KR20050030887A - 신호 부호화 장치 및 방법, 및 신호 복호 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20050030887A
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Abstract

신호 부호화 장치(10)는 입력된 시계열 신호를 어느 차단 주파수 이하의 저역 신호로 제한하고, 이 저역 신호를 부호화한 저역 부호열(符號列)을 출력하는 부호열에 포함시킨다. 또, 신호 부호화 장치(10)는 복호(復號)측에서의 고역 신호 생성에 이용되는 폴디드 주파수(folded frequency) fa 또는 시프트 주파수(shift frequency) fsh, 또는 톤ㆍ노이즈 합성 정보 r을 적응적으로 결정하고, 이들 정보를 고역 정보 생성 정보로서, 고역 스펙트럼 포락(包絡) 정보와 함께 출력하는 부호열에 포함시킨다. 신호 복호 장치는 부호열에 포함되는 고역 신호 생성 정보와 고역 스펙트럼 포락을 이용하여 저역 신호로부터 고역 신호를 생성하고, 이 생성 고역 신호와 저역 신호를 결합함으로써, 고역 신호까지 확장된 시계열 신호를 출력한다.

Description

신호 부호화 장치 및 방법, 및 신호 복호 장치 및 방법 {SIGNAL ENCODING DEVICE, METHOD, SIGNAL DECODING DEVICE, AND METHOD}
본 발명은 부호화측인 주파수 대역으로 제한된 시계열 신호를 복호(復號)측에서 보다 넓은 주파수 대역으로 확장하는 경우에 이용하여 바람직한 신호 부호화 장치 및 그 방법, 신호 복호 장치 및 그 방법, 및 프로그램 및 기록 매체에 관한 것이다.
본 출원은 일본국에서2002년 8월 21일에 출원된 일본국 특허 출원 번호 2002-241052를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조함으로써 본 출원에 원용된다.
근래, 오디오 신호의 고능률 부호화에서는, 인간의 청각 구조를 이용함으로써, CD(Compact Disk) 상당의 음질을 원래의 CD의 1/10 정도의 데이터량으로 압축하는 것이 가능하게 되어 있다. 현재, 시장에도 이들 기술을 이용한 상품이 유통되고 있으며, 보다 작은 기록 매체에 기록하거나, 네트워크를 통해 분배하거나 하는 것이 실현되고 있다.
이와 같은 고능률 압축에서는, 가각 독자적인 포맷이 채용되고 있으며, 포맷의 범위 내이면, 부호화측에서 음질과 비트율을 어느 정도 자유롭게 컨트롤하는 것이 가능하다. 예를 들면, 미니디스크(MD)(소니 주식회사 상표)에 대해서도, 장시간 기록 모드로서 동일 고능률 압축 기술을 채용한 LP2와 LP4 2개의 모드가 존재하고 있으며, LP4는 LP2에 대하여 다시 절반으로 압축함으로써, 음질은 떨어지지만 LP2의 2배의 기록 시간을 가능하게 하고 있다.
그러나, 이와 같은 고능률 압축 기술은 비트율과 음질에 명확한 타깃을 정해 설계, 규격화되어 있기 때문에, 규격(포맷)을 유지한 채 비트율을 떨어뜨리면 극단적으로 음질이 열화되게 된다. 이와 같은 상황을 피하기 위해, 부호화측의 고능률 부호화 알고리즘의 개선이나, 인간의 청각이 둔감한 고역의 신호를 제한하여, 여분이 생긴 비트를 저역 신호에 분배한다고 하는 방법이 일반적으로 취해진다.
그런데, 전술한 바와 같이 포맷을 유지한 채, 음질을 유지하고 비트율을 떨어뜨리기 위해 고역의 신호를 제한한 경우에 있어서, 고역의 신호를 복호측에서 재현하는 시도도 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 공보 평 2(1990)-311006호에 기재된 44.1kHz 샘플링의 PCM 신호의 재생 대역을 2배로 하는 기술이나, 일본 특허 공개 공보 평 9(1997)-55778호에 기재된 전화의 주파수 대역을 수신측에서 확대하는 기술이 있다.
이와 같은 기술은 포맷의 변경이 필요 없고, 복호측만의 개선으로 된다고 하는 이점이 있지만, 수신한 신호만으로부터 대역을 확대시킬 필요가 있기 때문에, 음질적으로는 극적인 효과는 볼 수 없고, 또 입력되는 음원에 따라서는, 특히 저역과 고역에 그다지 상관이 없는 경우 등 고역에 청각 상의 일그러짐이 역겹게 들리게 된다.
또, 전술한 일본 특허 공개 공보 평 9-55778호에서는, 복호 시에 피치 분석을 실행하고, 그 n배 주파수의 스펙트럼을 고역에 부가함으로써, 전화의 주파수 대역을 수신측에서 확대하고 있지만, 전화 용도의 음성의 경우에서는 피치가 복수 있는 것이 드문 데 대하여, 일반의 오디오 신호에서는 복수의 피치를 포함하는 것이 많이 있기 때문에, 이와 같은 방법을 취하는 것은 유효하지 않아, 처음부터 피치 분석이 기능하지 않는 경우가 많다.
한편, 포맷을 확장하여 종래의 포맷을 채용하는 기기(機器)에서는 대역이 제한된 재생이 가능하고, 새로운 포맷을 채용하는 기기에서는 대역이 확장된 고품위의 재생이 가능하도록 하는 경우에는, 부호화측과 복호측 쌍방에서 변경이 필요하게 되지만, 복호측에서만의 개선보다 양호한 결과를 얻을 수 있다. 예를 들면, HDCD라고 불려지는 CD의 동적 범위 및 재생 대역을 개선하는 기술에서는, 대역을 확장하기 위한 필터 종별 등의 파라미터를 종래 포맷 중에 가청 레벨 이하로 은폐함으로써, 품질의 개선을 도모하고 있다.
또, 이와 같은 포맷의 확장에 한정되지 않고, 휴대 전화나 플래시 미디어 등의 반도체 녹음 기기 등에서는, 저비트율로 보다 고음질인 것이 요망되고 있으며, 현상(現狀)의 파형 부호화에 의한 코덱(CODEC)에 대하여 새로운 기술을 도입하는 것에 의한, 더한층의 성능 향상이 요구되고 있다.
도 1은 본 실시예에 있어서의 신호 부호화 장치의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 동 신호 부호화 장치의 스펙트럼 포락 분석 생성 회로에 있어서의 스펙트럼 규격화의 모양을 모식적으로 나타낸 도면이며, 도 2a는 저역 신호 및 고역 신호의 스펙트럼 포락을 나타내고, 도 2b는 이 스펙트럼 포락에 따라 규격화된 스펙트럼의 스펙트럼 포락을 나타낸다.
도 3은 동 신호 부호화 장치의 고역 신호 생성 정보 추출 회로에서 폴디드 주파수(folded frequency)를 결정하는 순서를 설명하는 플로차트이다.
도 4는 폴디드 주파수를 결정하는 모양을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 동 신호 부호화 장치의 고역 신호 생성 정보 추출 회로에서 시프트 주파수(shift frequency)를 결정하는 순서를 설명하는 플로차트이다.
