(57)【要約】  信号のコード化が提供され、値の第１のセットが前記信号の第１の時間間隔におけるその後の時間に関係して提供され、値の第２のセットが前記信号の第２の時間間隔におけるその後の時間に関係して提供され、前記第１の時間間隔は前記第２の時間間隔と重複を有し、前記重複が前記第２の間隔の少なくとも２つのその後の時間を有し、前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してエンコードされる。
2005510925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号をコード化する方法であって、
前記信号の第１の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第１のセットを提供し、
前記信号の第２の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第２のセットを提供することを有し、
前記第１の時間間隔は前記第２の時間間隔と重複を有し、前記重複が前記第２の間隔の少なくとも２つのその後の時間を有し、
前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してエンコードされる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記重複が前記第１の時間間隔の少なくとも２つの時間を有する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
g(i,b)が前記第１のセットiの値であり、g(i+1,b)が前記第２のセットi+1の値であり、
bが所定のセットの所定の値の連続番号を示し、その後の連続番号がその後の時間に関係し、
前記重複が前記第２の時間間隔のk個の時間を有し、
前記第１のセットの値g(i,b)と前記第２のセットの値g(i+1,b)が、
...g(i,n-k)g(i,n-k+1)g(i+1,1)g(i,n-k+2)g(i+1,2)...g(i,n)g(i+1,k)g(i+1,k+1)g(i+1,k+2)...
の配列でエンコードされ、nが前記第１のセットの最大の連続番号である方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
g(i,b)が前記第１のセットiの値であり、g(i+1,b)が前記第２のセットi+1の値であり、
bが所定のセットの所定の値の連続番号を示し、その後の連続番号がその後の時間に関係し、
前記重複が前記第２の時間間隔のk個の時間を有し、
前記コード化が、
配列...g(i,n-k)g(i,n-k+1)g(i,n-k+2)...g(i,n)をエンコードし、
フレーム間の差分の配列g(i+1,1)-g(i,n-k+1),  g(i+1,2)-g(i,n-k+2)...g(i+1,k)-g(i,n)をエンコードすることを有し、
nが前記第１のセットの最大の連続番号である方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記フレーム間の差分の平均m(i+1)が定められ、
それぞれのフレーム間の差分が前記平均との差分としてエンコードされる方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記重複における前記第１の時間間隔の時間の数が、前記重複における前記第２の時間間隔の時間の数と等しい方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記値が同じ形式のパラメータの値である方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記値がそれぞれのフレーム又はサブフレームに含まれる方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
前記エンコードが差分エンコードである方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記信号が音声信号である方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記値が前記音声信号のノイズ要素のゲイン値である方法。
【請求項１２】
信号をコード化するエンコーダであって、
前記信号の第１の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第１のセットを提供する手段と、
前記信号の第２の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第２のセットを提供する手段とを有し、
前記第１の時間間隔は前記第２の時間間隔と重複を有し、前記重複が前記第２の間隔の少なくとも２つのその後の時間を有し、
