(57)【要約】      （修正有）【課題】復号におけるプレエコーを識別し、且つ、減衰させる方法および装置を提供する。【解決手段】方法は、復号時に、サブブロックに分解された現在のフレームについて、プレエコーに関する発現が検出されＥ６０１、サブブロックに先行する低エネルギーサブブロックは、プレエコー減衰処理が行われＥ６０７、プレエコー領域を決定するＥ６０２。発現が現在のフレームの第３のサブブロックから検出される場合に、発現が検出されるサブブロックに先行する現在のフレームの少なくとも２つのサブブロックについてエネルギーの首位係数を計算しＥ６０３、首位係数を所定の閾値と比較しＥ６０４、計算された首位係数が所定の閾値を下回る場合に、プレエコー領域におけるプレエコー減衰処理を抑止するＥ６０２。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変換符号化から生成されるデジタルオーディオ信号におけるプレエコーを識別し且つ減衰させる方法であって、復号時に、サブブロックに分解された現在のフレームについて、遷移又は発現が検出される（Ｅ６０１）サブブロックに先行する低エネルギーサブブロックは、プレエコー減衰処理が行われる（Ｅ６０７）プレエコー領域を決定する（Ｅ６０２）、方法において、発現が前記現在のフレームの第３のサブブロックから検出される場合に、以下：
−  発現が検出される前記サブブロックに先行する前記現在のフレームの少なくとも２つのサブブロックについてエネルギーの首位係数を計算するステップ（Ｅ６０３）と、
−  前記首位係数を所定の閾値と比較するステップ（Ｅ６０４）と、
−  前記計算された首位係数が前記所定の閾値を下回る場合に、前記プレエコー領域における前記プレエコー減衰処理を抑止するステップ（Ｅ６０２）と
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
周波数基準に応じて前記デジタルオーディオ信号を少なくとも２つのサブ信号に分解するステップをさらに含むことと、前記計算、比較ステップが前記サブ信号の少なくとも１つについて行われることとを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周波数基準に応じて前記デジタルオーディオ信号を少なくとも２つのサブ信号に分解するステップをさらに含むことと、前記計算及び比較ステップが前記サブ信号のそれぞれについて行われ、計算された首位係数が少なくとも１つのサブ信号について前記所定の閾値を下回る場合に、すべての前記サブ信号の前記プレエコー領域における前記プレエコー減衰処理の抑止が行われることとを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各サブ信号について異なる閾値が定義されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記首位係数が最小二乗推定方法に従って計算されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記首位係数が正規化されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
発現が前記現在のフレームの前記第１又は第２のサブブロックにおいて検出される場合に、前記先行フレームについて計算された首位係数が前記比較ステップに使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
変換符号化器により生成されるデジタルオーディオ信号におけるプレエコーを識別し且つ減衰させる装置であって、復号器に関連付けられ、且つ遷移又は発現検出モジュール（６０１）と、プレエコー領域識別モジュール（６０２）と、プレエコー減衰処理モジュール（６０７）とを含み、遷移又は発現が検出されるサブブロックに先行する低エネルギーサブブロックがプレエコー領域を決定すると、サブブロックに分解された現在のフレームについてエコー減衰処理が行われる、装置において、以下：
−  発現が前記現在のフレームの第３サブブロックから検出される場合に、発現が検出される前記サブブロックに先行する前記現在のフレームの少なくとも２つのサブブロックについてエネルギーの首位係数を計算する計算モジュール（６０３）と、
−  前記首位係数と所定の閾値との比較を行うことができる比較器（６０４）と、
−  前記計算された首位係数が前記所定の閾値を下回る場合に、前記プレエコー領域における前記プレエコー減衰処理を抑止することができる識別モジュール（６０２）と
をさらに含むことを特徴とする、装置。
【請求項９】
請求項８に記載のプレエコー識別及び減衰装置を含む、デジタルオーディオ信号復号器。
【請求項１０】
コード命令であって、前記命令が処理装置により実行されると、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法のステップを実施するコード命令を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１１】
プレエコー識別及び減衰処理装置により読み取られ得る記憶媒体であって、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプレエコー識別及び減衰処理方法のステップを実行するコード命令を含むコンピュータプログラムが格納される、記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルオーディオ信号の復号におけるプレエコーの識別及び減衰処理のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば固定又は移動の電気通信ネットワーク経由でデジタルオーディオ信号を伝送する場合、又は信号を記憶する場合、一般的に線形予測時間符号化又は変換周波数符号化式の符号化システムを実現する圧縮（情報源符号化）処理が使用される。
【０００３】
本発明の主題であるこの方法及び装置の適用分野は、したがって音響信号、特に周波数変換により符号化されるデジタルオーディオ信号の圧縮である。
【０００４】
図１は、例として、先行技術によるオーバーラップ／追加分析−合成を含む変換によるデジタルオーディオ信号の符号化及び復号化の理論的ブロックダイアグラムを示す。
【０００５】
パーカッションのようなある種の音楽シーケンス及び破裂音（／ｋ／、／ｔ／、．．．）のような一定の音声セグメントは、いくつかのサンプリング音の間における信号のダイナミックレンジの非常に急速な遷移及び非常に強力な変化により反映される極めて急激な発現により特徴付けられる。サンプル４１０に基づく遷移の１つの例を図１に示す。
【０００６】
符号化／復号処理の場合、入力信号は、長さＬのサンプルのブロックに分解される。これらの境界は、図１において垂直の点線により示されている。入力信号は、ｘ（ｎ）により示される。ここでｎはサンプルの添え字である。連続するブロック（又はフレーム）に分解して、ブロックの定義、ＸＮ（ｎ）＝［ｘ（Ｎ．Ｌ）．．．ｘ（Ｎ．Ｌ＋Ｌ−１）］＝［ｘＮ（０）．．．ｘＮ（Ｌ−１）］を得る。ここでＮはブロック（又はフレーム）の添え字であり、Ｌはフレームの長さである。図１に、Ｌ＝１６０のサンプルが存在する。修正離散コサイン変換ＭＤＣＴの場合、２つのブロックＸＮ（ｎ）及びＸＮ＋１（ｎ）が一緒に分析されて添え字Ｎのフレームに関する変換係数のブロックが与えられ、また、分析窓は正弦関数である。
【０００７】
変換符号化により適用されるブロック（フレームとも呼ばれる）への分割は音響信号から全面的に独立しており、遷移は、したがって、分析窓の任意の点に出現し得る。ここで、変換復号化後、再構築された信号は、量子化（Ｑ）−逆量子化（Ｑ−１）動作により生成された「雑音」（又は歪み）の影響を受ける。この符号化雑音は、変換されたブロックのすべてのテンポラルサポートにわたり、すなわち、サンプルの長さ２Ｌの窓の全長にわたり比較的一様に時間的に分布している（Ｌサンプルのオーバーラップを伴って）。符号化雑音のエネルギーは、一般的にブロックのエネルギーに比例しており、且つ符号化／復号ビットレートの関数である。
【０００８】
発現を含むブロックの場合（図１のブロック３２０〜４８０のような）、信号のエネルギーは高く、したがって雑音も高レベルである。
【０００９】
変換符号化では、符号化雑音のレベルは、遷移直後の高いエネルギーセグメントの場合には一般的に信号のレベルより低いが、このレベルは、低いエネルギーセグメントについて、特に遷移に先行する部分にかけて（図１のサンプル１６０〜４１０）、信号のレベルより高い。上述の部分では、信号対雑音比は負であり、その結果による劣化が非常に耳障りとなって現れることがある。遷移に先立つ符号化雑音はプレエコーと呼ばれ、また、遷移に続く雑音はポストエコーと呼ばれる。
