(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低帯域入力信号（２０）および低帯域入力信号（２０）の最大周波数（２５ｂ）を超え、第１の周波数（２５ｄ）に至る周波数成分を記述する第１のパラメータセット（２１）を使用して、広帯域信号（１３）を生成するための装置であって、
第１の周波数（２５ｄ）を超える周波数成分を記述するパラメータが、第１のパラメータセット（２１）には含まれず、装置が、
低帯域入力信号と第１のパラメータセットとを使用してガイドされた帯域幅拡張動作を行って、第１の周波数（２５ｄ）まで伸びる第１の周波数成分（２５ｃ）を生成し、かつ第１の周波数成分（２５ｃ）および第２のパラメータセットを使用してブラインド帯域幅拡張動作を行って、第１の周波数（２５ｄ）より高い第２の周波数（２５ｆ）まで伸びる第２の周波数成分（２５e）を生成するための処理装置（２３）を含み、
処理装置（２３）が、
ビットストリームから第１のパラメータセット（２１）と低帯域入力信号（２０）とを抽出し（５０）、
第１のパラメータセットを使用する整形を含む、低帯域入力信号のパッチおよび第１のパラメータセットを使用するガイドされた帯域幅拡張を行い（５１、５２）、第１の整形された信号を取得し、パッチ処理が、第１の周波数成分を生成し、かつ
第１の整形された信号のパッチ処理および第２のパラメータセットを使用してブラインド帯域幅拡張を行う（５４、５５）よう構成され、第１の整形された信号のパッチ処理により第２の周波数成分が生成され、
処理装置（２３）が、第１の周波数成分（２５ｃ）から第２のパラメータセットを生成するためのパラメータ生成器（２４）を含み、パラメータ生成器（２３）が、第１の周波数成分の整形されたスペクトル包絡線のエネルギ情報のより低い周波数から高い周波数への外挿により、第２の周波数成分の第２のパラメータセットについてスペクトル包絡線パラメータを生成するよう構成される、装置。
【請求項２】
処理装置（２３）が、第１の周波数まで伸びる第１の周波数成分および第２の周波数まで伸びる第２の周波数成分を有するパッチ処理された信号を生成するためのパッチャー（１０）と、
パッチ処理された信号を生成する前に低帯域入力信号を整形し、パッチ処理された信号を整形するかまたは整形動作を用いて、組み合わせ信号を整形するための整形器（１１）と、
整形動作前または後に低帯域入力信号とパッチ処理された信号とを組み合わせて、組み合わせ信号を得るためのコンバイナ（１２）とを含み、組み合わせ信号が広帯域信号であるかまたは広帯域信号が整形動作により組み合わせ信号から生成され、
整形器（１１）が、広帯域信号の第１の周波数成分が、第１のパラメータセットを使用して整形されかつ広帯域信号の第２の周波数成分が、第１の周波数成分およびパラメータ生成器（２３）により第１のパラメータセットから生成される第２のパラメータセットにより影響を受けるように、整形動作を行うよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
パラメータ生成器（２４）が、第２の周波数成分の帯域のエネルギを、より低い周波数隣接帯域におけるエネルギに対して、予め定められた値分だけ減らすことにより外挿を行うよう構成され、
第１の周波数成分の最も高い帯域におけるエネルギを開始値として用いる、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
パラメータ生成器（２４）が、第１の周波数成分の予め定められた部分を使用して回帰直線を計算しかつ周波数において、回帰直線を第２の周波数成分に外挿して第２の周波数成分における周波数帯域についてエネルギ―値を得ることにより外挿を行うよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
パラメータ生成器が、回帰直線の導関数が１より小さくなるような態様で回帰直線を計算することにより外挿を行うよう構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
第１のパラメータセットが、あるパラメータの種類のパラメータのシーケンスを含み、このシーケンスが第１の周波数成分におけるある周波数にわたって規定され、
パラメータ生成器（２４）が、このシーケンスを第２の周波数成分に外挿して、第２のパラメータセットについて同じ種類のパラメータのシーケンスを生成するよう構成される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
第１のパラメータセットが、さらなるパラメータの種類として、雑音パラメータ、調性パラメータまたは欠けている高調波パラメータからなるグループのうち１以上の要素を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
