(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭帯域なオーディオ信号の符号化情報を有するビットストリームから広帯域なオーディオ信号を復号するオーディオ復号装置であって、
前記ビットストリームから前記符号化情報を分離するビットストリーム分離手段と、
分離された前記符号化情報から狭帯域なオーディオ信号を復号する復号手段と、
前記復号された狭帯域なオーディオ信号を複数のサブバンド信号から構成される第１サブバンド信号に分割する分析フィルタバンクと、
前記第１サブバンド信号から、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成する帯域拡張手段と、
前記第２サブバンド信号のサブバンド信号に発生するエイリアシング成分を抑制するように、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のエイリアシングの度合いに基づいてゲインを調整するエイリアシング除去手段と、
前記第１サブバンド信号と前記第２サブバンド信号とを合成して広帯域なオーディオ信号を得る、実数演算の合成フィルタバンクとを備える、ことを特徴とするオーディオ復号装置。
【請求項２】
狭帯域なオーディオ信号の符号化情報を有するビットストリームから広帯域なオーディオ信号を復号するオーディオ復号装置であって、
前記ビットストリームから前記符号化情報を分離するビットストリーム分離手段と、
分離された前記符号化情報から狭帯域なオーディオ信号を復号する復号手段と、
前記復号された狭帯域なオーディオ信号を複数のサブバンド信号から構成される第１サブバンド信号に分割する分析フィルタバンクと、
前記第１サブバンド信号から、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成する帯域拡張手段と、
前記帯域拡張手段により生成される前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のエイリアシングの度合いをそれぞれ検出するエイリアシング検出手段と、
前記エイリアシングの度合いに基づいて、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲインを調整するエイリアシング除去手段と、
前記第１サブバンド信号と前記第２サブバンド信号とを合成して広帯域なオーディオ信号を得る、実数演算の合成フィルタバンクとを備える、ことを特徴とするオーディオ復号装置。
【請求項３】
前記エイリアシング成分は、複素演算を行う合成フィルタバンクによる合成後には抑圧される成分を少なくとも含む、ことを特徴とする請求項２記載のオーディオ復号装置。
【請求項４】
前記第１サブバンド信号は低域のサブバンド信号であり、前記第２サブバンド信号は高域のサブバンド信号である、ことを特徴とする請求項２記載のオーディオ復号装置。
【請求項５】
前記エイリアシング検出手段は、前記第１サブバンド信号のサブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータを用いてエイリアシング成分の度合いを検出する、ことを特徴とする請求項４記載のオーディオ復号装置。
【請求項６】
前記エイリアシング検出手段は、隣接する２つのサブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータを評価し、前記２つのサブバンド信号間におけるエイリアシングの度合いを検出する、ことを特徴とする請求項５に記載のオーディオ復号装置。
【請求項７】
前記エイリアシング検出手段は、隣接する３つのサブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータを評価し、前記３つのサブバンド間におけるエイリアシングの度合いを検出する、ことを特徴とする請求項５に記載のオーディオ復号装置。
【請求項８】
前記周波数分布の傾きを表すパラメータは反射係数である、ことを特徴とする請求項５記載のオーディオ復号装置。
【請求項９】
前記ビットストリームは、狭帯域なオーディオ信号の符号化情報と、前記狭帯域を広帯域に拡張する補助情報とを含み、
前記補助情報は、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の信号の特徴を示す高域成分情報を含み、
前記ビットストリーム分離手段はさらに前記ビットストリームから前記補助情報を分離し、
前記帯域拡張手段は、前記第１サブバンド信号と前記補助情報の高域成分情報から、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成する、ことを特徴とする請求項２記載のオーディオ復号装置。
【請求項１０】
前記高域成分情報は前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域のゲイン情報を含み、
前記帯域拡張手段は、前記ゲイン情報に基づき、前記第１サブバンド信号から前記第２サブバンド信号を生成し、
前記エイリアシング除去手段は、前記エイリアシング成分を抑制するために、前記検出されたエイリアシング成分の度合いと前記ゲイン情報とに基づいて、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲインを調整する、ことを特徴とする請求項９記載のオーディオ復号装置。
【請求項１１】
前記高域成分情報は、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域のエネルギ情報を含み、
前記帯域拡張手段は、前記エネルギ情報から算出したゲイン情報に基づき、前記第１サブバンド信号から前記第２サブバンド信号を生成し、
前記エイリアシング除去手段は、前記エイリアシング成分を抑制するために、前記検出されたエイリアシング成分の度合いと前記ゲイン情報とに基づいて、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲインを調整する、ことを特徴とする請求項９記載のオーディオ復号装置。
【請求項１２】
前記エイリアシング除去手段は、前記ゲイン調整された前記第２サブバンド信号のエネルギ値の合計値が、前記エネルギ情報によって与えられる、対応する第２サブバンド信号のエネルギ値の合計値と等しくなるように、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲイン調整を行う、ことを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ復号装置。
【請求項１３】
前記帯域拡張手段は、生成した前記第２サブバンド信号に付加信号をさらに付加し、
前記エネルギ情報は、前記第２サブバンド信号のエネルギ値Ｒと、前記エネルギ値Ｒと前記付加信号のエネルギ値との比Ｑを含み、
前記帯域拡張手段は、前記第１サブバンド信号のエネルギ値Ｅを算出し、対応する前記第２サブバンド信号のゲインｇを、前記エネルギ値Ｒと、前記エネルギ値Ｅと、前記エネルギ比Ｑによって表される付加信号のエネルギ値とから算出する、ことを特徴とする請求項１１記載のオーディオ復号装置。
【請求項１４】
前記第２サブバンド信号のゲインｇを、
ｇ＝ｓｑｒｔ｛Ｒ/Ｅ/(１＋Ｑ)｝
で算出し、ここでｓｑｒｔは平方根演算子である、ことを特徴とする請求項１３記載のオーディオ復号装置。
【請求項１５】
狭帯域なオーディオ信号の符号化情報を有するビットストリームから広帯域なオーディオ信号を復号するオーディオ復号方法であって、
前記ビットストリームから前記符号化情報を分離するステップと、
分離された前記符号化情報から狭帯域なオーディオ信号を復号するステップと、
前記復号された狭帯域なオーディオ信号を複数のサブバンド信号から構成される第１サブバンド信号に分割するステップと、
前記第１サブバンド信号から、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成するステップと、
前記第２サブバンド信号のサブバンド信号に発生するエイリアシング成分を抑制するように、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のエイリアシングの度合いに基づいてゲインを調整するステップと、
前記第１サブバンド信号と前記第２サブバンド信号とを、実数のフィルタ演算により合成して、広帯域なオーディオ信号を得るステップとを有する、ことを特徴とするオーディオ復号方法。
【請求項１６】
狭帯域なオーディオ信号の符号化情報を有するビットストリームから広帯域なオーディオ信号を復号するオーディオ復号方法であって、
前記ビットストリームから前記符号化情報を分離するステップと、
分離された前記符号化情報から狭帯域なオーディオ信号を復号するステップと、
前記復号された狭帯域なオーディオ信号を複数のサブバンド信号から構成される第１サブバンド信号に分割するステップと、
前記第１サブバンド信号から、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成するステップと、
第２サブバンド信号を生成する前において、前記生成される複数の第２サブバンド信号のサブバンド信号のエイリアシングの度合いをそれぞれ検出するステップと、
前記エイリアシングの度合いに基づいて、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲインを調整するステップと、
前記第１サブバンド信号と前記第２サブバンド信号とを、実数のフィルタ演算により合成して、広帯域なオーディオ信号を得るステップとを有する、ことを特徴とするオーディオ復号方法。
