(57)【要約】  解析フィルターバンクによって生成された実離散的時間信号の表示である複数の実副帯信号のそれぞれを処理するために、重み付け副帯信号（１１）を得るための、副帯信号をその副帯信号のために決定された重み付け係数で重み付けする重み付け部（１０）が設置されている。また、補正項が補正項決定部（１２）で算出されるが、この補正項決定部（１２）は、少なくとも一つの別の副帯信号と、この別の副帯信号のためのものであり前記重み付け係数とは異なる重み付け係数とを使用して補正項を算出するよう構成されている。そして、補正された副帯信号を得るために、補正項は重み付けされた副帯信号と結合される。これにより、副帯信号がそれぞれ異なる程度に重み付けされたとしても、エイリアシングは抑制される。【選択図】図１
2009545900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
解析フィルターバンク（５０）によって生成された実離散的時間信号ｘ（ｎ）の表示である複数の実副帯信号のうちの一つの実副帯信号（ｘk）を処理するための装置であり、以下のものを含む、
重み付けされた副帯信号（１１）を得るために、副帯信号（ｘk）を、その副帯信号のために決定された重み付け係数（ｃk）で重み付けする重み付け部（１０）、
補正項を決定するための補正項決定部（１２）であり、少なくとも一つの別の副帯信号（ｘl）と、この別の副帯信号（ｘl）のためのものであり前記重み付け係数（ｃk）とは異なる重み付け係数（ｃl）とを使用して補正項を算出するもの、
補正された副帯信号（ｙk）を得るために、重み付けされた副帯信号と補正項を結合する合成部（１３）。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、副帯信号（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と別の副帯信号（ｘl）のための重み付け係数（ｃl）の差に基づき、補正項を生成する。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、副帯信号（ｘk）に基づき補正項を決定する。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、副帯信号（ｘk）の周波数域指数とは「１」だけ異なる周波数域指数を有する複数の副帯信号（ｘk+1，ｘk-1）のうちの一つを、前記別の副帯信号として使用する。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、第３の副帯信号（ｘk-1）と、この第３の副帯信号（ｘk-1）のためのものであり前記重み付け係数（ｃk）とは異なる第３の重み付け係数（ｃk-1）に基づき、別の補正項（１２ｂ）を決定する。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であり、結合器（１３）は、前記別の補正項（１２ｂ）と重み付けされた副帯信号（１１）を結合する。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、前記副帯信号（ｘk）の周波数域指数及び前記別の副帯信号（ｘk+1）の周波数域指数とは異なる周波数域指数（ｋ＋１）を有する副帯信号を、第３の副帯信号として使用する。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、第１フィルター（３３）によってフィルタリングされた副帯信号と別のフィルター（３２）によってフィルタリングされた別の副帯信号（ｘk-1）との直線的な組み合わせとして補正項を算出するものであり、該フィルター（３２，３３）は１〜２０の間のフィルター長を有する低域フィルター又は高域フィルターである。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、前記別の副帯信号（ｘk-1）に基づき重み付けされていない補正項を算出し、フィルタリングされていない補正項を、前記副帯（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と前記副帯（ｘl）のための重み付け係数（ｃl）との差により重み付けする。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、以下の式に基づき補正項（ＫＴ）を算出する。
【数１】
2009545900.tif 000011
ｐkは前記副帯信号（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と隣接する副帯信号（ｘk-1）のための重み付け係数（ｃk-1）との差であり、ｑkは前記副帯信号（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と隣接する別の副帯信号（ｘk+1）のための重み付け係数（ｃk+1）との差であり、Ｌkは一方の隣接する副帯信号（ｘk-1）のための重み付けされていない補正項であり、Ｕkは他方の隣接する副帯信号（ｘk+1）のための重み付けされていない補正項である。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であり、前記重み付けされていない補正項Ｌk及びＵkは以下のように算出される。
【数２】
2009545900.tif 000012
Ａ1及びＡ2は係数であり、Ｈllは第１低域フィルター（３３）を示し、Ｈlmは第２低域フィルターを示し、Ｈuuは第１高域フィルター（３４）を示し、Ｈumは第２高域フィルター（３５）を示す。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であり、前記高域フィルター（３４，３５）の遮断周波数は、前記低域フィルター（３２，３３）の遮断周波数以上である。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の装置であり、前記解析フィルターバンク（５０）はサンプルブロックをスペクトル表示に変換するものであり、一つの副帯信号は、一連のスペクトル表示から引き出される同じ周波数域指数のスペクトル係数を有する副帯サンプルを含む。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の装置であり、前記解析フィルターバンク（５０）は、プロトタイプフィルターの調整によって特徴づけられるフィルターを含む間引きフィルターバンクである。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の装置であり、一つの副帯信号はいくつかのサンプルを含む信号であり、各信号のために、Ｎ／Ｍ（Ｎは離散的時間信号の値の個数、Ｍは解析フィルターバンクによって生成される副帯信号の個数）個のサンプルが生成される。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の装置であり、前記合成部は、重み付けされた副帯信号と補正項の加算を行う。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の装置であり、さらに以下のものを含む、
前記複数の副帯信号のために異なる重み付け係数を与える手段（５５）であり、この手段（５５）は、等化器機能、エコー抑制、帯域拡張又はパラメトリック多チャンネル符号化により、いくつかの重み付け係数を決定する。
【請求項１８】
請求項１０に記載の装置であり、重み付けされていない補正項ＬK及びＵKは以下の式により算出される。
【数３】
2009545900.tif 000013
Ａ1，Ａ2は一定の係数であり、Ｈm，Ｈl，Ｈuはフィルターを示し、フィルターＨl（３３０）は低域フィルター特性を有し、フィルターＨu（３４０）は高域フィルター特性を有する。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であり、フィルターＨm（３２０，３５０）は帯域特性を有する。
【請求項２０】
請求項１８又は請求項１９に記載の装置であり、重み付けされていない補正項Ｌk及びＵkは以下の式により算出される。
【数４】
2009545900.tif 000014
Ｈlは低域フィルター（３８１）であり、Ｈuは高域フィルター（３８２）であり、Ｌk´及びＵk´は中間信号である。
【請求項２１】