【００１０】
図１から、プレエコーが遷移に先立つフレーム及び遷移の起きているフレームに影響を及ぼしていることが分かる。
【００１１】
心理音響実験により、人間の耳は音響の一時的プレマスキングを行うことが示されている。それは、極めて限られており、数ミリセカンドのオーダーである。発現に先立つ雑音、すなわちプレエコーは、プレエコーの継続時間がプレマスキング継続時間より長い場合に聞こえる。
【００１２】
人間の耳は、高いエネルギーのシーケンスから低いエネルギーのシーケンスへの遷移時に、より長い時間、５〜６０ミリセカンドのポストマスキングも行う。ポストエコーの場合に受け入れることができる擾乱の比率又はレベルは、したがってプレエコーの場合より高い。
【００１３】
より重大なプレエコー現象は、サンプルの個数を単位とするブロックの長さが大である場合、一層擾乱的である。さて、変換符号化では、定常信号の場合に、変換長さが増大するほど、変換利得が大きくなることがよく知られている。固定サンプリング周波数において且つ固定ビットレートにおいて、窓の点の個数（したがって変換の長さ）を増大すると、心理音響モデルにより有益と考えられる周波数線を符号化するフレームあたりのビットが多くなる。長大なブロックを使用する利点はここから生じる。ＭＰＥＧ  ＡＡＣ（アドバンストオーディオコーディング）符号化は、たとえば、固定長のサンプル、２０４８個を含む長大な窓、すなわち、サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合に６４ｍｓの継続時間にわたる窓を使用する。それにおけるプレエコーの問題は、中間窓により（遷移窓と呼ばれる）これらの長い窓を８つの短い窓に切り換えることを可能にすることにより処理される。この方法は、遷移の存在を検出し、且つ窓を適合させるために符号化において一定の遅延を必要とする。これらの短い窓の長さは、したがって２５６個のサンプルである（３２ｋＨｚにおいて８ｍｓ）。低いビットレートにおいて、数ｍｓの可聴プレエコーを有することも依然可能である。窓の切替は、プレエコーを減衰させることを可能にするが、それを除くことはできない。ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２２．１、Ｇ．７２２．１Ｃ又はＧ．７１９などの会話応用に使用される変換符号化器は、しばしば、２０ｍｓのフレーム長さ及び１６、３２又は４８ｋＨｚ（それぞれ）の４０ｍｓの窓を使用した。ここで指摘できるように、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１９符号化器は遷移検出式窓切り換え機構を組み込んでいるが、プレエコーは、低ビットレート（一般的に３２Ｋｂｉｔ／ｓ）において完全には低減されない。
【００１４】
プレエコー現象の上述の擾乱効果を低減するために、符号化器及び／又は復号器における種々の解決策が提案されてきた。
【００１５】
窓切り換えは、すでに引用した。それは、現在のフレームで使用されている窓の種類を識別する補助情報項目の送信を必要とする。別の解決策は、適応フィルタリングを適用することからなる。発現に先行する領域において、再構築された信号は、原信号と量子化雑音の和と考えられる。
【００１６】
対応するフィルタリング技術は、（非特許文献１）という名称の論文において記述されている。
【００１７】
かかるフィルタリングの実現は、予測係数及びプレエコーにより劣化した信号の変化のような、復号器において雑音の多いサンプルから推定されるパラメータの知識を必要とする。しかし、原信号のエネルギーのような情報は、符号化器のみに知られ得るが、これはその結果として送出されなければならない。これは、追加情報の送信を必要とするが、それは、ビットレートが制約されている状態において、変換符号化に割り当てられる相対的割当量を低減する。受け取ったブロックがダイナミックレンジの急激な変化を含んでいる場合、フィルタリング処理がそれに適用される。
【００１８】
上述のフィルタープロセスは、原信号の復元を可能としないが、プレエコーの強力な低減をもたらす。しかし、それは、追加パラメータの復号器への送信を必要とする。
【００１９】
上述の解決方法と異なり情報の特有の送信を伴わない種々のプレエコー低減技術が提案されている。たとえば、階層符号化によるプレエコーの低減の再検討が（非特許文献２）による論文において提示されている。
【００２０】
補助情報を伴わないプレエコー減衰処理方法の典型的な例が（特許文献１）において記述されている。この例では、遷移又は発現の検出されたサブブロックに先行する低エネルギーサブブロックにおける各サブブロックについて減衰係数が決定される。
【００２１】
ｋ番目のサブブロックにおける減衰係数ｇ（ｋ）は、たとえば、最高エネルギーサブブロックのエネルギーと関連ｋ番目のサブブロックのエネルギーとの間の比Ｒ（ｋ）の関数として計算される。
ｇ（ｋ）＝ｆ（Ｒ（ｋ））
ここでｆは０〜１の値を有する減少関数であり、また、ｋはサブブロックの番号である。係数ｇ（ｋ）の他の定義も可能である。たとえば、現在のサブブロック中のエネルギーＥｎ（ｋ）の関数及び先行サブブロック中のエネルギーＥｎ（ｋ−１）の関数とすることができる。
【００２２】
サブブロックのエネルギーが現在のフレーム中の考慮されているサブブロックの最大エネルギーとの関係において殆ど変化しない場合、減衰は不要である。係数ｇ（ｋ）は、減衰を抑止する減衰値、すなわち１に設定される。その他の場合、減衰係数は０〜１の値となる。
【００２３】
殆どの場合、とりわけ、プレエコーが擾乱的である場合、プレエコーフレームに先行するフレームは、低エネルギーセグメント（一般的に背景雑音）のエネルギーに対応する一様なエネルギーを有している。実験の結果、プレエコー減衰処理後に、信号のエネルギーが処理領域に先立つ信号の平均エネルギー（サブブロックあたり）−  一般的に、
【数１】
2020170187.tif 000003
として示される先行フレームのエネルギー、又は
【数２】
2020170187.tif 000004
として示される先行フレルームの後半のエネルギーより低くなることは有益でもなく、望ましくもない。
【００２４】
処理されるサブブロックに先立つセグメントのサブブロックあたりの平均エネルギーと正確に同じエネルギーを得るために、処理される添え字ｋのサブブロックについて、ｌｉｍｇ（ｋ）として示される減衰係数の制限値を計算することができる。この値は、当然のことながら、１の最大数に制限される。ここで対象とするものは減衰値であるからである。より詳しくは、次式がここで定義される。
【数３】
2020170187.tif 000005
ここで先行セグメントの平均エネルギーは、値
【数４】
2020170187.tif 000006
により近似される。
【００２５】
このようにして得られたｌｉｍｇ（ｋ）値は、サブブロックの減衰係数の最終計算における低い方の限界となる。したがって、それは、次のように使用される。
ｇ（ｋ）＝ｍａｘ（ｇ（ｋ），ｌｉｍｇ（ｋ））
【００２６】
サブブロックについて決定された減衰係数（又は利得）ｇ（ｋ）は、次に、ブロックの境界における減衰係数の急激な変化を回避するために、サンプルごとに適用される平滑化関数により平滑化することができる。
【００２７】
たとえば、サンプルごとの利得は、第１に区分ごとに一定の関数として定義することができる。
ｇｐｒｅ（ｎ）＝ｇ（ｋ），ｎ＝ｋＬ’，．．．，（ｋ＋１）Ｌ’−１
ここでＬ’は、サブブロックの長さを表す。
【００２８】
次にこの関数を以下の式に従って平滑化する。
ｇｐｒｅ（ｎ）：＝αｇｐｒｅ（ｎ−１）＋（１−α）ｇｐｒｅ（ｎ），ｎ＝０，．．．，Ｌ−１
ただし、ｇｐｒｅ（−１）は先行サブブロックの最終サンプルについて得られた最終減衰係数であり、αは平滑係数であり、一般的にα＝０．８５である。
【００２９】
たとえば、次のようなｕ個のサンプルに関する線形クロスフェードなど他の平滑化関数も可能である。
【数５】
2020170187.tif 000007
ここでｇｐｒｅ’（ｎ）非平滑減衰であり、ｇｐｒｅ（ｎ）は、平滑化減衰であり、ｇｐｒｅ’（ｎ）−  ただしｎ＝−（ｕ−１），．．．，−１−は先行サブブロックの最終サンプルについて得られた最終ｕ−１減衰係数である。たとえばｕ＝５とすることができる。
【００３０】
このようにして係数ｇｐｒｅ（ｎ）が計算された後、プレエコーの減衰を現在のフレーム中において再構築された信号、ｘｒｅｃ（ｎ）について各サンプルに対応する係数を乗じることにより行う。
ｘｒｅｃ，ｇ（ｎ）＝ｇｐｒｅ（ｎ）ｘｒｅｃ（ｎ），ｎ＝０，．．．，Ｌ−１
ここでｘｒｅｃ，ｇ（ｎ）は、復号され、且つプレエコー低減によりポスト処理された信号である。
【００３１】
図２及び３は、先行技術特許出願において記述されており、上記において要約した減衰方法の実現を示す。