処理装置（２３）が、ガイドされた帯域幅拡張のための第１のパラメータセットにおける雑音パラメータおよび調性パラメータを使用し、かつブラインド帯域幅拡張においては、調性パラメータまたは雑音パラメータを使用しないよう構成され、ブラインド帯域幅拡張が、ガイドされた帯域幅拡張の結果のパッチ処理に基づく、請求項１から請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
低帯域入力信号が符号化される装置であって、符号化された低帯域入力信号を復号化するためのデコーダをさらに含む、請求項１から請求項８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
処理装置（２３）が、ガイドされた帯域幅拡張のためのパッチ処理方法として、フィルタバンクのソース領域の隣接するサブバンドをフィルタバンクの標的領域における隣接するサブバンドに対してパッチ処理すること、ソース領域におけるサブバンドを標的領域に調波的にパッチ処理すること、クリッピング、絶対値の取得もしくは位相ボコーダの使用、単側波帯変調または内挿を使用するよう構成される、請求項１から請求項９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
処理装置（２３）が、ブラインド帯域幅拡張のためのパッチ処理方法として、高周波数雑音の挿入またはクリッピングを使用するよう構成される、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
低帯域入力信号（２０）および低帯域入力信号（２０）の最大周波数（２５ｂ）を超え、第１の周波数（２５ｄ）に至る周波数成分を記述する第１のパラメータセット（２１）を使用して、広帯域信号（１３）を生成するための方法であって、第１の周波数（２５ｄ）を超える周波数成分を記述するパラメータが、第１のパラメータセット（２１）に含まれず、方法が、
第１の周波数（２５ｄ）まで伸びる第１の周波数成分（２５ｃ）を生成するために、ビットストリームから第１のパラメータセット（２１）と低帯域入力信号（２０）とを抽出し（５０）、かつ第１のパラメータセットを使用する整形を含む、低帯域入力信号のパッチ処理および第１のパラメータセットを使用するガイドされた帯域幅拡張を行い（５１、５２）、第１の整形された信号を取得することにより、低帯域入力信号と第１のパラメータセットとを使用して、ガイドされた帯域幅拡張動作を行うステップを含み、低帯域入力信号のパッチ処理が、第１の周波数成分を生成し、さらに
第１の周波数（２５ｄ）より高い第２の周波数（２５ｆ）まで伸びる第２の周波数成分（２５e）を生成するために、第１の整形された信号のパッチ処理および第２のパラメータセットを使用することにより第１の周波数成分（２５ｃ）および第２のパラメータセットを使用して、ブラインド帯域幅拡張動作を行うステップとを含み、第１の整形された信号のパッチ処理により第２の周波数成分が生成され、
ブラインド帯域幅拡張動作を行うステップが、第１の周波数成分の整形されたスペクトル包絡線のエネルギ情報のより低い周波数から高い周波数への外挿により、第２の周波数成分の第２のパラメータセットについてスペクトル包絡線パラメータを生成することにより、第１の周波数成分（２５ｃ）から第２のパラメータセットを生成するステップを含む、方法。
【請求項１３】
コンピュータ上で実行した際に、請求項１２に記載の方法を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ処理に関連し、かつ特にブラインドおよびガイドされたものを組み合せた帯域幅拡張のための装置、方法およびコンピュータプログラムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号の記憶または伝送は、厳しいビットレートの制約を受けることが多い。かつて、極低いビットレートしか使用できない時代には、コーダーは、伝送されるオーディオ帯域幅を徹底的に減らすことを余儀なくされた。現代のオーディオコーデックは、今日では、帯域幅拡張（ＢＷＥ）法を使用することによって広帯域信号をコード化することが可能である。これらのアルゴリズムは、ＨＦスペクトル領域への転置（「パッチ処理」）およびパラメータ駆動による後処理の適用により、復号化信号の波形コード化された低周波数部（ＬＦ）から生成される高周波数成分（ＨＦ）のパラメータ表現に依存する。
【０００３】
後処理には、エネルギーレベルを元の信号のエネルギ分布を目標とするよう適合させること（包絡線整形としても知られる）だけでなく、帯域選択性逆フィルタ処理（調性の低減）、合成ノイズフロアの付加（調性の低減）または個々のシヌソイドの付加（調性の増大）の助けを借りた転置したＨＦ帯域における知覚調性の適合も含む。
