KR20080070831A - 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법 - Google Patents

서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080070831A
KR20080070831A KR1020087012396A KR20087012396A KR20080070831A KR 20080070831 A KR20080070831 A KR 20080070831A KR 1020087012396 A KR1020087012396 A KR 1020087012396A KR 20087012396 A KR20087012396 A KR 20087012396A KR 20080070831 A KR20080070831 A KR 20080070831A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spectrum
subband
encoding
signal
band
Prior art date
Application number
KR1020087012396A
Other languages
English (en)
Inventor
마사히로 오시키리
Original Assignee
마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 filed Critical 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Publication of KR20080070831A publication Critical patent/KR20080070831A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/06Determination or coding of the spectral characteristics, e.g. of the short-term prediction coefficients
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/02Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
    • G10L19/0204Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders using subband decomposition
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/02Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders

Abstract

서브밴드 부호화에 있어서, 부호화 성능의 저하를 방지하여, 복호 신호의 음질을 향상시키는 서브밴드 부호화 장치. 이 서브밴드 부호화 장치에서는, 저역 부호화부(103)는 저역 스펙트럼 S13의 부호화를 행한다. 저역 복호화부(106)는 저역 부호화 데이터 S14를 복호하고, 복호 저역 스펙트럼 S18을 고역 부호화부(107)에 출력한다. 스펙트럼 재배치부(105)는, 고역 스펙트럼 S16의 각 주파수 성분에 대해, 주파수축 상에 있어서의 순서가 역순이 되도록 재배치하고, 재배치 후의 수정 고역 스펙트럼 S17을 고역 부호화부(107)에 출력한다. 고역 부호화부(107)는, 저역 복호화부(106)로부터 출력되는 복호 저역 스펙트럼 S18을 이용함으로써, 스펙트럼 재배치부(105)로부터 출력되는 수정 고역 스펙트럼 S17을 부호화한다.

Description

서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법{SUBBAND CODING APPARATUS AND METHOD OF CODING SUBBAND}
본 발명은, 주로 광대역 음성 신호를 대상으로, QMF(Quadrature Mirror Filter:직교 경상 필터) 등의 대역 분할 필터를 이용하여 부호화를 행하는 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법에 관한 것이다.
이동체 통신 시스템에 있어서의 전파 자원 등의 유효 이용을 위하여, 음성 신호를 저(低)비트레이트로 압축하는 것이 요구되고 있다. 그런 한편, 사용자로부터는 통화 음성의 품질 향상이나 현장감 높은 통화 서비스의 실현이 요망되고 있다. 이를 실현하기 위해서는, 종래의 음성 통신에서 사용되고 있는 협대역 음성(신호 대역:3.4㎑)보다 대역이 넓은 광대역 음성(신호 대역:7㎑)을 이용하는 것이 바람직하다.
광대역 신호를 부호화하는 수법으로 서브밴드 부호화라고 불리는 기술이 알려져 있다. 서브밴드 부호화는 입력 신호를 복수의 대역으로 분할하고, 대역마다 독립적으로 부호화한다. 대역 분할 후에 각 대역으로 다운 샘플링하기 때문에, 신호 샘플의 총수는 대역 분할 전과 동일하다. 대역 분할에는, 대부분의 경우 QMF(Quadrature Mirror Filter:직교 경상 필터)가 이용된다. QMF는 신호 대역을 1/2로 분할하고, 저역 필터와 고역 필터의 에일리어싱 왜곡(Aliasing Distorsion)이 서로 상쇄된다. 그 때문에, 필터의 컷오프(Cutoff) 특성을 그만큼 급격하게 하지 않아도 되는 등의 이점이 있다.
QMF를 이용하는 대표적인 부호화 방식으로, ITU-T(International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector) 에서 표준화된 G.722가 있다. G.722는 SB-ADPCM(Sub-Band Adaptive Differential Pulse Code Modulation)이라고도 불리며, 표본화 주파수 16㎑의 입력 신호를 QMF로 저역 신호(표본화 주파수 8㎑)와 고역 신호(표본화 주파수 8㎑)의 2개의 대역으로 분할하고, 각 대역의 신호를 ADPCM(적응 차분 펄스 부호 변조)로 양자화한다고 하는 것이다. 저역 신호를 1 샘플당 4~6비트, 고역 신호를 1 샘플당 2비트로 양자화하기 때문에, 비트레이트는 48kbit/sec(저역 신호를 4비트/샘플로 양자화 시(時)), 56kbit/sec(저역 신호를 5비트/샘플로 양자화 시) 및 64kbit/sec(저역 신호를 6비트/샘플로 양자화 시)의 3 종류를 서포트한다.
예를 들면, 광대역 신호를 QMF로 저역 신호와 고역 신호로 대역 분할하고, 저역 신호와 고역 신호를 각각 CELP(Code Excited Linear Prediction) 부호화하는 기술이 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조). 이 기술은 비트레이트가 16kbit/sec(저역 신호:12kbit/sec, 고역 신호: 4kbit/sec)로 음성 품질이 높은 부호화를 실현하고 있다. 또, 저역 신호 및 고역 신호의 표본화 주파수는 입력 신 호의 표본화 주파수의 1/2로 되어 있어, 입력 신호를 대역 분할하지 않고 부호화하는 경우에 비해, 신호 길이의 제곱에 비례하는 연산량이 필요한 처리(예를 들면, 컨볼루션(convolution) 처리)의 연산량이 적어져서, 저(低)연산량화를 실현할 수 있다.
또, 스펙트럼의 저역부를 이용해 스펙트럼의 고역부를 고능률적으로 부호화함으로써 저(低)비트레이트화를 실현하는 기술이 있다(예를 들면, 비특허 문헌 2 참조).
(비특허 문헌 1) 카타오카(片岡) 외, 「G.729를 구성 요소로서 사용하는 스케일러블 광대역 음성 부호화」 신학론 D-Ⅱ, 2003년 3월, Vol.J86-D-Ⅱ, No.3, pp.379-387
(비특허 문헌 2) 오시키리(押切) 외, 「피치 필터링에 의한 대역 확장 기술을 이용한 7/10/15㎑ 대역 스케일러블 음성 부호화 방식」 음(音) 강론집 3-11-4, 2004년 3월, pp.327-328
(발명이 해결하려고 하는 과제)
QMF등의 대역 분할 필터를 이용해 입력 신호를 복수의 대역으로 분할하고, 대역마다 부호화를 행하는 서브밴드 부호화는 저(低)연산량을 실현할 수 있다는 이점이 있다. 그러나, 예를 들면, 비특허 문헌 2에 명시된 기술, 즉 스펙트럼의 저역부를 이용하여 고역부를 부호화하는 기술을 서브밴드 부호화에 적용할 경우, 반전(反轉) 스펙트럼 발생이라는 문제가 생긴다. 이 문제를 도 1 및 도 2를 이용하여 상세히 설명한다.
도 1은 서브밴드 부호화의 일례로서 필터(11)(H0) 및 필터(13)(H1)를 이용하여, 입력 신호를 저역 신호와 고역 신호로 분할하는 대역 분할부(10)의 구성을 나타내는 도면이다.
