(57)【要約】【課題】  帯域幅拡張のための高周波数復号方法及びその装置を提供する。【解決手段】  励起クラスを復号する段階と、復号された低周波スペクトルを、前記励起クラスに基づいて変形する段階と、変形された低周波スペクトルをコピーし、高周波励起スペクトルを生成し、前記励起クラスは、音声励起クラスまたは非音声励起クラスを含む複数のクラスのうち少なくとも一つを含む段階と、を含む帯域幅拡張のための高周波復号方法。【選択図】  図７
2018165843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起クラスを復号する段階と、
復号された低周波スペクトルを、前記励起クラスに基づいて変形する段階と、
変形された低周波スペクトルをコピーし、高周波励起スペクトルを生成し、前記励起クラスは、音声励起クラスまたは非音声励起クラスを含む複数のクラスのうち少なくとも一つを含む段階と、を含む帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項２】
前記励起クラスは、フレーム単位でビットストリームに含まれることを特徴とする請求項１に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項３】
前記低周波スペクトルを変形する段階は、前記励起クラスに基づいて振幅調節程度を決定することを特徴とする請求項１に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項４】
前記低周波スペクトルを変形する段階は、前記励起クラスに基づいて、前記復号された低周波スペクトルのダイナミックレンジを調節することを特徴とする請求項１に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項５】
前記低周波スペクトルを変形する段階は、
前記励起クラスに基づいて制御パラメータを生成する段階と、
前記制御パラメータに基づいて、前記低周波スペクトルの振幅を調節する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項６】
前記低周波スペクトルを変形する段階は、前記復号された低周波スペクトルを正規化する段階をさらに含み、前記制御パラメータに基づいて、前記正規化された低周波スペクトルの振幅を調節することを特徴とする請求項５に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項７】
前記低周波スペクトルの振幅を調節する段階は、特定帯域に含まれたスペクトル係数の振幅と、前記帯域の振幅平均との差と、前記制御パラメータとを利用して遂行されることを特徴とする請求項５に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項８】
前記低周波スペクトルを変形する段階は、振幅が調節された低周波スペクトルに対して、励起クラスに基づいて、ランダム符号と、本来の符号とのうち一つを適用する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項９】
前記励起クラスが、音声特性あるいはトーナル特性に係わる場合、前記振幅が調節された低周波スペクトルに、本来の符号を適用することを特徴とする請求項５に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項１０】
前記励起クラスが、ノントーナル特性に係わる場合、低周波スペクトルにランダム符号を適用することを特徴とする請求項５に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項１１】
前記復号された低周波スペクトルは、ノイズフィリング処理されたスペクトル、あるいはアンチスパースネス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に記載の帯域幅拡張のための高周波復号方法。
【請求項１２】
励起クラスを復号し、復号された低周波スペクトルを、前記励起クラスに基づいて変形し、変形された低周波スペクトルをコピーし、高周波励起スペクトルを生成し、前記励起クラスは、音声励起クラスまたは非音声励起クラスを含む複数のクラスのうち少なくとも一つを含む少なくとも１つのプロセッサを含む帯域幅拡張のための帯域幅拡張のための高周波復号装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは、
前記励起クラスを復号するパラメータ復号部と、
前記復号された低周波スペクトルの振幅を、前記励起クラスに基づいて調節し、前記変形された低周波スペクトルを生成する低周波スペクトル変形部と、
前記変形された低周波スペクトルに基づいて、前記高周波励起スペクトルを生成する高周波励起スペクトル生成部と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の帯域幅拡張のための高周波復号装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、前記励起クラスに基づいて、前記復号された低周波スペクトルのダイナミックレンジの調節程度を決定することを特徴とする請求項１２に記載の帯域幅拡張のための高周波復号装置。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記励起クラスがノントーナル特性を示す場合、前記励起クラスが、音声特性あるいはトーナル特性を示す場合より、前記復号された低周波スペクトルのダイナミックレンジを多く調節することを特徴とする請求項１２に記載の帯域幅拡張のための高周波復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ符号化及びオーディオ復号に係り、さらに詳細には、帯域幅拡張のための高周波復号方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｇ．７１９のコーディングスキームは、テレカンファレンシングの目的で開発及び標準化されたものであり、ＭＤＣＴ（modified  discrete  cosine  transform）を行って周波数ドメイン変換を行い、ステーショナリ（stationary）フレームである場合には、ＭＤＣＴスペクトルを直ちにコーディングする。ノンステーショナリ（non-stationary）フレームは、時間ドメインエイリアシング順序（time  domain  aliasing  order）を変更することにより、時間的な特性を考慮するように変更する。ノンステーショナリフレームについて得られたスペクトルは、ステーショナリフレームと同一フレームワークでコーデックスを構成するために、インターリービングを行い、ステーショナリフレームと類似した形態で構成される。かように構成されたスペクトルのエネルギーを求めて正規化を行った後で量子化を行う。通常、エネルギーは、ＲＭＳ値で表現され、正規化されたスペクトルは、エネルギー基盤のビット割り当てを介して、バンド別に必要なビットを生成し、バンド別ビット割り当て情報を基に、量子化及び無損失符号化を介して、ビットストリームを生成する。
【０００３】
