(57)【要約】オーディオ符号器は、スペクトルドメイン符号化分枝等の情報シンク指向の第１符号化分枝と、ＬＰＣドメイン符号化分枝等の情報ソース又はＳＮＲ指向の第２符号化分枝と、第１符号化分枝と第２符号化分枝との間で切替を実行するスイッチとを備える。第２符号化分枝は、励振信号を生成するＬＰＣ分析ステージ等のスペクトルドメインとは異なる特定ドメインへの変換器を備え、さらにこの第２符号化分枝は、ＬＰＣドメイン処理分枝等の特定ドメイン符号化分枝と、ＬＰＣスペクトルドメイン処理分枝等の特定スペクトルドメイン符号化分枝と、特定ドメイン符号化分枝と特定スペクトルドメイン符号化分枝との間で切替を実行するスイッチとをさらに備える。オーディオ信号の復号器は、スペクトルドメイン復号化分枝等の第１ドメイン復号化手段と、第２ドメインの励振信号等の信号を復号化するＬＰＣドメイン復号化分枝等の第２ドメイン復号化手段と、ＬＰＣスペクトル復号化分枝等の第３ドメイン復号化手段と、これら復号化手段の間を切り替える２つの縦列型スイッチとを備える。【選択図】  図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ドメインであるオーディオ入力信号（１９５）を符号化する符号器において、
第１符号化アルゴリズムを使用してオーディオ信号を符号化し、第１符号化済信号を得る第１符号化分枝（４００）と、
前記第１符号化アルゴリズムとは異なる第２符号化アルゴリズムを使用してオーディオ信号を符号化し、第２符号化済信号を得る第２符号化分枝（５００）と、
前記第１符号化分枝と前記第２符号化分枝との間で切替を実行し、前記オーディオ入力信号の一部分について、前記第１符号化済信号又は前記第２符号化済信号のいずれかが符号器出力信号の中に存在するよう切り替える第１スイッチ（２００）と、を備え、
前記第２符号化分枝は、
前記オーディオ信号を、前記第１ドメインとは異なる第２ドメインへと変換する変換器（５１０）と、
前記第２ドメインのオーディオ信号を処理して第１処理済信号を得る第１処理分枝（５２２）と、
信号を前記第１ドメイン及び第２ドメインとは異なる第３ドメインへと変換し、且つその第３ドメインの信号を処理して第２処理済信号を得る第２処理分枝（５２３，５２４）と、
前記第１処理分枝（５２２）と第２処理分枝（５２３，５２４）との間で切替を実行し、前記第２符号化分枝に入力されたオーディオ信号の一部分について、前記第１処理済信号又は前記第２処理済信号のいずれかが前記第２符号化済信号の中に存在するよう切り替える第２スイッチ（５２１）と、を備えることを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項２】
請求項１に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１符号化分枝（４００）内の前記第１符号化アルゴリズムは情報シンクモデルに基づき、又は前記第２符号化分枝（５００）内の前記第２符号化アルゴリズムは情報ソース若しくは信号対雑音比（ＳＮＲ）モデルに基づくことを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１符号化分枝は、前記オーディオ入力信号を、前記第１ドメイン、第２ドメイン、及び第３ドメインとは異なる第４ドメインへと変換する変換器（４１０）を備えることを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１ドメインは時間ドメインであり、前記第２ドメインは前記第１ドメイン信号をＬＰＣ濾波して得たＬＰＣドメインであり、前記第３ドメインはＬＰＣ濾波済信号をスペクトルドメインへ変換して得たＬＰＣスペクトルドメインであり、前記第４ドメインは前記第１ドメイン信号を周波数ドメインへ変換して得たスペクトルドメインであることを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１スイッチ（２００）又は前記第２スイッチ（５２１）を信号適応型の方法で制御する制御器（３００，５２５）をさらに備え、
前記制御器は、前記第１スイッチ（２００）へと入力された信号、前記第１符号化分枝若しくは前記第２符号化分枝により出力された信号、又は前記第１符号化分枝若しくは前記第２符号化分枝からの出力信号を復号化することで得られた信号を、目標関数に対して分析するか、或いは、
