(57)【要約】  ロッシー・ベースのロスレス符号化において、ＰＣＭオーディオ信号は、ロッシー符号器（４１）を通ってロッシー復号器（４２）に供給される。ロッシー符号器はロッシー・ビット・ストリームを生成する。ＰＣＭ信号とロッシー復号器の出力との間の差信号（ＳＤｉｆｆ）がロスレス符号化（５２）され、拡張ビット・ストリームが生成される。本発明は、改善されたデコリレーションを使用してオリジナル波形の数学的に正確な再生を可能にする拡張によってロッシー知覚オーディオ符号化／復号化を容易に向上させることができ、復号器側で中間品質のオーディオ信号を再構築するための追加データを提供する。ロスレス拡張は、広く使用されているｍｐ３符号化／復号化をロスレス符号化／復号化および高品質のｍｐ３符号化／復号化に拡張するのに使用可能である。
2009536363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリーム（１３２２）を共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）およびロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）を使用する、ソース信号（ＳＰＣＭ）をロスレス符号化する方法において、
前記ソース信号をロッシー符号化（４１）するステップであって、前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）と共にスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成する前記ステップと、
前記ロッシー符号化に対応して、前記ロッシー符号化されたデータをロッシー復号化（４２）するステップであって、これにより、標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）を再構築し、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、前記標準復号化された信号から高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）を構築する前記ステップと、
前記ソース信号（ＳＰＣＭ）と前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）との間の差信号（ＳＤｉｆｆ）を形成（４３，４４）し、前記差信号をロスレス符号化（４５）するステップと、
前記符号化された差信号を前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と共にパックし、前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）を形成するステップと、を含む前記方法。
【請求項２】
ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリーム（１３２２）を共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）およびロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）を使用する、ソース信号（ＳＰＣＭ）をロスレス符号化する装置において、前記装置は、
前記ソース信号をロッシー符号化するように構成された手段（４１）であって、前記ロッシー符号化により、前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）と共にスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成する前記手段と、
前記ロッシー符号化に対応して、前記ロッシー符号化されたデータをロッシー復号化することにより、標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）を再構築し、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、前記標準復号化された信号から高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）を構築するように構成された手段（４２）と、
前記ソース信号（ＳＰＣＭ）と前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）との間の差信号を形成し、前記差信号をロスレス符号化し、前記符号化された差信号を前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と共にパックして前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）を形成するように構成された手段（４３，４４，４５）と、を含む前記装置。
【請求項３】
ロスレス符号化されたソース信号（ＳＰＣＭ）のデータ・ストリームを復号化する方法であって、前記データ・ストリームは、前記ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリーム（１３２２）を共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）およびロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）から生成されたものであり、
前記ソース信号はロッシー符号化（４１）されており、該ロッシー符号化は前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）と共にスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成し、
前記ロッシー符号化されたデータは前記ロッシー符号化に対応してロッシー復号化（４２）され、これにより、標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）が再構築されており、かつ、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）が前記標準復号化された信号から構築されており、
前記ソース信号（ＳＰＣＭ）と前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）との間の差信号（ＳＤｉｆｆ）が形成（４３，４４）されてロスレス符号化（４５）されており、
前記ロスレス符号化された差信号が前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と共にパックされて前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）が形成されており、
前記方法は、
前記差信号（ＳＤｉｆｆ）および前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成するために、前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）をデパック（５２）し、前記ロスレス符号化された差信号を復号化（５２）するステップと、
前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）をロッシー復号化（５１）することにより、前記標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）を再構築し、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、前記標準復号化された信号から前記高品質の符号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）を再構築（５１）するステップと、
前記復号化されたロスレス符号化された差信号（ＳＤｉｆｆ）から、および前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）から、再構築されたソース信号（ＳＰＣＭ）を形成（５３）するステップと、を含む前記方法。
【請求項４】
