(57)【要約】  CELP符号器では、複合革新コードブック符号化デバイスは、第1の適応コードブック励振残差の事前量子化器、および第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答するCELP革新コードブック探索モジュールを含む。CELP復号器では、複合革新コードブックは、事前量子化済み符号化パラメーターの第1の励振寄与への逆量子化器、および第2の励振寄与を生成するようにCELP革新コードブックパラメーターに応答するCELP革新コードブック構造体を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の適応コードブック励振残差の事前量子化器であって、変換領域で動作する前記事前量子化器、および
前記第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答するCELP革新コードブックモジュールを含む、複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項２】
前記第1の適応コードブック励振残差は、LP残差から適応コードブック寄与を引くことによって得られる、請求項1に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項３】
前記事前量子化器は、前記第1の適応コードブック励振残差の周波数領域への変換の計算機を含む、請求項1および2のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項４】
前記変換は、DCT変換である、請求項3に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項５】
前記事前量子化器は、前記変換された第1の適応コードブック励振残差の量子化器を含む、請求項3および4のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項６】
前記変換された第1の適応コードブック励振残差の前記量子化器は、代数的ベクトル量子化器である、請求項5に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項７】
前記第1の適応コードブック励振残差の前記変換を計算するより前に前記第1の適応コードブック励振残差のプリエンファシスフィルターをさらに含む、請求項3から6のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項８】
前記プリエンファシスフィルターは、前記第1の適応コードブック励振残差の低周波数を強調する、請求項7に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項９】
前記量子化され、変換された第1の適応コードブック励振残差の逆変換の計算機、時間領域寄与を生成するための前記逆変換された適応コードブック励振残差のディエンファシスフィルター、および第2の励振残差を生成するための適応コードブック寄与からの前記時間領域寄与の減算器を含む、請求項5から8のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項１０】
前記CELP革新コードブックモジュールは、ACELP革新コードブック探索モジュールである、請求項1から9のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項１１】
前記事前量子化器は、指定のしきいを超えるエネルギーを有する周波数領域変換係数だけを量子化し、その結果前記第2の励振残差のスペクトルダイナミックスは、所望の範囲内に低減されるまたは維持される、請求項1から10のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項１２】
前記量子化器は、利用できるビット量に応じて、より低い周波数だけに関係する変換係数を符号化する、請求項5から11のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。
【請求項１３】
請求項1から12のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイスを含むCELP符号器。
【請求項１４】
事前量子化済み符号化パラメーターの第1の革新励振寄与への逆量子化器であって、前記符号化パラメーターに応答する逆変換計算機を含む前記逆量子化器、および
第2の革新励振寄与を生成するようにCELP革新コードブックパラメーターに応答するCELP革新コードブック構造体を含む複合革新コードブック。
【請求項１５】
前記逆量子化器は、前記事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するための復号器を含む、請求項14に記載の複合革新コードブック。
【請求項１６】
前記復号器は、AVQ復号器を含む、請求項15に記載の複合革新コードブック。
【請求項１７】
前記逆変換計算機は、前記逆量子化済み符号化パラメーターに応答する、請求項15および16のいずれか一項に記載の複合革新コードブック。
【請求項１８】
前記逆変換は、逆DCT変換である、請求項17に記載の複合革新コードブック。
【請求項１９】