前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値を、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してエンコードする手段を更に有するエンコーダ。
【請求項１３】
エンコードされた信号を表すビットストリームであって、
第１の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第１のセットと、
第２の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第２のセットとを有し、
前記第１の時間間隔は前記第２の時間間隔と重複を有し、前記重複が前記第２の間隔の少なくとも２つのその後の時間を有し、
前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してエンコードされるビットストリーム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のビットストリームを保存したストレージ媒体。
【請求項１５】
エンコードされた信号を表すビットストリームをデコードする方法であって、
第１の時間間隔においてその後の時間に関係するエンコードされた値の第１のセットを受信し、
第２の時間間隔においてその後の時間に関係するエンコードされた値の第２のセットを受信することを有し、
前記第１の時間間隔は前記第２の時間間隔と重複を有し、前記重複が前記第２の間隔の少なくとも２つのその後の時間を有し、
前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してエンコードされ、
前記値の第１のセットをデコードして、デコードされた値の第１のセットを取得し、
前記値の第２のセットをデコードして、デコードされた値の第２のセットを取得することを更に有し、
前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してデコードされる方法。
【請求項１６】
エンコードされた信号を表すビットストリームをデコードするデコーダであって、
第１の時間間隔においてその後の時間に関係するエンコードされた値の第１のセットを受信する手段と、
第２の時間間隔においてその後の時間に関係するエンコードされた値の第２のセットを受信する手段とを有し、
前記第１の時間間隔は前記第２の時間間隔と重複を有し、前記重複が前記第２の間隔の少なくとも２つのその後の時間を有し、
前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してエンコードされ、
前記値の第１のセットをデコードして、デコードされた値の第１のセットを取得する手段と、
前記値の第２のセットをデコードして、デコードされた値の第２のセットを取得する手段とを更に有し、
前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してデコードされるデコーダ。
【請求項１７】
信号を受信する入力部と、
前記信号をエンコードして、エンコードされた信号を得る請求項１２に記載のエンコーダと、
前記エンコードされた信号を表すビットストリームを提供する出力部と
を有する送信機。
【請求項１８】
エンコードされた信号を表すビットストリームを受信する入力部と、
前記エンコードされた信号をデコードして、デコードされた信号を得る請求項１６に記載のデコーダと、
前記デコードされた信号を提供する出力部と
を有する受信機。
【請求項１９】
請求項１７に記載の送信機と請求項１８に記載の受信機とを有するシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、信号、特に音声信号をコード化することに関する。
【０００２】
フレームが関係する時間間隔に音声信号（の構成要素）を表す値のセットを有するフレームを用いる音声コード化の機構が知られている。少なくともいくつかのフレームは、時間的に重複を有する時間間隔に関係する。低ビットレートを達成するために、連続する時刻で取得された値の間の冗長が、例えば差分コード化技術を使用することにより活用され得る。
【０００３】
本発明の目的は有利なコード化を提供することである。このため、本発明は、独立請求項に記載される通り、コード化方法と、エンコーダと、ビットストリームと、ストレージ媒体と、デコード方法と、デコーダと、送信機と、受信機と、システムを提供する。有利な実施例が従属請求項に記載される。
【０００４】