前記制御器（３００，５２５）は、前記第２スイッチ（５２１）へと入力された信号、前記第１処理分枝若しくは前記第２処理分枝により出力された信号、又は前記第１処理分枝（５２２）及び前記第２処理分枝（５２３，５２４）からの出力信号を逆処理することで得られた信号を、目標関数に対して分析することを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１符号化分枝（４００）又は前記第２符号化分枝の第２処理分枝（５２３，５２４）は、エイリアシングを導入する時間／周波数変換器と量子化／エントロピー符号化ステージ（４２１）とを備え、前記第２符号化分枝の第１処理分枝は、エイリアシングを導入しない量子化又はエントロピー符号化ステージ（５２２）を備えることを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項７】
請求項６に記載のオーディオ符号器であって、
前記エイリアシングを導入する時間／周波数変換器は、分析ウィンドウ及び変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）アルゴリズムを適用するためのウィンドウ化手段を備え、前記ウィンドウ化手段は、当該ウィンドウ化手段への入力信号の１つのサンプルが少なくとも２つの後続するフレームの中にあるように、後続するフレームに対してオーバーラップする方法で窓関数を適用することを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１処理分枝（５２２）は代数符号励振線形予測（ＡＣＥＬＰ）符号器のＬＰＣ励振符号器を備え、前記第２処理分枝は、スペクトル成分を量子化して量子化済スペクトル成分を得るＭＤＣＴスペクトル変換器及び量子化器を備え、各量子化済スペクトル成分はゼロであるか、又は複数の量子化指標の中の１つの量子化指標により定義されることを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項９】
請求項５に記載のオーディオ符号器であって、
前記制御器は、第１スイッチ（２００）を開ループ方式で制御し、第２スイッチ（５２１）を閉ループ方式で制御することを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１符号化分枝及び第２符号化分枝はオーディオ信号をブロック単位の方法で符号化し、前記第１スイッチ又は第２スイッチはブロック単位で切替を実行し、その切替動作は少なくとも信号の所定数のサンプルから成る１つのブロックの後で実行され、前記所定数のサンプルは対応するスイッチ（５２１，２００）のための１フレーム長を形成することを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項１１】
請求項１０に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１スイッチへのフレーム長は、前記第２スイッチへの１フレーム長のサイズの少なくとも２倍であることを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項１２】
請求項５に記載のオーディオ符号器であって、
前記制御器は、スピーチ／音楽の判別を、スピーチへの判定が音楽への判定に比べて優先されるような方法で実行し、前記第１スイッチへの１つのフレームの５０％未満がスピーチであり、前記第１スイッチへのそのフレームの５０％を超える部分が音楽である場合でも、スピーチであると判定することを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項１３】
請求項５又は１２に記載のオーディオ符号器であって、
前記第２スイッチへのフレームは前記第１スイッチへのフレームよりも短く、前記制御器（５２５，３００）は、前記第１フレームの一部分であって前記第２フレームの長さの５０％以上の長さを持つ部分だけが音楽を含むと認識された場合でも、スピーチであると判定することを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のオーディオ符号器であって、
前記第１符号化分枝（４００）又は第２符号化分枝の第２処理分枝は、可変的な時間ワーピング機能を含むことを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項１５】
第１ドメインであるオーディオ入力信号（１９５）を符号化する方法において、
第１符号化アルゴリズムを使用してオーディオ信号を符号化し、第１符号化済信号を得るステップ（４００）と、