請求項１ないし請求項２０のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、前記副帯信号（ｘk）又は前記別の副帯信号（ｘl）を生成する副帯フィルターのフィルター長よりも短いフィルター長を有するフィルター（３２，３３，３４，３５；３２０，３３０，３４０，３５０，３８１，３８３，３８２）を含む。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、一つのフィルターの遅延が前記副帯信号（ｘk）又は前記別の副帯信号（ｘl）の１０個の副帯信号サンプルよりも小さくなるように選択されたフィルター長を有するフィルター（３２，３３，３４，３５；３２０，３３０，３４０，３５０，３８１，３８３，３８２）を含む。
【請求項２３】
請求項２２に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、各フィルターの遅延が前記副帯信号（ｘk）又は前記別の副帯信号（ｘl）の６個の値よりも小さくなるように選択されたフィルター長を有するフィルターのみを含む。
【請求項２４】
解析フィルターバンク（５０）によって生成された実離散的時間信号ｘ（ｎ）の表示である複数の実副帯信号のうちの一つの実副帯信号（ｘk）を処理する方法であり、以下のステップを含む、
重み付けされた副帯信号（１１）を得るために、副帯信号（ｘk）を、その副帯信号のために決定された重み付け係数（ｃk）で重み付けする重み付けするステップ（１０）、
少なくとも一つの別の副帯信号（ｘl）と、この別の副帯信号（ｘl）のためのものであり前記重み付け係数（ｃk）とは異なる重み付け係数（ｃl）とを使用して補正項を算出するステップ（１２）、
補正された副帯信号（ｙk）を得るために、重み付けされた副帯信号と補正項を結合するステップ（１３）。
【請求項２５】
以下のものを含む解析フィルターバンク、
離散的時間信号から複数の副帯信号を生成する手段（５０）、
処理された副帯信号を得るために、請求項１ないし請求項２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
以下のものを含む合成フィルターバンク、
処理された副帯信号を得るために、解析フィルターバンクによって生成された複数の副帯信号のそれぞれを処理するための請求項１ないし請求項２３のいずれかに記載の装置、
合成フィルタリングされた副帯信号を得るために、処理された副帯信号をフィルタリングする複数の合成フィルター（５１）、
離散的時間信号を得るために、フィルタリングされた副帯信号を合算する合算器（５８）。
【請求項２７】
離散的時間信号をフィルタリングする方法であり、以下のステップを含む、
離散的時間信号から複数の副帯信号を生成するステップ（５０）、
処理された副帯信号を得るために、全ての各副帯信号を請求項２４に記載の方法で処理するステップ。
【請求項２８】
信号を合成する方法であり、以下のステップを含む、
処理された副帯信号を得るために、解析フィルターバンクによって生成された複数の副帯信号のそれぞれを請求項２４に記載の方法で処理するステップ、
合成フィルタリングされた副帯信号を得るために、処理された副帯信号を合成フィルタリングするステップ（５１）、
合成された信号を得るために、フィルタリングされた副帯信号を合算するステップ（５８）。
【請求項２９】
コンピュータ上で起動された際に請求項２４、請求項２７又は請求項２８に記載の方法を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ又はビデオ信号の処理、特に、信号を、帯域信号か又はスペクトル係数を含むスペクトル表示に変換するフィルターバンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信エレクトロニクス及びその機器の分野において、信号強度の周波数選択的な強化や低下による信号スペクトルの処理を可能にすることが、例えば等化器の機能性又はエコー抑制のために望まれている。入力信号のスペクトル的な分解に基づくオーディオ符号化方法に関して、復号化されたスペクトル成分（副帯サンプル及び／又は変換係数）を、時間的に可変であってもよい増幅率で掛けることによってそれぞれ増幅及び／又は減衰させていることは明白であろう。しかし、ここで使用されるフィルターバンクは、通常、実数値を有し、臨界サンプリングを必要とする。従って、副帯信号はエイリアシング成分を含む。エイリアシング成分は、次々に直接行われる分解（解析）と吸収（合成）で互いに補償し合うが、前述した処理の後ではこの補償は行われない。結果的に、例えば増幅変調により、視聴可能な干渉となり得る。
【０００３】
図５は、解析フィルターバンク５０及び合成フィルターバンク５１を含むフィルターバンクシステムを示す。離散的時間信号（ｘｎ）がＮ個の帯域フィルター５３に与えられ、フィルターバンクチャンネル毎に１個ずつ配置された間引き装置５４によって間引きされた帯域信号を得る。そして、間引きされた帯域信号ｘ0（ｍ）〜ｘN-1（ｍ）は等化器５５に送られ、各帯域信号に特定の重み付け係数ｇ0，ｇ1，…，ｇN-1が与えられる。重み付けされた帯域信号ｙ0〜ｙN-1は、その後、それぞれ補間装置５６に送られ、そして合成フィルター部５７で、それぞれの合成フィルターｇ0，ｇ1、ｇN-1によってフィルタリングされる。フィルタリングされた信号はその後加算器５８で加算され、フィルターバンクの出力側５９において出力信号ｙ（ｎ）が得られる。全ての増幅率ｇ0，ｇ1，…，ｇN-1が１であり、フィルター５３，５７がそのフィルターバンクが完全な再生特性を有するように調整されている場合、信号ｙ（ｎ）は信号ｘ（ｎ）と全く同じである。
【０００４】
フィルターｈ0は概してプロトタイプの低域フィルターの余弦変調型であり、合成フィルターｇ0，ｇ1，…，ｇN-1もまた、それぞれプロトタイプフィルターの変調型であり、フィルタリングの際にいかなる人為結果も導入されないように、フィルターｇiはフィルターｈiと合致している。
【０００５】
例えば、信号ｘ（ｎ）の２０個のサンプルが各副帯信号ｘiの一つのサンプルとなるように、２０個のフィルターバンクチャンネルを有するフィルターバンクがあるとする。この場合、このフィルターバンクは最大間引きフィルターバンクであると考えられる。概して、フィルターバンクは、各チャンネルでのフィルタリング及びそれに引き続く間引きが一つの処理ステップで行われるような計算の上で効率的な数学的方法によって実現されるので、どこの時点においても、間引きされていない信号は存在しない。しかし、別の実施形態も知られており、必要条件に応じて実施される。
【０００６】
このようなフィルターバンクが、例えば１０２４チャンネルのように非常に多数のチャンネルを有する場合、これは変換部を表している。この変換ルールは、言わば、フィルタリングと間引きを「一挙に」行うものである。１０２４個のサンプルを有するＭＤＣＴは、図５の解析フィルターバンク部分５０によって説明され得るが、この場合、Ｎは１０２４であり、このような変換部に送られたサンプルブロック毎に、「副帯信号」の一つのサンプルが生成される。そして、いくつかのスペクトル係数ＭＤＣＴブロックがあり、周波数指数のためのその後に続くブロック内のＭＤＣＴ係数の値が時間信号として使用される場合、副帯信号の時間形態が得られる。以後、副帯及び副帯値と記述する際は、常に副帯フィルタリング及び変換の両方を意味し、変換は最大間引き副帯フィルタリングであり、チャンネルの個数Ｎは変換係数の個数と等しいということを毎回指摘しない。
【０００７】
使用したフィルターバンク信号の臨界サンプリングは帯域フィルターが重複部分を有するという結果をもたらす。例えば、フィルターｈ0の通過域の上半分が隣のフィルターｈ1の下半分と重なる。同時に、フィルターｈ1（ｎ）の上部が隣のフィルターｈ2（ｎ）の下部と重なる。この重複部分に信号成分が存在すると、副帯信号ｘ0（ｍ）と副帯信号ｘ1（ｍ）の両方がこの信号成分に関する情報を有することになる。両方の副帯値が互いに等しい増幅率ｇ0，ｇ1で等しく増幅されると、解析フィルターｇ0，ｇ1及びそれに引き続くフィルターｇ0，ｇ1の出力信号の加算でエイリアシングは再び除去され、出力信号ｙ（ｎ）に人為結果は全く含まれない。しかし、二つの信号ｘ0，ｘ1が異なって増幅されると、信号成分の重複部分が異なって増幅され、合成フィルターバンクはこれら二つの重複フィルターに対する異なる重み付けを予期してはいなかったので、受信信号はより大きなエイリアシングを有する結果となる。
【０００８】