도 6은 시프트 주파수를 결정하는 모양을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 있어서의 신호 복호 장치의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 8은 동 신호 복호 장치에 있어서의 고역 신호 생성 회로의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 동 고역 신호 생성 회로 내의 톤(tone) 신호 발생 회로에서, 폴디드 주파수를 이용하여 톤 신호 스펙트럼을 생성하는 경우의 처리 순서를 설명하는 플로차트이다.
도 10은 동 톤 신호 발생 회로에서 있어서의 규격화 저역 스펙트럼의 폴드 모양을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 동 고역 신호 생성 회로 내의 톤 신호 발생 회로에서, 시프트 주파수를 이용하여 톤 신호 스펙트럼을 생성하는 경우의 처리 순서를 설명하는 플로차트이다.
도 12는 동 톤 신호 발생 회로에 있어서의 규격화 저역 스펙트럼의 시프트 모양을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 고역 생성법 플래그에 의해 폴드 처리 또는 시프트 처리를 지정하는 경우의 신호 부호화 장치의 처리 순서를 설명하는 플로차트이다.
도 14는 고역 생성법 플래그에 의해 폴드 처리 또는 시프트 처리가 지정되어 있는 경우의 신호 복호 장치의 처리 순서를 설명하는 플로차트이다.
도 15는 동 신호 부호화 장치 및 동 신호 복호 장치가 적용되는 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 종래 규격 및 본 실시예의 규격에 있어서의 데이터열 포맷의 일례를 나타낸 도면이며, 도 16a는 확장 데이터 영역을 갖지 않은 종래 규격의 데이터열을 나타내고, 도 16b는 확장 데이터 영역을 가지는 본 실시예 규격의 데이터열을 나타낸다.
본 발명은 이와 같은 종래의 실정을 감안하여 제안된 것이며, 복잡한 고조파가 존재하는 경우라도, 복호 시에 확장하는 주파수 대역에서 최적의 고조파를 생성하는 것을 가능하게 하는 신호 부호화 장치 및 그 방법, 신호 부호화 장치로부터 출력된 부호열을 복호하는 신호 복호 장치 및 그 방법, 및 그와 같은 신호 부호화 처리 및 신호 복호 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목표로 한다.
전술한 목적을 달성하기 이해, 본 발명에 관한 신호 부호화 장치 및 그 방법은 입력된 시계열 신호를 직교(直交) 변환하여 부호화할 때에, 상기 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 제한 대역의 스펙트럼을 부호화하는 동시에, 복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼의 사상(寫像)에 따라 구하기 위해, 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 적응적(適應的)으로 생성하고, 부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼과 상기 사상 정보를 출력한다.
또, 전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 신호 복호 장치 및 그 방법은 부호화측에서 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 부호화된 제한 대역의 스펙트럼과, 부호화측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼의 사상에 따라 구하기 위해, 적응적으로 생성된 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 입력하고, 부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 복호하여 제한 대역의 시계열 신호를 생성하는 동시에, 상기 사상 정보에 따라, 상기 제한 대역의 스펙트럼으로부터 확장해야 할 확장 대역의 스펙트럼을 구하고, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 역(逆)직교 변환하여 확장 대역의 시계열 신호를 생성하고, 상기 제한 대역의 시계열 신호와 상기 확장 대역의 시계열 신호를 가산하여 출력한다.
이와 같은 신호 부호화 장치 및 그 방법, 및 신호 복호 장치 및 그 방법에 의하면, 부호화측에서 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 제한 대역의 스펙트럼을 부호화하는 동시에, 복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 그 제한 대역의 스펙트럼 사상에 따라 구하기 위해, 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 적응적으로 생성한다. 그리고, 복호측에서 부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 복호하여 제한 대역의 시계열 신호를 생성하는 동시에, 상기 사상 정보에 따라, 상기 제한 대역을 스펙트럼으로부터 확장해야 할 확장 대역의 시계열 신호를 생성하고, 상기 제한 대역의 시계열 신호와 상기 확장 대역의 시계열 신호를 가산하여 출력한다.
또, 본 발명에 관한 프로그램은 전술한 신호 부호와 처리 또는 신호 복호 처리를 컴퓨터에 실행시키는 것이며, 본 발명에 관한 기록 매체는 그와 같은 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은 이하에 설명되는 실시예의 설명으로부터 한층 명백해질 것이다.
이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 실시예는, 본 발명을 입력된 시계열 신호를 저주파수 대역(저역 대역)으로 제한하는 신호 부호화 장치 및 그 방법과, 그 시계열 신호를 주파수축 상의 저역 스펙트럼의 사상(寫像), 예를 들면, 폴드(fold) 또는 시프트(shift)(평행 이동)를 이용하여, 고주파수 대역(고역 신호)까지 확장하는 신호 복호 장치 및 그 방법에 적용한 것이다.
간단하게는, 본 실시예의 부호화측에서는, 입력된 시계열 신호를 어느 차단 주파수 fc 이하의 저역 신호로 제한하는 한편, 복호측에서의 고역 신호의 생성에 이용되는 폴디드 주파수(folded frequency) fa 또는 시프트 주파수(shift frequency) Fsh 등을 적응적으로 결정한다. 그리고, 복호측에서는, 주파수축 상의 저역 스펙트럼을 부호화측으로부터 입력한 폴디드 주파수 fa를 중심으로 하여 대칭으로 폴드하고, 또는 시프트 주파수 fsh에 따라 2fc-fsh만큼 시프트시키고, 이 폴드된 또는 시프트된 스펙트럼에 따라 고역 신호를 생성한다.
먼저, 본 실시예에 있어서의 신호 부호화 장치의 개략 구성을 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서의 신호 부호화 장치(10)는 저역 필터(LPF)(11)와, 저역 신호 부호화 회로(12)와, 지연 회로(13)와, 차분(差分) 회로(14)와, 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(15, 16)와, 고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)와, 멀티플렉서(18)로 구성되어 있다.
저역 필터(11)는 입력된 시계열 신호를 어느 차단 주파수 fc 이하의 저역 신호로 제한하고, 이 저역 신호를 저역 신호 부호화 회로(12), 차분 회로(14) 및 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(15)에 공급한다.
저역 신호 부호화 회로(12)는 저역 필터(11)를 통한 저역 신호를 일정 프레임마다 직교 변환하여 부호화하고, 얻어진 저역 부호열(符號列)을 멀티플렉서(18)에 공급한다.
지연 회로(13)는 저역 필터(11)와 동일 지연 시간을 가지고, 입력된 시계열 신호에 대하여 저역 필터(11)에서 여파(濾波)된 저역 신호와의 동기를 취한 후, 이 시계열 신호를 차분 회로(14)에 공급한다.
차분 회로(14)는 지연 회로(13)로부터 공급된 시계열 신호와 저역 필터(11)로부터 공급된 저역 신호의 차분을 취해 고역 신호를 생성한다. 차분 회로(14)는 이 고역 신호를 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(16)에 공급한다.
스펙트럼 포락 분석 생성 회로(15)는 공급된 저역 신호를 분석하여 저역 스펙트럼 포락을 생성하고, 이 저역 스펙트럼 포락에 의해 저역 스펙트럼을 규격화한 규격화 저역 스펙트럼을 고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)에 공급한다.