Ｇ．７１９のデコーディングスキームによれば、コーディング方式の逆過程でビットストリームからエネルギーを逆量子化し、逆量子化されたエネルギーを基に、ビット割り当て情報を生成してスペクトルの逆量子化を行い、正規化された逆量子化されたスペクトルを生成する。このとき、ビットが不足する場合、特定バンドには、逆量子化したスペクトルがなくなりもする。かような特定バンドに対してノイズを生成するために、低周波数の逆量子化されたスペクトルを基に、ノイズコードブックを生成し、伝送されたノイズレベルに合わせてノイズを生成するノイズフィリング方式が適用される。一方、特定周波数以上のバンドについては、低周波数信号をフォールディングし、高周波数信号を生成する帯域幅拡張技法が適用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、復元音質を向上させることができる帯域幅拡張のための高周波復号方法及びその装置、並びにそれを採用するマルチメディア機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を達成するための本発明の一実施形態による、帯域幅拡張のための高周波復号方法は、励起クラスを復号する段階と、復号された低周波スペクトルを、前記励起クラスに基づいて変形する段階と、変形された低周波スペクトルに基づいて、高周波数励起スペクトルを生成する段階と、を含んでもよい。
【０００６】
前記課題を達成するための本発明の一実施形態による、帯域幅拡張のための高周波数復号装置は、励起クラスを復号し、復号された低周波スペクトルを、前記励起クラスに基づいて変形し、変形された低周波スペクトルに基づいて、高周波数励起スペクトルを生成する少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態による、帯域幅拡張のための高周波数復号方法及びその装置によれば、復元された低周波スペクトルを変形し、高周波数励起スペクトルを生成することにより、複雑度の過度な増加なしに、復元音質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態によって、低周波帯域及び高周波帯域のサブバンド構成の例について説明する図面である。
【図２Ａ】一実施形態によって、Ｒ０帯域及びＲ１帯域を、選択されたコーディング方式に対応し、Ｒ２及びＲ３、並びにＲ４及びＲ５で区分した図面である。
【図２Ｂ】一実施形態によって、Ｒ０帯域及びＲ１帯域を、選択されたコーディング方式に対応し、Ｒ２及びＲ３、並びにＲ４及びＲ５で区分した図面である。
【図２Ｃ】一実施形態によって、Ｒ０帯域及びＲ１帯域を、選択されたコーディング方式に対応し、Ｒ２及びＲ３、並びにＲ４及びＲ５で区分した図面である。
【図３】一実施形態による、高周波帯域のサブバンド構成の例について説明する図面である。
【図４】一実施形態によるオーディオ符号化装置の構成を示したブロック図である。
【図５】一実施形態によるＢＷＥパラメータ生成部の構成を示したブロック図である。
【図６】一実施形態によるオーディオ復号装置の構成を示したブロック図である。
【図７】一実施形態による高周波復号装置の構成を示したブロック図である。
【図８】一実施形態による低周波スペクトル変形部の構成を示したブロック図である。
【図９】他の実施形態による低周波スペクトル変形部の構成を示したブロック図である。
【図１０】他の実施形態による低周波スペクトル変形部の構成を示したブロック図である。
【図１１】他の実施形態による低周波スペクトル変形部の構成を示したブロック図である。
【図１２】一実施形態にダイナミックレンジ制御部の構成を示したブロック図である。
【図１３】一実施形態による高周波励起スペクトル生成部の構成を示したブロック図である。
【図１４】バンド境界における、加重値に対するスムージング処理について説明するための図面である。
【図１５】一実施形態によって、オーバーラッピング領域に存在するスペクトルを再構成するために使用される寄与分である加重値について説明する図面である。
【図１６】一実施形態による、復号モジュールを含むマルチメディア機器の構成を示したブロック図である。
【図１７】一実施形態による、符号化モジュール及び復号モジュールを含むマルチメディア機器の構成を示したブロック図である。
【図１８】一実施形態による高周波復号方法の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１９】一実施形態による低周波スペクトル変形方法の動作について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明によって具体的に説明する。しかし、それは、本発明を、特定の実施形態について限定するものではなく、本発明の技術的思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものであると理解される。本発明についての説明において、関連公知技術に係わる具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００１０】
第１、第２のような用語は、多様な構成要素についての説明に使用されるが、構成要素は、用語によって限定されるものではない。該用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。
【００１１】
本発明で使用した用語は、ただ特定の実施形態についての説明に使用されたものであり、本発明を限定する意図ではない。本発明で使用した用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在汎用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野の当業者の意図、判例、または新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではない、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とを基に定義されなければならない。
【００１２】
単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本発明において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせが存在するということを指すものであり、１またはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせの存在または付加の可能性をあらかじめ排除するものではないと理解されなければならない。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明するが、その説明において、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面番号を付し、それに係わる重複説明は省略する。
【００１４】
図１は、一実施形態による、低周波帯域及び高周波帯域のサブバンド構成の例について説明する図面である。一実施形態によれば、サンプリングレートは、３２ｋＨｚであり、６４０個のＭＤＣＴ（modified  discrete  cosine  transform）スペクトル係数を２２個のバンドで構成し、具体的には、低周波帯域に対して１７個のバンドで構成され、高周波帯域に対して、５個のバンドで構成される。例えば、高周波帯域の開始周波数は、２４１番目のスペクトル係数であり、０〜２４０までのスペクトル係数は、低周波コーディング方式、すなわち、コアコーディング方式によってコーディングされる領域であり、Ｒ０と定義することができる。また、２４１〜６３９までのスペクトル係数は、帯域幅拡張（ＢＷＥ）が行われる高周波帯域であり、Ｒ１と定義することができる。一方、Ｒ１領域には、ビット割り当て情報により、低周波数コーディング方式によってコーディングされるバンドも存在することができる。
【００１５】