【請求項１７】
前記エイリアシング成分は、複素演算を行う合成フィルタバンクによる合成後には抑圧される成分を少なくとも含む、ことを特徴とする請求項１６記載のオーディオ復号方法。
【請求項１８】
前記第１サブバンド信号は低域のサブバンド信号であり、前記第２サブバンド信号は高域のサブバンド信号である、ことを特徴とする請求項１６記載のオーディオ復号方法。
【請求項１９】
前記エイリアシング成分の度合いをそれぞれ検出するステップにおいて、前記第１サブバンド信号のサブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータを用いてエイリアシング成分の度合いを検出する、ことを特徴とする請求項１８記載のオーディオ復号方法。
【請求項２０】
前記エイリアシング成分の度合いをそれぞれ検出するステップにおいて、隣接する２つのサブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータを評価し、前記２つのサブバンド信号間におけるエイリアシングの度合いを検出する、ことを特徴とする請求項１９に記載のオーディオ復号方法。
【請求項２１】
前記エイリアシング成分の度合いをそれぞれ検出するステップにおいて、隣接する３つのサブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータを評価し、前記３つのサブバンド信号間におけるエイリアシングの度合いを検出する、ことを特徴とする請求項１９に記載のオーディオ復号方法。
【請求項２２】
前記周波数分布の傾きを表すパラメータは反射係数である、ことを特徴とする請求項１９記載のオーディオ復号方法。
【請求項２３】
前記ビットストリームは、狭帯域なオーディオ信号の符号化情報と、前記狭帯域を広帯域に拡張する補助情報とを含み、
前記補助情報は、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の信号の特徴を示す高域成分情報を含み、
前記分離するステップにおいて、さらに前記ビットストリームから前記補助情報を分離し、
前記複数の第２サブバンド信号を生成するステップにおいて、前記第１サブバンド信号と前記補助情報の高域成分情報から、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成する、ことを特徴とする請求項１６記載のオーディオ復号方法。
【請求項２４】
前記高域成分情報は前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域のゲイン情報を含み、
前記複数の第２サブバンド信号を生成するステップにおいて、前記ゲイン情報に基づき、前記第１サブバンド信号から前記第２サブバンド信号を生成し、
前記ゲインを調整するステップにおいて、前記エイリアシング成分を抑制するために、前記検出されたエイリアシング成分の度合いと前記ゲイン情報とに基づいて、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲインを調整する、ことを特徴とする請求項２３記載のオーディオ復号方法。
【請求項２５】
前記高域成分情報は、前記第１サブバンド信号の帯域より高い帯域のエネルギ情報を含み、
前記複数の第２サブバンド信号を生成するステップにおいて、前記エネルギ情報から算出したゲイン情報に基づき、前記第１サブバンド信号から前記第２サブバンド信号を生成し、
前記ゲインを調整するステップは、前記エイリアシング成分を抑制するために、前記検出されたエイリアシング成分の度合いと前記ゲイン情報とに基づいて、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲインを調整する、ことを特徴とする請求項２３記載のオーディオ復号方法。
【請求項２６】
前記ゲインを調整するステップにおいて、前記ゲイン調整された複数の第２サブバンド信号のエネルギ値の合計値が、前記エネルギ情報によって与えられる、対応する第２サブバンド信号のエネルギ値の合計値と等しくなるように、前記第２サブバンド信号のサブバンド信号のゲイン調整を行う、ことを特徴とする請求項２５に記載のオーディオ復号方法。
【請求項２７】
前記第２サブバンド信号を生成するステップにおいて、生成した前記第２サブバンド信号に付加信号をさらに付加し、
前記エネルギ情報は、前記第２サブバンド信号のエネルギ値Ｒと、前記エネルギ値Ｒと前記付加信号のエネルギ値との比Ｑを含み、
前記第２サブバンド信号を生成するステップにおいて、さらに、前記第１サブバンド信号のエネルギ値Ｅを算出し、対応する前記第２サブバンド信号のゲインｇを、前記エネルギ値Ｒと、前記エネルギ値Ｅと、前記エネルギ比Ｑによって表される付加信号のエネルギ値とから算出する、ことを特徴とする請求項２５記載のオーディオ復号方法。
【請求項２８】
前記第２サブバンド信号のゲインｇを、
ｇ＝ｓｑｒｔ｛Ｒ/Ｅ/(１＋Ｑ)｝
で算出し、ここでｓｑｒｔは平方根演算子である、ことを特徴とする請求項２７記載のオーディオ復号方法。
【請求項２９】
請求項１５ないし１８のいずれか１つに記載のオーディオ復号方法をプログラミング言語を用いて記述したプログラム。
【請求項３０】
請求項２９記載のプログラムを記録した情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少ない情報の付加情報を付加することで、狭帯域なオーディオ信号から、広帯域なオーディオ信号を生成するオーディオ帯域拡張システムの復号装置および復号方法に関し、より少ない演算量で高品質のオーディオ信号の復号化を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な音響信号を、少ない情報量で符号化でき、かつ高品質な再生信号を得られる技術として、帯域分割符号化を利用する方法が広く知られている。これは、入力された音響信号を、帯域分割フィルタを用いて複数の周波数帯域の信号（サブバンド信号）に分割するか、もしくはフーリエ変換等の時間−周波数変換を用いて周波数軸の信号に変換した後、周波軸上で複数の帯域に分割した上で、分割された各帯域に適切な符号化ビット割当を行うことにより、実現されるものである。帯域分割符号化を用いることにより、少ない情報量の符号から高品質な再生信号を得られる理由は、符号化段階において人間の聴覚特性に基づいた処理を行うことができることにある。
【０００３】
一般に、人間の聴覚は、１０ｋＨｚ程度以上の高い周波数の音に対しては感度が下がり、レベルの低い音は感知されにくくなる。また、周波数マスキングと呼ばれる現象も良く知られており、ある特定の周波数帯域に高いレベルの音が存在する場合、その周辺帯域のレベルの低い音は感知されにくくなる。このような、聴覚的な特性によって感知されにくい部分については、ビット割当を行って符号化を行っても再生信号の品質にはほとんど影響を及ぼさず、符号化の意味をなさない。逆に、聴覚的特性を考慮しないままこの部分に割り当てられていた符号化ビットを、他の聴覚的に敏感な部分に割当て直すことによって、聴覚的に敏感な部分を詳細に符号化し、再生信号の品質を向上することができる。
【０００４】
このような帯域分割を利用した符号化の代表例としては、ＩＳＯ国際標準規格ＭＰＥＧ−４  ＡＡＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−３）があり、９６ｋｂｐｓ程度のビットレートにおいて、１６ｋＨｚ以上の広帯域のステレオ信号を高品質に符号化することが可能である。
【０００５】
しかしながら、ビットレートを例えば４８ｋｂｐｓ程度に低下させた場合、高品質に符号化できる帯域は１０ｋＨｚ程度以下となり、聴感的にはこもった感じの音となる。このような帯域制限による音質劣化を補償する方法としては、たとえば、ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）が勧告する「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ｍｏｎｄｉａｌｅ（ＤＲＭ）；  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」（ＥＴＳＩ  ＴＳ  １０１  ９８０）に記載がある、ＳＢＲ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｂａｎｄ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる技術がある。同様の技術は、例えば、ＡＥＳ（Ａｕｄｉｏ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）  ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ  ｐａｐｅｒ  ５５５３、５５５９、５５６０（１１２ｔｈ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ  ２００２，Ｍａｙ  １０―１３  Ｍｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）においても開示されている。
【０００６】
ＳＢＲは、ＡＡＣ等のオーディオ符号化処理、もしくはそれに準じる帯域制限処理によって失われる高い周波数帯域の信号（高域成分と呼ぶ）を補償することを目的としており、ＳＢＲによって補償される帯域よりも低い周波数帯域の信号（低域成分と呼ぶ）については、他の手段を用いて伝送する必要がある。ＳＢＲによって符号化された情報には、他の手段を用いて伝送される低域成分を基に、擬似的な高域成分を生成するための情報が含まれており、低域成分に対して、生成される擬似的な高域成分を加算することにより、帯域制限による音質劣化を補償する。
