(57)【要約】  オーディオ符号化器が、オーディオ信号（ｘ）の複数の連続したセグメントの各々について、それぞれのサンプリングされた信号値のセットを処理するように構成される。前記符号化器は、前記サンプリングされた信号値を解析し、前記オーディオ信号のそれぞれの正弦波成分に対応する１以上の正弦波符号（ＣＳ）を供給するように構成された分析器（ＴＳＡ）を有する。減算器が、前記正弦波成分に対応する信号を前記オーディオ信号から減算し、第１の残余信号（ｒ１）を供給する。モデルリング器（ＳＥＧ）が、前記第１の残余信号の周波数スペクトルと近似する周波数応答を持つフィルタの第１のフィルタパラメータ（ＰＳ）を決定することにより、第１の残余信号（ｒ１）の周波数スペクトルをモデリングする。更なる減算器が、前記第１のフィルタパラメータに対応する信号を前記第１の残余信号から減算し、第２の残余信号（ｒ２）を供給する。更なるモデリング器（ＲＰＥ）が、パルス列符号化器（ＲＰＥ）を用いて前記第２の残余信号の成分（ｒ２、ｒ３）をモデリングし、それぞれのパルス列パラメータ（Ｌ０）を供給する。ビットストリーム生成器（１５）が、正弦波符号（ＣＳ）、第１のフィルタパラメータ（ＰＳ）及びパルス列パラメータ（Ｌ０）を含む符号化されたオーディオストリーム（ＡＳ）を生成する。
2007512572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を符号化する方法であって、前記方法は、前記信号の複数のセグメントの各々について、
サンプリングされた信号値を解析し、前記オーディオ信号のそれぞれの正弦波成分に対応する１以上の正弦波符号を供給するステップと、
前記正弦波成分に対応する信号を前記オーディオ信号から減算し、第１の残余信号を供給するステップと、
前記第１の残余信号の周波数スペクトルと近似する周波数応答を持つフィルタの第１のフィルタパラメータを決定することにより、前記第１の残余信号の周波数スペクトルをモデリングするステップと、
前記第１のフィルタパラメータに対応する信号を前記第１の残余信号から減算し、第２の残余信号を供給するステップと、
パルス列符号化器を用いて前記第２の残余信号の成分をモデリングし、それぞれのパルス列パラメータを供給するステップと、
前記正弦波符号、前記第１のフィルタパラメータ及び前記パルス列パラメータを含む符号化されたオーディオストリームを生成するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
第２のパラメータを決定することにより、各前記第２の残余信号の時間エンベロープをモデリングするステップと、
前記第２の残余信号から前記第２のパラメータに対応する時間エンベロープを除去することにより、第３の残余信号を供給するステップと、
を更に有し、前記第２の残余信号の成分は、それぞれ第３の残余信号を有し、
前記生成するステップは、前記符号化されたオーディオストリームに前記第２のパラメータを含ませる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２のパラメータを決定することにより、各前記第２の残余信号の時間エンベロープをモデリングするステップを更に有し、
各前記第２の残余信号の成分は、前記第２の残余信号を有し、
前記生成するステップは、前記符号化されたオーディオストリームに前記第２のパラメータを含ませる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パルス列パラメータに対応する信号と各前記第２の残余信号の成分との間の差を推定するステップを更に有し、
前記生成するステップは、前記符号化されたオーディオストリームに前記差のインジケータを含ませる、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記パルス列符号化器は、ＲＰＥ符号化器、ＭＰＥ符号化器又はＡＣＥＬＰ符号化器のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のフィルタパラメータは、ラゲール又は線形予測フィルタパラメータのうちの１つを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のパラメータは、それぞれのゲインと共に、線形予測パラメータ又は線スペクトル対若しくは線スペクトル周波数係数の１つを有する、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項８】