図２Ａないし図２Ｃは、図１のＲ０領域及びＲ１領域を、選択されたコーディング方式により、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５に区分した図面である。まず、ＢＷＥ領域であるＲ１領域は、Ｒ２及びＲ３に区分され、低周波数コーディング領域であるＲ０領域は、Ｒ４及びＲ５に区分される。Ｒ２は、低周波数コーディング方式、例えば、周波数ドメインコーディング方式で、量子化及び無損失符号化される信号を含んでいるバンドを示し、Ｒ３は、低周波数コーディング方式によってコーディングされる信号がないバンドを示す。一方、Ｒ２がビットが割り当てされ、低周波数コーディング方式によってコーディングされると決定されるとしても、ビットが不足する場合、Ｒ３におけるところと同一方式でバンドが生成される。Ｒ５は、ビットが割り当てられ、低周波数コーディング方式でコーディングが行われるバンドを示し、Ｒ４は、ビット余裕分がなく、低周波数信号にもかかわらず、コーディングに行われないか、あるいはビットが少なく割り当てられ、ノイズを付加しなければならないバンドを示す。従って、Ｒ４とＲ５との区分は、ノイズ付加いかんによって判断され、それは、低周波数コーディングされたバンド内スペクトル個数の比率によって決定され、またはＦＰＣ（factorial  pulse  coding）を使用した場合には、バンド内パルス割り当て情報に基づいて決定することができる。Ｒ４バンドとＲ５バンドは、復号過程において、ノイズを付加するときに区分されために、符号化過程においては、明確に区分されない。Ｒ２バンド〜Ｒ５バンドは、符号化される情報が互いに異なるだけではなく、デコーディング方式が異なるようにも適用される。
【００１６】
図２Ａに図示された例の場合、低周波数コーディング領域Ｒ０において、１７０−２４０までの２個バンドがノイズを付加するＲ４であり、ＢＷＥ領域Ｒ１において、２４１−３５０までの２個バンド、及び４２７−６３９までの２個バンド、が低周波数コーディング方式によってコーディングされるＲ２である。図２Ｂに図示された例の場合、低周波数コーディング領域Ｒ０において、２０２−２４０までの１個バンドがノイズを付加するＲ４であり、ＢＷＥ領域Ｒ１において、２４１−６３９までの５個バンドいずれもが低周波数コーディング方式によってコーディングされるＲ２である。図２Ｃに図示された例の場合、低周波数コーディング領域Ｒ０において、１４４−２４０までの３個バンドがノイズを付加するＲ４であり、ＢＷＥ領域Ｒ１において、Ｒ２は存在しない。低周波数コーディング領域Ｒ０において、Ｒ４は、通常、高周波数部分に分布するが、ＢＷＥ領域Ｒ１において、Ｒ２は、特定周波数部分に制限されるものではない。
【００１７】
図３は、一実施形態による広帯域（ＷＢ）の高周波帯域のサブバンド構成の例について説明する図面である。ここで、３２ＫＨｚサンプリングレートは、３２ｋＨｚであり、６４０個のＭＤＣＴスペクトル係数を、中高周波帯域に対して１４個のバンドで構成される。１００Ｈｚには、４個のスペクトル係数が含まれ、従って、４００Ｈｚである最初のバンドには、１６個のスペクトル係数が含まれる。参照符号３１０は、６．４〜１４．４ＫＨｚの高周波帯域を示し、参照符号３３０は、８．０〜１６．０ＫＨｚの高周波帯域に対するサブバンド構成をそれぞれ示す。
【００１８】
図４は、一実施形態によるオーディオ符号化装置の構成を示したブロック図である。図４に図示されたオーディオ符号化装置は、ＢＷＥパラメータ生成部４１０、低周波符号化部４３０、高周波符号化部４５０及び多重化部４７０を含んでもよい。各構成要素は、少なくとも１つのモジュールに一体化され、少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）によっても具現される。ここで、入力信号は、音楽または音声、あるいは音楽と音声との混合信号を意味し、大きく見て、音声信号と、他の一般的な信号とに分けられる。以下では、説明の便宜のために、オーディオ信号と総称する。
【００１９】
図４を参照すれば、ＢＷＥパラメータ生成部４１０は、帯域幅拡張のためのＢＷＥパラメータを生成することができる。ここで、ＢＷＥパラメータは、励起クラス（excitation  class）に該当する。一方、具現方式により、ＢＷＥパラメータは、励起クラスと異なるパラメータを含んでもよい。ＢＷＥパラメータ生成部４１０は、フレーム単位で、信号特性に基づいて、励起クラスを生成することができる。具体的には、入力信号が音声特性を有するか、あるいはトナーを特性を有するかということを判断し、判断結果に基づいて、複数の励起クラスのうち一つを決定することができる。複数の励起クラスは、音声に係わる励起クラス、トーナルミュージックに係わる励起クラス、及びノントーナルミュージックに係わる励起クラスを含んでもよい。決定された励起クラスは、ビットストリームに含まれて伝送される。
【００２０】
低周波符号化部４３０は、低域信号に対して符号化を行い、符号化されたスペクトル係数を生成することができる。また、低周波符号化部４３０は、低域信号のエネルギーに係わる情報を符号化することができる。一実施形態によれば、低周波符号化部４３０は、低域信号を周波数ドメインに変換して低周波スペクトルを生成し、低周波スペクトルに対して量子化し、量子化されたスペクトル係数を生成することができる。ドメイン変換のために、ＭＤＣＴを使用することができるが、それに限定されるものではない。量子化のために、ＰＶＱ（pyramid  vector  quantization）を使用することができるが、それに限定されるものではない。
【００２１】
高周波符号化部４５０は、高域信号に対して符号化を行い、デコーダ端での帯域幅拡張に必要なパラメータ、あるいはビット割り当てに必要なパラメータを生成することができる。帯域幅拡張に必要なパラメータは、高域信号のエネルギーに係わる情報と、付加情報とを含んでもよい。ここで、該エネルギーは、エンベロープ、スケールファクタ、平均電力あるいはＮｏｒｍで表現される。該付加情報は、高域で重要な周波数成分を含むバンドに係わる情報であり、特定高周波バンドに含まれた周波数成分に係わる情報でもある。高周波符号化部４５０は、高域信号を周波数ドメインに変換して高周波スペクトルを生成し、高周波スペクトルのエネルギーに係わる情報を量子化することができる。ドメイン変換のために、ＭＤＣＴを使用することができるが、それに限定されるものではない。量子化のために、ベクトル量子化を使用することができるが、それに限定されるものではない。
【００２２】
多重化部４７０は、ＢＷＥパラメータ、すなわち、励起クラス、帯域幅拡張に必要なパラメータ、あるいはビット割り当てに必要なパラメータ、及び低域の符号化されたスペクトル係数を含み、ビットストリームを生成することができる。該ビットストリームは、伝送されたり保存されたりする。
【００２３】
周波数ドメインのＢＷＥ方式は、時間ドメインコーディングパートと結合されて適用される。時間ドメインコーディングには、主に、ＣＥＬＰ（code  excited  linear  prediction）方式が使用され、ＣＥＬＰ方式で低域をコーディングし、周波数ドメインでのＢＷＥではない時間ドメインでのＢＷＥ方式と結合されるように具現される。かような場合、全体的に、時間ドメインコーディングと周波数ドメインコーディングとの適応的コーディング方式決定に基づいて、コーディング方式を選択的に適用することができる。適切なコーディング方式を選択するために、信号分類を必要として、一実施形態によれば、信号分類結果を優先的に利用して、フレーム別励起クラスを決定することができる。
【００２４】
図５は、一実施形態によるＢＷＥパラメータ生成部４１０（図４）の構成を示したブロック図であり、信号分類部５１０及び励起クラス生成部５３０を含んでもよい。