마찬가지로, 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(16)는 공급된 고역 신호를 일정 프레임마다 직교 변환한 고역 스펙트럼을 분석하여 고역 스펙트럼 포락을 생성하고, 이 고역 스펙트럼 포락을 출력하기 위한 고역 스펙트럼 포락 정보와, 그 고역 스펙트럼 포락으로 고역 스펙트럼을 규격화한 규격화 고역 스펙트럼을 생성한다. 그리고, 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(16)는 규격화 고역 스펙트럼을 고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)에 공급하는 동시에, 고역 스펙트럼 포락 정보를 멀티플렉서(18)에 공급한다.
고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)는 규격화 고역 스펙트럼과 규격화 저역 스펙트럼에 따라 분석을 실행하여, 복호측에서 고역 신호를 생성하기 위한 고역 신호 생성 정보를 생성한다. 여기에서, 이 고역 신호 생성 정보로서는, 폴디드 주파수 fa나 시프트 주파수 fsh 외에, 톤성, 노이즈성을 나타내는 톤ㆍ노이즈 혼합 정보 r(0.0≤r≤1.0)을 들 수 있다. 이 톤ㆍ노이즈 혼합 정보 r은, 예를 들면, 규격화 저역 스펙트럼의 생성 개시 주파수로부터 규격화 고역 스펙트럼의 종단(終端) 주파수까지의 사이에서, 이하와 같은 식 (1)에 따라 구할 수 있다. 여기에서, 식 (1)에서, Smax는 스펙트럼의 최대값을 나타내고, Save는 스펙트럼의 평균값을 나타낸다. 또, A는 소정 정수(定數)를 나타낸다.
r=A×Smax/Save (0.0≤r≤1.0) … (1)
멀티플렉서(18)는 저역 신호 부호화 회로(12)로부터 공급된 저역 부호화열과, 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(16)로부터 공급된 고역 신호 생성 정보와, 고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)로부터 공급된 고역 스펙트럼 포락 정보를 통합하여, 하나의 부호열로서 출력한다.
여기에서, 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(15, 16)에 있어서의 스펙트럼의 규격화 모양을 도 2a 및 도 2b에 모식적으로 나타낸다. 도 2a는 부호열로 파라미터화하여 포함되는 고역 스펙트럼 포락과 저역 신호로부터 만들어 낸 저역 스펙트럼 포락을 아울러 나타낸 것이다. 그리고, 도 (A)에서의 f1∼f6은 스펙트럼의 피크 위치를 나타내고, fc는 저역 필터(11)(도 1)의 차단 주파수를 나타낸다. 이 스펙트럼 포락에 따라 스펙트럼을 규격화한다. 규격화된 스펙트럼의 스펙트럼 포락을 도 2b에 나타낸다.
이와 같이, 스펙트럼을 스펙트럼 포락으로 규격화함으로써, 스펙트럼의 피크 위치에 중점을 두고 폴디드 주파수 fa나 시프트 주파수 fsh를 결정할 수 있어, 복호측에서 생성되는 고역 신호의 정밀도가 양호해진다. 다만, 처리 시간이나 하드웨어적인 제약이 존재하는 경우에는, 정밀도를 희생(犧牲)시킨 후, 이 규격화 처리를 생략해도 괜찮다.
이하, 이와 같은 규격화 저역 스펙트럼 및 규격화 고역 스펙트럼에 따라, 전술한 고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)에서 폴디드 주파수 fa 또는 시프트 주파수 fsh를 결정하는 순서에 대하여, 차례로 설명한다.
먼저, 고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)에서 폴디드 주파수 fa를 결정하는 순서에 대하여, 도 3의 플로차트를 이용하여 설명한다. 이하에서는, 규격화 고역 스펙트럼을 F_high로 표시하고, 특히 F_high(f)는 주파수 f보다 고역의 스펙트럼을 표시하는 것으로 한다. 또, 규격화 저역 스펙트럼을 F_low로 표시하고, 특히 F_low'(f)는 주파수 f 이하의 저역 스펙트럼 F_low(f)를, 주파수 f를 중심으로 선(線) 대칭으로 폴드하여 얻어지는 스펙트럼을 표시하는 것으로 한다. 또, fa_min 및 fa_max는 각각 폴디드 주파수 fa를 결정할 때의 탐색 범위가 되는 주파수의 하한값과 상한값을 나타낸다. 이 fa_min 및 fa_max는 규격에서 고정으로 해도 되고, 또 그 규격의 범위 내에서 인코더가 임의로 설정되어도 된다.
먼저, 스텝 S1에서, 초기값으로서 내부 변수인 최소값 min을 무한대로, 주파수 f를 fa_min으로 각각 설정한다.
다음에 스텝 S2에서, 이하의 식 (2)에 따라, F_high(f) 및 F_low'(f)를 각각 벡터로 간주한 경우에 있어서의 벡터 사이의 거리 df를 계산한다. 여기에서, 식 (2)에서, i는 이산 주파수의 인덱스를 나타내고, nf는 주파수 f까지의 샘플수를 나타낸다. 또, S_low'(i)는 이산 주파수 i에 있어서의 F_low'(f)의 크기를 나타내고, S_high(i)는 이산 주파수 i에 있어서의 F_high(f)의 크기를 나타낸다.
즉, 도 4에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 이산 주파수 f로부터 이산 주파수 2f까지에 대하여, F_low'(f)와 F_high(f)의 크기(레벨) 차이의 제곱(=｜S_low'(i)-S-high(i)｜2)을 누적 가산하고, 거리 df로 한다.
다시 도 3으로 되돌아가, 스텝 S3에서는, 거리 df가 최소값 min 미만인지 여부가 판별된다. 거리 df가 최소값 min 미만인 경우(Yes)에는, 계속되는 스텝 S4에서 최소값 min을 df로 갱신하고, 그때의 주파수 f를 폴디드 주파수 fa로서 보존한다. 한편, 거리 df가 최소값 min 이상인 경우(No)에는, 스텝 S5로 진행한다.
스텝 S5에서는, 주파수 f가 fa_min으로부터 fa_max 범위 내에 있는지 여부가 판별되며, fa_min으로부터 fa_max의 범위 내인 경우(Yes)에는, 스텝 S6에서 주파수 f를 인크리멘트하고, 스텝 S2로 되돌아간다. 한편, 주파수 f가 fa_min으로부터 fa_max의 범위 내에 없는 경우(No)에는, 현재 보존되어 있는 폴디드 주파수 fa를 확정하여, 전술한 고역 신호 생성 정보 중에 포함시킨다.
다음에, 고역 신호 생성 정보 추출 회로(17)에서 시프트 주파수 fsh를 결정하는 순서에 대하여, 도 5의 플로차트를 이용하여 설명한다. 전술한 것과 동일하게, 규격화 고역 스펙트럼을 F_high로 표시하고, 특히 F_high(f)는 주파수 f보다 고역 스펙트럼을 표시하는 것으로 한다. 또, 규격화 저역 스펙트럼을 F_low로 표시하고, 특히 F_low'(f)는 주파수 f 이하 주파수의 저역 스펙트럼 F_low(f)를, 예를 들면, 2fc-f만큼 시프트하여 얻어지는 스펙트럼을 표시하는 것으로 한다. 또, fsh_min 및 fsh_max는 각각 시프트 주파수 fsh를 결정할 때의 탐색 범위가 되는 주파수의 하한값과 상한값을 나타낸다. 이 fsh_min 및 fsh_max는 규격에서 고정으로 해도 되고, 또 그 규격의 범위 내에서 인코더가 임의로 설정되어도 된다.