【０００４】
ＢＷＥは、ＬＦとＨＦとの間の相関を利用し、元のＨＦ成分にできるだけ類似するＨＦ情報を生成することを目的とする。このようなＢＷＥでは、ある最高周波数Ｆｍａｘまで周波数を拡張する。それによる最高周波数の決定は、品質とビットレートのトレードオフに依存する。
【０００５】
特許文献１（米国特許第６６８０９７２Ｂ１号）は、スペクトル帯域複製を用いるソースコード化強化技術を開示する。エンコーダの前またはエンコーダにおける帯域幅低減に続いてデコーダにおけるスペクトル帯域複製を行う。これは、転置法をスペクトル包絡線調整と組み合せて用いることにより行われる。所与の知覚品質での低減されたビットレートまたは所与のビットレートでの改善された知覚品質が得られる。
【０００６】
関連技術が、非特許文献１（ＭＰＥＧ−４標準（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−３：２００５（Ｅ）））に含まれる。特に、この標準のセクション４.６.１８は、スペクトル帯域複製（ＳＢＲ）ツールを含む。このツールは、復号化され帯域幅制限されたオーディオ信号のオーディオ帯域幅を拡張する。このプロセスは、使用可能な帯域幅制限された信号からのデータレートを低減し、かつエンコーダから得られるデータを制御するために、事前に切り捨てられた高調波のシーケンスを複製することに基づく。調性と雑音状成分との間の比率は、適応逆フィルタ処理ならびに雑音およびシヌソイドの付加によって維持される。エンコーダから得られる制御データは、パッチ処理された信号のスペクトル包絡線を調整するためのスペクトル包絡線調整データと、さらには調性と雑音状成分との間の比率を設定するための逆フィルタ処理データ、パッチ処理された信号に加えられる雑音に関する情報ならびに広帯域信号を生成するためのＳＢＲ動作においてパッチ処理される信号に加えられる、欠けた高調波の情報とを含む。
【０００７】
広帯域信号を生成する最大周波数も、低帯域高分解能信号に添付されるパラメータデータにより反映されるので、この標準化された手順では、ガイドされた帯域幅拡張のみを行う。したがって、オーディオ信号の品質を、より高い帯域幅の信号を生成することにより改善するためには、伝送されたデータのビットレートをさらに強化する追加のパラメータデータが必要である。一方で、ビットレートを伝送チャネル容量の問題で低減する場合には、エンコーダおける複製された信号の最高帯域または最高帯域のうちのいくつかについてパラメータデータを削除するかもしれない。これは、自動的にオーディオ品質の低下につながる。というのも、ＳＢＲデコーダは、ある周波数、すなわちある帯域までの高周波数部を生成するだけだからであり、それについて、入来データまたはビットストリームにパラメータデータが含まれる。したがって、ビットレートを低減すれば、オーディオ品質の低下につながり、オーディオ品質を強化すれば、ビットレートが増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６６８０９７２Ｂ１号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＭＰＥＧ−４標準（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−３：２００５（Ｅ））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、一方で高品質を可能にし、他方で低いビットレートを実現する、改善された帯域幅拡張の概念を提供することである。
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の広帯域信号を生成するための装置、請求項１４に記載の広帯域信号を生成する方法、または請求項１５に記載のコンピュータプログラムにより達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、オーディオ品質を改善しかつ／またはビットレートを低減するために、ガイドされた帯域幅拡張動作をブラインド帯域幅拡張動作と組み合せるという知見に基づく。ブラインド帯域幅拡張動作は、そのためにパラメータを伝送しない帯域幅拡張動作である。言い換えれば、ブラインド帯域幅拡張動作では、帯域幅拡張パラメータがビットストリームで伝送された最大周波数を超える周波数に属する信号のスペクトル成分が得られることになる。
【００１３】
