変倍された前記第１のハイバンドのエネルギー値に対応する、［Ｃ２８］に記載の装置。
［Ｃ３０］前記第３の値を生成することは、前記オーディオ信号に対応するスペクトル歪みにさらに基づく、［Ｃ２５］に記載の装置。
［Ｃ３１］前記第３の値を生成することは、前記オーディオ信号に対応するコーディングタイプの指示にさらに基づく、［Ｃ２５］に記載の装置。
［Ｃ３２］混合係数の第１の値および前記混合係数の第２の値に少なくとも部分的に基づいて前記混合係数の第３の値を生成するための手段、ここにおいて、前記第１の値は、オーディオエンコーダで受け取られるオーディオ信号の第１の部分に対応し、ここにおいて、前記第２の値は前記オーディオ信号の第２の部分に対応する、と、
変調されたノイズとローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合することによって前記オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成するための手段、前記ローバンド励振信号は前記オーディオ信号のローバンド部分に対応する、を備え、と、
ここにおいて、前記生成するための手段は、前記第３の値に基づいて、前記変調されたノイズと前記ローバンド励振信号の前記変換されたバージョンとを結合するように構成される、装置。
［Ｃ３３］前記第１の値に適用される第１の重みおよび前記第２の値に適用される第２の重みは、前記オーディオ信号のハイバンドのエネルギー変動に基づいて決定される、［Ｃ３２］に記載の装置。
［Ｃ３４］前記第３の値は、前記オーディオ信号に対応するスペクトル歪みにさらに基づいて生成される、［Ｃ３２］に記載の装置。
［Ｃ３５］前記第３の値は、前記オーディオ信号に対応するコーディングタイプの指示にさらに基づいて生成される、［Ｃ３２］に記載の装置。
［Ｃ３６］コンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに、
混合係数の第１の値を受け取らせ、前記第１の値は、オーディオエンコーダで受け取られたオーディオ信号の第１の部分に対応する、
前記混合係数の第２の値を受け取らせ、前記第２の値は、前記オーディオ信号の第２の部分に対応する、
前記第１の値および前記第２の値に少なくとも部分的に基づいて前記混合係数の第３の値を生成させ、
前記混合係数の前記第３の値に基づいて励振信号を変調されたノイズと混合させる、命令を備える非一時的コンピュータ可読媒体。
［Ｃ３７］前記コンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに前記オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成させる命令をさらに備え、ここにおいて、前記ハイバンド励振信号は、前記変調されたノイズと前記励振信号とを結合することに基づいて生成され、ここにおいて、前記励振信号はローバンド励振信号の変換されたバージョンに対応し、前記ローバンド励振信号は前記オーディオ信号のローバンド部分に対応する、［Ｃ３６］に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ３８］前記ハイバンド励振信号は、前記変調されたノイズと前記ローバンド励振信号の前記変換されたバージョンの加重和を備える、［Ｃ３７］に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ３９］前記第１の値は、前記オーディオ信号の第１のサブフレームのローバンド部分に基づいて生成され、ここにおいて、前記第２の値は、前記オーディオ信号の第２のサブフレームのローバンド部分に基づいて生成される、［Ｃ３６］に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ４０］オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定するように構成された分析フィルタと、
前記スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを生成するように構成された量子化器と、
前記第１のセットと前記第２のセットの間の差に基づいて前記オーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整するように構成されたゲイン回路と、を備える装置。
［Ｃ４１］スペクトル歪み計算器は、前記第１のセットと前記第２のセットの間の前記差に対応するスペクトル歪みを推定するように構成される、［Ｃ４０］に記載の装置。
［Ｃ４２］前記スペクトル歪み計算器は、前記スペクトル周波数値の第１のセット内の値と比較した前記スペクトル周波数値の第２のセット内の値の平均２乗誤差に従って前記スペクトル歪みを決定するように構成される、［Ｃ４１］に記載の装置。
［Ｃ４３］前記スペクトル歪み計算器は、前記スペクトル周波数値の第１のセット内の値と比較した前記スペクトル周波数値の第２のセット内の値の間の差の絶対値に従って前記スペクトル歪みを決定するように構成される、［Ｃ４１］に記載の装置。
［Ｃ４４］オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定するための手段と、
前記スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを生成するための手段と、
前記第１のセットと前記第２のセットの間の差に基づいて前記オーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整するための手段と、を備える装置。
［Ｃ４５］前記スペクトル周波数値の第１のセットは線スペクトル周波数（ＬＳＦ）値を備え、前記スペクトル周波数値の第２のセットは量子化されたＬＳＦ値を備える、［Ｃ４４］に記載の装置。
［Ｃ４６］前記スペクトル周波数値の第１のセットは線形予測係数（ＬＰＣ）値を備え、前記スペクトル周波数値の第２のセットは量子化されたＬＰＣ値を備える、［Ｃ４４］に記載の装置。
［Ｃ４７］前記スペクトル周波数値の第１のセットに基づいてコードブックを検索することによって前記スペクトル周波数値の第２のセットを決定するための手段をさらに備える、［Ｃ４４］に記載の装置。
［Ｃ４８］コンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに、
オーディオ信号に対応するスペクトル周波数値の第１のセットを決定させ、
