(57)【要約】  オーディオ信号を符号化する方法及び装置に係り、既定の周波数より小さな領域に備えられた信号を利用して既定の周波数より大きい領域に備えられた信号を時間ドメインまたは周波数ドメインで適応的に符号化するか、復号化することによって、少ないビットを利用してオーディオ信号を符号化するか、復号化するにもかかわらず、高周波数領域に該当する信号の音質を低下させないので、コーディング効率を極大化させうる。
2009541790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号を周波数バンド別に、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択してそれに変換するドメイン変換部と、
前記時間ドメインに変換された周波数バンドを、既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する時間ドメイン符号化部と、
前記周波数ドメインに変換された周波数バンドを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する周波数ドメイン符号化部とを備えることを特徴とする適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項２】
前記時間ドメイン符号化部は、
前記時間ドメインに変換された周波数バンドに設けられた信号に対して線形予測を行う線形予測部と、
前記行われた線形予測によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する乗算部と、
前記低周波数領域に設けられた信号の低周波数信号と前記励起信号が乗算された包絡線との境界を一致させる利得値を計算して符号化する利得値符号化部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項３】
前記周波数ドメイン符号化部は、
前記励起スペクトルのうち前記周波数ドメインに変換された周波数バンドに設けられたスペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化するノイズ情報符号化部と、
前記周波数ドメインに変換された周波数バンドに設けられたスペクトルの包絡線を抽出して符号化する包絡線情報符号化部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項４】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号のうち、時間ドメインで示した周波数バンドに設けられた信号に対して、線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項１に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項５】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルのうち、周波数ドメインで示した周波数バンドに設けられたスペクトルに対して、ホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項１に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項６】
既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域に設けられたスペクトルである高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化するノイズ情報符号化部と、
前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する包絡線情報符号化部とを備えることを特徴とする適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項７】
励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項６に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項８】
既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号に対して既設定の基準によって、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択するドメイン選択部と、
前記ドメイン選択部で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する時間ドメイン符号化部と、
前記ドメイン選択部で周波数ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換して高周波数スペクトルを生成し、前記高周波数スペクトルを前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する周波数ドメイン符号化部とを備えることを特徴とする適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項９】
前記時間ドメイン符号化部は、
前記ドメイン選択部で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号に対して線形予測を行う線形予測部と、
前記行われた線形予測によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する乗算部と、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号と前記励起信号が乗算された包絡線との境界を一致させる利得値を計算して符号化する利得値符号化部とを備えることを特徴とする請求項８に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項１０】
前記周波数ドメイン符号化部は、
前記ドメイン選択部で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換し、前記高周波数スペクトルを生成する変換部と、
前記励起スペクトルのうち前記高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化するノイズ情報符号化部と、
前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する包絡線情報符号化部とを備えることを特徴とする請求項８に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項１１】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項８に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項１２】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号を周波数ドメインに変換したスペクトル、または前記低周波数領域に設けられたスペクトルである低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項８に記載の適応的高周波数領域の符号化装置。
【請求項１３】
既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域に設けられた各周波数バンドが符号化されたドメインを判断するドメイン判断部と、
前記時間ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する時間ドメイン復号化部と、
前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する周波数ドメイン復号化部とを備えることを特徴とする適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項１４】
前記時間ドメイン復号化部は、
前記時間ドメインに変換された周波数バンドに設けられた信号に対するＬＰＣ（Linear  Predictive  Coding）係数を復号化する線形合成部と、
前記復号化されたＬＰＣ係数によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する乗算部と、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号と前記高周波数領域に設けられた高周波数信号との境界を一致させる利得値を復号化し、前記励起信号が乗算された包絡線に適用する利得値適用部とを備えることを特徴とする請求項１３に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項１５】
前記周波数ドメイン復号化部は、
前記励起スペクトルのうち前記高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドにノイズを生成するノイズ生成部と、
前記周波数ドメインに変換された周波数バンドに設けられたスペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する包絡線調節部とを備えることを特徴とする請求項１３に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項１６】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項１３に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項１７】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項１３に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項１８】
既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成するノイズ生成部と、
前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する包絡線調節部とを備えることを特徴とする適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項１９】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項１８に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項２０】
既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域が符号化されたドメインを判断するドメイン判断部と、
前記ドメイン判断部で前記高周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数信号を、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する時間ドメイン復号化部と、
前記ドメイン判断部で前記高周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する周波数ドメイン復号化部とを備えることを特徴とする適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項２１】
前記時間ドメイン復号化部は、
前記高周波数信号に対するＬＰＣ係数を復号化する線形合成部と、
前記復号化されたＬＰＣ係数によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する乗算部と、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号と前記高周波数信号との境界を一致させる利得値を復号化し、前記励起信号が乗算された包絡線に適用する利得値適用部とを備えることを特徴とする請求項２０に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項２２】
前記周波数ドメイン復号化部は、
前記励起スペクトルのうち復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成するノイズ生成部と、
前記高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する包絡線調節部とを備えることを特徴とする請求項２０に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項２３】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項２０に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項２４】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号を周波数ドメインに変換したスペクトル、または前記低周波数領域に設けられたスペクトルである低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項２０に記載の適応的高周波数領域の復号化装置。
【請求項２５】
既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号を周波数バンド別に、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択してそれに変換する段階と、
前記時間ドメインに変換された周波数バンドを、既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階と、
前記周波数ドメインに変換された周波数バンドを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階とを含むことを特徴とする適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項２６】
前記励起信号を利用して符号化する段階は、
前記時間ドメインに変換された周波数バンドに設けられた信号に対して線形予測を行う段階と、
前記行われた線形予測によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する段階と、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号と前記励起信号が乗算された包絡線との境界を一致させる利得値を計算して符号化する段階とを含むことを特徴とする請求項２５に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項２７】
前記励起スペクトルを利用して符号化する段階は、
前記励起スペクトルのうち前記周波数ドメインに変換された周波数バンドに設けられたスペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化する段階と、
前記周波数ドメインに変換された周波数バンドに設けられたスペクトルの包絡線を抽出して符号化する段階とを含むことを特徴とする請求項２５に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項２８】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号のうち、時間ドメインで示した周波数バンドに設けられた信号に対して、線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項２５に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項２９】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルのうち、周波数ドメインで示した周波数バンドに設けられたスペクトルに対して、ホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項２５に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３０】