【０００７】
図７は、従来のＳＢＲによる帯域拡張をおこなうデコーダの構成例を示す図である。入力ビットストリーム１０６は、低域成分情報１０７、高域成分情報１０８および付加信号情報１０９に分離される。低域成分情報１０７は例えばＭＰＥＧ−４  ＡＡＣ等の符号化方式を用いて符号化された情報であり、復号され、低域成分を表す時間信号が生成される。生成された低域成分を表す時間信号は分析フィルタバンク１０３により複数のサブバンドに分割される。分析フィルタバンク１０３は一般に複素数係数のフィルタバンクであり、分割されたサブバンド信号は複素数信号で表される。帯域拡張手段１０４は、低域成分を表す低域サブバンド信号を高域のサブバンドにコピーすることによって、帯域制限によって失われた高域成分を補償する。帯域拡張手段１０４に入力される高域成分情報１０８には、補償される高域サブバンドに対するゲイン情報が含まれており、生成された高域サブバンドごとにゲインが調整される。帯域拡張手段１０４において生成された高域サブバンド信号は、低域サブバンド信号と共に合成フィルタバンク１０５に入力されて帯域合成され、出力信号１１０が生成される。合成フィルタバンク１０５には一般的に入力されるサブバンド信号が複素数信号であることから、複素数係数のフィルタバンクが用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記構成の帯域拡張をおこなうデコーダは、分析フィルタバンクと合成フィルタバンクの２つのフィルタバンクが複素数演算によって実現されているため、復号化処理に必要な演算量が多い。従って、例えばＬＳＩなどで上記構成のデコーダを実現する場合においては、その消費電力が大きくなり、電源容量により再生時間が少なくなるという問題がある。
【０００９】
そこで、合成フィルタバンクの出力のうち、実際に出力される復号信号は、実数信号であることから、合成フィルタバンクを実数演算のみを用いて実現するように構成すれば、復号化処理に必要な演算量の削減が可能である。しかしながら、実数演算のみによって実現される合成フィルタバンク（実数係数合成フィルタバンク）は、従来例で用いられる複素数演算によって実現される合成フィルタバンク（複素数係数合成フィルタバンク）と比較して、その特性が異なるため、単に置き換えることはできない。
【００１０】
図８（ａ）〜（ｅ）は、複素数係数フィルタバンクおよび実数係数フィルタバンクの特性を示す図である。ある周波数のトーン信号は、図８（ａ）に示されるような１本の線スペクトルで表現される。このトーン信号２０１を含む入力信号を、分析フィルタバンクにより複数のサブバンドに分割すると、トーン信号２０１を示す線スペクトルは、あるサブバンドの信号に含まれることになる。理想的には、例えばｍサブバンドに含まれる信号とは、ｍπ／Ｍから（ｍ＋１）π／Ｍの周波数範囲に含まれる信号のみを示す。
【００１１】
しかしながら、実際の分析フィルタバンクでは、帯域分割フィルタの周波数特性にしたがって隣接サブバンドの信号が含まれる。図８（ｂ）は、分析フィルタとして複素数係数のフィルタバンクを用いる場合の例である。この場合、トーン信号２０１は複素数信号として表現され、実線で示されるｍサブバンドの信号２０３に加えて、破線で示されるｍ−１サブバンドの信号２０４にも含まれることになる。ただし、両サブバンドに含まれるトーン信号の周波数軸上での位置は同一である。高域サブバンド信号生成処理では、両サブバンド信号は高域サブバンドにコピーされ、さらに、各サブバンドについてゲイン調整が行われるが、ここで、各サブバンドに対するゲインが異なっていると、各サブバンドに含まれているトーン信号２０１についても振幅が変化することになる。
【００１２】
このトーン信号の振幅変化分は、合成フィルタリング後に信号誤差となって残ることになるが、合成フィルタとして複素数係数のフィルタバンクを用いる従来技術においては、両サブバンド信号におけるトーン信号の周波数軸上の位置が一致しているため、前記信号誤差の影響は、トーン信号２０１の振幅変化の形でのみ現れる。従って、仮に誤差が発生しても、出力信号の品質に与える影響は比較的小さい。
【００１３】
これに対して、合成フィルタとして実数係数のフィルタバンクを用いる場合には、まず、複素数係数分析フィルタによって算出された複素数サブバンド信号を、実数サブバンド信号に変換する必要がある。変換処理の例としては、複素数サブバンド信号の実数軸と虚数軸を（π／４）だけ回転させる処理があり、これは、一般的に良く知られたＤＦＴからＤＣＴを導出する手法と同じである。ただし、この実数サブバンド信号への変換処理では、サブバンドに含まれる信号の形状が変化する。
【００１４】
図８（ｃ）は、破線で示されるｍ−１サブバンドの信号の変化を示している。前記実数サブバンド信号への変換処理により、ｍ−１サブバンドに含まれる信号のスペクトルは、サブバンド境界２０２を軸として対称となる。従って、元の複素数サブバンド信号に含まれていたトーン信号２０１に対しては、サブバンド境界２０２に対して対称の位置にイメージ成分と呼ばれる信号が現れる。このイメージ成分２０５は、ｍサブバンドの信号にも同様に現れ、ｍ−１サブバンドおよびｍサブバンドのゲインが変化しない限りにおいては、合成フィルタリング処理においてお互いがキャンセルし合うため、出力信号には現れない。
【００１５】
しかしながら、高域サブバンド信号生成処理において、図８（ｄ）に示されるように、各サブバンドにゲイン差２０６があると、イメージ成分２０５が完全にキャンセルされず、エイリアシングと呼ばれる誤差信号として出力信号に現れることになる。エイリアシング成分２０７は、図８（ｅ）に示されるように、本来信号が存在しない位置（サブバンド境界に対して、元のトーン信号と対称の位置）に現れるため、出力信号の音質に与える影響が大きい。特に、帯域分割フィルタによる減衰量が十分でないサブバンド境界付近にトーン信号が存在する場合、発生するエイリアシング成分の振幅が大きくなり、出力信号の音質を大きく劣化させる要因となる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前記問題を鑑みてなされたものであって、実数係数の合成フィルタバンクを使用することによって復号化処理の低演算量化を実現すると共に、エイリアシングの発生を抑え、出力信号の音質を向上させる技術を提供するものである。
【００１７】
本発明にかかるオーディオ復号装置は、狭帯域なオーディオ信号の符号化情報を有するビットストリームから広帯域なオーディオ信号を復号するオーディオ復号装置である。
【００１８】
本発明の第１の態様において、オーディオ復号装置は、ビットストリームから符号化情報を分離するビットストリーム分離手段と、分離された符号化情報から狭帯域なオーディオ信号を復号する復号手段と、復号された狭帯域なオーディオ信号を複数のサブバンド信号から構成される第１サブバンド信号に分割する分析フィルタバンクと、第１サブバンド信号から、第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成する帯域拡張手段と、第２サブバンド信号のサブバンド信号に発生するエイリアシング成分を抑制するように、第２サブバンド信号のサブバンド信号のエイリアシングの度合いに基づいてゲインを調整するエイリアシング除去手段と、第１サブバンド信号と第２サブバンド信号とを合成して広帯域なオーディオ信号を得る、実数演算の合成フィルタバンクとを備える。
【００１９】
本発明の第２の態様において、オーディオ復号装置は、ビットストリームから符号化情報を分離するビットストリーム分離手段と、分離された符号化情報から狭帯域なオーディオ信号を復号する復号手段と、復号された狭帯域なオーディオ信号を複数の複数のサブバンド信号から構成される第１サブバンド信号に分割する分析フィルタバンクと、第１サブバンド信号から、第１サブバンド信号の帯域より高い帯域の複数のサブバンド信号から構成される第２サブバンド信号を生成する帯域拡張手段と、帯域拡張手段により生成される第２サブバンド信号のサブバンド信号のエイリアシングの度合いをそれぞれ検出するエイリアング検出手段と、エイリアシングの度合いに基づいて、第２サブバンド信号のゲインを調整するエイリアシング除去手段と、第１サブバンド信号と第２サブバンド信号とを合成して広帯域なオーディオ信号を得る、実数演算の合成フィルタバンクとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、実数サブバンド信号において、低域サブバンド信号から高域サブバンド信号を生成する過程で、各高域サブバンドに対して適用するゲインの不一致によって生じるエイリアシングの発生を抑制し、エイリアシングによる音質劣化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照し、本発明にかかるオーディオ復号装置及びオーディオ復号方法の実施の形態を説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における復号装置の構成を示す図である。
復号装置は、ビットストリーム分離手段１０１、低域復号手段１０２、分析フィルタバンク１０３、帯域拡張手段１０４、合成フィルタバンク１０５、エイリアシング除去手段１１３、付加信号生成手段１１１を含む。
【００２３】
ビットストリーム分離手段１０１は入力ビットストリーム１０６を入力し、低域成分情報１０７及び高域成分情報１０８並びに付加信号情報１０９に分離する。低域成分情報１０７は、例えばＭＰＥＧ−４  ＡＡＣ等の符号化方式を用いて符号化された情報である。低域復号手段１０２は低域成分情報１０７を復号して低域成分を表す時間信号を生成する。
