JP2016513270A - 符号化信号を処理する装置および方法、並びに符号化信号を生成するエンコーダおよび方法 - Google Patents

Abstract

符号化信号（１１０）を処理する装置であって、符号化信号はピッチ遅延またはピッチ利得についての情報、および低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）を有する符号化オーディオ信号を備え、符号化信号（１１０）を処理する装置は、復号オーディオ信号（１０３）を得るためにピッチ遅延またはピッチ利得についての情報を用いて符号化オーディオ信号を復号化するオーディオ信号デコーダ（１１０）と、処理された信号（１１３）を得るために復号オーディオ信号（１０３）をフィルタ処理する制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）とを備え、制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）は、低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）によって制御可能な可変低音ポストフィルタ特性、および符号化信号（１０２）に含まれる低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）に従って可変低音ポストフィルタ特性を設定する制御装置（１１４）を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、オーディオ信号処理に関し、特に、適応性のある低音ポストフィルタを用いるスピーチ・コーディングのコンテキストにおけるオーディオ信号処理に関する。

ここで、Ｔは、一般に、スピーチのピッチまたは擬似定常復号信号の主なピリオドに対応する遅延である。遅延Ｔは、一般に、復号信号からまたはビットストリームの中に直接含まれる情報から推論される。それは、一般に、信号を復号化するために既に用いられた長期予測遅延パラメータである。それは、長期予測分析を行うことによって復号信号についてさらに計算され得る。フィルタ処理後の復号信号は、そのとき次式で表される。

ここで、αは、非調和要素の減衰係数に対応した乗法利得であり、且つｈ_LP（ｎ）は、低域通過フィルタのインパルス応答である。遅延Ｔに関して、利得は、直接にビットストリームから、または復号信号から計算されて導出され得る。

国際公開第２０１２／０００８８２号

3GPP TS 16.290 Audio codec processing functions; Extended Adaptive Multi-Rate - Wideband (AMR-WB+) codec; Transcoding functions Recommendation ITU-T G.718 : "Frame error robust narrow-band and wideband embedded variable bit-rate coding of speech and audio from 8-32 kbit/s"

低音ポストフィルタは、クリーンなスピーチの品質を高めるために設計されたが、特に、それが音楽または騒々しいスピーチの場合であり得るように、非調和要素が元の信号において有用な要素である場合に、リスニング体験を台無しにし得る予期しない乱れを生成し得る。この問題の一つの解決策は特許文献１において見つけることができる。特許文献１では、ポストフィルタが、デコーダ側またはエンコーダ側のどちらかで決められる決定のおかげでバイパスされ得る。最新の場合、その決定は、図１２に示されるように、ビットストリームの中で伝送される必要がある。

特に、図１１および１２は、復号信号を得るために、ビットストリームの中で符号化されるオーディオ信号を復号化するデコーダ１１００を示す。復号信号は、遅延段１１０２における遅延に供され、且つ減算器１１１２へ転送される。さらに、復号オーディオ信号は、Ｐ_LT（ｚ）によって示される長期予測フィルタへの入力である。フィルタ１１０４の出力は、利得段１１０８への入力であり、且つ利得段１１０８の出力は、低域通過フィルタ１１０６への入力である。長期予測フィルタ１１０４は遅延Ｔによって制御され、且つ利得段１１０８は利得αによって制御される。遅延Ｔはピッチ遅延であり、且つ利得αはピッチ利得である。両方の値は、ブロック１１１０によって、復号化／取得される。典型的に、ピッチ利得およびピッチ遅延は、加えて、復号化されたスピーチ信号のような復号信号を生成するデコーダ１１００によって用いられる。

図１２は、低音ポストフィルタを用いるまたは用いない何れかのために、復号決定ブロック１２００およびスイッチ１２０２をさらに有する。低音ポストフィルタは、概して、図１１および図１２において１１１４によって示される。

ピッチ利得およびピッチ遅延のようなピッチ情報または低音ポストフィルタの完全な非活性化によって低音ポストフィルタを制御することが最適な解決策でないことが見出された。代わりに、低音ポストフィルタは、低音ポストフィルタが正確に設定された場合、実質的に、オーディオ品質を高め得る。一方、低音ポストフィルタが最適な低音ポストフィルタ特性を有するように制御されない場合に、低音ポストフィルタはオーディオ品質を深刻に劣化させ得る。

したがって、本発明の目的は、改善されたオーディオ品質を有するコーディング・コンセプトを提供することである。

この目的は、請求項１の符号化オーディオ信号を処理する装置、請求項１１の符号化信号を生成するエンコーダ、請求項１８の符号化オーディオ信号を処理する方法、請求項１９の符号化信号を生成する方法、請求項２０のコンピュータ・プログラム、または請求項２１の符号化オーディオ信号によって達成される。

低音ポストフィルタの最適な制御は、低音ポストフィルタの単なるピッチ情報化制御に比べて、または低音ポストフィルタを活性化／非活性化することのみに比べて、重要なオーディオ品質の改善を提供する。この目的を達成するために、低音ポストフィルタ制御パラメータは、エンコーダにおいて符号化され且つ再び復号信号および元の信号を典型的に用いて、エンコーダ側で生成され、且つこの低音ポストフィルタ制御パラメータは、デコーダ側へと伝送される。符号化信号を処理するデコーダ側の装置において、オーディオ信号デコーダは、復号オーディオ信号を得るために、ピッチ遅延またはピッチ利得を用いて符号化オーディオ信号を復号化するために構成される。さらに、復号オーディオ信号をフィルタ処理する制御可能な低音ポストフィルタは、処理された信号を得るために提供され、この制御可能な低音ポストフィルタが低音ポストフィルタ制御パラメータによって制御可能な、制御可能な低音ポストフィルタ特性を有する。さらに、制御装置は、符号化オーディオ信号に含まれるピッチ遅延またはピッチ利得に加えて、符号化信号に含まれる低音ポストフィルタ制御パラメータに従って、可変低音ポストフィルタ特性を設定するために提供される。