먼저, 스텝 S10에서, 초기값으로서 내부 변수인 최소값 min을 무한대로, 주파수 f를 fsh_min으로 각각 설정한다.
다음에 스텝 S11에서, 이하의 식 (3)에 따라, F_high(f) 및 F_low'(f)를 각각 벡터로 간주한 경우에 있어서의 벡터 사이의 거리 df를 계산한다. 여기에서, 식 (3)에서, i는 이산 주파수의 인덱스를 나타내고, nf는 주파수 f까지의 샘플수를 나타낸다. 또, S_low'(i)는 이산 주파수 i에 있어서의 F_low'(f)의 크기를 나타내고, S_high(i)는 이산 주파수 i에 있어서의 F_high(f)의 크기를 나타낸다.
즉, 도 6에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 이산 주파수 2fc-f로부터 이산 주파수 2f까지에 대하여, F_low'(f)와 F_high(f)의 크기 차이의 제곱(=｜S_low'(i)-S-high(i)｜2)을 누적 가산하고, 거리 df로 한다.
다시 도 5로 되돌아가, 스텝 S12에서는, 거리 df가 최소값 min 미만인지 여부가 판별된다. 거리 df가 최소값 min 미만인 경우(Yes)에는, 계속되는 스텝 S13에서 최소값 min을 df로 갱신하고, 그때의 주파수 f를 시프트 주파수 fsh로서 보존한다. 한편, 거리 df가 최소값 min 이상인 경우(No)에는, 스텝 S14로 진행한다.
스텝 S14에서는, 주파수 f가 fsh_min으로부터 fsh_max 범위 내에 있는지 여부가 판별되며, fsh_min으로부터 fsh_max의 범위 내인 경우(Yes)에는, 스텝 S15에서 주파수 f를 인크리멘트하고, 스텝 S11로 되돌아간다. 한편, 주파수 f가 fsh_min으로부터 fsh_max의 범위 내에 없는 경우(No)에는, 현재 보존되어 있는 시프트 주파수 fsh를 확정하여, 전술한 고역 신호 생성 정보 중에 포함시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서의 신호 부호화 장치(10)는 입력된 시계열 신호를 어느 차단 주파수 fc 이하의 저역 신호로 제한하고, 이 저역 신호를 부호화한 저역 부호화열을 출력하는 부호열에 포함시킨다.
또, 신호 부호화 장치(10)는 복호측에서의 고역 신호의 생성에 이용되는 폴디드 주파수 fa 또는 시프트 주파수 fsh, 또는 톤ㆍ노이즈 합성 정보 r을 적응적으로 결정하고, 이들 정보를 고역 신호 생성 정보로서, 고역 스펙트럼 포락 정보와 함께 출력하는 부호열에 포함시킨다.
계속해서, 전술한 고역 신호 생성 정보 등을 이용하면서 고역 신호를 생성하는 본 실시예에 있어서의 신호 복호 장치의 개략 구성을 도 7에 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서의 신호 복호 장치(30)는 디멀티플렉서(31)와, 저역 신호 복호 회로(32)와, 스펙트럼 포락 생성 회로(33)와, 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(34)와, 고역 신호 생성 회로(35)와, 가산 회로(36)로 구성되어 있다.
디멀티플렉서(31)는 신호 부호화 장치(10)(도 1)로부터 입력한 부호열을 저역 신호 부호열, 고열 스펙트럼 포락 정보 및 고역 신호 생성 정보의 3개 정보로 분리하고, 각각 저역 신호 복호 회로(32), 스펙트럼 포락 생성 회로(33) 및 고역 신호 생성 회로(35)에 공급한다.
저역 신호 복호 회로(32)는 디멀티플렉서(31)로부터 공급된 저역 신호 부호열을 복호하고, 얻어진 복호 저역 신호를 스펙트럼 포락 분석 생성 회로(34), 고역 신호 생성 회로(35) 및 가산 회로(36)에 공급한다.
스펙트럼 포락 생성 회로(33)는 디멀티플렉서(31)로부터 공급된 고역 스펙트럼 포락 정보에 따라 고역 스펙트럼 포락을 생성하고, 이 고역 스펙트럼 포락을 고역 신호 생성 회로(35)에 공급한다.
스펙트럼 포락 분석 생성 회로(34)는 저역 신호 복호 회로(32)로부터 공급된 복호 저역 신호를 분석하여 저역 스펙트럼 포락을 생성하고, 이 저역 스펙트럼 포락을 고역 신호 생성 회로(35)에 공급한다.
고역 신호 생성 회로(35)는 고역 스펙트럼 포락 및 저역 스펙트럼 포락, 저역 신호, 및 고역 신호 생성 정보를 이용하여 후술하는 바와 같이 고역 신호를 생성하고, 얻어진 생성 고역 신호를 가산 회로(36)에 공급한다.
가산 회로(36)는 저역 신호 복호 회로(32)로부터 공급된 복호 저역 신호와 고역 신호 생성 회로(35)로부터 공급된 생성 고역 신호를 가산하여, 최종적인 시계열 신호를 출력한다.
여기에서, 전술한 고역 신호 생성 회로(35)의 내부 구성을 도 8에 개략적으로 나타낸다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 고역 신호 생성 회로(35)는 노이즈 신호 발생 회로(40)와, 톤 신호 발생 회로(41)와, 비교 합성 회로(42)로 구성되어 있다.
노이즈 신호 발생 회로(40)는 고역 스펙트럼 포락 및 고역 신호 생성 정보를 이용하여 노이즈 신호를 생성한다. 이 노이지 신호는, 이하의 식 (4)에 나타낸 바와 같이, 주파수 영역 상에서 고역 스펙트럼 포락을 진폭으로 하고 위상을 랜덤으로 하는 신호이다. 그리고, 식 (4)에서, k는 이산 주파수, NS는 복소수(複素數)인 노이즈 스펙트럼, Re{}는 복소수의 실부(實部), Im{}는 복소수의 허부(虛部), r은 전술한 톤ㆍ노이즈 혼합 정보를 각각 나타낸다. 또, E는 고역 스펙트럼 포락, θr은 랜덤 위상, RND()는 0에서 1까지의 범위에 균일하게 분포되는 난수를 각각 나타낸다.
노이즈 신호 발생 회로(40)는 이 식 (4)에서 얻어지는 노이즈 신호 스펙트럼을 비교 합성 회로(42)에 공급한다.
한편, 톤 신호 발생 회로(41)는 고역 스펙트럼 포락, 고역 신호 생성 정보, 저역 스펙트럼 포락 및 복호 저역 신호를 이용하여, 후술하는 바와 같이 톤 신호 스펙트럼을 생성한다. 톤 신호 발생 회로(41)는 생성한 톤 신호 스펙트럼을 비교 합성 회로(42)에 공급한다.
