(57)【要約】  相関ノイズ成分のある一組のオーディオ信号を符号化するマルチチャネルオーディオ符号化システムにおいて合成ノイズ源を用いる方法である。この方法は、オーディオ信号間の関係から、ノイズ源の構成を決定する段階を有し、構成は、構成におけるノイズ源は、相互に非相関であり、それにより、ノイズ源の構成は、ノイズ成分を、関係が維持された方法で合成する。この方法は、更に、ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータと、ノイズ源の構成を生成するための一組の変換パラメータを、各ノイズ源に対して決定することにより、ノイズ源を符号化する段階を更に有し得る。
2005509926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相関ノイズ成分のある一組のオーディオ信号を符号化するマルチチャネルオーディオ符号化システムにおいて合成ノイズ源を用いる方法であって、
前記オーディオ信号間の関係から、ノイズ源の構成を決定する段階を有し、
前記構成は、前記構成における前記ノイズ源は、相互に非相関であり、それにより、ノイズ源の前記構成は、前記ノイズ成分を、関係が維持された方法で合成する、方法。
【請求項２】
各ノイズ源に対し、前記ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータと、ノイズ源の前記構成を生成するための一組の変換パラメータを決定することにより、前記ノイズ源を符号化する段階、
を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
各ノイズ源を合成するための前記一組のノイズパラメータを伝送する段階と、
前記複数のノイズ源を形成するための前記一組の変換パラメータを伝送する段階と、
を更に有する請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
相互に非相関のノイズ源が、フレーム毎に決定される請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記オーディオ信号内にある非ノイズ成分は、正弦波符号化により符号化される請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記変換パラメータは、前記一組のオーディオチャネルの前記相関マトリクスを直交させることにより決定される請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記一組のオーディオ信号は、選択された組の周波数帯域に分割され、
前記周波数帯域の少なくとも１つは、ノイズのような信号を有する請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
一組のオーディオチャネルを符号化するマルチチャネルオーディオ符号化システムにおいて合成ノイズ源を用いる方法であって、
ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータを受信する段階と請求項１記載の方法により決定される一組の変換パラメータを受信する段階と、
前記ノイズパラメータに応答して、一組の合成ノイズ源を生成する段階と、
各オーディオ信号を、前記変換パラメータに応じて、複数のノイズ源として形成することにより一組のオーディオ信号を生成する段階と、
を有する方法。
【請求項９】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の方法に従い符号化されるオーディオチャネルを符号化するエンコーダであって、
前記オーディオ信号の少なくとも１つの周波数帯域において、一組のオーディオ信号のそれぞれとの自己相関及び相互相関を検出する手段と、
前記オーディオ信号間の前記関係から、ノイズ源の構成を決定する処理手段と、
を有し、
前記構成は、前記構成における前記ノイズ源は、相互に非相関であり、それにより、前記ノイズ源の構成は、前記ノイズ成分を、関係が維持された方法で合成するエンコーダ。
【請求項１０】
前記ノイズ源を、前記ノイズ源のそれぞれを合成するための一組のノイズパラメータとして符号化する手段と、
前記一組のノイズパラメータを伝送し、且つ、前記複数のノイズ源を形成するための前記一組の変換パラメータを伝送する伝送手段と、
を更に有する請求項８記載のエンコーダ。
【請求項１１】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の方法に従い符号化且つ変換されたオーディオチャネルを受信するためのデコーダであって、
ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータを受信し、且つ、複数の前記ノイズ源を形成するための一組の変換パラメータを受信する受信手段と、