このように、低音ポストフィルタは、いくらかのスピーチ・デコーダの出力で適用されるフィルタであり、且つスピーチの損失のあるコーディングによって導出される非調和雑音を減衰することを目的とする。一実施の形態において、非調和要素の最適な減衰係数は、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）エスティメータを用いて計算される。好ましくは、元の信号とフィルタ処理後の復号信号との間の二次誤差は、最小化される費用関数である。このように得られる最適な係数は、量子化され且つデコーダへと伝送される前にエンコーダ側で計算される。加えてまたは代わりに、エンコーダ側で、低音ポストフィルタ処理のその他のパラメータ（すなわち、ピッチ遅延Ｔおよびフィルタ特性）を最適化することもまた可能である。好ましくは、フィルタ特性は、低域通過フィルタ特性である。しかし、本発明は、低域通過特性を有するフィルタのみに限られない。代わりに、他のフィルタ特性は、全域通過フィルタ特性、帯域通過フィルタ特性、または高域通過フィルタ特性であり得る。最良のフィルタのインデックスは、そのとき、デコーダへと伝送される。

更なる実施の形態において、多次元の最適化が、同時に、利得／減衰パラメータの外の２つまたは３つのパラメータの組合せ、遅延パラメータ、またはフィルタ特性パラメータを最適化することによって行われる。

好ましい実施の形態は、添付図面のコンテキストにいおいて後に議論され、且つ包含される従属クレームにおいてさらに議論される。

符号化オーディオ信号を処理する装置の一実施の形態を示す。 符号化信号を処理する装置の更なる実施の形態を示す。 スペクトル領域において動作する符号化オーディオ信号を処理する更なる装置を示す。 図１の制御可能な低音ポストフィルタの略図を示す。 図１の制御装置によって行われる動作を示す。 一実施の形態において符号化信号を生成するエンコーダを示す。 エンコーダの更なる実施の形態を示す。 符号化信号を生成する装置／方法によって行われる方程式／ステップを示す。 図６の処理装置によって行われる手続きを示す。 更なる実施の形態における図６の処理装置によって行われるステップまたは手続きを示す。 図６のエンコーダ／処理装置の更なる実装を示す。 信号処理装置の先行技術を示す。 信号処理装置の更なる先行技術を示す。

図１は、符号化信号を処理する装置を示す。符号化信号は、入力インターフェイス１００へと入力される。入力インターフェイス１００の出力で、符号化オーディオ信号を復号化するオーディオ信号デコーダが提供される。入力インターフェイス１００への符号化信号入力は、ピッチ遅延またはピッチ利得についての情報を有する符号化オーディオ信号を備える。さらに、符号化信号は、低音ポストフィルタ制御パラメータを備える。この低音ポストフィルタ制御パラメータは、入力インターフェイス１００から、符号化信号に含まれる低音ポストフィルタ制御パラメータに従って制御可能な低音ポストフィルタ１１２の可変低音ポストフィルタ特性を設定する制御装置１１４へと転送される。この制御パラメータ１０１は、ピッチ遅延またはピッチ利得についての情報に加えて符号化オーディオ信号においてそれ故に提供され、且つ符号化信号１０２に明確に含まれる低音ポストフィルタ制御パラメータに加えて制御可能な低音ポストフィルタ特性を設定するようにそれ故に用いられ得る。

図２に示されるように、制御可能な低音ポストフィルタ１１２は、２０４で示される長期予測フィルタＰ_LT（ｚ）、その後に接続される利得段２０６およびその後に接続される低域通過フィルタ２０８を備え得る。このコンテキストでは、しかしながら、構成要素２０４，２０６，２０８は、任意の異なる順序に配置され得ることが強調される。すなわち、利得段２０６は、長期予測フィルタ２０４の前に、または低域通過フィルタ２０８の後に配置され得る。同様に、低域通過フィルタ２０８が処理の連鎖において最初であるために低域通過フィルタ２０８と長期予測フィルタ２０４との間の順序が交換され得る。さらに、長期予測フィルタ２０４、利得段２０６および低域通過フィルタ２０８の特性は、３つの構成要素の伝達関数の積を有する単一のフィルタへと（または２つの直列フィルタへと）マージされ得る。

