JP7469350B2 - マルチチャンネル信号を符号化するためのオーディオエンコーダおよび符号化されたオーディオ信号を復号化するためのオーディオデコーダ - Google Patents
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Description
MPEG-D USACコア符号器に対して、前/後プロセッサとしてPSおよびMPS
MPEG-D USAC規格
MPEG-H 3Dオーディオ規格
-MDCTのAACに対して、IGFおよび結合ステレオ符号化
-QMFのHeAACv2に対して、SBR+PS
-QMFのUSACに対して、SBR+MPS212。
セクション5.3.2補助ペイロードのUSAC規格[1]の表23は、次の通り修正されるべきである。
詳細な復号化手続は、7.x LPDステレオ復号化セクションで説明される。
lpd_stereo_stream():LPDモードのためのステレオデータを復号化するためのデータ要素。
res_mode:パラメータ帯域の周波数解像度を示すフラグ。
q_mode:パラメータ帯域の時間解像度を示すフラグ。
ipd_mode:IPDパラメータに対してパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
pred_mode:仮に予測が使われるならば示すフラグ。
cod_mode:サイド信号が量子化されるためのパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
Ild_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのILDパラメータインデックス。
Ipd_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのIPDパラメータインデックス。
pred_gain_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのための予測利得インデックス。
cod_gain_idx:量子化されたサイド信号のためのグローバル利得インデックス。
ccfl:コア符号フレーム長さ。
M:テーブル7.x.1において定義されるステレオLPDフレーム長さ。
band_config():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
band_limits():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
ipd_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_L:復号化されたサイド信号のためのDFTラインの数。
LPDステレオ符号化
ツール説明
LPDステレオは離散的なM/Sステレオ符号化である。中間チャンネルはモノラルLPDコア符号器によって符号化され、サイド信号はDFTドメインの中で符号化される。復号化された中間信号は、LPDモノラルデコーダから出力されて、それから、LPDステレオモジュールによって処理される。ステレオ復号化は、LチャンネルとRチャンネルとが復号化されるDFTドメインの中でなされる。2つの復号化されたチャンネルは、時間ドメインにおいて元に変換されて、それから、このドメインにおいて、FDモードから復号化されたチャンネルと結合される。FD符号化モードは、複素予測によって、または、予測無しで、それ自身のステレオのツール、すなわち離散的なステレオを使っている。
res_mode:パラメータ帯域の周波数解像度を示すフラグ。
q_mode:パラメータ帯域の時間解像度を示すフラグ。
ipd_mode:IPDパラメータに対してパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
pred_mode:仮に予測が使われるならば示すフラグ。
cod_mode:サイド信号が量子化されるためのパラメータ帯域の最大値を定義するビットフィールド。
Ild_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのILDパラメータインデックス。
Ipd_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのためのIPDパラメータインデックス。
pred_gain_idx[k][b]:フレームkおよび帯域bのための予測利得インデックス。
cod_gain_idx:量子化されたサイド信号のためのグローバル利得インデックス。
ccfl:コア符号フレーム長さ。
M:テーブル7.x.1において定義されるステレオLPDフレーム長さ。
band_config():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
band_limits():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
ipd_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_max_band():符号化されたパラメータ帯域数を戻す機能。機能は7.xにおいて定義される。
cod_L:復号化されたサイド信号のためのDFTラインの数。