前記逆量子化器は、前記第1の励振寄与を生成するために前記逆変換された逆量子化済み符号化パラメーターを供給されるディエンファシスフィルターを含む、請求項17および18のいずれか一項に記載の複合革新コードブック。
【請求項２０】
請求項14から19のいずれか一項に記載の複合革新コードブックを含むCELP復号器。
【請求項２１】
第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップであって、変換領域で行われる前記事前量子化するステップ、および
前記第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答してCELP革新コードブックを探索するステップを含む、複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２２】
LP残差から適応コードブック寄与を引くことによって前記第1の適応コードブック励振残差を得るステップを含む、請求項21に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２３】
前記第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップは、前記第1の適応コードブック励振残差の周波数領域への変換を計算するステップを含む、請求項21および22のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２４】
前記変換は、DCT変換である、請求項23に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２５】
前記第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップは、前記変換された第1の適応コードブック励振残差を量子化するステップを含む、請求項23および24のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２６】
前記変換された第1の適応コードブック励振残差を量子化するステップは、前記変換された第1の適応コードブック励振残差を代数的ベクトル量子化するステップを含む、請求項25に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２７】
前記第1の適応コードブック励振残差の前記変換を計算するより前に前記第1の適応コードブック励振残差をプリエンファシスフィルタリングするステップをさらに含む、請求項23から26のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２８】
プリエンファシスフィルタリングするステップは、前記第1の適応コードブック励振残差の低周波数を強調するステップを含む、請求項27に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項２９】
前記量子化され、変換された第1の適応コードブック励振残差の逆変換を計算するステップ、前記逆変換された適応コードブック励振残差をディエンファシスフィルタリングして時間領域寄与を生成するステップ、および適応コードブック寄与から前記時間領域寄与を引いて前記第2の励振残差を生成するステップを含む、請求項25から28のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項３０】
前記CELP革新コードブック探索は、ACELP革新コードブック探索である、請求項21から29のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項３１】
前記第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップは、指定のしきいを超えるエネルギーを有する周波数領域変換係数だけを事前量子化するステップを含み、その結果前記第2の励振残差のスペクトルダイナミックスは、所望の範囲内に低減されるまたは維持される、請求項21から30のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項３２】
前記変換された第1の適応コードブック励振残差を量子化するステップは、利用できるビット量に応じて、より低い周波数だけに関係する変換係数を符号化するステップを含む、請求項25から31のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。
【請求項３３】
事前量子化済み符号化パラメーターを第1の革新励振寄与に逆量子化するステップであって、前記符号化パラメーターの逆変換を計算するステップを含む、前記事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するステップ、および
第2の革新励振寄与を生成するためにCELP革新コードブックパラメーターをCELP革新コードブック構造体に適用するステップを含む複合革新コードブック復号化方法。
【請求項３４】
前記事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するステップは、逆量子化された符号化パラメーターを生成するように前記事前量子化済み符号化パラメーターを復号化するステップを含む、請求項33に記載の複合革新コードブック復号化方法。
【請求項３５】