既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域に設けられたスペクトルである高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化する段階と、
前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する段階とを含むことを特徴とする適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３１】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項３０に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３２】
既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号に対して既設定の基準によって、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択する段階と、
前記選択する段階で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階と、
前記選択する段階で周波数ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換して高周波数スペクトルを生成し、前記高周波数スペクトルを前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階とを含むことを特徴とする適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３３】
前記励起信号を利用して符号化する段階は、
前記ドメイン選択部で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号に対して線形予測を行う段階と、
前記行われた線形予測によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する段階と、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号と前記励起信号が乗算された包絡線との境界を一致させる利得値を計算して符号化する段階とを含むことを特徴とする請求項３２に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３４】
前記励起スペクトルを利用して符号化する段階は、
前記選択する段階で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換し、前記高周波数スペクトルを生成する段階と、
前記励起スペクトルのうち前記高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化する段階と、
前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する段階とを含むことを特徴とする請求項３２に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３５】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項３２に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３６】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号を周波数ドメインに変換したスペクトル、または前記低周波数領域に設けられたスペクトルである低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項３２に記載の適応的高周波数領域の符号化方法。
【請求項３７】
既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域に設けられた各周波数バンドが符号化されたドメインを判断する段階と、
前記時間ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階と、
前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階とを含むことを特徴とする適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項３８】
前記励起信号を利用して復号化する段階は、
前記時間ドメインに変換された周波数バンドに設けられた信号に対するＬＰＣ係数を復号化する段階と、
前記復号化されたＬＰＣ係数によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する段階と、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号と前記高周波数領域に設けられた高周波数信号との境界を一致させる利得値を復号化し、前記励起信号が乗算された包絡線に適用する段階とを含むことを特徴とする請求項３７に記載の適応的高周波数領域復号化方法。
【請求項３９】
前記励起スペクトルを利用して復号化する段階は、
前記励起スペクトルのうち前記高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドにノイズを生成する段階と、
前記周波数ドメインに変換された周波数バンドに設けられたスペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する段階とを含むことを特徴とする請求項３７に記載の適応的高周波数領域復号化方法。
【請求項４０】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項３７に記載の適応的高周波数領域復号化方法。
【請求項４１】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項３７に記載の適応的高周波数領域復号化方法。
【請求項４２】
既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成する段階と、
前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する段階とを含むことを特徴とする適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項４３】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項４２に記載の適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項４４】
既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域が符号化されたドメインを判断する段階と、
前記判断する段階で前記高周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数信号を、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階と、
前記判断する段階で前記高周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階とを含むことを特徴とする適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項４５】
前記励起信号を利用して復号化する段階は、
前記高周波数信号に対するＬＰＣ係数を復号化する段階と、
前記復号化されたＬＰＣ係数によって生成された包絡線に前記励起信号を乗算する段階と、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号と前記高周波数信号との境界を一致させる利得値を復号化し、前記励起信号が乗算された包絡線に適用する段階とを含むことを特徴とする請求項４４に記載の適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項４６】
前記励起スペクトルを利用して復号化する段階は、
前記励起スペクトルのうち復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成する段階と、
前記高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する段階とを含むことを特徴とする請求項４４に記載の適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項４７】
前記励起信号は、
前記低周波数領域に設けられた低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号であることを特徴とする請求項４４に記載の適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項４８】
前記励起スペクトルは、
前記低周波数領域に設けられた信号である低周波数信号に対して線形予測または長区間予測を行って抽出された信号を周波数ドメインに変換したスペクトル、または前記低周波数領域に設けられたスペクトルである低周波数スペクトルに対してホワイトニング処理されたスペクトルであることを特徴とする請求項４４に記載の適応的高周波数領域の復号化方法。
【請求項４９】
既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号を周波数バンド別に、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択してそれに変換する段階と、
前記時間ドメインに変換された周波数バンドを、既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階と、
前記周波数ドメインに変換された周波数バンドを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階とをコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項５０】
既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域に設けられたスペクトルである高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化する段階と、
前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する段階とをコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項５１】
既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号に対して既設定の基準によって、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択する段階と、
前記選択する段階で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階と、
前記選択する段階で周波数ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換して高周波数スペクトルを生成し、前記高周波数スペクトルを前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階とをコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項５２】
既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域に設けられた各周波数バンドが符号化されたドメインを判断する段階と、
前記時間ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階と、
前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階とをコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項５３】
既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成する段階と、
前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する段階とをコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項５４】
既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域が符号化されたドメインを判断する段階と、
前記判断する段階で前記高周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数信号を、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階と、
前記判断する段階で前記高周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階とをコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号または音楽信号のようなオーディオ信号を符号化したり復号化する方法及び装置に係り、さらに詳細には、低周波数領域に設けられた信号またはスペクトルを利用し、高周波数領域に設けられた信号を符号化したり復号化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波数領域に該当する信号は、低周波数領域に該当する信号に比べて人間が音声として認識するのに重要性が落ちるというのが一般的である。従って、オーディオ信号を符号化するにおいて、可用ビットに対する制約があってコーディングの効率を高めなければならない場合、低周波数領域に該当する信号には、多くのビットを割り当てて符号化するが、これに比べて高周波数領域に該当する信号には、少ないビットを割り当てて符号化する。
【０００３】
従って、高周波数領域に該当する信号を符号化するにおいて、少ないビットを利用しても人間が認識する音質を最大限向上させることができる方法及び装置が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明がなそうとする技術的課題は、既設定の周波数より小さい領域に設けられた信号を利用して既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号を時間ドメインまたは周波数ドメインで適応的に符号化したり復号化する方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の符号化装置は、既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号を周波数バンド別に、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択してそれに変換するドメイン変換部、前記時間ドメインに変換された周波数バンドを、既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する時間ドメイン符号化部、及び前記周波数ドメインに変換された周波数バンドを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する周波数ドメイン符号化部を備えることを特徴とする。