図２において、低音ポストフィルタ制御パラメータ１０１は、利得段２０６を制御する利得値であり、且つこの利得値１０１は、図１の制御装置１１４に含まれる利得デコーダ１１４によって復号化される。このように、利得デコーダ１１４は、復号化された利得α（ｉｎｄｅｘ）を提供し、且つこの値は、可変利得段２０６に適用される。図１および図２における手続き、並びに本発明のその他の手続きの結果は、図１１および図１２に示される手続きに比べて優れた品質を有する処理されたまたはフィルタ処理後の復号信号である。特に、図１における制御装置１１４は、ピッチ情報（すなわち、ピッチ遅延Ｔについての情報および／またはピッチ利得ｇ_ltpについての情報）を復号化／取得するブロック２１０をさらに備える。このデータのこの導出は、ライン２１１によって示される符号化信号から対応する情報を単純に読み取ることによって、またはライン２１２によって示される復号オーディオ信号を実際に分析することのどちらかによって行われ得る。しかしながら、オーディオ信号デコーダがスピーチ・デコーダである場合に、そのとき、符号化オーディオ信号は、ピッチ利得またはピッチ遅延についての明示的な情報を備えるだろう。しかしながら、この情報が存在しない場合に、それは、ブロック２１０によって復号信号１０３から導出され得る。この分析は、例えば、ピッチ分析もしくはピッチ・トラッキング分析またはオーディオ信号のピッチを導出する任意の他の周知の方法であり得る。加えて、ブロック２１０は、ピッチ遅延またはピッチ周波数を導出し得るのみでなく、ピッチ利得もまた導出し得る。

図２は、時間領域において動作する本発明の好ましい実装を示す。これに反し、図３は、スペクトル領域において動作する本発明の実装を示す。模範的に、ＱＭＦサブ帯域領域が図３に示される。図２と対照的に、ＱＭＦ分析器３００は、復号信号をスペクトル領域、好ましくはＱＭＦ領域へと変換するために提供される。さらに、ＱＭＦ分析ブロックとして好ましくは実装される第２の時間−スペクトラム・コンバータ３０２が提供される。図２の低域通過フィルタ２０８は、サブ帯域重みブロック３０４によって置換され、且つ図２の減算器２０２は、帯域ごとの減算器２０２によって置換される。加えて、ＱＭＦ合成ブロック３０６が提供される。特に、ＱＭＦ分析３０２は、個々の周波数帯域に対して複数の個々のサブ帯域またはスペクトル値を提供する。これらの個々の帯域は、全ての重み係数が例えば低域通過フィルタ特性を共に表すために、重み係数が個々の帯域それぞれに対して異なる場合に、そのときサブ帯域重み３０４に供される。このように、例えば５つの帯域が考えられる場合に、且つ低域通過フィルタ特性が個々の帯域に対するサブ帯域重みブロック３０４によって実装される場合に、そのとき、サブ帯域重みブロック３０４に適用される重み係数は、最低帯域に対する高値からより高い帯域に対する低値へと減少する。それぞれの帯域が個々の重み係数を有する場合に、これは帯域番号１，２，３，４，５を有する５つの帯域を模範的に示す図３の右の略図によって示される。帯域１はブロック３０４に適用される重み係数３１０を有し、帯域２は重み係数３１２を有し、帯域３は重み係数３１４を有し、帯域４は重み係数３１６を有し、且つ帯域５は重み係数３１８を有する。帯域５のようなより高い帯域に対する重み係数は、帯域１のようなより低い帯域に対する重み係数よりも低いことが分かり得る。このように、低域通過フィルタ特性は実装される。一方、重み係数は、特定のユースケースに依存する異なるフィルタ特性を適用するために、異なる順序に配置され得る。

このように、図２に比べて、ブロック２０８における時間領域の低域通過フィルタ処理は、２つの時間−スペクトラム・コンバータ３００，３０２およびスペクトラム−時間コンバータ３０６によって置換される。

図４は、図１の制御可能な低音ポストフィルタ１１２の好ましい実装を示す。好ましくは、低音ポストフィルタ１１２は、フィルタ装置２０９および減算器２０２を備える。フィルタ装置は、その入力で、復号信号１０３を受信する。好ましくは、フィルタ装置２０８は、長期予測フィルタ２０４の機能性、利得段２０６の機能性および信号マニプレータの機能性を備える。ここで、この信号マニプレータは、例えば図２の実装の場合であるような実際のフィルタ２０８であり得る。代わりに、信号マニプレータは、図３の実装における、構成要素３０４のような個々のサブ帯域またはスペクトラム・バンドに対する重み付け器（ｗｅｉｇｈｔｅｒ）であり得る。

構成要素２０４，２０６，２０８は、任意の順序または任意の組合せに配列され得、図２のコンテキストにおいて議論されるように単一の構成要素の中でさえ実装され得る。減算器２０２の出力は、処理されたまたはフィルタ処理後の信号１１３である。

実装によると、フィルタ装置の制御可能なパラメータは、長期予測フィルタ２０４に対する遅延Ｔ、利得段２０６に対する利得値α、および信号マニプレータ／フィルタ２０８に対するフィルタ特性である。これら全てのパラメータは、図１の構成要素１０１のコンテキストにおいて議論されるようなビットストリームにさらに含まれる低音ポストフィルタ制御パラメータによって、個々にまたは集団的に影響され得る。

図５は、図３において示される実際に復号化された利得α（ｉｎｄｅｘ）を導出する手続きを示す。この目的を達成するために、量子化利得値は、ステップ５００の取得値を表す低音ポストフィルタ制御パラメータを得るために、符号化信号を構文解析することによって、ビットストリームから取得される。さらに、ステップ５０２において、ピッチ利得は、符号化オーディオ信号に含まれるピッチ利得についての情報を用いて、または図２および図３におけるブロック２１０のコンテキストにおいて議論されるような復号オーディオ信号を分析することによって導出される。そのとき、その後に、導出されるピッチ利得５０２がステップ５０４において示されるような０より大きく１．０より小さいスケーリング係数を用いてスケールされる。そのとき、利得段設定または利得値α（ｉｎｄｅｘ）は、ステップ５００において得られる量子化利得値、およびステップ５０４において得られるスケールされたピッチ利得を用いて計算される。特に、図７ｂにおける方程式（７）の参照がなされる。図５のステップ５０６において計算される利得段設定α（ｉｎｄｅｘ）は、ステップ５０４によって得られるスケールされたピッチ利得に依存する。ピッチ利得はｇ_ltpであり、且つこの実施の形態におけるスケーリング係数は０．５である。０．３と０．７の間の他のスケーリング係数が同様に好ましい。図７ｂにおける方程式（７）において用いられるピッチ利得ｇ_ltpは、前に議論されたような図３または図２のブロック２１０によって計算／取得され、且つ符号化オーディオ信号に含まれるピッチ利得についての情報に対応する。