【００２５】
図５を参照すれば、信号分類部５１０は、信号特性をフレーム単位で分析し、現在フレームが音声信号であるか否かということを分類し、分類結果によって、励起クラスを決定することができる。信号分類処理は、公知の多様な方法、例えば、短区間特性及び／または長区間特性を利用して遂行される。短区間特性及び／または長区間特性は、周波数ドメイン特性あるいは時間ドメイン特性でもある。現在フレームが、時間ドメインコーディングが適切な方式である音声信号に分類される場合、高域信号の特性に基づいた方式より、固定された形態の励起クラスを割り当てる方式が音質向上に役に立つ。ここで、信号分類処理は、以前フレームの分類結果を考慮せずに、現在フレームについて行われる。すなわち、たとえ現在フレームが、ハングオーバーを考慮し、最終的には、周波数ドメインコーディングと決定されるにしても、現在フレーム自体が、時間ドメインコーディングが適切な方式であると分類された場合には、固定された励起クラスを割り当てることができる。例えば、現在フレームが、時間ドメインコーディングが適切な音声信号に分類される場合、励起クラスは、音声特性に係わる第１励起クラスに設定される。
【００２６】
励起クラス生成部５３０は、信号分類部５１０の分類結果、現在フレームが音声信号に分類されない場合、少なくとも１以上の閾値を利用して励起クラスを決定することができる。一実施形態によれば、励起クラス生成部５３０は、信号分類部５１０の分類結果、現在フレームが音声信号に分類されない場合、高域のトーナリティ値を算出し、トーナリティ値を閾値と比較し、励起クラスを決定することができる。励起クラスの個数により、複数個の閾値が使用される。１つの閾値が使用される場合、トーナリティ値が閾値より大きい場合、トーナルミュージック信号であり、トーナリティ値が閾値より小さい場合、ノントーナルミュージック信号、例えば、ノイズ信号に分類することができる。現在フレームがトーナルミュージック信号に分類される場合、励起クラスは、トーナル特性に係わる第２励起クラスに決定され、ノイズ信号に分類される場合、ノントーナル特性と係わる第３励起クラスに決定される。
【００２７】
図６は、一実施形態によるオーディオ復号装置の構成を示したブロック図である。図６に図示されたオーディオ復号装置は、逆多重化部６１０、ＢＷＥパラメータ復号部６３０、低周波復号部６５０及び高周波復号部６７０を含んでもよい。図示されていないが、オーディオ復号装置は、スペクトル結合部と逆変換部をさらに含んでもよい。各構成要素は、少なくとも１つのモジュールに一体化され、少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）によっても具現される。ここで、入力信号は、音楽または音声、あるいは音楽と音声との混合信号を意味し、大きく見て、音声信号と、他の一般的な信号にも分けられる。以下では、説明の便宜のために、オーディオ信号と総称する。
【００２８】
図６を参照すれば、逆多重化部６１０は、受信されるビットストリームをパージングし、復号に必要なパラメータを生成することができる。
【００２９】
ＢＷＥパラメータ復号部６３０は、ビットストリームから、ＢＷＥパラメータを復号することができる。該ＢＷＥパラメータは、励起クラスに該当する。一方、該ＢＷＥパラメータは、励起クラスと異なるパラメータを含んでもよい。
【００３０】
低周波復号部６５０は、ビットストリームから、低域の符号化されたスペクトル係数を復号し、低周波スペクトルを生成することができる。一方、低周波復号部６５０は、低域信号のエネルギーに係わる情報を復号することができる。
【００３１】
高周波復号部６７０は、復号された低周波スペクトルと、励起クラスとを利用して、高周波励起スペクトルを生成することができる。他の実施形態によれば、高周波復号部６７０は、ビットストリームから、帯域幅拡張に必要なパラメータ、あるいはビット割り当てに必要なパラメータを復号し、帯域幅拡張に必要なパラメータ、あるいはビット割り当てに必要なパラメータと、復号された低域信号のエネルギーに係わる情報とを高周波励起スペクトルに適用することができる。
【００３２】
帯域幅拡張に必要なパラメータは、高域信号のエネルギーに係わる情報と、付加情報とを含んでもよい。該付加情報は、高域で重要な周波数成分を含むバンドに係わる情報であり、特定高周波バンドに含まれた周波数成分に係わる情報でもある。高域信号のエネルギーに係わる情報は、ベクトル逆量子化される。
【００３３】
スペクトル結合部（図示せず）は、低周波復号部６５０から提供されるスペクトルと、高周波復号部６７０から提供されるスペクトルとを結合することができる。逆変換部（図示せず）は、結合されたスペクトルを時間ドメインに逆変換することができる。ドメイン逆変換のためにＩＭＤＣＴ（inverse  ＭＤＣＴ）を使用することができるが、それに限定されるものではない。
【００３４】
図７は、一実施形態による高周波復号装置の構成を示したブロック図であり、図６の高周波復号部６７０に対応するか、あるいは別途の装置でも具現される。図７の高周波復号装置は、低周波スペクトル変形部７１０及び高周波励起スペクトル生成部７３０を含んでもよい。ここに図示されていないが、復号された低周波スペクトルを受信する受信部をさらに含んでもよい。
【００３５】
図７を参照すれば、低周波スペクトル変形部７１０は、復号された低周波スペクトルを、励起クラスに基づいて変形する（modify）。一実施形態によれば、復号された低周波スペクトルは、ノイズフィリング処理されたスペクトルでもある。他の実施形態によれば、復号された低周波スペクトルは、ノイズフィリング処理された後、ゼロとして残っている部分に、再びランダム符号と、一定サイズの振幅を有する係数とを挿入するアンチスパースネス（anti-sparseness）処理されたスペクトルでもある。
【００３６】
高周波励起スペクトル生成部７３０は、変形された低周波スペクトルから、高周波励起スペクトルを生成することができる。さらには、生成された高周波励起スペクトルのエネルギーが逆量子化されたエネルギーにマッチングされるように生成された高周波励起スペクトルのエネルギーにゲインを適用することができる。
【００３７】
図８は、一実施形態による低周波スペクトル変形部７１０（図７）構成を示したブロック図であり、演算部８１０を含んでもよい。
【００３８】
図８を参照すれば、演算部８１０は、復号された低周波スペクトルに対して、励起クラスに基づいて、所定の演算処理を行い、変形された低周波スペクトルを生成することができる。ここで、復号された低周波スペクトルは、ノイズフィリング処理されたスペクトル、アンチスパースネス処理されたスペクトル、あるいはノイズが付加されていない逆量子化された低周波スペクトルに該当する。所定の演算処理は、励起クラスによって加重値を決定し、復号された低周波スペクトルとランダムノイズとを、決定された加重値に基づいて混合する処理を意味する。所定の演算処理は、乗算処理と加算処理とを含んでもよい。ランダムノイズは、公知の多様な方式によって生成され、一例を挙げれば、ランダムシード（random  seed）を利用して生成される。一方、演算部８１０は、所定の演算処理に先立ってホワイトニングされた低周波スペクトルと、ランダムノイズとのレベルを類似したレベルにマッチングさせる処理をさらに含んでもよい。
【００３９】
図９は、他の実施形態による低周波スペクトル変形部７１０（図７）の構成を示したブロック図であり、ホワイトニング部９１０、演算部９３０及びレベル調整部９５０を含んでもよい。ここで、レベル調整部９５０は、オプションとしても具備される。
【００４０】
