(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声入力信号を、前記音声入力信号の第一の長さの区間に適用される周波数領域への第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を使用し、時間分解能の適応切り替えを使用し、その後、結果的に生じた周波数領域ビンの値の量子化及びエントロピ符号化を使用して符号化する方法であって、
前記切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御は、前記音声入力信号の心理音響分析に由来し、
前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換に続いて、前記変換済みの第一の長さの区間内の第二の長さの区間に適用される第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を実行することで、前記時間分解能の適応的な制御を行うステップであり、
前記第二の長さは、前記第一の長さより短く、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の出力値、又は前記第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の出力値及び前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の残りの出力値、の何れかを前記量子化及びエントロピ符号化において処理し、
前記第一および第二の変換の各々の前に、前記第一の長さ又は前記第二の長さの区間の振幅値は、窓関数を使用して加重され、前記第一の長さ又は第二の長さの区間に対する重複加算処理が加えられ、前記第一の長さ及び第二の長さの区間の間の境界における遷移窓に対して、振幅値は非対称窓関数を使用して加重され、前記第二の長さの区間に対して、前記加重のために開始及び停止窓関数が使用される、前記時間分解能の適応的な制御を行うステップと、
符号化出力信号に対して、対応する時間分解能制御情報を副次的情報として添付するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
入力信号の第一の長さの区間に適用される周波数領域への第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を使用して符号化された符号化音声信号を復号化し、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換に続いて、前記変換済みの第一の長さの区間内の第二の長さの区間に適用される第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を実行することで時間分解能を適応的に切り替え、前記第二の長さは、前記第一の長さより短く、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の出力値、又は前記第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の出力値及び前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の残りの出力値、の何れかを量子化及びエントロピ符号化において処理し、
前記第一及び第二の変換の各々の前に、前記第一の長さ又は前記第二の長さの区間の振幅値は、窓関数を使用して加重され、前記第一の長さ又は第二の長さの区間に対する重複加算処理が加えられ、前記第一の長さ及び第二の長さの区間の間の境界における遷移窓に対して、振幅値は非対称窓関数を使用して加重され、前記第二の長さの区間に対して、前記加重のために開始及び停止窓関数が使用され、前記切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御は、前記入力信号の心理音響分析に由来し、対応する時間分解能制御情報を符号化出力信号に対して副次的情報として添付した符号化信号を復号化する方法であって、
前記符号化信号から前記副次的情報を提供するステップと、
前記符号化信号を逆量子化及びエントロピ復号化するステップと、
前記副次的情報に対応して、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第一の長さの信号区間に作用し、復号化信号を提供する、時間領域への第一の逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ又は逆ＤＣＴ−４変換を実行するか、或いは、前記第一の逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ又は逆ＤＣＴ−４変換を実行する前に、第二の逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ又は逆ＤＣＴ−４変換において、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第二の長さの区間を処理するステップと、
を含み、
前記第一及び第二の逆変換後に、前記第一の長さ及び前記第二の長さの区間の振幅値は、窓関数を使用して加重され、前記第一の長さ及び第二の長さの区間に対する重複加算処理が加えられ、遷移窓に対して、振幅値は非対称窓関数を使用して加重され、前記第二の長さの区間に対して、前記加重のために開始及び停止窓関数が使用される、前記復号化方法。
【請求項３】
二つ以上の異なる第二の長さが使用される場合、利用する異なる第二の長さのトポロジを信号伝達するために、変化する時間分解能の領域を示す幾つかの指数、或いは復号化側でアクセス可能な対応するコードブックにおける一致するエントリを示す指数番号が、前記副次的情報に含まれる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
二つ以上の異なる第二の長さが連続して使用される場合、長さは、低周波数線を表す周波数ビンを開始点として増加する、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
前記トポロジは、
選択周波数帯域に対して、変換ビンのスペクトル電力を決定し、前記スペクトル電力の算術平均値をその幾何平均値により割ることで、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を使用してスペクトル平坦性基準ＳＦＭを実行するステップと、
非加重入力信号区間をサブセグメント化し、ｍ個のサブセクションに対して加重及び短変換を実行し、こうした変換の周波数分解能は、前記選択周波数帯域に対応するステップと、
ｍ個の変換セグメントからなる各周波数線に対して、スペクトル電力を決定し、ｍ個のセグメントの幾何平均により割った算術平均を決定することで時間平坦性基準ＴＦＭを計算するステップと、
ＳＦＭ値を使用することで、音調又はノイズ周波数帯域を決定するステップと、
こうした帯域内での時間的変化を認識するために、ＴＦＭ値を使用し、閾値を使用して、前記決定されたノイズ周波数帯域のために、更に細かな時間分解能への切り替えを行うステップと、により決定される、請求項３記載の方法。
【請求項６】
音声入力信号を符号化する装置であって、