【０００６】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の符号化装置は、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域に設けられたスペクトルである高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化するノイズ情報符号化部、及び前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する包絡線情報符号化部を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の符号化装置は、既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号に対して既設定の基準によって、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択するドメイン選択部、前記ドメイン選択部で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する時間ドメイン符号化部、及び前記ドメイン選択部で周波数ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換して高周波数スペクトルを生成し、前記高周波数スペクトルを前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する周波数ドメイン符号化部を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の復号化装置は、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域に設けられた各周波数バンドが符号化されたドメインを判断するドメイン判断部、前記時間ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する時間ドメイン復号化部、及び前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する周波数ドメイン復号化部を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の復号化装置は、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成するノイズ生成部、及び前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する包絡線調節部を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の復号化装置は、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域が符号化されたドメインを判断するドメイン判断部、前記ドメイン判断部で前記高周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数信号を、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する時間ドメイン復号化部、及び前記ドメイン判断部で前記高周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する周波数ドメイン復号化部を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の符号化方法は、既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号を周波数バンド別に、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択してそれに変換する段階、前記時間ドメインに変換された周波数バンドを、既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階、及び前記周波数ドメインに変換された周波数バンドを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の符号化方法は、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域に設けられたスペクトルである高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化する段階、及び前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する段階を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の符号化方法は、既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号に対して既設定の基準によって、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択する段階、前記選択する段階で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階、及び前記選択する段階で周波数ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換して高周波数スペクトルを生成し、前記高周波数スペクトルを前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階を含むことを特徴とする。
【００１４】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の復号化方法は、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域に設けられた各周波数バンドが符号化されたドメインを判断する段階、前記時間ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階、前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の復号化方法は、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成する段階、及び前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する段階を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記の課題をなすための本発明による適応的高周波数領域の復号化方法は、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域が符号化されたドメインを判断する段階、前記判断する段階で前記高周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数信号を、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階、及び前記判断する段階で前記高周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルを前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記の課題をなすための本発明による記録媒体は、既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号を周波数バンド別に、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択してそれに変換する段階、前記時間ドメインに変換された周波数バンドを、既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階、及び前記周波数ドメインに変換された周波数バンドを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である。
【００１８】
前記の課題をなすための本発明による記録媒体は、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域に設けられたスペクトルである高周波数スペクトルを符号化するのに利用する周波数バンドを選択し、前記選択された周波数バンドに係る情報を符号化する段階、及び前記高周波数スペクトルの包絡線を抽出して符号化する段階をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である。
【００１９】
前記の課題をなすための本発明による記録媒体は、既設定の周波数より大きい領域に設けられた信号である高周波数信号に対して既設定の基準によって、時間ドメインまたは周波数ドメインのうちいずれか一つを選択する段階、前記選択する段階で時間ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して符号化する段階、及び前記選択する段階で周波数ドメインが選択されれば、前記高周波数信号を周波数ドメインに変換して高周波数スペクトルを生成し、前記高周波数スペクトルを前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して符号化する段階をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である。
【００２０】
前記の課題をなすための本発明による記録媒体は、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域に設けられた各周波数バンドが符号化されたドメインを判断する段階、前記時間ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを既設定の周波数より小さい低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階、前記周波数ドメインに符号化されたと判断された周波数バンドを低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である。
【００２１】
前記の課題をなすための本発明による記録媒体は、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起スペクトルのうち、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域を復号化するのに利用する周波数バンドに係る情報を利用し、前記高周波数領域にノイズを生成する段階、及び前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルの包絡線を復号化し、前記生成されたノイズの包絡線を調節する段階をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である。
【００２２】
前記の課題をなすための本発明による記録媒体は、既設定の周波数より大きい領域である高周波数領域が符号化されたドメインを判断する段階、前記判断する段階で前記高周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数信号を、既設定の周波数より小さい領域である低周波数領域に設けられた励起信号を利用して復号化する段階、及び前記判断する段階で前記高周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、前記高周波数領域に設けられた高周波数スペクトルを、前記低周波数領域に設けられた励起スペクトルを利用して復号化する段階をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して本発明による適応的時間／周波数ドメイン符号化方法及び装置に対して詳細に説明する。
【００２４】
図１Ａは、本発明による適応的高周波数領域の符号化装置の一実施例を示すブロック図であって、前記適応的高周波数領域の符号化装置は、第１変換部１００、ドメイン選択部１０５、線形予測部１１０、長区間予測部１１５、励起信号符号化部１２０、第２変換部１２５、量子化部１３０、逆量子化部１３５、第２逆変換部１４０、保存部１４５、励起信号復号化部１５０、励起スペクトル生成部１５５、高周波数領域の符号化部１６０及び多重化部１６５を含んでなる。
【００２５】
第１変換部１００は、入力端子ＩＮを通じて入力された信号を所定の周波数バンド別に時間ドメインで示すように変換する。第１変換部１００で変換する方式として、ＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ  ｂａｎｋ）及びＬＯＴ（ｌａｐｐｅｄ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などがある。
【００２６】
しかし、第１変換部１００は、ＦＶ−ＭＬＴ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｖａｒｙｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｌａｐｐｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のように入力端子ＩＮを通じて入力された信号を所定の周波数バンド別に、時間ドメインまたは周波数ドメインで示すように変換することによって、第２変換部１２５を備えずとも、ドメイン選択部１０５で選択されたドメインに第１変換部１００で変換して実施しうる。
【００２７】
ドメイン選択部１０５は、第１変換部１００で変換された各周波数バンドの信号のうち、既定の周波数より小さな領域に含まれる周波数バンドの信号を、既定の基準によって時間ドメインで符号化するか、周波数ドメインで符号化するかを選択する。また、ドメイン選択部１０５は、各周波数バンドが符号化されたドメインについての情報を符号化して多重化部１６５に出力する。
【００２８】
ここで、既定の基準の例として、線形予測符号化利得値、隣接したフレームの線形予測フィルター間のスペクトル変化、ピッチ遅延及び長区間予測利得値などがある。
【００２９】
線形予測部１１０は、ドメイン選択部１０５によって時間ドメインで符号化すると決定された周波数バンドに備えられた信号に対してＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）分析を行ってＬＰＣ係数を抽出して符号化し、ドメイン選択部１０５によって時間ドメインで符号化すると決定された周波数バンドに備えられた信号から短区間相関を除去して第１励起信号を抽出する。
【００３０】
長区間予測部１１５は、線形予測部１１０で抽出された第１励起信号に対して長区間予測（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）を行い、第２励起信号を抽出する。また、長区間予測部１１５は、長区間予測が行われた結果を符号化して多重化部１６５に出力する。
【００３１】
長区間予測部１１５で行う長区間予測の例として周期性（ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）の連続性（ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ）程度、周波数スペクトルの傾度（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｔｉｌｔ）程度及びフレームエネルギー程度などがある。ここで、周期性の連続性は、ピッチラグ（ｐｉｔｃｈ  ｌａｇ）の変化が少なく、ピッチ相関度（ｐｉｔｃｈ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。また、周期性の連続性は、第1フォルマント周波数（１ｓｔ  ｆｏｒｍａｎｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が非常に低く、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。
【００３２】
励起信号符号化部１２０は、長区間予測部１１５で抽出された第２励起信号を符号化する。
【００３３】
第２変換部１２５は、ドメイン選択部１０５によって周波数ドメインで符号化すると決定された周波数バンドに備えられた信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換してスペクトルを生成する。
【００３４】
量子化部１３０は、第２変換部１２５で生成されたスペクトルを量子化する。量子化部１３０で量子化されたスペクトルは、多重化部１６５に出力される。
【００３５】