本発明の第１の形態は、信号をコード化することを提供し、前記コード化は、前記信号の第１の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第１のセットを提供し、前記信号の第２の時間間隔においてその後の時間に関係する値の第２のセットを提供することを有し、前記第１の時間間隔は前記第２の時間間隔と（時間的に）重複を有し、前記重複が前記第２の間隔の少なくとも２つのその後の時間を有し、前記重複における前記少なくとも２つのその後の時間に関係する前記第２のセットのうちの少なくとも１つの値が、前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照してエンコードされる。前記第２のセットの何らかの他の値より前記第２のセットのうちの前記少なくとも１つの値に時間的に近い前記第１のセットの値を参照して前記第２のセットの少なくとも１つの値をエンコードすることにより、値における冗長のより良い活用が達成される。本発明のこの形態は、時間間隔の重複を用いる際に、他のセットにおいて、第２のセットで利用可能な何らかの値よりエンコードされるべき第２のセットの現在の値の時間に時間が近い時間に値が関係することが生じ得るという見識に基づく。一般的に、時間的に近い場合に値がより相互に関係するため、一般的により良い相関性が信号を更に効果的にコード化するために用いられ得る。
【０００５】
前記その後の時間は、（例えばサブフレームに関係する）時間間隔より小さい時刻（若しくは時点）又は期間である場合がある。第２の時間間隔は、通常は時間的に第１の時間間隔の後であるが、第１の時間間隔に先行する場合もある。
【０００６】
重複時間は、必ずしも同一である必要はなく、第２の時間間隔の時間は、第１の時間間隔の時間に関してオフセットを有する場合がある。前記時間が時刻である場合、第１の時間間隔におけるその後の時刻の間の時間的な差は、第２の時間間隔におけるその後の時刻の間の時間的な差と必ずしも同じである必要はない。更に、時間が期間である場合、それぞれの時間間隔内で又は他の時間間隔に関して必ずしも同じ長さを有する必要はない。好ましい実施例において、時間間隔毎の時間の数は、第１の時間間隔と第２の時間間隔とで同じであり、時間がそれぞれの時間間隔上に（実質的に）均等に分配される。
【０００７】
値のセットは、フレーム又はサブフレームに含まれ得る。
【０００８】
本発明は、重複の時間間隔に関係するフレームと何らかの種類の値を用いる何らかのコード化の機構に適用できるが、本発明は、パラメトリック音声コード化の機構に有利に適用され、前記値が例えば音声信号のノイズ要素のゲインである。
【０００９】
本発明の前記の及び他の形態が、添付の図面から明らかになり、それを参照して説明される。
【００１０】
図面は、本発明の実施例を理解するために必要な要素のみを示している。図面の番号は、所定のサブフレームの値の連続番号を示し、その後の連続番号は、所定のサブフレームが関連するそれぞれの時間間隔のその後の時間に関係する。
【００１１】
好ましいパラメトリックコード化の機構において、入力信号は一般的に過渡信号要素と正弦波信号要素とノイズ要素に分析される。WO07/69593-A1への参照が行われる。正弦波要素を表すパラメータは、一般的に振幅と周波数と位相になるように選択される。過渡要素については、包絡線の記載での前記パラメータの拡張が、過渡要素の効果的な表示である。ノイズについては、スペクトル形状とランダムなノイズ生成を制御するゲインパラメータが効果的なパラメータの表示を表す。十分に低いビットレートで全ての前記パラメータをエンコードするために、連続的な時刻で前記パラメータの間の冗長が活用されなければならない。例えば、正弦波要素の場合、単一の要素の振幅と周波数のパラメータが時間的にゆっくりと変化している。従って、振幅と周波数の変化をエンコードすることが有利である。分析フレーム毎に、周波数と振幅のための単一のパラメータがエンコードされる。
【００１２】
ノイズ信号のパラメータ化の場合、複数の、例えば7個のゲインパラメータの値がサブフレーム毎に得られ、それぞれのゲイン値は、それが関係するサブサブフレームの動力を表す。複数のサブフレームがノイズフレームに含まれる。分析フレームは、例えば50%重複する。これは図１に視覚化される。現実的な実施例において、サブサブフレームの期間は、各サブフレームについて同じ又は類似の長さである。
【００１３】
ゲインパラメータのゆっくりと変化する性質のため、前記パラメータを差分でエンコードすることにより、冗長が活用される。そのため、推定ゲインパラメータは連続して構成される。差分はその後エントロピー・エンコードされる。
...g(i-1,7)g(i,1)g(i,2)...g(i,6)g(i,7)g(i+1,1)g(i+1,2)...g(i+1,6)g(i+1,7)...
ここで、g(a,b)はサブフレームaのb番目のノイズのゲイン表示レベルを示す。最後に、ホフマンテーブルを用いて、前記差分の表示レベルがエントロピー・エンコードされる。
【００１４】
本発明の実施例によると、この例におけるゲインパラメータである推定パラメータ値は、冗長がより良く活用されるように構成される。従来のコード化については、ビットストリームの構文の簡単な変化がコード化の効率の改善を結果として生じる。
［方法１］
パラメトリックコード化の例において、推定ノイズゲインは、次のように構成される（図２についても参照する）：
...g(i,3)g(i,4)g(i,5)g(i+1,1)g(i,6)g(i+1,2)g(i,7)g(i+1,3)g(i+1,4)g(i+1,5)...