図６は、本発明の一実施の形態に従って符号化信号を生成するエンコーダを示す。特に、エンコーダは、ピッチ利得またはピッチ遅延についての情報を備える符号化オーディオ信号６０１を生成するオーディオ信号エンコーダ６００を備え、且つこの符号化オーディオ信号は、元のオーディオ信号６０３から生成される。さらに、デコーダ６０２が、復号オーディオ信号６０５を得るために、符号化オーディオ信号を復号化するために提供される。さらに、処理装置６０４が、最適化基準を満たす低音ポストフィルタ制御パラメータ６０７を計算するために提供され、そこでは、復号信号６０５および元のオーディオ信号６０３が低音ポストフィルタ制御パラメータ６０７を計算するために用いられる。さらに、エンコーダは、符号化オーディオ信号６０１、ピッチ利得についての情報およびピッチ値についての情報を有し、且つ低音ポストフィルタ制御パラメータ６０７をさらに有する符号化信号６０８を出力する出力インターフェイス６０６を備える。

明示的に述べられないが、図中の同じ参照番号は、同じ構成要素および個々の図のコンテキストにおける個々の構成要素の議論から明らかな変更を示すことが強調される。

一実施の形態において、処理装置６０４は、オーディオ信号エンコーダ６００への元の信号入力と、復号化され且つ低音フィルタ処理後のオーディオ信号との間の信号対雑音比が最小化されるために、低音ポストフィルタ制御パラメータを計算するように構成される。

図７ａにおいて示されるような更なる実施の形態において、処理装置６０４は、ピッチ遅延Ｔによって制御される長期予測フィルタ２０４、低域通過フィルタ２０８または利得段２０６を備え、且つそこでは、処理装置６０４が、低音ポストフィルタ制御パラメータ、ピッチ遅延パラメータ、低域通過フィルタ特性または利得段設定のように、生成するように構成される。

更なる実施の形態において、処理装置６０４は、低音ポストフィルタ制御パラメータを量子化する量子化器をさらに備える。図７ａの一実施の形態において、この量子化器は、利得量子化器７０８である。特に、量子化器は、コンピュータまたは処理装置によって提供される分解能に比べて、著しくより小さい分解能を有する量子化インデックスの予め定義された番号を量子化するように構成される。好ましくは、量子化インデックスの予め定義された番号は、５ビット量子化を可能にする３２に等しく、あるいは４ビット量子化を可能にする１６に等しく、あるいは３ビット量子化を可能にする８に等しく、あるいは２ビット量子化を可能にする４に等しい。

好ましい一実施の形態において、最適化基準が量子化された低音ポストフィルタ制御パラメータに対して満たされるために、処理装置６０４は低音ポストフィルタ制御パラメータを計算するように構成される。したがって、量子化によって導入される追加の誤差は、既に最適化過程に含まれる。

先行技術におけるポストフィルタ処理は、信号の性質およびコーディング・アーティファクトの性質に関する有力な仮定に基づく。それは、エスティメータ、利得α、遅延Ｔおよび低域通過フィルタに基づき、最適でない場合がある。この発明は、それを量子化し、且つそれをデコーダへと送信する前にエンコーダ側で少なくとも一つのパラメータを最適化する方法を提案する。

本発明の一つの側面は、低音ポストフィルタに適用するための最適利得αを分析的に（図７ｂ、方程式（１）−（５））決定することに関する。コーディング利得は、好ましくは、ｄＢの信号対雑音比として表される。

コーディング利得の項である利得αを最適化することは、最小平均二乗誤差を推定することに等しい。それは、次式のように表され得る。

好ましい実施の形態において、量子化は、次の擬似コード（図７ｂ、方程式（６））によって記載されるようになされる。

ここで、ｋは、量子化された最適利得についてのビット数であり、α_minおよびα_maxは、相対的な量子化利得それぞれの最小値および最大値である。好ましい実施の形態においてｋ＝２、すなわち、量子化利得が２ビットのフレームごとに送信される。好ましい実施の形態において、α_max＝１．５且つα_min＝０である。

復号化された最適利得は、そのとき（図７ｂ、方程式（７））である。

ＳＮＲに関して最適でない上記した量子化が生じ得る。それは、結果として生じるＳＮＲ_pf（α（ｉｎｄｅｘ））のそれぞれの代表値に対して計算することによって避けられ得るが、ビット数ｋが高い場合に計算の複雑性が急上昇し得る。代わりに、それが上記で記載されたように利得を量子化し、その後、近くの代表値がより良い選択（図７ｂ、方程式（８））であるかどうかをチェックする。