【００３２】
これらの例では、信号は３２ｋＨｚでサンプルされ、フレームの長さはＬ＝６４０サンプルであり、且つ各フレームはＫ＝８０サンプルの８サブブロックに分割される。
【００３３】
図２のａ）部分において、３２ｋＨｚでサンプルされた原信号のフレームが示されている。信号中の発現（又は遷移）は、添え字３２０で始まるサブブロック中に位置している。この信号は、低いビットレート（２４Ｋｂｉｔ／ｓ）のＭＤＣＴ型の変換符号化器により符号化されている。
【００３４】
図２のｂ）部分において、プレエコー処理なしの復号の結果が示されている。発現を含むサブブロックに先行するサブブロック中にサンプル１６０からのプレエコーが観察できる。
【００３５】
ｃ）部分は、上述の先行技術特許出願において記述されている方法により得られたプレエコー減衰係数の傾向（実線）を示している。点線は、平滑化前の係数を示している。ここで、発現の位置がサンプル３８０付近（サンプル３２０及び４００により区切られるブロック中）と推定されていることに留意されたい。
【００３６】
ｄ）部分は、プレエコー処理（信号ｂ）と信号ｃ）との乗算）の適用後の復号の結果を示している。プレエコーが実際に減衰されていることが分かる。図２は、平滑化係数が発現の瞬間に１に戻らないことも示しており、これは、発現の振幅の低減を意味している。この低減の知覚できる影響は非常に低いが、それでも回避することができる。図３は、図２と同じ例を示しているが、この図では、平滑化前において、発現の位置するサブブロックに先行するいくつかのサンプルについて減衰係数値は強制的に１にされている。図３のｃ）部分は、このような補正の例を示している。
【００３７】
この例では、係数値１は、発現に先行するサブブロックの最後の１６個（添え字３６４から）のサンプルに割り当てられている。したがって、平滑化関数は、発現の瞬間に１に近い値を有するように係数を段階的に増大している。その結果、発現の振幅は、図３のｄ）に示されているように保存されるが、数個のプレエコーサンプルは減衰されない。
【００３８】
図３の例において、減衰によるプレエコーの低減は、プレエコーを発現のレベルに低減することはできない。これは利得の平滑化のためである。
【００３９】
しかし、このプレエコー低減技術は、たとえば現代の音楽信号のようなある種の信号については完全なものにすることができる。事実、場合によっては、誤ったプレエコー検出が起こり得る。図４は、このような原始信号の例を示している。これは、符号化されておらず、従ってプレエコーを伴っていない。それは、電子／シンセティックパーカッション楽器の鼓動である。ここで、添え字１６００付近の明確な発現前に、添え字１２５０付近で始まるシンセティック騒音が存在することが分かる。したがって信号の一部を形成するこのシンセティック騒音は、信号の完全な符号化及び復号を仮定すると、プレエコーとして前述のプレエコー検出アルゴリズムにより検出される。プレエコー減衰処理は、したがって信号のこの構成要素を除去する。これは、復号された信号を歪ませるため、（符号化／復号が完全である場合に）望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】フランス特許第０８  ５６２４８号明細書
【非特許文献】
【００４１】
【非特許文献１】Ｈｉｇｈ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ａｕｄｉｏ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｃｏｄｉｎｇ  ａｔ  ６４  Ｋｂｉｔ／ｓ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｖｏｌ  ４２，Ｎｏ．１１，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９９４，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｂｙ  Ｙ．Ｍａｈｉｅｕｘ  ａｎｄ  Ｊ．Ｐ．Ｐｅｔｉｔ
【非特許文献２】Ｂ．Ｋｏｅｖｅｓｉ，Ｓ．Ｒａｇｏｔ，Ｍ．Ｇａｒｔｎｅｒ，Ｈ．Ｔａｄｄｅｉ，ｅｎｔｉｔｌｅｄ“Ｐｒｅ−ｅｃｈｏ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２９．１  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｃｏｄｅｒ，”ＥＵＳＩＰＣＯ，Ｌａｕｓａｎｎｅ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ，Ａｕｇｕｓｔ  ２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４２】
したがって、符号化器による補助情報の送出を必要とせずに、プレエコーの信頼できる検出を可能とし、且つ誤った検出を回避するために、復号におけるプレエコーを識別し且つ減衰させる高度な技術を開発する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明は、先行技術のこの状況を改善する。
【００４４】
この目的のために、本発明は、変換符号化から生成されるデジタルオーディオ信号におけるプレエコーを識別し且つ減衰させる方法に関する。この方法では、サブブロックに分解された現在のフレームについて、遷移又は発現が検出されるサブブロックに先行する低エネルギーサブブロックは、プレエコー減衰処理が行われるプレエコー領域を決定する。この方法は、発現が現在のフレームの第３のサブブロックから検出される場合に、以下：
−  発現が識別されるサブブロックに先行する現在のフレームの少なくとも２つのサブブロックについてエネルギーの首位係数を計算するステップと、
−  首位係数を所定の閾値と比較するステップと、
−  計算された首位係数が所定の閾値を下回る場合に、プレエコー領域におけるプレエコー減衰処理を抑止するステップと
を含む。
【００４５】
発現の位置に先行するサブブロックについて計算されたエネルギーの首位係数は、プレエコー領域における信号のエネルギーの上昇傾向の検証を可能にする。これは、誤ったプレエコー検出を回避することにより信頼できるプレエコーの検出を可能にする。事実、図１を参照すると、プレエコーが典型的な特徴を有していることが分かる。そのエネルギーは、プレエコーを生じさせる発現に近付いて行く増加傾向を有している。オーバーラップ追加重み付け窓の形状がそれを説明する。プレエコーは、追加オーバーラップの前には殆ど一定のエネルギーを有しているが、オーバーラップ追加モジュールの入力における信号は、過去に向かって重みの減少する重み付け窓により増倍される。図４の例示信号の場合、発現前の信号のエネルギーは、ほぼ一定であり、それはプレエコーを区別することを可能にする。したがって、プレエコー領域における信号の増大エネルギーの検証は、プレエコー検出の信頼性を高めることを可能にする。
【００４６】
特定の実施形態においては、この方法は、周波数基準に応じてデジタルオーディオ信号を少なくとも２つのサブ信号に分解するステップをさらに含み、且つこの方法の比較、計算ステップは、これらのサブ信号の少なくとも１つについて行われる。
【００４７】
発現の位置が現在のフレームの第３のサブブロックにおいて検出された場合、２つのサブブロックのエネルギーをプレエコー領域において使用して首位係数を計算し、それを閾値と比較する。２つの点のみの場合、２つのサブ信号に分解した場合における高い周波数のサブ信号に関する検証のみで、誤ったプレエコーを検出するために十分である。
【００４８】
発現位置が検出されたサブブロックに先行するサブブロックの個数が十分である場合、この方法は、周波数基準に応じてデジタルオーディオ信号を少なくとも２つのサブ信号に分解するステップをさらに含み、且つこの方法では、計算及び比較ステップがサブ信号のそれぞれについて行われ、計算された首位係数が少なくとも１つのサブ信号について所定の閾値を下回る場合に、すべてのサブ信号のプレエコー領域におけるプレエコー減衰処理の抑止が行われる。
【００４９】
サブ信号への分割は、したがってプレエコー減衰を独立に、且つそのサブ信号に適する方法により行うことを可能にする。プレエコー領域検出信頼性は、サブ信号のそれぞれについて、それぞれの首位係数の値の検証により高められる。
【００５０】
特定の実施形態によると、各サブ信号について異なる閾値が定義される。
【００５１】
これは、検証をサブ信号のスペクトル特性に適合させることを可能にする。
【００５２】
１つの実施形態では、首位係数は、最小二乗推定法に従って計算される。
【００５３】
この計算方法は、複雑性が低い。
【００５４】
１つの可能な実施形態では、首位係数は正規化される。
【００５５】