前記オーディオ信号におけるトランジェント信号成分の位置を推定するステップと、
形状パラメータを持つ形状関数及び位置パラメータを前記トランジェント信号にマッチングするステップと、
前記位置及び前記形状関数を記述する形状パラメータを前記オーディオストリームに含ませるステップと、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記正弦波成分の数は第１のビットレート予算によって制限され、前記パルス列符号化器は、第２のビットレート予算内で前記パルス列パラメータを生成するように制限され、前記第１及び第２のビットレート予算の合計は、必要とされる符号化の品質によって或る範囲から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
オーディオストリームを復号化する方法であって、前記方法は、
オーディオ信号の複数のセグメントのそれぞれについて、正弦波符号、パルス列パラメータ及び第１のフィルタパラメータを含む、符号化されたオーディオストリームを読み取るステップと、
前記正弦波符号を利用し、前記オーディオ信号のそれぞれの正弦波成分を合成するステップと、
前記パルス列パラメータを利用し、励振信号を生成するステップと、
前記第１のフィルタパラメータに従って、成分が前記励振信号を有する第１の信号にスペクトルエンベロープをインポーズするステップと、
前記合成された正弦波成分及び前記スペクトル的にフィルタリングされた信号を加算して合成されたオーディオ信号を生成するステップと、
を有する方法。
【請求項１１】
前記符号化されたオーディオストリームは第２のパラメータを含み、前記方法は、
前記第２のフィルタパラメータに従って、成分が前記励振信号を有する第２の信号に時間エンベロープをインポーズするステップを有し、
前記第１の信号は前記時間フィルタリングされた信号を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ホワイトノイズ信号を生成するステップと、
前記ホワイトノイズ信号を前記励振信号に加算し、前記第２の信号を生成するステップと、
を更に有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ホワイトノイズ信号をハイパスフィルタリングするステップを更に有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ホワイトノイズ信号に適用されるべきゲインは前記オーディオストリームから読み取られる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記符号化されたオーディオストリームは第２のフィルタパラメータを含み、前記方法は、
前記第２のフィルタパラメータに従って、前記励振信号に時間ドメインエンベロープをインポーズするステップを有し、
前記スペクトルエンベロープは、前記時間フィルタリングされた信号にインポーズされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記符号化されたオーディオストリームは第２のフィルタパラメータを含み、前記方法は、
ホワイトノイズ信号を生成するステップと、
前記第２のフィルタパラメータに従って、前記ホワイトノイズ信号に時間ドメインエンベロープをインポーズするステップと、
前記時間フィルタリングされたホワイトノイズ信号を前記励振信号と混合して前記第２の信号を生成するステップと、
を有し、前記スペクトルエンベロープは、前記第２の信号にインポーズされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記混合するステップは、前記時間フィルタリングされたホワイトノイズ信号及び前記励振信号をスペクトル的に重み付けするステップを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
オーディオ信号の複数の連続的なセグメントの各々について、サンプリングされた信号のそれぞれのセットを処理するように構成されたオーディオ符号化器であって、前記符号化器は、