前記事前量子化済み符号化パラメーターを復号化するステップは、前記事前量子化済み符号化パラメーターをAVQ復号化するステップを含む、請求項34に記載の複合革新コードブック復号化方法。
【請求項３６】
前記符号化パラメーターの逆変換を計算するステップは、前記逆量子化された符号化パラメーターの前記逆変換を計算するステップを含む、請求項34および35のいずれか一項に記載の複合革新コードブック復号化方法。
【請求項３７】
前記逆変換は、逆DCT変換である、請求項36に記載の複合革新コードブック復号化方法。
【請求項３８】
前記逆変換され、逆量子化された符号化パラメーターをディエンファシスフィルタリングして前記第1の革新励振寄与を生成するステップを含む、請求項36に記載の複合革新コードブック復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、符号励振線形予測(CELP)符号器および復号器で使用するための複合革新コードブックデバイスおよび対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
CELPモデルは、音響信号、例えば音声を低ビットレートで符号化するために広く使用されている。CELPでは、音響信号は、時変合成フィルターを通して処理される励振としてモデル化される。時変合成フィルターは、多くの形態をとることもあるけれども、線形再帰型全極フィルターが、しばしば使用される。この時変合成フィルターの逆のものは、それ故に線形オールゼロ非再帰型フィルターであるが、それが音響信号のサンプルs[i]と音響信号の前のサンプルs[i-1]、s[i-2]、・・、s[i-m]の加重和との間の予測誤差を最小化するように計算される係数を含み、ただしmはフィルターの次数であるので、それは、「短期予測」(STP)フィルターと呼ばれる。STPフィルターによく使用される別の名称は、「線形予測」(LP)フィルターである。
【０００３】
もしLPフィルターからの予測誤差の残差が、適切な初期状態を持つ時変合成フィルターの入力として適用されるならば、その合成フィルターの出力は、音声などの元の音響信号である。低ビットレートでは、正確な予測誤差残差を送ることは、不可能である。それに応じて、予測誤差残差は、励振と呼ばれる近似を形成するように符号化される。伝統的なCELP符号器では、励振は、2つの寄与の和として符号化され、第1の寄与は、いわゆる適応コードブックから生成され、第2の寄与は、いわゆる革新または固定コードブックから生成される。適応コードブックは本質的に、適切な利得を持つ過去の励振からのサンプルのブロックである。革新または固定コードブックは、LPフィルターおよび適応コードブックから予測誤差残差を符号化するタスクを有するコードベクトルで占められる。
【０００４】
革新または固定コードブックは、多くの構造体および制約を使用して設計できる。しかしながら、現代の音声符号化システムでは、代数的符号励振線形予測(ACELP)モデルが、しばしば使用される。ACELPは、音声符号化の当業者には周知であり、それに応じて、本明細書では詳細に述べられない。要約すると、ACELP革新コードブックでのコードベクトルは各々、パルス位置の異なる交互的トラックに属していると見なせるごく少数の非ゼロパルスを含有する。トラックおよびトラック当たりの非ゼロパルスの数は通常、ACELP革新コードブックのビットレートに依存する。ACELP符号器のタスクは、誤差基準を最小化するようにパルスの位置およびサインを探索することである。ACELPでは、この探索は、合成による分析手順を使用して行われ、その手順では誤差基準は、励振領域ではなくむしろ合成領域で、すなわち所与のACELPコードベクトルが時変合成フィルターを通してフィルタリングされた後に計算される。効率的なACELP探索アルゴリズムは、非常に大きなACELP革新コードブックを使ってさえ高速探索を可能にするために提案されている。
【０００５】
図1は、ACELP復号器100の主要構成要素および動作原理を示す概略ブロック図である。図1を参照すると、ACELP復号器100は、復号化済みピッチパラメーター101および復号化済みACELPパラメーター102を受け取る。復号化済みピッチパラメーター101は、適応コードベクトルを生成するために適応コードブック103に適用されるピッチ遅延を含む。本明細書の上で示されるように、適応コードブック103は本質的に、過去の励振からのサンプルのブロックであり、適応コードベクトルは、過去の励振を含む方程式を使用してそのピッチ遅延に過去の励振を補間することによって見いだされる。復号化済みピッチパラメーターはまた、第1の適応コードブック寄与113を形成するための増幅器112を使用して適応コードブック103からの適応コードベクトルに適用されるピッチ利得も含む。適応コードブック103および増幅器112は、適応コードブック構造体を形成する。復号化済みACELPパラメーターは、対応する革新コードベクトルを出力するために革新コードブック104に適用されるコードブックインデックスを含むACELP革新コードブックパラメーターを含む。復号化済みACELPパラメーターはまた、第2の革新コードブック寄与114を形成するための増幅器105を用いてコードブック104からの革新コードベクトルに適用される革新コードブック利得も含む。革新コードブック104および増幅器105は、革新コードブック構造体110を形成する。全励振115は次いで、第1の適応コードブック寄与113および第2の革新コードブック寄与114の加算器106での合計を通じて形成される。全励振115は次いで、LP合成フィルター107を通して処理されて元の音響信号、例えば音声の合成111を生成する。適応コードブック103のメモリは、現在のフレームの励振を使用して次のフレームのために更新され(矢印108)、適応コードブック103は次いで、次のサブフレームの復号化済みピッチパラメーターを処理することに移る(矢印109)。いくつかの変更が、前に述べられた基本的CELPモデルになされてもよい。例えば、合成フィルターの入力での励振信号は、信号を強めるように処理されてもよい。また後処理が、合成フィルターの出力において適用されてもよい。さらに、適応および代数的コードブックの利得は、一緒に量子化されてもよい。