このような人為結果は複合値フィルターバンクを使用することで避けることができるが、しかし、複合値フィルターバンクは臨界サンプリングを含まず、従って符号化には不適当である。他方、このような複合値フィルターバンクは、例えば帯域幅延長（ＳＢＲ）やパラメトリック多重チャンネル符号化（ＢＣＣ／ＥＢＣＣ）等のような後処理ユニットで使用される。
【０００９】
この問題に対する可能であるが費用のかかる一つの解決法は、実数値合成フィルタリング及びそれに引き続く複合値解析、処理および複合値合成によって提供される。この方法の実施費用は、必要な虚部（”ｒ２ｉ”）を生成するためのいわゆる多帯域フィルタリングによって実数値合成と複合値解析の連続的な応用を実施することでかなり低下させることができる。実部（“ｉ２ｒ”）への同様の再変換の後、従来の実数値合成が行われる。
【００１０】
図６は、複合フィルターバンクを使用したエイリアシングの問題に対するこのような複雑な解決策を示している。図６中、実合成フィルターバンク６０の出力信号６１として示すように、副帯表示に存在する実信号は、実合成フィルターバンクにより実時間信号に変換される。この実時間信号６１は、複合解析フィルターバンクに送られ、複合値副帯信号６３が得られる。そして、これらの複合値副帯信号６３は、図５の重み付け係数ｃk及び／又はｇ1を受け取り、図５の等化器部分５５と同様に動作する処理部６４に送られる。処理部６４の出力側で、処理された複合値副帯信号６５が得られ、その後、複合合成フィルターバンク６６によって再び実信号に変換され、出力信号６７となる。実信号６７を得るための実部の形成は、複合合成フィルターバンク６６において、加算（図５に示す加算器５８による加算と同じであってもよい）の前か、又は、加算５８の後に行われる。虚部は単に捨てられるだけである。しかし、複合合成フィルターバンク／合成フィルターバンク装置によるこの処理は、隣接する副帯の異なる処理によってもたらされた出力信号６７中のいかなるエイリアシング干渉をも確実に防止する。
【００１１】
しかし、前述したように、この解決策は非常に複雑である。何故ならば、図５のような直接的な処理とは対照的に、加算複合解析フィルターバンク及び加算複合合成フィルターバンクが必要であり、これらのフィルターバンクは計算の点で複雑であるので遅延を生じ、また、これらの解析及び／又は合成フィルターバンクは、解析側、合成側両方のフィルターバンク毎に３０以上のフィルタータップを含むようなかなり長いフィルター長を有しているからである。しかし、エイリアシングは全く生じない。
【００１２】
さほど複雑ではない解決策は、図７に示す多帯域フィルタリングである。この多帯域フィルタリングでは、時間的及び／又は周波数的に隣接する副帯信号が統合され、図６の処理部６２，６６がもはや不必要となり、図７に示すように、それぞれｒ２ｉブロックとｉ２ｒブロックに取って代わられる。処理部６４又は５５による処理は、複合表示、つまり図７中処理部７０と７１の間の７２において、行われる。
【００１３】
実から複合への変換（ｒ２ｃ）において、実数値合成フィルターバンクと複合値合成フィルターバンクの直列接続が使用される。ここで、各実副帯サンプルのための虚部は、３個のフィルター出力信号を重ねることで形成される。これらの３個のフィルターとは、各副帯とそれに隣接する二つの帯域に適用されるものである。
【００１４】
同様に、複合から実への変換（ｃ２ｒ）は、複合値合成フィルターバンクと実数値解析フィルターバンクの直列接続を使用する。ここで、実部は、元の実副帯サンプルと３個のフィルター出力信号の重なりの平均値として形成される。これらの３個のフィルターとは、各副帯の虚部とそれに隣接する二つの帯域に適用されるものである。
【００１５】
このｒ２ｃとｃ２ｒの直列接続は、出力信号中の視聴可能な干渉を避けるために、できる限り正確に元の副帯信号を再構築しなければならない。従って、対応するフィルターはかなりの長さを有していなければならない。
【００１６】
有利な方法で応用できるこのような多帯域フィルタリングはドイツ特許ＤＥ１０２３４１３０Ｂ３に開示されている。離散的時間信号の複合スペクトル表示を生成するためのフィルターバンク装置は、離散的時間信号のブロック毎の実数値スペクトル表示を生成する手段を有する。このスペクトル表示は、時間的に連続するブロックを含み、各ブロックは実スペクトル係数の集合を含むものである。さらに、連続するブロックを含み、各ブロックは複合概算スペクトル係数の集合を含むブロック毎の複合概算スペクトル表示を得るために、ブロック毎の実数値スペクトル表示を後処理する手段が設けられている。複合概算スペクトル係数は第１の副スペクトル係数と第２の副スペクトル係数によって表わされ、第１、第２の副スペクトル係数のうちの少なくともいずれかは、少なくとも二つの実スペクトル係数を合成することで求められるものであってもよい。第１の副スペクトル係数は複合概算スペクトル係数の実部であり、第２の副スペクトル係数は複合概算スペクトル係数の虚部である。この合成は直線的合成であり、後処理手段は、ある周波数の複合スペクトル係数を決定するために、その周波数の実スペクトル係数とそれに隣接するそれより高いか又は低い周波数の実スペクトル係数、又は、現在のブロック、時間的に前のブロックまたは時間的に後のブロックの対応する実スペクトル係数とを合成する。
【００１７】
この処理は、特に、二つの隣接する副帯において異なる重み付けをせず、言わば両方の副帯が等しく重み付けされるという「有益な」場合に、エイリアシングの無い表示を得るためにはかなり長いフィルターが必要であるという点において不利である。もし短すぎるフィルターが使用されると、この有益な場合にもエイリアシングが発生することになる。これは許容不可であり、図７のｒ２ｉブロック７０及び／又はｉ２ｒブロック７１が非常に長いフィルター長を有するという結果となる。非常に長いフィルター長は、同時に計算の複雑さを意味し、特に大きな遅延をも意味し、これもまたある種のアプリケーションにとっては望ましくないものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、信号処理のための効率的で質の高い概念を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的は請求項１に係る実副帯信号処理装置、請求項２４に係る実副帯信号処理方法、請求項２５に係る解析フィルターバンク、請求項２６に係る合成フィルターバンク、請求項２７に係る信号解析方法、請求項２８に係る信号合成方法または請求項２９に係るコンピュータプログラムによって達成される。
【００２０】
本発明は、人為結果混入の問題又はこれと引き換えに発生する長いフィルター長の問題は、副帯フィルタリングを特定の副帯のための重み付け係数で重み付けされた副帯を含む通常部分と別の副帯とその別の副帯のための重み付け係数による補正部分とに分けることで解決できるという発見に基づくものである。従って、本発明によると、通常部分は「あちらこちら」でフィルタリングが行われるのではなく、単に重み付けされるだけであるので、この通常部分を生成するための長いフィルターはもはや不要であり、効率的な実施が達成できる。エイリアシングの問題は、例えば隣接する副帯である別の副帯と、この別の副帯のための重み付け係数に基づき算出される補正部分を使用することで解決される。本発明により重み付けされた副帯を「対エイリアシング」とするために、補正部分は重み付けされた副帯と合成され（例えば加算され）、これにより補正副帯信号が得られ、エイリアシングが低下される。
【００２１】
本発明は、補正された副帯信号の主要部分は直接算出される、つまりその副帯信号のための重み付け係数での重み付けを行うことのみで算出され、フィルタリング処理をされることはないという点で有利である。これにより計算時間、また同時に、特にモバイルやバッテリー駆動型の装置にとっては非常に重要である計算エネルギーを節約することができる。長い解析フィルターとそれに続く合成フィルターを使用しての副帯自身のフィルタリングは、もはや不要である。その代わり、サンプルを次々と重み付けする必要がある。これは重み付けされた部分と補正項に分けることで達成できる。
【００２２】