ステレオ復号化は周波数ドメインにおいて実行される。それはLPDデコーダの後処理として作動する。それはLPDデコーダからモノラル中間信号のシンセサイズを受信する。サイド信号は、その時、周波数ドメインにおいて復号化されるか、または予測される。チャンネルスペクトルは、その時、時間ドメインにおいて再シンセサイズされる前に、周波数ドメインにおいて再構成される。ステレオLPDは、LPDモードの中で使われた符号化モードと独立して、ACELPフレームのサイズと等しい固定されたフレーム長によって働く。
フレームインデックスiのDFTスペクトルは、長さMの復号化されたフレームxから計算される。
DFTスペクトルは、パラメータ帯域と呼ばれる非オーバーラップ周波数帯域の中に分割される。スペクトルの区分化は不均一で、聴覚の周波数分解に似る。スペクトルの2つの異なる分割が、等価矩形帯域幅(ERB)の約2倍または約4倍に続く帯域幅によって可能である。スペクトル区分化はデータ要素res_modにより選択され、以下の擬似符号により定義される。
funtion nbands=band_config(N,res_mod)
band_limits[0]=1;
nbands=0;
while(band_limits[nbands++]<(N/2))[
if(stereo_lpd_res==0)
band_limits[nbands]=band_limits_erb2[nbands];
else
band_limits[nbands]=band_limits_erb4[nbands];
]
nbands--;
band_limits[nbands]=N/2;
return nbands
ここで、nbandsはパラメータ帯域の総数であり、NはDFT分析ウィンドウサイズである。表band_limits_erb2とband_limits_erb4は、表7.x.2において定義される。デコーダは、すべての2つのステレオLPDフレームでスペクトルのパラメータ帯域の解像度を順応して変更できる。
ipd_max_band=max_band[res_mod][ipd_mod]
サイド信号の符号化のためのパラメータ帯域の最大数は、2ビットフィールドcod_modデータ要素内で送られる。
cod_max_band=max_band[res_mod][cod_mod]
テーブルmax_band[][]は表7.x.3において定義される。
サイド信号に対して予側するために、復号化されたラインの数は、その時、以下の式で計算される。
cod_L=2・(band_limits[cod_max_band]-1)
ステレオパラメータ相互チャンネルレベル差(ILD)、相互チャンネル位相差(IPD)および予測利得は、フラグq_modeに依存する全てのフレームまたは全ての2つのフレームに送られる。仮に、q_modeが0に等しいならば、パラメータは全てのフレームを更新する。さもなければ、パラメータ値は、USACフレーム内のステレオLPDフレームの奇数のインデックスiに対してのみ更新する。USACフレーム内のステレオLPDフレームのインデックスiは、LPDバージョン0の中で0と3の間のどちらか、およびLPDバージョン1の中で0と1の間のどちらかが可能である。
0≦b<nbandsに対して、
ILDi[b]=ild_q[ild_idx[i][b]]
低音の後処理は2つのチャンネルで別々に行われる。処理は、[1]のセクション7.17で説明したのと同じ両方のチャンネルのためのものである。
[1]ISO/IEC DIS 23003-3, Usac
[2]ISO/IEC DIS 23008-3, 3D Audio
Claims (14)
- 符号化されたオーディオ信号(103)を復号化するためのオーディオデコーダ(102)であって、
線形予測ドメインデコーダ(104)と、
周波数ドメインデコーダ(106)と、
前記線形予測ドメインデコーダ(104)の出力と第1マルチチャンネル情報(20)とを使用して第1マルチチャンネル表現(114)を生成するための第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)と、
前記周波数ドメインデコーダ(106)の出力と第2マルチチャンネル情報(24)とを使用して第2マルチチャンネル表現(116)を生成するための第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)と、
前記第1マルチチャンネル表現(114)と前記第2マルチチャンネル表現(116)とを結合して復号化されたオーディオ信号(118)を得るための結合器(112)と、を含み、
前記第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)は前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)と異なり、
前記符号化されたオーディオ信号(103)は、コア符号化された信号および前記第1マルチチャンネル情報(20)を含み、