図９を参照すれば、ホワイトニング部９１０は、復号された低周波スペクトルに対して、ホワイトニングを行うことができる。ここで、復号された低周波スペクトルに、ゼロとして残っている部分は、ノイズフィリング処理あるいはアンチスパースネス処理によってノイズが付加される。ノイズ付加は、サブバンド単位で選択的に行われる。ホワイトニング処理は、低周波スペクトルのエンベロープ情報に基づいて正規化を行うものであり、公知の多様な方式を適用することができる。具体的には、正規化処理は、低周波スペクトルからエンベロープを算出し、低周波スペクトルをエンベロープに分けることに該当する。ホワイトニング処理は、スペクトルの形態はフラットであるが、内部周波数の微細構造（fine  structure）は維持されるように行われる。一方、正規化処理のためのウィンドウサイズは、信号特性によって決定される。
【００４１】
演算部９３０は、ホワイトニングされた低周波スペクトルに対して、励起クラスに基づいて、所定の演算処理を行い、変形された低周波スペクトルを生成することができる。所定の演算処理は、励起クラスによって加重値を決定し、ホワイトニングされた低周波スペクトルとランダムノイズとを、決定された加重値に基づいて混合する処理を意味する。演算部９３０は、図８の演算部８１０と同一に動作することができる。
【００４２】
図１０は、他の実施形態による低周波スペクトル変形部７１０（図７）の構成を示したブロック図であり、ダイナミックレンジ制御部１０１０を含んでもよい。
【００４３】
図１０を参照すれば、ダイナミックレンジ制御部１０１０は、復号された低周波スペクトルのダイナミックレンジを励起クラスに基づいて制御し、変形された低周波スペクトルを生成することができる。ここで、ダイナミックレンジは、スペクトル振幅を意味する。
【００４４】
図１１は、他の実施形態による低周波スペクトル変形部７１０（図７）の構成を示したブロック図であり、ホワイトニング部１１１０及びダイナミックレンジ制御部１１３０を含んでもよい。
【００４５】
図１１を参照すれば、ホワイトニング部１１１０は、図９のホワイトニング部９１０と同一に動作することができる。すなわち、ホワイトニング部１１１０は、復号された低周波スペクトルに対して、ホワイトニングを行うことができる。ここで、復号された低周波スペクトルに、ゼロとして残っている部分は、ノイズフィリング処理あるいはアンチスパースネス処理によってノイズが付加される。ノイズ付加は、サブバンド単位で選択的に行われる。ホワイトニング処理は、低周波スペクトルのエンベロープ情報に基づいて正規化を行うものであり、公知の多様な方式を適用することができる。具体的には、正規化処理は、低周波スペクトルからエンベロープを算出し、低周波スペクトルをエンベロープに分けることに該当する。ホワイトニング処理は、スペクトルの形態はフラットであるが、内部周波数の微細構造は維持されるように行われる。一方、正規化処理のためのウィンドウサイズは、信号特性によって決定される。
【００４６】
ダイナミックレンジ制御部１１３０は、ホワイトニングされた低周波スペクトルのダイナミックレンジを励起クラスに基づいて制御し、変形された低周波スペクトルを生成することができる。
【００４７】
図１２は、一実施形態によるダイナミックレンジ制御部１１１０（図１１）の構成を示したブロック図であり、符号分離部１２１０、制御パラメータ決定部１２３０、振幅調節部１２５０、ランダム符号生成部１２７０及び符号適用部１２９０を含んでもよい。ここで、ランダム符号生成部１２７０は、符号適用部１２９０と一体化されもする。
【００４８】
図１２を参照すれば、符号分離部１２１０は、復号された低周波スペクトルから符号を除去し、振幅、すなわち、絶対値スペクトルを生成することができる。
【００４９】
制御パラメータ決定部１２３０は、励起クラスに基づいて制御パラメータを決定することができる。励起クラスは、トーナル特性あるいはフラット特性と関連ある情報であるために、励起クラスに基づいて、絶対値スペクトルの振幅を調節することができる制御パラメータを決定することができる。絶対値スペクトルの振幅は、ダイナミックレンジあるいはピーク・バレー間隔で示すことができる。一実施形態によれば、制御パラメータ決定部１１３０は、励起クラスに対応し、互いに異なる値の制御パラメータを決定することができる。例えば、音声特性に係わる励起クラスである場合には、０．２を、トーナル特性に係わる励起クラスである場合には、０．０５と、ノイズ特性に係わる励起クラスである場合には、０．８を制御パラメータに割り当てることができる。それにより、高周波帯域でノイズ特性を有するフレームの場合、振幅調節程度を大きくすることができる。
【００５０】
振幅調節部１２５０は、制御パラメータ決定部１２３０で決定された制御パラメータに基づいて、低周波スペクトルの振幅、すなわち、ダイナミックレンジを調節することができる。そのとき、制御パラメータの値が大きいほど、ダイナミックレンジをさらに多く調節する。一実施形態によれば、本来の絶対値スペクトルに所定大きさの振幅を加減することにより、ダイナミックレンジを調節することができる。所定大きさの振幅は、絶対値スペクトルの特定バンドの各周波数ビンの振幅と、当該バンドの平均振幅との差値に、制御パラメータを乗じた値に該当する。振幅調節部１２５０は、低周波スペクトルを、同一サイズのバンドでもって構成して処理することができる。一実施形態によれば、各バンドに１６個のスペクトル係数が含まれるように構成することができる。各バンド別に平均振幅が算出され、各バンドに含まれた各周波数ビンの振幅が、各バンドの平均振幅と、制御パラメータとに基づいて調節される。一例を挙げれば、バンドの平均振幅より大きい振幅を有する周波数ビンは、その振幅を減少させ、バンドの平均振幅より小さい振幅を有する周波数ビンは、その振幅を増加させることを意味する。そのとき、ダイナミックレンジの調節程度は、励起クラスによって異なる。具体的には、ダイナミックレンジ制御は、下記数式（１）によって行われる。
【００５１】
【数１】
2018165843.tif 000003
ここで、Ｓ’［ｉ］は、周波数ビンｉのダイナミックレンジが制御された振幅を示し、Ｓ［ｉ］は、周波数ビンｉの振幅を示し、ｍ［ｋ］は、周波数ビンｉが属しているバンドの平均振幅を示し、ａは、制御パラメータをそれぞれ示す。一実施形態によれば、各振幅は、絶対値を示すことができる。それによれば、ダイナミックレンジ制御は、バンドのスペクトル係数、すなわち、周波数ビンの単位で行われる。平均振幅は、バンド単位で算出され、制御パラメータは、フレーム単位で適用される。
【００５２】
一方、各バンドは、トランスポジションが行われる開始周波数を基準に構成することができる。一例を挙げれば、各バンドは、トランスポジション周波数ビン２から始まりながら、１６個の周波数ビンを含むように構成することができる。具体的には、ＳＷＢ（super  wideband）である場合、２４．４ｋｂｐｓでは、周波数ビンの１４５で終わりながら、９個のバンドが存在し、３２ｋｂｐｓでは、周波数ビンの１２９で終わりながら、８個のバンドが存在する。ＦＢ（full  band）である場合、２４．４ｋｂｐｓでは、周波数ビンの３０５で終わりながら、１９個のバンドが存在し、３２ｋｂｐｓでは、周波数ビンの２８９で終わりながら、１８個のバンドが存在する。
【００５３】
ランダム符号生成部１２７０は、励起クラスに基づいて、ランダム符号が必要であると判断された場合、ランダム符号を生成することができる。ランダム符号は、フレーム単位で生成される。一実施形態によれば、ノイズ特性に係わる励起クラスの場合、ランダム符号が適用される。
【００５４】