低帯域入力信号および伝送されたパラメータセットを用いてガイドされた帯域幅拡張動作を行い、第１の周波数まで伸びる第１の周波数成分を生成するための処理装置は、低帯域信号または第１の周波数成分および第２のパラメータセットを用いてブラインド帯域幅拡張動作をさらに行い、第１の周波数より高い第２の周波数まで伸びる第２の周波数成分を生成するようになっている。第２のパラメータは帯域幅拡張エンコーダから伝送されず、帯域幅拡張デコーダ側で、第１のパラメータセットまたは、第１の周波数成分のみから第２のパラメータセットを生成するためのパラメータ生成器により生成される。言い換えれば、ブラインド帯域幅拡張動作が、ガイドされた帯域幅拡張動作と同様に動作し得る。しかしながら、相違点は、帯域幅拡張動作により使用されるパラメータデータが、エンコーダ側で生成され、エンコーダからデコーダへ伝送される点である。しかしながら、ブラインド帯域幅拡張動作では、エンコーダ側でパラメータは生成されず、エンコーダからデコーダへ伝送されるのではなく、元の信号の対応の周波数成分に関する情報を使用せず、デコーダ上で入手可能な情報を用いてもっぱらデコーダ側でのみ生成される。ブラインド帯域幅拡張動作により生成される周波数成分に対応する元のオーディオ信号に関する情報は、デコーダ側では全く得られない。というのも、低帯域信号も、第１の周波数成分について伝送されたパラメータデータも第２の周波数成分に関する情報を含んでいないからである。この情報は、伝送されたパラメータデータを使用せずにデコーダ側のみで、すなわち「ブラインド」な態様で生成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果は、本発明が、ガイドされた帯域幅拡張（ｇＢＷＥ）とブラインド帯域幅拡張（ｂＢＷＥ）とを組み合せることによって帯域幅が拡張された信号の知覚品質をさらに改善する点である。本発明は、高周波数成分と超高周波数成分との相関を利用することに基づき、この高周波数成分が、上記引例の現在の帯域幅拡張スキームで用いられる伝送されたパラメータデータがカバーする周波数帯域に相当する。
【００１５】
本発明の主題は、ガイドされたＢＷＥ（ｇＢＷＥ）とブラインドＢＷＥ（ｂＢＷＥ）とを組み合せることによりＢＷＥ信号の知覚品質をさらに改善することである。これは、高周波成分と超高周波数成分との相関を利用することにより達成される。
【００１６】
現在の帯域幅拡張スキームは、スペクトル帯域複製（ＳＢＲ）または高調波帯域拡張（ＨＢＥ）と同様に、ＨＦ成分を生成するために、まずパッチ処理動作を実行する。このパッチ処理は、クリッピング、絶対値の取得または位相ボコーダ等のいずれかの種類の非線形処理が可能である。また、単側波帯変調または内挿も組み込むことができる。生成されたパッチは、追加のパラメータの助けを借りて元のＨＦ成分に適合される。
【００１７】
ｇＢＷＥ以外で、単純にオーディオ信号の帯域幅を拡張することを目的にするｂＢＷＥ方法がある。これは、サイド情報なしで、ＨＦ雑音の挿入、クリッピング等により行うことができる。
【００１８】
前提技術のＢＷＥ方法を適用すると、帯域制限された信号が生成され、信号のＨＦ成分内の冗長性を十分に利用していない。したがって、可能な限り最も効果的な帯域幅は実現されていない。ハードなローパスフィルタ処理された信号は、信号が雑音状である場合には特にローパスフィルタのカットオフ周波数のピッチで、調性があるとさらに知覚され得る。また、このようなローパスフィルタは、時間的ひずみを作り得る。
【００１９】
これらの問題点は、ブラインド帯域幅拡張動作が、超高周波数成分、すなわち第１の周波数より高い第２の周波数まで伸びる第２の周波数成分に対して適用されるという点で、本発明により対処される。その上で、伝送レートを低く保つために、この第２の周波数成分についてはエンコーダからデコーダへパラメーデータを伝送しないので、広帯域信号を生成するための装置によって受信されない。
【００２０】
したがって、提案の概念は、信号のカットオフ周波数で、急なフィルタの傾斜による調性を回避する。さらに、時間的ひずみは、これらのフィルタ特性により低減される。また、本発明により追加のまたはほんの少しのサイド情報もなしで信号の知覚帯域幅を広げることになる。基礎となる帯域幅拡張方法に加えて、後続の処理部としても適用することができる。
【００２１】
したがって、発明の概念は、パラメータにより駆動される帯域幅拡張スキームを使用するすべてのオーディオ用途に適し、またはオーディオ品質強化のためのデコーダ側での帯域幅拡張動作で強化されるオーディオまたはスピーチコーダーにも使用可能である。
【００２２】
本発明の好ましい実施例について、次に、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】図１ａは、ガイドされた帯域幅拡張およびブラインド帯域幅拡張の概念についての異なる適用例を示す図である。
【図１ｂ】図１ｃは、ガイドされた帯域幅拡張およびブラインド帯域幅拡張の概念についての異なる適用例を示す図である。
【図１ｃ】図１ｃは、ガイドされた帯域幅拡張およびブラインド帯域幅拡張の概念についての異なる適用例を示す図である。