したがって、首位係数は、閾値が０でない場合に、より容易に閾値と比較することができる。
【００５６】
１つの可能な実施形態では、発現が現在のフレームの第１又は第２のサブブロックにおいて検出される場合に、先行フレームについて計算された首位係数が比較ステップに使用される。
【００５７】
本発明は、変換符号化により生成されたデジタルオーディオ信号中のプレエコーを識別し且つ減衰させる装置にも関係する。この装置は、遷移又は発現検出モジュールと、プレエコー領域識別モジュールと、プレエコー減衰処理モジュールとを含み、遷移又は発現が検出されるサブブロックに先行する低エネルギーサブブロックがプレエコー領域を決定すると、サブブロックに分解された現在のフレームについてプレエコー減衰処理が行われる。この装置は、発現が現在のフレームの第３のサブブロックから検出される場合に、装置が、以下：
−  発現が識別されるサブブロックに先行する現在のフレームの少なくとも２つのサブブロックについてエネルギーの首位係数を計算する計算モジュールと、
−  首位係数と所定の閾値との比較を行うことができる比較器と、
−  計算された首位係数が所定の閾値を下回る場合に、プレエコー領域におけるプレエコー減衰処理を抑止することができる識別モジュールと
をさらに含むようなものである。
【００５８】
この装置の利点は、それが実施する減衰、識別、及び処理方法について記述した利点と同じである。
【００５９】
本発明は、前述した装置を含むデジタルオーディオ信号復号器を対象とする。
【００６０】
本発明は、コード命令であって、これらの命令が処理装置により実行されると、前述した方法のステップを実施するコード命令を含む、コンピュータプログラムも対象とする。
【００６１】
最後に、本発明は、処理装置により読み取られ得る記憶媒体に関する。この記憶媒体は、処理装置に組み込まれるか又は組み込まれず、場合により取り外し可能であり、前述した処理方法を実施するコンピュータプログラムを格納する。
【００６２】
本発明のその他の特徴及び利点は、純粋に非限定的例示として、且つ添付図面を参照して以下の記述を読むことにより、さらに明瞭に明かとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】前述されており、先行技術による変換符号化−復号システムを示す。
【図２】前述されており、先行技術による減衰方法が行われるデジタルオーディオ信号の例を示す。
【図３】先行技術による減衰方法が行われるデジタルオーディオ信号の別の例を示す。
【図４】前述されており、先行技術がプレエコーを誤って検出するであろう信号の例を示す。
【図５】本発明に従って復号器に含まれるプレエコーの識別及び減衰処理装置の実施形態を示す。
【図６】変換符号化及び復号に伴って発生し、プレエコー現象を生成する可能性をもたらす遅延の少ない分析窓及び合成窓の例を示す。
【図７】本発明の実施形態によるプレエコー減衰方法が行われるデジタルオーディオ信号の例を示す。
【図８】本発明による識別及び減衰処理装置のハードウェア例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図５を参照しつつ、プレエコーの識別及び減衰処理装置６００について説明する。以下において記述される減衰処置装置６００は、信号Ｓを受け取る逆量子化モジュール６１０（Ｑ−１）、逆変換モジュール６２０（ＭＤＣＴ−１）、図１を参照して記述され、本発明に従って再構築信号ｘｒｅｃ（ｎ）を識別及び減衰処理装置に与える追加オーバーラップ信号再構築モジュール６３０（ａｄｄ／ｒｅｃ）を含む復号器に包含される。会話及びオーディオの符号化において最も一般的に使用されるＭＤＣＴ変換の例がここで行われるが、装置６００は、他の種類の変換（ＦＦＴ、ＤＣＴ等）にも同様に適用される。
【００６５】
装置６００の出力において、処理された信号Ｓａが供給され、ここではすでにプレエコー減衰が行われている。
【００６６】
装置６００は、復号された信号ｏｄｘｒｅｃ（ｎ）についてプレエコー識別及び減衰処理方法を実行する。
【００６７】
本発明の１つの実施形態では、識別及び減衰処理方法は、復号された信号ｘｒｅｃ（ｎ）中にプレエコーを生じ得る発現を検出するステップ（Ｅ６０１）を含んでいる。
【００６８】
したがって、装置６００は、復号されたオーディオ信号中の発現の位置の検出のステップ（Ｅ６０１）を実行することができる検出モジュール６０１を含んでいる。
【００６９】
発現は、信号のダイナミックレンジ（又は振幅）の急速な遷移及び急激な変化である。この種類の信号は、より一般的な用語「遷移」により示すことができる。以下において一般性を失うことなく、用語、発現又は遷移のみを使用して遷移も示す。
【００７０】
復号された信号ｘｒｅｃ（ｎ）のＬサンプルの現在の各フレームを長さＬ’のＫ個のサブブロックに分割する。ここでは、たとえば、３２ｋＨｚにおいてＬ＝６４０個のサンプル（２０ｍｓ）、Ｌ’＝８０個のサンプル（２．５ｍｓ）、且つＫ＝８とする。これらのサブブロックの大きさは、したがって同じとすることが望ましいが、本発明は、サブブロックが異なる大きさであっても、有効であり、且つ容易に一般化可能である。それは、たとえば、フレームの長さＬがサブブロックの個数Ｋで割り切れないか、又はフレームの長さが可変である場合である。
【００７１】
ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１８規格において記述されている窓に類似する低遅延を有する特別な分析−合成窓がＭＤＣＴ変換の分析部分及び合成部分のために使用される。このような窓の例が図６を参照して示されている。変換により生成される遅延は、従来の正弦波窓を使用する場合の６４０個のサンプルの遅延と異なり、わずか２８０個のサンプルある。したがって、低遅延の特別分析−合成窓を有するＭＤＣＴメモリは、従来の正弦波窓を使用する場合の３２０個のサンプルの遅延と異なり、わずか１４０個の独立サンプル（現在のフレームに包含されない）を含む。
【００７２】
分析窓（Ａｎａ．）を示している図６において実際に分かることであるが、折り返し領域は、サンプル８２０及び１１００間の点線により限定されている。折り返し線は、サンプル９６０における鎖線により示されている。
【００７３】
合成（Ｓｙｎｔｈ．）の場合、対称性を利用することにより、間隔Ｍにより表されるサンプル（１４０個のサンプル）のみが分析の折り返し領域に関する情報を得るために必要である。メモリに含まれるこれらのサンプルは、次に、やはり次のフレームの窓の折り返されたサンプルを使用することにより、この折り返し領域を復号するために役立つ。サンプル８２０及び１１００間のこの領域中に発現が存在する場合、間隔Ｍにより表されるサンプルの平均エネルギーは、サンプル８２０に先立つサブフレームのエネルギーより明らかに大きい。ＭＤＣＴメモリに含まれる間隔Ｍのエネルギーの急激な増加は、したがって現在のフレームにおいてプレエコーを生じ得る次のフレーム中の発現を示すことができる。
【００７４】
ＭＤＣＴメモリｘＭＤＣＴ（ｎ）が使用され、これは、未来の信号の時間的折り返しを有するバージョン（折り返し）を与える。図６に示した低遅延の特別分析−合成窓の場合、長さＬｍ（０）＝１４０の１つの（Ｋ’＝１）ブロックのみが保持され、これはＭＤＣＴメモリのすべての独立サンプルを含んでいる。このサブブロックにおけるサンプルのより多い個数にも関わらず、そのエネルギーは、現在のフレームのサブブロックのそれに匹敵するままである（信号が安定したままである場合）。その理由は、このメモリ部分がすでに分析窓によりウィンドウ化されている（したがって減衰されている）からである。
【００７５】
実際に、図１は、プレエコーが、発現が位置しているフレームに先行するフレームに影響を及ぼすこと、及びＭＤＣＴメモリ中に部分的に含まれている未来のフレーム中の発現を検出することが望ましいことを示している。
【００７６】
現在のフレーム及びＭＤＣＴメモリは、（Ｋ＋Ｋ’）個の連続サブブロックにさらに分割される信号を形成する連結された信号と見ることができる。この状態において、ｋ番目のサブブロックにおけるエネルギーは、ｋ番目のサブブロックが現在のフレームに位置している場合には、
【数６】
2020170187.tif 000008
のように定義され、サブブロックがＭＤＣＴメモリ中にあり（それは、未来のフレームにとって利用できる信号を表す）、且つＬｍｅｍがメモリ部分のサブブロックの長さである場合には、
【数７】
2020170187.tif 000009
のように定義される。
【００７７】
現在フレーム中のサブブロックの平均エネルギーは、したがって次式により得られる。
【数８】
2020170187.tif 000010
現在のフレームの第２の部分におけるサブブロックの平均エネルギーも次式により定義される（Ｋは偶数と仮定する）。
【数９】