前記音声入力信号の第一の長さの区間を周波数領域へ変換するのに適した第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換手段と、
前記変換済みの第一の長さの区間の、前記第一の長さより短い第二の長さの区間を変換するのに適した第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換手段と、
前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換手段の出力値、又は前記第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換手段の出力値及び前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の残りの出力値、を量子化及びエントロピ符号化するのに適した手段と、
前記量子化及び／又はエントロピ符号化の制御を行うと共に、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換手段の出力値、又は前記第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換手段の出力値及び前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の残りの出力値、が前記量子化及びエントロピ符号化手段において処理されるかについて、適応的に制御を行うのに適した手段であって、前記制御は、前記音声入力信号の心理音響分析に由来し、
前記第一および第二の各々の変換の前に、前記第一の長さ又は第二の長さの区間の振幅値は、窓関数を使用して加重され、前記第一の長さ又は第二の長さの区間に対する重複加算処理が加えられ、前記第一の長さ及び第二の長さの区間の間の境界における遷移窓に対して、振幅値は非対称窓関数を使用して加重され、前記加重のために前記第二の長さの区間に対して、開始及び停止窓関数が使用される、前記制御を行うのに適した手段と、
符号化装置出力信号に対して、対応する時間分解能制御情報を副次的情報として添付するのに適した手段と、
を含む、前記装置。
【請求項７】
入力信号の第一の長さの区間に適用される周波数領域への第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を使用して符号化された符号化音声信号を復号化し、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換に続いて、前記変換済みの第一の長さの区間内の第二の長さの区間に適用される第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を実行することで時間分解能を適応的に切り替え、前記第二の長さは、前記第一の長さより短く、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の出力値、又は前記第二のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の出力値及び前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換の残りの出力値、の何れかを量子化及びエントロピ符号化において処理し、前記切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御は、前記入力信号の心理音響分析に由来し、対応する時間分解能制御情報を符号化出力信号に対して副次的情報として添付し、前記第一及び第二の変換の各々の前に、前記第一の長さ又は前記第二の長さの区間の振幅値は、窓関数を使用して加重され、前記第一の長さ又は第二の長さの区間に対する重複加算処理が加えられ、前記第一の長さ及び第二の長さの区間の間の境界における遷移窓に対して、振幅値は非対称窓関数を使用して加重され、前記第二の長さの区間に対して、前記加重のために開始及び停止窓関数が使用された、符号化信号を復号化する装置であって、
前記符号化信号から前記副次的情報を提供すること及び前記符号化信号を逆量子化及びエントロピ復号化することに適した手段と、
前記副次的情報に対応して、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第一の長さの信号区間に作用し、復号化信号を提供する、時間領域への第一の逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ又は逆ＤＣＴ−４変換を実行するか、或いは、前記第一の逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ又は逆ＤＣＴ−４変換を実行する前に、第二の逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ又は逆ＤＣＴ−４変換において、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第二の長さの区間を処理するのに適した手段と、
を含み、
前記第一及び第二の逆変換後に、前記第一の長さ及び前記第二の長さの区間の振幅値は、窓関数を使用して加重され、前記第一の長さ及び第二の長さの区間に対する重複加算処理が加えられ、遷移窓に対して、振幅値は非対称窓関数を使用して加重され、前記加重のために前記第二の長さの区間に対して、開始及び停止窓関数が使用される、前記装置。
【請求項８】
二つ以上の異なる第二の長さが使用される場合、利用する異なる第二の長さのトポロジを信号伝達するために、変化する時間分解能の領域を示す幾つかの指数、或いは復号化側でアクセス可能な対応するコードブックにおける一致するエントリを示す指数番号が、前記副次的情報に含まれる、請求項６又は７記載の装置。
【請求項９】
二つ以上の異なる第二の長さが連続して使用される場合、長さは、低周波数線を表す周波数ビンを開始点として増加する、請求項６乃至８の何れかに記載の装置。
【請求項１０】
前記トポロジは、
選択周波数帯域に対して、変換ビンのスペクトル電力を決定し、前記スペクトル電力の算術平均値をその幾何平均値により割ることで、前記第一のＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４変換を使用してスペクトル平坦性基準ＳＦＭを実行するステップと、
非加重入力信号区間をサブセグメント化し、ｍ個のサブセクションに対して加重及び短変換を実行し、こうした変換の周波数分解能は、前記選択周波数帯域に対応するステップと、
ｍ個の変換セグメントからなる各周波数線に対して、スペクトル電力を決定し、ｍ個のセグメントの幾何平均により割った算術平均を決定することで時間平坦性基準ＴＦＭを計算するステップと、
ＳＦＭ値を使用することで、音調又はノイズ周波数帯域を決定するステップと、
こうした帯域内での時間的変化を認識するために、ＴＦＭ値を使用し、閾値を使用して、前記決定されたノイズ周波数帯域のために、更に細かな時間分解能への切り替えを行うステップと、により決定される、請求項８記載の装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法により符号化された符号化デジタル音声信号が副次的情報と共に記録された、記憶媒体。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、音声信号を符号化するために透かし埋め込み器により実行され、透かしの埋め込みにおいて透かしが埋め込まれる、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換符号化及びスペクトル領域における時間分解の適応切り替えを使用して音声信号を符号化及び復号化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