【図２ａ】図２ａは、第１の周波数成分を生成するためのガイドされた帯域幅拡張動作および第２の周波数成分を生成するためのブラインド帯域幅拡張動作を用いて、低帯域信号から生成される広帯域信号の周波数成分の図である。
【図２ｂ】図２ｂは、広帯域信号を生成するための装置の好ましい実施例の図である。
【図３】図３は、広帯域信号を生成するための装置または方法の他の好ましい実施例を示す図である。
【図４】図４は、発明の概念の好ましい実施例を実現するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図２ｂは、低帯域入力信号２０および第１のパラメータセット２１を用いて、広帯域信号を生成するための装置を示す。第１のパラメータセットは、低帯域入力信号の最大周波数を超えかつ第１の周波数に至る周波数成分を記述する。第１の周波数を超える周波数成分を記述するパラメータは第１のパラメータセット２１には含まれない。このデータを入力インタフェース２２へ入力し、このインタフェースがパラメータデータ２１から低帯域信号２０を分離する。このデータを低帯域入力信号２０および第１のパラメータセット２１を使用するガイドされた帯域幅拡張動作（ＢＷＥ）を行うための処理装置２３へ転送して、第１の周波数まで伸びる第１の周波数成分を生成する。また、処理装置２３は、低帯域入力信号もしくは第１の周波数成分および／または第２のパラメータセットを用いてブラインド帯域幅拡張動作を行い、第１の周波数より高い第２の周波数まで伸びる第２の周波数成分を生成するよう構成される。この処理装置は、第２のパラメータセットを生成するために、第１のパラメータセット２１からまたは第１の周波数成分のみから第２のパラメータセットを生成するためのパラメータ生成部２４を含む。第２のパラメータセットが、第１の周波数成分のみから生成される場合には、第１のパラメータセット２１をパラメータ生成部に導入しない。しかしながら、パラメータ生成部２４が、第２のパラメータセットを生成するために第１のパラメータデータ２１を使用する場合、状況は図２ｂに示すようなものになる。すなわち、入力インタフェース２２は、パラメータ生成部２４への接続を有する。
【００２５】
図２ａは、周波数の状況を示すための周波数チャートを示す。低帯域入力信号は、低帯域帯域幅２５ａしか有していない。低帯域帯域幅２５ａは、２０Ｈｚ等の最小周波数から、４ｋＨｚ等の低帯域最大周波数２５ｂまで伸びる。伝送されたパラメータデータにカバーされかつガイドされた帯域幅拡張の概念により生成される第１の周波数成分２５ｃは、第１の周波数２５ｄまで伸びる。第１の周波数２５ｄは、たとえば、１２ｋＨｚなどが可能である。第２の周波数成分２５ｅは、第２の周波数２５ｆまで伸び、第１の周波数２５ｄと第２の周波数２５ｆとの間にわたる第２の周波数成分２５ｅについては、パラメータデータはエンコーダ側で伝送も生成もされていない。具体例として、第２の周波数２５ｆは、１６ｋＨｚ等が考えられる。
【００２６】
図２ａに示すとおり、第１の周波数成分を生成するためにガイドされた帯域幅拡張動作を行い、かつ第１の周波数成分より高い周波数の第２の周波数成分を生成するためにブラインド帯域幅動作を行う。第１および第２の周波数成分は、重なっていなくてもよい。
【００２７】
第１の周波数成分２５ｃおよび第２の周波数成分２５ｄは、低帯域入力信号２０とともに図２ｂのコンバイナ２６へ伝送され、コンバイナが広帯域信号を生成する。応用によって、コンバイナは、合成フィルタバンクでもよいし、時間領域コンバイナも可能である。コンバイナ２６の詳細な実装は、処理装置２３の実装、すなわち、低帯域信号、第１の周波数成分および第２の周波数成分が、対応の周波数成分を有する時間領域信号として入手可能か、サブバンド信号または変換された信号、すなわち周波数表現で入手可能な信号かどうかに依存する。
【００２８】
図１ａは、ガイドされた帯域幅拡張動作およびブラインド帯域幅拡張動作を適用する処理装置２３を実現するための第１の実装例を示す。低帯域信号２１が、パッチャー１０の出力でパッチ処理された信号を生成するために、パッチャー１０に入力される。パッチ処理動作は、基本的には低周波数部を使用し、より高い周波数部において信号を生成する。パッチ処理動作は、ガイドされた帯域幅拡張については、フィルタバンクのソース領域で隣接するサブバンドを、フィルタバンクの標的領域で隣接するサブバンドに対してパッチ処理すること、ソース領域におけるサブバンドを標的領域に調波的にパッチ処理すること、クリッピング、絶対値の取得もしくは位相ボコーダの使用、単側波帯変調または内挿を含むことが好ましい。ブラインド帯域幅拡張についてのパッチ処理動作は、第２の周波数成分に雑音を挿入するかまたは第１の周波数成分もしくは低帯域を含む信号をクリッピングしてより高いスペクトル成分を生成することを含む。
【００２９】