2020170187.tif 000011
【００７８】
考慮されているサブブロックの１つにおいて、比
【数１０】
2020170187.tif 000012
が所定の閾値を超える場合、プレエコーに関する発現が検出される。その他のプレエコー検出基準も、本発明の性質を変えることなく、可能である。さらに、発現の位置は、次のように定義されると考えられる。
【数１１】
2020170187.tif 000013
この式において、Ｌに対する限定は、ＭＤＣＴメモリが決して修正されないことを保証する。発現の位置を推定するその他のより正確な方法も可能である。
【００７９】
装置６００は、検出された発現位置に先行するプレエコー領域（ＺＰＥ）の決定のステップ（Ｅ６０２）を実行するプレエコー領域識別モジュール６０２も含んでいる。ここで、用語、プレエコー領域は、発現の推定された位置の前のサンプル（これらのサンプルは、その発現により生成されるプレエコーにより擾乱される）を含む領域（このプレエコーの減衰が望ましい領域）を表すために使用されている。提示する実施形態では、プレエコー領域は、復号された信号について決定され得る。
【００８０】
プレエコー領域を得る１つの実施形態では、エネルギーＥｎ（ｋ）は、発生順に連結される。その最初は、復号された信号の時間包絡であり、次はＭＤＣＴ変換メモリから推定される次のフレームの信号の包絡である。この連結された時間包絡及び先行フレームの平均エネルギー
【数１２】
2020170187.tif 000014
に基づいて、たとえば比Ｒ（ｋ）が閾値（一般的にこの閾値は１６である）を超える場合にプレエコーの存在が検出される。
【００８１】
プレエコーの検出されたサブブロックがこのようにプレエコー領域を構成し、それは、一般的にサンプルｎ＝０，．．．，ｐｏｓ−１、すなわち現在のフレームの始点からその発現の位置（ｐｏｓ）までを含む。発現が未来のフレーム中で検出されている場合にはプレエコー領域が現在のフレーム全体にわたって非常に良好に伸び得ることも分かる。
【００８２】
装置６００は、発現の検出されたサブブロックに先行するサブブロックのエネルギーの首位係数（又は変動傾向指示子）の計算のステップを実行することができる計算モジュール６０３を含んでいる。
【００８３】
ｎ個の実現（ｔｉ，ｅｉ），０≦ｉ＜ｎの集合（ここで、ｔｉはサブブロックの時間添え字であり、ｅｉはそれらのエネルギーである）を表す線型モデルが次式により定義される。
ｅ＝ｂ０＋ｂ１ｔ（１）
【００８４】
ここでｂ０は時点ｔ＝０における値であり、また、ｂ１は首位係数である。首位係数は、エネルギーの変化の傾向（平均）に関する情報を与える。正の首位係数は、エネルギーの増加を示す。ゼロに近い値は、一定のエネルギーを示す。
【００８５】
ｂ１の値は、線形最小二乗回帰により決定することができる。
【数１３】
2020170187.tif 000015
【００８６】
この場合、求和は、所定の添え字ｉについて行う。
【００８７】
ｂ１の値もエネルギーの数値（絶対値として）に依存する。それは、事実上、時間的にエネルギーに関して一様である。ｂ１の値を閾値（たとえば固定）とよりよく比較できるようにするために、この依存性を除去することができる。たとえば、ｂ１の値をエネルギーの平均値により除することにより正規化された首位係数を得ることができる。
【数１４】
2020170187.tif 000016
【００８８】
別法として、相関係数を採用することもできる。
【数１５】
2020170187.tif 000017
【００８９】
この別解は、平方根の計算を含んでいるため、計算がかなり複雑である。
【００９０】
たとえば、テューキーのメディアン−メディアン法のような首位係数を推定する他の方法も可能である。
【００９１】
首位係数をゼロ値の閾値と比較する必要がある場合（それは、この係数の符号を検証することを意味する）、この係数を正規化する必要がないことも分かる。
【００９２】
さらに、首位係数を正規化する代わりに、次の関係が等価であるため、閾値を変数化することも可能である。
【数１６】
2020170187.tif 000018
【００９３】
第１又は第２のサブブロックにおいて発現が検出された場合、本発明による検証は不可能である。発現が第３のサブブロックにおいて検出された場合、プレエコー領域中の２つのサブブロックのエネルギー、ｅ０及びｅ１を利用してこの検証を行うことができる（ｅ１が発現に最も近い）。２点の場合、式（３）は、次のように単純化される。
【数１７】
2020170187.tif 000019
【００９４】
第４のサブブロックにおいて発現が検出された場合、プレエコー領域中に３つのサブブロックのエネルギーｅ０、ｅ１及びｅ２が存在し、これらはこの検証を行うために利用することができる（ｅ２が発現に最も近い）。３点の場合、式（３）は、次のように単純化される。
【数１８】
2020170187.tif 000020
【００９５】
４つ以上のサブブロックが存在する場合、首位係数は、４つ以上のサブブロックについて計算することができる。実験により、発現の検出されたサブブロックに先行する３つのサブブロックについて計算された首位係数の検証で誤ったプレエコー検出を回避するために十分であることが示されている。この結論は、各２０ｍｓフレーム上の８つのサブブロックの場合に適用でき、且つサブブロック及びフレームのサイズに応じて適合させることができる。
【００９６】
このように、好ましい実施形態では、首位係数は、最大で３サブブロックについて計算される。これは、首位係数の計算の最大複雑さを限定することを可能にする。
【００９７】
本発明によると、このようにして得られた正規化首位係数ｂ１ｎがステップＥ６０４において比較器モジュール６０４により所定の閾値と比較される。この閾値は、固定値としてあらかじめ定めること、又はたとえば会話若しくは音楽基準による信号の分類に応じて変数とすることもできる。一般的に、この閾値は、エネルギーのわずかな増加がプレエコー領域に課される場合にエネルギーが減少しないか又は０．２に等しいことのみが検証された場合には、０に等しい。正規化首位係数ｂ１ｎがこの閾値を下回る場合に、プレエコー領域の信号が典型的なプレエコーに対応しないことが結論付けられ、且つこの領域のプレエコーの減衰はステップＥ６０２において抑止される。したがって、復号された信号の当初の入力信号が発現前に低エネルギー構成要素を含んでいた場合、プレエコー減衰モジュールがこの構成要素をプレエコーとして検出することにより、復号された信号が誤って修正／警告される状態は回避される。
【００９８】
プレエコー減衰は、識別されたプレエコー領域について、ステップＥ６０７において減衰モジュール６０７により実行される。減衰係数は、たとえば、出願フランス特許第０８  ５６２４８号明細書において示されているように計算される。モジュール６０４が誤ったプレエコーを検出した場合、減衰係数を強制的に１に設定することができ、それにより減衰を抑止するか、又は識別モジュール６０２がこの領域をプレエコー領域として識別せず、したがって減衰モジュールは呼び出されない。
【００９９】
特定の実施形態において、装置６００は、復号された信号を所定の基準に従って少なくとも２つのサブブロックに分解するステップＥ６０５を行うことができる信号分解モジュール６０５をさらに含んでいる。この方法は、出願フランス特許第１２  ６２５９８号明細書において特に記述されており、そのうちのいくつかの要素についてここで取り上げる。
【０１００】
本発明の特定の実施形態では、復号された信号ｘｒｅｃ（ｎ）は、ステップＥ６０５において次のとおり２つのサブ信号に分解される。
−  第１のサブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）は、低域通過フィルタリングにより３つの係数及びゼロフェーズの伝達関数ｃ（ｎ）ｚ−１＋（１−２ｃ（ｎ））＋ｃ（ｎ）ｚ（ここでｃ（ｎ）は、０〜０．２５の数値である）を有するＦＩＲフィルター（有限インパルス応答フィルター）を使用することにより得られる。上式において、［ｃ（ｎ），１−２ｃ（ｎ），ｃ（ｎ）］は低域通過フィルターの係数である。このフィルターは、次の差分方程式により実現される。
ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）＝ｃ（ｎ）ｒｅｃ（ｎ−１）＋（１−２ｃ（ｎ））ｘｒｅｃ（ｎ）＋ｃ（ｎ）ｘ（ｘ＋１）
特定の実施形態では、定数値ｃ（ｎ）＝０．２５が使用される。このフィルタリングからもたらされるサブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）は、したがって復号された信号の低周波成分を圧倒的に含んでいることが分かる。