【００２４】
低域復号手段１０２にて生成された低域成分を表す時間信号は、分析フィルタバンク１０３において複数（Ｍ個）のサブバンドに分割され、帯域拡張手段１０４に入力される。分析フィルタバンク１０３は複素数係数のフィルタバンクであり、分割されたサブバンド信号は複素数信号で表される。
【００２５】
帯域拡張手段１０４は、低域成分を表す低域サブバンド信号を高域のサブバンドにコピーすることによって、帯域制限によって失われた高域成分を補償する。ここで、帯域拡張手段１０４に入力される高域成分情報１０８には、補償される高域サブバンドに対するゲイン情報が含まれており、生成された高域サブバンドごとにゲインが調整される。
【００２６】
付加信号生成手段１１１は、付加信号情報１０９にしたがってゲイン制御された付加信号１１２を生成し、各高域サブバンド信号に加算する。ここで、付加信号生成手段１１１によって生成される付加信号としては、サイントーン信号やノイズ信号が用いられる。
【００２７】
帯域拡張手段１０４において生成された高域サブバンド信号は、低域サブバンド信号と共に合成フィルタバンク１０５に入力されて帯域合成され、出力信号１１０が生成される。ここで、合成フィルタバンク１０５は実数係数のフィルタバンクである。合成フィルタバンク１０５のサブバンド数は、分析フィルタバンク１０３のサブバンド数と一致していなくても良い。例えば、図８においてＮ＝２Ｍの関係が成り立つとすれば、出力信号のサンプリング周波数は、分析フィルタバンクに入力される時間信号のサンプリング周波数に対して２倍となる。
【００２８】
上記の構成では、高域成分情報１０８もしくは付加信号情報１０９に含まれる情報は、ゲイン制御に関わる情報のみであるので、スペクトル情報を含む低域成分情報１０７と比較して非常に少ない情報量しか必要としない。したがって、低ビットレートにおいて広帯域の信号を符号化するのに適する。
【００２９】
図１に示す復号装置はさらにエイリアシング除去手段１１３を備えている。エイリアシング除去手段１１３は、高域成分情報１０８を入力し、高域成分情報に含まれるゲイン情報を、実数係数合成フィルタバンク１０５において発生するエイリアシングを抑えるように調整する。帯域拡張手段１０４は、その調整後のゲインを用いて高域サブバンド信号を生成する。
【００３０】
以上の構成において、合成フィルタバンク１０５に入力されるサブバンド信号は、実数信号である必要があるが、複素数信号から実数信号への変換は位相回転演算によって容易に実現できるものであり、公知の技術である。
【００３１】
以下、エイリアシング除去手段１１３の動作について詳細に説明する。
先に説明した様に、合成フィルタバンクとして実数係数のフィルタバンクを用いる場合に、エイリアシングが発生する原因は、高域信号生成の処理過程において、隣接するサブバンド信号が異なるゲインによって調整されることにある。全ての隣接するサブバンド信号に対するゲインを一致させれば、エイリアシング成分を完全に除去することが可能であるが、この場合、高域成分情報として伝送されたゲイン情報が全く反映されず、高域成分のゲイン不一致により、出力信号の品質が低下する。従って、エイリアシング除去手段１１３は、高域成分情報として伝送されたゲイン情報を参照し、エイリアシング成分が聴感上問題にならない程度に減少するように、前記ゲイン情報を調整することによって、エイリアシング成分による音質劣化と共に、高域成分のゲイン不一致による音質劣化も防がなければならない。
【００３２】
そこで、隣接サブバンド間のゲイン差が大きければ大きいほど、発生するエイリアシング成分が大きくなることに注目し、本実施の形態のエイリアシング除去手段１１３では、隣接サブバンド間のゲイン差に制限を設けることで、発生するエイリアシング成分の大きさを減少させている。
【００３３】
例えば、連続する３つのサブバンドｍ−１、ｍ、ｍ＋１に対するゲインをそれぞれ、ｇ［ｍ−１］、ｇ［ｍ］、ｇ［ｍ＋１］として、全てのｍについて、以下の関係を満たすようにｇ［ｍ］を調整する。
ｇ［ｍ］  ≦  ａ・ｇ［ｍ−１］
ｇ［ｍ］  ≦  ａ・ｇ［ｍ＋１］
ここで、ａは隣接するサブバンド間のゲインの比の上限を決定する値であり、例えば、ａ＝２．０程度の値が適当である。また、ａの値としては、全てのサブバンドｍに対して同一の値を適用しても良いし、異なるサブバンドｍに対しては、異なる値を適用するようにしても良い。例えば、聴感的にエイリアシングの影響が大きい低い周波数サブバンドに対しては、比較的小さな値を適用し、逆に、エイリアシングの影響が小さくなる高い周波数サブバンドに対しては、比較的大きい値を適用する様に構成することができる。
【００３４】
このようなゲイン調整により、隣接サブバンド間のゲイン差に制限が加えられるので、発生するエイリアシング成分の大きさが抑制され、聴感的な音質が向上する。また、高域成分のサブバンド信号のゲイン分布は、伝送されたゲイン情報に基づくゲイン分布と異なることになるが、影響を受けるサブバンドは、隣接サブバンドとのゲイン比が非常に大きなサブバンドのみであり、かつ、調整後のゲインにおいても、サブバンド間でのゲインの大小関係は維持されるので、高域サブバンド信号のゲイン不一致による音質劣化も抑えられる。
【００３５】
なお、ゲイン調整の処理としては、上記の隣接サブバンド間のゲインの比を制限する処理のほかに、複数サブバンドのゲインの平均値を用いてゲインを調整することもできる。一例として、３つのサブバンドのゲインの平均値を用いる例を説明する。高域成分情報として伝送されたサブバンドｍ−１、ｍ、ｍ＋１のゲインをそれぞれ、ｇ［ｍ−１］、ｇ［ｍ］、ｇ［ｍ＋１］として、ゲイン調整後のサブバンドｍに対するゲインｇ’［ｍ］を次式で求めても良い。
ｇ’［ｍ］＝（ｇ［ｍ−１］＋ｇ［ｍ］＋ｇ［ｍ＋１］）／３
【００３６】
または、低い周波数サブバンドから順次ゲイン調整を行う場合には、サブバンドｍ−１に対する調整後のゲインｇ’［ｍ−１］が利用できるので、ゲインｇ’［ｍ］を次式で求めても良い。
ｇ’［ｍ］＝（ｇ’［ｍ−１］＋ｇ［ｍ］＋ｇ［ｍ＋１］）／３
【００３７】
このようなゲイン調整を行うことにより、サブバンド間のゲイン変動を平滑化し、隣接サブバンド間のゲイン差を小さくすることができるので、エイリアシング成分の発生が抑制され、聴感的な音質が向上する。また、平滑化処理により、高域成分のサブバンド信号のゲイン分布は、伝送されたゲイン情報に基づくゲイン分布と異なることになるが、平滑化処理前のゲイン分布の概形は、平滑化処理後も維持されるため、高域サブバンド信号のゲイン不一致による音質劣化も抑えられる。
【００３８】
なお、上記の説明においては、ゲイン平滑化処理として、複数サブバンドのゲインの単純平均を用いたが、各ゲインにあらかじめ定められた重み係数を掛けてから平均値を計算する、重み付け平均を用いても良い。
【００３９】
また、ゲイン平滑化処理の結果、元のゲインが非常に小さいにも関わらず、平滑化処理後のゲインが大きくなるのを防ぐため、元のゲインがあらかじめ定められたしきい値よりも小さい場合には、平滑化処理を行わず、元のゲインをそのまま使用するようにしても良い。
【００４０】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における復号装置の構成図である。先に説明した図１に示す構成に対して、新たにエイリアシングが発生する可能性の高いサブバンドを検出するエイリアシング検出手段３１５を設けている。エイリアシング検出手段３１５から出力された検出情報３１６はエイリアシング除去手段３１３に入力され、その検出情報３１６に基づき高域成分のゲインが調整される。
【００４１】
本実施形態の復号装置の処理は、エイリアシング検出手段３１５とエイリアシング除去手段３１３の処理以外は、先に説明した実施の形態１の復号装置の処理と基本的に同じであるので、以下、エイリアシング検出手段３１５とエイリアシング除去手段３１３の動作についてのみ詳細に説明する。
【００４２】
まず、エイリアシング検出手段３１５の動作原理を説明する。
エイリアシング成分の発生は、実数サブバンド信号を用いる限り、理論的に避けられないが、エイリアシングによる聴感的な音質劣化の度合いは、サブバンド信号に含まれる信号の性質によって大きく異なる。図８を用いて説明したように、エイリアシング成分は、元の信号と異なる位置に発生するが、その発生位置周辺に元々大きな信号が存在していれば、発生したエイリアシング成分の影響はマスキングされ、音質に与える影響は小さくなる。逆に、エイリアシング発生位置周辺が元々信号が存在しない位置であれば、エイリアシング成分のみが聴こえることとなり、音質に与える影響が大きい。従って、エイリアシングが発生する位置周辺の信号強度を検出すれば、エイリアシングの影響がどの程度大きいかを知ることが可能である。
【００４３】
しかしながら、エイリアシングが発生する位置および、その周辺の元の信号の強度を検出するためには、例えば、フーリエ変換等の周波数変換処理を用いて、サブバンド信号の周波数分布を調べる必要があり、処理に必要な演算量の観点から実用的とはいえない。そこで、サブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータを利用して、少ない演算量でエイリアシングの影響の大きさを検出する方法を用いる。まず前提として、サブバンド内で、周波数的に大きな拡がりを持って分布している信号（ノイズ性の信号）については、仮にエイリアシング成分が発生しても、マスキング現象によってその影響が小さくなるため、考慮しないこととする。
【００４４】