ロスレス符号化されたソース信号（ＳＰＣＭ）のデータ・ストリームを復号化する装置であって、前記データ・ストリームは、前記ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリーム（１３２２）を共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）およびロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）から生成されたものであり、
前記ソース信号はロッシー符号化（４１）されており、該ロッシー符号化は前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）と共にスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成し、
前記ロッシー符号化されたデータは前記ロッシー符号化に対応してロッシー復号化（４２）され、これにより、標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）が再構築されており、かつ、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）が前記標準復号化された信号から構築されており、
前記ソース信号（ＳＰＣＭ）と前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）との間の差信号（ＳＤｉｆｆ）が形成（４３，４４）されてロスレス符号化（４５）されており、
前記ロスレス符号化された差信号が前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と共にパックされて前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）が形成されており、
前記装置は、
前記差信号（ＳＤｉｆｆ）および前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成するために、前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）をデパックし、前記ロスレス符号化された差信号を復号化するように構成された手段（５２）と、
前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）をロッシー復号化することにより、前記標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）を再構築し、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、前記標準復号化された信号から前記高品質の符号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）を再構築するように構成された手段（５１）と、
前記復号化されたロスレス符号化された差信号（ＳＤｉｆｆ）から、および前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）から、再構築されたソース信号（ＳＰＣＭ）を形成するように構成された手段（５３）と、を含む前記装置。
【請求項５】
ロスレス符号化されたソース信号（ＳＰＣＭ）のデータ・ストリームを復号化する方法であって、前記データ・ストリームは、前記ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリーム（１３２２）を共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）およびロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）から生成されたものであり、
前記ソース信号はロッシー符号化（４１）されており、該ロッシー符号化は前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）と共にスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成し、
前記ロッシー符号化されたデータは前記ロッシー符号化に対応してロッシー復号化（４２）され、これにより、標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）が再構築されており、かつ、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）が前記標準復号化された信号から構築されており、
前記ソース信号（ＳＰＣＭ）と前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）との間の差信号（ＳＤｉｆｆ）が形成（４３，４４）されてロスレス符号化（４５）されており、
前記ロスレス符号化された差信号が前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と共にパックされて前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）が形成されており、
前記方法は、
前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成するために、前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）をデパック（５２）するステップと、
前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）をロッシー復号化（５１）することにより、前記標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）を再構築し、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、前記標準復号化された信号から前記高品質の符号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）を再構築（５１）するステップと、を含む前記方法。
【請求項６】
ロスレス符号化されたソース信号（ＳＰＣＭ）のデータ・ストリームを復号化する装置であって、前記データ・ストリームは、前記ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリーム（１３２２）を共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）およびロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）から生成されたものであり、
前記ソース信号はロッシー符号化されており（４１）、該ロッシー符号化は前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）と共にスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成し、
前記ロッシー符号化されたデータは前記ロッシー符号化に対応してロッシー復号化（４２）され、これにより、標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）が再構築されており、かつ、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）が前記標準復号化された信号から構築されており、
前記ソース信号（ＳＰＣＭ）と前記高品質の復号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）との間の差信号（ＳＤｉｆｆ）が形成（４３，４４）されてロスレス符号化（４５）されており、
前記ロスレス符号化された差信号が前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と共にパックされて前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）が形成されており、
前記装置は、