補正項はかなり短いフィルターによって付加的に算出され得る。補正部分の精度は通常部分の精度ほど高くなくてもよいからである。本発明によると、以下のように、いかなる基準にも対応することができる。つまり、補正部分のためのフィルターを長めにすることで、エイリアシングを低下させることができる。しかし、少しのエイリアシングならば許容できる場合には、補正部分の算出のために、つまり、極端な場合には係数での単なる掛け算とその後の足し算のために、非常に短いフィルター長のものを使用することができる。後者の場合、例えば８個以上のフィルタータップを有する長いフィルター長の場合よりも、もちろん強いエイリアシングが発生する。また、本発明によると、通常部分と補正部分への分割を行うので、隣接する副帯が同じ重み付け係数で重み付けされるという有利な副帯処理の場合、短いフィルターを使用しても、いかなる干渉も発生しない。この場合、本発明によると、補正部分は単に０にセットされてもよく、また、これは手動で行われてもよい。しかし、重み付けの補正項が二つの隣接する副帯のための重み付け係数の差で重み付けされる場合には、補正項のセットは自動的に行われる。この差が０であるならば、この二つの増幅率が等しいことになり、この補正項がいかに大きくても、また、この補正項が大雑把な補正のためのものであろうと精細な補正のためのものであろうと、この補正項は０にセットされる。重み付け係数が同じである場合、補正項はより正確に算出されると、当然０となる。しかし、大雑把な補正のみであると、同じ場合であっても補正項は０にならないかもしれない。しかし、重み付けは補正係数の差を使用して行われているので、結果をだめにすることはない。
【００２３】
実施状況により、補正項は一つの副帯信号のみから生成されるのではなく、二つの隣接する副帯信号及び／又は重要な範囲、つまりフィルターが例えば３０ｄＢよりも小さな減衰を有するフィルター域内で重複している帯域と同じ数の隣接する副帯信号から生成される。３個以上のフィルターが重複している場合、補正項及びそれに関する補正係数を算出する際には３個以上のフィルターを考慮する。
【００２４】
本発明の概念は、副帯信号が帯域信号である比較的少ないチャンネル数を有するフィルターバンクのためだけに実施されるものではない。本発明の概念は、むしろ、多数のチャンネル数を有するフィルターバンク、例えば変換によって実現されるフィルターバンクに応用できるものである。このような変換は、例えば、ＦＦＴ、ＤＣＴ、ＭＤＣＴ、又は、各フィルターバンクチャンネルの一つのスペクトル係数がサンプルブロック毎に生成される最大間引き変換である。時間的に連続した一連のスペクトル係数ブロックから引き出された同じ係数指数を有するスペクトル係数は、補正項を決定するためにフィルタリングされ得る帯域信号を表す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る実副帯信号処理装置のブロック回路図である。
【図２】図１の補正項決定部の詳細な説明図である。
【図３Ａ】本発明の好ましい一実施形態に係る装置の概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すフィルター部のより詳細な説明図である。
【図３Ｃ】本発明の別の実施形態に係る装置の概略図である。
【図３Ｄ】図３Ｃに示す装置のより詳細な説明図である。
【図４】副帯ごとに処理をする処理装置を有する解析フィルターバンク／合成フィルターバンクを示す。
【図５】等化器部を有する実数値解析／合成フィルターバンク装置を示す。
【図６】複合解析フィルターバンクを有する実合成フィルターバンクと複合合成フィルターバンクとのカスケード接続を示す。
【図７】多帯域フィルタリングの概略図である。
【図８】図７に示す多帯域フィルタリングのためのフィルタリング処理のより詳細な説明図である。
【図９】偶数及び奇数の指数を有する副帯信号のためのフィルターを示す表である。
【図１０】補正項を決定するためのフィルターの周波数応答の大きさの比較を示すものである。
【図１１】インパルスの副帯フィルタリングを示す。
【図１２】帯域限界を１％超える正弦トーンの副帯フィルタリングを示す。
【図１３】帯域限界を５％超える正弦トーンの副帯フィルタリングを示す。
【図１４】帯域限界を１０％超える正弦トーンの副帯フィルタリングを示す。
【図１５】帯域限界を２０％超える正弦トーンの副帯フィルタリングを示す。
【図１６】帯域限界を３０％超える正弦トーンの副帯フィルタリングを示す。
【図１７】帯域限界を４０％超える正弦トーンの副帯フィルタリングを示す。
【図１８】帯域限界を１０％超える正弦トーンで、ＭＤＣＴのためのエイリアシング抑制を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、解析フィルターバンク（図５中５０）によって生成された離散的時間信号ｘ（ｎ）で示される複数の実副帯信号のうちの一つの実副帯信号ｘ（ｋ）を処理する本発明に係る装置を示す。この装置は、重み付けされた副帯信号１１を得るために、副帯信号ｘkをその副帯信号のために決定された重み付け係数ｃkで重み付けする重み付け部１０を有する。重み付け部は、好ましくは掛け算を行うものである。詳しくは、帯域信号のサンプル又は変換スペクトルのスペクトル係数である副帯信号が、補正係数で掛け算される。あるいは、掛け算の代わりに、対数の加算、つまり補正値の対数と副帯サンプルｘkの対数の加算が行われてもよい。
【００２８】
本発明に係る処理装置はさらに補正項を算出する補正項決定部１２を有する。この補正項決定部１２は、少なくとも一つの別の副帯信号ｘ1及びこの別の副帯信号のためのものであり重み付け係数ｃkとは異なる重み付け係数ｃ1を使用して、補正項を算出するものである。この二つの重み付け係数を異ならせることは、解析及び合成フィルターが完全な再構築特性を有していても、実フィルターバンク応用の際のエイリアシングの原因となる。補正項決定部１２から出力される補正項は合成部１３に送られ、重み付けされた副帯信号もまた合成部１３に送られる。この合成部１３は、補正された副帯信号ｙkを得るために、重み付けされた副帯信号と補正項を結合する。
【００２９】
合成部１３は、好ましくはサンプル毎に結合を行うものである。従って、重み付けされた副帯信号ｘkの全ての各サンプルのために「補正項サンプル」があり、１対１補正が可能となる。あるいは、計算の複雑さを緩和するために、例えば、ある特定個数の重み付けされた副帯信号のために一つの補正項サンプルが算出され、その後、その重み付けされた副帯信号グループの全ての各サンプルに平滑化された又は平滑化されていない方法で加算されるように、補正が行われてもよい。実施状況により、補正項は加算項ではなく係数として算出されてもよい。この場合、合成部１３は補正された副帯信号ｙkを得るために、重み付けされた副帯信号と補正項の掛け算を行う。
【００３０】
ここで注目すべきことは、二つの副帯信号が重複通過特性を有するフィルターによって生成された場合、エイリアシングが発生することである。特別なフィルターバンク実施において、このような重複フィルター特性は、隣接する副帯信号にとって重要な重複範囲を含む。
【００３１】
補正項決定部１２は、図２に示すように構成されていることが好ましい。補正項決定部１２は第１補正項決定部１２ａと第２補正項決定部１２ｂを含む。第１補正項決定部１２ａは、指数ｋである現在の副帯信号と、次に高い指数ｋ＋１である副帯信号との重複を検討する。さらに、第１補正項決定部１２ａは、副帯信号ｘk+1だけでなく、その副帯信号の重み付け係数ｃk+1をも受け取る。好ましくは、第１補正項決定部１２ａは、図２中ｑkで示されているｃk+1とｃkとの差をも受け取る。
【００３２】
第２補正項決定部１２ｂは、副帯信号ｘkと、それよりも１低い指数の副帯信号ｘk-1との重複を検討する。第２補正項決定部１２ｂは、副帯信号ｘk-1だけでなく、この副帯信号のための重み付け係数ｃk-1及び好ましくは図２中ｐkで示されている重み付け係数ｃk-1と重み付け係数ｃkとの差も受け取る。
【００３３】
第１補正項決定部１２ａは第１補正項ｑk×ｕkを出力し、第２補正項決定部１２ｂは第２補正項ｐk×Ｌkを出力する。図３Ａ，３Ｂを参照して後述するように、これら二つの補正項はその後加算され、重み付けされた副帯信号ｃk×ｘkと結合される。
【００３４】
次に、好ましい実施形態を図８及び図３Ａを参照して説明する。
【００３５】
実数値合成フィルターバンクと複合値解析フィルターバンクの直列接続が多帯域フィルタリングに使用される。ここでは、各実副帯サンプルの虚部は３個のフィルター出力信号を重ねることで形成される。これら３個のフィルターは、それぞれ、副帯とそれに隣接する二つの帯域のために使用される。
【００３６】
同様に、複から実への変換（ｃ２ｒ）は、複合値合成フィルターバンクと実数値解析フィルターバンクの直列接続で実施される。ここでは、実部は元の実副帯サンプルと３個のフィルター出力信号の重複部分の平均として形成される。これらの３個のフィルターは、それぞれ、副帯の虚部とそれに隣接する二つの帯域のために使用される。