知覚的音声コーデックでは、音声信号のコンパクトな表現、即ち、冗長性の低減を達成し、元の音声信号との無関係性を減少できるように、フィルタ・バンク及びＭＤＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｄｉｓｃｒｅａｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｍｓｆｏｒｍ：修正離散コサイン変換、順変換）を使用する。音声信号の準定常部分中は、高いコーディング・ゲインを達成するために、フィルタ・バンクの高周波又はスペクトル分解能が有利となるが、こうした高周波分解能は、遷移信号部分中に問題となる粗い時間分解に結びつく。周知の結果は、可聴のプリエコー効果である。
【０００３】
B.エドラー（Edler）氏, “Codierung von Audiosignalen mit ueberlappender
Transformation und adaptiven Fensterfunktionen”, Frequenz, Vol.43, No.9, p.252-256，September  1989  では、時間領域における適応的窓切り替え、及び／又は、長さの異なる二種類の窓関数を交互に使用することによる二種類の分解能の切り替えである変換長切り替えを開示している。米国特許第６，０２９，１２６号公報では、行列乗算を使用してスペクトル帯域を組み合わせることで時間分解能を増加させる長変換について開示している。異なる固定分解能間の切り替えは、時間領域での窓切り替えを避けるために実行される。これを利用して、二種類の分解能を有する不均一なフィルタ・バンクを形成できる。
【０００４】
国際公開第０３／０１９，５３２号パンフレットでは、多相フィルタ・バンクの構築に適した非常に複雑なフィルタ設計法である、コサイン変調フィルタ・バンクでのサブ帯域の結合について開示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エドラー氏が開示した上記の窓及び／又は変換長切り替えは、先読みが長いことによる遅延の長さと、無関係性の最適な減少に十分な分解能の提供を妨げる、短ブロックの周波数分解能の低さとのため、最適なものとは言えない。
【０００６】
本発明により解決する課題は、遷移音声信号部分に対して、高周波分解及び高時間分解を適用して、改良されたコーディング／デコーディング・ゲインを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１及び３において開示した方法により解決される。こうした方法を利用する装置は、請求項２及び４において開示される。
【０００８】
本発明は、第一のフィルタ・バンクの出力の上に、第二の不均一フィルタ・バンク、即ち、カスケードＭＤＣＴを適用することで、改良されたコーディング／デコーディング品質を達成する。本発明のコーデックは、遷移又は高速変化音声信号区間中に、時間周波数表現を再編成するために、付加的な延長フィルタ・バンク（又は多重分解フィルタ・バンク）への切り替えを使用する。
【０００９】
対応する切り替え制御を適用することで、プリエコー効果を回避し、高いコーディング・ゲインが達成される。本発明のコーデックは、低いコーディング遅延（先読み無し）という利点を有する。
【００１０】
原則的に、本発明の符号化方法は、入力信号、例えば、音声信号を、入力信号の第一の長さの区間に適用される周波数領域への第一の順変換を使用し、時間分解能の適応切り替えを使用し、その後、結果的に生じた周波数領域ビンの値の量子化及びエントロピ符号化を使用して符号化するのに適しており、切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御は、入力信号の心理音響分析に由来し、
・第一の順変換に続いて、変換済みの第一の長さの区間の第二の長さの区間に適用される第二の順変換を実行することで達成される時間分解能を適応的に制御するステップであり、第二の長さは、第一の長さより短く、第一の順変換の出力値又は第二の順変換の出力値の何れかを量子化及びエントロピ符号化において処理する、時間分解能を適応的に制御するステップと、
・符号化出力信号に対して、対応する時間分解能制御情報を副次的情報として添付するステップと、を含む方法である。
【００１１】
原則的に、本発明の符号化装置は、入力信号、例えば、音声信号を符号化するのに適しており、
・入力信号の第一の長さの区間を周波数領域へ変換するのに適した第一の順変換手段と、
・変換済みの第一の長さの区間の、第一の長さより短い第二の長さの区間を変換するのに適した第二の順変換手段と、
・第一の順変換手段の出力値又は第二の順変換手段の出力値を量子化及びエントロピ符号化するのに適した手段と、
・量子化及び／又はエントロピ符号化を制御すると共に、第一の順変換手段の出力値又は第二の順変換手段の出力値が量子化及びエントロピ符号化手段において処理されるかについて、適応的に、入力信号の心理音響分析に由来する制御を行うのに適した手段と、
・符号化装置出力信号に対して、対応する時間分解能制御情報を副次的情報として添付するのに適した手段と、を含む装置である。
【００１２】
原則的に、本発明の復号化方法は、入力信号の第一の長さの区間に適用される周波数領域への第一の順変換を使用して符号化された符号化信号、例えば、音声信号であり、第一の順変換に続いて、変換済みの第一の長さの区間の第二の長さの区間に適用される第二の順変換を実行することで時間分解能を適応的に切り替え、第二の長さは、第一の長さより短く、第一の順変換の出力値又は第二の順変換の出力値の何れかを量子化及びエントロピ符号化において処理し、切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御は、入力信号の心理音響分析に由来し、対応する時間分解能制御情報を符号化出力信号に対して副次的情報として添付した符号化信号を復号化するのに適しており、
・符号化信号から副次的情報を提供するステップと、
・符号化信号を逆量子化及びエントロピ復号化するステップと、
・副次的情報に対応して、逆量子化及びエントロピ復号化信号の第一の長さの信号区間に作用し、復号化信号を提供する、時間領域への第一の順逆変換を実行するか、或いは、
・第一の順逆変換を実行する前に、第二の順逆変換において、逆量子化及びエントロピ復号化信号の第二の長さの区間を処理するステップと、を含む復号化方法である。
【００１３】
原則的に、本発明の復号化装置は、入力信号の第一の長さの区間に適用される周波数領域への第一の順変換を使用して符号化された符号化信号、例えば、音声信号であり、第一の順変換に続いて、変換済みの第一の長さの区間の第二の長さの区間に適用される第二の順変換を実行することで時間分解能を適応的に切り替え、第二の長さは、第一の長さより短く、第一の順変換の出力値又は第二の順変換の出力値の何れかを量子化及びエントロピ符号化において処理し、切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御は、入力信号の心理音響分析に由来し、対応する時間分解能制御情報を符号化出力信号に対して副次的情報として添付した符号化信号を復号化するのに適しており、