サンプリングされた信号値を解析し、前記オーディオ信号のそれぞれの正弦波成分に対応する１以上の正弦波符号を供給するように構成された解析器と、
前記正弦波信号に対応する信号を前記オーディオ信号から減算し、第１の残余信号を供給するように構成された減算器と、
前記第１の残余信号の周波数スペクトルと近似する周波数応答を持つフィルタの第１のフィルタパラメータを決定することにより、前記第１の残余信号の周波数スペクトルをモデリングするように構成されたモデリング器と、
前記第１のフィルタパラメータに対応する信号を前記第１の残余信号から減算し、第２の残余信号を供給するように構成された減算器と、
パルス列符号化器を用いて前記第２の残余信号の成分をモデリングし、それぞれのパルス列パラメータを供給するように構成されたモデリング器と、
前記正弦波符号、前記第１のフィルタパラメータ及び前記パルス列パラメータを含む符号化されたオーディオストリームを生成するビットストリーム生成器と、
を有する符号化器。
【請求項１９】
オーディオ信号の複数のセグメントのそれぞれについて、正弦波符号、パルス列パラメータ及び第１のフィルタパラメータを含む、符号化されたオーディオストリームを読み取る手段と、
前記正弦波符号を利用し、前記オーディオ信号のそれぞれの正弦波成分を合成するように構成された合成器と、
前記パルス列パラメータから励振信号を生成する手段と、
前記第１のフィルタパラメータに従って、成分が前記励振信号を有する第１の信号にスペクトルエンベロープをインポーズする手段と、
前記合成された正弦波成分及び前記スペクトル的にフィルタリングされた信号を加算して合成されたオーディオ信号を生成する加算器と、
を有するオーディオ再生器。
【請求項２０】
請求項１８に記載のオーディオ符号化器及び請求項１９に記載のオーディオ再生器を有するオーディオシステム。
【請求項２１】
オーディオストリームであって、前記オーディオストリームは、オーディオ信号のそれぞれの正弦波成分に対応する正弦波符号と、第１の残余信号の周波数スペクトルに近似する周波数応答を持つフィルタについての第１のフィルタパラメータとを有し、前記第１の残余信号は、前記正弦波成分に対応する信号が減算された前記オーディオ信号に対応し、前記オーディオストリームは更に、第２の残余信号の成分からモデリングされたパルス列パラメータを有し、前記第２の残余信号は、前記第１のフィルタパラメータに対応する信号が減算された第１の残余信号に対応するオーディオストリーム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のオーディオストリームが保存された記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号の符号化及び復号化に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、パラメトリック符号化方式、とりわけ米国特許出願公開２００１／００３２０８７Ａ１における正弦波（sinusoidal）符号化器が記載されている。該符号化器においては、チャネル１０から受信された入力オーディオ信号ｘ（ｔ）が、典型的に２０ｍｓの長さを持つ、幾つかの（オーバラップする）セグメント又はフレームに分割される。各セグメントは、トランジェント（transient）成分（ＣＴ）、正弦波成分（ＣＳ）及びノイズ成分（ＣＮ）に分解される（本発明の目的とは関連しないが、複合高調波（harmonic complex）のような、入力オーディオ信号の他の成分を導出することも可能である）。
【０００３】
前記符号化器の第１の段は、トランジェント検出器（ＴＤ）１１０、トランジェント解析器（ＴＡ）１１１及びトランジェント合成器（ＴＳ）１１２を含むトランジェント符号化器１１を有する。検出器１１０は、トランジェント信号成分が存在するか否か、及びその位置を推定する。該情報は、トランジェント解析器１１１に供給される。トランジェント信号成分の位置が決定されると、トランジェント解析器１１１は、前記トランジェント信号成分（の主部）を抽出することを試みる。該解析器は、好ましくは推定された開始位置から開始して、形状関数を信号セグメントにマッチングし、例えば幾つかの（少数の）正弦波成分を利用することにより、前記形状関数の下にある内容を決定する。該情報は、トランジェント符号ＣＴに含まれる。