前記ノイズパラメータに応答して、ノイズ源を生成する一組のノイズ生成器と、
前記一組の変換パラメータに応答して、各オーディオ信号について、複数の前記一組のノイズ源を形成することにより、知覚的に関連のある相関維持されたノイズ成分でオーディオ信号を合成する合成手段と、
を有するデコーダ。
【請求項１２】
非相関のノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータと、
請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の方法に従い複数のノイズ源を形成するための一組の変換パラメータと、
を有するデータ担体。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、相関ノイズ成分がある一組のオーディオ信号を符号化するマルチチャネルオーディオ符号化システムにおいて合成ノイズ源を用いる方法に係る。
【０００２】
例えば、特定の周波数範囲におけるノイズの全音響エネルギーといったノイズ源の知覚的に関連のある量のみを符号化することによって、知覚的に関連のないオーディオ情報は、切り捨てられ、それにより、相当の信号圧縮が得られ得る。国際出願ＷＯ９９／０４５０５は、そのような方法を記載する。この方法では、入力信号のノイズのような成分は、周波数帯域に基づいて検出される。このノイズのような成分は、パラメータ化され、置換えされたスペクトル係数の全パワーのみが伝送される。デコーダでは、符号化されたオーディオチャンネルは、置換えされたスペクトル係数について所望のパワーを有するランダムノイズ源を挿入することによって再構成される。
【０００３】
このような単純な置換えは、多数のオーディオチャンネルが、実際には、ある程度の相互相関を示す場合、不自然な聴覚感覚をもたらす。この不自然な知覚は、人間の耳は、異なる方向から来るオーディオ信号間の相関を識別することができる事実による。信号間の相関は、「ステレオイメージ」、即ち、音源の空間認知を決定する。２チャンネルスピーカセットアップにおける左と右の信号が完全に相関される場合、人間の聴覚系は、これを、スピーカ間に位置付けられる１つの音源として知覚する。信号が相関されない場合、左と右のスピーカに位置付けられる２つの別個の音源が知覚される。部分的に相関される信号は、一般的に、スピーカ間の広い音源として知覚される。負の相関は、スピーカベース以外の位置にある音源を知覚させることが可能である。従って、左と右のスピーカにおける音の相関が失われると、意図するステレオ効果は消え、傾聴者は、あまり自然でない聴覚感覚を知覚する。
【０００４】
言い換えると、複数のオーディオチャネルから生成される音が、これらのチャネルを介して記録された１つのオーディオ源を反映する場合、非相関のノイズ源を用いてのそのオーディオ源の再構成は、不自然に思われる。
【０００５】
上述した出願では、アクティブ状態においては、左と右のチャンネルの両方に対し同じノイズ源を用いるようシンセサイザをトリガするビット値を符号化することによって、上述した影響を補正するよう試みている。通常の非アクティブ状態では、左と右のチャンネルは、独立したノイズ源から合成される。
【０００６】
このような対処法は、本質的に非相関のノイズ源を用いたオーディオチャネルの合成と比較すると改善を提供するが、合成音は、依然として、自然性に欠け、何故なら、実際には、チャネル間の相関の程度を表す符号化オーディオチャネルにおける情報を用いないからである。従って、オリジナルの音の再構成は、公知の方法を用いる場合は、部分的にのみ可能であり、耳は、依然として、あまり自然でない聴覚感覚を知覚する。
【０００７】
本発明は、上述した問題を回避し、複数のオーディオチャネルにおけるノイズ成分の知覚的にオリジナルに近い再構成が、そのチャネル間の維持された相関の程度を用いて可能となる改善されたオーディオ符号化方法を提供することを目的とする。
【０００８】
従って、本発明の方法は、オーディオ信号間の関係から、ノイズ源の構成を決定する段階を有し、構成は、この構成におけるノイズ源は、相互に非相関であり、それにより、ノイズ源の構成は、ノイズ成分を、関係が維持された方法で合成する。
【０００９】
本発明の方法によると、オーディオ信号内にあるノイズ成分は、そのオーディオ信号の少なくとも１つの周波数帯域にある知覚的に関連のある相関が維持されたノイズ成分を合成するノイズ源から構成される。これらの合成ノイズ源は、互いに非相関である。従って、これらのノイズ源は、独立ノイズ生成器によって容易に再構成することができる。
【００１０】
この方法は、符号化されていないノイズ源を伝送するよう適用可能ではあるが、１つの好適な実施例では、本発明の方法は更に、各ノイズ源に対し、ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータと、ノイズ源の構成を生成するための一組の変換パラメータを決定することにより、ノイズ源を符号化する段階を有する。