−  第２のサブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）は、補助高域通過フィルタリングにより３つの係数及びゼロフェーズの伝達関数−ｃ（ｎ）ｚ−１＋２ｃ（ｎ）−ｃ（ｎ）ｚを有するＦＩＲフィルターを使用することにより得られる。ここで、［−ｃ（ｎ），２ｃ（ｎ），−ｃ（ｎ）］は、高域通過フィルターの係数である。このフィルターは、次の差分方程式により実現される。
ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）＝ｃ（ｎ）ｒｅｃ（ｎ−１）＋２ｃ（ｎ）ｘｒｅｃ（ｎ）−ｃ（ｎ）ｘ（ｎ＋１）
このフィルタリングからもたらされるサブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）は、したがって復号された信号の高周波成分を圧倒的に含んでいることが分かる。
【０１０１】
ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）＋ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）＝ｘｒｅｃ（ｎ）であることに留意されたい。
【０１０２】
したがって、ｘｒｅｃ（ｎ）からｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）を引くことによりｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）を得ることも可能である。この方法は、次の計算の複雑さを低減する：ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）＝ｘｒｅｃ（ｎ）−ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）。
【０１０３】
減衰されたサブ信号Ｓａを得るための減衰された信号の組み合わせは、以下において記述されるステップＥ６０８において減衰されたサブ信号の単純な加法により行われる。
【０１０４】
これらのフィルタリングにおいて未来の信号を使用しないようにするために、たとえば、復号された信号をブロックの終端において０サンプルで補完することができる。ｎ＝Ｌ−１のブロックの終端において０サンプルで補完された復号された信号の場合、次式によりサブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）が得られる。
ｘｒｅｃ，ｓｓ１（Ｌ−１）＝ｃ（Ｌ−１）ｘｒｅｃ（Ｌ−２）＋（１−２ｃ（Ｌ−１））ｘｒｅｃ（Ｌ−１）
ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）は、常にｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）＝ｘｒｅｃ（ｎ）−ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）として計算される。
【０１０５】
２つのサブ信号がここでもやはり復号された信号と同じサンプリング周波数を有していることが分かる。
【０１０６】
プレエコー減衰係数の計算のステップＥ６０６は、計算モジュール６０６において行われる。この計算は、２つのサブ信号について別々に行われる。
【０１０７】
これらの減衰係数は、発現の検出されたフレーム及び先行フレームの関数としてＥ６０２において決定されたプレエコー領域の各サンプルについて得られる。
【０１０８】
次に係数ｇｐｒｅ，ｓｓ１’（ｎ）及びｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ）が得られる。ここでｎは、対応するサンプルの添え字である。これらの係数は、必要に応じてそれぞれ係数ｇｐｒｅ，ｓｓ１（ｎ）及びｇｐｒｅ，ｓｓ２（ｎ）を得るために平滑化される。この平滑化は、とりわけ、低周波成分を含むサブ信号（したがって、この例の場合、ｇｐｒｅ，ｓｓ１’（ｎ））にとって重要である。
【０１０９】
減衰計算の実行の例は、特許出願フランス特許第０８  ５６２４８号明細書において記述されている。減衰係数は、各サブブロックについて計算される。本出願において記述される方法では、これらの係数は、また、各サブ信号について別々に計算される。検出された発現に先行するサンプルの場合、したがって減衰係数ｇｐｒｅ，ｓｓ１’（ｎ）及びｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ）が計算される。次に、これらの減衰値を必要に応じて平滑化して各サンプルの減衰値を得る。
【０１１０】
サブ信号の減衰係数（たとえばｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ））の計算は、復号された信号の最高エネルギーサブブロックのエネルギーとｋ番目のブロックのエネルギーとの間の比率Ｒ（ｋ）（発現の検出のためにも使用される）の関数として復号された信号について特許出願フランス特許第０８  ５６２４８号明細書において記述されている計算と同様とすることができる。ｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ）は、次のとおり初期設定される。
ｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ）＝ｇ（ｋ）＝ｆ（Ｒ（ｋ）），ｎ＝ｋＬ’，．．．，（ｋ＋１）Ｌ’−１；ｋ＝０，．．．，Ｋ−１
ここでｆは、０〜１の値を有する減少関数である。たとえば、Ｒ（ｋ）＜＝１６のとき、ｆ＝０であり、１６＞Ｒ（ｋ）≧３２のとき、ｆ＝０．１であり、且つｒ（ｋ）＞３２のとき、ｆ＝０．０１である。
【０１１１】
最大エネルギーと比べてエネルギーの変化が小さい場合、減衰は不要である。この場合、係数は、減衰を抑制する減衰値、すなわち１に設定される。その他の場合、減衰係数は０〜１である。この初期設定は、すべてのサブ信号について共通とすることができる。
【０１１２】
次に減衰値を各サブ信号について精緻化して復号された信号の特性の関数としてサブ信号ごとに最適減衰レベルに設定することができるようにする。たとえば、減衰は、先行フレームのサブ信号の平均エネルギーの関数として限定することができる。なぜなら、プレエコー減衰処理後、信号のエネルギーが処理領域に先立つ信号のサブブロックあたりの平均電力（一般的に先行フレームの平均電力又は先行フレームの後半の平均電力）より低くなることは好ましくないからである。
【０１１３】
この制限は、特許出願フランス特許第０８  ５６２４８号明細書において記述されている方法と同様の方法で行うことができる。たとえば、第２のサブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｘ）について、現在のフレームのＫサブブロックにおけるエネルギーは、第１に次のように計算される。
【数１９】
2020170187.tif 000021
先行フレームの平均エネルギー
【数２０】
2020170187.tif 000022
及び先行フレームの後半の平均エネルギー
【数２１】
2020170187.tif 000023
もメモリから分かる。これらは、次のように計算することができる（先行フレームについて）。
【数２２】
2020170187.tif 000024
この場合、０〜Ｋのサブブロックの添え字は、現在のフレームに対応する。
【０１１４】
処理されるサブブロックｋについて、係数の限定値ｌｉｍｇ，ｓｓ２（ｋ）を計算して処理されるサブブロックに先行するセグメントのサブブロックあたりの平均エネルギーと正確に同じエネルギーを得ることができる。この値は、ここの対象が減衰値であるため、当然のことながら最大値の１に制限される。より具体的には、
【数２３】
2020170187.tif 000025
であり、ここで先行セグメントの平均エネルギーは、
【数２４】
2020170187.tif 000026
により近似される。
【０１１５】
このようにして得られた値ｌｉｍｇ，ｓｓ２（ｋ）は、サブブロックの減衰係数の最終計算における下側限界としての役割を果たす。
ｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ）＝ｍａｘ（ｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ），ｌｉｍｇ，ｓｓ２（ｋ）），ｎ＝ｋＬ’，．．．，（ｋ＋１）Ｌ’−１；ｋ＝０，．．．ｋ−１
【０１１６】
第１の変形形態では、減衰が現在のフレームの始点から発現の検出されたサブブロックの始点まで  −  すなわち、
【数２５】
2020170187.tif 000027
である添え字ｐｏｓに到るまで伸びるプレエコー領域である。発現のサブブロックのサンプルに関する減衰は、その発現がこのサブブロックの終端付近に位置しているとしても、すべて１に設定される。
