JPWO2009057327A1 - 符号化装置および復号装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Extended AMR Wideband Speech Codec (AMR-WB+): Transcoding functions, 3GPP TS 26.290. S. Minami and O. Okada, "Stereophonic ADPCM voice coding method," in Proc. ICASSP’90, Apr. 1990. Ye Wang and Miikka Vilermo, "The modified discrete cosine transform: its implications for audio coding and error concealment," in AES 22nd International Conference on Virtual, Synthetic and Entertainment, 2002. Sean A. Ramprashad, "The multimode transform predictive coding paradigm," IEEE Tran. Speech and Audio Processing, vol. 11, pp. 117 - 129, Mar. 2003. Wai C. Chu, "Speech coding algorithms: foundation and evolution of standardized coders", ISBN 0-471-37312-5, 2003
以下、本発明の実施の形態1について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、左チャネル信号、右チャネル信号、モノラル信号、サイド信号をそれぞれ、L、R、M、S、およびそれらの再生成信号をそれぞれ、L’、R’、M’、S’として表す。また、以下の説明では、各フレームの長さをN、モノラル、サイドの各信号に対するMDCT領域信号(周波数係数、またはMDCT係数と称する)を、それぞれ、m(f)、s(f)として表す。
本発明の実施の形態2は、相互相関比較後にICP係数を計算する場合について説明する。図8は、本実施の形態に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。なお、図8において、図1と共通する構成部分には、図1と同一符号を付してその説明を省略する。図8に示す符号化装置800は、図1に示した符号化装置100と比較して、ICP分析部113、114、115及び選択部116を削除し、選択部801及びICP分析部802を追加した構成を採る。
実施の形態3は、従来のICPに対する修正版である修正ICPについて説明する。修正ICPは、ターゲット信号と異なる長さの基準信号を用いて予測を行う方法についての課題を解決するものである。
この場合は、符号化装置が、従来ICPを用いてICP係数を計算する。このケースはあらゆる種類の基準信号に起こりうる。
この場合は、符号化装置が、元の基準信号X(f)に基づいてN2の長さの新しい基準信号X ̄(f)を生成し、新しい基準信号X ̄(f)を用いてターゲット信号を予測し、ICP係数を計算する。そして、復号装置が、符号化装置と同じ方法を用いてX ̄(f)を生成する。このケースは低域サイド信号または低域モノラル信号を基準信号として選択した場合に生じる。これらの信号の長さはターゲット信号より短い場合もあれば長い場合もある。
実施の形態4では、実施の形態3のケース2の場合(N1<N2またはN1>N2)における代替方法について説明する。本実施の形態の修正ICPにおける予測方法は、短い基準ベクトル内の点の値を用いて、新しい基準ベクトルに対して補間により拡張するか、基準ベクトルをより短いベクトルに短縮するものである。なお、本実施の形態における修正ICPにおける方法を「拡張・縮小法」と呼ぶ。
実施の形態5では、実施の形態3、4の代替方法(N1<N2またはN1>N2の場合に対するもの)について説明する。本実施の形態の修正ICPにおける予測方法は、長期予測を用いて基準信号とターゲット信号内の周期を求めるものである。新しい基準信号は、得られた周期に基づいて元の基準信号のいくつかの周期を複製することにより生成される。
Extended AMR Wideband Speech Codec (AMR-WB+): Transcoding functions, 3GPP TS 26.290. S. Minami and O. Okada, "Stereophonic ADPCM voice coding method," in Proc. ICASSP’90, Apr. 1990. Ye Wang and Miikka Vilermo, "The modified discrete cosine transform: its implications for audio coding and error concealment," in AES 22nd International Conference on Virtual, Synthetic and Entertainment, 2002. Sean A. Ramprashad, "The multimode transform predictive coding paradigm," IEEE Tran. Speech and Audio Processing, vol. 11, pp. 117 - 129, Mar. 2003. Wai C. Chu, "Speech coding algorithms: foundation and evolution of standardized coders", ISBN 0-471-37312-5, 2003
以下、本発明の実施の形態1について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、左チャネル信号、右チャネル信号、モノラル信号、サイド信号をそれぞれ、L、R、M、S、およびそれらの再生成信号をそれぞれ、L’、R’、M’、S’として表す。また、以下の説明では、各フレームの長さをN、モノラル、サイドの各信号に対するMDCT領域信号(周波数係数、またはMDCT係数と称する)を、それぞれ、m(f)、s(f)として表す。
本発明の実施の形態2は、相互相関比較後にICP係数を計算する場合について説明する。図8は、本実施の形態に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。なお、図8において、図1と共通する構成部分には、図1と同一符号を付してその説明を省略する。図8に示す符号化装置800は、図1に示した符号化装置100と比較して、ICP分析部113、114、115及び選択部116を削除し、選択部801及びICP分析部802を追加した構成を採る。
実施の形態3は、従来のICPに対する修正版である修正ICPについて説明する。修正ICPは、ターゲット信号と異なる長さの基準信号を用いて予測を行う方法についての課題を解決するものである。
この場合は、符号化装置が、従来ICPを用いてICP係数を計算する。このケースはあらゆる種類の基準信号に起こりうる。
この場合は、符号化装置が、元の基準信号X(f)に基づいてN2の長さの新しい基準信号X ̄(f)を生成し、新しい基準信号X ̄(f)を用いてターゲット信号を予測し、ICP係数を計算する。そして、復号装置が、符号化装置と同じ方法を用いてX ̄(f)を生成する。このケースは低域サイド信号または低域モノラル信号を基準信号として選択した場合に生じる。これらの信号の長さはターゲット信号より短い場合もあれば長い場合もある。
実施の形態4では、実施の形態3のケース2の場合(N1<N2またはN1>N2)における代替方法について説明する。本実施の形態の修正ICPにおける予測方法は、短い基準ベクトル内の点の値を用いて、新しい基準ベクトルに対して補間により拡張するか、基準ベクトルをより短いベクトルに短縮するものである。なお、本実施の形態における修正ICPにおける方法を「拡張・縮小法」と呼ぶ。
実施の形態5では、実施の形態3、4の代替方法(N1<N2またはN1>N2の場合に対するもの)について説明する。本実施の形態の修正ICPにおける予測方法は、長期予測を用いて基準信号とターゲット信号内の周期を求めるものである。新しい基準信号は、得られた周期に基づいて元の基準信号のいくつかの周期を複製することにより生成される。