周波数的に限定的に分布する信号（トーン性の信号）について、そのトーン信号の存在する位置と発生するエイリアシング成分の関係は、先に図８において説明したとおりであり、サブバンド境界付近にトーン信号が存在する場合にエイリアシングの影響が大きくなる。
【００４５】
図３は、トーン信号の位置と、トーン信号を含むサブバンドの周波数分布の傾きを表す図である。図３において、ｍ−１サブバンドの信号４０３及びｍサブバンドの信号４０４には、トーン信号４０１およびそのイメージ４０２が含まれており、トーン信号４０１とイメージ４０２は、サブバンド境界４０５に対して対称の位置関係にある。
【００４６】
トーン信号４０１がサブバンド境界４０５付近に存在している場合には、トーン信号４０１、イメージ４０２は共に、ｍ−１サブバンドの高い周波数方向に存在する。従って、ｍ−１サブバンドの周波数分布４０６の傾きは正である。ここで、トーン信号４０１が、サブバンド境界４０５から高い周波数方向へ離れていくとすると、イメージ４０２は逆方向（低い周波数方向）へ移動し、結果として、ｍ−１サブバンドの周波数分布の傾きは次第になだらかとなり、やがて傾きは負へと変化する。同様に、ｍサブバンドの周波数分布４０７の傾きは負から正へと変化する。このことから、ｍ−１サブバンドの周波数分布の傾きが正で、かつ、ｍサブバンドの周波数分布の傾きが負であることが示された場合には、サブバンド境界４０５付近にトーン信号と、そのイメージが存在していることが予想される。
【００４７】
少ない演算量で算出することが可能な、サブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータとしては、線形予測係数（ＬＰＣパラメータ）や反射係数を用いることができる。ここでは、その一例として、次式で求められる１次の反射係数を使用する。
【数１】
0003646939.tif 000002
ここで、ｘ(m,i)はｍサブバンドの信号を、ｉは時間サンプルを表す添え字を、ｘ*(m,i)はｘ(m,i)の共役複素数を、ｋ１［ｍ］はｍサブバンドの１次の反射係数を示す。
【００４８】
１次の反射係数は、周波数分布の傾きが正の場合は正の値、傾きが負の場合には負の値を取るので、ｋ１［ｍ−１］が正、ｋ［ｍ］が負となっていれば、ｍ−１サブバンドとｍサブバンドの境界において、エイリアシングが発生する可能性が高いと判定できる。
【００４９】
ただし、サブバンド分割フィルタとして、一般的に広く用いられるＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）を使用する場合には、フィルタの特性により、偶数サブバンドと奇数サブバンドで周波数分布が反転する。この現象を考慮すると、エイリアシング発生を検出するための条件は次のようになる。
ｍが偶数の場合：  ｋ１［ｍ−１］＜０  かつ  ｋ１［ｍ］＜０
ｍが奇数の場合：  ｋ１［ｍ−１］＞０  かつ  ｋ１［ｍ］＞０
【００５０】
以後、この検出条件を「検出条件１」という。検出条件１は、隣接する２サブバンド間においてエイリアシングが発生しているかどうかを検出する条件である。なお、検出条件１を用いた場合、ｍの偶奇により条件が重ならないことから明らかなように、連続する２つのサブバンドｍ、ｍ＋１において、エイリアシング発生が連続して検出されることはない。
【００５１】
一般にＱＭＦを使用する場合、そのフィルタ形状は、対象とするサブバンドを含めてその両側サブバンド、つまり、合計３サブバンドに通過帯域が存在するフィルタ形状が利用されることが多い。この時、例えば、対象サブバンドの中心付近にトーン信号が存在する場合、あるいは、対象サブバンド内の低域と高域の各々にトーン信号が存在する場合、対象サブバンドの両側のサブバンドにイメージ成分が現れる。
【００５２】
図４（ａ）または図４（ｂ）にサブバンド内の低域と広域のそれぞれにトーン信号が存在する場合の周波数分布の具体的な様子を示す。図４（ａ）では、ｍ−１サブバンド内の低域と高域の各々にトーン信号５０１と５０２が存在しており、図４（ｂ）では、トーン信号５１１、５１２が存在している。ｍ−１サブバンドの低域に存在するトーン信号５０１、５１１のイメージ成分は、ｍ‐２サブバンドにおいてそれぞ信号５０３、５１３として現れる。ｍ−１サブバンドの高域に存在するトーン信号５０２、５１２のイメージ成分はそれぞれｍサブバンドにおいて信号５０４、５１４として現れる。
【００５３】
ｍ‐１サブバンドの周波数分布の傾きは、図４（ａ）の周波数分布５０６と図４（ｂ）の周波数分布５１６に示されるように、低域と高域のトーン信号のエネルギ比により定まる。この結果、ｍ−１サブバンドの反射係数の正負を用いた上述の２サブバンド間の検出条件１では、３サブバンド間に渡るエイリアシング発生を検出することができない。一方、ｍ−２サブバンドとｍサブバンドでは、そのイメージ成分により周波数分布の傾きの正負は、ｍ−１サブバンドにおける低域と高域のトーン信号のエネルギ比によらず、図４（ａ）の周波数分布５０５、５０７、図４（ｂ）の周波数分布５１５、５１７に示されるように安定して定まる。これを利用することにより、ｍ‐２サブバンドとｍサブバンドの反射係数を用いて、３サブバンド間のエイリアシング発生を検出するための条件は以下のようになる。
ｍが偶数の場合：  ｋ１［ｍ−２］＞０  かつ  ｋ１［ｍ］＜０
ｍが奇数の場合：  ｋ１［ｍ−２］＜０  かつ  ｋ１［ｍ］＞０
以後、この検出条件を「検出条件２」という。
【００５４】
しかしながら、３サブバンド間に渡るエイリアシング発生が問題となるのは、ｍ−２サブバンドとｍサブバンドにおける周波数分布の傾きが大きい場合であり、検出条件２だけでは、誤検出の割合が高くなる。ここで、ｍ−２サブバンドとｍサブバンドにおける周波数分布の傾きの程度は、ｍ−１サブバンドにおける低域と高域のトーン信号のエネルギ比に依存して変化する。
【００５５】
つまり、ｍ−１サブバンドにおける低域のトーン信号のエネルギが高域のトーン信号のエネルギに比べて小さい場合（図４（ａ）の場合）、ｍ−２サブバンドの反射係数ｋ１［ｍ−２］の絶対値は、ｍサブバンドの反射係数ｋ１［ｍ］の絶対値よりも小さな値となる。逆に、ｍ−１サブバンドにおける低域のトーン信号のエネルギが高域のトーン信号のエネルギに比べて大きい場合（図４（ｂ）の場合）、ｍ−２サブバンドの反射係数ｋ１［ｍ−２］の絶対値は、ｍサブバンドの反射係数ｋ１［ｍ］の絶対値よりも大きな値となる。以後、この特性を「特性１」という。
【００５６】
したがって、このような特性を鑑みると、ｍ−２サブバンドとｍサブバンドの両者における周波数分布の傾きの度合いを同時に考慮することが望ましい。また、反射係数の絶対値が０から１であることを利用すると、３サブバンド間のエイリアシング発生を検出するための条件は、まず、上記検出条件２を満たし、かつ、以下の条件を満たすことが好ましい。
ｍが偶数の場合：  ｋ１［ｍ−２］−ｋ１［ｍ］＞Ｔ
ｍが奇数の場合：  ｋ１［ｍ］−ｋ１［ｍ−２］＞Ｔ
ここで、Ｔはあらかじめ定めたしきい値であり、例えば、Ｔ＝１．０程度の値が望ましい。以後、この検出条件を「検出条件３」という。検出条件３は検出条件２よりも検出範囲が狭くなっている。なお、反射係数の存在領域に関する条件
−１＜ｋ１［ｍ］＜１
を考慮すると、検出条件２または検出条件３を用いた場合、連続する３つのサブバンドｍ、ｍ＋１、ｍ＋２において条件が重ならないため、エイリアシングの発生が３サブバンドで連続して検出されることはない。検出条件１と、検出条件２または検出条件３を併用した場合でも、エイリアシング発生が３つのサブバンドに連続して検出されることはない。また、ｍ−２サブバンドとｍ−１サブバンドとｍサブバンドの反射係数を用いて３サブバンド間に渡るエイリアシング発生の検出条件を設定しても良い。
【００５７】
上記の条件を満たすサブバンドの番号は、エイリアシング検出手段３１５からエイリアシング検出情報３１６として出力される。エイリアシング除去手段３１３は、エイリアシング検出情報３１６によって示されるサブバンドに対してのみゲイン調整を行い、エイリアシングの発生を抑制する。例えば、エイリアシング検出情報３１６が、検出条件１により２つのサブバンド間におけるエイリアシング発生を表している場合には、ゲインの調整方法としては、ｍ−１サブバンドとｍサブバンドのゲインを一致させても良いし、両サブバンド間のゲイン差もしくはゲイン比をあらかじめ定められた値以下に制限しても良い。両サブバンドのゲインを一致させる場合においては、両サブバンドのゲインのうち、小さい方のゲインに合わせる方法、大きい方のゲインに合わせる方法、両ゲインの中間値（例えば平均値など）に合わせる方法のいずれを用いてもよい。
【００５８】
さらに、エイリアシング検出手段３１５における検出洩れを防ぐため、エイリアシング除去手段３１３において、エイリアシング発生が検出されたサブバンドに対しては、上述のゲインを一致させる手法を用い、その他のサブバンドに対しては、上述のゲイン差もしくはゲイン比をあらかじめ定められた値以下に制限する手法を組合せて用いることができる。
【００５９】
また、エイリアシング検出情報３１６が、例えば、検出条件２または検出条件３により３つのサブバンド間におけるエイリアシング発生を表している場合には、エイリアシング除去手段３１３におけるゲイン調整方法としては、３サブバンドのゲインを一致させても良い。または、上記の２サブバンド間のゲイン一致手法をｍ−２から昇順に適用しても良い、つまり、ｍ−２サブバンドとｍ−１サブバンドのゲインを一致させた後、その一致させたゲインとｍサブバンドのゲインを一致させるようにしても良い。また、逆に、ｍサブバンドから降順に２サブバンド間のゲイン一致手法を適用することもできる。また、昇順の２サブバンド間のゲイン一致手法と降順の２サブバンド間のゲイン一致手法を各々適用した後、両者のゲインの中間値としても良い。ここで、２サブバンド間のゲインを一致させる手法としては、両サブバンドのゲインのうち、小さい方のゲインに合わせる方法、大きい方のゲインに合わせる方法、両ゲインの中間値（例えば平均値など）に合わせる方法のいずれも用いることができる。