【０００６】
ACELPコードブックは、音声を低ビットレートで符号化するのに非常に効率的であるけれども、ACELPコードブックサイズを増加させるとき、変換符号化およびベクトル量子化などの他の手法ほど速く品質が向上しないこともある。dB/ビット/サンプル単位で測定されるとき、ACELP革新コードブックでトラック当たりより多くの非ゼロパルスを使用することによって得られるより高いビットレート(例えば、16kbit/sよりも高いビットレート)での利得は、変換符号化およびベクトル量子化の利得(dB/ビット/サンプル単位で)ほど大きくない。これは、ACELPが本質的に、合成フィルターの遅延インパルス応答および拡大縮小されたインパルス応答の和として音響信号を符号化することを考えるとわかる。より低いビットレート(例えば、12kbit/sよりも低いビットレート)では、ACELP技術は、励振の必須成分を速く獲得する。しかしより高いビットレートでは、より高い粒度、特に、どのように追加のビットが信号の異なる周波数成分にわたって費やされるかについてのより良好な制御が、有用である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、より高いビットレートで使用するためにより良く適合された革新コードブック構造体の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
より具体的には、本開示は、
【０００９】
第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップであって、変換領域で行われるその事前量子化するステップ、および第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答してCELP革新コードブックを探索するステップを含む、複合革新コードブック符号化方法、
【００１０】
事前量子化済み符号化パラメーターを第1の革新励振寄与に逆量子化するステップであって、符号化パラメーターの逆変換を計算するステップを含む、その事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するステップ、および第2の革新励振寄与を生成するためにCELP革新コードブックパラメーターをCELP革新コードブック構造体に適用するステップを含む、複合革新コードブック復号化方法、
【００１１】
第1の適応コードブック励振残差の事前量子化器であって、変換領域で動作するその事前量子化器、および第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答するCELP革新コードブックモジュールを含む、複合革新コードブック符号化デバイス、
【００１２】
上述の複合革新コードブック符号化デバイスを含むCELP符号器、
【００１３】
事前量子化済み符号化パラメーターの第1の革新励振寄与への逆量子化器であって、その符号化パラメーターに応答する逆変換計算機を含むその逆量子化器、および第2の革新励振寄与を生成するようにCELP革新コードブックパラメーターに応答するCELP革新コードブック構造体を含む複合革新コードブック、ならびに
【００１４】
上述の複合革新コードブックを含むCELP復号器に関する。
【００１５】
複合革新コードブックデバイスおよび対応する方法の前述および他の特徴は、ほんの一例として添付図面を参照すると仮定して、例示的な実施形態の次の非制限的説明を読むことでより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】適応および革新コードブック構造体を含み、この限定されない例ではACELPを使用するCELP復号器の概略ブロック図である。
【図２】周波数領域で動作する第1の復号化段および例えばACELP革新コードブックを使用して時間領域で動作する第2の復号化段によって形成される複合革新コードブックを含むCELP復号器の概略ブロック図である。
【図３】複合革新コードブック符号化デバイスを使用するCELP符号器の一部分の概略ブロック図である。
【図４】プリエンファシスフィルターF(z)についての周波数応答の例を示すグラフであり、プリエンファシスフィルターのダイナミックスは、周波数応答の最小振幅と最大振幅との間の差(dB単位で)として示される。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図2の復号器200を参照すると、CELP革新コードブック構造体、例えば図1のACELP革新コードブック構造体110は、より高いビットレートではより良好な性能および拡張性を提供しながら、より低いビットレートではACELPの利点および符号化効率が保持されるように変更される。もちろん、ACELP以外のCELPモデルが、使用される可能性もある。