このように得られたゲインパラメータ列は、好ましくは差分でエンコードされる。
［方法２］
パラメトリックコード化の例の場合に少し更に効果的であることがわかる次の方法は、以下の通りである（図３についても参照する）：
ステップＡ）まず、フレームiについてゲインが次の：g(i,3),g(i,4),g(i,5),g(i,6),g(i,7)のように構成され、その後（好ましくは差分で）エンコードされる。
【００１５】
ステップＢ）次に一対のg(i,5)g(i+1,1)とg(i,6)g(i+1,2)とg(i,7)g(i+1,3)が（好ましくは差分で）エンコードされる。
［方法３］
更なる調査は、３つのフレーム間の差分、g(i+1,1)-g(i,5)とg(i+1,2)-g(i,6)とg(i+1,3)-g(i,7)が類似性を有することを示した。従って、この差分の平均mをエンコードし、この平均に関する差分をコード化することが更に効果的である。従って、このことは追加のパラメータである平均の差分がビットストリームに含まれることを意味する。
【００１６】
異なる方法の比較として以下の例を検討する：
【００１７】
【表１】
2005510925.tif 000003
異なるエンコードを用いる前述の異なる方法について、これが次の配列を供給する：
【００１８】
【表２】
2005510925.tif 000004
方法３において追加のパラメータが加えられるが、結果の配列は更に効果的にエンコードされ得ることに注意すべきである。
【００１９】
ノイズフレームのエンコードの現実的な実施例において、各サブフレームは、そのサブフレームに一定に残存するフィルタリングパラメータを定め又は更新する。サブフレーム毎に、サブフレームが関連する時間間隔においてその後の時間に関連するいくつかのその後のゲインパラメータ値が得られる。サブフレームは時間的に重複する。完全なフィルタリングパラメータとしてエンコードされるリフレッシュ・フィルタリングパラメータを有するサブフレームで始まるリフレッシュ・ノイズフレームが定められる。他のサブフレームのフィルタリングフレームは、主に差分でエンコードされる。
【００２０】
好ましい現実的な実施例において、以下のコード化方法が用いられる：
‘リフレッシュ・フレーム’の第１のサブフレームについて、第１のノイズゲインが完全にコード化される。そのサブフレームの全ての以降のノイズゲインが差分でエンコードされる。全ての他のサブフレームについて、差分g(i+1,1)-g(i,7)をエンコードする代わりに、差分g(i+1,1)-g(i,5)がエンコードされ、類似の時刻で分析されたノイズゲインの間で明白な冗長を活用する。同じことがg(i+1,2)とg(i+1,3)について繰り返される。差分g(i+1,2)-g(i+1,1)とg(i+1,3)-g(i+1,2)をエンコードする代わりに、それぞれg(i+1,2)-g(i,6)とg(i+1,3)-g(i,7)がエンコードされる（図２についても参照する）。
【００２１】
更に好ましい現実的な実施例において、以下のコード化方法が用いられる：
‘リフレッシュ・フレーム’の第１のサブフレームについて、第１のノイズゲインが完全にコード化される。そのサブフレームの全ての以降のノイズゲインが差分でエンコードされる。全ての他のサブフレームi+1について、差分g(i+1,1)-g(i,5)とg(i+1,2)-g(i,6)とg(i+1,3)-g(i,7)と前記差分の平均値m(i+1)が計算される。まず、平均値m(i+1)がビットストリームにエンコードされ、続いて、平均値との差分を表すg(i+1,1)-g(i,5)-m(i+1)とg(i+1,2)-g(i,6)-m(i+1)とg(i+1,3)-g(i,7)-m(i+1)がエンコードされる。最後に、値g(i+1,4)-g(i+1,3)とg(i+1,5)-g(i+1,4)とg(i+1,6)-g(i+1,5)とg(i+1,7)-g(i+1,6)がビットストリームにエンコードされる。
【００２２】
リフレッシュ・ノイズフレームの第１のサブフレームの他に、まず、重複の差分の平均m(i+1)がフィルタリングを表す差分のパラメータの直後に挿入される。平均m(i+1)の直後に、平均値m(i+1)との差分がビットストリームに挿入される。重複のないゲイン値については、パラメータは差分でエンコードされる。この実施例は、次のビットストリームの構文を結果として生じる：
リフレッシュ・ノイズフレームの第１のサブフレーム(前述の例におけるサブフレームi）
{
リフレッシュ・フィルタリングパラメータ
第１の完全なゲイン値(例えばg(i,1))
差分でエンコードされた更なるゲイン値(例えばg(i,2)...g(i,7))
}