前記線形予測ドメインデコーダ(104)はモノラル信号を生成するように構成され、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、前記モノラル信号をスペクトル表現に変換するための分析フィルタバンク(144)を備え、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、前記モノラル信号の前記スペクトル表現および前記第1マルチチャンネル情報(20)から第1チャンネルスペクトルと第2チャンネルスペクトルとを生成する(146)ように構成され、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、第1チャンネル信号を得るため前記第1チャンネルスペクトルをシンセサイズフィルタリングし、および第2チャンネル信号を得るために前記第2チャンネルスペクトルをシンセサイズフィルタリングするシンセサイズフィルタバンク(148)をさらに備え、ここで、前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号とは前記第1マルチチャンネル表現(114)を表す、オーディオデコーダ(102)。 - 前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、
前記線形予測ドメインデコーダ(104)の出力をスペクトル表現(145)に変換するための時間-周波数コンバータ(144)と、
アップミックス結果を得るために、前記スペクトル表現(145)に作用する前記第1マルチチャンネル情報(20)によってコントロールされるアップミキサ(146)と、
前記アップミックス結果を前記第1マルチチャンネル表現に相当する時間表現に変換するための周波数-時間コンバータ(148a,148b,148)とを含む、請求項1に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記時間-周波数コンバータ(144)は、複素演算またはオーバーサンプリングされた演算を含み、
前記周波数ドメインデコーダ(106)は、IMDCT演算または臨界サンプリングされた演算を含む、請求項2に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)は、
入力として、前記周波数ドメインデコーダ(106)によって得られたスペクトル表現を使用するように構成され、前記スペクトル表現は、少なくとも複数の帯域について、第1チャンネル信号および第2チャンネル信号を含み、
前記第1チャンネル信号および前記第2チャンネル信号の複数の帯域に結合マルチチャンネル演算を適用し、前記結合マルチチャンネル演算の結果を時間表現に変換(152)して前記第2マルチチャンネル表現(116)を得るように構成される、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記第2マルチチャンネル情報(24)は、個々の帯域について、左/右、または中間/サイドの結合マルチチャンネル符号化を示すマスクであり、前記結合マルチチャンネル演算は、前記マスクによって示された帯域を、中間/サイド表現から前記第2マルチチャンネル表現(116)を表す左/右表現に変換するための、中間/サイドから左/右への変換操作である、請求項4に記載のオーディオデコーダ(102)。
- 前記線形予測ドメインデコーダ(104)は、
ACELPデコーダ(120)および低帯域シンセサイザ(122)と、
TCXデコーダ(130)およびインテリジェント・ギャップ・フィリング(IGF)プロセッサ(132)と、
クロスパス(136)と、を備え、
前記クロスパス(136)は、
前記インテリジェント・ギャップ・フィリングプロセッサ(132)から出力された低帯域スペクトルをスペクトル-時間変換して時間ドメイン初期化信号を得て、
前記時間ドメイン初期化信号または前記時間ドメイン初期化信号から導出された情報を使用して、前記ACELPデコーダ(120)の出力を受信する前記低帯域シンセサイザ(122)を初期化するように構成される、請求項1に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記モノラル信号はマルチチャンネル信号の中間信号であり、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、中間信号とサイド信号とを含むM/S(中間/サイド)マルチチャンネル復号化されたオーディオ信号を得るように構成され、ここで、前記中間信号は前記モノラル信号に相当し、前記サイド信号は、前記第1マルチチャンネル情報(20)から算出され、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は、前記M/Sマルチチャンネル復号化されたオーディオ信号から低帯域および高帯域のためのL/R(左/右)マルチチャンネル復号化されたオーディオ信号を算出するように構成され、
前記低帯域のための前記L/R(左/右)マルチチャンネル復号化されたオーディオ信号は前記第1マルチチャンネル情報(20)および前記サイド信号を使用して算出され、
前記中間信号から予測サイド信号が算出されて予測サイド信号が得られ、
前記高帯域のためのL/R(左/右)マルチチャンネル復号化されたオーディオ信号は前記予測サイド信号および前記第1マルチチャンネル情報(20)のILD(チャンネル間レベル差)値を使用して算出される、請求項1に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は前記L/R(左/右)マルチチャンネル復号化されたオーディオ信号に対して複素演算を実行して前記第1チャンネルスペクトルおよび前記第2チャンネルスペクトルを得るように構成され、