비교 합성 회로(42)는 노이즈 신호 발생 회로(40)로부터 공급된 노이즈 신호 스펙트럼과 톤 신호 발생 회로(41)로부터 공급된 톤 신호 스펙트럼에 대하여, 주파수축 상에서의 크기를 비교하고, 이산 주파수마다 큰 쪽의 스펙트럼을 선택하여 합성 스펙트럼을 생성한다. 그리고, 비교 합성 회로(42)는 이 합성 스펙트럼을 역(逆)이산 푸리에 변환(IDFT)하여 시계열 신호로 변환하고, 다시 커튼을 실행하여 전(前)프레임의 출력 신호와 오버랩 합성한 신호를 전술한 생성 고역 신호로서 출력한다.
여기에서, 톤 신호 발생 회로(41)에 있어서의 구체적인 처리 순서를 도 9 내지 도 12를 이용하여 설명한다. 이 톤 신호 발생 회로(41)는 고역 신호 생성 정보 중에 포함되는 폴디드 주파수 fa 또는 시프트 주파수 fsh에 따라, 톤 신호 스펙트럼을 생성할 수 있다.
먼저, 폴디드 주파수 fa를 이용하여 톤 신호 스펙트럼을 생성하는 경우의 처리 순서를 도 9에 나타낸다. 도 9의 스텝 S20에서, 복호 저역 신호를 이산 푸리에 변환(DFT)하여 복호 저역 스펙트럼을 생성하고, 계속되는 스텝 S21에서, 얻어진 복호 저역 스펙트럼을 저역 스펙트럼 포락으로 나누어 규격화한다.
계속해서 스텝 S22에서, 규격화 저역 스펙트럼을 고역 신호 생성 정보에 포함되는 폴디드 주파수 fa를 중심으로 하여 선 대칭으로 폴드한다.
이 규격화 저역 스펙트럼의 폴드 모양을 도 10에 모식적으로 나타낸다. 그리고, 이 도 10에서는, 규격화 저역 스펙트럼에 있어서의 피크 위치의 스펙트럼만을 표시한 것이다. 피크 위치의 스펙트럼 주파수를 저역으로부터 각각 f1, f2, f 3으로 하면, 폴디드 주파수 fa를 이용하여, f1, f2, f3 은 각각 f'1, f'2, f'3으로 폴드된다. 이 fn(n=1, 2, 3)과 f'n의 관계는 이하와 같은 식 (5)로 표현할 수 있다.
fn'=fa+(fa-fn)=2×fa-fn … (5)
다시 도 9로 되돌아가, 스텝 S23에서는, 이 폴드하여 생긴 생성 고역 스펙트럼에 고역 스펙트럼 포락을 곱한다.
그리고, 스텝 S24에서, 고역 신호 생성 정보에 포함되는 톤ㆍ노이즈 혼합 정보 r을 이용하여 게인의 보정을 실행한다.
다음에, 시프트 주파수 fsh를 이용하여 톤 신호 스펙트럼을 생성하는 경우의 처리 순서를 도 11에 나타낸다. 도 11의 스텝 S30에서, 복호 저역 신호를 이산 푸리에 변환(DFT)하여 복호 저역 스펙트럼을 생성하고, 계속되는 스텝 S31에서, 얻어진 복호 저역 스펙트럼을 저역 스펙트럼 포락으로 나누어 규격화한다.
계속해서 스텝 S32에서, 규격화 저역 스펙트럼을 고역 신호 생성 정보에 포함되는 시프트 주파수 fsh를 이용하여 2fc-fsh만큼 시프트시킨다.
이 규격화 저역 스펙트럼의 시프트 모양을 도 12에 모식적으로 나타낸다. 그리고, 이 도 12에서는, 규격화 저역 스펙트럼에 있어서의 피크 위치의 스펙트럼만을 표시한 것이다. 피크 위치의 스펙트럼 주파수를 저역으로부터 각각 f1, f2, f3으로 하면, 시프트 주파수 fsh를 이용하여, f1, f2, f 3은 각각 f'1, f'2, f'3으로 시프트된다. 이 fn(n=1, 2, 3)과 f'n의 관계는 이하와 같은 식 (6)으로 표현할 수 있다.
fn'=fn+(2fc-fsh) … (6)
다시 도 11로 되돌아가, 스텝 S33에서는, 이 폴드하여 생긴 생성 고역 스펙트럼에 고역 스펙트럼 포락을 곱한다.
그리고, 스텝 S34에서, 고역 신호 생성 정보에 포함되는 톤ㆍ노이즈 혼합 정보 r을 이용하여 게인의 보정을 실행한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서의 신호 복호 장치(30)는 부호열에 포함되는 폴디드 주파수 fa, 시프트 주파수 fsh 및 톤ㆍ노이즈 혼합 정보 r을 포함하는 고역 신호 생성 정보와 고역 스펙트럼 포락을 이용하여, 저역 신호로부터 고역 신호를 생성하고, 이 생성 고역 신호와 저역 신호를 결합함으로써, 고역 신호까지 확장된 시계열 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 전술한 설명에서는, 폴드 처리 또는 시프트 처리의 한쪽만을 실행하는 것으로 하여 설명했지만, 처리에 여유가 있는 경우에는, 프레임마다 양쪽의 처리를 병행하여 실행하여, 양호한 결과가 얻어지는 쪽을 고역 생성법 플래그에 의해 지정하도록 해도 괜찮다.
이 경우의 신호 부호와 장치(10)에 있어서의 처리 순서를 도 13의 플로차트를 이용하여 설명한다. 먼저 스텝 S40에서, 앞서 도 3, 도 4를 이용하여 설명한 순서로 폴드 처리를 실행하여, 최소 제곱 오차 da와 그 폴디드 주파수 fa를 보존한다.
다음에 스텝 S41에서, 앞서 도 5, 도 6을 이용하여 설명한 순서로 시프트 처리를 실행하여, 최소 제곱 오차 dsh와 그 시프트 주파수 fsh를 보존한다.
계속해서 스텝 S42에서는, 2개의 최소 제곱 오차가 비교된다. 구체적으로는, 예를 들면 폴드 처리를 실행하는 겨우의 최소 제곱 오차 da가 시프트 처리를 실행하는 경우의 최소 제곱 오차 dsh 미만인지 여부가 판별된다. 그리고, 최소 제곱 오차 da가 최소 제곱 오차 dsh 미만인 경우(Yes)에는, 폴드 처리 쪽이 양호하다고 판정되어, 스텝 S43에서 고역 생성법 플래그가 0으로 설정된다. 한편, 최소 제곱 오차 da가 최소 제곱 오차 dsh 이상이 경우(No)에는, 시프트 처리 쪽이 양호하다고 판정되어, 스텝 S44에서 고역 생성법 플래그가 1로 설정된다. 그리고, 이 고역 생성용 플래그는 전술한 고역 신호 생성 정보에 포함시킬 수 있다.