パッチ処理された信号を、整形器１１へ入力し、整形器１１の出力に、整形されパッチ処理された信号が得られる。そして、コンバイナ１２において、低帯域信号２１と整形器１１が出力する整形されパッチ処理された信号とを組み合せて、コンバイナの出力に広帯域信号１３を得る。
【００３０】
図１ｂは、別の実装例を示し、ここでは、パッチャー１０と整形器１１の順序が逆になっている。整形された低帯域信号を生成するために、整形器１１は、ガイドされた帯域幅拡張処理用の第１のパラメータセットならびに第２のパラメータセットおよび／または第１の周波数成分に関する情報を使用して低帯域信号２１を整形するよう構成される。整形器１１の出力におけるこの整形された低帯域信号は、元の低帯域信号と同じ周波数成分を有するが、今度はパッチャー１０により図２ａに示す第１の周波数成分２５ａおよび第２の周波数成分２５ｅを含む高周波数領域へパッチ処理される。そこで、パッチャーの出力におけるパッチ処理された信号は、パッチ処理の前に整形を行ったという事実により、すでに整形されており、これをコンバイナ１２内の低帯域信号２１と組み合せる。
【００３１】
したがって、図１ｂと図１ａとの違いは、整形器１１とパッチャー１０の順序が逆である点である。
【００３２】
他の実装例では、パッチャーを図１ａに示す低帯域信号に直接適用する。しかしながら、低帯域信号２１とパッチ処理はされたがまだ未整形の信号とを組み合せて、ブロック１２の出力に組合せ信号を得る。この組合せ信号は、すでに図２ａの周波数成分２５ａ，２５ｃ，２５ｅを有するが、第１の周波数成分２５ｃおよび第２の周波数成分２５ｅはまだ整形されていない。そこで、組合せ信号の高周波数成分のこの整形が、コンバイナ１２の後に接続される整形器１１により行われる。
【００３３】
図１ａ、図１ｂおよび図１ｃにおける整形器のすべての実装例において、整形器は、ガイドされた帯域幅拡張を行うためのパラメータの第１のセットと、ブラインド帯域幅拡張を行うためのパラメータの第２のセットとを使用するが、ここで、パラメータの第２のセットは、パラメータの第１のセットおよび／または図２ｂに示し、図１ａ、図１ｂまたは図１ｃには図示しないパラメータ生成器２４による第１の周波数成分から生成される。
【００３４】
図３は、本発明の他の好ましい実施例を示す。ビットストリーム２０を、図３に図示しないエンコーダから受信する。ビットストリームを低帯域またはローパス（ＬＰ）入力信号２０と、図３の「帯域幅サイド情報」（サイドインフォ）と記される第１のパラメータセット２１とに分離する。ローパス入力信号２０は、図１ａ、図１ｂまたは図１ｃのパッチャーにより示すパッチ処理を実行するための帯域幅拡張Ｉブロック３０へ転送される。そこで、ガイドされた帯域幅拡張動作を実現するための帯域幅拡張ブロック３０により生成されたパッチ処理された信号が、ビットストリームに含まれる帯域幅サイド情報２１を使用するスペクトル整形を実行するためのスペクトル整形器１１ａへ転送される。そして、スペクトル整形ブロック１１ａの出力は、ガイドされた帯域幅拡張の出力信号を得るために、調性修正ブロック２１へ転送される。第１の周波数成分２５ｃをカバーする出力信号を、コンバイナ１２へ転送する一方で、ブラインド帯域幅拡張ＩＩブロック３２にも転送する。帯域幅拡張ＩＩブロック３２は、この好ましい実施例においては、第１の周波数成分２５ｃを用いてパッチ処理を行うが、帯域幅拡張ＩＩブロック３２は、低帯域信号を使用することも可能である。しかしながら、第１の周波数成分と第２の周波数成分との間のよりよい相関により、ブロック３２におけるブラインド帯域幅拡張を行うために、第１の周波数成分２５ｃを使用することが好ましい。そこで、第２の周波数成分２５ｅでブロック１１ｂにおいてスペクトル整形を行うが、ここで、このスペクトル整形を行うための情報が、パラメータ生成器または第１のパラメータセットから第２のパラメータセットを計算するサイドインフォ外挿ブロック２４により転送される。そして、広帯域信号１３を得るために、コンバイナ１２において、スペクトル整形された第２の周波数成分２５ｅを、第１の周波数成分２５ｃおよび低帯域信号２０と組み合せる。
【００３５】
本発明の好ましい実施例においては、ガイドされた帯域幅拡張動作に加えてブラインド帯域幅拡張動作を適用する。これについては、ブロック１１ａおよび３１において伝送された第１のパラメータセットを使用しかつブロック１１ｂによりエンコーダからデコーダへは伝送されない第２のパラメータセットを使用して、図３に示す。ガイドされた帯域幅拡張動作の出力を、図３のブロック３２へ第１の周波数成分２５ｃを転送することにより示すように、追加のサイド情報なしに信号の帯域幅をさらに拡張するために使用する。調性およびスペクトル形状は、信号に対してすでに適合されており、高周波数成分が超高周波数について大きく変化することはないことが予想でき、ブロック３１において得られる処理済みの拡張された信号は、さらに拡張を行うためにパッチ処理される。ブラインド帯域幅拡張部については、より上部の周波数成分、すなわち第１の周波数成分を使用することが好ましいが、スペクトルの任意の部分を使用することもできる。