符号適用部１２９０は、ダイナミックレンジが調節された低周波スペクトルに対して、ランダム符号、あるいは本来の符号のうち一つを適用し、変形された低周波スペクトルを生成することができる。ここで、本来の符号は、符号分離部１２１０で除去された符号を使用することができる。一実施形態によれば、ノイズ特性に係わる励起クラスの場合、ランダム符号を適用し、トーナル特性に係わる励起クラス、あるいは音声特性に係わる励起クラスの場合、本来の符号を適用することができる。具体的には、noisyであると判断されたフレームの場合、ランダム符号を適用し、トーナルであると判断されたフレーム、あるいは音声信号と判断されたフレームの場合、本来の符号を適用することができる。
【００５５】
図１３は、一実施形態による高周波励起スペクトル生成部７３０（図７）の構成を示したブロック図であり、スペクトルパッチング部１３１０及びスペクトル調節部１３３０を含んでもよい。ここで、スペクトル調節部１３３０は、オプションとしても具備される。
【００５６】
図１３を参照すれば、スペクトルパッチング部１３１０は、変形された低周波スペクトルを高域にパッチング、例えば、転写、コピー、ミラーリングあるいはフォールディングし、空いている高域にスペクトルを充填することができる。一実施形態によれば、ソース帯域である５０〜３２５０Ｈｚにある変形されたスペクトルを、８０００〜１１２００Ｈｚ帯域にコピーし、同一ソース帯域である５０〜３２５０Ｈｚにある変形されたスペクトルを、１１２００Ｈｚ〜１４４００Ｈｚ帯域にコピーし、ソース帯域である２０００〜３６００Ｈｚにある変形されたスペクトルを、１４４００〜１６０００Ｈｚ帯域にコピーすることができる。かような過程を介して、変形された低周波スペクトルから、高周波励起スペクトルが生成される。
【００５７】
スペクトル調節部１３３０は、スペクトルパッチング部１３１０で行われたパッチングされたバンド間の境界において、スペクトルの不連続を解決するために、スペクトルパッチング部１３１０から提供される高周波励起スペクトルを調節することができる。一実施形態によれば、スペクトルパッチング部１３１０から提供される高周波励起スペクトルの境界位置周辺のスペクトルを活用することができる。
【００５８】
かように生成された高周波励起スペクトル、あるいは調節された高周波励起スペクトルと、復号された低周波スペクトルは、結合され、結合されたスペクトルは、逆変換過程を介して、時間ドメイン信号に生成される。高周波励起スペクトル、及び復号された低周波スペクトルそれぞれに対して、あらかじめ逆変換過程が遂行された後で結合されもする。一方、逆変換過程には、ＩＭＤＣＴが適用されてもよいが、それに限定されるものではない。
【００５９】
スペクトル結合過程において、周波数帯域が重なる部分に対して、オーバーラップアド（overlap  ad）処理を介して復元することができる。または、スペクトル結合過程において、周波数帯域が重なる部分に対して、ビットストリームを介して伝送された情報を基に復元することができる。あるいは、受信側の環境により、オーバーラップアド処理、あるいは伝送された情報に基づいた処理が選択的に適用されるか、あるいは加重値に基づいて復元することができる。
【００６０】
図１４は、バンド境界において、加重値に対するスムージング処理について説明するための図面である。図１４を参照すれば、（Ｋ＋２）バンドの加重値と、（Ｋ＋１）バンドの加重値とが互いに異なるために、バンド境界でスムージングを行う必要がある。図１４の例では、（Ｋ＋１）バンドは、スムージングを行わず、（Ｋ＋２）バンドでのみスムージングを行う。その理由は、（Ｋ＋１）バンドでの加重値Ｗｓ（Ｋ＋１）が０であるために、（Ｋ＋１）バンドでスムージングを行えば、（Ｋ＋１）バンドでの加重値Ｗｓ（Ｋ＋１）が０ではない値を有し、（Ｋ＋１）バンドにおいて、ランダムノイズまで考慮しなければならないからである。すなわち、加重値が０であるいうのは、当該バンドでは、高周波励起スペクトルの生成時、ランダムノイズを考慮しないということを示す。それは、極端なトーナル信号である場合に該当し、ランダムノイズによって、ハーモニック信号のバレー区間にノイズが挿入され、ノイズ発生を防ぐためである。
【００６１】
次に、高周波エネルギーに対して、低周波エネルギー伝送方式とは異なる方式、例えば、ＶＱ（vector  quantization）のような方式を適用すれば、低周波エネルギーは、スカラー量子化後、無損失符号化を使用して伝送され、高周波エネルギーは、他の方式で量子化を行って伝送される。かように処理する場合、低周波数コーディング領域Ｒ０の最後のバンドと、ＢＷＥ領域Ｒ１の開始バンドとをオーバーラッピングする方式で構成することができる。また、ＢＷＥ領域Ｒ１のバンド構成は、他の方式で構成し、さらに稠密なバンド割り当て構造を有することができる。
【００６２】
例えば、低周波数コーディング領域Ｒ０の最後のバンドは、８．２ｋＨｚまで構成され、ＢＷＥ領域Ｒ１の開始バンドは、８ｋＨｚから始まるように構成することができる。その場合、低周波数コーディング領域Ｒ０と、ＢＷＥ領域Ｒ１との間に、オーバーラッピング領域が発生する。その結果、オーバーラッピング領域には、２つの復号されたスペクトルを生成することができる。一つは、低周波復号方式を適用して生成したスペクトルであり、他の一つは、高周波復号方式で生成したスペクトルである。２つのスペクトル、すなわち、低周波スペクトルと高周波スペクトルとの遷移（transition）がさらにスムージングされるように、オーバーラップアド方式を適用することができる。例えば、２つのスペクトルを同時に活用しながら、オーバーラッピングされた領域のうち、低周波数側に近いスペクトルは、低周波方式によって生成されたスペクトルの寄与分を高め、高周波数側に近いスペクトルは、高周波方式によって生成されたスペクトルの寄与分を高め、オーバーラッピングされた領域を再構成することができる。
【００６３】
例えば、低周波数コーディング領域Ｒ０の最後のバンドは、８．２ｋＨｚまでであり、ＢＷＥ領域Ｒ１の開始バンドは、８ｋＨｚから始める場合、３２ｋＨｚサンプリングレートで、６４０サンプルのスペクトルを構成すれば、３２０〜３２７まで８個のスペクトルがオーバーラップされ、８個のスペクトルについては、次の数式（２）のように生成することができる。
【００６４】
【数２】
2018165843.tif 000004
ここで、
【００６５】
【数３】
2018165843.tif 000005
は、低周波方式によって復号されたスペクトルを示し
【００６６】
【数４】
2018165843.tif 000006
は、高周波方式によって復号されたスペクトルを示し、Ｌ０は、高周波の開始スペクトル位置を示し、Ｌ０〜Ｌ１は、オーバーラッピングされた領域を示し、ｗ０は、寄与分をそれぞれ示す。
【００６７】
図１５は、一実施形態によって、復号化端でのＢＷＥ処理後、オーバーラッピング領域に存在するスペクトルを再構成するために使用される寄与分について説明する図面である。
【００６８】
図１５を参照すれば、ｗＯ（ｋ）は、ｗＯ０（ｋ）及びｗＯ１（ｋ）を選択的に適用することができるが、ｗＯ０（ｋ）は、低周波数と高周波数との復号方式に、同一加重値を適用するものであり、ｗＯ１（ｋ）は、高周波数の復号方式にさらに大きい加重値を加える方式である。２つのｗＯ（ｋ）に係わる選択基準は多様であるが、一例としては、低周波のオーバーラッピングバンドにパルスが存在するか否かということである。低周波のオーバーラッピングバンドでパルスが選択されてコーディングされた場合には、ｗＯ０（ｋ）を活用し、低周波で生成したスペクトルに対する寄与分を、Ｌ１近くまで有効にし、高周波の寄与分を減少させる。基本的には、ＢＷＥを介して生成された信号のスペクトルよりは、実際コーディング方式によって生成されたスペクトルが、原信号との近接性側面でさらに高い。それを活用し、オーバーラッピングバンドで原信号にさらに近接したスペクトルの寄与分を高める方式を適用することができ、従って、スムージング効果及び音質の向上を図ることができる。