H0은 통과 대역이 0부터 Fs/4의 범위인 저역 통과 필터이다. 또, H1은 통과 대역이 Fs/4부터 Fs/2의 범위인 고역 통과 필터이다. 입력 신호의 표본화 주파수는 Fs이다.
도 2는, 대역 분할부(10) 내에 있어서, 입력 스펙트럼이 어떻게 변화하는지를 설명하기 위한 도면이다.
대역 분할부(10)에는, 도 2(a)에 나타낸 표본화 주파수 Fs의 스펙트럼 S1이 입력되어, H0과 H1에 주어진다. H0에서 입력 스펙트럼 S1의 고역이 차단되어, 도 2(b)에 나타내는 스펙트럼 S2가 얻어진다. 스펙트럼(S2)은 추출부(12)에서 1 샘플 걸러 샘플이 추출되어, 도 2(d)에 나타내는 저역 스펙트럼(S3)이 생성된다. 한편, H1에서, H0과 마찬가지로 입력 스펙트럼 S1의 저역이 차단되어, 도 2(c)에 나타내는 스펙트럼 S4가 얻어진다. 스펙트럼 S4는 추출부(14)에서 1 샘플 걸러 샘플이 추출되어, 도 2(e)에 나타내는 고역 스펙트럼 S5가 생성된다. 이때, 추출부(14)에서 1 샘플 걸러 추출되고 있기 때문에, 스펙트럼에 있어서 에일리어싱이 발생하여, 스펙트럼 S5의 형상은 스펙트럼 S4의 반전이 되어 나타난다. 또한, 동일한 에일리어싱은 추출부(12)에서도 발생하지만, 스펙트럼 S2는 고역부가 차단되어 있기 때문에, 스펙트럼 S3에 있어서 에일리어싱은 발생하지 않는다.
이와 같이, 서브밴드 부호화에 있어서, 스펙트럼의 저역부를 이용하여 스펙트럼의 고역부를 부호화하려고 해도, 고역부에 있어서 반전 스펙트럼이 나타나기 때문에, 이대로는 원(原)신호를 정확하게 반영한 스펙트럼은 되지 못하여, 부호화 성능이 저하하는 결과, 복호 신호의 음질이 열화한다.
본 발명의 목적은, 서브밴드 부호화에 있어서, 부호화 성능의 저하를 방지하고, 복호 신호의 음질을 향상시킬 수 있는 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법을 제공하는 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명의 서브밴드 부호화 장치는, 입력 신호를 복수의 서브밴드 신호로 분할하는 분할 수단과, 상기 서브밴드 신호를 주파수 영역 변환하여 서브밴드 스펙트럼을 생성하는 변환 수단과, 상기 서브밴드 스펙트럼의 각 주파수 성분 및 순서를 주파수축 상에 있어서 역순(逆順)으로 배치 변경해 역순 스펙트럼을 생성하는 배치 변경 수단과, 상기 역순 스펙트럼을 부호화하는 부호화 수단을 구비하는 구성을 취한다.
(발명의 효과)
본 발명에 따르면, 서브밴드 부호화에 있어서, 부호화 성능의 저하를 방지하여, 복호 신호의 음질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 서브밴드 부호화의 일례를 나타내는 도면,
도 2는 대역 분할부 내에 있어서 입력 스펙트럼이 어떻게 변화하는지를 설명하기 위한 도면,
도 3은 실시형태 1에 따른 서브밴드 부호화 장치의 주요한 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 실시형태 1에 따른 서브밴드 스펙트럼의 배치 변경 처리의 개요를 설명하기 위한 도면,
도 5는 실시형태 1에 따른 고역 부호화부 내부의 주요한 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 실시형태 1에 따른 필터링 처리에 대해 구체적으로 설명하기 위한 도면,
도 7은 실시형태 1에 따른 서브밴드 복호화 장치의 구성에 대해 나타낸 도면,
도 8은 실시형태 1에 따른 고역 복호화부 내부의 주요한 구성을 나타내는 블록도,
도 9는 실시형태 1에 따른 스케일러블 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 실시형태 1에 따른 서브밴드 부호화 장치의 베리에이션(variation)의 구성을 나타내는 블록도
도 11은 실시형태 1에 따른 서브밴드 복호화 장치의 베리에이션의 구성을 나타내는 블록도,
도 12는 실시형태 1에 따른 서브밴드 복호화 장치의 또 다른 베리에이션의 구성을 나타내는 블록도,
도 13은 실시형태 2에 따른 서브밴드 부호화 장치의 주요한 구성을 나타내는 블록도,
도 14는 복호 신호의 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면,
도 15는 실시형태 2에 따른 고역 부호화부의 부호화 처리에 대해 설명하기 위한 도면,
도 16은 실시형태 2에 따른 서브밴드 복호화 장치의 구성에 대해 나타낸 도면,
도 17은 실시형태 2에 따른 스케일러블 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(실시형태 1)
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 서브밴드 부호화 장치의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.
본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치는 대역 분할부(101), 주파수 영역 변환부(102), 저역 부호화부(103), 주파수 영역 변환부(104), 스펙트럼 재배치부(105), 저역 복호화부(106), 고역 부호화부(107), 및 다중화부(108)를 구비하고, 표본화 주파수 Fs의 입력 신호 S11이 주어져, 저역 부호화 데이터와 고역 부호화 데이터가 다중된 비트 스트림 S20이 출력된다.
본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치의 각 부는 이하의 동작을 행한다.
대역 분할부(101)는 도 1에 나타낸 대역 분할부(10)와 동일한 구성이며, 대역 0≤k<Fs/2(k:주파수)의 입력 신호(S11)의 대역을 저역 및 고역의 각 서브밴드로 분할하고, 대역 0≤k<Fs/4의 저역 신호 S12 및 대역 Fs/4≤k<Fs/2의 고역 신호 S15를 생성한다. 양 신호의 표본화 주파수는 Fs/2이다. 저역 신호 S12는 주파수 영역 변환부(102)에, 고역 신호 S15는 주파수 영역 변환부(104)에 각각 출력된다.
주파수 영역 변환부(102)는 저역 신호 S12를 주파수 영역 신호인 저역 스펙트럼 S13으로 변환하여, 저역 부호화부(103)에 출력한다. 주파수 영역 변환에는, MDCT(Modified Discrete Cosine Transform;변형 이산 코사인 변환) 등의 기술을 이용한다.
저역 부호화부(103)는 저역 스펙트럼 S13의 부호화를 행한다. 저역 스펙트럼의 부호화에는, 예를 들면, AAC(Advanced Audio Coder)나 TwinVQ(Transform Domain Weighted Interleave Vector Quantization; 주파수 영역 가중 인터리브 벡터 양자화) 등의 변환 부호화를 사용한다. 저역 부호화부(103)에서 얻어진 저역 부호화 데이터 S14는 다중화부(108) 및 저역 복호화부(106)에 출력된다.
저역 복호화부(106)는 저역 부호화 데이터(S14)를 복호하고 복호 저역 스펙트럼 S18을 생성하여, 고역 부호화부(107)에 출력한다.