前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を生成するために、前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）をデパックするように構成された手段（５２）と、
前記ロッシー符号化されたデータ・ストリーム（４１１）をロッシー復号化することにより、前記標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）を再構築し、前記スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、前記標準復号化された信号から前記高品質の符号化された信号（Ｓ’Ｄｅｃ）を再構築するように構成された手段（５１）と、を含む前記装置。
【請求項７】
前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）は、
分析フィルタ・バンク（６１）で前記ソース信号（ＳＰＣＭ）を処理し、当該分析フィルタ・バンク（６１）の出力信号を量子化（６２）し、前記前記分析フィルタ・バンクの出力信号（６１１）と量子化出力信号（６１２）との間の差信号（６５１）を形成（６５）するステップであって、前記量子化は知覚モデル計算機（６４）によって制御される、または、制御されたものである前記ステップと、
前記差信号（６５１）を量子化（６６）することによって、当該更なる量子化を制御（６７）するステップであって、前記更なる量子化の入力と出力との間の差信号（６８１）がホワイトニング・スペクトラムに近づくようにし、これにより前記更なる量子化の出力信号が前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）を形成する前記ステップと、
により生成される、または生成されたものである、請求項１，３，５のいずれか１項に記載の方法または請求項２，４，６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記更なる量子化（６６）は、前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）の現在のビット・レートをチェックするアダプテーション・コントローラ（６７）によって制御され、前記現在のビット・レートが所定の閾値を超えている場合には、エスケープ信号（６７１）を設定し、
前記エスケープ信号が設定されている場合には、前記差信号（ＳＤｉｆｆ）の前記ロスレス符号化がエントロピー符号器（９３）を使用し、該エントロピー符号器（９３）の入力信号がＬＰＣデコリレータを通過し、
前記エスケープ信号が符号化側で設定されたものである場合には、前記ロスレス符号化された差信号（ＳＤｉｆｆ）の前記ロスレス復号化がエントロピー復号器（１１２）を使用し、該エントロピー復号器（１１２）の出力信号がＬＰＣ合成（１１４）を通過する、請求項７に記載の方法または装置。
【請求項９】
前記スペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）は、符号化側でエントロピー符号化されており、または、エントロピー符号化されたものであり、かつ、復号化側でエントロピー復号化されており、または、エントロピー復号化されたものである、請求項１，３，５，７および８のいずれか１項に記載の方法または請求項２，４および６〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ＬＰＣデコリレータおよび前記ＬＰＣ合成はＬＰＣフィルタであり、該ＬＰＣフィルタのフィルタ係数は、スケール・ファクタおよび／または前記ロッシー・ビット・ストリーム（４１１）の前記サブバンド・ドメイン内の関連する係数ブロックの前記スペクトラム、および／または、ヘルパー情報項目などの情報項目を使用して定められる、請求項８または９に記載の方法または装置。
【請求項１１】
前記ロスレス拡張データ・ストリーム（４５１）は、
符号化されたスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と、
ＬＰＣデコリレーションがアクティブであることを示すエスケープ信号（６７１）と、
ヘルパー情報信号と、
ファイル間アプリケーション用の、ロッシー符号器の遅延値および／またはオリジナル・ファイル長の値と、を含む、請求項１，３，５および７〜１０のいずれか１項に記載の方法または請求項２，４，６〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
エントロピー符号化された差信号（ＳＤｉｆｆ）データと、
符号化されたスペクトラル・ホワイトニング・データ（６６１）と、
ＬＰＣデコリレーションがアクティブであることを示すエスケープ信号（６６１）と、
ヘルパー情報信号と、
ファイル間アプリケーション用の、ロッシー符号器の遅延値および／またはオリジナル・ファイル長の値と、を含み、
これらのデータ項目および信号が、請求項３または５に記載された方法の実行を容易にする、ロスレス拡張ビット・ストリーム（４５１）。
【請求項１３】
ｍｐ３データなどのロッシー符号化された信号データ（４１１）、および、請求項１２において定義されたデータ項目、信号およびオプションの値を含む、ロスレス符号化されたビット・ストリーム（１３２２）。
【請求項１４】
請求項１および７〜１１のいずれか１項に記載の方法に従って符号化されたディジタル・ビデオ信号が含まれた、記憶された、または記録された、光学ディスクなどの記憶媒体。
【請求項１５】
請求項１２または１３に記載されたビット・ストリームが含まれた、記憶された、または記録された、光学ディスクなどの記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリームを共に形成する、ロッシー（不可逆圧縮）符号化されたデータ・ストリームおよびロスレス（可逆圧縮）拡張データ・ストリームを使用する、ソース信号のロスレス符号化のための方法および装置に関する。ロッシー知覚オーディオ符号化データは、オリジナル・オーディオ信号波形の数学的に正確な（ロスレス）再生を可能にする拡張データによって拡張される。
【背景技術】
【０００２】
ロスレス・オーディオ符号化の基本的な原理が図１に示されている。複数のディジタルＰＣＭオーディオ信号サンプルは、互いに独立したものではない。エントロピー符号化１２の前にこの依存性を低減するために、信号デコリレーション（ｄｅ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）１１が使用される。この処理は、オリジナル信号を復元できるように、可逆性である必要がある。公知のデコリレーション技術は、線形予測フィルタリング（線形予測符号化［ＬＰＣ：  Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ］とも呼ばれている）、整数フィルタ・バンクおよびロッシー・ベースの手法を使用している。
【０００３】
ロッシー・ベースのロスレス符号化の基本的な原理が図２および図３に示されている。図２の符号化部（左側）において、ＰＣＭオーディオ入力信号ＳＰＣＭがロッシー符号器２１を通ってロッシー復号器２２に供給され、ロッシー・ビット・ストリームとして復号化部（右側）のロッシー復号器２５に供給される。ロッシー符号化および復号化は、信号のデコリレーションを行うために使用される。復号器２２の出力信号が減算器２３において入力信号ＳＰＣＭから除去され、結果として得られた差信号が拡張ビット・ストリームとしてロスレス符号器２４を通ってロスレス復号器２７に供給される。オリジナル信号ＳＰＣＭを再現するために、復号器２５および２７の出力信号の結合２６が行われる。オーディオ符号化について、この基本的な原理は欧州特許第０７５６３８６号明細書および米国特許第６４９８８１１１号明細書において開示されており、さらに、Ｐ．Ｃｒａｖｅｎ、Ｍ．Ｇｅｒｚｏｎ著、「Ｌｏｓｓｌｅｓｓ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  Ａｕｄｉｏ  Ｄｉｓｃｓ（オーディオ・ディスクのためのロスレス符号化）」、Ｊ．ＡＥＳ（Ａｕｄｉｏ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）ジャーナル、第４４巻第９号（Ｖｏｌ．４４、Ｎｏ.９）、１９９６年９月、および、Ｊ．Ｋｏｌｌｅｒ、Ｔｈ．Ｓｐｏｒｅｒ、Ｋ．Ｈ．Ｂｒａｎｄｅｎｂｕｒｇ著、「Ｒｏｂｕｓｔ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ａｕｄｉｏ  Ｓｉｇｎａｌｓ（高品質オーディオ信号のロバスト符号化）」、第１０３回ＡＥＳコンベンション、１９９７年８月、Ｐｒｅｐｒｉｎｔ  ４６２１に開示されている。