【００１１】
更に、本発明の１つの好適な実施例は、各ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータを伝送し、且つ、複数のノイズ源を形成するための一組の変換パラメータを伝送する段階を有する。より具体的には、ノイズパラメータ及び変換パラメータは、一組のオーディオチャネルの相関マトリクスを直交させることにより決定される。この直交化は、オーディオチャネル間の時間変動相互相関について、フレーム毎に行われ得る。１つのフレームのサイズは、チャネル間相関が、一定であると考えることができる時間フレームに依存し得る。
【００１２】
本発明は、一組のオーディオ信号が、選択された組の周波数帯域に分割される場合に適用可能であることが好適であり、周波数帯域のうち少なくとも１つは、ノイズのような信号を有する。オーディオ信号内にある非ノイズ成分は、正弦波符号化により符号化され得る。
【００１３】
本発明は、更に、一組のオーディオチャネルを符号化するマルチチャネルオーディオ符号化システムにおいて合成ノイズ源を用いる方法に関する。この方法は、ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータを受信する段階と、本発明の方法により決定される一組の変換パラメータを受信する段階と、ノイズパラメータに応答して、一組の合成ノイズ源を生成する段階と、各オーディオ信号を、変換パラメータに応じて、複数のノイズ源として形成することにより一組のオーディオ信号を生成する段階を有する。
【００１４】
このようにすると、符号化且つ伝送されたノイズのあるオーディオ信号は、復号化され、また、対応するマルチチャネル相関維持されたオーディオ信号が合成され得る。
【００１５】
更に、本発明は、オーディオエンコーダに関する。エンコーダは、オーディオ信号の少なくとも１つの周波数帯域において、一組のオーディオ信号のそれぞれとの自己相関及び相互相関を検出する手段と、オーディオ信号間の関係から、ノイズ源の構成を決定する処理手段とを有し、構成は、構成におけるノイズ源は、相互に非相関であり、それにより、ノイズ源の構成は、ノイズ成分を、関係が維持された方法で合成する。
【００１６】
エンコーダは、更に、ノイズ源を、ノイズ源のそれぞれを合成するための一組のノイズパラメータとして符号化する手段と、一組のノイズパラメータを伝送し、且つ、複数のノイズ源を形成するための一組の変換パラメータを伝送する伝送手段を有する。
【００１７】
同様に、本発明は、オーディオデコーダに関する。デコーダは、ノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータを受信し、且つ、複数のノイズ源を形成するための一組の変換パラメータを受信する受信手段と、ノイズパラメータに応答して、ノイズ源を生成する一組のノイズ生成器と、一組の変換パラメータに応答して、各オーディオ信号について、複数の一組のノイズ源を形成することにより、知覚的に関連のある相関維持されたノイズ成分でオーディオ信号を合成する合成手段を有する。
【００１８】
エンコーダ及びデコーダは、物理的に別個の信号処理装置であっても、１つの信号処理装置内の１つの又は複数のユニットとして存在してもよい。伝送は、ワイヤレス伝送、又は、インターネットを介する伝送であってもよく、実際には、任意の伝送であり得る。この伝送は、磁気ディスク、又は、ＣＤ−ＲＯＭ等の物理的なデータ担体を介しても行われ得る。
【００１９】
本発明は更に、データ担体に関する。データ担体は、非相関のノイズ源を合成するための一組のノイズパラメータと、上述した方法に従い複数のノイズ源を形成するための一組の変換パラメータを有する。
【００２０】
本発明の更なる目的及び特徴は、図面から明らかとなろう。
【００２１】
図１は、４チャネルオーディオ信号を符号化するエンコーダ１を示す。オーディオチャネルは、４つの複合矢印２により表し、各矢印２は、４つのチャネルのうちの１つのオーディオチャネルを表す。本発明に関しては、チャネルの実際の数は関係なく、何故なら、当然ながら、本発明の方法は、２以上のチャネルがある限り、任意のオーディオシステムに適用可能だからである。オーディオチャネル２は、少なくとも１つの周波数帯域においてノイズ成分を有するオーディオ信号を有する。実際の実施例では、通常、可聴周波数成分を有するオーディオ信号は、幾つかの（通常は、対数の尺度である）周波数帯域に分割されるが、本発明の方法は、全帯域幅オーディオ信号に直接行うことも可能である。この周波数帯域（特に、人間の耳が相関された信号に敏感である関連の周波数帯域における）のそれぞれ、又は、特定の数の周波数帯域について、本発明の方法を適用することができる。