ｉｎｄｅｘ＿ｎｅｗは、そのとき、ｉｎｄｅｘの代わりに伝送される。
図８は、エンコーダ側の方法の更なる実施の形態を示す。ステップ８００において、復号信号は計算される。これは、例えば、図６のデコーダ６０２によってなされる。ステップ８１０において、フィルタによってフィルタ処理される非調和要素は、処理装置６０４によって計算される。フィルタ２０８によってフィルタ処理される非調和要素（例えば、図７ａにおける）は、方程式（３）において定義されるようなｓ_e（ｎ）である。したがって、例えば、低域通過フィルタＨ_LP（ｚ）によってフィルタ処理される非調和要素は、例えば図７ａの長期予測フィルタ２０４およびｚ領域ｈ_LP（ｚ）における伝達関数を有する低域通過フィルタ２０８を用いて図６の出力６０５で復号信号をフィルタ処理することによって得られる。

したがって、最適利得αは、図８のステップ８２０において示されるような処理装置６０４によって計算される。これは、例えば、量子化されていない最適な（ｏｐｔｉｍｕｍ）利得を得るために、方程式（４）または方程式（５）を用いてなされ得る。最良の量子化利得は、例えば、図７ｂの方程式（６）または方程式（８）によって得られ得る。しかしながら、ステップ８２０において定義されるような最適利得αの計算は、必ずしも解析的な方法で行われなくてもよいが、一方でフィルタによってフィルタ処理される計算された非調和要素を用いる、他方で元の信号ｓを用いる任意の他の手続きによってもまたなされ得る。この目的のために、図９および図１０の参照がなされる。図１０は、創意に富んだエンコーダの更なる実施の形態を示す。図１０におけるエンコーダ６００は、図６のオーディオ信号エンコーダ６００に対応する。同様に、図１０のデコーダ６０２は、図６のデコーダ６０２に対応する。さらに、図６の処理装置６０４は、一方で、フィルタ装置２０９、他方で、ＭＭＳＥセレクタ７０６を備える。

したがって、ＭＭＳＥセレクタ７０６は、例えば、それぞれのα値に対する徹底的な検索を行い得る。代わりに、ＭＭＳＥセレクタは、あるα値を設定し、その後、個々のピッチ遅延値Ｔに対する異なる非調和要素α・Ｓ_eを計算し得る。さらに、あるα値およびあるＴ値が予め定義され得、且つ個々の非調和要素が個々のフィルタ特性に対して計算され得る。これは、図１０において制御ライン１０００によって示される。更なる実施の形態において、多次元の最適化がα，Ｔ値の全ての利用可能な組合せにおいて行われ、且つ個々のフィルタ特性が設定され、且つ好ましい一実施の形態において最高のＳＮＲ値を有する量子化もしくは非量子化パラメータ、または全ての可能性の中で最高のＳＮＲ値を有する例えば１０のパラメータの組合せのうち一つを選択するとき、３つのパラメータの組合せ、並びにフィルタ装置２０９およびＭＭＳＥセレクタ７０６の組合せに対応する処理装置６０４のそれぞれに対して計算される。

つづいて、本発明のデコーダ側を示す図１〜図５にさらなる参照がなされる。

デコーダ側で適応性のある低音ポストフィルタは、図１または２において示される。はじめに利得が復号化され、その後、復号オーディオ信号のポストフィルタ処理に対して用いられる。それは利得が０へと量子化される場合に価値ある通知であり、それはポストフィルタ処理をバイパスすることに等しい。この最後の場合において、フィルタのメモリのみが更新される。

最後に、低域通過フィルタが時間領域において行われることは制限されない。それは、周波数ビンとサブ帯域の乗算の平均によって周波数において適用される。ＦＦＴ、ＭＤＣＴ、ＱＭＦまたは任意のスペクトル分解を用い得る。好ましい実施の形態において、低域通過フィルタは、エンコーダ側で時間領域に、且つデコーダでＱＭＦ領域に適用される。

他の実施の形態によれば、低音ポストフィルタ処理のその他のパラメータ（すなわち、遅延Ｔおよびフィルタｈ_LP（ｎ））をエンコーダ側で最適化することもまた可能である。これらの最適化の分析的な分解能はより複雑であるが、ある最適化は異なるパラメータ候補を有するポストフィルタの出力でコーディング利得ＳＮＲ_pf（Ｔ）またはＳＮＲ_pf（ｈ_LP（ｎ））を計算することによって達成され得る。最良のＳＮＲを有する候補は、そのとき選択され且つ伝送される。遅延に対して、良い候補は最初の推定の周囲において選択され得、その後、推定された遅延を有するデルタのみが伝送される必要がある。低域通過フィルタに対して、一組のフィルタ候補が予め定義され得、且つＳＮＲがこれらのそれぞれに対して計算される。当然、全てのフィルタが低域通過特性を示すことは制限されない。一つ以上の候補は、全域通過、帯域通過または高域通過フィルタであり得る。最良のフィルタのインデックスは、そのときデコーダへと伝送される。もう一つの実施の形態において、２つまたは３つのパラメータの組合せを同時に最適化している多次元の最適化をなし得る。

本発明はブロックが実際のまたは論理的なハードウェア要素を表す場合のブロック図のコンテキストにおいて記載されたが、本発明はコンピュータ実装方法によってもまた実装され得る。後者の場合、ブロックは対応する方法ステップを表す。そこでは、これらのステップが対応する論理的または物理的なハードウェア・ブロックによって行われる機能を表す。