【００１８】
より具体的には、図2は、図1のACELP革新コードブック構造体110の変更から結果として生じる柔軟で拡張性のある「複合革新コードブック」201を示す。例示されるように、複合革新コードブック201は、2つの段、変換領域で動作する第1の復号化段202および時間領域ACELPコードブックを使用する第2の復号化段203の組合せを含む。
【００１９】
図2の復号器200をさらに説明するより前に、ACELP符号器300が、図3を参照して部分的に説明される。
【００２０】
線形予測フィルタリング
図3を参照すると、ACELP符号器300は、符号化すべき入力音響信号302を処理するLPフィルター301を含む。LPフィルター301は、例えばz変換で次の伝達関数、
【００２１】
【数１】
2013527492.tif 000003
【００２２】
を提示してもよく、ただしaiは、a0 = 1となる線形予測係数(LP係数)であり、Mは、線形予測係数の数(LP分析の次数)である。LP係数aiは、ACELP符号器300のLP分析器(図示されず)で決定される。
【００２３】
LPフィルター301は、それの出力にLP残差303を生成する。
【００２４】
適応コードブック探索
LPフィルター301からのLP残差信号303は、適応コードブック寄与305を見いだすためにACELP符号器300の適応コードブック探索モジュール304で使用される。適応コードブック探索モジュール304はまた、ピッチ遅延およびピッチ利得を含む、復号器200(図2)に送られるピッチパラメーター320も生成する。閉ループピッチ探索としてもまた周知の適応コードブック探索は通常、いわゆる目標信号の計算および聴覚的加重領域で元の信号と合成信号との間の誤差を最小化することによってパラメーターを見いだすことを含む。ACELP符号器の適応コードブック探索は、その他の点では当業者には周知であると思われ、それに応じて、本明細書ではさらに述べられない。
【００２５】
ACELP符号器300はまた、変換領域で動作し、事前量子化器と呼ばれる第1の符号化段306、および時間領域で動作し、例えばACELPを使用する第2の符号化段307を含む複合革新コードブック符号化デバイスも含む。例示的な実施形態での図3で例示されるように、第1の段または事前量子化器306は、低周波数を強調するプリエンファシスフィルターF(z)308、離散コサイン変換(DCT)計算機309および代数的ベクトル量子化器(AVQ)310(それはAVQ大域的利得を含む)を含む。第2の段307は、ACELP革新コードブック探索モジュール311を含む。DCTおよびAVQの使用は、単に例であり、他の変換が、使用されてもよく、変換係数を量子化するための他の方法がまた、使用されてもよいことに留意すべきである。
【００２６】
本明細書の上で述べられるように、事前量子化器306は、例えば音響信号の周波数表現としてのDCTおよびDCTの周波数領域係数を量子化し、符号化するための代数的ベクトル量子化器(AVQ)を使用してもよい。事前量子化器306は、特により低いビットレートにおいて、第1の段の量子化器よりもむしろ事前調整段としてより多く使用される。より具体的には、事前量子化器306を使用して、ACELP革新コードブック探索モジュール311(第2の符号化段307)は、第1の適応コードブック励振残差313よりも正常なスペクトルダイナミックスを持つ第2の励振残差312(図3)に適用される。その意味では、事前量子化器306は、適応コードブック探索の不完全な働きに部分的に起因する、時間および周波数での大きな信号ダイナミックスを吸収し、LP加重領域での(ACELP符号器300で行われ、音声符号化の当業者には周知の典型的な合成による分析ループでの)符号化誤差を最小化するタスクをACELP革新コードブック探索に任せる。
【００２７】
ピッチ残差信号313の生成
ACELP符号器300は、LP残差信号303から適応コードブック寄与305を引いて事前量子化器306に入力される上述の第1の適応コードブック励振残差313を生成するための減算器314を含む。適応コードブック励振残差r1[n]は、
r1[n]=r[n] -gpν[n]
によって与えられ、ただしr[n]は、LP残差であり、gpは、適応コードブック利得であり、ν[n]は、適応コードブック励振(通常補間された過去の励振)である。
【００２８】
事前量子化
事前量子化器306の動作は、図3を参照して次に述べられる。
【００２９】
プリエンファシスフィルタリング
第2の符号化段307でACELP革新コードブック探索のサブフレームと整列している所与のサブフレームでは、第1の適応コードブック励振残差313(図3)は、プリエンファシスフィルターF(z)308を使ってプリエンファシスされる。図4は、プリエンファシスフィルターF(z)308の周波数応答の例を示し、プリエンファシスフィルターのダイナミックスは、周波数応答の最小振幅と最大振幅との間の差(dB単位で)として示される。例となるプリエンファシスフィルターF(z)は、
F(z)=1/(1-  αz-1)
によって与えられ、それは、差分方程式
y[n]=x[n]+  αy[n-1]