【００２２】
マルチチャネル信号２は、フィルタ段３においてフィルタリングされる。フィルタ３は、オーディオ信号を、ノイズ（noisy）部４と非ノイズ（non-noisy）部５０に分割する。信号２の非ノイズ部５は、正弦波符号化回路６に案内される。この回路６は、オーディオ信号２の非ノイズオーディオ情報を表す圧縮符号化データ７を生成する。
【００２３】
ノイズ部４は、本発明に従い相関が維持される方法でノイズを符号化する回路８に案内される。回路８では、オーディオ信号間の関係が決定され、ノイズ源の構成（composition）が識別される。この構成は、その構成におけるノイズ源は互いに非相関であり、それにより、ノイズ源の構成は、関係が維持された方法で、ノイズ成分を合成するような構成である。
【００２４】
オーディオ信号間の関係は、オーディオチャネル２の自己相関係数と相互相関係数を測定することにより決定される。この相関情報は、自己相関係数と相互相関係数を表す相関マトリクスで表し得る。このマトリクスでは、係数＜Ｓ（ｉ）Ｓ（ｉ）＞は、チャネルＳ（ｉ）の自己相関を表し、係数＜Ｓ（ｉ）Ｓ（ｊ）＞は、チャネルＳ（ｉ）とチャネルＳ（ｊ）間の相互相関を表す。ただし、ｉ及びｊは、マルチチャネルシステムのうちの特定の１つのチャネルを表す整数である。
【００２５】
一組の変換パラメータ９が、この相関マトリクスから計算される。変換パラメータ９は、送信器１０に供給される。変換パラメータ９は、ノイズ源の合成に関連のあるパラメータに関する。この変換パラメータは、各非相関のノイズ信号のエネルギーに対応するノイズ源の自己相関と、ノイズ源間の特定の関係を表す相互相関を有し得る。これらのパラメータ９は、一組の生成されたノイズ源に逆変換を行うためにデコーダにより受信され、このことは、図２を参照して更に説明する。
【００２６】
次に、変換パラメータ９は、正弦波符号化された非ノイズ信号７と組み合わされ、符号化信号１１として、送信器１０によって伝送される。伝送は、ワイヤレス伝送であっても、インターネットを介する伝送であってもよく、実際には、任意の種類の伝送であり得る。この伝送は、更に、例えば、磁気ディスク又はＣＤ−ＲＯＭ等の物理的なデータ担体を介しても行われ得る。
【００２７】
図２には、基本的に、図１のスキームの逆を示し、信号１１を一組のオーディオ信号２１に復号化するデコーダ１２を示す。信号１１は、本発明の方法に従い複数のノイズ源を形成するための一組の変換パラメータを有する。第１の分割段１３において、変換パラメータ９と符号化された非ノイズ信号７が、信号１１から抽出される。非ノイズ信号７は、正弦波デコーダ１４に供給され、オーディオチャネル２１の非ノイズ部５１を出力する。
【００２８】
変換パラメータ９は、一組の独立した（ランダム）ノイズ生成器１６を有するノイズ源生成段１５に供給される。変換パラメータ９は、各ノイズ生成器１６のノイズレベルを示し（可能なゼロレベルも有する）、更に、例えば、包絡線の形といった他のパラメータも、ノイズ源に対し特定され得る。ノイズ生成器１６は、各オーディオ信号１に対し一組の変換パラメータ９に応答して、複数のノイズ源に形成される一組の相互に非相関のノイズ源を生成し、それにより、オーディオ信号２１のための知覚的に関連のある相関維持されたノイズ成分４１を合成する。組立て段１７において、相関維持されたノイズ成分４１と、非ノイズ部５１が組み合わされ、図１のオーディオチャネル２の知覚的に関連のある再構成であるオーディオチャネル２１が出力される。
【００２９】
当業者には、本発明は、図面を参照して説明した実施例に制限されるものではなく、様々な種類の変形を有し得ることが明らかであろう。例えば、上述した実施例では、信号の非ノイズ部は、正弦波符号化を用いて符号化するが、波形符号化又はハフマン符号化といった他の種類の符号化を適用してもよい。更に、非ノイズ部を含む全体としてのオーディオチャネルは、上述の変換パラメータに従い変換され得る。更に、異なるパラメータ等を用いた他の種類のノイズ符号化を適用してもよい。本発明の方法は、マルチチャンネルオーディオシステムのうちの１つのオーディオチャネルについて１つの関連のある周波数帯域に対し適用し得る。本発明の方法は、マルチチャネルオーディオシステムのうちの選択された数のチャネルにおいて適用され得る。これら及び他の変形は、特許請求の範囲の保護の範囲内に含まれるものと判断する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の符号化方法を用いる符号化装置を示す図である。
【図２】本発明の符号化方法を用いる復号化装置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2005509926.tif 000006
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