前記第１符号化アルゴリズムとは異なる第２符号化アルゴリズムを使用してオーディオ信号を符号化し、第２符号化済信号を得るステップ（５００）と、
前記第１符号化アルゴリズムを使用する符号化と前記第２符号化アルゴリズムを使用する符号化との間で切替（２００）を実行し、前記オーディオ入力信号の一部分について、前記第１符号化済信号又は前記第２符号化済信号のいずれかが符号器出力信号の中に存在するよう切り替えるステップと、を備え、
前記第２符号化アルゴリズムを使用する符号化のステップ（５００）は、
前記オーディオ信号を前記第１ドメインとは異なる第２ドメインへと変換するステップ（５１０）と、
前記第２ドメインのオーディオ信号を処理して第１処理済信号を得るステップ（５２２）と、
信号を前記第１ドメイン及び第２ドメインとは異なる第３ドメインへと変換し、且つその第３ドメインの信号を処理して第２処理済信号を得るステップ（５２３、５２４）と、
前記オーディオ信号を処理するステップ（５２２）と前記変換及び処理するステップ（５２３、５２４）との間で切替を実行し、前記第２符号化アルゴリズムを使用して符号化されたオーディオ信号の一部分について、前記第１処理済信号又は前記第２処理済信号のいずれかが前記第２符号化済信号の中に存在するよう切り替えるステップ（５２１）と、を備えることを特徴とするオーディオ信号の符号化方法。
【請求項１６】
符号化されたオーディオ信号を復号化する復号器であって、前記符号化されたオーディオ信号は第１符号化済信号と第２ドメインの第１処理済信号と第３ドメインの第２処理済信号とを備え、前記第１符号化済信号と前記第１処理済信号と前記第２処理済信号とは、復号化されたオーディオ信号の異なる時間部分に関連しており、第１ドメインと前記第２ドメインと前記第３ドメインとが互いに異なる、復号器において、
第１符号化アルゴリズムに基づいて前記第１符号化済信号を復号化する第１復号化分枝（４３１，４４０）と、
前記第１処理済信号又は前記第２処理済信号を復号化する第２復号化分枝と、を備え、
前記第２復号化分枝は、
前記第１処理済信号を逆処理して第２ドメインの第１逆処理済信号を得る第１逆処理分枝（５３１）と、
前記第２処理済信号を逆処理して第２ドメインの第２逆処理済信号を得る第２逆処理分枝（５３３，５３４）と、
前記第１逆処理済信号と前記第２逆処理済信号とを結合して第２ドメインの結合済信号を得る第１結合器（５３２）と、
前記結合済信号を第１ドメインへと変換する変換器（５４０）と、を備え、
前記復号器は、
第１ドメインの前記結合済信号と前記第１復号化分枝から出力された第１復号化済信号とを結合し、復号化された出力信号を第１ドメインで得る第２結合器（６００）をさらに備えることを特徴とする復号器。
【請求項１７】
請求項１６に記載の復号器であって、
前記第１結合器（５３２）又は前記第２結合器（６００）は、クロスフェード機能を有するスイッチを含むことを特徴とする復号器。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の復号器であって、
前記第１ドメインは時間ドメインであり、前記第２ドメインはＬＰＣドメインであり、前記第３ドメインはＬＰＣスペクトルドメインであり、又は、前記第１符号化済信号は第１ドメインの信号を時間／周波数変換して得られた時間スペクトルドメインである第４ドメインで符号化されていることを特徴とする復号器。
【請求項１９】
請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の復号器であって、
前記第１復号化分枝（４３１，４４０）は、逆符号化及び逆量子化器と周波数ドメインから時間ドメインへの変換器（４４０）とを備えるか、又は
前記第２復号化分枝は、前記第１逆処理分枝内に逆符号化及び逆量子化器を備えるか、若しくは、前記第２逆処理分枝内に逆符号化及び逆量子化器とＬＰＣスペクトルドメインからＬＰＣドメインへの変換器（５３４）とを備えることを特徴とする復号器。
【請求項２０】
請求項１９に記載の復号器であって、
前記第１復号化分枝又は前記第２逆処理分枝は、時間ドメインのエイリアシング除去機能を実行するオーバーラップ加算器を備えることを特徴とする復号器。
【請求項２１】
請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の復号器であって、
前記第１復号化分枝又は前記第２逆処理分枝は、前記符号化されたオーディオ信号に含まれたワーピング特性によって制御される逆ワーピング手段を備えることを特徴とする復号器。
【請求項２２】
請求項１６乃至２１のいずれか１項に記載の復号器であって、