逆量子化部１３５は、量子化部１３０で量子化されたスペクトルを逆量子化する。
【００３６】
第２逆変換部１４０は、第２変換部１２５で行う変換の逆過程であり、逆量子化部１３５で逆量子化されたスペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換する。
【００３７】
保存部１４５は、第２逆変換部１４０で逆変換された信号を保存する。保存部１４５で逆変換された信号を保存する理由は、次のフレームから時間ドメインで符号化される周波数バンド信号に対する長区間予測部１１５で長区間予測を行うのに利用するためである。
【００３８】
励起信号復号化部１５０は、励起信号符号化部１２０で符号化された第２励起信号を復号化する。
【００３９】
励起スペクトル生成部１５５は、逆量子化部１３５で逆量子化されたスペクトルをホワイトニング処理して励起スペクトルを生成する。
【００４０】
高周波数領域の符号化部１６０は、既定の周波数より小さな領域に該当する周波数バンドに備えられた信号を利用して既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドの信号を時間ドメインまたは周波数ドメインで適応的に符号化する。高周波数領域の符号化部１６０で利用する信号は、時間ドメインで符号化する場合、励起信号復号化部１５０で復号化された第２励起信号であり、周波数ドメインで符号化する場合、励起スペクトル生成部１５５で生成された励起スペクトルである。
【００４１】
多重化部１６５は、ドメイン選択部１０５で符号化された各周波数バンドが符号化されたドメインについての情報、線形予測部１１０で符号化されたＬＰＣ係数、長区間予測部１１５で符号化された長区間予測が行われた結果、励起信号符号化部１２０で符号化された第２励起信号、量子化部１３０で量子化されたスペクトル及び高周波数領域の符号化部１６０で符号化された結果を含んで多重化することによって、ビットストリームを生成し、出力端子ＯＵＴを通じて出力する。
【００４２】
図１Ｂは、本発明による適応的高周波数領域の符号化装置に含まれた高周波数領域の符号化部１６０の一実施例を示すブロック図であって、前記高周波数領域の符号化部１６０は、ドメイン選択部１７０、線形予測部１７５、乗算部１８０、利得値符号化部１８５、ノイズ情報符号化部１９０及び包絡線情報符号化部１９５を含んでなる。
【００４３】
ドメイン選択部１７０は、既定の周波数より大きい領域に該当する各周波数バンドに備えられた信号を時間ドメインで符号化するか、周波数ドメインで符号化するかを選択する。
【００４４】
ドメイン選択部１７０で符号化するドメインを選択するに当たって、既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドを符号化するのに利用される既定の周波数より小さな領域に該当する周波数バンドが時間ドメインで符号化されたか、周波数ドメインで符号化されたかを基準にドメインを選択しうる。もし、既定の周波数より大きい領域に該当する所定の周波数バンドの符号化に用いられる既定の周波数より小さな領域に該当する所定の周波数バンドが時間ドメインで符号化された場合、該当する既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドは、時間ドメインで符号化すると選択し、もし、既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドの符号化に用いられる既定の周波数より小さな領域に該当する周波数バンドが周波数ドメインで符号化された場合、該当する既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドは、周波数ドメインで符号化すると選択する。
【００４５】
線形予測部１７５は、ドメイン選択部１７０によって時間ドメインで符号化すると選択された周波数バンドに備えられた信号に対してＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）分析を行ってＬＰＣ係数を抽出する。線形予測部１７５で抽出されたＬＰＣ係数は符号化されて出力端子ＯＵＴ１を通じて図１Ａの多重化部１６５に出力され、復号化器で図７Ａに示された一例のような包絡線の復元に用いられる。
【００４６】
乗算部１８０は、入力端子ＩＮ１を通じて入力された図１Ａの励起信号復号化部１５０で復号化された第２励起信号と線形予測部１７５で抽出されたＬＰＣ係数による包絡線を乗算する。乗算部１８０で乗算された信号の例として、図７Ｂに示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【００４７】
利得値符号化部１８５は、乗算部１８０で乗算された信号が既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号に対して存在するミスマッチングを補償する利得値を計算して符号化する。利得値符号化部１８５で計算された利得値によって図７Ｂに示されたように低周波数信号の部材番号７２０に該当する信号と乗算部１８０で乗算された信号の部材番号７１０に該当する信号との境界に存在するミスマッチングを復号化器で図７Ｃに示されたように補償しうる。また、利得値符号化部１８５で符号化された利得値は、出力端子ＯＵＴ２を通じて図１Ａの多重化部１６５に出力する。
【００４８】
ノイズ情報符号化部１９０は、ドメイン選択部１７０によって周波数ドメインで符号化すると選択された周波数バンドにノイズを生成するのに利用する励起スペクトル生成部１５５で生成された励起スペクトルの周波数バンドを選択して該当周波数バンドについての情報を符号化する。ノイズ情報符号化部１９０で符号化された周波数バンドについての情報は、出力端子ＯＵＴ３を通じて図１Ａの多重化部１６５に出力される。
【００４９】
包絡線情報符号化部１９５は、既定の周波数より大きい領域に備えられた周波数バンドのうち、ドメイン選択部１７０で周波数ドメインで符号化すると選択された周波数バンドに備えられたスペクトルの包絡線情報を抽出して符号化する。包絡線情報符号化部１９５で符号化されたスペクトルの包絡線情報は、出力端子ＯＵＴ４を通じて図１Ａの多重化部１６５に出力される。
【００５０】
図１Ａ及び図１Ｂの実施例のように符号化するドメインをまず決定し、該決定されたドメインで符号化する開ループ（ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ）方式に限定して実施せねばならないものではない。周波数ドメイン及び時間ドメインをいずれも符号化した後、該符号化された結果を比較して、さらによいドメインを選択する閉ループ（ｃｌｏｓｅ−ｌｏｏｐ）方式でも実施しうる。
【００５１】
図２Ａは、本発明による適応的高周波数領域の符号化装置の一実施例を示すブロック図であって、前記適応的高周波数領域の符号化装置は、領域分割部２００、線形予測部２０５、変換部２１０、量子化部２１５、逆量子化部２２０、逆変換部２２５、保存部２３０、信号分析部２３５、長区間予測部２４０及びスイッチング部２４５、高周波数領域の符号化部２５０及び多重化部２５５を含んでなる。
【００５２】
領域分割部２００は、入力端子ＩＮを通じて入力された信号を既定の周波数より小さな領域に備えられた低周波数信号と既定の周波数より大きい領域に備えられた高周波数信号とに分割する。
【００５３】
線形予測部２０５は、領域分割部２００で分割された低周波数信号に対してＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）分析を行ってＬＰＣ係数を抽出し、領域分割部２００で分割された低周波数信号から短区間相関を除去して、第１励起信号を抽出する。また、線形予測部２０５は、抽出されたＬＰＣ係数を符号化して多重化部２５５に出力する。
【００５４】
変換部２１０は、線形予測部２０５で抽出された第１励起信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換して励起スペクトルを生成する。
【００５５】
量子化部２１５は、変換部２１０で生成された励起スペクトルを量子化する。量子化部２１５で量子化された励起スペクトルは多重化部２５５に出力される。
【００５６】
逆量子化部２２０は、量子化部２１５で量子化された励起スペクトルを逆量子化する。
【００５７】
逆変換部２２５は、変換部２１０で行う変換の逆過程であって、逆量子化部２２０で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して第２励起信号を生成する。
【００５８】
保存部２３０は、逆変換部２２５で逆変換された第２励起信号を保存する。保存部２３０で第２励起信号を保存する理由は、次のフレームから時間ドメインで符号化される周波数バンド信号に対する長区間予測部２４０での長区間予測に利用するためである。
【００５９】
信号分析部２３５は、線形予測部２０５で抽出された第１励起信号を分析して低周波数信号の特性によって長区間予測部２４０で長区間予測を行うのか否かを決定する。ここで、信号分析部２３５で長区間予測を行うかを決定する基準となる低周波数信号の特性に対する例として、線形予測符号化利得値、隣接したフレームの線形予測フィルター間のスペクトル変化、ピッチ遅延及び長区間予測利得値などがある。
【００６０】
長区間予測部２４０は、信号分析部２３５で長区間予測を行うと決定された場合、線形予測部２０５で抽出された第１励起信号に対して長区間予測（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）を行い、第３励起信号を抽出する。
【００６１】
長区間予測部２４０で行う長区間予測の例として周期性の連続性程度、周波数スペクトルの傾度程度及びフレームエネルギー程度などがある。ここで、周期性の連続性は、ピッチラグの変化が少なく、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。また、周期性の連続性は、第1フォルマント周波数が非常に低く、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。
【００６２】
スイッチング部２４５は、信号分析部２３５で決定された長区間予測を行うか否かによって長区間予測部２４０で抽出された第２励起信号をスイッチングする。
【００６３】
高周波数領域の符号化部１６０は、逆量子化部２２０で逆量子化された既定の周波数より小さな領域に備えられた励起スペクトルを利用して周波数ドメインで高周波数信号を符号化する。
【００６４】
多重化部２５５は、線形予測部２０５で符号化されたＬＰＣ係数、量子化部２１５で量子化された励起スペクトル、長区間予測部２４０で行われた長区間予測の結果及び高周波数領域の符号化部２５０で符号化された結果を含んでビットストリームを生成することによって、多重化して出力端子ＯＵＴを通じて出力する。
【００６５】
図２Ｂは、本発明による適応的高周波数領域の符号化装置に含まれた高周波数領域の符号化部２５０の一実施例を示すブロック図であって、前記高周波数領域の符号化部２５０は、ノイズ情報符号化部２６０及び包絡線情報符号化部２６５を含んでなる。
【００６６】
ノイズ情報符号化部２６０は、入力端子ＩＮ１で入力された図２Ａの逆量子化部２２０で逆量子化された励起スペクトルのうち、既定の周波数より大きい高周波数スペクトルの符号化に利用する周波数バンドについての情報を符号化する。ノイズ情報符号化部２６０で符号化された高周波数スペクトルの符号化に利用する周波数バンドについての情報は出力端子ＯＵＴ１を通じて図２Ａの多重化部２５５に出力する。
【００６７】
包絡線情報符号化部２６５は、入力端子ＩＮ２を通じて高周波数スペクトルを入力されて高周波数スペクトルに対する包絡線を抽出し、該抽出された包絡線情報を符号化する。包絡線情報の例として所定の周波数バンド単位で計算されたエネルギー値がある。包絡線情報符号化部２６５で符号化された包絡線情報を出力端子ＯＵＴ２を通じて図２Ｂの多重化部２５５に出力する。
【００６８】
図３Ａは、本発明による適応的高周波数領域の符号化装置の一実施例を示すブロック図であって、前記適応的高周波数領域の符号化装置は、領域分割部３００、線形予測部３０５、ドメイン選択部３１０、長区間予測部３１５、励起信号符号化部３２０、変換部３２５、量子化部３３０、逆量子化部３３５、逆変換部３４０、保存部３４５、励起信号復号化部３５０、高周波数領域の符号化部３６０及び多重化部３６５を含んでなる。
【００６９】
領域分割部３００は、入力端子ＩＮを通じて入力された信号を既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号と既定の周波数より大きい領域に備えられた信号である高周波数信号とに分割する。
【００７０】
線形予測部３０５は、領域分割部３００で分割された低周波数信号に対してＬＰＣ分析を行ってＬＰＣ係数を抽出し、領域分割部３００で分割された低周波数信号から短区間相関を除去して第１励起信号を抽出する。線形予測部３０５で抽出されたＬＰＣ係数は、符号化されて多重化部３６５に出力される。
【００７１】
ドメイン選択部３１０は、線形予測部３０５で抽出された第１励起信号を既定の基準によって時間ドメインで符号化するか、周波数ドメインで符号化するかを選択する。ここで、既定の基準の例として、線形予測符号化利得値、隣接したフレームの線形予測フィルター間のスペクトル変化、ピッチ遅延及び長区間予測利得値などがある。
【００７２】
もし、ドメイン選択部３１０で第１励起信号を時間ドメインで符号化すると選択されれば、長区間予測部３１５は、線形予測部３０５で抽出された第１励起信号に対して長区間予測を行って第２励起信号を抽出する。
【００７３】
長区間予測部３１５で行う長区間予測の例として、周期性の連続性程度、周波数スペクトルの傾度程度及びフレームエネルギー程度などがある。ここで、周期性の連続性は、ピッチラグの変化が少なく、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。また、周期性の連続性は、第1フォルマント周波数が非常に低く、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。
【００７４】
励起信号符号化部３２０は、長区間予測部３１５で抽出された第２励起信号を符号化する。
【００７５】
もし、ドメイン選択部３１０で第１励起信号を周波数ドメインで符号化すると選択されれば、変換部３２５は、線形予測部３０５で抽出された第１励起信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換して励起スペクトルを生成する。
【００７６】
量子化部３３０は、変換部３２５で生成された励起スペクトルを量子化する。量子化部３３０で量子化された励起スペクトルは多重化部３６５に出力される。
【００７７】
逆量子化部３３５は、量子化部３３０で量子化された励起スペクトルを逆量子化する。
【００７８】
逆変換部３４０は、変換部３２５で行う変換の逆過程であって、逆量子化部３３５で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換する。
【００７９】
保存部３４５は、逆変換部３４０で逆変換された第３励起信号を保存する。保存部３４５で第３励起信号を保存する理由は、次のフレームに対する符号化時に時間ドメインで符号化する周波数バンドに備えられた信号に対して長区間予測部３１５での長区間予測に利用するためである。
【００８０】
励起信号復号化部３５０は、励起信号符号化部３２０で符号化された第２励起信号を復号化する。
【００８１】
高周波数領域の符号化部３６０は、既定の周波数より小さな領域に該当する信号またはスペクトルを利用して時間ドメインまたは周波数ドメインで適応的に既定の周波数より大きい領域に該当する信号を符号化する。高周波数領域の符号化部３６０で利用する信号は、時間ドメインで符号化する場合、励起信号復号化部３５０で復号化された励起信号であり、高周波数領域の符号化部３６０で利用するスペクトルは、周波数ドメインで符号化する場合、逆量子化部３３５で逆量子化された励起スペクトルである。
【００８２】
多重化部３６５は、線形予測部３０５で抽出されたＬＰＣ係数、長区間予測部３１５で行った長区間予測の結果、ドメイン選択部３１０で選択された低周波数信号を符号化したドメインについての情報、励起信号符号化部３２０で符号化された励起信号、量子化部３３０で量子化された励起スペクトル及び高周波数領域の符号化部３６０で符号化された結果を含んで多重化することによって、ビットストリームを生成し、出力端子ＯＵＴを通じて出力する。