【００３６】
ブラインド帯域幅拡張については、ガイドされた帯域幅拡張に使用されたサイド情報を図示のとおりパラメータ生成器またはサイドインフォ外挿ブロック２４により外挿することができる。ブラインド帯域幅拡張部分のスペクトル整形、すなわちブラインド帯域幅拡張部分の帯域ごとのエネルギまたは電力パラメータを適用することは、ブロック１１ｂにおけるスペクトル整形に相当する。この目的のため、第２の周波数成分２５ｅの周波数帯域について、エネルギパラメータ、すなわち周波数帯域のエネルギに依拠する測定値であるパラメータを計算する必要がある。これは、ガイドされた帯域幅拡張信号の最も高い１〜４ｋＨｚのエネルギの対数について回帰直線を規定することにより行うことができる。この回帰直線は、図２ａにおいて２９で示される。この外挿された線の導関数は１より小さいことが好ましい。
【００３７】
他の実装例では、図２ａに１４で示す第１の周波数成分の最も高い帯域のエネルギを測定して、第２の周波数成分２５ｅの次の帯域４１、４２、４３および４４についてのエネルギを、１．５ｄＢまたは３ｄＢと言った任意の量だけ減じるようにすることができる。
【００３８】
したがって、第２のパラメータセットは、最小で、第２の周波数成分の帯域４１〜４４のエネルギ値を含む。これらのエネルギ値は、第１のパラメータセットに含まれるエネルギ値を使用して計算できるが、図２ａの関連で示すとおり、第１のパラメータセットなしでも計算できる。しがたって、パラメータ生成器２４は、随意にのみ第１のパラメータセットを受信しかつ回帰直線を決定するかまたは第１の周波数成分の最も高い帯域４０のエネルギを決定するために第１の周波数成分を受信する。しかしながら、帯域４１〜４４のエネルギ値が、第１のパラメータセットのみから計算される場合、第２のパラメータセットを計算するために、第１の周波数成分は必要ない。他の実施例では、第２の周波数成分のエネルギ値を第１の周波数成分と第１のパラメータセットに含まれるエネルギ値とを組み合せたものを用いて計算することもできる。
【００３９】
ブラインド帯域幅拡張については、雑音フロアおよび逆フィルタ処理等の追加のパラメータは、外挿するかまたは無視することができる。ブラインド帯域幅拡張において、これらを考慮に入れない場合、ガイドされた帯域幅拡張に使用されたパラメータ、すなわち伝送されたパラメータ２１も、図３の３２に示すブラインド帯域幅拡張（ＢＷＥＩＩ）により処理されるスペクトル部分を制御するよう付与される。代替的には、エネルギパラメータを使用するスペクトル整形とは異なる他の整形動作を省略することができる。
【００４０】
図４は、フローチャートの形式で発明の概念の好ましい実装例を示す。ステップ５０は、図２ｂの入力インタフェース２２により実現され、低帯域信号と第１のパラメータセットを、伝送された信号（ビットストリーム）から抽出する。ステップ５１で、低帯域信号２０を使用して、低帯域信号にパッチ処理を行い、第１の周波数まで帯域幅が延びる第１のパッチ処理された信号を得る。そして、ステップ５２において、ステップ５１で生成した第１のパッチ処理された信号を、第１のパラメータセットを用いて整形し、図３の２５ｃで示す調性修正ブロック３１により出力される信号に対応する第１の整形された信号を得る。ステップ５３は、第１のパラメータセットおよび／または第１の整形された信号を使用する第２のパラメータセットの計算を示す。ステップ５４は、第１の整形された信号をパッチ処理して図２ａの第２の周波数２５ｆまで伸びる第２のパッチ処理された信号を得るところを示す。ステップ５５に示すとおり、第２のパッチ信号を整形して第２の整形された信号を得て、次のステップ５６で、低帯域の第１の整形された信号および第２の整形された信号を組み合せて最終的に広帯域信号１３を得る。
【００４１】
上記のとおり、第２のパラメータセットは、第１のパラメータセットおよび／または第１の周波数成分から異なる態様で生成することができ、その場合、いくつかの実装例については、第１の周波数成分のみが使用されて、第１のパラメータセットは使用されず、他の応用では、第１のパラメータセットのみを使用して、第１の周波数成分は使用されず、かつさらに他の実装例では、第１のパラメータセットおよび第１の周波数成分を組み合せて使用する。なお、包絡線調整エネルギパラメータ以外のパラメータについては、これらのパラメータが、ブラインド帯域幅拡張動作では全く使用できないか、または、第１のパラメータセットから外挿することができ、この場合、非常に単純な外挿の方法は、第１の周波数成分２５ｃについてエンコーダにより生成した第２の周波数成分２５ｅにおける同じパラメータを使用する。たとえば、第１の周波数成分は２０の帯域から構成され、かつ第２の周波数成分が３０の帯域から構成されるとすると、第２の周波数成分の最初の２０の帯域についてのパラメータは第１の周波数成分の最初の２０の帯域についてのパラメータに同じになると考えられ、第２の周波数成分の残りの１０の帯域に関する残り１０のパラメータが、外挿により生成されるか、または調性修正がこれら残りの１０の周波数帯域においては全く適用されない。