・副次的情報を提供すること及び符号化信号を逆量子化及びエントロピ復号化することに適した手段と、
・副次的情報に対応して、逆量子化及びエントロピ復号化信号の第一の長さの信号区間に作用し、復号化信号を提供する、時間領域への第一の順逆変換を実行するか、或いは、
・第一の順逆変換を実行する前に、第二の順逆変換において、逆量子化及びエントロピ復号化信号の第二の長さの区間を処理するステップと、を含む装置である。
【００１４】
本発明の有利な追加実施形態は、それぞれの従属請求項において開示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態例を添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１において、コーダ入力音声信号ＣＩＳの各連続重複ブロック又はセグメント又は区間の大きさの値は、窓関数により加重され、対応する変換係数又は周波数ビンを提供する、長（即ち、高周波分解能）ＭＤＣＴフィルタ・バンク又は変換段階又はステップＭＤＣＴ−１において変換される。遷移音声信号区間中には、周波数及び時間フィルタ分解能を変更するために、短固定変換長を備えるか、或いは、異なる短変換長を有する多重分解能ＭＤＣＴフィルタ・バンクであることが好ましい第二のＭＤＣＴフィルタ・バンク又は変換段階又はステップＭＤＣＴ−２を、第一の順変換（即ち同一ブロック上）の周波数ビンに適用し、即ち、一連の不均一ＭＤＣＴを周波数データに適用し、これにより、不均一な時間／周波数表現を生成する。第一の順変換の周波数ビンの各連続重複区間の振幅値は、第二段階の変換の前に窓関数により加重する。加重に使用される窓関数は、図４乃至図７及び式（３）及び（４）に関連して説明する。ＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ変換の場合、区間は、５０％重複する。様々な変換が使用される場合、重複の度合いは異なる可能性がある。
【００１７】
段階またはステップＭＤＣＴ−２に二種類の異なる長さのみが使用される場合、そのステップ又は段階は、単独で考えた場合、上記のエドラー氏のコーデックと同様である。
【００１８】
第二のＭＤＣＴフィルタ・バンクＭＤＣＴ−２のオン又はオフの切り替えは、第一及び第二のスイッチＳＷ１及びＳＷ２を使用して実行可能であり、心理音響分析器段階又はステップＰＳＹＭと統合された、あるいは並行して動作する、フィルタ・バンク制御部またはステップＦＢＣＴＬにより制御され、ＰＳＹＭとＦＢＣＴＬとは共に信号ＣＩＳを受信する。段階又はステップＰＳＹＭは、入力信号ＣＩＳからの時間又は空間情報を使用する。第二段階フィルタＭＤＣＴ−２のトポロジ又は状態は、副次的情報としてコード化され、コーダ出力ビットストリームＣＯＳとなる。スイッチＳＷ２から出力された周波数データは、心理音響分析器ＰＳＹＭ、特に、量子化ステップのサイズにより制御される、量子化器及びエントロピ符号化段階又はステップＱＵＣＯＤにおいて量子化及びエントロピ符号化される。段階ＱＵＣＯＤからの出力（符号化周波数ビン）及びＦＢＣＴＬからの出力（トポロジ又は状態情報又は時間分解能制御情報又は切り替え情報ＳＷＩ又は副次的情報）は、ストリーム・パッカー・ステップ又は段階ＳＴＲＰＣＫにおいて結合され、出力ビット・ストリームＣＯＳを形成する。
【００１９】
量子化は、ひずみ信号の挿入に置き換えることができる。図２において、デコーダ側では、デコーダ入力ビット・ストリームＤＩＳのデパッキングと、これに対応する復号化及び逆「量子化」（又は再量子化）とが、デパッキング、復号化、及び再量子化段階又はステップＤＰＣＲＱＵにおいて行われ、これによりＤＰＣＲＱＵは、復号化周波数ビン及び切り替え情報ＳＷＩを提供する。対応する逆不均一ＭＤＣＴステップ又は段階ｉＭＤＣＴ−２は、切り替え情報ＳＷＩを介してビットストリームにより信号が送られた場合、例えば、スイッチＳＷ３及びＳＷ４を使用して、こうした符号化復号化周波数ビンに適用される。逆変換値の各連続区間の振幅値は、ステップ又は段階ｉＭＤＣＴ−２での変換に続いて、窓関数により加重され、加重後、重複加算処理が行われる。信号は、復号化周波数ビンに対して、或いは、ステップ又は段階ｉＭＤＣＴ−２の出力に対して、対応する逆高分解能ＭＤＣＴステップ又は段階ｉＭＤＣＴ−１を適用することで再構築される。逆変換値の各連続区間の振幅値は、ステップ又は段階ｉＭＤＣＴ−１での変換に続いて、窓関数により加重され、加重後、重複加算処理が行われる。その後、ＰＣＭ音声デコーダ出力信号ＤＯＳとなる。復号化側で適用された変換長は、対応する移動長を鏡写ししたものとなり、即ち、受領した値の同じブロックが二度逆変換される。加重に使用される窓関数は、図４乃至図７及び式（３）及び（４）に関連して説明する。逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ変換の場合、区間は、５０％重複する。様々な逆変換が使用される場合、重複の度合いは異なる可能性がある。
【００２０】
図３は、上記の処理、即ち、第一及び第二の段階のフィルタ・バンクの適用を示している。左側では、時間領域サンプルのブロックは、長ＭＤＣＴにおいて、窓処理され、周波数領域へ変換される。遷移音声信号区間中には、一連の不均一ＭＤＣＴが周波数データに適用され、図３の右側に示した不均一な時間／周波数表現が生成される。時間／周波数表現は、灰色又は斜線で表示する。
【００２１】
第一の段階の変換又はフィルタ・バンクＭＤＣＴ−１の時間／周波数表現（左側）は、定常信号区間を符号化するのに最適な高周波又はスペクトル分解能を提供する。フィルタ・バンクＭＤＣＴ−１及びｉＭＤＣＴ−１は、５０％の重複ブロックを有する一定サイズのＭＤＣＴ及びｉＭＤＣＴのペアを表す。フィルタ・バンクｉＭＤＣＴ−１においてオーバレイ及び加算（ＯＬＡ）を使用して、時間領域のエイリアスをキャンセルする。そのため、フィルタ・バンクペアＭＤＣＴ−１及びｉＭＤＣＴ−１は、理論上完全な再構築が可能となる。高速で変化する信号区間、特に遷移信号は、人間の知覚に一致する分解能、あるいは時間／周波数に同調させた最大信号圧縮を表す分解能により、時間／周波数において良好に表現される。これは、第一の順変換フィルタ・バンクＭＤＣＴ−１において選択された周波数ビンのブロックに対して、第二の変換フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２を適用することで達成される。
【００２２】