前記符号化されたオーディオ信号は、その信号を第１符号化分枝と第２符号化分枝とのどちらで符号化すべきか、又は、第２符号化分枝の第１処理分枝と第２符号化分枝の第２処理分枝とのどちらで符号化すべきか、についての指示をサイド情報（４ａ）として備え、
前記復号器は、前記サイド情報（４ａ）を基にして前記符号化されたオーディオ信号を解析し、その信号を第１復号化分枝と第２復号化分枝とのどちらで処理すべきか、又は、第２復号化分枝の第１逆処理分枝と第２復号化分枝の第２逆処理分枝とのどちらで処理すべきか、について決定するパーサをさらに備えることを特徴とする復号器。
【請求項２３】
符号化されたオーディオ信号を復号化する方法であって、前記符号化されたオーディオ信号は第１符号化済信号と第２ドメインの第１処理済信号と第３ドメインの第２処理済信号とを備え、前記第１符号化済信号と前記第１処理済信号と前記第２処理済信号とは、復号化されたオーディオ信号の異なる時間部分に関連しており、前記第１ドメインと前記第２ドメインと前記第３ドメインとは互いに異なる、復号化方法において、
第１符号化アルゴリズムに基づいて前記第１符号化済信号を復号化するステップ（４３１，４４０）と、
前記第１処理済信号又は前記第２処理済信号を復号化するステップとを備え、
前記第１処理済信号又は前記第２処理済信号を復号化するステップは、
前記第１処理済信号を逆処理し、第２ドメインの第１逆処理済信号を得るステップ（５３１）と、
前記第２処理済信号を逆処理し、第２ドメインの第２逆処理済信号を得るステップ（５３３，５３４）と、
前記第１逆処理済信号と前記第２逆処理済信号とを結合し、第２ドメインの結合済信号を得るステップ（５３２）と、
前記結合済信号を第１ドメインへと変換するステップ（５４０）とを備え、
前記復号化方法は、
前記第１ドメインの前記変換済信号と前記第１復号化済信号とを結合し、復号化された出力信号を第１ドメインで得るステップ（６００）をさらに備えることを特徴とする復号化方法。
【請求項２４】
符号化されたオーディオ信号であって、
第１符号化アルゴリズムを使用して符号化され又は復号化されるべき第１符号化済信号と、
第２符号化アルゴリズムを使用して符号化された、第２ドメインの第１処理済信号及び第３ドメインの第２処理済信号と、を備え、
前記第１符号化済信号と前記第１処理済信号と前記第２処理済信号とは、復号化されたオーディオ信号の異なる時間部分に関連しており、
第１ドメインと前記第２ドメインと前記第３ドメインとは互いに異なるものであり、
符号化された信号のある部分が、前記第１符号化済信号、前記第１処理済信号、又は前記第２処理済信号のいずれかを示すサイド情報（４ａ）をさらに備えることを特徴とする、オーディオ信号。
【請求項２５】
コンピュータ上で作動するときに、請求項１５に記載されたオーディオ信号の符号化方法、又は請求項２３に記載された符号化されたオーディオ信号の復号化方法を実行するためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ符号化に関し、特に低ビットレートでのオーディオ符号化スキーム（仕組み）に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該分野では、ＭＰ３やＡＡＣ（高効率オーディオ圧縮符号化）のような周波数ドメインの符号化スキームが公知である。これら周波数ドメインの符号器は、時間ドメイン／周波数ドメインの変換を基礎とし、その次に、聴覚心理モジュールからの情報を用いて量子化誤差を制御する量子化ステージと、量子化されたスペクトル係数及び対応するサイド情報を符号テーブルを用いてエントロピー符号化する符号化ステージとを有する。
【０００３】
一方、非特許文献１の中で記述されているＡＭＲ−ＷＢ＋（適応型マルチレート・広帯域）のように、スピーチ処理に非常に適合する符号器も存在する。このようなスピーチ符号化スキームは、時間ドメイン信号のＬＰ（線形予測）濾波を実行する。このＬＰ濾波は、入力された時間ドメイン信号の線形予測分析から導出される。結果として得られるＬＰフィルタ係数は、次に量子化／符号化され、サイド情報として伝送される。このプロセスは、線形予測符号化（ＬＰＣ）として知られる。フィルタの出力では、励振信号として知られる予測残余信号又は予測誤差信号は、ＡＣＥＬＰ（代数符号励振線形予測）のＡｂＳ（合成による分析）ステージを用いて符号化されるか、その代わりに、オーバーラップを伴うフーリエ変換を使用する変換符号器を用いて符号化される。ＡＣＥＬＰ符号化と、ＴＣＸ（変換符号化済励振）符号化とも呼ばれる変換符号化された励振符号化との間の切替は、閉ループ又は開ループのアルゴリズムを用いて実行される。