주파수 영역 변환부(104)도 주파수 영역 변환부(102)와 마찬가지로 고역 신호 S15를 주파수 영역 신호인 고역 스펙트럼 S16으로 변환하여, 스펙트럼 재배치부(105)에 출력한다.
스펙트럼 재배치부(105)는, 고역 스펙트럼 S16의 각 주파수 성분에 대해, 주파수축 상에 있어서의 순서가 역순이 되도록 재배치(배치 변경)한다. 여기서, 스펙트럼의 각 주파수 성분이란, 예를 들면, 주파수 변환에 MDCT를 이용하는 경우는 MDCT 계수이고, FFT(고속 푸리에 변환)를 이용하는 경우에는 FFT 계수이다. 이 배치 변경 처리에 의해, 입력 신호의 스펙트럼 중, 반전이 되어 나타나는 고역 스펙트럼의 순서가 정상적인 배치로 된다. 재배치 후의 수정 고역 스펙트럼 S17은 고역 부호화부(107)에 출력된다.
고역 부호화부(107)는, 저역 복호화부(106)로부터 출력되는 복호 저역 스펙트럼 S18을 이용함으로써, 스펙트럼 재배치부(105)로부터 출력되는 수정 고역 스펙트럼 S17을 부호화하여, 얻어지는 고역 부호화 데이터 S19를 다중화부(108)에 출력한다.
다중화부(108)는 저역 부호화부(103)로부터 출력되는 저역 부호화 데이터 S14와 고역 부호화부(107)로부터 출력되는 고역 부호화 데이터 S19를 다중화하여, 얻어지는 비트 스트림 S20을 출력한다.
도 4는 스펙트럼 재배치부(105)에 있어서의 스펙트럼의 배치 변경 처리의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 상단은 스펙트럼 재배치부(105)에 입력되는 고역 스펙트럼 S16(의 일례)을 나타내고 있고, 도 4 하단은 스펙트럼 재배치부(105)로부터 출력되는 수정 고역 스펙트럼 S17을 나타내고 있다. 이 도면으로 알 수 있는 것처럼, 스펙트럼 재배치부(105)에 있어서, 입력되는 고역 스펙트럼 S16의 각 주파수 성분의 순서가 주파수축 상에서 역순이 되도록 배치 변경되어 있다.
도 5는 상기의 고역 부호화부(107) 내부의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.
고역 부호화부(107)는 수정 고역 스펙트럼 S17을 목표 스펙트럼으로 하여, 아래의 최적화 루프에 의해 구해지는 주파수분만큼 복호 저역 스펙트럼 S18을 시프트(shift)해 파워 조정함으로써, 수정 고역 스펙트럼 S17의 추정 스펙트럼 S31을 구한다. 그리고, 이 추정 스펙트럼 S31을 표현하는 고역 부호화 데이터 S19를 다중화부(108)에 출력한다.
구체적으로는, 고역 부호화부(107)의 각 부는 이하의 동작을 행한다.
내부 상태 설정부(111)는 대역 0≤k<Fs/4의 복호 저역 스펙트럼 S18을 사용하여, 필터(112)에서 사용될 필터의 내부 상태를 설정한다.
피치 계수 설정부(114)는, 탐색부(113)의 제어에 따라, 피치 계수 T를 미리 정해진 탐색 범위 Tmin~Tmax 내에서 조금씩 변화시키면서, 필터(112)에 순차적으로 출 력한다.
필터(112)는, 내부 상태 설정부(111)에 의해 설정된 필터의 내부 상태와, 피치 계수 설정부(114)로부터 출력되는 피치 계수 T에 기초하여, 복호 저역 스펙트럼 S18의 필터링을 행하여, 수정 고역 스펙트럼 S17의 추정 스펙트럼 S31을 산출한다. 이 필터링 처리의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
탐색부(113)는 대역 Fs/4≤k<Fs/2의 수정 고역 스펙트럼 S17과, 필터(112)로부터 출력되는 추정 스펙트럼 S31의 유사성을 나타내는 파라미터인 유사도를 산출한다. 여기서, 수정 고역 스펙트럼 S17은 대역 Fs/4≤k<Fs/2의 신호를 나타내지만, 대역 분할부(101)에서 데이터가 추출되고 있기 때문에, 실제로는 대역 0≤k<Fs/4의 신호로서 나타난다. 또, 유사도 산출 처리는 최적화 루프로 되어 있어, 피치 계수 설정부(114)로부터 피치 계수 T가 주어질 때마다 행해져, 산출되는 유사도가 최대가 되는 피치 계수, 즉 최적 피치 계수 T'(Tmin~Tmax 범위)를 나타내는 인덱스가 다중화부(116)에 출력된다. 또, 탐색부(113)는 이 최적 피치 계수 T'를 이용해 생성되는 추정 스펙트럼 S31을 게인 부호화부(115)에 출력한다.
게인 부호화부(115)는 추정 스펙트럼 S31에 기초하여, 수정 고역 스펙트럼 S17의 게인 정보를 산출한다. 구체적으로는, 게인 정보를 서브밴드마다의 스펙트럼 파워로 표시하여, 주파수 대역Fs/4≤k<Fs/2를 J개 스펙트럼으로 분할한다. 또한 게인 부호화부(115)의 설명에 있어서 사용하는 「서브밴드」는 상기의 「서브밴드 부호화」의 서브밴드와는 달리, 보다 대역이 좁은 것이다. 제 j 서브밴드의 스 펙트럼 파워 B(j)는 다음 수학식 1로 표시된다.
Figure 112008036840069-PCT00001
여기서, BL(j)는 제 j 서브밴드의 최소 주파수, BH(j)는 제 j 서브밴드의 최대 주파수, S2(k)는 수정 고역 스펙트럼 S17을 나타낸다. 이와 같이 하여 구한 수정 고역 스펙트럼의 서브밴드 정보를 수정 고역 스펙트럼의 게인 정보로 간주한다.
또, 게인 부호화부(115)는 추정 스펙트럼 S31의 서브밴드 정보 B'(j)를 수학식 2에 따라 산출한다.
Figure 112008036840069-PCT00002
여기서, S2'(k)는 수정 고역 스펙트럼 S17의 추정 스펙트럼 S31을 나타낸다.
그리고, 게인 부호화부(115)는 서브밴드마다의 변동량 V(j)를 다음 수학식 3에 따라 산출한다.
다음에, 게인 부호화부(115)는 변동량 V(j)를 부호화하고 부호화 후의 변동량 Vq(j)을 구하여, 그 인덱스를 다중화부(116)에 출력한다.
다중화부(116)는 탐색부(113)로부터 출력되는 최적 피치 계수 T'를 나타내는 인덱스와, 게인 부호화부(115)로부터 출력되는 변동량 Vq(j) 인덱스를 다중화하여, 부호화 데이터 S19로서 출력한다.
도 6은 필터(112)에 있어서의 필터링 처리에 대해 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
필터(112)는 수정 고역 스펙트럼 S17의 추정 스펙트럼 S31(대역 Fs/4≤k<Fs/2)을 생성한다. 여기서, 전(全)주파수 대역(0≤k<Fs/2)의 스펙트럼을 S(k)라고 표기하고, 복호 저역 스펙트럼 S18을 S1(k)라고 표기하고, 수정 고역 스펙트럼 S17의 추정 스펙트럼 S31을 S2(k)라고 표기하기로 한다.