に対応し、ただしx[n]は、プリエンファシスフィルターF(z)308に入力される第1の適応コードブック励振残差313であり、y[n]は、プリエンファシスされた第1の適応コードブック励振残差であり、係数αは、プリエンファシスのレベルを制御する。この限定されない例では、もしαの値が、0から1の間に設定されるならば、プリエンファシスフィルターF(z)308は、より低い周波数でより大きな利得およびより高い周波数でより低い利得を有することになり、それは、より低い周波数が増幅される、プリエンファシスされた第1の適応コードブック励振残差y[n]を生成することになる。プリエンファシスフィルターF(z)308は、この残差のより低い周波数を強化するためにスペクトル傾斜を第1の適応コードブック励振残差313に適用する。
【００３０】
DCT計算
計算機309は、例えば長方形の非重なり窓を使用してプリエンファシスフィルターF(z)308からのプリエンファシスされた第1の適応コードブック励振残差y[n]に例えばDCTを適用する。この限定されない例では、DCT-IIが、使用され、それは、
【００３１】
【数２】
2013527492.tif 000004
【００３２】
として定義される。
【００３３】
代数的ベクトル量子化(AVQ)
量子化器、例えばAVQ310は、計算機309からのDCT Y[k](DCT変換され、ディエンファシスされた第1の適応コードブック励振残差)の周波数領域係数を量子化し、符号化する。AVQ実装の例は、米国特許第7,106,228号で見いだすことができる。AVQ310からの量子化され、符号化された周波数領域DCT係数315は、事前量子化済みパラメーターとして復号器(図2)に送られる。例えば、AVQ310は、事前量子化済みパラメーターとして大域的利得および拡大縮小された量子化済みDCT係数を生成してもよい。
【００３４】
ビットレートに応じて、AVQ310についての目標信号対雑音比(SNR)が、設定される(AVQ_SNR(図4))。ビットレートが高いほど、このSNRは、高く設定される。AVQ310の大域的利得は次いで、スペクトル_最大-AVQ_SNRよりも大きい平均振幅を持つDCT係数のブロックだけが量子化されることになるように設定され、ただしスペクトル_最大は、プリエンファシスフィルターF(z)308の周波数応答の最大振幅である。他の量子化されないDCT係数は、0に設定される。別の手法では、DCT係数の量子化済みブロックの数は、ビットレート量に依存し、例えばAVQは、利用できるビット量に応じて、より低い周波数だけに関係する変換係数を符号化してもよい。
【００３５】
励振残差信号312の生成
逆DCT計算
第2の符号化段307(この例ではACELP革新コードブック探索、他のCELP構造体がまた使用される可能性もある)のための励振残差信号312を得るために、AVQ310からのAVQ量子化済みDCT係数315は、計算機316で逆DCT変換される。
【００３６】
ディエンファシスフィルタリング
次いで逆DCT変換された係数315は、ディエンファシスフィルター1/F(z)317を通して処理されて事前量子化器306から時間領域寄与318を得る。ディエンファシスフィルター1/F(z)317は、プリエンファシスフィルターF(z)308の逆伝達関数を有する。本明細書の上で与えられるプリエンファシスフィルターF(z)308のための限定されない例では、ディエンファシスフィルター1/F(z)=1 -  αz-1の差分方程式は、
y[n]=x[n]-  αx[n-1]
によって与えられ、ただし、ディエンファシスフィルターの場合には、x[n]は、プリエンファシスされた量子化済み励振残差(計算機316から)であり、y[n]は、ディエンファシスされた量子化済み励振残差(時間領域寄与318)であり、係数αは、本明細書の上で定義されている。
【００３７】
第2の励振残差を生成するための減算
最後に、減算器319は、現在のサブフレームで適応コードブック探索を用いて見いだされる適応コードブック寄与305からディエンファシスされた励振残差y[n](時間領域寄与318)を引いて第2の励振残差312をもたらす。
【００３８】
ACELP革新コードブック探索
第2の励振残差312は、第2の符号化段307でACELP革新コードブック探索モジュール311によって符号化される。ACELP符号器の革新コードブック探索は、その他の点では当業者に周知であると思われ、それに応じて、本明細書ではさらに述べられない。ACELP革新コードブック探索計算機311の出力でのACELP革新コードブックパラメーター333は、ACELPパラメーターとして復号器(図2)に送られる。符号化パラメーター333は、革新コードブックインデックスおよび革新コードブック利得を含む。
【００３９】
複合革新コードブック201の動作
図2の復号器200に戻って参照すると、逆量子化器202と呼ばれる、複合革新コードブック201の第1の復号化段は、AVQ復号器および逆DCT計算機204、ならびに図3の符号器300のフィルター317に対応する逆フィルター1/F(z)205を含む。逆量子化器202からの寄与は、次の通りに得られる。
【００４０】
AVQ復号化
まず初めに、変換領域復号器(204)、この例ではAVQ(204)が、例えば図3のAVQ310からのAVQ量子化済みDCT係数315(それはAVQ大域的利得を含むこともある)によって形成される復号化済み事前量子化済み符号化パラメーターを受け取る。より具体的には、AVQ復号器は、復号器200によって受け取られる復号化済み事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化する。