第二の順変換は、図３の中間部分に示したように、５０％重複したサイズの異なる窓を使用すること、及び、あるサイズから別のサイズへ切り替える時に、遷移窓関数（即ち、非対称の傾斜をそれぞれ有する「エドラー窓関数」）を使用することを特徴とする。窓サイズは、長さ４から始まり、長さ２ｎまでであり、ｎは、２より大きな整数である。窓サイズ「４」は、二個の周波数ビンと、二倍の時間分解能を組み合わせ、窓サイズ２ｎは、２（ｎ−１）個の周波数ビンを組み合わせ、時間分解能を２（ｎ−１）倍させる。ＭＤＣＴの連続の先頭及び終わりでは、特殊な開始及び停止窓関数（遷移窓）を使用する。復号化側において、フィルタ・バンクｉＭＤＣＴ−２は、ＯＬＡを含む逆変換を適用する。これにより、フィルタ・バンクペアＭＤＣＴ−２／ｉＭＤＣＴ−２は、理論上完全な再構築が可能となる。フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２の出力データは、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２を適用する時には含まれていなかった、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−１の単一分解能のビンと組み合わせる。
【００２３】
フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２の各変換又はＭＤＣＴの出力は、第一の順変換の結合周波数ビンの時間反転させた時間サンプルであると解釈できる。これにより、図３の右側に示したような不均一な時間／周波数表現の構築が実現可能になるという利点が生じる。
【００２４】
フィルタ・バンク制御部又はステップＦＢＣＴＬは、心理音響分析器段階又はステップＰＳＹＭにおける心理音響モデルからの時間データ及び励起パターンを使用して、実際の処理ブロックの信号分析を実行する。簡略化した実施形態において、ＦＢＣＴＬは、遷移信号区間中、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２の固定フィルタトポロジに切り替わり、このフィルタ・バンクは、人間の知覚の時間／周波数分解能を利用し得る。所望のフィルタ・バンクＭＤＣＴ−２のトポロジをコードブックのエントリとして復号化側へ信号で伝えるには、ほんの僅かなビット数の副次的情報のみで済むという利点がある。
【００２５】
更に複雑な実施形態において、フィルタ・バンク制御部又はステップＦＢＣＴＬは、入力信号ＣＩＳのスペクトル及び時間平坦性を評価し、柔軟性のあるフィルタ・バンクＭＤＣＴ−２のフィルタトポロジを決定する。本実施形態では、フィルタ・バンクｉＭＤＣＴ−２の構築を可能にするためには、開始窓、遷移窓、及び停止窓位置のコード化開始位置をデコーダに対して送信することで十分となる。
【００２６】
心理音響モデルは、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−１の分解能に等しい高スペクトル分解能を利用すると同時に、スペクトルは粗いが、時間分解能の高い信号分析を利用する。この第二の分解能は、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２のもっとも粗い周波数分解能に一致させることができる。
【００２７】
別の方法として、心理音響モデルは、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−１の出力により直接駆動可能であり、遷移信号区間中は、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２の適用に続いて、図３の右側に示した時間／周波数表現により駆動できる。
【００２８】
以下、更に詳細なシステムの説明を行う。
【００２９】
ＭＤＣＴ
修正離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）及び逆ＭＤＣＴ（ｉＭＤＣＴ：ｉｎｖｅｒｓｅ  ＭＤＣＴ）は、臨界サンプリング・フィルタ・バンクを表すものと考えることができる。ＭＤＣＴは、当初、J.P. プリンスン（Princen）氏及びA.B. ブラッドレー（Bradley）氏により、“Analysis/synthesis  filter  bank  design  based  on  time  domain  aliasing  cancellation”，IEEE  Transactions  on  Acoust．Speech  Sig.  Proc.  ASSP-34 (5)，pp.1153-1161，1986  において「Oddly-stacked  time  domain  alias  cancellation  transform」と命名された。
【００３０】
H.S. マルバー（Malvar）氏，“Signal  processing  with  lapped  transform”，Artech  House  Inc.，Norwood，1992、及びM. テメリナック（Temerinac）氏，B. エドラー（Edler）氏, “A  unified  approach  to  lapped  orthogonal  transforms”，IEEE  Transactions  on  Image  Processing，Vol.1,  No.1, pp.111-116，January  1992では「Modulated  Lapped  Transform (MLT)」と呼び、重複直交変換との全般的な関係を示すと共に、ＱＭＦフィルタ・バンクの特殊なケースであることも証明した。
【００３１】
変換及び逆変換の式を式（１）及び（２）に記載する。
【数１】
0005627843.tif 000002
【００３２】
こうした変換において、５０％重複ブロックが処理される。符号化側では、何れの場合も、Ｎ個のサンプルのブロックが窓処理され、大きさの値が窓関数ｈ（ｎ）により加重され、その後、Ｋ＝Ｎ／２個の周波数ビンに変換され、ここでＮは整数となる。復号化側では、逆変換により、Ｍ個の周波数ビンがＮ個の時間サンプルに、その都度変換され、その後、大きさの値が窓関数ｈ（ｎ）により加重され、ここでＮ及びＭは整数となる。その後のオーバレイ加算手順により、時間エイリアスをキャンセルする。窓関数ｈ（ｎ）は、完全な再構築を可能にするために、幾つかの制約を満たす必要がある。式（３）及び（４）を参照されたい。
【数２】
0005627843.tif 000003
【００３３】
分析及び合成窓関数は異なるものであってよいが、復号化において使用される逆変換長は、符号化で使用された変換長に対応する。しかしながら、この選択肢は、ここでは考慮しない。適切な窓関数は、（５）に記載のサイン窓関数である。
【数３】
0005627843.tif 000004
【００３４】
上記の論文において、エドラー氏は、遷移窓を使用してＭＤＣＴ時間周波数分解能を切り替えることを示した。遷移窓１、１０を使用した長変換から八個の短変換への切り替え（遷移条件により生じる）の例を、図４の下部に示しており、ここでは、窓関数のゲインＧを垂直方向に、時間、即ち、入力信号サンプルを水平方向に示している。図４の上部は、定常状態の状況において適用される三つの連続する基本窓関数Ａ、Ｂ、及びＣを示している。
【００３５】
遷移窓関数は、長変換の長さＮＬを有する。小さい窓側の端部には、ｒ個のゼロ振幅窓関数サンプルが存在する。ＮＬ／２に位置する窓関数の中心に向かい、小変換（Ｎｓｈｏｒｔサンプルの長さを有する）用の鏡写しの半分の窓関数が続き、更に、「１」（又は「単一」定数）の値を有するｒ個の窓関数サンプルが続く。図５の左側では、短い窓へ向かう遷移について、図５の右側では短い窓からの遷移について、原理を示している。値ｒは、次のように表される。
【数４】
0005627843.tif 000005
【００３６】
多重分解能フィルタ・バンク