【０００４】
図３のロッシー符号器においては、ＰＣＭオーディオ入力信号ＳＰＣＭは、分析フィルタ・バンク３１およびサブバンド・サンプルの量子化３２を経た後、ビット・ストリームの符号化／パッキング（パック）３３が施される。量子化は、信号ＳＰＣＭおよび対応する情報を分析フィルタ・バンク３１から受信する知覚モデル計算機３４によって制御される。復号器側では、符号化されたロッシー・ビット・ストリームは、ビット・ストリームをデパッキング（デパック）する手段３５に入った後、サブバンド・サンプルを復号化する手段３６に入り、さらに、復号化されたロッシーＰＣＭ信号ＳＤｅｃを出力する合成フィルタ・バンク３７に入る。ロッシー符号化および復号化については、規格ＩＳＯ／ＩＥＣ  １１１７２−３（ＭＰＥＧ−１オーディオ）に詳細に記載されている。
【０００５】
ロッシー符号器は、周波数ドメインにおけるマスキング閾値に比例するエラー信号ＳＤｉｆｆを生成するので、その信号は、あまり良好にはデコリレートされておらず、従ってエントロピー符号化には次善のものである。結果として、国際公開第９９／５３６７７号パンフレット、米国特許出願公開第２００４００４４５２０号明細書および国際公開第２００５／０９８８２３号パンフレットでは、エラー信号ＳＤｉｆｆの特別な取り扱いに焦点が当てられている。様々なＬＰＣデコリレーション・スキームをエラー信号ＳＤｉｆｆに適用するという点が共通のアプローチである。欧州特許出願公開第０９０５９１８号明細書においては、ロッシー符号器における量子化を制御して、エラー信号ＳＤｉｆｆをより良好にデコリレートするために、エラー信号ＳＤｉｆｆの振幅が、ロッシー符号器の部分の量子化段へのフィードバック・ループと共に使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロッシー符号化のためのロスレス符号化拡張を提供する際、これをスケーラブルな方法で容易に実現できるようにすることが望ましい。
【０００７】
本発明によって解決される課題は、例えばｍｐ３（ＭＰＥＧ−１オーディオ・レイヤー３）に基づいているロッシー符号化／復号化のための改善されたロスレス符号化／復号化拡張をスケーラブルな方法で提供することにある。この課題は、請求項１に開示された符号化方法、および請求項３および５に開示された復号化方法によって解決される。これらの方法を利用する装置が、請求項２，４および６にそれぞれ開示されている。
【０００８】
本発明は、オリジナル波形の数学的に正確な再生（すなわち、ロスレス符号化／復号化）を可能にする拡張によって、ロッシー知覚オーディオ符号化／復号化を容易に向上させることができる。ロッシー・ベースのロスレス符号化は、ＬＰＣフィルタ・パラメータを送信する必要がない、ロッシー符号器／復号器内に構築されたスペクトラル・デコリレーション、および他の一時ＬＰＣデコリレーションによって改善されたデコリレーションを利用する。
【０００９】
本発明のロスレス拡張は、広く使用されているｍｐ３符号化／復号化をロスレス符号化／復号化に拡張するために使用することができるという利点がある。
【００１０】
原理上、本発明の符号化方法は、ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリームを共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリームおよびロスレス拡張データ・ストリームを使用する、ソース信号のロスレス符号化に適している。
この方法は、
ソース信号をロッシー符号化するステップであって、ロッシー符号化されたデータ・ストリームと共にスペクトラル・ホワイトニング・データを生成するステップと、
ロッシー符号化に対応して、ロッシー符号化されたデータをロッシー復号化するステップであって、これにより、標準復号化された信号（ＳＤｅｃ）を再構築し、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、標準復号化された信号から高品質の復号化された信号を構築するステップと、
ソース信号と高品質の復号化された信号との間の差信号を形成し、差信号をロスレス符号化するステップと、
符号化された差信号をスペクトラル・ホワイトニング・データと共にパックし、ロスレス拡張データ・ストリームを形成するステップと、を含む。
【００１１】
原理上、本発明の符号化装置は、ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリームを共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリームおよびロスレス拡張データ・ストリームを使用する、ソース信号のロスレス符号化に適している。
この装置は、
ソース信号をロッシー符号化するように構成された手段であって、ロッシー符号化により、ロッシー符号化されたデータ・ストリームと共にスペクトラル・ホワイトニング・データを生成する手段と、
ロッシー符号化に対応して、ロッシー符号化されたデータをロッシー復号化することにより、標準復号化された信号を再構築し、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、標準復号化された信号から高品質の復号化された信号を構築するように構成された手段と、
ソース信号と高品質の復号化された信号との間の差信号を形成し、差信号をロスレス符号化し、符号化された差信号をスペクトラル・ホワイトニング・データと共にパックしてロスレス拡張データ・ストリームを形成するように構成された手段と、を含む。
【００１２】
原理上、本発明の復号化方法は、ロスレス符号化されたソース信号のデータ・ストリームを復号化することに適している。そのデータ・ストリームは、ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリームを共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリームおよびロスレス拡張データ・ストリームから生成されたものであり、
ソース信号はロッシー符号化されており、ロッシー符号化はロッシー符号化されたデータ・ストリームと共にスペクトラル・ホワイトニング・データを生成し、
ロッシー符号化されたデータはロッシー符号化に対応してロッシー復号化され、これにより、標準復号化された信号が再構築されており、かつ、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号が標準復号化された信号から構築されており、
ソース信号と高品質の復号化された信号との間の差信号が形成されてロスレス符号化されており、
ロスレス符号化された差信号がスペクトラル・ホワイトニング・データと共にパックされてロスレス拡張データ・ストリームが形成されており、
この方法は、
差信号およびスペクトラル・ホワイトニング・データを生成するために、ロスレス拡張データ・ストリームをデパックし、ロスレス符号化された差信号を復号化するステップと、
ロッシー符号化されたデータ・ストリームをロッシー復号化することにより、標準復号化された信号を再構築し、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、標準復号化された信号から高品質の符号化された信号を再構築するステップと、
復号化されたロスレス符号化された差信号から、および高品質の復号化された信号から、再構築されたソース信号を形成するステップと、を含む。
【００１３】
原理上、本発明の復号化装置は、ロスレス符号化されたソース信号のデータ・ストリームを復号化することに適している。そのデータ・ストリームは、ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリームを共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリームおよびロスレス拡張データ・ストリームから生成されたものであり、