【００４１】
逆DCT計算
逆DCT計算機(204)は次いで、逆変換、例えば逆DCTをAVQ復号器からの逆量子化され、拡大縮小されたパラメーターY'[k]に適用する。この限定されない例では、
【００４２】
【数３】
2013527492.tif 000005
【００４３】
として定義される逆DCT-IIが、使用される。
【００４４】
ディエンファシスフィルタリング(1/F(z))
復号器/計算機204からのAVQ復号化され、逆DCT変換されたパラメーターy'[n]は次いで、ディエンファシスフィルター1/F(z)205を通して処理されて逆量子化器202から第1の段の革新励振寄与208を生成する。
【００４５】
ACELPパラメーター復号化
図3のACELP革新コードブック探索計算機311での符号化(第2の符号化段307)はまた、傾斜フィルター(図示されず)を組み込んでもよく、それは、第1の符号化段306のDCT計算機309およびAVQ310からの情報によって制御されてもよいが必ずしもそうでなくてもよい。図2の復号器200では、復号化済みACELPパラメーターは、第2の復号化段203によって受け取られる。復号化済みACELPパラメーターは、ACELP革新コードブック探索計算機311の出力でのACELP革新コードブックパラメーター333を含み、それは、復号器(図2)に送られ、革新コードブックインデックスおよび革新コードブック利得を含む。図2の複合革新コードブック201の第2の復号化段は、増幅器207を使用して革新コードブック利得だけ増幅されるコードベクトルを生成するように革新コードブックインデックスに応答するACELPコードブック206を含む。第2のACELP革新コードブック励振寄与209は、増幅器207の出力に生成される。このACELP革新コードブック励振寄与209は、逆量子化器202での逆フィルター1/F(z)205の関係と同じように、上述の傾斜フィルターが符号器(図示されず)に組み込まれる場合にはそれの逆のものを通して処理される。使用される傾斜フィルターは、フィルターF(z)と同じとすることができるが、しかし一般的にそれは、F(z)とは異なることになる。
【００４６】
励振寄与の追加
最後に、復号器200は、適応コードブック寄与113、逆量子化器202からの励振寄与208およびACELP革新コードブック励振寄与209を合計して全励振信号211を形成するための加算器210を含む。
【００４７】
合成フィルタリング
励振信号211は、LP合成フィルター212を通して処理されて音響信号213を回復する。
【００４８】
図3を参照すると、事前量子化器306のDCT計算機309およびAVQ310は、ダイナミックスで所与のしきいを超える励振残差スペクトルの部分を符号化することに集中する。それは、典型的な2段量子化器での場合のように、第2の符号化段307のための第2の励振残差312を白色化することを目指していない。従って、符号器300においては、第2の段307(ACELP革新コードブック探索モジュール311)によって符号化される第2の励振残差312は、制御されたスペクトルダイナミックスを持つ励振残差であり、「過剰な」スペクトルダイナミックスは、第1の符号化段で事前量子化器306によってある程度吸収されている。ビットレートが増加するにつれて、DC成分から出発する、AVQ_SNR(図4)および量子化済みDCTブロックの数の両方は、第1の段で増加する。別の例では、量子化済みDCTブロックの数は、利用できるビットレート量に依存する。
【００４９】
しかしながら、ビットレートが高いほど、より多くのビットが、比例して、第1の符号化段で事前量子化器306によって使用され、それは、加重LPフィルターのスペクトル包絡線に追随するために全符号化ノイズがますます多く形成される結果をもたらす。
【００５０】
本発明は、例示的な実施形態に関係して前述の説明で述べられたけれども、これらの実施形態は、本発明の範囲および本質から逸脱することなく添付の請求項の範囲内で随意に変更されてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
100  ACELP復号器
101  復号化済みピッチパラメーター
102  復号化済みACELPパラメーター
103  適応コードブック
104  革新コードブック
105  増幅器
106  加算器
107  LP合成フィルター
108  矢印(次のフレームのためのメモリ)
109  矢印(次のフレームのためのシフト)
110  革新コードブック構造体
111  元の音響信号の合成
112  増幅器
113  第1の適応コードブック寄与
114  第2の革新コードブック寄与
115  全励振
200  復号器
201  複合革新コードブック
202  第1の復号化段、逆量子化器
203  第2の復号化段
204  AVQ復号器および逆DCT計算機
205  逆フィルター1/F(z)
206  ACELPコードブック
207  増幅器
208  第1の段の革新励振寄与
209  第2のACELP革新コードブック励振寄与
210  加算器
211  全励振信号
212  LP合成フィルター
213  音響信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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