【０００４】
ＡＡＣ符号化スキームとスペクトル帯域複製の技術とを組み合わせた高効率ＡＡＣ符号化スキーム等の周波数ドメイン・オーディオ符号化スキームは、「ＭＰＥＧサラウンド」として知られるジョイントステレオや多チャネル符号化ツールとも組み合わせることができる。
【０００５】
他方、ＡＭＲ−ＷＢ＋等のようなスピーチ符号器もまた、高周波強化ステージ及びステレオ機能を備えている。
【０００６】
周波数ドメイン符号化スキームは、音楽信号を低ビットレートで高品質に符号化できるという点で有利である。しかし他方、低ビットレートにおけるスピーチの品質が問題となる。
【０００７】
スピーチ符号化スキームは、スピーチ信号に対しては低ビットレートでも高品質を達成できるが、他方、音楽信号に対しては低ビットレートでは低品質しか達成できない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ(第３世代移動体通信の規格化団体発行の技術仕様書)２６．２９０
【非特許文献２】３ＧＰＰ  ＴＳ  ２６．１９０
【非特許文献３】"Speech Coding: A Tutorial Review", Andreas Spanias, Proceedings of the IEEE, Vol. 82, No. 10, October 1994, pages 1541-1582
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、符号化及び復号化の改良された概念を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、請求項１に記載のオーディオ符号器、請求項１５に記載のオーディオ符号化方法、請求項１６に記載のオーディオ復号器、請求項２３に記載のオーディオ復号化方法、請求項２４に記載の符号化された信号、又は請求項２５に記載のコンピュータプログラムにより達成される。
【００１１】
本発明の一実施形態は、第１ドメインであるオーディオ入力信号を符号化する符号器であって、第１符号化アルゴリズムを使用してオーディオ信号を符号化し、第１符号化済信号を得る第１符号化分枝と、第１符号化アルゴリズムとは異なる第２符号化アルゴリズムを使用してオーディオ信号を符号化し、第２符号化済信号を得る第２符号化分枝と、第１符号化分枝と第２符号化分枝との間で切替を実行し、オーディオ入力信号の１つの部分について、第１符号化済信号又は第２符号化済信号のいずれかが符号器出力信号の中に存在するよう切り替える第１スイッチと、を備える符号器である。第２符号化分枝は、オーディオ信号を第１ドメインとは異なる第２ドメインへと変換する変換器と、第２ドメインのオーディオ信号を処理して第１処理済信号を得る第１処理分枝と、信号を第１ドメイン及び第２ドメインとは異なる第３ドメインへと変換し、且つその第３ドメインの信号を処理して第２処理済信号を得る第２処理分枝と、第１処理分枝と第２処理分枝との間で切替を実行し、第２符号化分枝に入力されたオーディオ信号の１つの部分について、第１処理済信号又は第２処理済信号のいずれかが第２符号化済信号の中に存在するよう切り替える第２スイッチと、を備える。
【００１２】
本発明の他の実施形態は、符号化されたオーディオ信号を復号化する復号器であって、符号化されたオーディオ信号は第１符号化済信号と第２ドメインの第１処理済信号と第３ドメインの第２処理済信号とを備え、第１符号化済信号と第１処理済信号と第２処理済信号とは復号化されたオーディオ信号の異なる時間部分に関連し、第１ドメインと第２ドメインと第３ドメインとは互いに異なる、復号器である。この復号器は、第１符号化アルゴリズムに基づいて第１符号化済信号を復号化する第１復号化分枝と、第１処理済信号又は第２処理済信号を復号化する第２復号化分枝と、を備え、第２復号化分枝は、第１処理済信号を逆処理して第２ドメインの第１逆処理済信号を得る第１逆処理分枝と、第２処理済信号を逆処理して第２ドメインの第２逆処理済信号を得る第２逆処理分枝と、第１逆処理済信号と第２逆処理済信号とを結合して第２ドメインの結合済信号を得る第１結合器と、前記結合済信号を第１ドメインへと変換する変換器と、を備え、この復号器は、第１ドメインの結合済信号と、第１復号化分枝から出力された第１復号化済信号とを結合し、復号化された出力信号を第１ドメインで得る第２結合器をさらに備える。
【００１３】