【０００４】
トランジェント符号ＣＴはトランジェント合成器１１２に供給される。合成されたトランジェント信号成分は、減算器１６において入力信号ｘ（ｔ）から減算され、信号ｘ２に帰着する。
【０００５】
信号ｘ２は、正弦波符号化器１３に供給され、（決定的な）正弦波成分を決定する正弦波解析器（ＳＡ）１３０において解析される。正弦波符号化の結果は正弦波符号ＣＳであり、正弦波符号ＣＳの例の従来の生成を説明するより詳細な例は、国際特許出願公開ＷＯ００／７９５１９Ａ１において提供されている。
【０００６】
前記正弦波符号化器を用いて生成された正弦波符号ＣＳから、正弦波合成器（ＳＳ）１３１によって正弦波信号成分が再構築される。該信号は、減算器１７において正弦波符号化器１３への入力ｘ２から減算され、（大きな）トランジェント信号成分及び（主の）決定的な正弦波成分のない、残余信号ｘ３に帰着する。
【０００７】
前記残余信号ｘ３は主にノイズを有すると考えられ、ノイズ解析器１４が、例えば国際特許出願公開ＷＯ０１／８９０８６Ａ１に記載されるように、該ノイズを表すノイズ符号ＣＮを生成する。
【０００８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は概して、図１のノイズ解析器１４としての使用に適したエンコーダ（ＮＥ）、及び図６（後述する）のノイズ合成器３３としての使用に適した対応する復号化器（ＮＤ）の形態を示す。図１の残余ｘ３に対応する第１のオーディオ信号ｒ１は、前記信号をスペクトル的に平坦にし所定の次数の予測係数（ＰＳ）を生成する第１の線形予測（ＳＥ）段を有する、ノイズ符号化器に入力される。より一般的には、E. G. P. Schuijers、A. W. J. Oomen、A. C. den Brinker及びA. J. Gerritsによる「Advance in parametric coding for high-quality audio」（Proc. 1st IEEE Benelux Workshop on Model based Processing and coding of Audio（MPCA-2002）、Leuven、Belgium、2002年11月15日、73-79頁）に記載されているように、ラゲール（Laguerre）フィルタが、信号の周波数感応型平坦化を提供するために利用されても良い。残余ｒ２は、パラメータＰｔのセット及びことによると時間的に平坦化された残余ｒ３を生成する、時間エンベロープ推定器（ＴＥ）に入力される。パラメータＰｔは、時間エンベロープを記述するゲインのセットであっても良い。代替としてパラメータＰｔは、ゲインエンベロープと共に正規化された時間エンベロープを記述する、線スペクトル対（Line Spectral Pairs、ＬＳＰ）又は線スペクトル周波数（Line Spectral Frequencies、ＬＳＦ）のような、周波数ドメインにおける線形予測（Linear Prediction）から導出されるパラメータであっても良い。
【０００９】
パラメトリック復号化器（ＮＤ）において、（ＷＮＧにおいて）合成ホワイトノイズシーケンスが生成され、時間的及びスペクトル的に平坦なエンベロープを持つ信号ｒ３’に帰着する。時間エンベロープ生成器（ＴＥＧ）は、受信された量子化されたパラメータＰｔ’に基づいて時間エンベロープを追加し、スペクトルエンベロープ生成器（ＳＥＧ、時間変化フィルタ）は、受信された量子化されたパラメータＰｓ’に基づいてスペクトルエンベロープを追加し、図６の信号ｙｎに対応するノイズ信号ｒ１’に帰着する。
【００１０】
多重化器１５において、符号ＣＴ、ＣＳ及びＣＮを含むオーディオストリームＡＳが構築される。
【００１１】
正弦波符号化器１３及びノイズ解析器１４は、全ての又は殆どのセグメントについて利用され、ビットレート予算の最大の部分に達する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
パラメトリックオーディオ符号化器は、例えば２０ｋｂｉｔ／ｓのような比較的低いビットレートにおいて、まずまずの乃至優れた品質をもたらし得ることが良く知られている。しかしながら、高いビットレートにおいては、増大するビットレートの関数としての品質の増分はかなり低い。従って、優れた又は透明な（transparent）品質を得るためには、過大なビットレートが必要とされる。それ故、例えば波形符号化と同等のビットレートで、パラメトリック符号化を利用して透明性を達成することは困難である。このことは、ビット予算の過大な利用なく、優れた乃至透明な品質を持つパラメトリックオーディオ符号化器を構築することは困難であることを意味する。