계속해서, 신호 복호 장치(30)에서의 처리 순서를 도 14의 플로차트를 이용하여 설명한다. 먼저 스텝 S50에서, 고역 생성 정보 중에 포함되는 고역 생성법 플래그를 참조하여, 플래그가 0인지 여부가 판별된다. 플래그가 9인 경우(Yes)에는, 스텝 S51에서, 폴드 처리에 의해 고역 스펙트럼의 생성을 실행한다. 한편, 플래그가 1인 경우(No)에는, 스텝 S52에서, 시프트 처리에 의해 고역 스펙트럼의 생성을 실행한다.
여기에서, 전술한 본 실시예에서의 신호 부호화 장치(10) 및 신호 복호 장치(30)가 적용되는 시스템 전체의 구성을 도 15에 나타낸다.
도 15에서, 신호 복호 장치(200)는 종래의 부호화 복호 시스템 사이를 전송되는 부호열을 복호하는 것이다. 이 종래 규격의 신호 복호 장치(200)가 취급하는 데이터열 포맷의 일례를 도 16a에 나타낸다. 도 16a에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 0 번지부터 99 번지까지의 헤더부에 프레임 데이터 길이, 메인 데이터 길이, 확장 데이터 길이를 기록하는 영역이 있고, 프레임 데이터 길이 600 중 헤더 길이 100을 제외한 500이 메인 데이터에 할당되어 있으며, 종래 규격의 부호열은 이 영역에 기록된다.
신호 부호화 장치(100)는 전술한 신호 부호화 장치(10)와 동일한 구성이며, 시계열 신호에 따라, 종래의 주파수 대역이 제한ㄷ뢴 신호의 부호열과, 그 제한된 주파수 대역 이외의 대역을 복호 시에 생성하기 위한 정보를 부호화한다. 이 신호 부호화 장치(100)로부터 출력되는 데이터열 포맷의 일례를 도 16b에 나타낸다. 도 16b에 나타낸 바와 같이, 0 번지부터 99 번지까지의 헤더부에 프레임 데이터 길이, 메인 데이터 길이, 확장 데이터 길이를 기록하는 영역이 있다. 또, 프레임 데이터 600 중 메인 데이터에는 400이 할당되고, 확장 데이터에 100의 영역이 할당되어 있다.
신호 복호 장치(201)는 전술한 신호 복호 장치(30)와 동일한 구성이며, 메인 데이터를 복호하는 동시에, 도 16b의 500 번지의 확장 데이터 종별이 이 신호 복호 장치(201)의 규격인 경우에는, 501 번지 이후의 영역에 대해서도 복호한다. 이에 따라, 신호 복호 장치(201)는 신호 부호화 장치(100)에 의해 부호화된 부호열 및 대역 생성 정보를 기초로 주파수 대역이 제한된 부호열을 복호하고, 또, 대역 생성 정보를 기초로 새로운 주파수 대역의 신호를 생성하고, 양자를 중첩시켜 최종적인 시계열 신호를 얻을 수 있다.
한편, 전술한 종래 규격의 신호 복호 장치(200)는 이 확장 데이터 영역을 이해할 수 없지만, 이 확장 데이터 영역을 무시하도록 설계되어 있기 때문에, 종래와 같이 메인 데이터만을 복호하여, 주파수 대역이 제한된 시계열 신호를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 도면을 참조하여 설명한 전술한 실시예에 한정되지 않고, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지(主旨)를 일탈하지 않고, 여러 가지의 변경, 치환 또는 그 동등한 것을 실행할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명확하다.
예를 들면, 전술한 실시예에서는, 저역 필터로 대역 제한한 저역 신호를 일정 프레임마다 직교 변환하여 부호화하는 것으로 하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 입력된 시계열 신호를 직교 변환하여 저역 스펙트럼을 추출, 부호화하도록 해도 괜찮다.
또, 전술한 실시예에서는, 하드웨어의 구성으로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 임의의 처리를 CPU(Central Processing Unit)에 컴퓨터 프로그램을 실행시킴으로써 실현하는 것도 가능하다. 이 경우, 컴퓨터 프로그램은 기록 매체에 기록하여 제공하는 것도 가능하며, 또, 인터넷 그 밖의 전송 매체를 통해 전송함으로써 제공하는 것도 가능하다.
전술한 본 발명에 의하면, 부호화측에서, 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 제한 대역의 스펙트럼을 부호화하는 동시에, 복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 이 제한 대역의 스펙트럼의 사상에 따라 구하기 위해, 이 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 적응적으로 생성하고, 복호측에서, 부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 복호하여 제한 대역의 시계열 신호를 생성하는 동시에, 상기 사상 정보에 따라, 상기 제한 대역의 스펙트럼으로부터 확장해야 할 확장 대역의 시계열 신호를 생성하고, 상기 제한 대역의 시계열 신호와 상기 확장 대역의 시계열 신호를 가산하여 출력함으로써, 복잡한 고조파가 존재하는 경우라도, 복호 시에 확장하는 주파수 대역에서 최적의 고조파를 생성하는 것이 가능해진다.

Claims (23)

  1. 입력된 시계열 신호를 직교(直交) 변환하여 부호화하는 신호 부호화 장치에 있어서,
    상기 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 제한 대역의 스펙트럼을 부호화하는 부호화 수단과,
    복호(復號)측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼의 사상(寫像)에 따라 구하기 위해, 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 적응적(適應的)으로 생성하는 사상 정보 생성 수단과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼과 상기 사상 정보를 출력하는 출력 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사상은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 폴드(fold)하는 폴드 처리이며,
    상기 사상 정보 생성 수단은 폴드 위치를 적응적으로 결정하여 상기 사상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사상 생성 수단은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 그 스펙트럼 포락(包絡)으로 규격화하고, 규격화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 폴드하는 위치를 적응적으로 결정하여 상기 사상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 사상 생성 수단은 주파수축 상의 임의의 위치에서 폴드된 상기 제한 대역의 스펙트럼과, 복호측에서 확장해야 할 확장 대역의 스펙트럼의 거리를 산출하고, 상기 거리에 따라 상기 폴드 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 거리는 각 주파수에 있어서의 상기 제한 대역의 스펙트럼과 상기 확장 대역의 스펙트럼의 레벨 차이의 제곱의 합인 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사상은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 평행 이동하는 평행 이동 처리이며,
    상기 사상 정보 생성 수단은 평행 이동 위치를 적응적으로 결정하여 상기 사상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 부호와 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사상 생성 수단은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 그 스펙트럼 포락으로 규격화하고, 규격화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 평행 이동하는 위치를 적응적으로 결정하여 상기 사상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사상 생성 수단은 주파수축 상의 임의의 위치에서 평행 이동된 상기 제한 대역의 스펙트럼과, 복호측에서 확장해야 할 확장 대역의 스펙트럼의 거리를 산출하고, 상기 거리에 따라 상기 평행 이동 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사상은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 폴드하는 폴드 처리, 또는 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 평행 이동하는 평행 이동 처리이며,
    상기 사상 정보 생성 수단은 입력된 시계열 신호의 상태에 따라, 상기 폴드 처리 또는 상기 평행 이동 처리를 적응적으로 결정하여 상기 사상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 확장해야 할 주파수 대역은 상기 소정 주파수 대역보다 고역인 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  11. 입력된 시계열 신호를 직교 변환하여 부호화하는 신호 부호화 방법에 있어서,
    상기 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 제한 대역의 스펙트럼을 부호화하는 부호화 공정과,
    복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼의 사상에 따라 구하기 위해, 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 적응적으로 생성하는 사상 정보 생성 공정과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼과 상기 사상 정보를 출력하는 출력 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  12. 입력된 시계열 신호를 직교 변환하여 부호화하는 신호 부호화 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램에 있어서,
    상기 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 제한 대역의 스펙트럼을 부호화하는 부호화 공정과,
    복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼의 사상에 따라 구하기 위해, 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 적응적으로 생성하는 사상 정보 생성 공정과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼과 상기 사상 정보를 출력하는 출력 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