또, 필터 함수는 다음 수학식 4으로 표시되는 것을 사용한다.
Figure 112008036840069-PCT00004
이 식에 있어서, T는 피치 계수 설정부(114)로부터 주어지는 피치 계수를 나타내며, 또, M=1이라고 한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, S(k)의 0≤k<Fs/4의 대역에는, S1(k)가 필터의 내부 상태로서 저장된다. 한편, S(k)의 Fs/4≤k<Fs/2의 대역에는, 이하의 절차에 의해 구해진 S2'(k)가 저장된다.
S2'(k)에는, 필터링 처리에 의해, k보다 T만큼 낮은 주파수의 스펙트럼 S(k-T)에, 이 스펙트럼을 중심으로 하여 i만큼 떨어진 근방의 스펙트럼 S(k-T-i)에 소정의 가중 계수 βi를 곱한 스펙트럼 βi·S(k-T-i)를 전부 가산한 스펙트럼, 즉, 다음 수학식(5)로 표시되는 스펙트럼이 대입된다. 그리고 이 연산을, 주파수가 낮은 쪽, 즉 k=Fs/4부터 차례로, k를 Fs/4≤k<Fs/2의 범위에서 변화시켜 행함으로써, Fs/4≤k<Fs/2에 있어서의 S2'(k)가 산출된다.
Figure 112008036840069-PCT00005
이상의 필터링 처리는, 피치 계수 설정부(114)로부터 피치 계수 T가 주어질 때마다, Fs/4≤k<Fs/2의 범위에 있어서, 그때마다 S(k)를 제로 클리어하고 행해지는 최적화 루프로 되어 있다. 즉, 피치 계수 T가 변화할 때마다 S2'(k)가 산출되어, 탐색부(113)에 출력된다.
그 다음에, 상기 서브밴드 부호화 장치에 대응하는 본 실시형태에 따른 서브밴드 복호화 장치의 구성에 대해, 도 7을 이용하여 설명한다.
분리부(151)는 비트 스트림으로부터 저역 부호화 데이터 및 고역 부호화 데이터를 분리하고, 저역 부호화 데이터를 저역 복호화부(152)에, 고역 부호화 데이터를 고역 복호화부(154)에 출력한다.
저역 복호화부(152)는 분리부(151)로부터 출력되는 저역 부호화 데이터를 복호하여 복호 저역 스펙트럼을 생성해, 시간 영역 변환부(153) 및 고역 복호화부(154)에 출력한다.
시간 영역 변환부(153)는 저역 복호화부(152)로부터 출력되는 복호 저역 스 펙트럼을 시간 영역 신호로 변환하고, 얻어지는 복호 저역 신호를 대역 합성부(157)에 출력한다.
고역 복호화부(154)는 분리부(151)로부터 출력되는 고역 부호화 데이터와 저역 복호화부(152)로부터 출력되는 복호 저역 스펙트럼을 이용하여 복호 고역 스펙트럼을 생성해, 스펙트럼 재배치부(155)에 출력한다.
스펙트럼 재배치부(155)는, 고역 복호화부(154)로부터 출력되는 복호 고역 스펙트럼의 각 주파수 성분의 주파수축 상에서의 순서를 역순이 되도록 배치 변경함으로써, 복호 고역 스펙트럼을 반전이 되도록 수정하고, 얻어지는 수정 복호 고역 스펙트럼을 시간 영역 변환부(156)에 준다.
시간 영역 변환부(156)는 스펙트럼 재배치부(155)로부터 출력되는 수정 복호 고역 스펙트럼을 시간 영역 신호로 변환하고, 얻어지는 복호 고역 신호를 대역 합성부(157)에 출력한다.
대역 합성부(157)는 시간 영역 변환부(153)로부터 출력되는 표본화 주파수 Fs/2의 복호 저역 신호와, 시간 영역 변환부(156)로부터 출력되는 표본화 주파수 Fs/2의 복호 고역 신호를 이용해, 표본화 주파수 Fs의 신호를 합성하여, 복호 신호로서 출력한다. 구체적으로는, 대역 합성부(157)는 복호 저역 신호의 1 샘플 걸러 0값의 샘플을 삽입하고, 다음에 이 신호를 통과 대역이 0에서 Fs/4까지의 범위인 저역 통과 필터에 통과시킴으로써, 업 샘플링된 복호 저역 신호를 생성한다. 또, 복호 고역 신호에 대해서는, 1 샘플 걸러 0값의 샘플을 삽입하고, 다음에 통과 대역이 Fs/4에서 Fs/2까지의 범위인 고역 통과 필터에 통과시킴으로써 업 샘플링된 복호 고역 신호를 생성한다. 그리고, 대역 합성부(157)는 업 샘플링 후의 복호 저역 신호와 업 샘플링 후의 복호 고역 신호를 가산하여, 출력 신호를 생성한다.
도 8은 상기의 고역 복호화부(154) 내부의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.
내부 상태 설정부(162)에는, 저역 복호화부(152)로부터 복호 저역 스펙트럼이 입력된다. 내부 상태 설정부(162)는 이 복호 저역 스펙트럼을 이용하여 필터(163)의 내부 상태를 설정한다.
한편, 분리부(161)에는 분리부(151)로부터 고역 부호화 데이터가 입력된다. 분리부(161)는 이 고역 부호화 데이터를 필터링 계수에 관한 정보(최적 피치 계수 T'의 인덱스)와 게인에 관한 정보(변동량 Vq(j)의 인덱스)로 분리하고, 필터링 계수에 관한 정보를 필터(163)에 출력함과 동시에, 게인에 관한 정보를 게인 복호화부(164)에 출력한다.
필터(163)는, 내부 상태 설정부(162)에 의해 설정된 필터의 내부 상태와, 분리부(161)로부터 출력되는 피치 계수 T'에 기초하여, 복호 저역 스펙트럼의 필터링을 행하여, 추정 스펙트럼의 복호 스펙트럼을 산출한다. 필터(163)는 상기 수학식 4로 나타내는 필터 함수를 이용한다.
게인 복호화부(164)는 분리부(161)로부터 출력되는 게인 정보를 복호하고, 변동량 V(j)의 복호 파라미터인 변동량 Vq(j)을 구한다.
스펙트럼 조정부(165)는, 필터(163)로부터 출력되는 복호 스펙트럼에, 게인 복호화부(164)로부터 출력되는 복호 게인 파라미터를 곱함으로써, 복호 스펙트럼의 주파수 대역Fs/4≤k<Fs/2에 있어서의 스펙트럼 형상을 조정하고, 형상 조정 후의 복호 스펙트럼을 생성한다. 이 형상 조정 후의 복호 스펙트럼은 복호 고역 스펙트럼으로서 스펙트럼 재배치부(155)에 출력된다. 이 처리를 수학식으로 설명하면, 필터(163)로부터 출력되는 복호 스펙트럼 S'(k)에, 게인 복호화부(164)로부터 출력되는 복호 게인 파라미터, 즉 서브밴드마다의 변동량 Vq(j)를 다음 수학식 6에 따라 곱함으로써, 형상 조정 후의 복호 스펙트럼 S3(k)이 구해진다.