【００１３】
パラメトリック符号化が透明性に到達することにおける根本的な困難性の理由は、定義されるオブジェクトにある。パラメトリック符号化器は、音成分（正弦波）成分及びノイズ成分（ノイズ符号化器）の符号化においては非常に有効である。しかしながら、実際のオーディオにおいては、多くの信号成分がグレーエリアにある。これら信号は、ノイズによって正確にモデル化されることもできず、（少数の）正弦波としてモデル化されることもできない。それ故、パラメトリックオーディオ符号化器におけるオブジェクトの定義そのものが、中間の品質レベルについてはビットレートの観点から非常に有益であるのだが、優れた又は透明な品質レベルに到達することにおいて障害となる。
【００１４】
同時に、従来のオーディオ符号化器（サブバンド符号化及び変換符号化）は、典型的には４４．１ｋＨｚでサンプリングされたステレオ信号に対して８０乃至１３０ｋｂｉｔ／ｓのような特定のビットレートにおいては、優れた乃至透明な符号化品質をもたらす。変換符号化器とパラメトリック符号化器との組み合わせ（所謂ハイブリッド符号化器）は、例えば欧州特許出願０２０７７０３２．７（2002年5月24日出願、整理番号６０９８１１／ＰＨＮＬ０２０４７８）において記載されているように提案されてきた。ここでは、オーディオ信号のスペクトル−時間間隔が、オーディオ品質を維持しつつビットレートを低減するために、ノイズパラメータを用いて選択的に符号化される（そうでなければサブバンド符号化されるものである）。
【００１５】
代替として、変換符号化器又はサブバンド符号化器は、図１に示されたタイプのパラメトリック符号化器と縦続接続されても良い。しかしながら、パラメトリック符号化器が変換符号化器又はサブバンド符号化器に先行する斯かる構成に対して予期される符号化ゲインは、極めて小さい。このことは、オーディオ信号のうち知覚的に最も重要な領域が正弦波符号化器によって捕捉され、変換／サブバンド符号化器における符号化ゲインの見込みを殆ど残さないからである。
【００１６】
サンプル毎に少数のビットを利用してスペクトル平坦化及び残余信号モデリングを利用するオーディオ符号化器は、A. Harma及びU. K. Laineによる「Warped low-delay CELP for wide-band audo coding」（Proc. AES 17th Int. Conf.: High Quality Audio Coding、207-215頁、イタリアFlorence、1999年9月2-5日）、S. Singhalによる「High quality audio coding using multi-pulse LPC」（Proc. 1990 Int. Conf. Acoustic Speech Signal Process（ICASSP90）、1101-1104頁、ジョージア州Atlanta、1990年、IEEE ニュージャージー州Picataway）、及びX. Linによる「High quality audio coding using analysis-by synthesis technique」（Proc. 1991 Int. Conf. Acoustic Speech Signal Process（ICASSP91）、3617-3620頁、ジョージア州Atlanta、1991年、IEEE ニュージャージー州Picataway）に開示されている。幾つかの研究において、該符号化戦略が、モノラル信号に対して２ビット／サンプルに相当するビットレート（４４．１ｋＨｚオーディオについては８８．２ｋｂｉｔ／ｓ）で、優れた乃至透明な品質を可能とすることが示されている。この点でこれらはサブバンド符号化又は変換符号化の性能を超えない。
【００１７】
本発明の目的は、ビットレートが或る範囲に亘って制御可能であり、従来の符号化器と同等のビットレートで高い品質レベルを提供するパラメトリックオーディオ符号化器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、請求項１に記載の方法が提供される。