  13. 입력된 시계열 신호를 직교 변환하여 부호화하는 신호 부호화 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 제한 대역의 스펙트럼을 부호화하는 부호화 공정과,
    복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼의 사상에 따라 구하기 위해, 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 적응적으로 생성하는 사상 정보 생성 공정과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼과 상기 사상 정보를 출력하는 출력 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  14. 부호화측에서 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 부호화된 제한 대역의 스펙트럼과, 복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼 사상에 따라 구하기 위해, 적응적으로 생성된 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 입력하는 입력 수단과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 복호하여 제한 대역의 시계열 신호를 생성하는 복호 수단과,
    상기 사상 정보에 따라, 상기 제한 대역의 스펙트럼으로부터 확장해야 할 확장 대역의 스펙트럼을 구하고, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 역(逆)직교 변환하여 확장 대역의 시계열 신호를 생성하는 대역 확장 수단과,
    상기 제한 대역의 시계열 신호와 상기 확장 대역의 시계열 신호를 가산하여 출력하는 출력 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 복호 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 사상은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 폴드하는 폴드 처리이며,
    상기 대역 확장 수단은 부호화측으로부터 입력된 폴드 위치를 나타내는 정보에 따라, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 구하는 것을 특징으로 하는 신호 복호 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대역 확장 수단은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 그 스펙트럼 포락으로 규격화하고, 규격화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 상기 부호화측으로부터 입력된 폴드 위치를 나타내는 정보에 따라 폴드하여, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 구하는 것을 특징으로 하는 신호 복호 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 사상은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 평행 이동하는 평행 이동 처리이며,
    상기 대역 확장 수단은 부호화측으로부터 입력된 평행 이동 위치를 나타내는 정보에 따라, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 구하는 것을 특징으로 하는 신호 복호 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 대역 확장 수단은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 그 스펙트럼 포락으로 규격화하고, 규격화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 상기 부호화측으로부터 입력된 평행 이동 위치를 나타내는 정보에 따라 평행 이동하여, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 구하는 것을 특징으로 하는 신호 복호 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 사상은 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 폴드하는 폴드 처리, 또는 상기 제한 대역의 스펙트럼을 주파수축 상의 임의의 위치에서 평행 이동하는 평행 이동 처리이며,
    상기 대역 확장 수단은 입력된 시계열 신호의 상태에 따라 설정된 선택 정보에 따라 상기 폴드 처리 또는 상기 평행 이동 처리를 선택하여, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 구하는 것을 특징으로 하는 신호 복호 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 확장해야 할 주파수 대역은 상기 소정 주파수 대역보다 고역인 것을 특징으로 하는 신호 복호 장치.
  21. 부호화측에서 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 부호화된 제한 대역의 스펙트럼과, 복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼 사상에 따라 구하기 위해, 적응적으로 생성된 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 입력하는 입력 공정과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 복호하여 제한 대역의 시계열 신호를 생성하는 복호 공정과,
    상기 사상 정보에 따라, 상기 제한 대역의 스펙트럼으로부터 확장해야 할 확장 대역의 스펙트럼을 구하고, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 역직교 변환하여 확장 대역의 시계열 신호를 생성하는 대역 확장 공정과,
    상기 제한 대역의 시계열 신호와 상기 확장 대역의 시계열 신호를 가산하여 출력하는 출력 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 복호 방법.
  22. 소정 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램에 있어서,
    부호화측에서 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 부호화된 제한 대역의 스펙트럼과, 복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼의 사상에 따라 구하기 위해, 적응적으로 생성된 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 입력하는 입력 공정과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 복호하여 제한 대역의 시계열 신호를 생성하는 복호 공정과,
    상기 사상 정보에 따라, 상기 제한 대역의 스펙트럼으로부터 확장해야 할 확장 대역의 스펙트럼을 구하고, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 역직교 변환하여 확장 대역의 시계열 신호를 생성하는 대역 확장 공정과,
    상기 제한 대역의 시계열 신호와 상기 확장 대역의 시계열 신호를 가산하여 출력하는 출력 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
  23. 소정 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    부호화측에서 입력된 시계열 신호의 소정 주파수 대역에 대응하는 부호화된 제한 대역의 스펙트럼과, 복호측에서 확장해야 할 주파수 대역의 시계열 신호를 상기 제한 대역의 스펙트럼 사상에 따라 구하기 위해, 적응적으로 생성된 상기 사상 방법을 나타내는 사상 정보를 입력하는 입력 공정과,
    부호화된 상기 제한 대역의 스펙트럼을 복호하여 제한 대역의 시계열 신호를 생성하는 복호 공정과,
    상기 사상 정보에 따라, 상기 제한 대역의 스펙트럼으로부터 확장해야 할 확장 대역의 스펙트럼을 구하고, 상기 확장 대역의 스펙트럼을 역직교 변환하여 확장 대역의 시계열 신호를 생성하는 대역 확장 공정과,
    상기 제한 대역의 시계열 신호와 상기 확장 대역의 시계열 신호를 가산하여 출력하는 출력 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0202159D0 (sv) 2001-07-10 2002-07-09 Coding Technologies Sweden Ab Efficientand scalable parametric stereo coding for low bitrate applications
US8605911B2 (en) 2001-07-10 2013-12-10 Dolby International Ab Efficient and scalable parametric stereo coding for low bitrate audio coding applications
CN100395817C (zh) * 2001-11-14 2008-06-18 松下电器产业株式会社 编码设备、解码设备和解码方法
JP3870193B2 (ja) 2001-11-29 2007-01-17 コーディング テクノロジーズ アクチボラゲット 高周波再構成に用いる符号器、復号器、方法及びコンピュータプログラム
SE0202770D0 (sv) 2002-09-18 2002-09-18 Coding Technologies Sweden Ab Method for reduction of aliasing introduces by spectral envelope adjustment in real-valued filterbanks
US7668711B2 (en) 2004-04-23 2010-02-23 Panasonic Corporation Coding equipment
US7558389B2 (en) * 2004-10-01 2009-07-07 At&T Intellectual Property Ii, L.P. Method and system of generating a speech signal with overlayed random frequency signal
WO2006046587A1 (ja) * 2004-10-28 2006-05-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. スケーラブル符号化装置、スケーラブル復号化装置、およびこれらの方法
KR20070084002A (ko) * 2004-11-05 2007-08-24 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 스케일러블 복호화 장치 및 스케일러블 부호화 장치
KR100707174B1 (ko) * 2004-12-31 2007-04-13 삼성전자주식회사 광대역 음성 부호화 및 복호화 시스템에서 고대역 음성부호화 및 복호화 장치와 그 방법
EP1840874B1 (en) * 2005-01-11 2019-04-10 NEC Corporation Audio encoding device, audio encoding method, and audio encoding program