ノイズフレームの他のサブフレーム(リフレッシュ及び非リフレッシュ)(例えば前述の例におけるサブフレームi+1)
{
差分でエンコードされたフィルタリングパラメータ
重複の差分の平均(例えばm(i+1))
平均に対する重複のゲイン値の差分
差分でエンコードされた重複のないゲイン値
}
平均の差分ゲイン係数m(i+1)は、好ましくはホフマンテーブルを用いてエンコードされる。平均m(i+1)との差分もまた、好ましくはホフマンテーブルを用いてエンコードされる。他の差分のノイズパラメータもまた、好ましくはホフマンテーブルを用いてエンコードされる。
【００２３】
デコーダにおいて、重複に関連するサブフレームi+1のノイズゲインパラメータ値は、平均m(i+1)とそれぞれの‘平均値との差分’を、値が基準値として用いられるサブフレームiのノイズゲインパラメータ値に加えることによって得られる。例えば、前述の例（図３参照）において、g(i+1,3)=g(i,7)+m(i+1)+[g(i+1,3)-g(i,7)-m(i+1)]である。
【００２４】
特に、パラメトリックエンコードに不可欠な場合がある言語は、本発明の実施例から抜粋する。本発明の実施例に起因する追加のデコーダの複雑性が無視し得る。
【００２５】
図４は、本発明の実施例によるシステムを示したものである。システムはエンコードされた信号[S]を送信又は記録する装置1を有する。装置1は信号Sを受信する入力部10を有し、前記信号Sは好ましくは音声信号である。入力部10は、アンテナやマイクロフォンやネットワーク接続等である場合がある。装置1は、エンコードされた信号を得るために、本発明の前述の実施例（特に図２と３を参照）に従って信号Sをエンコードするエンコーダ11を更に有する。エンコードされた信号は出力部12に供給され、送信媒体又はストレージ媒体2を介する送信又は保存に適した形式を有するビットストリーム[S]に、エンコードされた音声信号を変換する。前記システムは入力部30でエンコードされた信号[S]を受信する受信機又は再生装置3を更に有する。入力部30はエンコードされた信号[S]をデコーダ31に供給する。デコーダ31は、エンコーダ11のエンコードの逆の動作であるデコード処理を実行することにより、エンコードされた信号をデコードする。デコーダ31は、デコードされた信号S’を、デコードされた信号S’を提供する出力部32に供給する。出力部32はデコードされた信号S’を再生するスピーカのような再生部である場合がある。出力部32はまた、例えば社内ネットワーク等でデコードされた信号S’を更に送信する送信機である場合がある。
【００２６】
本発明の実施例の適用領域は、インターネットのダウンロードと、インターネット・ラジオと、ソリッドステートのオーディオである。
【００２７】
前述の実施例は本発明を制限するものではなく、それを説明するものであり、当業者は特許請求の範囲を逸脱することなく多くの他の実施例を設計することが可能であることに注意すべきである。特許請求の範囲において、括弧の間にある何らかの参照記号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。“有する”という用語は、特許請求の範囲に挙げられたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。本発明は、いくつかの別個の要素を有するハードウェアを用いて、及び適切にプログラムされたコンピュータを用いて実施され得る。請求項がいくつかの手段を列挙している装置において、前記手段のいくつかは全く同一のハードウェアのアイテムに具体化され得る。特定の方法が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、この方法の組み合わせが有利になるように使用できないことを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の見識を示すために、従来の差分エンコードで重複の時間間隔に関係する使用フレームの説明図を示したものである。
【図２】本発明の第１の実施例によるエンコードを示したものである。
【図３】本発明の第２の実施例によるエンコードを示したものである。
【図４】本発明の実施例によるシステムを示したものである。
【図１】
2005510925.tif 000005
【図２】
2005510925.tif 000006
【図３】
2005510925.tif 000007
【図４】
2005510925.tif 000008
【国際調査報告】
2005510925.tif 000009
2005510925.tif 000010
2005510925.tif 000011