【００６９】
図１６は、本発明の一実施形態による、復号モジュールを含むマルチメディア機器の構成を示したブロック図である。
【００７０】
図１６に図示されたマルチメディア機器１６００は、通信部１６１０と復号モジュール１６３０とを含んでもよい。また、復号結果として得られる復元されたオーディオ信号の用途によって、復元されたオーディオ信号を保存する保存部１６５０をさらに含んでもよい。また、マルチメディア機器１６００は、スピーカ１６７０をさらに含んでもよい。すなわち、保存部１６５０とスピーカ１６７０は、オプションとしても具備される。一方、図１６に図示されたマルチメディア機器１６００は、任意の符号化モジュール（図示せず）、例えば、一般的な符号化機能を遂行する符号化モジュール、あるいは本発明の一実施形態による符号化モジュールをさらに含んでもよい。ここで、復号モジュール１６３０は、マルチメディア機器１６００に具備される他の構成要素（図示せず）と共に一体化され、少なくとも１つの以上のプロセッサ（図示せず）によっても具現される。
【００７１】
図１６を参照すれば、通信部１６１０は、外部から提供される符号化されたビットストリームと、オーディオ信号とのうち少なくとも一つを受信するか、あるいは復号モジュール１６３０の復号結果として得られる復元されたオーディオ信号と、符号化結果として得られるオーディオビットストリームとのうち少なくとも一つを送信することができる。通信部１６１０は、無線インターネット、無線イントラネット、無線電話網、無線ＬＡＮ（local  area  network）、Ｗｉ−Ｆｉ（wireless  fidelity）、ＷＦＤ（Ｗｉ−Ｆｉ  direct）、３Ｇ（generation）、４Ｇ（４generation）、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））、赤外線通信（ＩｒＤＡ（infrared  data  association））、ＲＦＩＤ（radio  frequency  identification）、ＵＷＢ（ultra  wideband）、ジグビー（Zigbee（登録商標））、ＮＦＣ（near  field  communication）のような無線ネットワーク；または有線電話網、有線インターネットのような有線ネットワークを介して、外部のマルチメディア機器とデータを送受信することができるように構成される。
【００７２】
復号モジュール１６３０は、一実施形態によれば、通信部１６１０を介して提供されるビットストリームを受信し、ビットストリームに含まれたオーディオスペクトルに対して復号を行うことができる。復号処理は、前述の復号装置、あるいは後述する復号方法を利用して行われることができるが、それらに限定されるものではない。
【００７３】
保存部１６５０は、復号モジュール１６３０で生成される復元されたオーディオ信号を保存することができる。一方、保存部１６５０は、マルチメディア機器１６００の運用に必要な多様なプログラムを保存することができる。
【００７４】
スピーカ１６７０は、復号モジュール１６３０で生成される復元されたオーディオ信号を外部に出力することができる。
【００７５】
図１７は、本発明の一実施形態による、符号化モジュール及び復号モジュールを含むマルチメディア機器の構成を示したブロック図である。
【００７６】
図１７に図示されたマルチメディア機器１７００は、通信部１７１０、符号化モジュール１７２０及び復号モジュール１７３０を含んでもよい。また、符号化結果として得られるオーディオビットストリーム、あるいは復号結果として得られる復元されたオーディオ信号の用途によって、オーディオビットストリーム、あるいは復元されたオーディオ信号を保存する保存部１７４０をさらに含んでもよい。また、マルチメディア機器１７００は、マイクロフォン１７５０あるいはスピーカ１７６０をさらに含んでもよい。ここで、符号化モジュール１７２０と復号モジュール１７３０は、マルチメディア機器１７００に具備される他の構成要素（図示せず）と共に一体化され、少なくとも１以上のプロセッサ（図示せず）によっても具現される。
【００７７】
図１７に図示された各構成要素のうち、図１６に図示されたマルチメディア機器１６００と重複する構成要素については、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
符号化モジュール１７２０は、一実施形態によれば、通信部１７１０あるいはマイクロフォン１７５０を介して提供される時間ドメインのオーディオ信号に対して符号化を行うことができる。該符号化処理は、前述の符号化装置を利用して行われもするが、それに限定されるものではない。
【００７９】
マイクロフォン１７５０は、ユーザあるいは外部のオーディオ信号を符号化モジュール１７２０に提供することができる。
【００８０】
図１６及び図１７に図示されたマルチメディア機器１６００，１７００には、電話、モバイルフォンなどを含む音声通信専用端末；ＴＶ（television）、ＭＰ３プレーヤなどを含む放送専用装置あるいは音楽専用装置；あるいは音声通信専用端末と、放送専用装置あるいは音楽専用装置との融合端末装置が含まれるが、それらに限定されるものではない。また、マルチメディア機器１６００，１７００は、クライアント、サーバ、あるいはクライアントとサーバとの間に配置される変換器としても使用される。
【００８１】
一方、マルチメディア機器１６００，１７００が、例えば、モバイルフォンである場合、図示されてはいないが、キーパッドのようなユーザ入力部、ユーザインターフェース、あるいはモバイルフォンで処理される情報をディスプレイするディスプレイ部、モバイルフォンの全般的な機能を制御するプロセッサをさらに含んでもよい。また、モバイルフォンは、撮像機能を有するカメラ部と、モバイルフォンで必要とされる機能を遂行する少なくとも１以上の構成要素と、をさらに含んでもよい。
【００８２】
一方、マルチメディア機器１６００，１７００が、例えば、ＴＶである場合、図示されてはいないが、キーパッドのようなユーザ入力部、受信された放送情報をディスプレイするディスプレイ部、ＴＶの全般的な機能を制御するプロセッサをさらに含んでもよい。また、ＴＶは、ＴＶで必要とされる機能を遂行する少なくとも１以上の構成要素をさらに含んでもよい。
【００８３】
図１８は、一実施形態による高周波復号方法の動作について説明するためのフローチャートである。図１８に図示された方法は、図６の高周波復号部６７０で遂行されるか、あるいは別途のプロセッサによっても遂行される。
【００８４】
図１８を参照すれば、１８１０段階においては、励起クラスを復号する。励起クラスは、エンコーダ端で生成され、ビットストリームでデコーダ端に伝送される。一方、励起クラスは、デコーダ端で別途に生成して使用される。励起クラスは、フレーム単位で得られる。
【００８５】