いくらかの側面はある装置のコンテキストにおいて記載されたが、これらの側面は対応する方法の記載もまた表すことは明らかである。そこでは、ブロックまたは装置は、方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。類似して、方法ステップのコンテキストにおいて記載される側面は、対応するブロックもしくはアイテムまたは対応する装置の特徴の記載もまた表す。いくらかのまたは全ての方法ステップは、例えば、マイクロ処理装置、プログラム可能なコンピュータまたは電子回路のようなハードウェア装置によって（または用いて）実行され得る。いくらかの実施の形態において、最も重要な方法ステップのいくらかの一つ以上のは、そのような装置によって実行され得る。

創意に富んだ伝送または符号化信号は、デジタル記録媒体に保存され得、または無線伝送のような伝送媒体もしくはインターネットのような有線伝送媒体で伝送され得る。

特定の実装要件によると、本発明の実施の形態は、ハードウェアでまたはソフトウェアにおいて実装され得る。その実装は、それらに記録される電子的に読み取り可能な制御信号を有し、それぞれの方法が行われるようなプログラム可能なコンピュータ・システムと協働する（または協働することができる）デジタル記録媒体[例えば、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨメモリ]を用いて行われ得る。したがって、デジタル記録媒体は、コンピュータ読み取り可能であり得る。

本発明に係るいくらかの実施の形態は、電子的に読み取り可能な制御信号を有するデータ・キャリアを備え、ここに記載される方法の一つが行われるようなプログラム可能なコンピュータ・システムと協働することができる。

概して、本発明の実施の形態はプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム産物として実装され得、そのプログラム・コードは、コンピュータ・プログラム産物がコンピュータで動作するとき、その方法の一つを行うために有効である。プログラム・コードは、例えば、機械読取り可能なキャリアに記録され得る。

他の実施の形態は、機械読取り可能なキャリアで記録される、ここに記載される方法の一つを行うコンピュータ・プログラムを備える。

言い換えると、コンピュータ・プログラムがコンピュータで動作する場合に、創意に富んだ方法の実施の形態は、したがって、ここに記載される方法の一つを行うプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラムである。

創意に富んだ方法の更なる実施の形態は、したがって、ここに記載される方法の一つを行うコンピュータ・プログラムを備える（これらに記録される）データ・キャリア（または、デジタル記録媒体のような非一時的な記録媒体もしくはコンピュータ読取り可能な媒体）である。データ・キャリア、デジタル記録媒体または事前記録媒体（ｒｅｃｏｒｄｅｄ ｍｅｄｉｕｍ）は、典型的に、実体的および／または非一時的である。

本発明の方法の更なる実施の形態は、したがって、ここに記載される方法の一つを行うコンピュータ・プログラムを表すデータ・ストリームまたは一連の信号である。データ・ストリームまたは一連の信号は、例えば、データ通信接続を介して（例えば、インターネットを介して）転送されるように構成される。

更なる実施の形態は、ここに記載される方法の一つを行うように構成される（または適用される）処理手段（例えば、コンピュータまたはプログラム可能な論理的な装置）を備える。

更なる実施の形態は、ここに記載される方法の一つを行うコンピュータ・プログラムをそこにインストールしたコンピュータを備える。

本発明に係る更なる実施の形態は、ここに記載される方法の一つを行うコンピュータ・プログラムをレシーバへと（例えば、電子的または光学的に）転送するように構成される装置またはシステムを備える。レシーバは、例えば、コンピュータ、モバイル装置、メモリ装置などであり得る。装置またはシステムは、例えば、コンピュータ・プログラムをレシーバへと転送するファイル・サーバを備え得る。

いくらかの実施の形態において、プログラム可能な論理装置（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）は、ここに記載される方法のいくつかまたは全ての機能を行うために用いられ得る。いくらかの実施の形態において、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、ここに記載される方法の一つを行うために、マイクロ処理装置と協働し得る。概して、その方法は、好ましくは、任意のハードウェア装置によって行われる。

上記の実施の形態は、本発明の原理のために単に示される。ここに記載される配置および詳細の修正および変形が当業者にとって明らかであることを理解されたい。したがって、差し迫った特許請求の範囲によってのみ制限され、且つここでの実施の形態の記載および説明として提案される具体的な詳細によって制限されないことが意図である。

Claims (21)