【００６０】
また、上述のゲインを一致させる処理の代わりに、両サブバンド間のゲイン差もしくはゲイン比をあらかじめ定められた値以下に制限しても良い。さらに、エイリアシング検出手段３１５における検出洩れを防ぐため、エイリアシングが検出されたサブバンドに対しては、上述のゲインを一致させる手法を用い、その他のサブバンドに対しては、上述のゲイン差もしくはゲイン比をあらかじめ定められた値以下に制限する手法を用いてもよい。
【００６１】
このような構成とすることにより、エイリアシングが発生し、音質に影響を及ぼすことが想定されるサブバンドについてのみゲインの調整を行い、それ以外のサブバンドについては伝送されたゲインをそのまま使用することができるので、エイリアシングによる音質劣化を防ぐと同時に、ゲインの不一致による音質劣化も抑えることができる。例えば、エイリアシング除去手段３１３において、上述のゲインを一致させる手法を用いる場合、エイリアシング検出手段３１５において検出条件１を用いれば、少なくとも２サブバンド単位で伝送されたゲインに調整することができるし、エイリアシング検出手段３１５において検出条件２または検出条件３を用いれば、少なくとも４サブバンド単位で伝送されたゲインに調整することができる。
【００６２】
なお、サブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータとしては、時間方向に対して複数のパラメータを算出しておき、それらを平滑化したものを用いても良い。
【００６３】
また、実施の形態２において、サブバンド信号の周波数分布の傾きを表すパラメータとして用いる線形予測係数や反射係数が、従来の帯域拡張手段において、中間パラメータとして使用されている場合には、その全部、もしくは、一部分を共有することが可能となるため、処理に必要な演算量を削減することができる。
【００６４】
（実施の形態３）
実施の形態２では、エイリアシング検出手段３１５は、あらかじめ定められたしきい値と各サブバンドの反射係数の値とを比較し、その大小関係によって、エイリアシングの発生／非発生を二値情報として検出した。二値情報による検出では、判定値がしきい値付近で変化する場合において、エイリアシング発生／非発生の検出値が頻繁に変化する。結果として、ゲインの調整／非調整も煩雑に切り換わることとなり、音質に悪影響を及ぼすことになる。
【００６５】
本実施形態においては、エイリアシング検出手段３１５はエイリアシングの発生の度合いを検出する。すなわち、エイリアシングの発生を二値情報ではなく、発生度合いを示す連続値情報として表現し、その値に基づいてゲインを滑らかに調整することにより、調整／非調整の切り換えによるゲインの急激な変化を抑制でき、音質の劣化を抑えることができる。なお、本実施形態のオーディオ復号装置の構成は図２に示す実施の形態２の構成と同様である。
【００６６】
エイリアシングの発生度合いを示す値について説明する。
２つのサブバンド間のエイリアシング検出を行う場合において、ｍサブバンドのエイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］として、例えば、以下のような式で算出される値を用いることができる。
ｉ）ｍが偶数、かつ、ｋ１［ｍ］＜ｑ、ｋ１［ｍ−１］＜ｑの場合、
ｋ１［ｍ］  ＞  ｋ１［ｍ−１］  ならば、
ｄ［ｍ］  ＝  （−ｋ１［ｍ］＋ｑ）／ｐ
ｋ１［ｍ］  ≦  ｋ１［ｍ−１］  ならば、
ｄ［ｍ］  ＝  （−ｋ１［ｍ−１］＋ｑ）／ｐ
ii）ｍが奇数、かつ、ｋ１［ｍ］＞−ｑ、ｋ１［ｍ−１］＞−ｑの場合、
ｋ１［ｍ］  ＞  ｋ１［ｍ−１］  ならば、
ｄ［ｍ］  ＝  （ｋ１［ｍ−１］＋ｑ）／ｐ
ｋ１［ｍ］  ≦  ｋ１［ｍ−１］  ならば、
ｄ［ｍ］  ＝  （ｋ１［ｍ］＋ｑ）／ｐ
iii）それ以外の場合、
ｄ［ｍ］  ＝  ０
ここで、ｐ、ｑは、あらかじめ定められたしきい値であり、ｐ＝ｑ＝０．２５程度の値が望ましい。また、ｄ［ｍ］の上限値は、ｄ［ｍ］＝１．０に制限することが望ましい。
【００６７】
ｍサブバンドおよび、ｍ−１サブバンドのゲインｇ［ｍ］、ｇ［ｍ−１］は、エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］を用いて、以下の様に調整される。
ｇ［ｍ］  ＞  ｇ［ｍ−１］の場合、
ｇ［ｍ］＝（１．０−ｄ［ｍ］）・ｇ［ｍ］＋ｄ［ｍ］・ｇ［ｍ−１］
ｇ［ｍ］  ＜  ｇ［ｍ−１］の場合、
ｇ［ｍ−１］＝（１．０−ｄ［ｍ］）・ｇ［ｍ−１］
＋ｄ［ｍ］・ｇ［ｍ］
【００６８】
一方、検出条件２または検出条件３による３サブバンド間のエイリアシング検出と、検出条件１による２サブバンド間のエイリアシング検出を併用して用いる場合、エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］は、例えば、以下のような方法により算出できる。
【００６９】
まず、全てのｍに対してｄ［ｍ］＝０．０とする。そして、ｍに関して昇順に以下の方法を適用してｄ［ｍ］、及びｄ［ｍ−１］を算出する。
【００７０】
第１に、検出条件１を満たす場合、ｄ［ｍ］＝１．０とする。第２に、検出条件２または検出条件３を満たす場合にのみエイリアシング発生度合いｄ［ｍ］を以下のように設定する。
ｉ）ｍが偶数の場合、
ｄ［ｍ］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ］  ＝  （ｋ１［ｍ−２］−ｋ１［ｍ］−Ｔ）／ｓ
ｄ［ｍ−１］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ−１］  ＝  （ｋ１［ｍ−２］−ｋ１［ｍ］−Ｔ）／ｓ
ii）ｍが奇数の場合、
ｄ［ｍ］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ］  ＝  （ｋ１［ｍ］−ｋ１［ｍ−２］−Ｔ）／ｓ
ｄ［ｍ−１］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ−１］  ＝  （ｋ１［ｍ］−ｋ１［ｍ−２］−Ｔ）／ｓ
ここで、Ｔ、ｓは、あらかじめ定められたしきい値であり、Ｔ＝０．８、ｓ＝０．４程度の値が望ましい。また、ｄ［ｍ］の上限値は、ｄ［ｍ］＝１．０に制限することが望ましい。
【００７１】
または、エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］は以下のような方法によっても算出できる。
【００７２】
まず、全てのｍに対してｄ［ｍ］＝０．０とする。そして、ｍに関して昇順に以下の方法を適用してｄ［ｍ］、及びｄ［ｍ−１］を算出する。
【００７３】
第１に、検出条件１を満たす場合、ｄ［ｍ］＝１．０とする。第２に、検出条件２または検出条件３を満たす場合のみ以下のようにｄ［ｍ］を設定する。
ｉ）ｍが偶数の場合、
ｄ［ｍ］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ］＝（ｋ１［ｍ−２］−ｋ１［ｍ］
−ａｂｓ（ｋ１［ｍ−１］））
ｄ［ｍ−１］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ−１］
＝（ｋ１［ｍ−２］−ｋ１［ｍ］−ａｂｓ（ｋ１［ｍ−１］））
ii）ｍが奇数の場合、
ｄ［ｍ］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ］＝（ｋ１［ｍ］−ｋ１［ｍ−２］
−ａｂｓ（ｋ１［ｍ−１］））
ｄ［ｍ−１］＝０．０  ならば、
ｄ［ｍ−１］＝（ｋ１［ｍ］−ｋ１［ｍ−２］−ａｂｓ（ｋ１［ｍ−１］））
ここで、ａｂｓ（）は絶対値を表す。
【００７４】
エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］に応じて３サブバンド間のゲイン調整をする手法として、例えば、上述した昇順の２サブバンド間のゲイン一致手法を用いる場合、ｍサブバンドおよび、ｍ−１サブバンドのゲインｇ［ｍ］、ｇ［ｍ−１］は、以下の様に調整される。
【００７５】
ｇ［ｍ］  ＞  ｇ［ｍ−１］の場合、
ｇ［ｍ］＝（１．０−ｄ［ｍ］）・ｇ［ｍ］＋ｄ［ｍ］・ｇ［ｍ−１］
ｇ［ｍ］  ＜  ｇ［ｍ−１］の場合、
ｇ［ｍ−１］＝（１．０−ｄ［ｍ］）・ｇ［ｍ−１］＋ｄ［ｍ］・ｇ［ｍ］
【００７６】
以上のようにして得られるエイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］を用いてゲインを調整することにより、エイリアシングの発生・非発生の二値情報に従ってゲインを調整する場合に生じる、ゲイン調整の切り換えによる音質の劣化を抑えることができる。
【００７７】
さらに、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明した特性１を鑑みると、連続するサブバンド間に存在する複数のエイリアシング歪みを低減する際に、本特性１を利用してエイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］を算出し、ゲイン調整することもできる。
【００７８】