１８３０段階においては、ビットストリームに含まれた低周波スペクトルの量子化インデックスから復号された低周波スペクトルを受信することができる。量子化インデックスは、例えば、最も低い周波数帯域以外には、帯域間差分インデックスでもある。低周波スペクトルの量子化インデックスは、例えば、ベクトル逆量子化される。ベクトル逆量子化方法としては、ＰＶＱを使用することができるが，それに限定されるものではない。逆量子化結果に対して，ノイズフィリング処理が行われ、復号された低周波スペクトルを生成することができる。ノイズフィリング処理は、ゼロに量子化されることにより、スペクトルに存在するギャップをフィリングするためのものである。類似ランダムノイズがギャップに挿入されもする。ノイズフィリング処理が施される周波数ビンの区間は、あらかじめ設定されている。ギャップに挿入されるノイズ量は、ビットストリームに伝送されるパラメータによっても制御される。ノイズフィリング処理された低周波スペクトルは、追加して逆正規化が行われてもよい。ノイズフィリング処理された低周波スペクトルに対しては、追加してアンチスパースネス処理（anti-sparseness  processing）が行われてもよい。アンチスパースネス処理のために、ノイズフィリング処理された低周波数スペクトルにおいて、ゼロとして残っている係数部分に、ランダム符号と、一定大きさの振幅とを有する係数が挿入される。アンチスパースネス処理された低周波数スペクトルは、追加して低域の逆量子化されたエンベロープに基づいて、エネルギーが調節されてもよい。
【００８６】
１８５０段階においては、復号された低周波スペクトルを、励起クラスに基づいて変形することができる。復号された低周波スペクトルは、逆量子化されたスペクトル、ノイズフィリング処理されたスペクトル、あるいはアンチスパースネス処理されたスペクトルのうち一つにもなる。復号された低周波スペクトルの振幅を、励起クラスによって調節することができる。例えば、振幅減少分を励起クラスによって決定することができる。
【００８７】
１８７０段階においては、変形された低周波スペクトルを利用して、高周波励起スペクトルを生成することができる。変形された低周波スペクトルを、帯域幅拡張のために必要となる高域にパッチングし、高周波励起スペクトルを生成することができる。パッチング方法の例としては、あらかじめ設定された区間を高域にコピーしたりフォールディングしたりする方法を有することができる。
【００８８】
図１９は、一実施形態による低周波スペクトル変形方法の動作について説明するためのフローチャートである。図１９に図示された方法は、図１８の１８５０段階に該当するか、あるいは独立しても具現される。一方、図１９に図示された方法は、図７の低周波スペクトル変形部７１０で遂行されるか、あるいは別途のプロセッサによっても遂行される。
【００８９】
図１９を参照すれば、１９１０段階においては、励起クラスに基づいて、振幅調節程度を決定することができる。具体的には、１９１０段階においては、振幅調節程度を決定するために、励起クラスに基づいて、制御パラメータを生成することができる。一実施形態によれば、励起クラスが、音声特性、トーナル特性あるいはノントーナル特性を示すかというによって、制御パラメータの値が決定される。
【００９０】
１９３０段階においては、決定された振幅調節位に基づいて、低周波スペクトルの振幅を調節することができる。励起クラスが、音声特性あるいはトーナル特性を示す場合と比較すれば、励起クラスがノントーナル特性を示す場合、さらに大きい値の制御パラメータが生成されるために、振幅減少分が大きくなる。振幅調節の例としては、各周波数ビンの振幅、例えば、Ｎｏｒｍ値と、当該バンドの平均Ｎｏｒｍ値との差を制御パラメータに乗じた値ほど減少させることができる。
【００９１】
１９５０段階においては、振幅が調節された低周波スペクトルに対して、符号を適用することができる。励起クラスにより、本来の符号あるいはランダム符号が適用される。例えば、励起クラスが、音声特性あるいはトーナル特性を示す場合、本来の符号が、励起クラスがノントーナル特性を示す場合、ランダム符号化が適用される。
【００９２】
１９７０段階においては、１９５０段階で符号が適用された低周波スペクトルを、変形された低周波数スペクトルに生成することができる。
【００９３】
前記実施形態による方法は、コンピュータで実行されるプログラムに作成可能であり、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して、前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現される。また、前述の本発明の実施形態で使用されるデータ構造、プログラム命令あるいはデータファイルは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に、多様な手段を介して記録される。コンピュータで読み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み取り可能なデータが保存される全種の保存装置を含んでもよい。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体（magnetic  media）；ＣＤ（compact  disc）−ＲＯＭ（read  only  memory）、ＤＶＤ（digital  versatile  disc）のような光記録媒体（optical  media）；フロプティカルディスク（floptical  disk）のような磁気・光媒体（magneto-optical  media）；及びＲＯＭ、ＲＡＭ（random  access  memory）、フラッシュメモリのような、プログラム命令を保存して遂行するように特別に構成されたハードウェア装置；が含まれてもよい。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令、データ構造などを指定する信号を伝送する伝送媒体でもある。プログラム命令の例としては、コンパイラによって作われるような機械語コードだけではなく、インタープリタなどを使用して、コンピュータによって実行される高級言語コードを含んでもよい。
【００９４】
以上のように、本発明の一実施形態は、たとえ限定された実施形態及び図面によって説明されたとしても、本発明の一実施形態は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野で当業者であるならば、かような記載から、多様な修正及び変形が可能でああろう。従って、本発明のスコープは、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと均等または等価的変形は、いずれも本発明技術的思想の範疇に属するものである。
【符号の説明】
【００９５】
６７０  高周波復号部
７１０  低周波スペクトル変形部
７３０  高周波励起スペクトル生成部
【図１】
2018165843.tif 000007
【図２Ａ】
2018165843.tif 000008
【図２Ｂ】
2018165843.tif 000009
【図２Ｃ】
2018165843.tif 000010
【図３】
2018165843.tif 000011
【図４】
2018165843.tif 000012
【図５】
2018165843.tif 000013
【図６】
2018165843.tif 000014
【図７】
2018165843.tif 000015
【図８】
2018165843.tif 000016
【図９】
2018165843.tif 000017
【図１０】
2018165843.tif 000018
【図１１】
2018165843.tif 000019
【図１２】
2018165843.tif 000020
【図１３】
2018165843.tif 000021
【図１４】
2018165843.tif 000022
【図１５】
2018165843.tif 000023
【図１６】
2018165843.tif 000024
【図１７】
2018165843.tif 000025
【図１８】
2018165843.tif 000026
【図１９】
2018165843.tif 000027