【００３７】
ｒ２ｃとｃ２ｒの直列接続は、出力信号内での視聴可能な干渉を避けるために、できる限り正確に元の副帯信号を再構築しなければならない。従って、対応するフィルターはかなりの長さを有していなければならない。
【００３８】
ここに提示する方法は、「ｒ２ｃ」、「ゲイン制御」及び「ｃ２ｒ」の直列接続を、同じ増幅率を使用して形成される信号部分と、隣接する副帯の増幅率の違いにより形成される信号部分とに分けるという考えに基づくものである。
【００３９】
第１信号部分は元の副帯信号に相当するものであるので、それぞれの処理は省略可能である。
【００４０】
残りの信号部分はそれぞれの増幅率の差によるものであり、通常のｒ２ｃ，ｃ２ｒ変換で発生するエイリアシング成分を低下させるためだけのものである。各フィルターは、変化していない副帯信号の再構築には影響を及ぼさないので、これらのフィルター長はかなり短い。
【００４１】
次に、処理手順を詳細に説明する。
【００４２】
副帯ｋの虚部は副帯ｋ，ｋ−１，ｋ＋１の実数値サンプルから以下のように算出される。
【００４３】
【数１】
2009545900.tif 000003
奇数の指数を有する副帯の鏡映のために、ＨとＨ´の区別が必要である。
【００４４】
各副帯が増幅率ｃkで掛け算される場合、付加的な標準化係数を０．５とすると、副帯ｋの再構築された信号のための結果は以下のようになる。
【００４５】
【数２】
2009545900.tif 000004
【００４６】
ｃk-1がｃk＋ｐk（ｐk＝ｃk-1−ｃk）に取って代わられ、ｃk+1がｃk＋ｑk（ｑk＝ｃk+1−ｃk）に取って代わられると、以下のようになる。
【００４７】
【数３】
2009545900.tif 000005
【００４８】
ここで、最初の項は、全ての副帯に同じ増幅率を使用して再構築された副帯信号に相当し、従って、増幅率ｃkを除いて、元の副帯信号と同じものである。しかし、２番目の項は、異なる増幅率の影響を示しており、実処理と比較して複合処理の副帯ｋのための補正項と考えられる。以下のように算出される。
【００４９】
【数４】
2009545900.tif 000006
【００５０】
多相フィルターバンクの特性と奇数の指数を有する帯域の鏡映から、以下の関係が生じる。
【００５１】
【数５】
2009545900.tif 000007
【００５２】
代入をすると、以下のような結果となる。
【００５３】
【数６】
2009545900.tif 000008
【００５４】
再構築は、副帯全体を通して一定の増幅率で使用されるフィルターにもはや頼ってはいないので、これらのフィルターは短いものと交換することができ、帰結フィルターに近いものとなり、虚部の代わりに二つの補正項が算出される。
【００５５】
【数７】
2009545900.tif 000009
【００５６】
エイリアシング補正を含む好ましい副帯信号は、元の副帯信号と二つの補正信号との重み付けされた重複部分によって得られる。
【００５７】
【数８】
2009545900.tif 000010
【００５８】
しかし、実用に際して、フィルタリングを含む各信号経路での遅延を補償する遅延が、フィルタリングを含まない信号経路に導入されなければならないことを銘記しておかねばならない。
【００５９】
全体的な性能をチェックするために、以下の記述はフィルターバンク解析後の出力信号、副帯の２０ｄＢの減衰とそれに続く異なる入力信号のためのフィルターバンク合成を示す。
【００６０】
ここで説明する方法は、ＥＢＣＣで使用されるフィルターバンクの代わりにＭＤＣＴと組み合わせてもよい。
【００６１】
長さ５を有するフィルターのために、適切なフィルター係数が生成されている。これは、変換及び／又は再変換を順次適用する際に生じるカットされていないフィルターに相当する。「ｒ２ｃ−ｃ２ｒ」技術と比較して、この新しい方法は、ＭＤＣＴスペクトルを変化させない限り、概算エラーが生じることはないという点で有利である。「ｒ２ｃ−ｃ２ｒ」では、二つの隣接する副帯のみが概算の際に考慮されるだけであるので、エラーが起こる。
【００６２】
帯域限界を１０％上回る正弦トーンのための信号スペクトルが結果的に得られることはエイリアシング成分がＭＤＣＴに関して非常に効率的に抑制されていることを示している。ここでは、隣接する帯域もまた１０ｄＢ減衰されている。
【００６３】
従って、等化器機能及び／又はエコー抑制方法は、再変換の前に逆ＭＤＣＴによって、例えばＭＰＥＧ−ＡＡＣのようなオーディオデコーダに直接内蔵され得る。
【００６４】
図８は、実から複へ（ｒ２ｃ）及び複から実へ（ｃ２ｒ）のフィルター処理の概略説明図である。帯域ｘkの虚部ＩkはフィルターＨ´uによってフィルタリングされた副帯信号ｘk-1とフィルターＨ´lによってフィルタリングされた副帯信号ｘk+1から生成される。さらに、フィルターＨmによってフィルタリングされた副帯信号ｘkの一成分が虚部Ｉkの一因となる。フィルターｋによって重ねられた副帯信号ｘk-1の一部は低域特性を有するので、フィルターＨ´uは低域フィルターである。同様に、上部の副帯信号ｘk+1の部分がｘkのためのフィルターによって重ねられるので、Ｈ´lは高域フィルターとなる。前述したように、奇数の指数を有する副帯の鏡映を考慮して、ＨとＨ´は区別されている。副帯の虚部Ｉk+2〜Ｉk-2に関するＨとＨ´のこの変曲を図９に示す。また、指数“ｍ”は“ｍｉｄ”のことであり、中心副帯信号の寄与を示している。さらに、指数“ｌ”は“ｌｏｗ”のことであり、図８に示す低副帯、つまり１小さい指数を有する副帯の現在の副帯への寄与を示している。同様に、“ｕ”は“ｕｐ”のことであり、１大きい指数を有する副帯の現在の副帯への寄与を示している。
【００６５】
個々の解析フィルターＨに対応する合成フィルターＧが図８に示されている。Ｇlは高域特性を有し、Ｇuは低域特性を有している。従って、前述したように、Ｇu´とＨuの積がＨlとＨuの積に等しいか、あるいはＧl´とＨlの積がＨuとＨlの積に等しく、また、ほぼ０である。何故ならば、ここでは、各高域フィルターが低域フィルターで掛けられ、同じ遮断周波数を有する高域フィルターと低域フィルターの周波数応答が結果的にほぼ０となるからである。これらの遮断周波数が同じではなく、異なる場合でも、結果的な周波数応答は０となる。低域フィルターの遮断周波数が高域フィルターの遮断周波数より低い場合も、結果的な周波数応答は０となる。低域フィルターの遮断周波数が高域フィルターの遮断周波数より高い場合にのみ、前述のようなことにはならない。しかし、このような場合は、一般的な多相フィルターバンクでは起こらない。また、起こったとしても、いくぶん不正確な補正項を算出するというわずかな干渉にすぎない。好ましくは、補正項はそれに関連する二つの重み付け係数の差で重み付けされており、それにより、このエラーも低下される。
【００６６】
図３は、本発明に係る補正項決定部１２によって実施される、以上のことから導き出された好ましいフィルターを概略的に示している。図３Ａから明らかなように、装置全体がフィルター部３０と重み付け部３１を含む。図１の重み付け部でｃkと記された部分は図３Ａの重み付け部３１にある。図１の合成部１３は図３Ａの加算器１３に相当する。補正項決定部１２は、４個のフィルターＨlm，Ｈll，Ｈuu，Ｈumを使用するフィルター処理を行う。補正項決定部１２はまた、重み付けされていない補正項ＬkとＵkを、それぞれに関連する二つの重み付け係数の差、つまり重み付け部３１に示されているｑkとｐkで重み付けする。図３Ａのフィルター部の詳細な実施を図３Ｂに示す。副帯信号ｘk-1は低域フィルターＨlm３２へ送られる。副帯信号ｘkは低域フィルターＨll３３へ送られる。副帯信号ｘkは、また、高域フィルターＨuu３４に送られ、さらに、次に副帯信号Ｘk+1は、これもまた高域フィルターとして構成されていてもよいフィルターＨum３５に送られる。フィルター３２，３３からの出力信号は加算器３４で結合され、第１の重み付けされていない補正項ｌkとなる。また、フィルター３４，３５からの出力信号は加算器３５で加算され、第２の重み付けされていない補正項ｕkとなる。さらに、フィルターがＦＩＲフィルター又はＩＩＲフィルターというデジタルフィルターとして実施された場合に発生するフィルター遅延は、重み付け係数ｃkで重み付けされた副帯ｘkに関して検討される。フィルター３３〜３５の遅延の検討は、遅延部３８で、重み付けの前又は後に行われる。最高品質を得るためには、フィルター３２，３３，３４，３５の長さを全て同じにし、遅延部３８をフィルター３２〜３５の長さに合わせることが好ましい。例えば、フィルター３２〜３５がそれぞれ１１のフィルター長を有している場合、遅延部３８は５個の副帯信号サンプルの大きさの遅延を提供しなければならない。