【００８３】
図３Ｂは、本発明による適応的高周波数領域の符号化装置に含まれた高周波数領域の符号化部３６０の一実施例を示すブロック図であって、前記高周波数領域の符号化部３６０は、ドメイン選択部３７０、線形予測部３７５、乗算部３８０、利得値符号化部３８５、ノイズ情報符号化部３９０及び包絡線情報符号化部３９５を含んでなる。
【００８４】
ドメイン選択部３７０は、入力端子ＩＮ１を通じて入力された図３Ａのドメイン選択部３１０で選択された既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号を符号化するドメインによって既定の周波数より大きい領域に備えられた信号である高周波数信号を符号化するドメインを選択する。もし、図３Ａのドメイン選択部３１０で低周波数信号を周波数ドメインで符号化すると選択されれば、ドメイン選択部３７０も高周波数信号を周波数ドメインで符号化すると選択する。そして、図３Ａのドメイン選択部３１０で低周波数信号を時間ドメインで符号化すると選択されれば、ドメイン選択部３７０も高周波数信号を時間ドメインで符号化すると選択する。
【００８５】
線形予測部３７５は、ドメイン選択部３７０で高周波数信号を時間ドメインで符号化すると選択されれば、入力端子ＩＮ２を通じて入力された高周波数信号に対するＬＰＣ分析を行ってＬＰＣ係数を抽出する。線形予測部３７５で抽出されたＬＰＣ係数は、符号化されて出力端子ＯＵＴ１を通じて図３Ａの多重化部３６５に出力され、復号化器で、図７Ａに示された包絡線の復元に用いられる。
【００８６】
乗算部３８０は、入力端子ＩＮ３を通じて入力された図３Ａの励起信号復号化部３５０で復号化された励起信号と線形予測部３７５で抽出されたＬＰＣ係数による高周波数信号の包絡線を乗算する。乗算部３８０で乗算された信号の例として、図７Ｂに図示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【００８７】
利得値符号化部３８５は、乗算部３８０で乗算された信号が低周波数信号に対して存在するミスマッチングを補償する利得値を計算して符号化する。図７Ｂに示されたように低周波数信号の部材番号７２０に該当する信号と乗算部３８０で乗算された信号の部材番号７１０に該当する信号の境界に存在するミスマッチングを図７Ｃに示されたように補償する。そして、利得値符号化部３８５で符号化された利得値は、出力端子ＯＵＴ２を通じて図３Ａの多重化部３６５に出力する。
【００８８】
ノイズ情報符号化部３９０は、逆量子化部３３５で逆量子化された励起スペクトルのうち、復号化器で高周波数スペクトルの復号化に使用する周波数バンドを選択し、該選択された周波数バンドについての情報を符号化する。ノイズ情報符号化部３９０で符号化された周波数バンドについての情報は出力端子ＯＵＴ３を通じて出力される。
【００８９】
包絡線情報符号化部３９５は、高周波数スペクトルの包絡線情報を抽出して符号化する。ここで、包絡線情報の例として所定の周波数バンド単位で計算されたエネルギー値がある。包絡線情報符号化部３９５で符号化された高周波数スペクトルの包絡線情報は、出力端子ＯＵＴ４を通じて図３Ａの多重化部３６５に出力される。
【００９０】
図３Ａ及び図３Ｂの実施例のように符号化するドメインをさらに決定し、該決定されたドメインで符号化する開ループ方式に限定して実施せねばならないものではない。周波数ドメインと時間ドメインとの両方に符号化を行った後、符号化された結果を比較して、さらによいドメインを選択する閉ループ方式でも実施しうる。
【００９１】
図４Ａは、本発明による適応的高周波数領域復号化装置の一実施例を示すブロック図であって、前記適応的高周波数領域復号化装置は、逆多重化部４００、ドメイン判断部４０５、励起信号復号化部４１０、長区間合成部４１５、線形合成部４２０、逆量子化部４３０、第２逆変換部４３３、励起スペクトル生成部４３５、高周波数領域復号化部４４０及び第１逆変換部４４５を含んでなる。
【００９２】
逆多重化部４００は、入力端子ＩＮを通じて符号化端から入力されたビットストリームを逆多重化する。逆多重化部４００では、符号化器で符号化された各周波数バンドが符号化されたドメインについての情報、符号化器で符号化されたＬＰＣ係数、符号化器で符号化された長区間予測が行われた結果、符号化器で符号化された励起信号、符号化器で量子化されたスペクトル及び低周波数領域に備えられた信号またはスペクトルを利用して高周波数信号を復号化しうる情報を含んで逆多重化する。
【００９３】
ドメイン判断部４０５は、既定の周波数より小さな領域の低周波数領域に備えられた周波数バンドが符号化器で符号化されたドメインについての情報を逆多重化部４００から入力されて各周波数バンドが符号化されたドメインを判断する。
【００９４】
励起信号復号化部４１０は、ドメイン判断部４０５で、時間ドメインで符号化された周波数バンドと判断された周波数バンドに備えられた符号化器で符号化された励起信号を逆多重化部４００から入力されて復号化する。
【００９５】
長区間合成部４１５は、ドメイン判断部４０５で、時間ドメインで符号化された周波数バンドと判断された周波数バンドに対して符号化器で長区間予測が行われた結果を逆多重化部４００から入力されて復号化し、励起信号復号化部４１０で復号化された励起信号に長区間予測が行われた結果を合成する。
【００９６】
線形合成部４２０は、ドメイン判断部４０５で、時間ドメインで符号化されたと判断された周波数バンドのＬＰＣ係数を逆多重化部４００から入力されて復号化し、長区間合成部４１５で合成された信号にＬＰＣ係数を合成する。
【００９７】
逆量子化部４３０は、ドメイン判断部４０５で、周波数ドメインで符号化されたと判断された周波数バンドに備えられたスペクトルを逆多重化部４００から入力されて逆量子化する。
【００９８】
第２逆変換部４３３は、図１Ａの第２変換部１２５で行う変換の逆過程として逆量子化部４３０で逆量子化されたスペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換する。
【００９９】
励起スペクトル生成部４３５は、逆量子化部４３０で逆量子化されたスペクトルをホワイトニング処理して励起スペクトルを生成する。
【０１００】
高周波数領域復号化部４４０は、励起信号復号化部４１０で復号化された所定周波数バンドに備えられた励起信号、または励起スペクトル生成部４３５で復号化された所定周波数バンドに備えられた励起スペクトルを利用して、既定の周波数より大きい領域に備えられた信号である高周波数信号を復号化する。
【０１０１】
第１逆変換部４４５は、図１Ａの第１変換部１００で行う変換の逆過程であって、信号合成部４２５で合成された所定周波数バンドに備えられた信号または第２逆変換部４３３で逆変換された所定周波数バンドに備えられた信号及び高周波数領域復号化部４４０で復号化された高周波数信号を合成して時間ドメインに合成することによって逆変換して、出力端子ＯＵＴを通じて出力する。第１逆変換部４４５で変換する方式としてＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒｂａｎｋ）及びＬＯＴ（ｌａｐｐｅｄ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などがある。
【０１０２】
しかし、第１逆変換部４４５は、ＦＶ−ＭＬＴ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｖａｒｙｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｌａｐｐｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のように所定の周波数バンド別に時間ドメインまたは周波数ドメインで示した信号を、時間ドメインに合成して、高周波数領域復号化部４４０で別途に周波数ドメインから時間ドメインに変換する逆変換部４８０を備えずとも実施しうる。
【０１０３】
図４Ｂは、本発明による適応的高周波数領域の復号化装置に含まれた高周波数領域復号化部４４０の一実施例を示すブロック図であって、前記適応的高周波数領域復号化部４４０は、ドメイン判断部４５０、線形合成部４５５、乗算部４６０、利得値適用部４６５、ノイズ情報復号化部４７０、包絡線調節部４７５及び逆変換部４８０を含んでなる。
【０１０４】
ドメイン判断部４５０は、既定の周波数より大きい領域である高周波数領域に含まれた周波数バンドに備えられた信号が時間ドメインで符号化されたか、周波数ドメインで符号化されたかを判断する。ドメイン判断部４５０で各周波数バンドが符号化されたドメインは、符号化端からドメインと関連した情報を伝送され、図４Ａの逆多重化部４００から入力されて分かるか、高周波数領域に含まれた各周波数バンドで利用しようとする既定の周波数より小さな領域の低周波数領域に含まれた周波数バンドが復号化されたドメインを図４Ａのドメイン判断部４０５から入力されて分かる。
【０１０５】
線形合成部４５５は、高周波数領域に含まれた周波数バンドのうち、時間ドメインで符号化された周波数バンドに対するＬＰＣ係数を入力端子ＩＮ１を通じて図４Ａの逆多重化部４００から入力されて復号化する。線形合成部４５５で復号化されたＬＰＣ係数によって図７Ａに示されたグラフのような包絡線を復元しうる。
【０１０６】
乗算部４６０は、入力端子ＩＮ２を通じて入力された図４Ａの励起信号復号化部１５０で復号化された励起信号と線形合成部４５５で復号化されたＬＰＣ係数による包絡線とを乗算する。乗算部４６０で乗算された信号の例として、図７Ｂに示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【０１０７】
利得値適用部４６５は、入力端子ＩＮ３を通じて入力された利得値を復号化して乗算部４６０で乗算された信号に適用する。利得値適用部４６５で利得値を適用することによって、復号化された低周波数信号と復号化された高周波数信号との間に存在するミスマッチングを補償しうる。例えば、乗算部４６０で乗算された高周波数信号は、図７Ｂに示されたように低周波数信号との境界面にミスマッチングが発生するが、利得値適用部４６５で利得値を適用することによって、図７Ｃに示されたように、低周波数信号と高周波数信号とのミスマッチングの発生を防止する。利得値適用部４６５で利得値が適用された信号は、出力端子ＯＵＴ１を通じて第１逆変換部４４５に出力される。
【０１０８】
ノイズ復号化部４７０は、図４Ａの励起スペクトル生成部４３５で生成された励起スペクトルのうち、高周波数領域に備えられた周波数バンドスペクトルの復号化に利用する周波数バンドについての情報を入力端子ＩＮ４を通じて図４Ａの逆多重化部４００から入力されて復号化する。ノイズ復号化部４７０は、復号化した情報を利用して該当する周波数バンドに備えられた励起スペクトルをドメイン判断部４５０で周波数ドメインで符号化すると判断された周波数バンドにパッチするか、対称的にフォールディング（ｆｏｌｄｉｎｇ）することでノイズを生成する。例えば、ノイズ復号化部５３５は、図８Ａに示された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを高周波数領域に図８Ｂに示されたようにパッチする。
【０１０９】
包絡線調節部４７５は、符号化器で符号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を入力端子ＩＮ５を通じて図４Ｂの逆多重化部４００から入力されて復号化する。包絡線調節部４７５で復号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を利用してノイズ復号化部４７０で生成されたノイズの包絡線を調節する。例えば、包絡線調節部４７５は、図８Ｂに示されたノイズ復号化部４７０で生成されたノイズを高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して図８Ｃに示されたように包絡線を調節する。
【０１１０】
逆変換部４８０は、図１Ａの第２変換部１２５で行う変換の逆過程であって、包絡線調節部４７５で包絡線が調節されたノイズを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して高周波数信号を生成する。
【０１１１】
図５Ａは、本発明による適応的高周波数領域復号化装置の一実施例を示すブロック図であって、前記適応的高周波数領域復号化装置は、逆多重化部５００、逆量子化部５０５、逆変換部５１０、長区間合成部５１５、線形合成部５２０及び高周波数領域復号化部５２５を含んでなる。
【０１１２】
逆多重化部５００は、入力端子ＩＮを通じて符号化端から入力されたビットストリームを逆多重化する。逆多重化部５００では、符号化器で符号化されたＬＰＣ係数、符号化器で量子化された励起スペクトル、符号化器で行われた長区間予測の結果及び既定の周波数より小さな領域の低周波数領域に備えられた励起スペクトルを利用して既定の周波数より大きい領域に備えられた高周波数信号を復号化しうる情報を逆多重化する。
【０１１３】
逆量子化部５０５は、符号化器で量子化された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを逆多重化部５００から入力されて逆量子化する。
【０１１４】
逆変換部５１０は、図２Ａの変換部２１０で行う変換の逆過程であって、逆量子化部５０５で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して励起信号を生成する。
【０１１５】
長区間合成部５１５は、符号化器で低周波数領域に備えられた励起信号に対して長区間予測が行われた結果を逆多重化部５００から入力されて復号化して逆変換部５１０で生成された励起信号に長区間予測が行われた結果を選択的に合成する。長区間合成部５１５で長区間予測が行われた結果を合成する場合は、符号化器で長区間予測が行われた結果が符号化されて伝送された励起信号に限って合成する。
【０１１６】
線形合成部５２０は、ＬＰＣ係数を逆多重化部５００から入力されて復号化する。線形合成部５２０は、ＬＰＣ係数を復号化した後、長区間合成部５１５で長区間予測が行われた結果を合成しない場合、逆変換部５１０で生成された励起信号にＬＰＣ係数を合成し、長区間合成部５１５で長区間予測が行われた結果を合成した場合、長区間合成部５１５で合成された信号にＬＰＣ係数を合成する。線形合成部５２０で合成された信号は、最終的に低周波数領域に備えられる低周波数信号が復元されたものである。
【０１１７】
高周波数領域復号化部５２５は、逆量子化部５０５で逆量子化された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを利用して高周波数信号を復号化する。
【０１１８】
領域合成部５３０は、線形合成部５２０で復元された低周波数信号と高周波数領域復号化部５２５で復号化された高周波数信号とを合成して出力端子ＯＵＴを通じて出力する。
【０１１９】
図５Ｂは、本発明による適応的高周波数領域復号化装置に含まれた高周波数領域復号化部５２５の一実施例を示すブロック図であって、前記高周波数領域復号化部５２５は、ノイズ復号化部５３５、包絡線調節部５４０及び逆変換部５４５を含んでなる。
【０１２０】
ノイズ復号化部５３５は、既定の周波数より小さな領域である低周波数領域に備えられた励起スペクトルのうち、既定の周波数より大きい高周波数スペクトルの符号化に利用する周波数バンドについての情報を逆多重化部５００から入力端子ＩＮ１を通じて入力されて復号化する。ノイズ復号化部５３５は、復号化された情報によって入力端子ＩＮ１’を通じて逆量子化部５０５で逆量子化された励起スペクトルのうち、利用する所定の励起スペクトルを選択し、該当する励起スペクトルを既定の周波数より大きい領域にパッチするか、対称的にフォールディングすることで、ノイズを生成する。例えば、ノイズ復号化部５３５は、図８Ａに示された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを高周波数領域に図８Ｂに示されたようにパッチする。
【０１２１】