第一段階のフィルタ・バンクＭＤＣＴ−１、ｉＭＤＣＴ−１は、例えば１５乃至２５Ｈｚのサブバンド・フィルタ帯域幅を有する高分解能ＭＤＣＴフィルタ・バンクである。例えば３２乃至４８ｋＨｚの音声サンプリング・レートに対して、ＮＬの通常の長さは２０４８サンプルとなる。窓関数ｈ（ｎ）は、式（３）及び（４）を満たす。フィルタＭＤＣＴ−１の適用後、好適な実施形態では、１０２４個の周波数ビンが存在する。定常入力信号区間において、こうしたビンは、心理音響的な考慮に従って量子化される。
【００３７】
高速変化する遷移入力信号区間は、第一のＭＤＣＴのビンに適用される追加のＭＤＣＴにより処理する。この追加ステップ又は段階では、図３の右側に示したように、２、４、８、１６、又はそれより多くのサブバンドを融合し、これにより時間分解能を増加させる。
【００３８】
図６は、周波数領域内での第二段階のＭＤＣＴ用に加えた一連の窓処理の例を示している。したがって、水平軸線は、ｆ／ビンに関連する。遷移窓関数は、時間領域と同様に、図５及び式（６）にしたがって設計されている。特殊な開始窓関数ＳＴＷ及び停止窓関数ＳＰＷは、変換信号の開始及び終了区画、即ち、最初及び最後のＭＤＣＴを扱う。こうした開始及び停止窓関数の設計原理を図７に示す。こうした窓関数の一方の半分は、通常又は標準の窓関数ＮＷ、例えば、式（５）によるサイン窓関数の半分の窓関数を鏡写しにしたものである。こうした窓関数の他方の半分では、隣接する半分が「１」（又は「単一」定数）の連続的なゲインを有し、他の半分はゼロのゲインを有する。
【００３９】
ＭＤＣＴの特性から、ＭＤＣＴ−２の実行は、部分的な逆変換と見なすこともできる。第二段階のＭＤＣＴの順ＭＤＣＴを適用する時、こうした新たなＭＤＣＴ（ＭＤＣＴ−２）のそれぞれは、元の窓処理済みビンを結合させた新たな周波数線（ビン）とみなすことが可能であり、その新たなＭＤＣＴの時間反転出力は、新たな時間ブロックと見なすことができる。図８及び図９の提示は、この仮定又は条件に基づいている。
【００４０】
図６の指数ｋｉは、変化する時間分解能の領域を示す。位置ゼロから始まる位置ｋ１−１までの周波数ビンは、単一の時間分解能に対応する、第一の順変換（ＭＤＣＴ−１）からコピーされる（即ち、第一の順変換を表す）。
【００４１】
指数ｋ１−１から指数ｋ２のビンは、ｇ１の周波数線に変換される。ｇ１は、実行された変換数に等しい（重複する窓の数に対応する数であり、第二又は上位の変換レベルＭＤＣＴ−２における周波数ビン数とみなすことができる）。図６において、指数ｋ１は第一の順変換の第二のサンプルとして選択されているため、開始指数は、ビンｋ１−１となる（第一のサンプルは振幅ゼロを有する。図１０ａを参照）。
【００４２】
ｇ１＝（窓処理済みビン数）／（Ｎ／２）−１＝（ｋ２−ｋ１＋１）／２−１であり、例えば、標準の窓サイズＮが４ビンであれば、このサイズにより、二倍の時間分解能を備えた区間が形成される。
【００４３】
指数ｋ２−３から指数ｋ３＋４のビンは、ｇ２の周波数線（変換）に結合され、即ち、ｇ２＝（ｋ３−ｋ２＋２）／４−１となる。例えば、標準の窓サイズが８ビンであれば、このサイズにより、四倍の時間分解能を備えた区間が生じる。
【００４４】
図６において、次の区間は、例えば１６ビンに渡る窓（変換長）により変換され、このサイズにより、八倍の時間分解能を有する区間が生じる。窓処理は、ビンｋ３−５で開始される。これが選択された最後の解像度である場合（図６では当てはまる）、窓処理はビンｋ４＋４で終了し、そうでない場合はビンｋ４で終了する。
【００４５】
低周波数線に対応する周波数ビンから始まる連続変換ブロックにおいて、第二段階の変換の順序（即ち、長さ）が可変である場合、第一の第二段階ＭＤＣＴは、小さな順位数で開始し、後続の第二段階ＭＤＣＴは、高い順位数を有する。完全な再構築の特性を満たす遷移窓を使用する。
【００４６】
図６による処理を図１０において更に説明する。図１０は、より良好な時間分解能を達成する第二の（即ち、カスケード）変換（ＭＤＣＴ−２）の範囲を示す周波数指数のサンプル精度の割り当てを示している。円は、第一又は初期変換（ＭＤＣＴ−１）のビン位置、即ち、周波数線を表す。
【００４７】
図１０ａは、二倍の時間分解能を提供するために使用された四点の第二段階ＭＤＣＴの範囲を示している。図示した五つのＭＤＣＴ区間は、五本の新たなスペクトル線を形成する。図１０ｂは、四倍の時間分解能を提供するために使用された八点の第二段階ＭＤＣＴの範囲を示している。三つのＭＤＣＴ区間を示している。図１０ｃは、八倍の時間分解能を提供するために使用された１６点の第二段階ＭＤＣＴの範囲を示している。四つのＭＤＣＴ区間を示している。
【００４８】
デコーダ側において、定常信号は、フィルタ・バンクｉＭＤＣＴ−１、即ち、時間エイリアスをキャンセルするためにオーバレイ加算手順（ＯＬＡ）を含む長変換ブロックのｉＭＤＣＴを使用して復元される。ビット・ストリームにおいて信号で指示された場合、復号化又はデコーダは、それぞれ、フィルタ・バンクｉＭＤＣＴ−１を適用する前に、信号伝達されたトポロジ（ＯＬＡを含む）に従った一連のｉＭＤＣＴを適用することで、多重分解能フィルタ・バンクｉＭＤＣＴ−２へ切り替わる。
【００４９】
フィルタ・バンク・トポロジのデコーダへの信号伝達
最も単純な実施形態では、フィルタ・バンクＭＤＣＴ−２／ｉＭＤＣＴ−２用の単一の固定トポロジを利用し、伝送ビット・ストリーム中の単一ビットにより、これを信号伝達する。トポロジの固定セットを更に使用する場合、対応するビット数を使用して、現在使用されているトポロジの一つを信号伝達する。更に進んだ実施形態では、固定コードブック・トポロジのセットから最善のものを取り出し、対応するコードブック・エントリをビット・ストリーム内部で信号伝達する。
【００５０】
第二段階の変換のフィルタ・トポロジが固定ではない実施形態において、対応する副次的情報が符号化出力ビット・ストリームにおいて送信される。好ましくは、指数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、．．．、ｋｅｎｄが送信される。
【００５１】
四倍の分解能で開始され、ｋ２は、ビン・ゼロに等しいｋ１と同じ値で送信される。最大の時間分解能より粗い時間分解能で終了するトポロジにおいて、ｋｅｎｄで送信される値は、ｋ４、ｋ３、．．．にコピーされる。
【００５２】
次の表では、これを幾つかの例により示している。ｂｉは、値として周波数ビンの代わりになるものである。
【表１】
0005627843.tif 000006
【００５３】
人間の聴覚系の時間的心理音響特性のため、信号伝達は、周波数と共に増加する時間分解能を備えたトポロジに限定しても十分となる。
【００５４】
フィルタ・バンク・トポロジの例
図８及び９は、第二段階のフィルタ・バンクの多重分解能Ｔ／Ｆ（時間／周波数）エネルギプロット二例を示している。図８は、「８倍時間分解能のみ」のトポロジを示している。図８ａにおける時間領域信号の遷移は、経時的な振幅として示している（時間はサンプル単位で表現）。図８ｂは、第一段階のＭＤＣＴの対応するＴ／Ｆエネルギ・プロット（一変換ブロックに対応する標準化時間に渡るビン内での周波数）、図８ｃは、第二段階のＭＤＣＴの対応するＴ／Ｆプロット（８×１２８時間周波数タイル）を示している。
【００５５】