【００６７】
図３Ａ，３Ｂは、フィルター３２，３３，３４，３５が積フィルター、つまりその後単に重み付けだけが必要となる項ｌk，ｕkを算出するためのフィルターである場合を示している。一方、図３Ｃ，３Ｄは、補正項は４個の積フィルターではなく、６個のフィルター３２０，３３０，３４０，３５０，３８１，３８２で算出される本発明の実施形態を示している。
【００６８】
特に図３Ｃに示すように、信号Ｌkは、ｘk-1をフィルターＨmでフィルタリングし、Ｈlでフィルタリングされた信号ｘkに加算することで算出する。ここでも、０．５の標準化係数が導入される。しかし、この標準化係数は、第１実施形態と同様に、省略してもよいし、あるいは１を含む別の数値に設定してもよい。さらに、別の成分ｕkは、ｘkをＨuでフィルタリングすることで算出される。このフィルタリングでは、ｘk+1・Ｈmをｘk・Ｈuから引き算する。図３Ａの下部の方程式においては、これらの積はすでにフィルター内で検討されているが、これとは対照的に、図３Ｃの信号は個々にフィルタリングされる。図３Ａに示すように、結果的にＬkとＵkはそれぞれｐkとｑhで重み付けされる。この重み付けに加えて、ＨlとＨuによるフィルタリングも行われる。
【００６９】
図３Ａとは対照的に、第１フィルター部と、さらに重み付け部に統合され及び／又は結合されている第２フィルター部がある。重み付け係数はすでにフィルター係数で考慮されていてもよいが、デジタルフィルターＨl及び／又はＨuによるフィルタリングの前又は後に適用されてもよい。従って、遅延ｚ-dは、二つの成分ｘk-1及び／又はｘk+1の第１フィルター部でのフィルタリングによって生じる遅延を考慮し、さらに、フィルターＨl及び／又はＨuによってフィルタリングされたＬk及び／又はＵkのフィルタリングによって生じる第２フィルター部での遅延を考慮する。
【００７０】
実施されるフィルターバンクによって、フィルターＨn，Ｈl，Ｈuにいかなるフィルター特性をも持たせることができるが、Ｈlを低域フィルターとし、Ｈuを高域フィルターとすることが好ましい。また、Ｈｍを帯域フィルターとすることも好ましい。図１０のＨll１００はフィルターＨlの平方であるので、フィルターＨlは図１０に示すものと同様の型を有している。高域フィルターとして実施されるフィルターＨuは図１０の左部分を、π／２の位置で、つまり図１０のほぼ中央で、縦に鏡映することで得られる。フィルターＨlmは帯域フィルターと低域フィルターとの積フィルターであるので、図３Ｃにはもはや存在しないものであるが、これは図３Ｂ中のフィルターＨum３５を得るために、π／２の線で鏡映され得る。この積フィルターはアセンブルされた形ではもはや図３Ｃには存在しないが、それ以前に、合成部１３で成分を結合することで陰関数的に算出される。
【００７１】
図３Ｂでは、図３Ａの補正項決定部１２がフィルター部３０と成分Ｌk，Ｕkの重み付け係数ｐk，ｑkでの重み付けによって実施されているが、図３Ｃ，３Ｄでの補正項決定部１２は、一種の２段階フィルタリングを行うものである。この２段階フィルタリングでは、最初に、合算器３６０及び／又は３７０の出力である信号Ｌk．Ｕkが積フィルターを使用せず、個々のフィルターを使用して計算され、第２フィルター部では、それに続く個々のフィルターでｐk及び／又はｑkによる重み付けが行われる。
【００７２】
重み付け部１０による帯域信号ｘkの重み付けは、図３Ａと同様に図３Ｄで行われる。
【００７３】
図３Ｃ，３Ｄに示す実施形態においてあるいは一般的には、積フィルターを形成するのに二つのフィルターが統合されるわけではなく、個々のフィルターとして実施される。積フィルターへの統合を行わなくても、この実施とは別に、フィルター長が短くできるという利点がある。従って、実から複への及び／又は複から実への直接的な計算と比較して、遅延が低下される。ブロック３２０，３３０，３４０，３５０，３８１，３８２のフィルターの上部に付された記号は、これらのフィルターは、積フィルターを示す図１０からわかるように、通常のフィルターバンクの副帯フィルターと比較してフィルター長が短縮されているということを意味している。副帯信号ｘk-1，ｘk及び／又はｘk+1を生成するための副帯フィルターのフィルター長よりも短いフィルター長であることが好ましい。また、処理後、つまり短縮後のフィルターｈu，ｈm，ｈlのフィルター長は、他の場合のように、副帯フィルターバンクにこのような数個のフィルターを応用することで副帯信号を生成するために使用されたフィルター長のせいぜい５０％であることが好ましい。
【００７４】
２１よりも小さいフィルター長が好ましく、このようなフィルターの遅延は１０よりも小さい。図３Ｄに示す実施においては、図３Ａ，Ｂに示す実施と比較して、迅速な時間可変減衰係数という利点が得られる。時間形態の点では、図３Ｄに示す実施は実／複−複／実の実施により相似しているが、積フィルター実現においては、増幅率の適用後にはいかなるフィルタリングももはや行われない。
【００７５】
本発明によると、個々の短縮されたフィルターを使用しての実現を選択するかまたは積フィルターの大要を選択するかに関係なく、エイリアシングが抑制された迅速な実フィルターバンクが実施できる。特に好ましい実施形態において、図３Ｂに示すフィルター長に比べて、図３Ｄのフィルター長はさらに短縮されており、図３Ｄに示されている部分全体の計算は、図３Ｂに示されている部分全体の計算と同じような遅延を有する。従って、図３Ｂと同様の実施形態の場合、図３Ｄにおいて、第１フィルター部分が７個の係数のフィルター長を有することとなり、遅延は副帯信号の３個のサンプルに相当することになる。この場合、第２の遅延３８３及び／又は次のフィルター３８１，３８２は、例えば２の遅延をもたらす４のフィルター長を有することになる。ここで指摘すべきことは、全体的な遅延が図３Ｂの積フィルターの遅延よりもいくぶん大きい場合、図３Ｄのいくぶん短いフィルター及び／又は実施が利益をもたらすであろうということである。
【００７６】
図４は、図１〜図３Ｄを参照して説明した重み付け部の解析フィルターバンク及び／又は合成フィルターバンク内への使用を示す。０〜Ｎ−１の全てのフィルターチャンネルそれぞれのために、図１に示すような一つの装置が必要であることは、図４から明らかである。しかし、好ましくは、図３Ｂのような実施の場合、各装置は同じ４個のフィルター３２〜３５を含み、副帯信号の個数及び／又は解析／合成フィルターバンクのフィルターチャンネル数に関係なく、同じ４個のフィルターのみが算出又は最適化されればよい。
【００７７】
実際のフィルター算出は、解析／合成プロトタイプフィルターの直接的な算出、あるいは概してコンピュータで行われる数的最適化のどちらで行われてもよい。フィルター３２〜３５のこのような数的最適化において、異なるフィルター長のための１セットのフィルターが得られるように、フィルター長が予め設定される。図１０に特に示されているように、フィルター変換関数１００を有するフィルターＨll、あるいはフィルター変換関数１０１を有するフィルターＨlmは、際立った低域特性を有している。しかし、これらのフィルターの遮断域での非常に著しい減衰は、かなり短いフィルター、つまりフィルター１０２又は１０３によってほぼ達成できることがわかる。フィルター１０２及び１０３のフィルター長はたった１１であるが、このように、フィルター１００及び１０１の特性をほぼ達成する。これらの偏差は低周波域において非常に低く、高周波域でのみ大きくなる。他方、４０ｄＢ以上の遮断減衰はフィルター１０２及び１０３でも得られ、これらの非常に短いフィルターがすでに良好なエイリアシング抑制効果を有することがわかる。
【００７８】