ソース信号はロッシー符号化されており、ロッシー符号化はロッシー符号化されたデータ・ストリームと共にスペクトラル・ホワイトニング・データを生成し、
ロッシー符号化されたデータはロッシー符号化に対応してロッシー復号化され、これにより、標準復号化された信号が再構築されており、かつ、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号が標準復号化された信号から構築されており、
ソース信号と高品質の復号化された信号との間の差信号が形成されてロスレス符号化されており、
ロスレス符号化された差信号がスペクトラル・ホワイトニング・データと共にパックされてロスレス拡張データ・ストリームが形成されており、
この装置は、
差信号およびスペクトラル・ホワイトニング・データを生成するために、ロスレス拡張データ・ストリームをデパックし、ロスレス符号化された差信号を復号化するように構成された手段と、
ロッシー符号化されたデータ・ストリームをロッシー復号化することにより、標準復号化された信号を再構築し、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、標準復号化された信号から高品質の符号化された信号を再構築するように構成された手段と、
復号化されたロスレス符号化された差信号から、および高品質の復号化された信号から、再構築されたソース信号を形成するように構成された手段と、を含む。
【００１４】
原理上、本発明の他の復号化方法は、ロスレス符号化されたソース信号のデータ・ストリームを復号化することに適している。そのデータ・ストリームは、ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリームを共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリームおよびロスレス拡張データ・ストリームから生成されたものであり、
ソース信号はロッシー符号化されており、ロッシー符号化はロッシー符号化されたデータ・ストリームと共にスペクトラル・ホワイトニング・データを生成し、
ロッシー符号化されたデータはロッシー符号化に対応してロッシー復号化され、これにより、標準復号化された信号が再構築されており、かつ、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号が標準復号化された信号から構築されており、
ソース信号と高品質の復号化された信号との間の差信号が形成されてロスレス符号化されており、
ロスレス符号化された差信号がスペクトラル・ホワイトニング・データと共にパックされてロスレス拡張データ・ストリームが形成されており、
この方法は、
スペクトラル・ホワイトニング・データを生成するために、ロスレス拡張データ・ストリームをデパックするステップと、
ロッシー符号化されたデータ・ストリームをロッシー復号化することにより、標準復号化された信号を再構築し、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、標準復号化された信号から高品質の符号化された信号を再構築するステップと、を含む。
【００１５】
原理上、本発明の他の復号化装置は、ロスレス符号化されたソース信号のデータ・ストリームを復号化することに適している。このデータ・ストリームは、ソース信号のためのロスレス符号化されたデータ・ストリームを共に形成するロッシー符号化されたデータ・ストリームおよびロスレス拡張データ・ストリームから生成されたものであり、
ソース信号はロッシー符号化されており、ロッシー符号化はロッシー符号化されたデータ・ストリームと共にスペクトラル・ホワイトニング・データを生成し、
ロッシー符号化されたデータはロッシー符号化に対応してロッシー復号化され、これにより、標準復号化された信号が再構築されており、かつ、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、高品質の復号化された信号が標準復号化された信号から構築されており、
ソース信号と高品質の復号化された信号との間の差信号が形成されてロスレス符号化されており、
ロスレス符号化された差信号がスペクトラル・ホワイトニング・データと共にパックされてロスレス拡張データ・ストリームが形成されており、
この装置は、
スペクトラル・ホワイトニング・データを生成するために、ロスレス拡張データ・ストリームをデパックするように構成された手段と、
ロッシー符号化されたデータ・ストリームをロッシー復号化することにより、標準復号化された信号を再構築し、スペクトラル・ホワイトニング・データを使用して、標準復号化された信号から高品質の符号化された信号を再構築するように構成された手段と、を含む。
【００１６】
本発明の他の有利な実施態様が、各従属請求項に開示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
添付図面を参照して、本発明の例示的な実施の形態を説明する。
【００１８】
本発明は、図４に示す符号器４１のような改良型ロッシー符号器の利用によるロッシー・ベースのロスレス符号化の次善のサブコリレーションの問題を解決するものである。オリジナルの入力信号ＳＰＣＭから準拠ロッシー・ビット・ストリーム４１１を発生させるほか、この符号器は、特別なスペクトラル・ホワイトニング・データを発生させ、このデータは、他の情報と共に補助情報４１２として、対応する改良型ロッシー復号器４２およびロスレス拡張ビット・ストリームを出力するロスレス符号器／パッカ４５に送信される。図６にロスレス符号器４１をより詳細に示す。スペクトラム・ホワイトニング・データは、図６および図７を参照して説明するように形成される。改良型ロッシー符号器４２においては、ロッシー・ビット・ストリーム４１１が復号化され、入力信号の現在のフレームの周波数スペクトラムが復元されることにより、信号４１２からのスペクトラル・ホワイトニング・データがスペクトラルに追加される。この後、復号器４２において合成フィルタ・バンクが適用され、符号器４１および復号器４２において必要な処理時間を補償するために、タイム・ドメイン・エラー信号ＳＤｉｆｆが、バッファ４３によって対応する遅延を与えられた入力信号ＳＰＣＭから対応する復号器４２の出力信号Ｓ’Ｄｅｃを減算することによって、減算器４４において算出される。ここで、エラー信号ＳＤｉｆｆは、白色（すなわち、フラット）の周波数パワー・スペクトラムを有し、これは、高いデコリレーションを有するものに対応し、従って、効率的なエントロピー符号化に適している。信号ＳＤｉｆｆはロスレス符号器／パッカ４５に供給される。ロスレス符号器／パッカ４５はエントロピー符号器を含み、ロスレス符号器／パッカ４５からのロスレス拡張ストリーム４５１の出力の中には、符号器４１から提供されるロッシー符号器側の補助情報データ４１２および復号器４２により提供されるロッシー復号器側の補助情報データ４２１が含まれている。
【００１９】
ロスレス符号化の効率を向上させるために、改良型ロッシー符号器４１は、ロスレス符号器／パッカ４５の内部に配置された他のＬＰＣフィルタに有利なホワイトニング・データの量（従って、関連するビット・レート）を減少させることができる。好ましい実施形態においては、復号器４２内のスケール・ファクタまたはブロック・スペクトラムのようなロッシー・ビット・ストリーム要素を使用してＬＰＣフィルタ係数が定められ、復号器側でフィルタ係数を計算することを可能にするために送信することが必要な追加のデータ量が極めて少なくなる。
【００２０】
図５におけるロッシー・ベースのロスレス復号化においては、（公知の）ロッシー符号化／復号化された出力信号ＳＤｅｃ、例えば復号化されたｍｐ３信号を出力する改良型ロッシー復号器５１においてロッシー・ビット・ストリーム４１１が復号化され、これを、ロッシー・モード１と表すことができる。ロスレス拡張ビット・ストリーム４５１を受信するとき、例えばロスレス・デパッカ／復号器５２において、ロッシー・ビット・ストリーム４１１に適合させるための整合、および、種々のモードの復号化を可能とするためのパーミッション・チェックを行うことができる。種々のモードを、ロッシー・モード１、ロッシー・モード２およびロスレス・モード３とすることができる。