図９は、「１倍、２倍、４倍、８倍のトポロジ」を示す。図９ａにおける時間領域信号の遷移は、経時的な振幅として示している（時間はサンプル単位で表現）。図９ｂは、第二段階のＭＤＣＴの対応するＴ／Ｆプロットを示しており、これにより、低帯域部分の周波数分解能は、人間の聴覚系における知覚の帯域幅（臨界帯域）に比例して選択され、合計１０２４の係数について、ｂＮ１＝１６、ｂＮ２＝１６、ｂＮ４＝１６、ｂＮ８＝１１４である（これらの数は以下の意味を有する。１６本の周波数線が単一の時間分解能を有し、１６本の周波数線が二倍、１６本の周波数線が四倍、１１４本の周波数線が八倍の時間分解能を有する）。低周波数には単一の区画が存在し、その後、二区画、四区画となり、約ｆ＝５０より上では、八区画となる。
【００５６】
フィルタ・バンクの制御
最も単純な実施形態では、任意の最新の遷移検出器を使用して、人間の知覚のＴ／Ｆ分解能に一致する或いは近づく固定トポロジへの切り替えを行う。好適な実施形態では、更に進んだ制御処理を使用する。
−スペクトル平坦性基準ＳＦＭを、例えば式（７）により、電力スペクトル密度ＰｍのＭ周波数線（ｆｂｉｎ）の選択帯域に渡って、ＮＬ個のサンプル、即ち、ＭＤＣＴ−１の長さを有する長変換ブロックの窓処理信号の離散型フーリエ変換（ＤＥＴ）を使用して計算する（選択帯域は臨界帯域に比例する）。
−ＮＬ個のサンプルの分析ブロックを、Ｓ≧８の重複ブロックに分割し、Ｓ回の窓処理ＤＦＴをサブブロックに加える。Ｓ列（時間分解能、ｔｂｌｏｃｋ）と、各ＤＦＴの周波数線数に従った行数とを有する行列に結果を配置し、Ｓは整数とする。
−ＳのスペクトログラムＰｓ、例えば、電力スペクトル密度又は心理音響的に成形したスペクトログラム（又は励起パターン）を計算する。
−各周波数線について、式（８）により時間平坦性基準（ＴＦＭ）を決定する。
−ＳＦＭベクトルを使用して、音調又はノイズ帯域を決定し、ＴＦＭベクトルを使用して、こうした帯域内での時間的変化を認識する。閾値を使用して、多重分解能フィルタ・バンクへの切り替えを行うか、どのトポロジを選び出すかを決定する。
ＳＦＭ＝算術平均値［ｆｂｉｎ］／幾何平均値［ｆｂｉｎ］
【数５】
0005627843.tif 000007
ＴＦＭ＝算術平均値［ｔｂｌｏｃｋ］／幾何平均値［ｔｂｌｏｃｋ］
【数６】
0005627843.tif 000008
【００５７】
異なる実施形態において、トポロジは、以下のステップにより決定される。
−選択周波数帯域に対して、変換ビンのスペクトル電力を決定し、スペクトル電力値の算術平均値をその幾何平均値により割ることで、第一の順変換を使用してスペクトル平坦性基準ＳＦＭを実行する。
−非加重入力信号区間をサブセグメント化し、ｍ個のサブセクションに対して加重及び短変換を実行する。ここで、こうした変換の周波数分解能は、選択周波数帯域に対応する。
−ｍ個の変換セグメントからなる各周波数線に対して、スペクトル電力を決定し、ｍ個のセグメントの幾何平均により割った算術平均を決定することで時間平坦性基準ＴＦＭを計算する。
−ＳＦＭベクトルを使用することで、音調又はノイズ帯域を決定する。
−こうした帯域内での時間的変化を認識するために、ＴＦＭ値を使用する。閾値を使用して、指示されたノイズ周波数帯域のために、更に細かな時間分解能への切り替えを行う。
【００５８】
ＭＤＣＴは、ＤＣＴ、特にＤＣＴ−４に置き換えることができる。本発明は、音声信号に適用する代わりに、対応する形で映像信号にも適用され、その場合、心理音響分析器ＰＳＹＭは、人間の視覚系の特性を考慮する分析器に置き換える。
【００５９】
本発明は、透かし埋め込み器において使用可能である。直接的な埋め込みと比較して、本発明の多重分解能フィルタ・バンクを使用して音声又は映像信号にデジタル透かし情報を埋め込むことの利点は、透かし情報の伝送及び受信側での透かし情報の検出における堅牢性の増加である。
【００６０】
本発明の一実施形態において、カスケード・フィルタ・バンクは、音声透かしシステムで使用される。透かしエンコーダでは、第一の（整数）ＭＤＣＴを実行する。第一の透かしは、心理音響的に制御された埋め込み処理を使用して、ビン０乃至ｋ１−１に挿入される。この透かしの目的は、透かしデコーダでのフレーム同期にすることができる。第二段階の可変サイズ（整数）ＭＤＣＴは、上記のように、ビン指数ｋ１から開始するビンに適用される。この第二の段階の出力は、出力を時間反転時間ブロックとして解釈し、各第二段階ＭＤＣＴを新たな周波数線（ビン）として解釈することで、時間周波数表現を得るために再分類される。第二の透かし信号は、心理音響的な考慮により制御される減衰係数を使用することで、こうした新たな周波数線のそれぞれに追加される。データは再分類され、逆（整数）ＭＤＣＴ（上記の第二段階ＭＤＣＴに関連する）は、窓処理及びオーバレイ／加算を含め、上記の実施形態（デコーダ）について説明したように実行される。第一の順変換に関連するスペクトル全体が復元される。そのデータ、窓処理、及びオーバレイ／加算に対して実行されるフルサイズの逆（整数）ＭＤＣＴにより、透かしが埋め込まれた時間信号が復元される。
【００６１】
多重分解能フィルタ・バンクは、透かしデコーダ内でも使用される。ここでは、第二段階ＭＤＣＴのトポロジは、アプリケーションにより固定される。
本発明は以下の態様を含む。
（付記１）
入力信号（ＣＩＳ）、例えば、音声信号を、前記入力信号の第一の長さ（ＮL）の区間に適用される周波数領域への第一の順変換（ＭＤＣＴ−１）を使用し、時間分解能の適応切り替えを使用し、その後、結果的に生じた周波数領域ビンの値の量子化及びエントロピ符号化（ＱＵＣＯＤ）を使用して符号化する方法であって、
前記切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御（ＰＳＹＭ、ＦＢＣＴＬ）は、前記入力信号の心理音響分析に由来し、
前記第一の順変換（ＭＤＣＴ−１）に続いて、前記変換済みの第一の長さの区間の第二の長さ（Ｎshort）の区間に適用される第二の順変換（ＭＤＣＴ−２）を実行することで、前記時間分解能の適応的な制御（ＳＷ１、ＳＷ１、ＳＷＩ）を行うステップであり、前記第二の長さは、前記第一の長さ（ＮL）より短く、前記第一の順変換の出力値又は前記第二の順変換の出力値の何れかを前記量子化及びエントロピ符号化（ＱＵＣＯＤ）において処理する、時間分解能を適応的に制御するステップと、
符号化出力信号（ＣＯＳ）に対して、対応する時間分解能制御情報（ＳＷＩ）を副次的情報として添付（ＳＴＲＰＣＫ）するステップと、
を含む、前記方法。
（付記２）
入力信号（ＣＩＳ）、例えば、音声信号を符号化する装置であって、
前記入力信号の第一の長さ（ＮL）の区間を周波数領域へ変換するのに適した第一の順変換手段（ＭＤＣＴ−１）と、
前記変換済みの第一の長さの区間の、前記第一の長さ（ＮL）より短い第二の長さ（Ｎshort）の区間を変換するのに適した第二の順変換手段（ＭＤＣＴ−２）と、
前記第一の順変換手段の出力値又は前記第二の順変換手段の出力値を量子化及びエントロピ符号化するのに適した手段（ＱＵＣＯＤ）と、
前記量子化及び／又はエントロピ符号化を制御すると共に、前記第一の順変換手段の出力値又は前記第二の順変換手段の出力値が前記量子化及びエントロピ符号化手段において処理されるかについて、適応的に、前記入力信号の心理音響分析に由来する制御を行うのに適した手段と、
符号化装置出力信号（ＣＯＳ）に対して、対応する時間分解能制御情報（ＳＷＩ）を副次的情報として添付するのに適した手段（ＳＴＲＰＣＫ）と、
を含む、前記装置。
（付記３）