【００４２】
装置に関連していくつかの態様について記載したが、これらの態様が対応の方法の説明も表すことは明らかで、ブロックまたは装置が方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップに関連して記載した態様は、対応の装置の対応のブロック、アイテムまたは特徴の説明も表す。
【００４３】
本発明の伝送された信号は、デジタル記憶媒体上に記憶するかまたは無線伝送媒体もしくはインターネット等の有線伝送媒体等の伝送媒体上で伝送することができる。
【００４４】
いくつかの実装要件によっては、本発明の実施例は、ハードウェアでもソフトウェアでも実現することができる。実装は、電子的に可読な制御信号を記憶したフロッピィディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ等のデジタル記憶媒体を使用して行うことができ、これらの信号は、それぞれの方法が実施されるようにプログラム可能コンピュータシステムと協働する（または協働する能力がある）。
【００４５】
本発明のいくつかの実施例は、電子的に可読な制御信号を有する非一時的データキャリアを含み、これら信号は、プログラム可能コンピュータシステムと協働することが可能で、それによりここに記載の方法の１つが実行される。
【００４６】
一般に、本発明の実施例は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実現可能で、コンピュータプログラム製品をコンピュータ上で実行すると、プログラムコードは、動作可能となり方法の１つが実行される。プログラムコードは、たとえば、機械可読なキャリア等に記憶してもよい。
【００４７】
他の実施例には、ここに記載の方法の一つを実行するための、機械可読なキャリアに記憶されたコンピュータプログラムを含む。
【００４８】
したがって、言い換えれば、本発明の方法の実施例は、コンピュータ上で実行される際に、ここに記載の方法の１つを実行するための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。
【００４９】
したがって、発明の方法の他の実施例は、ここに記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを記録したデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）である。
【００５０】
したがって、発明の方法の他の実施例は、ここに記載する方法の１つを実行するための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信号のシーケンスである。データストリームまたは信号のシーケンスは、たとえば、インターネットを介してデータ通信接続により転送されるよう構成されてもよい。
【００５１】
他の実施例は、ここに記載の方法の１つを実行するよう構成または適合されたコンピュータまたはプログラム可能論理装置等の処理手段を含む。
【００５２】
他の実施例は、ここに記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムをインストールしたコンピュータを含む。
【００５３】
いくつかの実施例では、プログラム可能論理装置（フィールドプログラマブルゲートアレイ等）を使用してここに記載の方法の機能性のいくつかまたはすべてを実行しても良い。いくつかの実施例においては、フィールドプログラマブルゲートアレイは、ここに記載の方法の１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働してもよい。
一般に、方法は、なんらかのハードウェア装置により実行されることが好ましい。
【００５４】
上記の実施例は、本発明の原則を説明するに過ぎない。当業者には、ここに記載の構成および詳細について、変形および変更が明らかであることは当然である。したがって、発明は請求の範囲によってのみ限定されることを意図し、実施例の記載および説明により提示される特定の詳細によって限定されない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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