【００２１】
モード１のみで動作しない場合には、受信されたスペクトラル・ホワイトニング・データは、手段５２においてデパックされ、（他の情報に混じって）補助情報５２１としてロッシー復号器５１に送信される。ロッシー復号器５１では、復元されたスペクトラムにスペクトラル・ホワイトニング・データが追加され、合成フィルタ・バンクが適用されて出力信号Ｓ’Ｄｅｃが発生する。ロッシー・モード２においては、Ｓ’Ｄｅｃが出力信号である。これは知覚品質の点で信号ＳＤｅｃよりも優れており、以下の説明では「中間品質」と呼ぶ。ロスレス符号化された差信号ＳＤｉｆｆを復号化する必要はない。
【００２２】
ロスレス・モード３においては、ロスレス拡張ストリーム４５１は手段５２においてさらにデパックされ、手段５２において復号化が行われる。さらに、ＬＰＣ合成を行うことに対応する信号がロスレス拡張ビット・ストリーム４５１に含まれている場合、オプションとしてのＬＰＣ合成が行われてもよい。好ましい実施形態においては、ＬＰＣ合成フィルタ係数は、ロッシー復号器５１のサブバンド・ドメインにおける、関連するロッシー係数ブロックのスケール・ファクタまたはスペクトラムのような、ロッシー・ビット・ストリーム４１１のデータ要素からの対応する情報項目、および、ロスレス拡張ストリーム４５１内で転送されるオプションのヘルパー情報項目を用いて定められる。エラー信号ＳＤｉｆｆは、手段５２において復元され、信号Ｓ’Ｄｅｃと同期される。オリジナル信号ＳＰＣＭの数学的なロスレス再構築ができるようにするために、エラー信号ＳＤｉｆｆと信号Ｓ’Ｄｅｃ（すなわち、中間品質信号）とが加算器５３において結合される。
【００２３】
ロッシー復号器５１は、信号Ｓ’Ｄｅｃの算出の点で、符号化部におけるロッシー復号器４２と全く同じように動作する。復号化部における信号Ｓ’Ｄｅｃおよび符号化部における信号Ｓ’Ｄｅｃは数学的に同一であり、復号化部における信号ＳＤｉｆｆおよび符号化部における信号ＳＤｉｆｆも数学的に同一である。ロッシー復号器の実装５１および４２、および、手段５２および４５におけるオプションのＬＰＣ要素は、整数演算を使用して独立したプラットフォームで実現することができるという利点がある。
【００２４】
図６を参照して、図４のロッシー符号器４１をより詳細に説明する。図８を参照して、図５のロッシー復号器５１をより詳細に説明する。図４におけるロッシー符号器４１およびロッシー復号器４２を組み合わせることにより、簡素化が実現可能である。
【００２５】
ロッシー符号器
ロッシー符号器４１は、分析フィルタ・バンク６１および知覚モデル計算機６４を含み、これらの両者はオリジナル入力信号ＳＰＣＭを受信する。フィルタ・バンク６１の出力信号は、減算器６５の第１の入力部に送られ、また、第１の量子化手段６２を介して、第１の減算器６５の第２の入力部およびロッシー・ビット・ストリーム４１１を生成する符号化／ビット・ストリーム・パッキング手段６３に供給される。分析フィルタ・バンク６１は、信号ＳＰＣＭをサブバンド・ドメインに変換する。
【００２６】
スペクトラムの振幅Ａと周波数ｆとの関係を示す信号６１１の例示的なスペクトラムが図７ａに示されている。計算機６４によって提供される知覚モデルの制御に従って、第１の量子化器６２において信号６１１の量子化が行われる。エラー信号６５１は、オリジナル・サブバンド・サンプル６１１から量子化されたサブバンド・サンプル６２１を減算することによって算出することができる。通常、エラー信号の振幅は、知覚モデルにおいて定められたマスキング閾値に比例する。例示的なエラー信号６５１が、信号６１１と比較して図７ｂに示されている。
【００２７】
エラー信号６５１は、第２の量子化手段６６において、他のエラー信号６８１が第２の減算器６８およびアダプテーション・コントローラ６７によって構成されるアダプテーション制御ループ内において算出されるようにして量子化される。ここで、他のエラー信号６８１は、信号６５１と第２の量子化器６６の出力信号との差であり、図７ｃに示されているように信号６１１および６５１と共にホワイト・スペクトラムに近づく。第２の量子化器６６の出力信号は、補助情報４１２の一部としてロッシー復号器４２およびロスレス符号器／パッカ４５に送信されるスペクトラル・ホワイトニング・データ６６１に相当する。アダプテーション・コントローラ６７は、第２の量子化器６６を制御し、信号６６１の量子化およびビット・レートが正しいかを検出する処理を行う。ビット・レートが所定の閾値を超えており、従って「ホワイト」と評価されないと、補助情報４１２の中で、エスケープ信号６７１が送信され、ロスレス符号器／パッカ４５が追加のＬＰＣデコリレーションを使用することを示す。アダプテーション・コントローラ６７は、量子化器６６のための最適な量子化ステップを設定し、フラット・ノイズ・フロアを有効にする（図７ｃの信号６８１を参照）。この制御には、信号６５１のパワー分析が含まれていてもよい。インタラクティブ処理は必要ではない。アダプテーション・コントローラ６７の第２のタスクは、エントロピー符号化された信号６６１のビット・レートの推定を監視することである。信号６６１は、後に、ステップ（ステージ）９３において、エントロピー符号化される。エントロピー符号化された信号６６１のビット・レートは、「ロスレス」ビット・ストリーム４５１のオーバーオール・レートに対して主に寄与する。このビット・レートの推定値が閾値を超える場合には、タイム・ドメインにおいて追加のＬＰＣデコリレーションを使用するためのエスケープ信号６７１が送信される。
【００２８】
他の実施形態においては、アダプテーション・コントローラ６７は、信号６８１がもはやホワイトではなくなるように信号６６１を最適化することができる（すなわち、アダプテーション・コントローラは、周波数ビン軸に亘って種々の量子化ステップを使用する）。ノイズ・フロア６８１は、次に、種々のＬＰＣフィルタのディクショナリからの所与のＬＰＣデコリレータ・フィルタの特性と整合するように形成される。そして、最も低いコスト（すなわち、ビット・レートのシェア）を有する信号６８１に最も近く整合したものを検出するために、アダプテーション制御プロセスはインタラクティブになる。この実施形態は図７ｄに示されている。
【００２９】
ロッシー復号器
図８に示したロッシー復号器４２は、ロッシー・ビット・ストリーム４１１を受信する。このロッシー・ビット・ストリーム４１１は、ビット・ストリーム・デパッカ８１においてデパックされ、サブバンド・サンプル復号器８２において復号化され（場合によっては、逆量子化器スケール・ファクタ処理を含む）、サブバンド・サンプル信号８２１が生成される。このサブバンド・サンプル信号８２１は、図６のロッシー符号化器における信号６２１と同一である。信号８２１は、信号ＳＤｅｃのデータ値のブロックをその都度復元する合成フィルタ・バンク８３におけるタイム・ドメインに再び変換される。図６および図７ｃにおける信号６８１の量子化エラーと同一の、サブバンド・ドメインにおける量子化エラーを有する信号８４１を形成するために、（デパッキングに続くロスレス拡張ストリームから受信される）スペクトラル・ホワイトニング・データ６６１が結合器８４内で信号８２１に付加される。合成フィルタ・バンク８５は、信号８４１を再びタイム・ドメインに変換し、信号Ｓ’Ｄｅｃのデータ値のブロックをその都度復元する。なぜならば、通常、信号ＳＤｅｃおよび信号Ｓ’Ｄｅｃのいずれかが出力され、信号８２１または信号８４１のそれぞれに結合される単一の合成フィルタが使用されるからである。
【００３０】
ロッシー復号器は、特別の整数演算を用いる独立したプラットフォームで実現されるとよい。符号化側または復号化側でのロスレス復号器内において所与のビット・ストリームを信号Ｓ’Ｄｅｃへ復号化することにより、ＡＲＭベース、Ｉｎｔｅｌ＿Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ベース、またはＤＳＰベースのプラットフォームのようなあらゆるプラットフォームで数値的に等価な結果を生み出す必要がある。
【００３１】
バッファおよび同期