【０１１７】
別の変形形態では、発現の開始位置ｐｏｓは、その発現のサブブロックにおいて、たとえばそのサブブロックをサブサブブロックに再分割することにより（これらのサブサブブロックのエネルギーの傾向を維持することにより）精緻化される。発現開始位置がサブブロックｋ、ｋ＞０において検出され、且つ精緻化された発現の開始位置ｐｏｓがこのサブブロックに位置していると仮定すると、このｐｏｓ添え字により前に位置するこのサブブロックのサンプルの減衰値は、先行サブブロックの最終サンプルに対応する減衰値の関数として初期設定することができる。
ｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｎ）＝ｇｐｒｅ，ｓｓ２’（ｋＬ’−１），ｎ＝ｋＬ’，．．．，ｐｏｓ−１
【０１１８】
このｐｏｓ添え字からすべての減衰は１に設定される。
【０１１９】
復号された信号の低周波数成分を含む第１のサブ信号について、サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）に基づく減衰値の計算は、復号された信号ｘｒｅｃ（ｎ）に基づく減衰値の計算と同様とすることができる。したがって、ある変形形態では、計算の複雑度を低減するために、減衰値は、復号された信号ｘｒｅｃ（ｎ）に基づいて決定することができる。発現の検出が復号された信号について行われる場合、したがってサブブロックのエネルギーを再計算する必要はもはやない。なぜなら、この信号について、サブブロックあたりのエネルギー値は、発現を検出するためにすでに計算されているからである。信号の大部分について、低周波数は高周波数より遙かにエネルギー集約的であるため、復号された信号ｘｒｅｃ（ｎ）及びサブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）のサブブロックあたりのエネルギーは非常に接近しており、この近似は非常に満足できる結果を与える。
【０１２０】
各サブブロックについて決定された減衰係数ｇｐｒｅ，ｓｓ１（ｎ）及びｇｐｒｅ，ｓｓ２（ｎ）は、次に、ブロックの境界における減衰係数の急激な変化を回避するために、サンプルごとに適用される平滑化関数により平滑化することができる。これは、サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）のように低周波数成分を含むサブ信号にとっては特に重要であるが、サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）のように高周波数成分のみを含むサブ信号にとっては不要である。
【０１２１】
図７は、矢印Ｌにより表される平滑化関数を利用する減衰利得の適用の例を示している。
【０１２２】
この図は、ａ）において原信号の例、ｂ）においてプレエコー減衰なしの復号された信号、ｃ）において分解ステップＥ６０５に従って２つのサブ信号について得られた減衰利得、及びｄ）においてステップＥ６０７及びＥ６０８のプレエコー減衰を伴って復号された信号（すなわち２つの減衰されたサブ信号の組み合わせ後）を示す。
【０１２３】
この図から分かるように、点線により示されており、低周波数成分を含む第１のサブ信号について計算された利得に対応する減衰利得は、上述したように平滑化機能を含んでいる。実線により表されており、高周波数成分を含む第２のサブ信号について計算された減衰利得は、平滑化利得を含んでいない。
【０１２４】
ｄ）において示されている信号は、実現された減衰処理によりプレエコーが効果的に減衰されたことを明確に示している。平滑化関数は、たとえば次の式により定義されることが好ましい。
【数２６】
2020170187.tif 000028
ただし、サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）に先行するサブブロックの最終サンプルについて得られた最後のｕ−１減衰係数は、ｇｐｒｅ，ｓｓ１’（ｎ）ｎ＝−（ｕ−１），．．．，−１とする。一般的にｕ＝５であるが、別の値も使用できる。したがって、使用される平滑化に応じて、プレエコー領域（減衰されるサンプルの個数）は、発現の検出が復号された信号に基づいて共通に行われたとしても、別々に処理される２つのサブ信号について異なる値をとることができる。
【０１２５】
平滑化された減衰係数は、発現の時点において１に戻らないが、これは発現の振幅の低減を示している。この低減の知覚可能な影響は非常に小さいが、それにも関わらず回避されるべきである。この問題を軽減するために、発現の始点が位置するｐｏｓ添え字に先行するｕ−１サンプルについて減衰係数の値を強制的に１に設定することができる。これは、平滑化が適用されるサブ信号についてｕ−１サンプルだけｐｏｓマーカーを進めることに等しい。したがって、平滑化関数は、係数を徐々に増加して発現の時点においてそれが値１を有するようにする。このようにして発現の振幅が維持される。
【０１２６】
信号の分解を行うこの実施形態では、本発明によるプレエコー領域のエネルギーの増加の検証は、少なくとも１つのサブ信号又はこれらのサブ信号のそれぞれについて行われる。
【０１２７】
使用される比較閾値は、サブ信号に応じて、及び発現前の利用できるサブブロックの個数に応じて異なる値とすることができる。
【０１２８】
少なくとも１つのサブ信号において、正規化首位係数ｂ１ｎがこのサブ信号の閾値を下回る場合に、プレエコーの減衰は、すべてのサブ信号について抑止される。
【０１２９】
逆ＭＤＣＴ変換から導かれた信号におけるプレエコーの場合、プレエコー成分のエネルギーは増加するか、又は少なくともすべてのサブ信号において安定している。プレエコー処理の抑止は、たとえば減衰係数を１に設定することにより、又はその領域をプレエコー領域として識別せず、次に、図５の実施形態において例として示されているようにブロック６０４及び６０２間のリンクによりプレエコー減衰処理モジュールが起動されないようにすることにより実行し得る。
【０１３０】
変形形態においては、減衰は、各サブ信号について、正規化首位係数ｂ１ｎがこのサブ信号の閾値を下回ると直ちに、別々に抑止される。この抑止は、たとえば減衰係数を１に設定することにより、又は考慮対象のサブ信号についてプレエコーモジュールを起動しないことにより実現することができる。
【０１３１】
したがって、２つのサブ信号に分解する上述の特定の実施形態では、発現前のサブブロックの個数がこの検証の実行を可能にする場合、発現の検出されたサブブロックに先行するサブブロックのエネルギーの傾向が、２つのサブ信号において、線形回帰により検証される。この検証は、ステップＥ６０３及びＥ６０４に従って、復号された信号のサブ信号への分割後（Ｅ６０５）及びプレエコーの減衰係数の適用前（Ｅ６０７）の任意の時点において実行することができる。この検証は、少なくとも２のサブブロックが発現の検出されたサブブロックに先行する場合に可能である。発現が第１又は第２のサブブロックにおいて検出された場合、本発明による検証は不可能である。
【０１３２】
変形形態において、発現が現在のフレームの第１又は第２のサブブロックにおいて検出された場合、場合によっては先行フレームにおいて計算された首位係数を再使用することが可能である。
【０１３３】
発現が第３のサブブロックにおいて検出された場合、プレエコー領域における２つのサブブロックのエネルギーがこの検証を行うために利用できる。実験の結果、２点の場合に、検証は、低周波数サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）において十分に信頼できない。この場合、高周波数サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）のみが検証され、且つそのエネルギーが減少しないことのみが検証される。高周波数サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）の首位係数が０値の閾値と比較される。ここではその符号のみが重要であり、正規化は不要である。したがって、ステップＥ６０３において単一首位係数を次のように計算する（正規化なしに）のみで十分である。
ｂ１ｓｓ２＝Ｅｎｓｓ２（１）−Ｅｎｓｓ２（０）
【０１３４】
ｂ１ｓｓ２が０より小さい場合、このプレエコー領域のプレエコーの減衰は、すべてのサブ信号について抑止される。
【０１３５】
発現が第４のサブブロック又は４を超える添え字のサブブロックにおいて検出された場合、発現の検出されたサブブロックに先行するプレエコー領域における最後の３つのサブブロックのエネルギーの傾向が検証される。低周波数サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）の首位係数が０と比較される。この場合、その符号のみが重要であり、この係数の正規化は不要である。したがって単一の首位係数を計算するのみで十分である。発現がｉｄ≧３である添え字ｉｄのサブブロックにおいて検出された場合、この係数は、次のように決定される。