前記コア符号化された信号のエネルギーおよび前記L/R(左/右)マルチチャンネル復号化されたオーディオ信号のエネルギーを使用して前記複素演算の大きさが算出されてエネルギー補償が得られ、
前記複素演算の位相が前記第1マルチチャンネル情報(20)のIPD(チャンネル間位相差)値を使用して算出される、請求項7に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 前記符号化されたオーディオ信号(103)はコア符号化された信号と、帯域幅拡張パラメータと、前記第1マルチチャンネル情報(20)とを含み、
前記線形予測ドメインデコーダ(104)は、
前記帯域幅拡張パラメータと低帯域モノラル信号または前記コア符号化された信号とから、帯域幅拡張された高帯域信号を生成するための時間ドメイン帯域拡張プロセッサ(126)であって、前記帯域幅拡張された高帯域信号は復号化された高帯域モノラル信号である、時間ドメイン帯域幅拡張プロセッサ(126)と、
ACELPデコーダ(120)、低帯域シンセサイザ(122)、および復号化された低帯域モノラル信号であるアップサンプリングされた低帯域信号を出力するためのアップサンプリング器(124)と、
前記復号化された低帯域モノラル信号と前記復号化された高帯域モノラル信号とを使用して、全帯域ACELP復号化されたモノラル信号を算出するように構成される更なる結合器(128)と、
全帯域TCX復号化されたモノラル信号を得るためのTCXデコーダおよびインテリジェント・ギャップ・フィリングプロセッサ(130,132)と、
前記全帯域ACELP復号化されたモノラル信号と前記全帯域TCX復号化されたモノラル信号とを結合して、前記モノラル信号である前記線形予測ドメインデコーダ(104)の出力を得るための全帯域シンセサイズプロセッサ(134)と、
を備える、請求項1に記載のオーディオデコーダ(102)。 - マルチチャンネルとは2つ以上のチャンネルを意味する、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のオーディオデコーダ(102)。
- 前記オーディオデコーダは切り替えオーディオ復号化を実行するように構成される、請求項1に記載のオーディオデコーダ(102)。
- 前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)はパラメトリック結合マルチチャンネルデコーダであり、前記第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)は波形維持結合マルチチャンネルデコーダであり、
前記第1結合マルチチャンネルデコーダ(108)は複素予測、パレメトリックステレオ演算または回転演算に基づいて動作するように構成され、
前記第2結合マルチチャンネルデコーダ(110)は、中間/サイドまたは左/右ステレオ復号化アルゴリズムに帯域選択的スイッチを適用するように構成される、請求項1に記載のオーディオデコーダ(102)。 - 符号化されたオーディオ信号を復号化する方法(900)であって、
線形予測ドメイン復号化するステップと、
周波数ドメイン復号化するステップと、
前記線形予測ドメイン復号化の出力および第1マルチチャンネル情報(20)を使用して、第1マルチチャンネル表現(114)を生成する第1結合マルチチャンネル復号化を実行するステップと、
前記周波数ドメイン復号化の出力および第2マルチチャンネル情報(24)を使用して、第2マルチチャンネル表現(116)を生成する第2結合マルチチャンネル復号化を実行するステップと、
復号化されたオーディオ信号を得るために、前記第1マルチチャンネル表現(114)と前記第2マルチチャンネル表現(116)とを結合するステップと、
を含み、
前記第2結合マルチチャンネル復号化を実行するステップは、前記第1結合マルチチャンネル復号化を実行するステップと異なり、
前記符号化されたオーディオ信号(103)は、コア符号化された信号と、帯域幅拡張パラメータと、前記第1マルチチャンネル情報(20)と、を含み、
前記線形予測ドメイン復号化するステップはモノラル信号を生成し、
前記第1結合マルチチャンネル復号化を実行するステップは、
前記モノラル信号をスペクトル表現に変換するステップと、
前記モノラル信号の前記スペクトル表現および前記第1マルチチャンネル情報(20)から第1チャンネルスペクトルと第2チャンネルスペクトルとを生成するステップ(146)と、
第1チャンネル信号を得るために前記第1チャンネルスペクトルをシンセサイズフィルタリングするステップと、第2チャンネル信号を得るために前記第2チャンネルスペクトルをシンセサイズフィルタリングするステップと、を含み、ここで、前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号とは前記第1マルチチャンネル表現(114)を表す、方法(900)。 - コンピュータ・プログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で稼働すると、請求項13に記載の方法を実行するためのコンピュータ・プログラム。
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