ロッシー符号化および復号化は、図４における信号ＳＰＣＭとＳ’Ｄｅｃとの間に遅延を生じさせる。ストリーミング中のリアルタイム・アプリケーションにおいてロスレス符号器を動作させる場合、ロッシー符号器は、この遅延を把握し、図４における減算器４４においてサンプルと同じ（すなわち、同期した）動作を保証するために、バッファ４３内でＦＩＦＯ（先入れ先出し）バッファ制御を行う。
【００３２】
ファイル間処理のためにロスレス符号器を動作させる場合、例えば、ＰＣＭオーディオ・ファイルをロスレス符号化されたファイルに変換する場合、バッファ４３を米国特許第６９０３６６４号明細書に記載された同期手段を使用することによって置き換えることができる。
【００３３】
好ましい実施形態においては、ロッシー符号器は、符号化の遅延およびオリジナル・ファイルの長さを示す情報項目を、ロッシー・ビット・ストリームの、オーディオ・フレームの初めの１つまたは２つの補助データ部分、および、ロスレス拡張の第１のフレームの中に挿入する。ロッシー復号器４２および５１は、この情報を読み出し、遅延情報によって示された最初の符号化された（ゼロ）サンプルをスキップする。
【００３４】
ロスレス符号器／パッカ
図９に、図４のロスレス符号器／パッカ４５をより詳細に示す。通常の処理の間、エラー信号ＳＤｉｆｆは、高度にデコリレートされており、エントロピー符号器９３でエントロピー符号化可能である。好ましい実施の形態では、その符号化にＧｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化が使用される。さらに、（バス４１２からの）スペクトラル・ホワイトニング・データ６６１が、異なる符号化方法、例えば、Ｈｕｆｆｍａｎ符号化を用いて、符号器９３においてエントロピー符号化される。パッカ９４は、エントロピー符号化データ９３１およびロッシー符号器４１からのエスケープ信号６７１のような他の情報項目４１２を使用してフレーム・ベースのビット・ストリームを形成し、ロスレス拡張ストリーム４５１を出力する。ロッシー符号器４１によってエスケープ信号６７１で示されている場合には、エラー信号ＳＤｉｆｆをＬＰＣデコリレータ９１で線形予測を用いてさらにデコリレートしてもよい。ＬＰＣデコリレータ９１は、図１０にさらに詳しく示されている。ＬＰＣデコリレータ９１はバス４２１からヘルパー情報を受信する。（バス４１２からの）エスケープ信号６７１に従った切り替えが、スイッチ９２によって行われる。
【００３５】
ＬＰＣデコリレータ
図１０のＬＰＣデコリレータでは、減算器１０１において、入力信号ＳＤｉｆｆから、予測器１０２を通過した入力信号ＳＤｉｆｆが減算される。その出力信号が、スイッチ９２に供給される。予測器１０２は、フィルタ決定部１０３を使用して算出されるフィルタを使用する。そのフィルタ係数は、バス４２１からのヘルパー情報から導かれている。フィルタ決定部１０３は以下のように動作することができる。
【００３６】
モード１
復号器のスケール・ファクタの各々は、信号４２１としてフィルタ決定部１０３に送信される。これらのスケール・ファクタｓｉは、トランスフォーム・ドメインにおける残差のスペクトラル・パワーを推定することに使用される。
Ｓｅｅ（ｉ）＝２−３／８ｓｉ、ｉ＝０，・・・，Ｎｂａｎｄ−１（ビン数）であり、これに従うと段階的なパワー推定を平滑化させることが可能である。
これらのスペクトラル・パワー値は複製され、偶数のシーケンスＳ’ｅｅ（ｉ）、ｉ＝，・・・，Ｎｂａｎｄ−１，・・・，２Ｎｂａｎｄ−１を形成する。これは、実数値の逆ＦＥＴシーケンスを可能にするために行われる。この後、自動コリレーションがｉＦＦＴ（Ｓ’ｅｅ（ｉ））によって算出される。ＬＰＣ係数を決定するためにＬｅｖｉｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎアルゴリズムを使用することができる。
【００３７】
この処理は、ロスレス復号器において使用することもできる。高周波数スペクトラルの関連する部分が、ロッシー符号器のビット・ストリーム４１１内で送信されないならば、この欠落した情報６３１は、ロッシー符号器におけるステップ（ステージ）６３からパッカ９４に送信のために送られ、デパッカ１１１からフィルタ決定部１０３に送られる。
【００３８】
モード２
１組のＬＰＣフィルタ係数が、アダプテーション・コントローラ６７によって、複数組のＬＰＣフィルタ係数のディレクトリから選択される。そこで、信号６３１は、選択された係数の組のディレクトリ・インデックスとなり、送信のためにパッカ９４に受け渡される。
【００３９】
補助情報
補助情報バス４１２および４２１は、ロッシー符号器４１からロッシー復号器４２にデータを搬送し、いずれか一方からロスレス符号器／パッカ４５にデータ搬送する。これらのバス４１２および４２１は、以下のデータ要素を含んでいる。
−  符号化されたスペクトラル・ホワイトニング・データ６６１（符号器４１から復号器４２と符号器／パッカ４５とにバス４１２を介して送信される）
−  他のＬＰＣデコリレーションを示すエスケープ信号６７１（符号器４１から符号器／パッカ４５にバス４１２を介して送信される、即ち、ＬＰＣデコリレーションおよびＬＰＣ合成がアクティブであることを示す）
−  ヘルパー情報信号（復号器４２から符号器／パッカ４５または９４のそれぞれにバス４２１を介して送信される）、即ち、ＬＰＣフィルタ決定のためのスケール・ファクタ
−  高周波数帯域、または、１組の所定のＬＰＣフィルタ係数に関する欠落したスケール・ファクタを送信するために、ロッシー符号器４１から符号器パッカ４５／９４に送信される、ヘルパー情報信号６３１
−  ファイル間アプリケーションのための、ロッシー符号器の遅延値および／またはオリジナル・ファイル長の値（符号器４１から復号器４２と符号器／パッカ４５とにバス４１２を介して送信される）
【００４０】
ロッシー・ベースのロスレス復号化
図２を参照して既に説明したように、復号化は、ロッシー復号器２５およびロスレス復号器２７を使用して実行され、これらの出力信号が結合されてオリジナルの入力信号サンプルＳＰＣＭを再現する。復号化は、種々のモードで行うことができるという利点がある。
【００４１】
モード１
復号器は、ロスレス拡張ストリーム４５１が存在していなくても、どのような準拠ロッシー・ビット・ストリーム４１１でも復号化することができ、信号ＳＤｅｃを生成する。このモードは、ロスレス拡張ストリーム４５１が存在しているときもアクティブであるが、別のモードを使用するためのパーミッションが与えられることはない。好ましくは、復号器は、自己の権限のデータベース内の一致するパーミッションＩＤを求めて、ロスレス拡張ストリームをチェックする。
【００４２】
モード２
この中間品質モードは、ロスレス拡張ストリーム・データを検査する際の復号器におけるパーミッション・チェックによっても有効になる。ホワイトニング・データ６６１のみがデパックされ、ロッシー復号器によって使用され、信号Ｓ’Ｄｅｃを生成する。
【００４３】
モード３
ロスレス・モード復号化が、肯定的なパーミッション・チェック結果が得られた後に開始され、信号ＳＰＣＭが出力される。
【００４４】
図８に、対応するロッシー復号器５１がより詳細に示されている。動作モードが、ロスレス・デパッカ／復号器５２からの補助情報５２１内の信号により伝えられる。基本的に、ロッシー復号器４２について説明したものと同じ説明が当てはまる。符号化されたロッシー・ビット・ストリーム４１１は、ビット・ストリームをデパックする手段８１に入った後、サブバンド・サンプルを復号化する手段８２に入り、さらに、復号化されたロッシーＰＣＭ信号ＳＤｅｃを出力する合成フィルタ・バンク８３に入る。手段８２からの出力信号８２１は、加算器８４において、対応するスペクトラル・ホワイトニング・データ６６１と結合される。結合された信号８４１は、復号化されたロッシーＰＣＭ信号Ｓ’Ｄｅｃを出力する第２の合成フィルタ・バンク８５に入る。
【００４５】
ロスレス・デパッカ／復号器
図１１は、ロスレス・デパッカ／復号器５２をより詳細に示している。ロスレス・デパッカ１１１は、ロスレス拡張ストリーム４５１を受信する。このロスレス拡張ストリーム４５１は構文解析され、デパックされる。
【００４６】