1. 符号化信号（１１０）を処理する装置であって、前記符号化信号は、ピッチ遅延またはピッチ利得についての情報を有する符号化オーディオ信号、および低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）を備え、
   前記符号化信号（１１０）を処理する装置は、
   復号オーディオ信号（１０３）を得るために前記ピッチ遅延または前記ピッチ利得についての情報を用いて前記符号化オーディオ信号を復号するオーディオ信号デコーダ（１１０）と、
   処理された信号（１１３）を得るために前記復号オーディオ信号（１０３）をフィルタ処理する制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）であって、前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）によって制御可能な前記可変低音ポストフィルタ特性を有する前記制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）と、
   符号化信号（１０２）に含まれる前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）に従って前記可変低音ポストフィルタ特性を設定する制御装置（１１４）とを備える、符号化信号を処理する装置。
2. 前記低音ポストフィルタ（１１２）は、長期予測フィルタ（２０４）、利得段（２０６）または信号マニプレータ（２０８）を備えるフィルタ装置（２０９）と、前記復号オーディオ信号（１０３）から前記フィルタ装置（２０９）の出力を減算する減算器（２０２）とを備え、
   前記低音ポストフィルタ制御パラメータは、前記長期予測フィルタ（２０４）に対する遅延値、前記利得段（２０６）に対する利得値、または前記信号マニプレータ（２０８）に対するフィルタ特性情報を備え、且つ
   前記制御装置（１１４）は、前記遅延値に従って前記長期予測フィルタ（２０４）を設定するように、前記利得値に従って前記利得段（２０６）を設定するように、または前記フィルタ特性についての情報に従って前記信号マニプレータ（２０８）を設定するように構成される、請求項１に記載の符号化信号を処理する装置。
3. 前記制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）は、時間領域において動作するように構成され、
   前記制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）は、
   長期予測フィルタ（２０４）、利得段（２０６）、または低域通過フィルタ、全域通過フィルタ、帯域通過フィルタもしくは高域通過フィルタとして実装される信号マニプレータを有するフィルタ装置（２０９）と、
   前記復号信号（１０３）から前記フィルタ装置（２０９）の出力を減算する減算器（２０２）とを備え、
   前記低音ポストフィルタ制御パラメータは、前記長期予測フィルタ（２０４）に対する遅延値、前記利得段（２０６）に対する利得値、または前記信号マニプレータ（２０８）に対するフィルタ特性情報とを備え、
   前記制御装置（１１４）は、前記遅延値に従って前記長期予測フィルタ（２０４）を設定するように、前記利得値に従って前記利得段（２０６）を設定するように、または前記フィルタ特性についての情報に従って前記信号マニプレータ（２０８）を設定するように構成される、請求項１または２に記載の符号化信号を処理する装置。
4. 前記制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）は、スペクトル領域において動作するように構成され、
   前記復号オーディオ信号（１０３）のスペクトル表現を生成する第１の時間−スペクトラム・コンバータ（３００）が提供され、
   前記制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）は、長期予測フィルタ（２０４）、利得段（２０６）、異なるサブ帯域のためのサブ帯域信号を生成する第２の時間−スペクトラム・コンバータ（３０２）、およびそれぞれのサブ帯域のための信号マニプレータ（３０４）を有するフィルタ装置（２０９）を備え、サブ帯域のための前記信号マニプレータは、重み係数（３１０，３１２，３１４，３１６，３１８）を用いて重み付け演算を行うために構成され、且つ個々のサブ帯域のための信号マニプレータ（３０４）に対する個々の重み係数（３１０−３１８）は、低域通過フィルタ特性、全域通過フィルタ特性、帯域通過フィルタ特性または高域通過フィルタ特性、減算されたサブ帯域信号を生成するために前記第１の時間−スペクトラム・コンバータ（３００）によって生成される対応するサブ帯域からサブ帯域のための前記フィルタ装置の出力を減算する減算器を共に実装し、且つ
   スペクトラム−時間コンバータ（３０６）は、前記処理された信号（１１３）を得るために減算されたサブ帯域信号を時間領域へと変換するために構成され、
   前記低音ポストフィルタ制御パラメータは、前記長期予測フィルタ（２０４）に対する遅延値、前記利得段（２０６）に対する利得値または前記信号マニプレータ（２０８）に対するフィルタ特性情報を備え、且つ
   前記制御装置（１１４）は、前記遅延値に従って前記長期予測フィルタ（２０４）を設定するように、前記利得値に従って前記利得段（２０６）を設定するように、または前記フィルタ特性についての情報に従って前記信号マニプレータ（２０８）を設定するように構成される、請求項１または２に記載の符号化信号を処理する装置。
5. 前記低音ポストフィルタ制御パラメータは、前記符号化オーディオ信号に含まれる前記ピッチ遅延または前記ピッチ利得についての情報に関連して量子化され、且つ
   前記制御装置（１１４）は、前記ピッチ遅延についての情報または前記ピッチ利得についての情報および前記低音ポストフィルタ制御パラメータに従って、前記可変低音ポストフィルタ特性を設定するように構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の符号化信号を処理する装置。
6. 前記制御装置（１１４）は、前記ピッチ遅延または前記ピッチ利得についての情報および前記低音ポストフィルタ特性（５０６）の産物に基づいて、前記可変低音ポストフィルタ特性を設定するように構成される、請求項５に記載の符号化信号を処理する装置。
7. 前記低音ポストフィルタ（１１２）は可変利得段を備え、前記制御装置は、前記低音ポストフィルタ制御パラメータと前記ピッチ利得（５０２）との間での産物（５０４）および１より小さく０より大きい定数係数を用いて前記可変利得段に対する利得を計算する（５０６）ために構成される、請求項６に記載の符号化信号を処理する装置。
8. 前記制御装置は、前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）を得るために前記符号化信号から量子化利得値を取得する（５００）ように、
   前記符号化オーディオ信号または前記復号オーディオ信号（１０３）からピッチ利得を導出する（５０２）ように、