Figure 112008036840069-PCT00006
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 스펙트럼 재배치부(105)에 있어서, 고역 스펙트럼의 각 주파수 성분을 주파수축 상에서 역순으로 배치 변경함으로써, 반전이 되어있는 고역 스펙트럼에 수정을 실시한다. 그리고, 후속의 고역 부호화부(107)에 있어서, 수정후의 고역 스펙트럼에 대해, 저역 스펙트럼을 이용한 고능률적인 부호화를 실시한다. 다시 말하면, 서브밴드 부호화에 있어서, 고역 스펙트럼을 주파수축 상에서 역순으로 반전시킨 후, 이 고역 스펙트럼을 부호화한다. 이에 의해, 부호화 성능의 저하를 방지하여, 복호 신호의 음질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치는 스케일러블 부호화 장치의 구성을 취하고 있다고 간주할 수도 있다. 즉, 도 3에 있어서, 저역 부호화 부(103)가 제 1 레이어 부호화부, 고역 부호화부(107)가 제 2 레이어 부호화부에 상당한다고 봤을 때, 2 계층으로 되어있는 스케일러블 부호화 장치라고 간주할 수 있다. 이 때, 다중화부(108)는 저역 부호화 데이터 S14를 중요도가 높은 제 1 레이어의 데이터로 하고, 고역 부호화 데이터 S19를 중요도가 낮은 제 2 레이어의 데이터로 하여, 비트 스트림(S20)을 생성한다.
도 9는 상기 스케일러블 부호화 장치에 대응하는 스케일러블 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 이 스케일러블 복호화 장치는 도 7에 나타낸 서브밴드 복호화 장치와 동일한 기본적 구성을 가지고 있어, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명을 생략한다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 입력된 비트 스트림에 어느 레이어의 부호화 데이터가 포함되는지를 나타내는 레이어 정보가 분리부(151)로부터 다시 출력되어 선택부(173)에 입력된다. 비트 스트림에 제 2 레이어 부호화 데이터가 포함될 경우, 선택부(173)는 시간 영역 변환부(156)의 출력이 그대로 대역 합성부(157)에 출력되도록 동작한다. 한편, 비트 스트림에 제 2 레이어 부호화 데이터가 포함되지 않을 경우, 선택부(173)는 대체 신호가 대역 합성부(157)에 출력되도록 동작한다. 이 대체 신호에는, 예를 들면, 모든 요소가 제로값으로 되어있는 신호를 이용한다. 비트 스트림에 제 2 레이어 부호화 데이터가 포함되지 않을 경우는, 복호 신호는 저역 신호만으로 생성된다. 또한, 대체 신호에는, 전(前)프레임에서 이용한 복호 고역 신호를 이용해도 좋다. 또는, 전(前)프레임에서 이용한 복호 고역 신호의 진폭값이 작아지도록 감쇠시킨 신호를 대체 신호로서 이용해도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 비트 스트림에 제 1 레 이어 부호화 데이터밖에 포함되지 않을 경우라 하더라도, 복호 신호를 생성할 수 있다.
또, 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치에 있어서, 저역 스펙트럼의 스펙트럼 부호화 대신에, CELP 부호화 등의 시간 영역 부호화를 적용하는 구성으로 해도 좋다. 즉, 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치에 있어서, 고역 스펙트럼의 스펙트럼 부호화와 동시에 시간 영역의 부호화도 병용된다. 도 10은 그런 경우의 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치, 즉 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치의 베리에이션의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 구성에서는, 저역 부호화부(103a)는 시간 영역 신호 S12에 대해서 시간 영역에 있어 부호화를 실시하여, 얻어지는 부호화 데이터 S31을 저역 복호화부(106a)에 출력한다. 따라서, 저역 복호화부(106a)는 부호화 데이터 S31의 복호에 의해 시간 영역의 복호 신호 S32를 얻는다. 그리고, 시간 영역의 복호 신호 S32는, 저역 복호화부(106a)의 후단에 설치된 주파수 영역 변환부(102)에 의해, 주파수 영역의 신호, 즉 스펙트럼 S33으로 변환되어, 고역 부호화부(107)에 출력된다. 다른 처리는 이미 설명한 바와 같다.
도 11은 도 10에 나타낸 서브밴드 부호화 장치에 대응하는 서브밴드 복호화 장치, 즉 본 실시형태에 따른 서브밴드 복호화 장치의 베리에이션의 구성을 나타내는 블록도이다. 해당 장치에 있어서도 부호화 측과 마찬가지로, 주파수 영역 변환부(181)가 저역 복호화부(152)의 후단에 설치된다. 또, 도 7의 서브밴드 복호화 장치에서 나타낸 시간 영역 변환부(153)는 당연히 필요없다.
또, 도 12는, 본 실시형태의 저역 신호의 부호화/복호화에 있어서, 시간 영역의 부호화/복호화를 적용하면서 또 스케일러블 구성으로 했을 경우의 복호화 측의 구성, 즉 본 실시형태에 따른 서브밴드 복호화 장치의 또 다른 베리에이션의 구성을 나타내는 블록도이다. 기본 구성은 도 11에 나타낸 서브밴드 복호화 장치와 동일하다. 이 서브밴드 복호화 장치는, 도 9에 나타낸 선택부(173)를 더 구비한다.
(실시형태 2)
도 13은 본 발명의 실시형태 2에 따른 서브밴드 부호화 장치의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.
실시형태 1에 따른 서브밴드 부호화 장치는, 입력 신호의 표본화 주파수가, 예를 들면 Fs=16㎑인 경우, 저역 부호화부(103)에 있어서 4㎑까지의 대역의 성분 신호를 부호화하게 된다. 그러나, 고정 전화나 휴대 전화 등의 일반적인 음성 통신 시스템에서는, 3.4㎑로 대역 제한된 신호가 통신에 사용되도록 설계되어 있다. 즉, 부호화 장치에 있어서, 3.4㎑에서 4㎑까지의 대역의 신호는 통신 시스템 측에서 차단되기 때문에 사용할 수 없다. 이러한 환경 하에서는, 부호화 장치에 있어서, 미리 3.4~4㎑ 대역의 신호를 차단해 두고, 차단 후의 신호를 대상으로 부호화를 행하도록 저역 부호화부를 설계하는 것이, 보다 고음질화를 실현할 수 있다(단, 저역 신호만을 복호할 경우임).
그래서, 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치는 저역 부호화부(103)의 전단(前段)에 로패스 필터(lowpass filter)(201)를 배치하고, 저역 부호화부(103) 의 입력 신호를, 로패스 필터(201)에 의해 대역 제한된 저역 신호로 한다. 예를 들면, 상기의 통신 시스템의 예에서는, 차단 주파수(컷오프 주파수) F1은 3.4㎑이다.