【００１９】
本発明は、ノイズ符号化器にパルス列符号化器を追加することにより、パラメトリック符号化器においてスケーラビリティを提供する。このことは、大きな範囲のビットレート動作点を提供し、複雑さの点で大きなオーバヘッドをもたらすことなく、２つの戦略を１つの符号化器に併合させる。
【００２０】
前記ノイズ符号化器内の符号化戦略は、強さ及び弱さの点で相補的である。例えば、前記パルス列符号化器における線形予測器は音のオーディオセグメントを記述するのに効率が悪いが、正弦波符号化器はこのことを効率的に実行できる。かくして、ハープシコードのような音のアイテムについては、前記パルス列符号化器は、残余の粗い量子化のために透明な品質を出力することが不可能である。他の信号に対しては、前記パルス列符号化器の線形予測段の予測次数は非常に高く、前記残余の粗い量子化を可能とする。信号のようなノイズについては、前記残余信号の大量利用（decimation）が問題であり、明るさの損失に導く。
【００２１】
好適な実施例においては、符号化戦略が組み合わせられ、パラメトリック符号化器及び付加的な（ビットレート制御された）パルス列レイヤを利用してベースレイヤを形成する。組み合わせられた手法のために必要とされるビットレートのリソースは、各手法毎のビットレート要件よりも小さい。なぜなら、両方の方法ともスペクトル平坦化を利用し、従って該段に必要とされるビットは１度反転される必要だけがあるからである。好適な実施例を用いると、（ステレオ信号について）２０乃至１２０ｋｂｉｔ／ｓに亘るビットレートが、先端技術の符号化器よりも優れた又は同等の性能でカバーされる。
【００２２】
本発明の実施例は、添付図面を参照しながら例として以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
好適な実施例において、図１に示されたタイプのパラメトリックオーディオ符号化器は、P. Kroon、E. F. Deprettere及びR. J. Sluijterによる「Regular Pulse Excitation - A novel approach to effective and efficient multipulse coding of speech」（IEEE Trans. Acoust. Speech, Signal Process, 34, 1986年）に記載されたタイプのパルス列符号化器を追加される。なお、本実施例はＲＰＥ（Regular Pulse Excitation）符号化器の観点で説明されるが、本発明は米国特許ＵＳ４９３２０６１に開示されるようなＭＰＥ（Multi Pulse Excitation）符号化器、又はK. Jarvinen、J. Vainio、P. Kapanen、T. Honkanen、P. Haavisto、R. Salami、C. Laflamme、J-P. Adoulによる「GSM enhanced full rate speech codec」（Proc. ICASSP-97、Munich（ドイツ）、1997年4月21-24日、Volume 2、771-774頁）に記載されたようなＡＣＥＬＰ符号化器を用いても同様に実装されることができる。これら符号化器はそれぞれ、第１のＬＰベースのスペクトル平坦化段を含む。
【００２４】
好適な実施例においては、符号化器に要求される品質によって決定される全体のビットレート予算は、パラメトリック符号化器により利用可能なビットレートＢと、ＲＰＥ過大利用因子Ｄに反比例するＲＰＥ符号化予算とに分割される。
【００２５】
図３を参照すると、入力オーディオ信号ｘは最初に、図１のパラメトリック符号化器のブロック１１及び１２に対応するブロックＴＳＡ（Transient and Sinusoidal Analysis）内で処理される。かくして、該ブロックは、図１に示されたようなトランジェント及びノイズについて関連するパラメータを生成する。ビットレートＢが与えられると、ブロックＢＲＣ（Bit Rate Control）が好ましくは正弦波の数を制限し、及び好ましくはトランジェントを保持し、それにより正弦波及びトランジェントについての全体のビットレートが、高々Ｂに等しく、典型的には約２０ｋｂｉｔ／ｓに設定されるようにする。
【００２６】