前記スペクトル周波数値の第１のセットの近似値を求めるスペクトル周波数値の第２のセットを決定させ、
前記第１のセットと前記第２のセットの間の差に基づいて前記オーディオ信号の少なくとも一部分に対応するゲイン値を調整させる、命令を備える、非一時的コンピュータ可読媒体。
［Ｃ４９］前記ゲイン値は前記オーディオ信号のフレームのフレームゲインに対応し、ここにおいて、前記コンピュータに前記ゲイン値を調整させる前記命令は、前記コンピュータに、
前記スペクトル周波数値の第１のセットと前記スペクトル周波数値の第２のセットの間のスペクトル歪みを決定させ、
前記スペクトル歪みに基づいてゲイン係数を決定させ、
前記ゲイン係数を前記フレームゲインに適用することによって前記フレームゲインを調整させる、命令を備える、［Ｃ４８］に記載のコンピュータ可読媒体。

Claims (12)

  1. オーディオコーディングの方法であって、
    混合係数の第１の値を受け取ること、前記第１の値は、オーディオ信号の第１の部分に対応し、と、
    前記混合係数の第２の値を受け取ること、前記第２の値は、前記第１の部分の後の前記オーディオ信号の第２の部分に対応し、と、
    前記オーディオ信号に対応するコーディングタイプの指示に基づき、前記第１の値と前記第２の値との間の平滑化をすることによって、前記混合係数の第３の値を生成することと、前記コーディングタイプの指示が有声フレームに対応するとき、前記平滑化が使用可能にされ、
    前記オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成すること、ここにおいて、前記ハイバンド励振信号は、前記第３の値が乗じられた励振信号と変調されたノイズとを混合することに基づいて生成され、前記励振信号はローバンド励振信号の変換されたバージョンに対応し、前記ローバンド励振信号は前記オーディオ信号のローバンド部分に対応する、方法。
  2. 前記ハイバンド励振信号は、前記変調されたノイズと前記ローバンド励振信号の前記変換されたバージョンの加重和を備える、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第３の値を生成することは、前記第１の値と前記第２の値の加重和を決定することを備える、請求項１に記載の方法。
  4. 前記第３の値を生成することは、前記オーディオ信号に対応するスペクトル歪みにさらに基づき、前記スペクトル歪みは、スペクトル周波数値のセットと量子化されたスペクトル周波数値のセットに基づく、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１の部分は、前記オーディオ信号の第１のサブフレームを備え、前記第２の部分は、前記オーディオ信号の第２のサブフレームを備える、請求項１に記載の方法。
  6. 前記第１のサブフレームおよび前記第２のサブフレームは前記オーディオ信号の単一フレーム内にある、請求項５に記載の方法。
  7. 前記第１のサブフレームおよび前記第２のサブフレームは前記オーディオ信号の異なるフレーム内にある、請求項５に記載の方法。
  8. オーディオコーディングのための装置であって、
    オーディオ信号に対応するコーディングタイプの指示に基づき、混合係数の第１の値と前記混合係数の第２の値との間の平滑化をすることによって、前記混合係数の第３の値を生成するための手段、ここにおいて、前記第１の値は、前記オーディオ信号の第１の部分に対応し、ここにおいて、前記第２の値は前記第１の部分の後の前記オーディオ信号の第２の部分に対応し、ここにおいて、前記コーディングタイプの指示が有声フレームに対応するとき、前記平滑化が使用可能にされ、と、
    変調されたノイズと、前記第３の値が乗じられたローバンド励振信号の変換されたバージョンとを結合することによって、前記オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成するための手段と、ここにおいて、前記ローバンド励振信号は前記オーディオ信号のローバンド部分に対応し、
    を備える装置。
  9. 請求項２から７のうちのいずれか１つに従う方法における各処理を実行するための手段を備える、請求項８に記載の装置。
  10. コンピュータ可読記憶媒体であって、
    コンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに、
    混合係数の第１の値を受け取らせ、前記第１の値は、オーディオ信号の第１の部分に対応し、
    前記混合係数の第２の値を受け取らせ、前記第２の値は、前記第１の部分の後の前記オーディオ信号の第２の部分に対応し、
    前記オーディオ信号に対応するコーディングタイプの指示に基づき、前記第１の値と前記第２の値との間の平滑化をすることによって、前記混合係数の第３の値を生成させ、前記コーディングタイプの指示が有声フレームに対応するとき、前記平滑化が使用可能にされ、
    前記オーディオ信号のハイバンド部分に対応するハイバンド励振信号を生成させ、ここにおいて、前記ハイバンド励振信号は、前記第３の値が乗じられた励振信号と変調されたノイズとを混合することに基づいて生成され、前記励振信号はローバンド励振信号の変換されたバージョンに対応し、前記ローバンド励振信号は前記オーディオ信号のローバンド部分に対応する、
    命令を備えるコンピュータ可読記憶媒体。
  11. コンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに、請求項２から７のうちのいずれか１つに従う方法における各処理を実行させる命令を備える、請求項１０に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
  12. 前記ハイバンド励振信号に基づき合成されるハイバンド信号と前記オーディオ信号のハイバンド部分とに基づいて生成されるゲイン値は、前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分のスペクトル周波数値のセットと、前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分の量子化されたスペクトル周波数値のセットとの差に基づいて調整される、請求項１に記載の方法。
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