또, 그러한 경우, 실시형태 1에 나타낸 고역 부호화부(107)에서 생성되는 부호화 데이터를 이용하여, 대역 0에서 Fs/2까지의 신호를 복호했을 경우, 그 복호 신호의 스펙트럼은, 도 14에 나타내는 바와 같이 된다. 즉, F1에서 Fs/4까지의 대역에 있어서, 스펙트럼에 공백(스펙트럼의 존재하지 않는 무(無)스펙트럼 구간)이 발생해 버린다. 이러한 무스펙트럼 구간이 생기면, 복호 신호의 음질 열화의 원인이 된다.
그래서, 다시 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치에서는, 고역 부호화부(107)에 대역 0≤k<Fs/4의 스펙트럼을 별도 입력시킴으로써, 고역 부호화부(107)에 있어서, 대역 F1에서 Fs/2까지의 스펙트럼을, 부호화 처리 루프의 목표 스펙트럼으로서 사용할 수 있도록 한다(따라서, 고역 부호화부(107)와 구별하기 위해 고역 부호화부(107b)라고 함). 이에 의해, 고역 부호화부(107b)에서는, F1에서 Fs/2까지 대역의 스펙트럼을 부호화할 수 있게 되어, 앞에서 거론한 무스펙트럼 구간의 발생을 회피하여, 복호 신호의 음질 향상을 꾀할 수 있다.
본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치의 구성에 대해, 보다 상세하게 설명한다. 또한, 이 서브밴드 부호화 장치는 도 10에 나타낸 실시형태 1에 따른 서브밴드 부호화 장치의 베리에이션과 동일한 기본적 구성을 가지고 있어, 도 10과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명을 생략한다.
로패스 필터(201)는, 대역 분할부(101)로부터 주어지는 대역 0≤k<Fs/4의 시간 영역의 저역 신호 S12중에서, 대역 F1≤k<Fs/4를 차단하고, 대역 0≤k<F1의 성분 S41을 저역 부호화부(103)에 출력한다. 예를 들면, 대역이 3.4㎑로 제한된 통신 시스템에 있어서는, 차단 주파수 F1=3.4㎑가 사용된다.
저역 부호화부(103)는 로패스 필터(201)로부터 출력되는 대역 0≤k<F1의 시간 영역 신호 S41에 대해서 부호화 처리를 실시하고, 얻어지는 부호화 데이터 S42를 다중화부(108) 및 저역 복호화부(106)에 출력한다.
한편, 주파수 영역 변환부(202)는 대역 분할부(101)로부터 주어지는 시간 영역의 저역 신호 S12의 주파수 분석을 행하여, 주파수 영역의 신호, 즉 저역 스펙트럼 S43으로 변환하여, 고역 부호화부(107b)에 출력한다.
고역 부호화부(107b)에는, 주파수 영역 변환부(102)로부터 대역 0≤k<F1의 복호 저역 스펙트럼 S33이, 주파수 영역 변환부(202)로부터는 대역 0≤k<Fs/4의 저역 스펙트럼 S43이, 스펙트럼 재배치부(105)로부터는 대역 Fs/4≤k<Fs/2의 수정 고역 스펙트럼 S17이 입력된다. 고역 부호화부(107b)는 주파수 영역 변환부(202)로부터 입력되는 대역 0≤k<Fs/4의 저역 스펙트럼 S43 중, 대역 F1≤k<Fs/4의 부분을 이용하여, 대역 F1≤k<Fs/2의 스펙트럼의 부호화를 행하고, 얻어지는 부호화 데이터 S44를 다중화부(108)에 출력한다.
도 15는 고역 부호화부(107b)의 부호화 처리에 대해 설명하기 위한 도면이다.
고역 부호화부(107b)내의 필터(112b)에서 행해지는 필터링 처리는, 기본적으 로는, 실시형태 1에서 설명한 필터(112)의 필터링 처리와 동일하다. 단, 대상이 되는 각 스펙트럼이 다르며, 구체적으로는, S1(k)로서 대역 0≤k<F1의 복호 저역 스펙트럼이 이용되고, 부호화 처리 루프의 목표 스펙트럼으로서는 대역 F1≤k<Fs/4의 저역 스펙트럼과 대역 Fs/4≤k<Fs/2의 수정 고역 스펙트럼이 사용된다. 따라서, 추정 스펙트럼 S2(k)의 대역은 F1≤k<Fs/2가 된다.
그 다음에, 상기 서브밴드 부호화 장치에 대응하는 본 실시형태에 따른 서브밴드 복호화 장치의 구성에 대해, 도 16을 이용해 설명한다. 또한, 이 서브밴드 복호화 장치는 도 11에 나타낸 서브밴드 복호화 장치와 동일한 기본적 구성을 가지고 있어, 도 11과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명을 기본적으로 생략한다.
주파수 영역 변환부(181)는 저역 복호화부(152)로부터 주어지는 복호 저역 신호를 주파수 분석하여, 대역 0≤k<F1의 복호 저역 스펙트럼을 생성해 고역 복호화부(154)에 출력한다.
고역 복호화부(154)는 분리부(151)로부터 출력되는 고역 부호화 데이터와 주파수 영역 변환부(181)로부터 출력되는 복호 저역 스펙트럼을 이용하여, 복호 고역 스펙트럼을 생성한다. 해당 복호 처리에 의해, 대역 F1≤k<Fs/2의 고역 복호 스펙트럼이 생성되어, 분할부(253)에 출력된다.
분할부(253)는 고역 복호화부(154)로부터 출력되는 복호 고역 스펙트럼을, F1≤k<Fs/4 및 Fs/4≤k<Fs/2의 2개의 대역으로 분할하고, 전자를 결합부(251)에, 후자를 스펙트럼 재배치부(155)에 출력한다.
결합부(251)는 주파수 변환부(181)로부터 출력되는 대역 0≤k<F1의 복호 저역 스펙트럼과, 분할부(253)로부터 출력되는 대역 F1≤k<Fs/4의 복호 고역 스펙트럼을 결합하여, 대역 0≤k<Fs/4의 결합 저역 스펙트럼을 생성해 시간 영역 변환부(252)에 출력한다.
시간 영역 변환부(252)는 결합 저역 스펙트럼을 시간 영역의 신호로 변환하여, 복호 저역 신호로서 대역 합성부(157)에 출력한다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 서브밴드 부호화에 있어서, 저역 신호에 다시 대역 제한을 더 실시하여 부호화하는 구성을 취한다. 그리고, 고역 스펙트럼과 함께, 대역이 차단된 저역 스펙트럼을 부호화한다. 이에 의해, 무스펙트럼 구간의 발생을 방지할 수 있어, 복호 신호의 음질을 개선할 수 있다.
또한, 실시형태 1과 마찬가지로, 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치도 스케일러블 부호화 장치로 간주할 수 있다.