包絡線調節部５４０は、入力端子ＩＮ２を通じて図５Ａの逆多重化部５００から符号化器で符号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を入力されて復号化する。包絡線調節部５４０は、復号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を利用してノイズ復号化部５３５で生成されたノイズの包絡線を調節する。例えば、包絡線調節部５４０は、図８Ｂに示されたノイズ復号化部５３５で生成されたノイズを高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して図８Ｃに示されたように包絡線を調節する。
【０１２２】
逆変換部５４５は、図２Ａの変換部２１０で行う変換の逆過程であって、包絡線調節部５４０で包絡線の調節されたノイズを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して高周波数信号を生成する。逆変換部５４５で生成された高周波数信号は出力端子ＯＵＴ１を通じて図２Ｂの領域合成部５３０に出力される。
【０１２３】
図６Ａは、本発明による高周波数領域復号化装置の一実施例を示すブロック図であって、前記高周波数領域復号化装置は、逆多重化部６００、ドメイン判断部６０５、励起信号復号化部６１０、長区間合成部６１５、逆量子化部６２０、逆変換部６２５、線形合成部６３０、高周波数領域復号化部６３５及び領域合成部６４０を含んでなる。
【０１２４】
逆多重化部６００は、入力端子ＩＮを通じて符号化端から入力されたビットストリームを逆多重化する。逆多重化部６００では、符号化器で選択された低周波数信号を符号化したドメインについての情報、符号化器で符号化されたＬＰＣ係数、符号化器で行った長区間予測の結果、符号化器で符号化された励起信号、符号化器で量子化された励起スペクトル及び既定の周波数より小さな領域に備えられた低周波数信号または低周波数スペクトルを利用して高周波数信号を復号化する情報を逆多重化する。
【０１２５】
ドメイン判断部６０５は、既定の周波数より小さな領域に該当する低周波数領域が符号化器で符号化されたドメインの情報を逆多重化部６００から入力されて復号化して低周波数領域が時間ドメインで符号化されたか、周波数ドメインで符号化されたかを判断する。
【０１２６】
ドメイン判断部６０５で低周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、励起信号復号化部６１０は、符号化器で符号化された低周波数領域の励起信号を逆多重化部４００から入力されて復号化する。
【０１２７】
長区間合成部６１５は、既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号に対して符号化器で長区間予測が行われた結果を逆多重化部６００から入力されて復号化し、励起信号復号化部６１０で復号化された励起信号に長区間予測が行われた結果を合成する。
【０１２８】
ドメイン判断部６０５で低周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、逆量子化部６２０は、符号化器で量子化された励起スペクトルを逆多重化部６００から入力されて逆量子化する。
【０１２９】
逆変換部６２５は、図３Ａの変換部３２５で行う変換の逆過程であって、逆量子化部６２０で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して励起信号を生成する。
【０１３０】
線形合成部６３０は、低周波数信号のＬＰＣ係数を逆多重化部６００から入力されて復号化し、長区間合成部６１５で合成された励起信号または逆変換部６２５で生成された励起信号に復号化されたＬＰＣ係数を合成する。線形合成部６３０で合成された信号は、最終的に低周波数領域に備えられる低周波数信号が復元されたものである。
【０１３１】
高周波数領域復号化部６３５は、逆量子化部６２０で逆量子化された励起スペクトルまたは励起信号復号化部６１０で復号化された励起信号を利用して高周波数信号を復号化する。もし、低周波数領域が時間ドメインで符号化されたならば、高周波数領域復号化部６３５は、逆量子化部６２０で逆量子化された励起スペクトルを利用して高周波数信号を復号化し、もし、低周波数領域が周波数ドメインで符号化されたならば、高周波数領域復号化部６３５は励起信号複花部６１０で復号化された励起信号を利用して高周波数信号を復号化する。
【０１３２】
領域合成部６４０は、線形合成部６３０で復元された低周波数信号と高周波数領域復号化部６３５で復号化された高周波数信号とを合成して出力端子ＯＵＴを通じて出力する。
【０１３３】
図６Ｂは、本発明による高周波数領域復号化装置に含まれた高周波数領域復号化部６３５の一実施例を示すブロック図であって、前記高周波数領域復号化部６３５は、ドメイン判断部６４５、線形合成部６５０、乗算部６５５、ノイズ復号化部６６５、包絡線調節部６７０及び逆変換部６７５を含んでなる。
【０１３４】
ドメイン判断部６４５は、既定の周波数より小さな領域に該当する低周波数領域が符号化されたドメインに対して既定の周波数より大きい領域に該当する高周波数領域を時間ドメインで復号化するか、周波数ドメインで復号化するかを判断する。
【０１３５】
もし、ドメイン判断部６４５で高周波数領域を時間ドメインで復号化すると判断されれば、線形合成部６５０は、既定の周波数より大きい領域に備えられた高周波数信号に対するＬＰＣ係数を図６Ａの逆多重化部６００から入力端子ＩＮ１を通じて入力されて復号化する。線形合成部６５０で復号化されたＬＰＣ係数によって図７Ａに示されたグラフのような包絡線を復元しうる。
【０１３６】
乗算部６５５は、入力端子ＩＮ２を通じて入力された図６Ａの励起信号復号化部６１０で復号化された励起信号に、線形合成部６５０で復号化されたＬＰＣ係数による包絡線を乗算する。乗算部６５５で乗算された信号の例として、図７Ｂに示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【０１３７】
利得値適用部６６０は、入力端子ＩＮ３を通じて入力された利得値を図６Ａの逆多重化部６００から入力されて復号化して乗算部６５５で乗算された信号に適用する。利得値適用部６６０で利得値を適用することによって、図６Ａの線形合成部６３０で復元された低周波数信号と復号化された高周波数信号との間に存在するミスマッチングを補償しうる。例えば、乗算部６５５で乗算された高周波数信号は、図７Ｂに示されたように低周波数信号との境界面にミスマッチングが発生するが、利得値適用部６６０で利得値を適用することによって、図７Ｃに示されたように低周波数信号と高周波数信号との間のミスマッチングの発生を防止する。利得値適用部６６０で利得値が適用された信号は、出力端子ＯＵＴ１を通じて図６Ａの領域合成部６４０に出力される。
【０１３８】
もし、ドメイン判断部６４５が高周波数領域を、周波数ドメインで復号化すると判断されれば、ノイズ復号化部６６５は入力端子ＩＮ４を通じて図６Ａの逆量子化部６２０で逆量子化された励起スペクトルを入力されて高周波数領域にパッチするか、対称的にフォールディングすることでスペクトルを生成する。例えば、図８Ａに示された励起スペクトルを高周波数領域に図８Ｂに示されたようにパッチする。
【０１３９】
包絡線調節部６７０は、入力端子ＩＮ５を通じて図６Ａの逆多重化部６００から符号化器で符号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を入力されて復号化する。包絡線調節部６７０は、復号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を利用してノイズ復号化部６６５で生成されたスペクトルの包絡線を調節する。例えば、包絡線調節部６７０は、図８Ｂに図示されたノイズ復号化部６６５で生成されたスペクトルに対して高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して図８Ｃに示されたように包絡線を調節する。
【０１４０】
逆変換部６７５は、図３Ａの変換部３２５で行う変換の逆過程であって、包絡線調節部６７０で包絡線が調節されたスペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して高周波数信号を生成する。
【０１４１】
図９Ａは、本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０１４２】
まず、入力された信号を所定の周波数バンド別に時間ドメインで示すように変換する（第９００段階）。第９００段階で変換する方式として、ＱＭＦ及びＬＯＴなどがある。
【０１４３】
しかし、第９００段階では、ＦＶ−ＭＬＴのように入力された信号を所定の周波数バンド別に時間ドメインまたは周波数ドメインで示すように変換することによって、第９２５段階を行わずとも、第９０５段階で選択されたドメインで第９００段階で変換して実施しうる。
【０１４４】
第９００段階で変換された各周波数バンドの信号のうち、既定の周波数より小さな領域に含まれる周波数バンドの信号を既定の基準によって時間ドメインで符号化するか、周波数ドメインで符号化するかを選択する（第９０５段階）。ここで、既定の基準の例として、線形予測符号化利得値、隣接したフレームの線形予測フィルター間のスペクトル変化、ピッチ遅延及び長区間予測利得値などがある。
【０１４５】
第９０５段階で、時間ドメインで符号化すると決定された周波数バンドに備えられた信号に対してＬＰＣ分析を行ってＬＰＣ係数を抽出して符号化し、第９０５段階で時間ドメインで符号化すると決定された周波数バンドに備えられた信号から短区間相関を除去して第１励起信号を抽出する（第９１０段階）。
【０１４６】
第９１０段階で抽出された第１励起信号に対して長区間予測を行い、第２励起信号を抽出する（第９１５段階）。
【０１４７】
第９１５段階で行う長区間予測の例として、周期性の連続性程度、周波数スペクトルの傾度程度及びフレームエネルギー程度などがある。ここで、周期性の連続性は、ピッチラグの変化が少なく、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。また、周期性の連続性は、第1フォルマント周波数が非常に低く、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。
【０１４８】
第９１５段階で抽出された第２励起信号を符号化する（第９２０段階）。第９０５段階で、周波数ドメインで符号化すると決定された周波数バンドに備えられた信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換してスペクトルを生成する（第９２５段階）。第９２５段階で生成されたスペクトルを量子化する（第９３０段階）。第９３０段階で量子化されたスペクトルを逆量子化する（第９３５段階）。第９２５段階で行う変換の逆過程として第９３５段階で逆量子化されたスペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換する（第９４０段階）。
【０１４９】
第２逆変換部１４０で逆変換された信号を保存する（第９４５段階）。第９４５段階で逆変換された信号を保存する理由は、次のフレームから時間ドメインで符号化する周波数バンドに備えられた信号に対して第９１５段階での長区間予測に利用するためである。
【０１５０】
第９２０段階で符号化された第２励起信号を復号化する（第９５０段階）。第９３５段階で逆量子化されたスペクトルをホワイトニング処理して励起スペクトルを生成する（第９５５段階）。
【０１５１】
既定の周波数より小さな領域に該当する周波数バンドに備えられた信号を利用して既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドの信号を時間ドメインまたは周波数ドメインで適応的に符号化する（第９６０段階）。第９６０段階で利用する信号は、時間ドメインで符号化する場合、第９５０段階で復号化された第２励起信号であり、周波数ドメインで符号化する場合、第９５５段階で生成された励起スペクトルである。
【０１５２】
第９０５段階で符号化された各周波数バンドが符号化されたドメインについての情報、第９１０段階で符号化されたＬＰＣ係数、第９１５段階で符号化された長区間予測が行われた結果、第９２０段階で符号化された第２励起信号、第９３０段階で量子化されたスペクトル及び第９６０段階で符号化された結果を含んで多重化することによって、ビットストリームを生成する（第９６５段階）。
【０１５３】
図９Ｂは、本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に含まれた第９６０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０１５４】
まず、既定の周波数より大きい領域に該当する各周波数バンドに備えられた信号を時間ドメインで符号化するか、周波数ドメインで符号化するかを選択する（第９７０段階）。
【０１５５】
第９７０段階で符号化するドメインを選択するにおいて、既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドの符号化に用いられる既定の周波数より小さな領域に該当する周波数バンドが時間ドメインで符号化されたか、周波数ドメインで符号化されたかを基準にドメインを選択しうる。もし、既定の周波数より大きい領域に該当する所定の周波数バンドの符号化に用いられる既定の周波数より小さな領域に該当する所定の周波数バンドが時間ドメインで符号化された場合、該当する既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドは時間ドメインで符号化するものと選択し、もし、既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドの符号化に用いられる既定の周波数より小さな領域に該当する周波数バンドが周波数ドメインで符号化された場合、該当する既定の周波数より大きい領域に該当する周波数バンドは周波数ドメインで符号化するものと選択する。
【０１５６】
第９７０段階で、時間ドメインで符号化すると選択された周波数バンドに備えられた信号に対してＬＰＣ分析を行ってＬＰＣ係数を抽出する（第９７５段階）。第９７５段階で抽出されたＬＰＣ係数は、復号化器で図７Ａに示された一例のような包絡線の復元に用いられる。
【０１５７】
乗算部１８０は、図９Ａの第９５０段階で復号化された第２励起信号と第９７５段階で抽出されたＬＰＣ係数による包絡線を乗算する（第９８０段階）。第９８０段階で乗算された信号の例として、図７Ｂに図示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【０１５８】
第９８０段階で乗算された信号が既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号に対して存在するミスマッチングを補償する利得値を計算して符号化する（第９８５段階）。第９８５段階で計算された利得値によって、図７Ｂに示されたように低周波数信号の部材番号７２０に該当する信号と第９８０段階で乗算された信号の部材番号７１０に該当する信号との境界に存在するミスマッチングを復号化器で、図７Ｃに示されたように補償しうる。
【０１５９】
第９７０段階で、周波数ドメインで符号化すると選択された周波数バンドにノイズを生成するのに利用する第９５５段階で生成された励起スペクトルの周波数バンドを選択して該当周波数バンドについての情報を符号化する（第９９０段階）。
【０１６０】
既定の周波数より大きい領域に備えられた周波数バンドのうち、第９７０段階で周波数ドメインで符号化すると選択された周波数バンドに備えられたスペクトルの包絡線情報を抽出して符号化する（第９９５段階）。
【０１６１】
図９Ａ及び図９Ｂの実施例のように符号化するドメインを、先に決定し、該決定されたドメインで符号化する開ループ方式に限定して実施せねばならないものではない。周波数ドメインと時間ドメインの両方に符号化を行った後、符号化された結果を比較して、さらによいドメインを選択する閉ループ方式でも実施しうる。
【０１６２】
図１０Ａは、本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０１６３】
まず、入力された信号を既定の周波数より小さな領域に備えられた低周波数信号と既定の周波数より大きい領域に備えられた高周波数信号とに分割する（第１０００段階）。
【０１６４】
第１０００段階で分割された低周波数信号に対してＬＰＣ分析を行ってＬＰＣ係数を抽出し、第１０００段階で分割された低周波数信号から短区間相関を除去して第１励起信号を抽出する（第１００５段階）。