つまり、図４（ａ）の場合、ｍサブバンドにおけるイメージ成分は、ｍ−２サブバンドのイメージ成分よりも振幅が大きいため、エイリアシング発生程度としては、ｍサブバンドの方がｍ−２サブバンドよりも大きい。逆に、図４（ｂ）の場合は、ｍ−２サブバンドの方がｍサブバンドよりもエイリアシング発生程度が大きい。したがって、この特性を考慮してエイリアシング発生度合いｄ［ｍ］を設定することにより、エイリアシング歪みをその程度に応じて低減することが可能となる。この特性に基づく、エイリアシング発生度合いの設定として、例えば、次式を用いることができる。
ｄ［ｍ］＝１−ｋ１［ｍ−１］・ｋ１［ｍ−１］
または、
ｄ［ｍ］＝１−ａｂｓ（ｋ１［ｍ−１］）
【００７９】
上記の設定方法は、ｋ１［ｍ−１］＝０の時にエイリアシング発生度合いが１（あるいは最大値）となるので望ましい。何故ならば、図４（ａ）、（ｂ）におけるｍ−１サブバンド内の低域トーンと高域トーンの振幅が同じ場合、ｍ−１サブバンドの周波数分布の傾きはなくなる、つまり、反射係数ｋ１［ｍ−１］が０となる上に、ｍ−２サブバンドとｍサブバンドに発生するイメージ成分の大きさは同じであり、両者のエイリアシング発生度合いも同じにする必要があるからである。
【００８０】
次に、特性１を利用した優先度に応じてエイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］を算出する方法の例を以下に示す。なお、本例は、検出条件２または検出条件３による３サブバンド間のエイリアシング検出と、検出条件１による２サブバンド間のエイリアシング検出を併用して用いる場合である。
【００８１】
まず、エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］を次式で求める。
ｉ）ｍが偶数の場合、
ｋ１［ｍ］＜０、かつ、ｋ１［ｍ−１］＜０ならば、
ｄ［ｍ］＝Ｓ、
ｋ１［ｍ］＜０、かつ、ｋ１［ｍ−１］＜０、かつ、ｋ１［ｍ−２］＞０ならば、
ｄ［ｍ−１］＝１−ｋ１［ｍ−１］・ｋ１［ｍ−１］、
ｋ１［ｍ］＜０、かつ、ｋ１［ｍ−１］≧０、かつ、ｋ１［ｍ−２］＞０ならば、
ｄ［ｍ］＝１−ｋ１［ｍ−１］・ｋ１［ｍ−１］
ii）ｍが奇数の場合、
ｋ１［ｍ］＞０、かつ、ｋ１［ｍ−１］＞０ならば、
ｄ［ｍ］＝Ｓ、
ｋ１［ｍ］＞０、かつ、ｋ１［ｍ−１］＞０、かつ、ｋ１［ｍ−２］＜０ならば、
ｄ［ｍ−１］＝１−ｋ１［ｍ−１］・ｋ１［ｍ−１］、
ｋ１［ｍ］＞０、かつ、ｋ１［ｍ−１］≦０、かつ、ｋ１［ｍ−２］＜０ならば、
ｄ［ｍ］＝１−ｋ１［ｍ−１］・ｋ１［ｍ−１］
iii）それ以外の場合、
ｄ［ｍ］＝０
ここで、Ｓはあらかじめ定められた値であり、Ｓ＝１．０程度の値が望ましい。なお、Ｓの値は、対象とするサブバンド内の反射係数の値を用いて適応的に設定しても良い。
【００８２】
エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］に応じて３サブバンド間のゲイン調整をする手法として前述した手法と同様にして、例えば、上述した昇順の２サブバンド間のゲイン一致手法を用いる場合、ｍサブバンドおよび、ｍ−１サブバンドのゲインｇ［ｍ］、ｇ［ｍ−１］を以下の様に調整できる。
ｇ［ｍ］  ＞  ｇ［ｍ−１］の場合、
ｇ［ｍ］＝（１．０−ｄ［ｍ］）・ｇ［ｍ］＋ｄ［ｍ］・ｇ［ｍ−１］
ｇ［ｍ］  ＜  ｇ［ｍ−１］の場合、
ｇ［ｍ−１］＝（１．０−ｄ［ｍ］）・ｇ［ｍ−１］
＋ｄ［ｍ］・ｇ［ｍ］
【００８３】
なお、エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］としては、エイリアシング発生時の最大ゲイン調整量と非発生時の最小ゲイン調整量とを、エイリアシング発生度合いに従って滑らかに変化させる指標となるものであれば、いかなる値を用いても良い。
【００８４】
また、エイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］としては、時間方向に対して複数のエイリアシング発生度合いを示す値を算出しておき、それらを平滑化したものを用いても良い。
【００８５】
（実施の形態４）
図５は、実施の形態４における復号装置の構成図である。本実施形態における復号装置の構成は、先に説明した図２に示す実施の形態２、３の復号装置の構成に対し、エイリアシング検出手段に、分析フィルタバンク１０３からの低域サブバンド信号６１７に加えて、ビットストリーム分離手段１０１からの高域成分情報１０８を入力するように構成した点が異なる。
【００８６】
このような構成とすることにより、エイリアシング検出手段６１５は低域サブバンド信号６１７と、高域成分情報１０８に含まれるゲイン情報との両方を用いてエイリアシング検出処理を行う。
【００８７】
先に説明したように、エイリアシングの発生が問題となるのは、隣接するサブバンド間のゲイン差が大きい場合である。また、エイリアシングが発生する位置付近において、本来の信号のレベルが低ければ、エイリアシング成分のみが聴こえることとなり、音質を大きく低下させる要因となる。
【００８８】
そこで、このような事象を考慮し、本実施形態では、エイリアシング検出手段６１５は、まず、高域成分情報１０８のゲイン情報を参照して、隣接サブバンド間のゲイン差が所定値より大きなサブバンドを検出し、検出したサブバンドに対して、そのコピー元となる低域サブバンド信号を参照して、各低域サブバンドのレベルを評価する。低域サブバンドレベルの評価の結果、あるサブバンドについて、隣接するサブバンドとのレベル差が所定のしきい値以上であれば、そのサブバンドはエイリアシングの発生が予想されるバンドであると判断する。各サブバンドのレベルを表す指標としては、例えば、サブバンド信号のエネルギ、最大振幅、振幅和、振幅平均値などを用いることができる。
【００８９】
エイリアシング検出手段６１５は、上記の条件を満たすサブバンドの番号をエイリアシング検出情報６１６として出力する。エイリアシング除去手段６１３は、エイリアシング検出情報６１６によって示されるサブバンドに対してのみゲインの調整を行い、エイリアシングの発生を抑制する。
【００９０】
ゲインの調整方法としては、隣接サブバンドのゲインを一致させても良いし、両サブバンド間のゲイン差もしくはゲイン比をあらかじめ定められた値以下に制限しても良い。また、両サブバンドのゲインを一致させる場合においては、両サブバンドのゲインのうち、小さい方のゲインに合わせる方法、大きい方のゲインに合わせる方法、両ゲインの中間値、例えば平均値などに合わせる方法のいずれも用いることができる。
【００９１】
さらに、エイリアシング検出手段６１５における検出洩れを防ぐため、エイリアシングが検出されたサブバンドに対しては、上述のゲインを一致させる手法を用い、その他のサブバンドに対しては、上述のゲイン差もしくはゲイン比をあらかじめ定められた値以下に制限する手法を組合せて用いることができる。
【００９２】
このような構成とすることにより、エイリアシングが発生し、音質に影響を及ぼすことが想定されるサブバンドに対してのみゲインの調整を行い、それ以外のサブバンドについては伝送されたゲインをそのまま使用することができるので、エイリアシングによる音質劣化を防ぐと同時に、ゲインの不一致による音質劣化も抑えることができる。
【００９３】
（実施の形態５）
前述の実施の形態１から４で説明したオーディオ復号装置では、高域成分情報に高域サブバンドのゲイン情報が含まれており、そのゲイン情報を直接調整することを前提としている。しかしながら、ゲイン情報の伝送方法としては、ゲイン情報を直接伝送する他に、高域サブバンドの復号後のエネルギ値を伝送する方法がある。この場合、復号化処理において、復号後のエネルギ値と、コピー元となる低域サブバンドのエネルギ値との比を取ることによりゲイン情報を得るが、そのためには、エイリアシング除去処理を行う前に、高域サブバンド信号のゲインを算出する処理が必要となる。本実施形態では、高域サブバンドの復号後のエネルギ値を伝送する、ゲイン情報の伝送方法に対応したオーディオ復号装置を説明する。
【００９４】
図６に本実施形態のオーディオ復号装置の構成図を示す。同図に示すようにオーディオ復号装置は、実施の形態１の構成に加えて、エイリアシング除去処理を行う前に高域サブバンド信号のゲインを算出する処理を行なうゲイン算出手段７１８をさらに有する。
【００９５】
この構成において、高域サブバンドのゲインを復号するために伝送される情報１０８は、例えば、復号後の高域サブバンドのエネルギ値Ｒと、そのエネルギ値Ｒと付加信号によって加えられるエネルギの比Ｑとの２つである。また、ゲイン算出手段７１８は、本来、帯域拡張手段１０４の一部として動作していたゲイン算出部のみを取り出したものである。ゲイン算出手段７１８は、前述のエネルギ値Ｒ及びエネルギ比Ｑの２つの値と、低域サブバンド信号６１７のエネルギ値Ｅとから、高域サブバンドに対するゲインｇを算出する。
ｇ  ＝  ｓｑｒｔ（Ｒ／Ｅ／（１＋Ｑ））
ここで、ｓｑｒｔは平方根演算を表す。
【００９６】
以上の様に算出された各サブバンドのゲイン情報７１９は他の高域成分情報とともにエイリアシング除去手段７１３に送られ、実施の形態１において説明したエイリアシング除去処理が行われる。なお、付加信号生成手段７１１には、ゲイン情報７２０が付加信号情報とともに送信される。このような構成とすることによって、高域サブバンドのゲインの代わりに、高域サブバンドのエネルギ値が伝送される場合においても、本発明のエイリアシング除去手段を適用することができる。
【００９７】
実施の形態２ないし実施の形態４についても同様に、エイリアシング除去処理を行う前に高域サブバンド信号のゲインを算出し、算出された高域サブバンドのゲインを、エイリアシング除去手段１１３へ入力するような構成を取ることによって、高域サブバンドのエネルギ値が伝送される場合においても、本発明のエイリアシング除去手段を適用することができる。
【００９８】