入力信号の第一の長さ（ＮL）の区間に適用される周波数領域への第一の順変換（ＭＤＣＴ−１）を使用して符号化された符号化信号（ＤＩＳ）、例えば、音声信号であり、前記第一の順変換（ＭＤＣＴ−１）に続いて、前記変換済みの第一の長さの区間の第二の長さ（Ｎshort）の区間に適用される第二の順変換（ＭＤＣＴ−２）を実行することで時間分解能を適応的に切り替え（ＳＷ１、ＳＷ２）、前記第二の長さは、前記第一の長さ（ＮL）より短く、前記第一の順変換の出力値又は前記第二の順変換の出力値の何れかを量子化及びエントロピ符号化（ＱＵＣＯＤ）において処理し、前記切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御（ＰＳＹＭ、ＦＢＣＴＬ）は、前記入力信号の心理音響分析に由来し、対応する時間分解能制御情報（ＳＷＩ）を符号化出力信号（ＣＯＳ）に対して副次的情報として添付した符号化信号を復号化する方法であって、
前記符号化信号（ＤＩＳ）から前記副次的情報（ＳＷＩ）を提供（ＤＰＣＲＱＵ）するステップと、
前記符号化信号（ＤＩＳ）を逆量子化及びエントロピ復号化（ＤＰＣＲＱＵ）するステップと、
前記副次的情報に対応して、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第一の長さ（ＮL）の信号区間に作用し、復号化信号（ＤＯＳ）を提供する、時間領域への第一の順逆変換（ｉＭＤＣＴ−１）を実行するか、或いは、前記第一の順逆変換（ｉＭＤＣＴ−１）を実行する前に、第二の順逆変換（ｉＭＤＣＴ−２）において、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第二の長さ（Ｎshort）の区間を処理するステップと、
を含む、前記復号化方法。
（付記４）
入力信号の第一の長さ（ＮL）の区間に適用される周波数領域への第一の順変換（ＭＤＣＴ−１）を使用して符号化された符号化信号（ＤＩＳ）、例えば、音声信号であり、前記第一の順変換（ＭＤＣＴ−１）に続いて、前記変換済みの第一の長さの区間の第二の長さ（Ｎshort）の区間に適用される第二の順変換（ＭＤＣＴ−２）を実行することで時間分解能を適応的に切り替え（ＳＷ１、ＳＷ２）、前記第二の長さは、前記第一の長さ（ＮL）より短く、前記第一の順変換の出力値又は前記第二の順変換の出力値の何れかを量子化及びエントロピ符号化（ＱＵＣＯＤ）において処理し、前記切り替え、量子化、及び／又はエントロピ符号化の制御（ＰＳＹＭ、ＦＢＣＴＬ）は、前記入力信号の心理音響分析に由来し、対応する時間分解能制御情報（ＳＷＩ）を符号化出力信号（ＣＯＳ）に対して副次的情報として添付した符号化信号を復号化する装置であって、
前記符号化信号（ＤＩＳ）から前記副次的情報（ＳＷＩ）を提供すること及び前記符号化信号を逆量子化及びエントロピ復号化することに適した手段（ＤＰＣＲＱＵ）と、
前記副次的情報に対応して、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第一の長さ（ＮL）の信号区間に作用し、復号化信号（ＤＯＳ）を提供する、時間領域への第一の順逆変換を実行するか、或いは、前記第一の順逆変換を実行する前に、第二の順逆変換において、前記逆量子化及びエントロピ復号化信号の第二の長さ（Ｎshort）の区間を処理するのに適した手段（ｉＭＤＣＴ−１、ｉＭＤＣＴ−２、ＳＷ３、ＳＷ４）と、
を含む、前記装置。
（付記５）
前記第一及び第二の順変換は、ＭＤＣＴ又は整数ＭＤＣＴ又はＤＣＴ−４又はＤＣＴ変換であり、前記第一及び第二の順変換は、それぞれ逆ＭＤＣＴ又は逆整数ＭＤＣＴ又は逆ＤＣＴ−４又は逆ＤＣＴ変換である、付記１又は３記載の方法又は付記２又は４記載
の装置。
（付記６）
符号化側での前記変換の前、及び復号化側での前記変換後に、前記第一の長さ及び前記第二の長さの振幅値は、窓関数を使用して加重され、前記第一の長さ及び第二の長さの区間に対する重複加算処理が加えられ、遷移窓に対して、振幅値は非対称窓関数を使用して加重され、前記第二の長さの区間に対して、開始及び停止窓関数が使用される、付記１、３、又は５記載の方法又は付記２、４、又は５記載の装置。
（付記７）
二つ以上の異なる第二の長さが使用される場合、利用する異なる第二の長さのトポロジを信号伝達するために、変化する時間分解能の領域を示す幾つかの指数、或いは復号化側でアクセス可能な対応するコードブックにおける一致するエントリを示す指数番号が、前記副次的情報に含まれる、付記１、３、５、又は６記載の方法又は付記２及び４乃至
６の何れかに記載の装置。
（付記８）
二つ以上の異なる第二の長さが連続して使用される場合、長さは、低周波数線を表す周波数ビンを開始点として増加する、付記１、３、及び５乃至７の何れかに記載の方法又は付記２及び４乃至７の何れかに記載の装置。
（付記９）
前記トポロジは、
選択周波数帯域に対して、変換ビンのスペクトル電力を決定し、前記スペクトル電力値の算術平均値をその幾何平均値により割ることで、前記第一の順変換を使用してスペクトル平坦性基準ＳＦＭを実行するステップと、
非加重入力信号区間をサブセグメント化し、ｍ個のサブセクションに対して加重及び短変換を実行し、こうした変換の周波数分解能は、選択周波数帯域に対応するステップと、
ｍ個の変換セグメントからなる各周波数線に対して、スペクトル電力を決定し、ｍ個のセグメントの幾何平均により割った算術平均を決定することで時間平坦性基準ＴＦＭを計算するステップと、
ＳＦＭベクトルを使用することで、音調又はノイズ周波数帯域を決定するステップと、
こうした帯域内での時間的変化を認識するために、ＴＦＭ値を使用し、閾値を使用して、前記確認されたノイズ周波数帯域のために、更に細かな時間分解能への切り替えを行うステップと、により決定される、付記７又は８記載の方法又は装置。
（付記１０）
付記１及び５乃至９の何れかに記載の方法により符号化されたデジタル映像信号。
（付記１１）
付記１０記載のデジタル映像信号を収容又は格納する、或いは付記１０記載のデジタル映像信号が記録された、記憶媒体、例えば光ディスク。
（付記１２）
透かし埋め込み器における、付記１及び５乃至９のいずれかに記載の方法の使用。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のエンコーダを示す図である。
【図２】本発明のデコーダを示す図である。
【図３】長ＭＤＣTにより窓処理及び変換した音声サンプルのブロックと、周波数データに適用した一連の不均一ＭＤＣＴとを示す図である。
【図４】ＭＤＣＴのブロック長を変化させることで時間−周波数分解能を変化させることを示す図である。
【図５】遷移窓を示す図である。
【図６】第二段階のＭＤＣＴに対する窓の連続の例を示す図である。
【図７】第一及び最後のＭＤＣＴに対する開始及び停止窓を示す図である。
【図８】遷移の時間領域信号と、第一のＭＤＣＴ段階のＴ／Ｆプロットと、八倍の時間分解能トポロジを備えた第二段階のＭＤＣＴのＴ／Ｆプロットとを示す図である。
【図９】遷移の時間領域信号と、単一、二倍、四倍、及び八倍の時間分解能トポロジの第二段階のフィルタ・バンクＴ／Ｆプロットとを示す図である。
【図１０】図６による窓処理を更に詳細に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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