JP2006243041A (ja) 2005-02-28 2006-09-14 Yutaka Yamamoto 高域補間装置及び再生装置
WO2007037361A1 (ja) * 2005-09-30 2007-04-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 音声符号化装置および音声符号化方法
ATE463029T1 (de) 2006-05-10 2010-04-15 Panasonic Corp Codierungseinrichtung und codierungsverfahren
KR20070115637A (ko) * 2006-06-03 2007-12-06 삼성전자주식회사 대역폭 확장 부호화 및 복호화 방법 및 장치
CN101140759B (zh) * 2006-09-08 2010-05-12 华为技术有限公司 语音或音频信号的带宽扩展方法及系统
JP4396683B2 (ja) * 2006-10-02 2010-01-13 カシオ計算機株式会社 音声符号化装置、音声符号化方法、及び、プログラム
DE102006049154B4 (de) * 2006-10-18 2009-07-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kodierung eines Informationssignals
US8688441B2 (en) * 2007-11-29 2014-04-01 Motorola Mobility Llc Method and apparatus to facilitate provision and use of an energy value to determine a spectral envelope shape for out-of-signal bandwidth content
CN101903944B (zh) * 2007-12-18 2013-04-03 Lg电子株式会社 用于处理音频信号的方法和装置
US8433582B2 (en) * 2008-02-01 2013-04-30 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for estimating high-band energy in a bandwidth extension system
US20090201983A1 (en) * 2008-02-07 2009-08-13 Motorola, Inc. Method and apparatus for estimating high-band energy in a bandwidth extension system
JP5326311B2 (ja) * 2008-03-19 2013-10-30 沖電気工業株式会社 音声帯域拡張装置、方法及びプログラム、並びに、音声通信装置
US8463412B2 (en) * 2008-08-21 2013-06-11 Motorola Mobility Llc Method and apparatus to facilitate determining signal bounding frequencies
PL4053838T3 (pl) * 2008-12-15 2023-11-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Dekoder powiększania szerokości pasma audio, powiązany sposób oraz program komputerowy
US8463599B2 (en) * 2009-02-04 2013-06-11 Motorola Mobility Llc Bandwidth extension method and apparatus for a modified discrete cosine transform audio coder
US8626516B2 (en) * 2009-02-09 2014-01-07 Broadcom Corporation Method and system for dynamic range control in an audio processing system
US8983831B2 (en) * 2009-02-26 2015-03-17 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Encoder, decoder, and method therefor
RU2568278C2 (ru) * 2009-11-19 2015-11-20 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Расширение полосы пропускания звукового сигнала нижней полосы
JP5651980B2 (ja) * 2010-03-31 2015-01-14 ソニー株式会社 復号装置、復号方法、およびプログラム
JP2011059714A (ja) * 2010-12-06 2011-03-24 Sony Corp 信号符号化装置及び方法、信号復号装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体
JP5743137B2 (ja) * 2011-01-14 2015-07-01 ソニー株式会社 信号処理装置および方法、並びにプログラム
JP5569476B2 (ja) * 2011-07-11 2014-08-13 ソニー株式会社 信号符号化装置及び方法、信号復号装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体
CA2851370C (en) * 2011-11-03 2019-12-03 Voiceage Corporation Improving non-speech content for low rate celp decoder
JP2014074782A (ja) * 2012-10-03 2014-04-24 Sony Corp 音声送信装置、音声送信方法、音声受信装置および音声受信方法
EP2950308B1 (en) * 2013-01-22 2020-02-19 Panasonic Corporation Bandwidth expansion parameter-generator, encoder, decoder, bandwidth expansion parameter-generating method, encoding method, and decoding method
WO2015079946A1 (ja) * 2013-11-29 2015-06-04 ソニー株式会社 周波数帯域拡大装置および方法、並びにプログラム
CN104934034B (zh) 2014-03-19 2016-11-16 华为技术有限公司 用于信号处理的方法和装置
JP5892395B2 (ja) * 2014-08-06 2016-03-23 ソニー株式会社 符号化装置、符号化方法、およびプログラム
US20210265016A1 (en) 2020-02-20 2021-08-26 Illumina, Inc. Data Compression for Artificial Intelligence-Based Base Calling
CN112528743A (zh) * 2020-11-09 2021-03-19 江苏海洋大学 基于功能磁共振技术解码脑活动的频谱差异映射框架方法
US20230005253A1 (en) 2021-07-01 2023-01-05 Illumina, Inc. Efficient artificial intelligence-based base calling of index sequences

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3134337B2 (ja) * 1991-03-30 2001-02-13 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化方法
JP3178026B2 (ja) * 1991-08-23 2001-06-18 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化装置及び復号化装置
US5765127A (en) * 1992-03-18 1998-06-09 Sony Corp High efficiency encoding method
JP3123286B2 (ja) * 1993-02-18 2001-01-09 ソニー株式会社 ディジタル信号処理装置又は方法、及び記録媒体
JP3588937B2 (ja) * 1996-10-16 2004-11-17 ヤマハ株式会社 オーディオデータ伝送方式
US6167375A (en) * 1997-03-17 2000-12-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for encoding and decoding a speech signal including background noise
SE512719C2 (sv) * 1997-06-10 2000-05-02 Lars Gustaf Liljeryd En metod och anordning för reduktion av dataflöde baserad på harmonisk bandbreddsexpansion
US6829360B1 (en) 1999-05-14 2004-12-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for expanding band of audio signal
FR2807897B1 (fr) 2000-04-18 2003-07-18 France Telecom Methode et dispositif d'enrichissement spectral
US7742927B2 (en) * 2000-04-18 2010-06-22 France Telecom Spectral enhancing method and device
ATE319162T1 (de) * 2001-01-19 2006-03-15 Koninkl Philips Electronics Nv Breitband-signalübertragungssystem
WO2002071395A2 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for coding scaling factors in an audio coder
JP2003108197A (ja) 2001-07-13 2003-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd オーディオ信号復号化装置およびオーディオ信号符号化装置
JP3923783B2 (ja) * 2001-11-02 2007-06-06 松下電器産業株式会社 符号化装置及び復号化装置
JP3984468B2 (ja) 2001-12-14 2007-10-03 松下電器産業株式会社 符号化装置、復号化装置及び符号化方法
DE60204038T2 (de) * 2001-11-02 2006-01-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Vorrichtung zum codieren bzw. decodieren eines audiosignals
JP3926726B2 (ja) 2001-11-14 2007-06-06 松下電器産業株式会社 符号化装置および復号化装置
CN100395817C (zh) * 2001-11-14 2008-06-18 松下电器产业株式会社 编码设备、解码设备和解码方法
JP4317355B2 (ja) 2001-11-30 2009-08-19 パナソニック株式会社 符号化装置、符号化方法、復号化装置、復号化方法および音響データ配信システム

Also Published As

Publication number Publication date
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