図１１は、副帯サンプル期間の位置８でのインパルスに対するフィルターバンクの応答を示すものである。実フィルターバンクは１１０で示されるような特性を示し、複合フィルターバンクは１１２で示されるような特性を示す。補正を含む本発明に係る実フィルターバンクは１１１で示されるような特性を示す。補正を含む実フィルターバンクは複合フィルターバンクとほぼ同様の特性を示すことがわかるが、しかし、補正を含む実フィルターバンクはかなり安価に実施できる。補正を含む実フィルターバンクは、ｋ−１とｋとの帯域限界においてのみ、波形を示し、これは、図１０に示すように、完全なフィルターの代わりにたった１１のフィルター長が使用されているという事実によるものである。図３Ｂの短いフィルター３２〜３５が既に使用されているが、補正を含む実フィルターバンクと対エイリアシングである複合フィルターバンクとの間の偏差は無視できるほどのものである。フィルター長がさらに短くなると、１１１と１１２の間の偏差は大きくなるが、しかし、遅延最適化のためには、５よりも小さいフィルター長が使用されてもよく、この場合でも、特性曲線１１１と１１２の偏差は妥当なものである。
【００７９】
次に、図１２に、帯域限界より１％上の正弦トーンが考慮されているフィルターバンク応答を示す。入力信号１２１は正弦トーンを示す。実フィルターバンクは、曲線１２２で示すようにエイリアシングを生成する。エイリアシングは「二次的ピーク」で認識できるものとなるが、この二次的ピークは、隣接する帯域ｋ−１とｋが異なる重み付け係数で重み付けされたという事実により、発生するものである。ここで再度明らかなことは、複合フィルターバンクはこのような二次的ピークを持たない、つまりこのようなエイリアシングを生成しないということと、補正を含む実フィルターバンクは、最適に複合フィルターバンクの代わりを果たすということである。複合フィルターバンクに対するこの補正を含む実フィルターバンクの偏差は、範囲１２６で見られるだけである。この実フィルターバンクは複合フィルターバンクよりも大きい減衰を有するが、これはフィルター３２〜３５のフィルター長が１１に短縮されたという事実に帰するものである。
【００８０】
図１２の例及び図１３ないし図１７の例において、他の副帯と比較して２０ｄＢの減衰がある副帯が常にあるということに注目すべきである。
【００８１】
図１３は、図１２と同様の場合を示すが、帯域限界の５％上の正弦トーンの場合である。ここでも、実フィルターバンクは二次的ピーク１２５を生成する。しかし、この二次的ピークは補正を含む実フィルターバンク１２４によってほぼ完全に減衰される。非常に小さな偏差が１２７で見られる。フィルター３２〜３５のフィルター長を短縮するにつれて、このピーク１２７は増大するであろう。古いタイプのフィルター、つまりたった一つの重み付け係数で重み付けを行うフィルターを使用した場合でも、ピーク１２７は二次的ピーク１２５よりも小さくなるだろう。しかし、二つの重み付け係数の差でフィルタリングされた値を重み付けするという本発明によると、少なくとも同じ又はほぼ同じ重み付け係数の場合には、古いタイプのフィルターによるきわめて初歩的なフィルタリングであるにもかかわらず、ほぼ何の干渉も生じない。
【００８２】
図１４ないし図１７は同様の場合を示し、正弦トーンが帯域限界からさらに離れている場合である。これらの図から明らかなように、本発明に係る補正が行われなければ、エイリアシング成分が実フィルターバンクによって生成される。また、本発明に係る補正を含む実フィルターバンクと対エイリアシング複合フィルターバンク１２３との間の偏差は、１２７におけるさらに小さなものであることが、これらの図からわかる。
【００８３】
図１８は、図１２ないし図１７と同様の場合を示すが、これはＭＤＣＴの変換のためのものである。ここでも、周波数１２７．８８の部分で発生するエイリアシング成分１２５が明らかに認められる。本発明に係る補正、つまり連続するＭＤＣＴピークに対応するＭＤＣＴ係数をフィルター３２〜３５でフィルタリングすることにより、このエイリアシング成分は、図１８の１２７での小さな偏差以外では、取り除かれる。フィルター３２〜３５のフィルター長が１１である場合、アセンブリ全体は、約１０のＭＤＣＴスペクトル後に確定されるだけである。従って、図３Ａ，３Ｂの場合には、認識できる出力値が生成されるまでに、５個のＭＤＣＴブロックの遅延が必要となる。
【００８４】
状況により、本発明に係る方法はハードウェア又はソフトウェアで実施可能である。この実施は、この方法を実行するためのデジタル記憶媒体、特に電子工学的に読み出し可能な制御信号を有し、プログラム可能なコンピュータシステムと協働可能であるディスクやＣＤであり得る。従って、本発明は一般的に、コンピュータ上で起動された際、機械読み出し可能な媒体に記憶された本発明の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品である。換言すると、本発明は、コンピュータ上で起動された際、本発明の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムとして実現されてもよい。
【図１】
2009545900.tif 000015
【図２】
2009545900.tif 000016
【図３Ａ】
2009545900.tif 000017
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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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【図１１】
2009545900.tif 000029
【図１２】
2009545900.tif 000030
【図１３】
2009545900.tif 000031
【図１４】
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【図１５】
2009545900.tif 000033
【図１６】
2009545900.tif 000034
【図１７】
2009545900.tif 000035
【図１８】
2009545900.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月24日(2009.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
解析フィルターバンク（５０）によって生成された実離散的時間信号ｘ（ｎ）の表示である複数の実副帯信号のうちの一つの実副帯信号（ｘk）を処理するための装置であり、以下のものを含む、
重み付けされた副帯信号（１１）を得るために、副帯信号（ｘk）を、その副帯信号のために決定された重み付け係数（ｃk）で重み付けする重み付け部（１０）、
補正項を決定するための補正項決定部（１２）であり、少なくとも一つの別の副帯信号（ｘl）と、この別の副帯信号（ｘl）のためのものであり前記重み付け係数（ｃk）とは異なる重み付け係数（ｃl）とを使用して補正項を算出するもの、
補正された副帯信号（ｙk）を得るために、重み付けされた副帯信号と補正項を結合する合成部（１３）。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、副帯信号（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と別の副帯信号（ｘl）のための重み付け係数（ｃl）の差に基づき、補正項を生成する。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、副帯信号（ｘk）に基づき補正項を決定する。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、副帯信号（ｘk）の周波数域指数とは「１」だけ異なる周波数域指数を有する複数の副帯信号（ｘk+1，ｘk-1）のうちの一つを、前記別の副帯信号として使用する。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、第３の副帯信号（ｘk-1）と、この第３の副帯信号（ｘk-1）のためのものであり前記重み付け係数（ｃk）とは異なる第３の重み付け係数（ｃk-1）に基づき、別の補正項（１２ｂ）を決定する。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であり、結合器（１３）は、前記別の補正項（１２ｂ）と重み付けされた副帯信号（１１）を結合する。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、前記副帯信号（ｘk）の周波数域指数及び前記別の副帯信号（ｘk+1）の周波数域指数とは異なる周波数域指数（ｋ＋１）を有する副帯信号を、第３の副帯信号として使用する。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、第１フィルター（３３）によってフィルタリングされた副帯信号と別のフィルター（３２）によってフィルタリングされた別の副帯信号（ｘk-1）との直線的な組み合わせとして補正項を算出するものであり、該フィルター（３２，３３）は１〜２０の間のフィルター長を有する低域フィルター又は高域フィルターである。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、前記別の副帯信号（ｘ1）に基づき重み付けされていない補正項を算出し、この重み付けされていない補正項を、前記副帯信号（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と前記別の副帯信号（ｘl）のための重み付け係数（ｃl）との差により重み付けする。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、以下の式に基づき補正項（ＫＴ）を算出する。