ブロックＴＳＡによって生成されブロックＢＲＣによって修正されたトランジェント及び正弦波パラメータ（ＣＴ及びＣＳ）を利用して、図１のブロック１１２及び１３１に対応するブロックＴＳＳ（Transient and Sinusoidal Synthesiser）によって、波形が生成される。該信号は入力信号ｘから減算され、図１における残余ｘ３に対応する信号ｒ１に帰着する。一般に、信号ｒ１は正弦波及びトランジェントを含まない。
【００２７】
先行技術の図２（ａ）におけるような線形予測又はラゲールフィルタを利用して、ブロック（ＳＥ）において、信号ｒ１からスペクトルエンベロープが推定され除去される。選択されるフィルタの予測係数ＰＳは、従来のタイプのノイズ符号ＣＮの一部として復号化器への送信のためビットストリームＡＳに書き込まれる。次いで時間エンベロープがブロック（ＴＥ）において除去され、例えばここでもまた先行技術の図２（ａ）において記載されたように、ゲインと共に線スペクトル対（ＬＳＰ）又は線スペクトル周波数（ＬＳＦ）係数を生成する。いずれの場合においても、時間平坦化から帰着する係数Ｐｔは、従来のタイプのノイズ符号ＣＮの一部として、復号化器への送信のためにビットストリームＡＳに書き込まれる。典型的に、係数ＰＳ及びＰＴは、４乃至５ｋｂｉｔ／ｓのビットレート予算を必要とする。
【００２８】
パルス列符号化器は第１のスペクトル平坦化段を利用するため、前記ＲＰＥ符号化器は、ビットレート予算が前記ＲＰＥ符号化器に割り当てられたか否かによってブロックＳＥにより生成されるスペクトル平坦化された信号ｒ２に対して、選択的に適用されることができる。断続線によって示された代替の実施例においては、前記ＰＲＥ符号化器は、ブロックＴＥによって生成されたスペクトル及び時間平坦化された信号ｒ３に対して適用される。
【００２９】
背景において参照した文献から知られているように、前記ＲＰＥ復号化器は、残余信号ｒ２／ｒ３に対して分析−合成によって検索を実行する。大量利用因子Ｄが与えられると、ＲＰＥ検索処理は、オフセット（０とＤ−１との間の値）、ＲＰＥパルスの振幅（例えば値−１、０及び１を持つ３値パルス）及びゲインパラメータに帰着する。当該情報は、ＲＰＥ符号化が利用されるときに、多重化器（ＭＵＸ）による復号化器への送信のために、オーディオストリームＡＳに含まれるレイヤＬ０に保存される。
【００３０】
典型的には、前記ＲＰＥ符号化器は、少なくとも約４０ｋｂｉｔ／ｓのビットレートを必要とし、それ故、符号化器の品質の要件及び従ってビット予算が、品質範囲の上端に向かって増大する場合にスイッチオンされる。前記ＲＰＥ符号化器が最初に利用される品質範囲のうちの低い領域については、パラメトリック符号化器が単独で利用される場合に可能とされる最大のビットレートよりも小さい値までビットレートＢが減少させられる。このことは、単調増加する全体のビットレート予算範囲が、前記予算に比例して増大する品質を用いて前記符号化器に対して規定されることを可能とする。
【００３１】
実験により、前記ＲＰＥ符号化器は、特に高い大量利用因子（例えばＤ＝８）を利用する場合に、再構築された信号において明るさの損失に帰着することが示されている。幾つかの低レベルノイズをＲＰＥシーケンスに追加することが、当該問題を軽減する。前記ノイズのレベルを決定するために、例えば符号化されたＲＰＥシーケンスから生成された信号と残余信号ｒ２／ｒ３との間のエネルギー／パワーの差に基づいて、ゲイン（ｇ）が算出される。該ゲインもまた、レイヤＬ０情報の一部として復号化器に送信される。
【００３２】
ここで図４を参照すると、ＲＰＥブロックが残余信号ｒ２を処理する、図１の実施例に適合する復号化器の第１の実施例が示されている。多重分離器（ＤｅＭ）が入力されるオーディオストリームＡＳ’を読み取り、先行技術におけるように、正弦波、トランジェント及びノイズ符号（ＣＳ、ＣＴ及びＣＮ（ＰＳ、ＰＴ））をそれぞれの合成器ＳｉＳ、ＴｒＳ及びＴＥＧ／ＳＥＧに供給する。先行技術におけるように、ホワイトノイズ生成器（ＷＮＧ）が時間エンベロープ生成器ＴＥＧ用の入力信号を供給する。前記情報が利用可能である本実施例においては、パルス列生成器（ＰＴＧ）がレイヤＬ０からパルス列を生成し、該パルス列がブロックＭｘにおいて混合され、励振信号ｒ２’を供給する。ノイズ符号ＣＮ（ＰＳ、ＰＴ）及びレイヤＬ０が同一の残余ｒ２から独立に生成されているため、前記エンコーダからは、合成された励振信号ｒ２’のために正常なエネルギーレベルを提供するため、生成する信号がゲイン修正される必要があることが分かる。本実施例においては、混合器（Ｍｘ）において、ブロックＴＥＧ及びＰＴＧによって生成される信号が周波数加重され、それにより低周波については、信号ｒ２’の殆どがパルス符号化された情報Ｌ０から導出され、高周波については、信号ｒ２’の殆どが合成されたノイズ源ＷＮＧ／ＴＥＧから導出される。