도 17은 본 실시형태에 따른 서브밴드 부호화 장치를 스케일러블 부호화 장치로 간주했을 경우의 대응 스케일러블 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 이 스케일러블 복호화 장치는 도 16에 나타낸 서브밴드 복호화 장치와 동일한 기본적 구성을 가지고 있어, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명을 생략한다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 분리부(151)로부터, 입력된 비트 스트림에 어느 레이어의 부호화 데이터가 포함되는지를 나타내는 레이어 정보가 출력되어, 선택부(261) 및 선택부(262)에 출력된다. 비트 스트림에 제 2 레이어 부호화 데이터가 존재하는 경우, 선택부(261)는 시간 영역 변환부(252)의 출력 이 대역 합성부(157)에 출력되도록, 선택부(262)는 시간 영역 변환부(156)의 출력이 대역 합성부(157)에 출력되도록 동작한다. 비트 스트림에 제 2 레이어 부호화 데이터가 존재하지 않을 경우, 선택부(261)는 저역 복호화부(152)의 출력 신호를 대역 합성부(157)에 출력하고, 선택부(262)는 대체 신호를 대역 합성부(157)에 출력한다. 이 대체 신호에는, 예를 들면, 모든 요소가 제로값으로 되어있는 신호를 이용한다. 비트 스트림에 제 2 레이어 부호화 데이터가 포함되지 않을 경우는, 복호 신호는 저역 신호만으로 생성된다. 또한, 대체 신호에는, 전(前)프레임에서 이용한 복호 고역 신호를 이용해도 좋다. 혹은, 전프레임에서 이용한 복호 고역 신호의 진폭값이 작아지도록 감쇠시킨 신호를 대체 신호로서 이용해도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 비트 스트림에 제 1 레이어 부호화 데이터밖에 포함되지 않을 경우라 하더라도, 복호 신호를 생성할 수 있다.
이상, 본 발명의 각 실시형태에 대해서 설명했다.
또한, 주파수 변환부에 있어서의 주파수 변환 처리로서 FFT, DFT, DCT, MDCT, 필터 뱅크 등을 사용할 수 있다.
또, 입력 신호에는, 음성 신호 또는 오디오 신호 모두 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법은, 상기 각 실시형태로 한정되지 않으며, 여러 가지 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 각 실시형태는 적절하게 조합하여 실시하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 서브밴드 부호화 장치는 이동체 통신 시스템에 있어서의 통신 단말 장치 및 기지국 장치에 탑재하는 것이 가능하며, 이에 의해 상기와 같은 작용 효과를 가지는 통신 단말 장치, 기지국 장치, 및 이동체 통신 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 여기에서는, 본 발명을 하드웨어로 구성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명을 소프트웨어로 실현하는 것도 가능하다. 예를 들면, 본 발명에 따른 서브밴드 부호화 방법의 알고리즘을 프로그램 언어에 의해 기술(記述)하여, 이 프로그램을 메모리에 기억해 두고 정보처리 수단에 의해 실행시킴으로써, 본 발명에 따른 서브밴드 부호화 장치와 동일한 기능을 실현할 수 있다.
또, 상기 각 실시형태의 설명에 이용한 각 기능 블록은 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화 되어도 좋고, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화 되어도 좋다.
또, 여기에서는 LSI라고 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI 등으로 호칭되는 일도 있다.
또, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한하는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 좋다. LSI 제조 후에, 프로그램화하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속 혹은 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블 프로세서를 이용해도 좋다.
또, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별개의 기술에 의해, LSI에 대체되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히 그 기술을 이용해 기능 블록의 집적화를 행하여도 좋다. 바이오 기술의 적용 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
2005년 11월 30 일에 출원한 특허 출원 제2005-347342호의 일본 출원에 포함 되는 명세서, 도면 및 요약서의 개시 내용은 모두 본원에 원용된다.
본 발명에 따른 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법은 이동체 통신 시스템에 있어서의 통신 단말 장치, 기지국 장치 등의 용도에 적용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 입력 신호를 복수의 서브밴드 신호로 분할하는 분할 수단과,
    상기 서브밴드 신호를 주파수 영역 변환하여 서브밴드 스펙트럼을 생성하는 변환 수단과,
    상기 서브밴드 스펙트럼의 각 주파수 성분의 배치 순서를 주파수축 상에 있어서 역순으로 배치 변경하여, 역순 스펙트럼을 생성하는 배치 변경 수단과,
    상기 역순 스펙트럼을 부호화하는 부호화 수단
    을 구비하는 서브밴드 부호화 장치.
  2. 입력 신호를 적어도 저역 서브밴드 신호와 고역 서브밴드 신호로 분할하는 분할 수단과,
    상기 저역 서브밴드 신호를 부호화하여 저역 부호화 파라미터를 생성하는 제 1 부호화 수단과,
    상기 저역 부호화 파라미터를 복호하여 저역 복호 신호를 생성하는 복호 수단과,
    상기 고역 서브밴드 신호를 주파수 영역 변환하여 고역 서브밴드 스펙트럼을 생성하는 변환 수단과,
    상기 고역 서브밴드 스펙트럼의 각 주파수 성분의 배치 순서를 주파수축 상 에 있어서 역순으로 배치 변경하여, 역순 고역 스펙트럼을 생성하는 배치 변경 수단과,
    상기 저역 복호 신호 및 상기 역순 고역 스펙트럼을 이용하여, 상기 고역 서브밴드 스펙트럼을 부호화하는 제 2 부호화 수단
    을 구비하는 서브밴드 부호화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저역 서브밴드 신호의 고역 성분을 차단하는 로패스 필터를 상기 제 1 부호화 수단의 전단(前段)에 더 구비하고,
    상기 제 2 부호화 수단은,
    상기 저역 서브밴드 신호의 스펙트럼을 별도 입력시켜, 그 스펙트럼, 상기 고역 성분을 포함하지 않는 상기 저역 복호 신호 및 상기 역순 고역 스펙트럼을 이용하여, 상기 고역 서브밴드 스펙트럼을 부호화하는 서브밴드 부호화 장치.
  4. 청구항 1에 기재한 서브밴드 부호화 장치를 구비하는 통신 단말 장치.
  5. 청구항 1에 기재한 서브밴드 부호화 장치를 구비하는 기지국 장치.
  6. 입력 신호를 복수의 서브밴드 신호로 분할하는 스텝과,
    상기 서브밴드 신호를 주파수 영역 변환하여 서브밴드 스펙트럼을 생성하는 스텝과,
    상기 서브밴드 스펙트럼의 각 주파수 성분의 배치 순서를 주파수축 상에 있어서 역순으로 배치 변경하여, 역순 스펙트럼을 생성하는 스텝과,
    상기 역순 스펙트럼을 부호화 하는 스텝
    을 구비하는 서브밴드 부호화 방법.