【数１】
2009545900.tif 000037
ｐkは前記副帯信号（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と隣接する副帯信号（ｘk-1）のための重み付け係数（ｃk-1）との差であり、ｑkは前記副帯信号（ｘk）のための重み付け係数（ｃk）と隣接する別の副帯信号（ｘk+1）のための重み付け係数（ｃk+1）との差であり、Ｌkは一方の隣接する副帯信号（ｘk-1）のための重み付けされていない補正項であり、Ｕkは他方の隣接する副帯信号（ｘk+1）のための重み付けされていない補正項である。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であり、前記重み付けされていない補正項Ｌk及びＵkは以下のように算出される。
【数２】
2009545900.tif 000038
Ａ1及びＡ2は係数であり、Ｈllは第１低域フィルター（３３）を示し、Ｈlmは第２低域フィルターを示し、Ｈuuは第１高域フィルター（３４）を示し、Ｈumは第２高域フィルター（３５）を示す。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であり、前記高域フィルター（３４，３５）の遮断周波数は、前記低域フィルター（３２，３３）の遮断周波数以上である。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の装置であり、前記解析フィルターバンク（５０）はサンプルブロックをスペクトル表示に変換するものであり、一つの副帯信号は、一連のスペクトル表示から引き出される同じ周波数域指数のスペクトル係数を有する副帯サンプルを含む。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の装置であり、前記解析フィルターバンク（５０）は、プロトタイプフィルターの調整によって特徴づけられるフィルターを含む間引きフィルターバンクである。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の装置であり、一つの副帯信号はいくつかのサンプルを含む信号であり、各信号のために、Ｎ／Ｍ（Ｎは離散的時間信号の値の個数、Ｍは解析フィルターバンクによって生成される副帯信号の個数）個のサンプルが生成される。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の装置であり、前記合成部は、重み付けされた副帯信号と補正項の加算を行う。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の装置であり、さらに以下のものを含む、
前記複数の副帯信号のために異なる重み付け係数を与える手段（５５）であり、この手段（５５）は、等化器機能、エコー抑制、帯域拡張又はパラメトリック多チャンネル符号化により、いくつかの重み付け係数を決定する。
【請求項１８】
請求項１０に記載の装置であり、重み付けされていない補正項ＬK及びＵKは以下の式により算出される。
【数３】
2009545900.tif 000039
Ａ1，Ａ2は一定の係数であり、Ｈm，Ｈl，Ｈuはフィルターを示し、フィルターＨl（３３０）は低域フィルター特性を有し、フィルターＨu（３４０）は高域フィルター特性を有する。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であり、フィルターＨm（３２０，３５０）は帯域特性を有する。
【請求項２０】
請求項１８又は請求項１９に記載の装置であり、重み付けされていない補正項Ｌk及びＵkは以下の式により算出される。
【数４】
2009545900.tif 000040
Ｈlは低域フィルター（３８１）であり、Ｈuは高域フィルター（３８２）であり、Ｌk´及びＵk´は中間信号である。
【請求項２１】
請求項１ないし請求項２０のいずれかに記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、前記副帯信号（ｘk）又は前記別の副帯信号（ｘl）を生成する副帯フィルターのフィルター長よりも短いフィルター長を有するフィルター（３２，３３，３４，３５；３２０，３３０，３４０，３５０，３８１，３８３，３８２）を含む。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、一つのフィルターの遅延が前記副帯信号（ｘk）又は前記別の副帯信号（ｘl）の１０個の副帯信号サンプルよりも小さくなるように選択されたフィルター長を有するフィルター（３２，３３，３４，３５；３２０，３３０，３４０，３５０，３８１，３８３，３８２）を含む。
【請求項２３】
請求項２２に記載の装置であり、補正項決定部（１２）は、各フィルターの遅延が前記副帯信号（ｘk）又は前記別の副帯信号（ｘl）の６個の値よりも小さくなるように選択されたフィルター長を有するフィルターのみを含む。
【請求項２４】
解析フィルターバンク（５０）によって生成された実離散的時間信号ｘ（ｎ）の表示である複数の実副帯信号のうちの一つの実副帯信号（ｘk）を処理する方法であり、以下のステップを含む、
重み付けされた副帯信号（１１）を得るために、副帯信号（ｘk）を、その副帯信号のために決定された重み付け係数（ｃk）で重み付けする重み付けするステップ（１０）、
少なくとも一つの別の副帯信号（ｘl）と、この別の副帯信号（ｘl）のためのものであり前記重み付け係数（ｃk）とは異なる重み付け係数（ｃl）とを使用して補正項を算出するステップ（１２）、
補正された副帯信号（ｙk）を得るために、重み付けされた副帯信号と補正項を結合するステップ（１３）。
【請求項２５】
以下のものを含む解析フィルターバンク、
離散的時間信号から複数の副帯信号を生成する手段（５０）、
処理された副帯信号を得るために、請求項１ないし請求項２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
以下のものを含む合成フィルターバンク、
処理された副帯信号を得るために、解析フィルターバンクによって生成された複数の副帯信号のそれぞれを処理するための請求項１ないし請求項２３のいずれかに記載の装置、
合成フィルタリングされた副帯信号を得るために、処理された副帯信号をフィルタリングする複数の合成フィルター（５１）、
離散的時間信号を得るために、フィルタリングされた副帯信号を合算する合算器（５８）。
【請求項２７】
離散的時間信号をフィルタリングする方法であり、以下のステップを含む、
離散的時間信号から複数の副帯信号を生成するステップ（５０）、
処理された副帯信号を得るために、全ての各副帯信号を請求項２４に記載の方法で処理するステップ。
【請求項２８】
信号を合成する方法であり、以下のステップを含む、
処理された副帯信号を得るために、解析フィルターバンクによって生成された複数の副帯信号のそれぞれを請求項２４に記載の方法で処理するステップ、
合成フィルタリングされた副帯信号を得るために、処理された副帯信号を合成フィルタリングするステップ（５１）、
合成された信号を得るために、フィルタリングされた副帯信号を合算するステップ（５８）。
【請求項２９】
コンピュータ上で起動された際に請求項２４、請求項２７又は請求項２８に記載の方法を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2009545900.tif 000041
2009545900.tif 000042
2009545900.tif 000043