【００３３】
励振信号ｒ２’は次いでスペクトルエンベロープ生成器（ＳＥＧ）に供給され、該スペクトルエンベロープ生成器（ＳＥＧ）は符号ＰＳに従って合成されたノイズ信号ｒ１’を生成する。当該信号は、従来のトランジェント及び正弦波合成器により生成された合成された信号に追加され、出力信号
【数１】
2007512572.tif 000003
を生成する。
【００３４】
代替実施例においては、断続線により示されるように、ＷＮＧによって生成された信号の代わりに、パルス列生成器ＰＴＧにより生成された信号が、時間エンベロープ生成器への入力として利用される。
【００３５】
ここで図５を参照すると、ＲＰＥブロックが残余信号ｒ３を処理する、図１の実施例に対応する復号化器の第２の実施例が示されている。ここでは、前記符号化器により決定されたゲイン（ｇ）に基づいて、ホワイトノイズ生成器（ＷＮＧ）により生成され、ブロックＷｅにより処理され、パルス列生成器（ＰＴＧ）により生成されたパルス列が加算され、励振信号ｒ３’を構築する。レイヤＬ０情報が利用可能である場合、ブロックＷｅ内で、ノイズシーケンスがハイパスフィルタリングされ、低周波を除去する。このことは再構築される励振信号を知覚的に劣化させる。復号化器の第１の実施例におけるように、合成されたノイズ信号のこれらの成分は、ノイズベースの励振信号ではなく前記パルス列生成器の出力に基づく。勿論、レイヤＬ０情報が利用可能でない場合は、ホワイトノイズは、時間エンベロープ生成器ブロック（ＴＥＧ）へ励振信号として供給されるために、ブロックＷｅを通して供給される。
【００３６】
時間エンベロープ係数（ＰＴ）は次いで、ブロックＴＥＧによって励振信号ｒ３’にインポーズされ、前述のように処理された合成された信号ｒ２’を提供する。上述したように、パルス列の励振は一般に幾分かの明るさの損失を生じ、該損失は適切に重み付けされた付加的なノイズシーケンスを用いて打ち消されることができるため、このことは有利である。該重み付けは、それぞれゲイン因子ｇに基づく単純な振幅又はスペクトルのシェイピング（shaping）を有しても良い。
【００３７】
前述したように、前記信号は例えば、前記信号にスペクトルエンベロープを追加するブロックＳＥＧにおけるラゲールフィルタによりフィルタリングされても良い。結果の信号は次いで、前述したように、合成された正弦波及びトランジェント信号に加算される。
【００３８】
図４又は図５において、ＰＴＧが利用されない場合には、復号化方式はノイズ符号化のみを利用する従来の正弦波符号化器に類似することが分かるであろう。ＰＴＧが利用される場合は、ＲＰＥシーケンスが追加され、再構築される信号を強調する。即ちより高いオーディオ品質を提供する。
【００３９】
図５の実施例においては、フレーム全体に対して一定のゲインが利用される標準的なパルス符号化器（ＲＰＥ又はＭＰＥ）とは異なり、時間エンベロープが信号ｒ２’に組み込まれることは留意されるべきである。斯かる時間エンベロープを利用することにより、フレーム毎に一定のゲインに比べたゲインのプロファイルにおけるより高い柔軟性のため、より優れた音声品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来のパラメトリック符号化器を示す。
【図２（ａ）】従来のパラメトリックノイズ符号化器を示す。
【図２（ｂ）】対応するノイズ復号化器を示す。
【図３】本発明の好適な実施例によるモノラル符号化器の概略を示す。
【図４】本発明の第１の実施例によるモノラル復号化器の概略を示す。
【図５】本発明の第２の実施例によるモノラル復号化器の概略を示す。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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