   １より小さく０より大きい定数係数によって、前記導出されたピッチ利得をスケールする（５０４）ように、且つ
   前記ピッチ利得をスケールする前記ステップ（５０４）において得られる前記スケールされたピッチ利得を用いて前記制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）の利得段設定を計算する（５０６）ように構成される、請求項１〜７のいずれかに記載の符号化信号を処理する装置。
9. 前記制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）は、長期予測フィルタ（２０４）および可変利得段（２０６）を備え、前記長期予測フィルタ（２０４）は、前記符号化オーディオ信号に含まれる前記ピッチ利得についての情報によって制御され、且つ
   前記制御装置（１１４）は、前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）単独または前記ピッチ利得についての情報との組合せを用いて前記可変利得段の利得を設定するように構成される、請求項１〜８のいずれかに記載の符号化信号を処理する装置。
10. 低域通過フィルタ（２０８）または時間−スペクトラム・コンバータ（３０２）とサブ帯域重み付け器（３０４）との組合せは、前記可変利得段（２０６）の出力または前記長期予測フィルタ（２０４）の出力へと接続される、請求項９に記載の符号化信号を処理する装置。
11. 符号化信号（６０８）を生成するエンコーダであって、
    前記符号化信号（６０８）を生成するエンコーダは、
    元のオーディオ信号（６０３）からピッチ利得またはピッチ遅延についての情報を有する符号化オーディオ信号（６０１）を生成するオーディオ信号エンコーダ（６００）と、
    復号オーディオ信号を得るために前記符号化オーディオ信号を復号化するデコーダ（６０２）と、
    前記復号オーディオ信号（６０５）および前記元のオーディオ信号（６０３）を用いて最適化基準を満たす低音ポストフィルタ制御パラメータ（６０７）を計算する処理装置（６０４）と、
    前記ピッチ利得または前記ピッチ遅延についての情報、および前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（６０７）を備える前記符号化オーディオ信号（６０１）を有する前記符号化信号（６０８）を出力する出力インターフェイス（６０６）とを備える、符号化信号を生成するエンコーダ。
12. 前記処理装置（６０４）は、前記元のオーディオ信号（６０３）と復号化され且つ低音フィルタ処理後のオーディオ信号との間の信号対雑音比が最小化されるために、前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（６０７）を計算するように構成される、請求項１１に記載の符号化信号を生成するエンコーダ。
13. 前記処理装置（６０４）は、長期予測フィルタ（２０４）、低域通過フィルタ（２０８）または利得段（２０６）を備え、且つ
    前記処理装置（６０４）は、前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（６０７）のように、ピッチ遅延パラメータ、低域通過フィルタ特性情報または利得段設定を生成するように構成される、請求項１１または１２に記載の符号化信号を生成するエンコーダ。
14. 前記処理装置（６０４）は、前記低音ポストフィルタ制御パラメータを量子化インデックスの予め定義された番号の一つへと量子化する量子化器（７０８）をさらに備え、且つ
    前記処理装置（６０４）は、前記最適化基準が量子化低音ポストフィルタ制御パラメータに対して満たされるために、前記低音ポストフィルタ制御パラメータを計算するように構成される、請求項１１〜１３のいずれかに記載の符号化信号を生成するエンコーダ。
15. 前記処理装置（６０４）は、前記ピッチ利得についての情報または前記ピッチ遅延についての情報に関する前記低音ポストフィルタ制御パラメータを量子化する量子化器（７０８）を備える、請求項１１〜１４のいずれかに記載の符号化信号を生成するエンコーダ。
16. 
17. 前記処理装置（６０４）は、複数の量子化または非量子化低音ポストフィルタ制御パラメータに対してＳＮＲ値を計算する（９１０）ために、および計算された５つの最高のＳＮＲ値の中にあるＳＮＲ値という結果になる前記量子化または非量子化低音ポストフィルタ制御パラメータを選択する（９２０）ように構成され、且つ
    前記出力インターフェイス（６０６）は、前記選択される量子化または非量子化低音ポストフィルタ制御パラメータを前記符号化信号（６０８）へと導出するために構成される、請求項１１〜１６のいずれかに記載の符号化信号を生成するエンコーダ。
18. 符号化信号（１１０）を処理する方法であって、前記符号化信号はピッチ遅延またはピッチ利得についての情報、および低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）を有する符号化オーディオ信号を備え、
    前記符号化信号（１１０）を処理する方法は、
    符号化オーディオ信号（１０３）を得るために前記ピッチ遅延または前記ピッチ利得についての情報を用いて前記符号化オーディオ信号を復号化すること（１１０）、
    前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）によって制御可能な可変低音ポストフィルタ特性を有する制御可能な低音ポストフィルタ（１１２）を用いて処理される信号（１１３）を得るために前記復号オーディオ信号（１０３）をフィルタ処理すること（１１２）、および
    前記符号化信号（１０２）に含まれる前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（１０１）に従って前記可変低音ポストフィルタ特性を設定すること（１１４）を備える、符号化信号を処理する方法。
19. 符号化信号（６０８）を生成する方法は、
    元のオーディオ信号（６０３）からピッチ利得またはピッチ遅延についての情報を有する符号化オーディオ信号（６０１）を生成すること（６００）、
    復号オーディオ信号を得るために前記符号化オーディオ信号を復号化すること（６０２）、
    前記復号オーディオ信号（６０５）および前記元のオーディオ信号（６０３）を用いて最適化基準を満たす低音ポストフィルタ制御パラメータ（６０７）を計算すること（６０４）、および
    前記ピッチ利得または前記ピッチ遅延についての情報および前記低音ポストフィルタ制御パラメータ（６０７）を備える前記符号化オーディオ信号（６０１）を有する前記符号化信号（６０８）を出力すること（６０６）を備える、符号化信号を生成する方法。
20. コンピュータまたは処理装置で動作するとき、請求項１８の前記方法または請求項１９の前記方法を行うコンピュータ・プログラム。
21. ピッチ利得またはピッチ遅延についての情報、および低音ポストフィルタ制御パラメータ（６０７）を有する符号化信号（６０１）を備える、符号化信号（６０８，１０３）。

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