【０１６５】
第１００５段階で抽出された第１励起信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換して励起スペクトルを生成する（第１０１０段階）。
【０１６６】
第１０１０段階で生成された励起スペクトルを量子化する（第１０１５段階）。第１０１５段階で量子化された励起スペクトルを逆量子化する（第１０２０段階）。第１０１０段階で行う変換の逆過程であって、第１０２０段階で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して第２励起信号を生成する（第１０２５段階）。
【０１６７】
第１０２５段階で逆変換された第２励起信号を保存する（第１０３０段階）。第１０３０段階で第２励起信号を保存する理由は、次のフレームに対する符号化時に時間ドメインで符号化する周波数バンドに備えられた信号に対して第１０４０段階での長区間予測に利用するためである。
【０１６８】
第１００５段階で抽出された第１励起信号を分析して、低周波数信号の特性によって長区間予測部２４０で長区間予測を行うか否かを決定する（第１０３５段階）。第１０３５段階で長区間予測を行うか否かを決定する基準となる低周波数信号の特性に対する例として、線形予測符号化利得値、隣接したフレームの線形予測フィルター間のスペクトル変化、ピッチ遅延及び長区間予測利得値などがある。
【０１６９】
第１０３５段階で長区間予測を行うと決定された場合、第１００５段階で抽出された第１励起信号に対して長区間予測を行い、第３励起信号を抽出する（第１０４０段階）。
【０１７０】
第１０４０段階で行う長区間予測の例として、周期性の連続性程度、周波数スペクトルの傾度程度及びフレームエネルギー程度などがある。ここで、周期性の連続性は、ピッチラグの変化が少なく、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。また、周期性の連続性は、第1フォルマント周波数が非常に低く、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。
【０１７１】
第１０２０段階で逆量子化された既定の周波数より小さな領域に備えられた励起スペクトルを利用して周波数ドメインで高周波数信号を符号化する（第１０５０段階）。
【０１７２】
第１００５段階で符号化されたＬＰＣ係数、第１０１５段階で量子化された励起スペクトル、第１０４０段階で行われた長区間予測の結果及び第１０５０段階で符号化された結果を含んでビットストリームを生成することによって多重化する（第１０５５段階）。
【０１７３】
図１０Ｂは、本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に含まれた第１０５０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０１７４】
まず、図１０Ａの第１０２０段階で逆量子化された励起スペクトルのうち、既定の周波数より大きい高周波数スペクトルの符号化に利用する周波数バンドについての情報を符号化する（第１０６０段階）。
【０１７５】
第１０６０段階後に、高周波数スペクトルを入力されて高周波数スペクトルに対する包絡線を抽出し、該抽出された包絡線情報を符号化する（第１０６５段階）。包絡線情報の例として所定の周波数バンド単位で計算されたエネルギー値がある。
【０１７６】
図１１Ａは、本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０１７７】
まず、入力された信号を既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号と既定の周波数より大きい領域に備えられた信号である高周波数信号とに分割する（第１１００段階）。
【０１７８】
第１１００段階で分割された低周波数信号に対してＬＰＣ分析を行ってＬＰＣ係数を抽出し、第１１００段階で分割された低周波数信号から短区間相関を除去して第１励起信号を抽出する（第１１０５段階）。
【０１７９】
第１１０５段階で抽出された第１励起信号を既定の基準によって時間ドメインで符号化するか、周波数ドメインで符号化するかを選択する（第１１１０段階）。ここで、既定の基準の例として、線形予測符号化利得値、隣接したフレームの線形予測フィルター間のスペクトル変化、ピッチ遅延及び長区間予測利得値などがある。
【０１８０】
もし、第１１１０段階で第１励起信号を時間ドメインで符号化すると選択されれば、第１１０５段階で抽出された第１励起信号に対して長区間予測を行って第２励起信号を抽出する（第１１１５段階）。
【０１８１】
第１１１５段階で行う長区間予測の例として周期性の連続性程度、周波数スペクトルの傾度程度及びフレームエネルギー程度などがある。ここで、周期性の連続性は、ピッチラグの変化が少なく、ピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。また、周期性の連続性は第1フォルマント周波数が非常に低くてピッチ相関度の高いフレームが一定区間以上連続的に持続される程度でありうる。
【０１８２】
第１１１５段階で抽出された第２励起信号を符号化する（第１１２０段階）。
【０１８３】
もし、第１１１０段階で第１励起信号を周波数ドメインで符号化すると選択されれば、第１１０５段階で抽出された第１励起信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換して励起スペクトルを生成する（第１１２５段階）。
【０１８４】
第１１２５段階で生成された励起スペクトルを量子化する（第１１３０段階）。第１１３０段階で量子化された励起スペクトルを逆量子化する（第１１３５段階）。第１１２５段階で行う変換の逆過程であって、第１１３５段階で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換する（第１１４０段階）。
【０１８５】
第１１４０段階で逆変換された第３励起信号を保存する（第１１４５段階）。第１１４５段階で、前記第３励起信号を保存する理由は、次のフレームから時間ドメインで符号化される周波数バンド信号に対する第１１１５段階で行われる長区間予測時に前記第３励起信号を利用するためである。第１１２０段階で符号化された第２励起信号を復号化する（第１１５０段階）。
【０１８６】
既定の周波数より小さな領域に該当する信号またはスペクトルを利用して時間ドメインまたは周波数ドメインで適応的に既定の周波数より大きい領域に該当する信号を符号化する（第１１６０段階）。第１１６０段階で利用する信号は、時間ドメインで符号化する場合、第１１５０段階で復号化された励起信号であり、第１１６０段階で利用するスペクトルは、周波数ドメインで符号化する場合、第１１３５段階で逆量子化された励起スペクトルである。
【０１８７】
第１１０５段階で抽出されたＬＰＣ係数、第１１１０段階で選択された低周波数信号を符号化したドメインについての情報、第１１１５段階で行った長区間予測の結果、第１１２０段階で符号化された励起信号、第１１３０段階で量子化された励起スペクトル及び第１１６０段階で符号化された結果を含んで多重化することによってビットストリームを生成する（第１１６５段階）。
【０１８８】
図１１Ｂは、本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に含まれた第１１６０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０１８９】
まず、図１１Ａの第１１１０段階で選択された既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号を符号化するドメインによって既定の周波数より大きい領域に備えられた信号である高周波数信号を符号化するドメインを選択する（第１１７０段階）。もし、図１１Ａの第１１１０段階で、低周波数信号を周波数ドメインで符号化すると選択されれば、第１１７０段階でも、高周波数信号を周波数ドメインで符号化すると選択する。そして、図１１Ａの第１１１０段階で低周波数信号を時間ドメインで符号化すると選択されれば、第１１７０段階でも、高周波数信号を時間ドメインで符号化すると選択する。
【０１９０】
第１１７０段階で、高周波数信号を時間ドメインで符号化すると選択されれば、高周波数信号に対してＬＰＣ分析を行ってＬＰＣ係数を抽出する（第１１７５段階）。第１１７５段階で抽出されたＬＰＣ係数は、復号化器で図７Ａに示された包絡線の復元に用いられる。
【０１９１】
図１１Ａの第１１５０段階で復号化された第２励起信号と第１１７５段階で抽出されたＬＰＣ係数による高周波数信号の包絡線とを乗算する（第１１８０段階）。第１１８０段階で乗算された信号の例として、図７Ｂに示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【０１９２】
第１１８０段階で乗算された信号が低周波数信号に対し存在するミスマッチングを補償する利得値を計算して符号化する（第１１８５段階）。図７Ｂに示されたように、低周波数信号の部材番号７２０に該当する信号と第１１８０段階で乗算された信号の部材番号７１０に該当する信号との境界に存在するミスマッチングを図７Ｃに示されたように補償する。
【０１９３】
第１１３５段階で逆量子化された励起スペクトルのうち、復号化器で高周波数スペクトルを復号化するのに利用する周波数バンドを選択して選択された周波数バンドについての情報を符号化する（第１１９０段階）。
【０１９４】
第１１９０段階後に、高周波数スペクトルの包絡線情報を抽出して符号化する（第１１９５段階）。ここで、包絡線情報の例として所定の周波数バンド単位で計算されたエネルギー値がある。
【０１９５】
図１１Ａ及び図１１Ｂの実施例のように、符号化するドメインを先に決定し、該決定されたドメインで符号化する開ループ方式に限定して実施せねばならないものではない。周波数ドメインと時間ドメインの両方に符号化を行った後、符号化された結果を比較し、さらによいドメインを選択する閉ループ方式でも実施しうる。
【０１９６】
図１２Ａは、本発明による適応的高周波数領域復号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０１９７】
まず、符号化端から入力されたビットストリームを逆多重化する（第１２００段階）。第１２００段階では、符号化器で符号化された各周波数バンドが符号化されたドメインについての情報、符号化器で符号化されたＬＰＣ係数、符号化器で符号化された長区間予測が行われた結果、符号化器で符号化された励起信号、符号化器で量子化されたスペクトル及び低周波数領域に備えられた信号またはスペクトルを利用して高周波数信号を復号化しうる情報を含んで逆多重化する。
【０１９８】
既定の周波数より小さな領域の低周波数領域に備えられた周波数バンドが符号化器で符号化されたドメインについての情報を入力されて、各周波数バンドが符号化されたドメインを判断する（第１２０５段階）。
【０１９９】
第１２０５段階で、時間ドメインで符号化された周波数バンドであると判断された周波数バンドに備えられた符号化器で符号化された励起信号を復号化する（第１２１０段階）。
【０２００】
第１２０５段階で、時間ドメインで符号化された周波数バンドであると判断された周波数バンドに対して符号化器で長区間予測が行われた結果を復号化し、第１２１０段階で復号化された励起信号に長区間予測が行われた結果を合成する（第１２１５段階）。
【０２０１】
第１２０５段階で、時間ドメインで符号化されたと判断された周波数バンドのＬＰＣ係数を復号化し、第１２１５段階で合成された信号にＬＰＣ係数を合成する（第１２２０段階）。
【０２０２】
第１２０５段階で周波数ドメインで符号化されたと判断された周波数バンドに備えられたスペクトルを逆量子化する（第１２３０段階）。
【０２０３】
図９Ａの第１２２５段階で行う変換の逆過程であって、第１２３０段階で逆量子化されたスペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換する（第１２３３段階）。
【０２０４】
第１２３０段階で逆量子化されたスペクトルをホワイトニング処理して励起スペクトルを生成する（第１２３５段階）。
【０２０５】
第１２１０段階で復号化された所定周波数バンドに備えられた励起信号または第１２３５段階で復号化された所定周波数バンドに備えられた励起スペクトルを利用して既定の周波数より大きい領域に備えられた信号である高周波数信号を復号化する（第１２４０段階）。
【０２０６】
図９Ａの第９００段階で行う変換の逆過程であって、第１２２５段階で合成された所定周波数バンドに備えられた信号または第１２３３段階で逆変換された所定周波数バンドに備えられた信号及び第１２４０段階で復号化された高周波数信号を合成して時間ドメイン信号に合成することによって逆変換する（第１２４５段階）。第１２４５段階で変換する方式でＱＭＦ及びＬＯＴなどがある。
【０２０７】
しかし、第１２４５段階では、ＦＶ−ＭＬＴのように所定の周波数バンド別に時間ドメインまたは周波数ドメインで示した信号を時間ドメイン信号に合成して第１２４０段階で別途に周波数ドメインから時間ドメインに変換する第１２８０段階を行わずとも実施しうる。
【０２０８】
図１２Ｂは、本発明による適応的高周波数領域復号化方法に含まれた第１２４０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０２０９】
まず、既定の周波数より大きい領域の高周波数領域に含まれた周波数バンドに備えられた信号が時間ドメインで符号化されたか、周波数ドメインで符号化されたかを判断する（第１２５０段階）。第１２５０段階で、各周波数バンドが符号化されたドメインは符号化端からドメインと関連した情報を伝送されて分かるか、高周波数領域に含まれた各周波数バンドで利用しようとする既定の周波数より小さな領域の低周波数領域に含まれた周波数バンドが復号化されたドメインを図１２Ａの第１２０５段階から分かる。
【０２１０】
高周波数領域に含まれた周波数バンドのうち、時間ドメインで符号化された周波数バンドに対するＬＰＣ係数を復号化する（第１２５５段階）。第１２５５段階で復号化されたＬＰＣ係数によって図７Ａに示されたグラフのような包絡線を復元しうる。
【０２１１】
図１２Ａの第１２５０段階で復号化された励起信号と、第１２５５段階で復号化されたＬＰＣ係数による包絡線とを乗算する（第１２６０段階）。第１２６０段階で乗算された信号の例として、図７Ｂに示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【０２１２】
第１２６０段階後に、利得値を復号化して第１２６０段階で乗算された信号に適用する（第１２６５段階）。第１２６５段階で、利得値を適用することによって、復号化された低周波数信号と復号化された高周波数信号との間に存在するミスマッチングを補償しうる。例えば、第１２６０段階で乗算された高周波数信号は、図７Ｂに示されたように、低周波数信号との境界面にミスマッチングが発生するが、第１２６５段階で利得値を適用することによって、図７Ｃに示されたように低周波数信号と高周波数信号とのミスマッチングの発生を防止する。
【０２１３】
図１２Ａの第１２３５段階で生成された励起スペクトルのうち、高周波数領域に備えられた周波数バンドのスペクトルを復号化するのに利用する周波数バンドについての情報を復号化する（第１２７０段階）。第１２７０段階では、復号化した情報を利用して、該当する周波数バンドに備えられた励起スペクトルを、第１２５０段階で周波数ドメインで符号化するものと判断された周波数バンドにパッチするか、対称的にフォールディングすることでノイズを生成する。例えば、第１２７０段階では、図８Ａに示された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを高周波数領域に図８Ｂに示されたようにパッチする。
【０２１４】
符号化器で符号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を復号化する（第１２７５段階）。第１２７５段階で復号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して、第１２７０段階で生成されたノイズの包絡線を調節する。例えば、第１２７５段階では、図８Ｂに示された第１２７０段階で生成されたノイズに対して高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して図８Ｃに示されたように包絡線を調節する。