制御情報がオペレーション・コントローラ１１５にルーティングされ、ファイル間アプリケーションの場合、一貫性（整合性）チェックを行って、ロッシー・ビット・ストリーム４１１に関する整合性を確認することができる。オプションとして、リファレンス・フィンガープリント（例えば、ＣＲＣデータ）がロスレス拡張ストリーム４５１から抽出され、現在のフィンガープリントが、ロスレス・ビット・ストリーム４１１の特定のデータ・ブロックに亘って算出される。両方のフィンガープリントが同じ場合には、通常の処理が進められる。次のステップとして、パーミッション・チェックが、許可された動作モードを特定するために実行してもよい。外部データベースから受信された対応する情報項目１１５１が、受信されたビット・ストリームのパーミッション識別子との比較のために使用される。現在のモードが判定され、対応する信号１１５２が、関連する情報を補助情報チャンネル５２１を使用してロッシー復号器５１に送信することに使用される。特別な実施形態においては、暗号化されたロスレス拡張ストリームを解読する手段がさらに使用されることがある。
【００４７】
デパッキングの後、オーディオ拡張信号データ１１１１がエントロピー復号器１１２においてエントロピー復号化される。エントロピー復号化されたスペクトラル・ホワイトニング・データ項目は、対応するように、例えば符号器１１２において復号化される。復号化されたホワイトニング・データ６６１は、ロッシー復号器５１に送信され、差信号データＳＤｉｆｆが結合器または加算ユニット５３に送信される。他のＬＰＣ合成に適用されるエスケープ情報がデパッカ１１１およびオペレーション・コントローラ１１５によってビット・ストリーム４５１内に特定されると、このコントローラは、信号１１５３を使用してスイッチャ１１３をＬＰＣ合成パスに切り替える。ＬＰＣ合成フィルタ１１４の係数は、ヘルパー情報１１４１を使用して計算される。このヘルパー情報１１４１は、デパッカ１１１から提供されるか、ロッシー・ビット・ストリームのスケール・ファクタまたは復号器のサブバンド信号８４１、欠落スケール・ファクタのようなロスレス・拡張ビット・ストリーム４５１において送信される追加情報またはロッシー・ビット・ストリーム４１１において送信されない高周波数帯域のスペクトラル・パワー情報、または１組の所定のＬＰＣ係数を示すインデックス値から定めされる。
【００４８】
補助情報
補助情報５２１は、ロッシー・復号器５１とロスレス・デパッカ／復号器５２との間でやり取りされ、以下の情報およびデータ要素を含んでいる。
−  モード・インジケータ信号１１５２（復号器５２に送信される）
−  スペクトラル・ホワイトニング・データ６６１（復号器５２に送信される）
−  ＬＰＣフィルタ係数を求めるための、ロッシー復号器４２からのヘルパー情報１１４１（ロスレス・デパッカ／復号器５２に送信される）
−  ファイル間アプリケーションのための、ロッシー符号器の遅延値および／またはオリジナル・ファイル長の値（復号器５２に送信される）
【００４９】
ロスレス拡張ビット・ストリーム
以下のデータ要素をヘッダ・データ要素としてロスレス拡張ビット・ストリーム内に設けることができる。
−  対応するロッシー・ビット・ストリームを明確に特定するフィンガープリント
この要素は、特に、２つのファイルのアプリケーションに必要であり、コンテナ（１つのファイル）およびストリーミング・アプリケーションでは考慮されない場合がある。
−  モード・インジケータおよび対応するＤＲＭ情報
−  同期情報（ロッシー符号化の遅延、オリジナル・ファイル長、ファイル終了インジケータ）
−  オリジナル信号のＰＣＭワード・サイズ（１６、２０、または２４ビット）
−  （可変ビット・レート）ストリーム内部のロスレス・データ・フレームの高速なアドレス指定を可能にし、コンスタント・フレーム・インターバル・ポインタおよびフレーム・インターバル長インジケータのテーブルから構成される、キュー・ポイント情報
【００５０】
ファイル間アプリケーションにおいて、これらの情報項目は、ロスレス・ビット・ストリームの最初において１度だけ提供される必要がある。ストリーミング・アプリケーションにおいて、キューポイント・データを除き、これらの情報項目はＮフレーム毎に送信される必要がある。
【００５１】
ロスレス拡張ビット・ストリームのフレーム・データ要素は以下の通りである。
−  ロッシー・ビット・ストリームのための、フレーム同期処理を有効にするフレーム境界インジケータ
−  符号化されたスペクトラル・エラー（即ち、ホワイトニング）・データ
−  追加のＬＰＣ合成およびＬＰＣヘルパー情報を示すエスケープ情報
−  符号化された時間エラー信号データ
【００５２】
図１２に、ロスレス拡張ストリーム・ファイル・フォーマットを示す。ファイル・ヘッダは、復号化処理を開始するための補助情報を提供する。ヘッダ・データに続いて、中間品質のオーディオ信号を再構築するデータ、およびロスレス品質のオーディオ信号を再構築するデータを含む可変長のデータ・フレームが配列される。
ファイル・ヘッダ・データ：
−  ヘッダＩＤ
−  ヘッダ長
−  フィンガープリント（例えば、ＣＲＣ３２データ）
−  モード・インジケーション情報ブロック
−  補助情報：コーデックの遅延、オリジナル・ファイル長、ＰＣＭワード・サイズ、サンプル・レート
−  キューポイント・テーブル・データ・ブロック：ブロック長の値、フレーム内インターバル情報、テーブル・エントリー数、ポインタ・テーブル
フレーム・データ：
−  同期ワード（オプション）およびフレーム長
−  符号化されたスペクトラル・エラー（即ち、ホワイトニング）・データ：ブロック長、符号化されたデータ。これは、中間品質（モード２）に復号化するのに必要なデータである。このようなデータが存在する場合、モード２で動作する復号器はフレーム・データの残りの部分をスキップする。
−  ＬＰＣヘルパー情報：ブロック長の値、ＬＰＣモード・インジケータ、符号化されたデータ
−  符号化された時間情報信号：ブロック長の値、符号化されたデータ
【００５３】
ビット・ストリーム・フォーマットおよび権限管理
ロッシー・ビット・ストリーム４１１およびロスレス拡張ストリーム４５１が、種々のストレージまたはストリーミング・アプリケーション用にフォーマットされる（図１３参照）。ロッシー・ベースのロスレス符号化１３１の出力信号４１１および４５１が、ビット・ストリーム・フォーマッタ１３２に供給される。結果として得られる出力信号１３２２は、単一のストリームまたはファイルでもよいし、２つのストリームまたは２つのファイルで構成されていても。権限管理処理が、対応する権限管理データ１３２１をフォーマッタ１３２に供給することによって行われる。復号化側では、対応するビット・ビットストリーム・デフォーマッタを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ロスレス・オーディオ信号圧縮の公知の原理を示す図である。
【図２】公知のロッシー・ベースのロスレス符号器および復号器を示す基本ブロック図である。
【図３】ロッシー符号器およびロッシー復号器の公知の動作原理を示す図である。
【図４】本発明のロッシー・ベースのロスレス符号化を示すブロック図である。
【図５】本発明のロッシー・ベースのロスレス復号化を示すブロック図である。
【図６】図４のロッシー符号器のより詳細なブロック図である。
【図７】例示的な信号として、ａ）ロッシー符号器のサブバンド・ドメインにおける信号スペクトラム、ｂ）知覚的に制御された量子化の後のエラー信号、ｃ）ホワイトニングの後のエラー信号、およびｄ）所与のＬＰＣフィルタ信号に適合したスペクトラル・ノイズ整形を示す図である。
【図８】図５のロッシー復号器のより詳細なブロック図である。
【図９】図４のロスレス符号器およびパッカのより詳細なブロック図である。
【図１０】ＬＰＣデコリレータを示す図である。
【図１１】図５のロスレス・デパッカおよび復号器のより詳細なブロック図である。
【図１２】拡張ファイル構造を示す図である。
【図１３】ビット・ストリームのフォーマッティングを示す図である。
【図１】
2009536363.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2009536363.tif 000016
2009536363.tif 000017
2009536363.tif 000018