なお、上記構成においては、低域サブバンド信号のエネルギを利用することができるので、例えば、ゲインｇの２サブバンド間の調整処理は次のように行なうことができる。
【００９９】
まず、ｍ−１およびｍサブバンドの調整前のゲインを、それぞれｇ［ｍ−１］、ｇ［ｍ］、対応する低域サブバンド信号のエネルギを、Ｅ［ｍ−１］、Ｅ［ｍ］として、ゲイン調整前のｍ−１とｍサブバンドのエネルギの合計Ｅｔ［ｍ］を算出する。
【０１００】
Ｅｔ［ｍ］＝ｇ［ｍ］2・Ｅ［ｍ］＋ｇ［ｍ−１］2・Ｅ［ｍ−１］
算出した合計値Ｅｔ［ｍ］を目標エネルギとし、その目標エネルギを得るために必要な、基準エネルギ（低域サブバンド信号のエネルギ）に対するゲインを求める。ゲインは、目標エネルギと基準エネルギの比の平方根で表されるので、ｍ−１サブバンドとｍサブバンドの平均ゲインＧｔ［ｍ］は次式で算出される。
Ｇｔ［ｍ］＝ｓｑｒｔ（Ｅｔ［ｍ］／（Ｅ［ｍ］＋Ｅ［ｍ−１］））
【０１０１】
算出された平均ゲインＧｔ［ｍ］と、ｍサブバンドに対するエイリアシング発生度合いを示す値ｄ［ｍ］とを用いて、調整後のｍサブバンドのゲインｇ’を算出する。
【０１０２】
ｇ’［ｍ］＝ｄ［ｍ］・Ｇｔ［ｍ］＋（１．０−ｄ［ｍ］）・ｇ［ｍ］
このゲイン調整によって、ｍサブバンドのエネルギが変化する。ｍ−１サブバンドとｍサブバンドのエネルギの合計Ｅｔ［ｍ］を変化させない様にするためには、ｍ−１サブバンドのエネルギはＥｔ［ｍ］からｍサブバンドのエネルギを減算したものであることから、調整後のｍ−１サブバンドのゲインｇ’［ｍ−１］を次式で算出すればよい。
ｇ’［ｍ−１］＝
ｓｑｒｔ（（Ｅｔ［ｍ］−ｇ’［ｍ］2・Ｅ［ｍ］）／Ｅ［ｍ−１］）
【０１０３】
以上で説明したように、ｍ−１およびｍサブバンドのゲインを調整すれば、ゲイン調整前のｍ−１サブバンドとｍサブバンドのエネルギ合計と、ゲイン調整後のｍ−１サブバンドとｍサブバンドのエネルギ合計は一致する。つまり、２サブバンドのエネルギ合計を変化させずに各サブバンドのゲインを調整することができるので、ゲイン調整に伴うエネルギ変化によって引き起こされる音質劣化を防ぐことができる。
【０１０４】
さらに、前述のｍ−１およびｍサブバンドのエネルギ合計Ｅｔ［ｍ］は、それぞれのサブバンドに対応する低域サブバンドからコピーされる信号のみから算出される値であり、エネルギ比Ｑによって表される、付加信号によって加えられるエネルギ成分は含まれない。したがって、付加信号に影響されること無く、低域サブバンドからコピーされるサブバンド信号のエネルギー分布を保持することができるので、音質の劣化を防ぐことができる。
【０１０５】
なお、３サブバンド間で上記の調整処理を行う場合、ゲインを一致させるサブバンドｌ（ｌ＝ｍ−２、ｍ−１、ｍ）のそれぞれに対して、ｇ［ｌ］2・Ｅ［ｌ］を算出し、これらの合計値をＥｔ［ｍ］とする。そして、２サブバンド間の調整処理と同様にして、平均ゲインＧｔ［ｍ］を次式で算出し、ゲイン調整処理は対象とするサブバンドのゲインをＧｔ［ｍ］に一致させれば良い。
Ｇｔ［ｍ］＝ｓｑｒｔ（Ｅｔ［ｍ］／（Ｅ［ｍ−２］＋Ｅ［ｍ−１］＋Ｅ［ｍ］））
なお、ゲイン調整の対象となるサブバンド数が４以上の場合も同様である。
【０１０６】
また、エイリアシング除去手段１１３の説明で述べたように、２サブバンド間のゲイン調整処理を、昇順または降順に適用しても良い。
【０１０７】
あるいは、２サブバンド以上でエイリアシング発生度合いｄ［ｍ］を用いてゲインを調整する場合には、次のような構成をとることもできる。例えば、３サブバンドでゲインを調整するとして、ゲインを調整するｍ−２、ｍ−１、ｍサブバンドのそれぞれに対してエネルギを算出し、これらの合計値をＥｔ［ｍ］とする。
Ｅｔ［ｍ］＝ｇ［ｍ−２］2・Ｅ［ｍ−２］
＋ｇ［ｍ−１］2・Ｅ［ｍ−１］＋ｇ［ｍ］2・Ｅ［ｍ］
この合計値Ｅｔ［ｍ］を用いて、平均ゲインの２乗値Ｇ２ｔ［ｍ］を次式で算出する。
【０１０８】
Ｇ２ｔ［ｍ］＝Ｅｔ［ｍ］／（Ｅ［ｍ−２］＋Ｅ［ｍ−１］＋Ｅ［ｍ］）
Ｇ２ｔ［ｍ］を用いて、対象となるサブバンドｌ＝ｍ−２、ｍ−１、ｍのゲインは以下のように一時的に算出される。なお、本例では、ゲインはその２乗値を用いて補間される。
【０１０９】
ｇ２［ｌ］＝ｆ［ｌ］・Ｇ２ｔ［ｍ］＋（１．０−ｆ［ｌ］）・ｇ［ｌ］2
ここで、ｆ［ｌ］は、ｄ［ｌ］とｄ［ｌ＋１］のうち大きい方の値である。この一時的なゲインｇ２［ｌ］を用いた場合の合計エネルギＥ’ｔ［ｍ］は、
Ｅ’ｔ［ｍ］＝ｇ２［ｍ−２］・Ｅ［ｍ−２］
＋ｇ２［ｍ−１］・Ｅ［ｍ−１］＋ｇ２［ｍ］・Ｅ［ｍ］
となる。さらに、合計エネルギＥ’ｔ［ｍ］は前述の合計エネルギＥｔ［ｍ］と一致するとは限らない。したがって、ゲイン調整により合計エネルギが変化しないようにするためには、対象となるサブバンドｌ（ｌ＝ｍ−２、ｍ−１、ｍ）の調整後のゲインｇ’［ｌ］を、
ｇ’［ｌ］  ＝  ｓｑｒｔ（  ｂ・ｇ２［ｌ］  ）
ｂ  ＝  Ｅｔ［ｍ］／  Ｅ’ｔ［ｍ］
とすれば良い。ゲイン調整の対象となるサブバンド数が２、もしくは、４以上の場合も同様に構成できる。
【０１１０】
以上の方法でゲインを調整すれば、２サブバンド以上でエイリアシング発生度合いｄ［ｍ］を用いてゲインを調整する場合にも、前述の２サブバンドでゲイン調整する場合と同様に、ゲイン調整前のエネルギ合計と、ゲイン調整後のエネルギ合計は一致する。つまり、エネルギ合計を変化させずに各サブバンドのゲインを調整することができるので、ゲイン調整に伴うエネルギ変化によって引き起こされる音質劣化を防ぐことができる。また、前述の２サブバンドでゲイン調整する場合と同様に、付加信号に影響されることも無い。
【０１１１】
なお、前述の実施の形態で説明したオーディオ復号装置の構成は、分析フィルタバンク１０３の出力である複素数の低域サブバンド信号が、帯域拡張手段１０４において、実数の低域サブバンド信号に変換され、高域サブバンド信号が実数演算によって生成される場合にも適用できる。また、エイリアシング検出処理を、帯域拡張手段１０４にて変換された実数の低域サブバンド信号に対して行っても良い。いずれの場合においても、本発明のオーディオ復号装置の構成、および、処理方法を変更することなく、処理される信号を複素数信号から実数信号に換える、すなわち、複素数信号の虚数部が０である信号とする、ことにより実現することができる。このような構成を取ることにより、実数演算を用いることによって、帯域拡張手段１０４の演算量を削減することができると同時に、生成された実数の高域サブバンド信号に対してエイリアシング除去処理を行うことができるので、エイリアシングによる音質劣化を抑えることができる。
【０１１２】
また、前述の実施の形態で説明したオーディオ復号装置の構成は、分析フィルタバンク１０３が実数係数のフィルタバンクとして構成されている場合にも適用できる。実数係数分析フィルタバンク１０３により帯域分割されたサブバンド信号は実数信号であるため、複素数信号を変換して実数信号を得る場合と同様に、高域サブバンド信号生成時のエイリアシングが問題となる。したがって、前述の実施の形態のいずれかに記載のオーディオ復号装置の構成を用いることによって、エイリアシング発生を抑制し、エイリアシングによる音質劣化を抑えることができる。この構成においては、復号化処理のすべてが実数演算により行われるので、演算量を大きく削減することができる。
【０１１３】
また、前述の実施の形態で説明したオーディオ復号装置の処理は所定のプログラミング言語で記述されたソフトウェアにより実現できる。そのようなソフトウェアはコンピュータ読みとり可能な情報記録媒体に記録することができる。
【０１１４】
本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。
【０１１５】
なお、本出願は日本国特許出願、特願２００２−３００４９０号（２００２年１０月１５日提出）に関連し、それらの内容は参照することにより本文中に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明のオーディオ復号装置の構成の一例を示す図（実施の形態１）
【図２】本発明のオーディオ復号装置の構成の一例を示す図（実施の形態２）
【図３】本発明のオーディオ復号装置においてエイリアシングの検出方法の一例を示す図
【図４】本発明のオーディオ復号装置においてエイリアシングの検出方法を説明した図
【図５】本発明のオーディオ復号装置の構成の一例を示す図（実施の形態４）
【図６】本発明のオーディオ復号装置の構成の一例を示す図（実施の形態５）
【図７】従来のオーディオ復号装置の構成の一例を示す図
【図８】エイリアシング成分発生の原因を説明した図
【要約】
オーディオ復号装置は、複数のサブバンドに分割された低域サブバンド信号と、伝送された高域の符号化情報とから複数の高域サブバンド信号を生成する帯域拡張手段により高域成分の信号を復号する復号装置であって、帯域拡張手段により生成される複数の高域サブバンド信号のエイリアシング成分の発生度合いを検出するエイリアシング検出手段と、高域サブバンド信号を生成する際に適用されるゲインを調整することによって、高域サブバンド信号に生じるエイリアシング成分を抑制するエイリアシング除去手段とを設けた。これにより、低演算量化のために実数サブバンド信号を利用した場合においても、エイリアシングの発生を抑制し、音質の劣化を抑えることができる。【図１】
0003646939.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003646939.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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