KR1020087012396A 2005-11-30 2006-11-29 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법 KR20080070831A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00347342 2005-11-30
JP2005347342 2005-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080070831A true KR20080070831A (ko) 2008-07-31

Family

ID=38092246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087012396A KR20080070831A (ko) 2005-11-30 2006-11-29 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8103516B2 (ko)
EP (2) EP2381440A3 (ko)
JP (1) JP5030789B2 (ko)
KR (1) KR20080070831A (ko)
CN (1) CN101317217B (ko)
BR (1) BRPI0619258A2 (ko)
RU (1) RU2008121724A (ko)
WO (1) WO2007063913A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180026558A (ko) * 2010-08-03 2018-03-12 소니 주식회사 신호 처리 장치 및 방법, 및 프로그램

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101008508B1 (ko) * 2006-08-15 2011-01-17 브로드콤 코포레이션 패킷 손실 후의 디코더 상태의 리페이징
CN101458930B (zh) * 2007-12-12 2011-09-14 华为技术有限公司 带宽扩展中激励信号的生成及信号重建方法和装置
CN101925953B (zh) * 2008-01-25 2012-06-20 松下电器产业株式会社 编码装置、解码装置以及其方法
US9525569B2 (en) * 2010-03-03 2016-12-20 Skype Enhanced circuit-switched calls
JP5850216B2 (ja) 2010-04-13 2016-02-03 ソニー株式会社 信号処理装置および方法、符号化装置および方法、復号装置および方法、並びにプログラム
CN102222505B (zh) * 2010-04-13 2012-12-19 中兴通讯股份有限公司 可分层音频编解码方法系统及瞬态信号可分层编解码方法
EP2562750B1 (en) 2010-04-19 2020-06-10 Panasonic Intellectual Property Corporation of America Encoding device, decoding device, encoding method and decoding method
US8762158B2 (en) * 2010-08-06 2014-06-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Decoding method and decoding apparatus therefor
JP5707842B2 (ja) 2010-10-15 2015-04-30 ソニー株式会社 符号化装置および方法、復号装置および方法、並びにプログラム
US9767823B2 (en) * 2011-02-07 2017-09-19 Qualcomm Incorporated Devices for encoding and detecting a watermarked signal
US9767822B2 (en) 2011-02-07 2017-09-19 Qualcomm Incorporated Devices for encoding and decoding a watermarked signal
RU2464649C1 (ru) 2011-06-01 2012-10-20 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Способ обработки звукового сигнала
RU2764260C2 (ru) 2013-12-27 2022-01-14 Сони Корпорейшн Устройство и способ декодирования
CN103714822B (zh) * 2013-12-27 2017-01-11 广州华多网络科技有限公司 基于silk编解码器的子带编解码方法及装置
CN112309408A (zh) * 2020-11-10 2021-02-02 北京百瑞互联技术有限公司 一种扩展lc3音频编解码带宽的方法、装置及存储介质

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521646A (en) * 1980-06-26 1985-06-04 Callaghan Edward P Methods and apparatus for bandwidth reduction
US5706392A (en) * 1995-06-01 1998-01-06 Rutgers, The State University Of New Jersey Perceptual speech coder and method
JP3243174B2 (ja) 1996-03-21 2002-01-07 株式会社日立国際電気 狭帯域音声信号の周波数帯域拡張回路
TW301103B (en) * 1996-09-07 1997-03-21 Nat Science Council The time domain alias cancellation device and its signal processing method
SE512719C2 (sv) 1997-06-10 2000-05-02 Lars Gustaf Liljeryd En metod och anordning för reduktion av dataflöde baserad på harmonisk bandbreddsexpansion
US7330814B2 (en) 2000-05-22 2008-02-12 Texas Instruments Incorporated Wideband speech coding with modulated noise highband excitation system and method
ATE265732T1 (de) 2000-05-22 2004-05-15 Texas Instruments Inc Vorrichtung und verfahren zur breitbandcodierung von sprachsignalen
US7136810B2 (en) 2000-05-22 2006-11-14 Texas Instruments Incorporated Wideband speech coding system and method
SE0001926D0 (sv) * 2000-05-23 2000-05-23 Lars Liljeryd Improved spectral translation/folding in the subband domain
JP2002288962A (ja) 2001-03-26 2002-10-04 Fuji Photo Film Co Ltd 磁気テープ切出し装置
US7333929B1 (en) * 2001-09-13 2008-02-19 Chmounk Dmitri V Modular scalable compressed audio data stream
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
JP2005347342A (ja) 2004-05-31 2005-12-15 Yamaha Motor Co Ltd 実装機
BRPI0515128A (pt) 2004-08-31 2008-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd aparelho de geração de sinal estéreo e método de geração de sinal estéreo
CN101044554A (zh) 2004-10-13 2007-09-26 松下电器产业株式会社 可扩展性编码装置、可扩展性解码装置以及可扩展性编码方法
WO2006046547A1 (ja) 2004-10-27 2006-05-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 音声符号化装置および音声符号化方法
KR20070084002A (ko) 2004-11-05 2007-08-24 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 스케일러블 복호화 장치 및 스케일러블 부호화 장치
US7769584B2 (en) 2004-11-05 2010-08-03 Panasonic Corporation Encoder, decoder, encoding method, and decoding method
US7693709B2 (en) * 2005-07-15 2010-04-06 Microsoft Corporation Reordering coefficients for waveform coding or decoding

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180026558A (ko) * 2010-08-03 2018-03-12 소니 주식회사 신호 처리 장치 및 방법, 및 프로그램

Also Published As

Publication number Publication date
CN101317217A (zh) 2008-12-03
RU2008121724A (ru) 2009-12-10
EP2381440A3 (en) 2012-03-21
BRPI0619258A2 (pt) 2011-09-27
EP1959433A4 (en) 2009-12-30
CN101317217B (zh) 2012-07-18
WO2007063913A1 (ja) 2007-06-07
JPWO2007063913A1 (ja) 2009-05-07
US20100228541A1 (en) 2010-09-09
EP2381440A2 (en) 2011-10-26
US8103516B2 (en) 2012-01-24
JP5030789B2 (ja) 2012-09-19
EP1959433A1 (en) 2008-08-20
EP1959433B1 (en) 2011-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080070831A (ko) 서브밴드 부호화 장치 및 서브밴드 부호화 방법
JP4220461B2 (ja) 時間的に離散した音声信号のアップサンプリングした信号を発生する方法と装置
JP5230782B2 (ja) 符号化装置、階層符号化装置、復号化装置、通信端末装置、基地局装置、符号化方法、および復号化方法
RU2251795C2 (ru) Усовершенствованное преобразование спектра/свертка в области поддиапазонов
EP1943643B1 (en) Audio compression
AU2011226211B2 (en) Apparatus and method for processing an audio signal using patch border alignment
US8554549B2 (en) Encoding device and method including encoding of error transform coefficients
US8560328B2 (en) Encoding device, decoding device, and method thereof
EP2402940B1 (en) Encoder, decoder, and method therefor
EP1808684A1 (en) Scalable decoding apparatus and scalable encoding apparatus
KR101703810B1 (ko) 디지털 오디오 신호들의 계층적 코딩/디코딩을 개선하기 위한 향상 코딩/ 디코딩에서의 비트들의 할당
KR101576318B1 (ko) 스펙트럼 평활화 장치, 부호화 장치, 복호 장치, 통신 단말 장치, 기지국 장치 및 스펙트럼 평활화 방법
KR20080049085A (ko) 음성 부호화 장치 및 음성 부호화 방법
KR20060090995A (ko) 스펙트럼 부호화 장치, 스펙트럼 복호화 장치, 음향 신호송신 장치, 음향 신호 수신장치 및 이들의 방법
JPH0784595A (ja) 音声・楽音の帯域分割符号化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application