ｂ１ｓｓ１＝Ｅｎ（ｉｄ−１）−Ｅｎｓｓ２（ｉｄ−３）
【０１３６】
ｂ１ｓｓ１が０より小さい場合、プレエコーの減衰は、このプレエコー領域について、及びすべてのサブ信号について抑止される。
【０１３７】
高周波数サブ信号ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ）の首位係数が値０．２の閾値と比較される。正規化首位係数が計算される。発現がｉｄ≧３である添え字ｉｄのサブブロックにおいて検出された場合、この係数は、次のように決定される。
【数２７】
2020170187.tif 000029
【０１３８】
ｂ１ｎｓｓ２が０．２より小さい場合、プレエコーの減衰は、このプレエコー領域について、及びすべてのサブ信号について抑止される。
【０１３９】
次の上の式の状態は、下の式の状態に等しいことに留意されたい。
【数２８】
2020170187.tif 000030
【０１４０】
このようにして除算演算を回避して複雑さを低減し、且つ固定小数点数演算ＤＳＰ処理装置（デジタル信号処理装置）に関する実現を容易にする。
【０１４１】
図５の装置６００のモジュール６０７は、このように計算された減衰係数のそのサブ信号に対する適用によりサブ信号のそれぞれのプレエコー領域におけるプレエコー減衰のステップＥ６０７を実行する。
【０１４２】
したがって、プレエコー減衰は、サブ信号において独立に行われる。このようにして、種々の周波数帯域を表すサブ信号において、減衰は、プレエコーのスペクトル分布の関数として選択され得る。
【０１４３】
最後に、取得モジュール６０８のステップＥ６０８は、次の式に従って減衰されたサブ信号を組み合わせることにより（この例の場合、単純な加算により）減衰された出力信号（プレエコー減衰後の復号された信号）を取得することを可能にする。
ｘｒｅｃ，ｆ（ｎ）＝ｇｐｒｅ，ｓｓ１（ｎ）ｘｒｅｃ，ｓｓ１（ｎ）ｘｒｅｃ，ｓｓ２（ｎ），ｎ＝，．．．，Ｌ−１
【０１４４】
サブ帯域への従来の分解と異なり、ここでは、使用されるフィルタリングがサブ信号デシメーション演算と関連せず、且つ複雑さ及び遅延（「先読み」又は未来フレーム）が最小に低減されていることが分かる。
【０１４５】
ここで、本発明による減衰識別及び処理装置の例示実施形態について図８を参照しつつ説明する。
【０１４６】
物理的に、この装置１００は、本発明の意義の範囲内において、記憶メモリ及び／又は作業メモリ並びにバッファメモリＭＥＭを含む前述のメモリブロックＢＭと協働する処理装置μＰを一般的に含んでいる。メモリブロックＢＭは、図５を参照して説明した識別及び減衰処理方法の実現のために必要なすべてのデータを記憶する。この装置は、入力としてデジタル信号Ｓａの連続フレームを受け取り、且つ識別されたプレエコー領域においてプレエコー減衰を伴って再構築された信号Ｓａを出力し、適切な場合、減衰されたサブ信号の組み合わせによる減衰された信号の再構築を行う。
【０１４７】
メモリブロックＢＭは、本発明による方法のステップを実現するためのコード命令を含むコンピュータプログラムを含むことができ、この実現は、これらの命令がこの装置処理装置μＰにより実行されたとき、特に発現の検出されたサブブロックに先行する少なくとも２つのサブブロックのエネルギーの首位係数の計算のステップ、首位係数の所定の閾値との比較のステップ、及び計算された首位係数が所定の閾値を下回る場合におけるプレエコー領域におけるプレエコー減衰処理の抑制のステップにおいて行われる。図５は、かかるコンピュータプログラムのアルゴリズムを示し得る。
【０１４８】
本発明によるこの識別及び減衰装置は、デジタル信号復号器から独立とするか、又はそれに組み込むことができる。かかる復号器は、通信ゲートウェイ、通信端末又は通信ネットワークのサーバーなどのデジタルオーディオ信号格納装置又は伝送装置に組み込むことができる。
【図１】
2020170187.tif 000031
【図２】
2020170187.tif 000032
【図３】
2020170187.tif 000033
【図４】
2020170187.tif 000034
【図５】
2020170187.tif 000035
【図６】
2020170187.tif 000036
【図７】
2020170187.tif 000037
【図８】
2020170187.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月29日(2020.7.29)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変換符号化から生成されるデジタルオーディオ信号におけるプレエコーを識別し且つ減衰させる方法であって、復号時に、複数のサブブロックに分解された現在のフレームについて、遷移又は発現が検出される（Ｅ６０１）サブブロックに先行する低エネルギーサブブロックは、プレエコー減衰処理が行われる（Ｅ６０７）プレエコー領域を構成する（Ｅ６０２）、方法において、以下：
−  周波数基準に応じて前記デジタルオーディオ信号を少なくとも２つのサブ信号に分解するステップ（Ｅ６０５）を含むことと、前記サブ信号の各々について、
発現が前記現在のフレームの第４のサブブロックから検出される場合に、以下、
−  発現が検出される前記サブブロックに先行する第１、第２、および第３のサブブロックを含む前記現在のフレームの少なくとも３つのサブブロックのエネルギーについて最小二乗推定法に従って回帰係数を計算することにより首位係数を計算するステップ（Ｅ６０３）と、
−  前記首位係数を所定の閾値と比較するステップ（Ｅ６０４）と、
−  少なくとも１つのサブ信号について前記計算された首位係数が前記所定の閾値を下回る場合に、前記プレエコー領域における前記プレエコー減衰処理を抑止するステップ（Ｅ６０２）と
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
各サブ信号について異なる閾値が定義されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記首位係数が正規化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
変換符号化器により生成されるデジタルオーディオ信号におけるプレエコーを識別し且つ減衰させる装置であって、復号器に関連付けられ、且つ遷移又は発現検出モジュール（６０１）と、プレエコー領域識別モジュール（６０２）と、プレエコー減衰処理モジュール（６０７）とを含み、遷移又は発現が検出されるサブブロックに先行する低エネルギーサブブロックがプレエコー領域を構成すると、複数のサブブロックに分解された現在のフレームについてエコー減衰処理が行われる、装置において、以下：
−  周波数基準に応じて前記デジタルオーディオ信号を少なくとも２つのサブ信号に分解する分解モジュール（６０５）と、
−  発現が前記現在のフレームの第４のサブブロックから検出される場合に、前記サブ信号の各々について、発現が検出される前記サブブロックに先行する第１、第２、および第３のサブブロックを含む前記現在のフレームの少なくとも２つのサブブロックのエネルギーについて最小二乗推定法に従って回帰係数を計算することにより首位係数を計算する計算モジュール（６０３）と、
−  前記サブ信号の各々について前記首位係数と所定の閾値との比較を行うことができる比較器（６０４）と、
−  少なくとも１つのサブ信号について前記計算された首位係数が前記所定の閾値を下回る場合に、前記プレエコー領域における前記プレエコー減衰処理を抑止することができる識別モジュール（６０２）と
をさらに含むことを特徴とする、装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプレエコー識別及び減衰装置を含む、デジタルオーディオ信号復号器。
【請求項６】
コード命令であって、前記命令が処理装置により実行されると、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法のステップを実施するコード命令を含む、コンピュータプログラム。
【請求項７】
プレエコー識別及び減衰処理装置により読み取られ得る記憶媒体であって、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプレエコー識別及び減衰処理方法のステップを前記プレエコー識別及び減衰処理装置に実行させるためのコード命令を含むコンピュータプログラムが格納される、記憶媒体。
【外国語明細書】
2020170187000001.pdf