【０２１５】
図９Ａの第９２５段階で行う変換の逆過程であって、第１２７５段階で包絡線が調節されたノイズを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して高周波数信号を生成する（第１２８０段階）。
【０２１６】
図１３Ａは、本発明による適応的高周波数領域復号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０２１７】
まず、符号化端から入力されたビットストリームを逆多重化する（第１３００段階）。第１３００段階では符号化器で符号化されたＬＰＣ係数、符号化器で量子化された励起スペクトル、符号化器で行われた長区間予測の結果及び既定の周波数より小さな領域の低周波数領域に備えられた励起スペクトルを利用して既定の周波数より大きい領域に備えられた高周波数信号を復号化しうる情報を逆多重化する。
【０２１８】
符号化器で量子化された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを逆量子化する（第１３０５段階）。
【０２１９】
図１０Ａの第１０１０段階で行う変換の逆過程であって、第１３０５段階で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して励起信号を生成する（第１３１０段階）。
【０２２０】
符号化器で低周波数領域に備えられた励起信号に対して長区間予測が行われた結果を復号化し、第１３１０段階で生成された励起信号に長区間予測が行われた結果を選択的に合成する（第１３１５段階）。第１３１５段階で長区間予測が行われた結果を合成する場合は、符号化器で長区間予測が行われた結果が符号化されて伝送された励起信号に限って合成する。
【０２２１】
ＬＰＣ係数を復号化する（第１３２０段階）。第１３２０段階では、ＬＰＣ係数を復号化した後、第１３１５段階で長区間予測が行われた結果を合成しない場合、第１３１０段階で生成された励起信号にＬＰＣ係数を合成し、第１３１５段階で長区間予測が行われた結果を合成した場合、第１３１５段階で合成された信号にＬＰＣ係数を合成する。第１３２０段階で合成された信号は、最終的に低周波数領域に備えられる低周波数信号が復元されたものである。
【０２２２】
第１３０５段階で逆量子化された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを利用して高周波数信号を復号化する（第１３２５段階）。第１３２０段階で復元された低周波数信号と第１３２５段階で復号化された高周波数信号とを合成する（第１３３０段階）。
【０２２３】
図１３Ｂは、本発明による適応的高周波数領域復号化方法に含まれた第１３２５段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０２２４】
まず、既定の周波数より小さな領域である低周波数領域に備えられた励起スペクトルのうち、既定の周波数より大きい高周波数スペクトルの符号化に利用する周波数バンドについての情報を復号化する（第１３３５段階）。第１３３５段階では、復号化された情報によって第１３０５段階で逆量子化された励起スペクトルのうち、利用する所定の励起スペクトルを選択し、該当する励起スペクトルを既定の周波数より大きい領域にパッチしたり対称的にフォールディングすることでノイズを生成する。例えば、第１３３５段階では、図８Ａに図示された低周波数領域に備えられた励起スペクトルを高周波数領域に図８Ｂに示されたようにパッチする。
【０２２５】
符号化器で符号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を復号化する（第１３４０段階）。第１３４０段階では、復号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して第１３３５段階で生成されたノイズの包絡線を調節する。例えば、第１３４０段階では、図８Ｂに図示された第１３３５段階で生成されたノイズを高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して図８Ｃに示されたように包絡線を調節する。
【０２２６】
図１１Ａの第１１１０段階で行う変換の逆過程であって、第１３４０段階で包絡線が調節されたノイズを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して高周波数信号を生成する（第１３４５段階）。
【０２２７】
図１４Ａは、本発明による適応的高周波数領域復号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０２２８】
まず、符号化端から入力されたビットストリームを逆多重化する（第１４００段階）。第１４００段階では、符号化器で選択された低周波数信号を符号化したドメインについての情報、符号化器で符号化されたＬＰＣ係数、符号化器で行った長区間予測の結果、符号化器で符号化された励起信号、符号化器で量子化された励起スペクトル及び既定の周波数より小さな領域に備えられた低周波数信号または低周波数スペクトルを利用して高周波数信号を復号化する情報を逆多重化する。
【０２２９】
既定の周波数より小さな領域に該当する低周波数領域が符号化器で符号化されたドメインの情報を復号化して、低周波数領域が時間ドメインで符号化されたか、周波数ドメインで符号化されたかを判断する（第１４０５段階）。
【０２３０】
第１４０５段階で、低周波数領域が時間ドメインで符号化されたと判断されれば、符号化器で符号化された低周波数領域の励起信号を復号化する（第１４１０段階）。
【０２３１】
既定の周波数より小さな領域に備えられた信号である低周波数信号に対して符号化器で長区間予測が行われた結果を復号化し、第１４１０段階で復号化された励起信号に長区間予測が行われた結果を合成する（第１４１５段階）。
【０２３２】
第１４０５段階で、低周波数領域が周波数ドメインで符号化されたと判断されれば、符号化器で量子化された励起スペクトルを逆量子化する（第１４２０段階）。
【０２３３】
図１１Ａの第１１２５段階で行う変換の逆過程であって、第１４２０段階で逆量子化された励起スペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して励起信号を生成する（第１４２５段階）。
【０２３４】
低周波数信号のＬＰＣ係数を復号化し、第１４１５段階で合成された励起信号または第１４２５段階で生成された励起信号に復号化されたＬＰＣ係数を合成する（第１４３０段階）。第１４３０段階で合成された信号は、最終的に低周波数領域に備えられる低周波数信号が復元されたものである。
【０２３５】
第１４２０段階で逆量子化された励起スペクトルまたは第１４１０段階で復号化された励起信号を利用して高周波数信号を復号化する（第１４３５段階）。もし、低周波数領域が時間ドメインで符号化されたならば、第１４３５段階では、第１４２０段階で逆量子化された励起スペクトルを利用して高周波数信号を復号化し、もし、低周波数領域が周波数ドメインで符号化されたならば、第１４３５段階では、第１４１０段階で復号化された励起信号を利用して高周波数信号を復号化する。
【０２３６】
第１４３０段階で復元された低周波数信号と第１４３５段階で復号化された高周波数信号とを合成する（第１４４０段階）。
【０２３７】
図１４Ｂは、本発明による適応的高周波数領域復号化方法に含まれた第１４３５段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【０２３８】
まず、既定の周波数より小さな領域に該当する低周波数領域が符号化されたドメインを既定の周波数より大きい領域に該当する高周波数領域に、時間ドメインで復号化するか、周波数ドメインで復号化するかを判断する（第１４４５段階）。
【０２３９】
もし、第１４４５段階で、高周波数領域を時間ドメインで復号化すると判断されれば、既定の周波数より大きい領域に備えられた高周波数信号に対するＬＰＣ係数を復号化する（第１４５０段階）。第１４５０段階で復号化されたＬＰＣ係数によって図７Ａに示されたグラフのような包絡線を復元しうる。
【０２４０】
図１２Ａの第１４１０段階で復号化された励起信号に第１４５０段階で復号化されたＬＰＣ係数による包絡線を乗算する（第１４５５段階）。第１４５５段階で乗算された信号の例として、図７Ｂに示された部材番号７１０に該当する信号がある。
【０２４１】
符号化器で符号化された利得値を復号化して、第１４５５段階で乗算された信号に適用する（第１４６０段階）。第１４６０段階で利得値を適用することによって、図１４Ａの第１４３０段階で復元された低周波数信号と復号化された高周波数信号との間に存在するミスマッチングを補償しうる。例えば、第１４５５段階で乗算された高周波数信号は、図７Ｂに示されたように低周波数信号との境界面にミスマッチングが発生するが、第１４６０段階で利得値を適用することによって、図７Ｃに示されたように低周波数信号と高周波数信号との間のミスマッチングの発生を防止する。
【０２４２】
もし、第１４４５段階で高周波数領域を周波数ドメインで復号化すると判断されれば、図１４Ａの第１４２０段階で逆量子化された励起スペクトルを高周波数領域にパッチするか、対称的にフォールディングすることでスペクトルを生成する（第１４６５段階）。例えば、第１４６５段階は、図８Ａに示された励起スペクトルを高周波数領域に、図８Ｂに示されたようにパッチする。
【０２４３】
符号化器で符号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を入力されて復号化する（第１４７０段階）。第１４７０段階では、復号化された高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して、第１４６５段階で生成されたスペクトルの包絡線を調節する。例えば、第１４７０段階では、図８Ｂに示された第１４６５段階で生成されたスペクトルを高周波数スペクトルの包絡線情報を利用して図８Ｃに示されたように包絡線を調節する。
【０２４４】
図１１Ａの第１１２５段階で行う変換の逆過程であって、第１４７０段階で包絡線が調節されたスペクトルを周波数ドメインから時間ドメインに逆変換して高周波数信号を生成する（第１４７５段階）。
【０２４５】
本発明は、コンピュータで読取り可能な記録媒体にコンピュータ（情報処理機能を有する装置をいずれも含む）で読取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読取り可能なデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読取り可能な記録装置の例として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがある。
【０２４６】
本発明についての理解を助けるために図面に図示された実施例を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるということを理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲により決まるべきである。
【０２４７】
本発明による適応的高周波数領域の符号化方法及び装置によれば、既定の周波数より小さな領域に備えられた信号を利用して既定の周波数より大きい領域に備えられた信号を時間ドメインまたは周波数ドメインで適応的に符号化するか、復号化する。
【０２４８】
これにより、少ないビットを利用してオーディオ信号を符号化するか、復号化するにもかかわらず、高周波数領域に該当する信号の音質を低下させないために、コーディング効率を極大化させうる。
【図面の簡単な説明】
【０２４９】
【図１Ａ】本発明による適応的高周波数領域の符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
【図１Ｂ】本発明による適応的高周波数領域の符号化装置に含まれた高周波数領域の符号化部１６０の一実施例を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明による適応的高周波数領域の符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明による適応的高周波数領域の符号化装置に含まれた高周波数領域の符号化部２５０の一実施例を示すブロック図である。
【図３Ａ】本発明による適応的高周波数領域の符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
【図３Ｂ】本発明による適応的高周波数領域の符号化装置に含まれた高周波数領域の符号化部３６０の一実施例を示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明による適応的高周波数領域復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明による適応的高周波数領域復号化装置に含まれた高周波数領域復号化部４４０の一実施例を示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明による適応的高周波数領域復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
【図５Ｂ】本発明による適応的高周波数領域復号化装置に含まれた高周波数領域復号化部５２５の一実施例を示すブロック図である。
【図６Ａ】本発明による適応的高周波数領域復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
【図６Ｂ】本発明による適応的高周波数領域復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
【図７Ａ】ＬＰＣ係数によって復元された包絡線の一実施例を示すグラフである。
【図７Ｂ】低周波数信号とＬＰＣ係数によって復元された包絡線の励起信号とを乗算した一実施例を示すグラフである。
【図７Ｃ】低周波数信号と高周波数信号との間に存在するミスマッチングを補償した一実施例を示すグラフである。
【図８Ａ】低周波数領域に備えられた励起スペクトルの一実施例を示すグラフである。
【図８Ｂ】低周波数領域に備えられた励起スペクトルを高周波数領域にパッチした一実施例を示すグラフである。
【図８Ｃ】高周波数スペクトルの包絡線を調節した一実施例を示すグラフである。
【図９Ａ】本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に含まれた第９６０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に含まれた第１０５０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】本発明による適応的高周波数領域の符号化方法に含まれた第１１６０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】本発明による適応的高周波数領域復号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１２Ｂ】本発明による適応的高周波数領域復号化方法に含まれた第１２４０段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】本発明による適応的高周波数領域復号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１３Ｂ】本発明による適応的高周波数領域復号化方法に含まれた第１３２５段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】本発明による適応的高周波数領域復号化方法に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１４Ｂ】本発明による適応的高周波数領域復号化方法に含まれた第１４３５段階に対する一実施例を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【国際調査報告】
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2009541790.tif 000034