Claims (10)
- ステレオ信号の第1チャネル信号および第2チャネル信号を合成してモノラル信号を生成し、前記第1チャネル信号と前記第2チャネル信号との差分であるサイド信号を生成するモノラル信号生成手段と、
前記サイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号を取得するサイド残差信号取得手段と、
前記モノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号を取得するモノラル残差信号取得手段と、
前記サイド残差信号を、所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第1スペクトル分割手段と、
前記モノラル残差信号を、前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第2スペクトル分割手段と、
前記サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数、前記モノラル残差信号の中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数を基準信号候補とし、前記サイド残差信号の中間帯域部分の周波数係数をターゲット信号とし、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との関係をチェックすることによって、前記基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択する選択手段と、
前記基準信号と前記ターゲット信号とのチャネル間予測分析を行ってチャネル間予測係数を得るチャネル間予測分析手段と、
を具備する符号化装置。 - 前記選択手段は、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との相互相関を比較し、相関値が最も高い基準信号候補を基準信号として選択する、請求項1記載の符号化装置。
- 前記選択手段は、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との予測利得を比較し、予測利得値が最も高い基準信号候補を基準信号として選択する、請求項1記載の符号化装置。
- 前記第1スペクトル分割手段は、前記サイド残差信号の中間帯域部分を更に小さなサブ帯域部分に分割し、
前記第2スペクトル分割手段は、前記モノラル残差信号の中間帯域部分を更に小さなサブ帯域部分に分割し、
前記選択手段は、サブ帯域部分毎に基準信号を選択する、請求項1記載の符号化装置。 - 前記チャネル間予測分析手段は、前記基準信号と前記ターゲット信号の長さが異なる場合、前記基準信号の一部分を複製または一部分のみを取り出して長さを合わせ、チャネル間予測分析を行う、請求項1記載の符号化装置。
- 前記チャネル間予測分析手段は、前記基準信号と前記ターゲット信号の長さが異なる場合、基準信号を拡張又は縮小して長さを合わせ、チャネル間予測分析を行う、請求項1記載の符号化装置。
- 前記チャネル間予測分析手段は、前記基準信号と前記ターゲット信号の長さが異なる場合、前記基準信号あるいは前記ターゲット信号の周期を求め、周期単位で複製することにより長さを合わせ、チャネル間予測分析を行う、請求項1記載の符号化装置。
- ステレオ信号の第1チャネル信号と第2チャネル信号との差分であるサイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号の所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、前記第1チャネル信号および前記第2チャネル信号を合成して生成されるモノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、の中から基準信号を選択し、前記サイド残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数と前記基準信号とのチャネル間予測分析が行われることによって得られたチャネル間予測係数をフィルタ係数として前記基準信号に対してフィルタ処理を行うことにより、前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を算出するICP合成手段と、
前記サイド残差信号の前記低帯域部分の周波数係数と前前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を加算して前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数を得る加算手段と、
前記サイド残差信号に対して線形予測合成フィルタリングを行い、前記サイド信号を得る線形予測合成手段と、
前記モノラル信号と前記サイド信号とを用いて前記第1チャネル信号および前記第2チャネル信号を得るステレオ信号計算手段と、
を具備する復号装置。 - ステレオ信号の第1チャネル信号および第2チャネル信号を合成してモノラル信号を生成し、前記第1チャネル信号と前記第2チャネル信号との差分であるサイド信号を生成するモノラル信号生成工程と、
前記サイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号を取得するサイド残差信号取得工程と、
前記モノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号を取得するモノラル残差信号取得工程と、
前記サイド残差信号を、所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第1スペクトル分割工程と、
前記モノラル残差信号を、前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第2スペクトル分割工程と、
前記サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数、前記モノラル残差信号の中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数を基準信号候補とし、前記サイド残差信号の中間帯域部分の周波数係数をターゲット信号とし、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との関係をチェックすることによって、前記基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択する選択工程と、
前記基準信号と前記ターゲット信号とのチャネル間予測分析を行ってチャネル間予測係数を得るチャネル間予測分析工程と、
を具備する符号化方法。 - ステレオ信号の第1チャネル信号と第2チャネル信号との差分であるサイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号の所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、前記第1チャネル信号および前記第2チャネル信号を合成して生成されるモノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、の中から基準信号を選択し、前記サイド残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数と前記基準信号とのチャネル間予測分析が行われることによって得られたチャネル間予測係数をフィルタ係数として前記基準信号に対してフィルタ処理を行うことにより、前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を算出するICP合成工程と、
前記サイド残差信号の前記低帯域部分の周波数係数と前前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を加算して前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数を得る加算工程と、
前記サイド残差信号に対して線形予測合成フィルタリングを行い、前記サイド信号を得る線形予測合成工程と、
前記モノラル信号と前記サイド信号とを用いて前記第1チャネル信号および前記第2チャネル信号を得るステレオ信号計算工程と、
を具備する復号方法。
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