本発明のある好適な実施例においては、縦列的な順序で２つのスイッチが設けられており、第１のスイッチは、周波数ドメインの符号器を使用するスペクトルドメインでの符号化と、ＬＰＣドメインでの符号化、即ちＬＰＣ分析ステージの出力における信号処理との間での切替を実行する。第２のスイッチは、ＬＰＣドメイン信号をＡＣＥＬＰ符号化手段を使用する等のＬＰＣドメインで符号化するか、又はＬＰＣスペクトルドメインで符号化するか、をＬＰＣドメインで切り替える。ＬＰＣスペクトルドメインでの符号化には、ＬＰＣドメイン信号をＬＰＣスペクトルドメインへと変換する変換器が必要であり、このＬＰＣスペクトルドメインは、時間ドメイン信号のスペクトルというよりもＬＰＣ濾波された信号のスペクトルを示すことから、スペクトルドメインとは異なるものである。
【００１４】
第１のスイッチは、２つの処理分枝の間で切り替えを実行する。一方の分枝ではシンク（受け手）モデル及び／又は聴覚心理モデル、即ち聴覚的マスキングを主として使用し、他方の分枝ではソース（送り手）モデル及び部分的なＳＮＲ（信号対雑音比）計算を主として使用する。一例として、一方の分枝は周波数ドメインの符号器を備え、他方の分枝はスピーチ符号器等のＬＰＣベースの符号器を備えていても良い。この場合、ソースモデルは通常スピーチ処理で使用されるので、ＬＰＣが共通に使用されることになる。
【００１５】
第２のスイッチも２つの処理分枝の間で切り替えを実行するが、しかし、「外側の」第１分枝のドメインとは異なるドメインにおいて実行する。「内側」の分枝の一方では、主としてソースモデルやＳＮＲ（信号対雑音比）計算が使用され、「内側」の分枝の他方では、シンクモデル及び／又は聴覚心理モデル、即ちマスキングが使用されても良く、或いは、少なくとも周波数／スペクトルドメイン符号化の態様を含む。一例として、一方の「内側」分枝は周波数ドメイン符号器／スペクトル変換器を備え、他方の分枝は、ＬＰＣドメイン等の他のドメインで符号化を実行する符号器、例えばスペクトル変換なしで入力信号を処理するＣＥＬＰ（符号励振線形予測）やＡＣＥＬＰの量子化器／スケーラを備える。
【００１６】
本発明の他の好適な実施例は、スペクトルドメイン符号化分枝のような情報シンク指向の第１符号化分枝と、ＬＰＣドメイン符号化分枝のような情報ソース又はＳＮＲ指向の第２符号化分枝と、これら第１符号化分枝と第２符号化分枝との間で切り替えを実行するスイッチと、を備えたオーディオ符号器である。この第２符号化分枝は、励振信号を生成するＬＰＣ分析ステージのような、時間ドメインとは異なる特定ドメインへの変換器を有し、さらに、この第２符号化分枝は、ＬＰＣドメイン等の特定ドメインを処理する分枝と、ＬＰＣスペクトルドメイン等の特定スペクトルドメインを処理する分枝と、これら特定ドメイン処理分枝と特定スペクトルドメイン処理分枝との間で切り替えを実行する追加的なスイッチと、を備えている。
【００１７】
本発明の他の好適な実施例は、スペクトルドメインのような第１ドメインの復号化分枝と、励振信号等の信号をＬＰＣドメインのような第２ドメインで復号化する復号化分枝と、励振信号等の信号をＬＰＣスペクトルドメインのような第３ドメインで復号化する復号化分枝と、を備えたオーディオ復号器であり、この第３ドメインは第２ドメインからの周波数変換により取得される。このオーディオ復号器は、第２ドメイン信号と第３ドメイン信号との間を切り替える第１スイッチと、第１ドメインの復号化分枝と第２ドメイン又は第３ドメインの復号化分枝との間を切り替える第２スイッチと、を含む。
【００１８】
次に、本発明の好適な実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】本発明の第１実施形態に係る符号化スキームのブロック図である。
【図１ｂ】本発明の第１実施形態に係る復号化スキームのブロック図である。
【図１ｃ】本発明の他の実施形態に係る符号化スキームのブロック図である。
【図２ａ】本発明の第２実施形態に係る符号化スキームのブロック図である。
【図２ｂ】本発明の第２実施形態に係る復号化スキームの概要ブロック図である。
【図２ｃ】本発明の他の実施形態に係る符号化スキームのブロック図である。
【図３ａ】本発明の他の実施形態に係る符号化スキームのブロック図である。
【図３ｂ】本発明の他の実施形態に係る復号化スキームのブロック図である。
【図３ｃ】縦列型スイッチを有する符号化装置／方法の概要図である。
【図３ｄ】縦列型結合器を使用する復号化装置又は方法の概要図である。
【図３ｅ】時間ドメイン信号と、符号化済信号の対応する表示とを示し、２つの符号化済信号に含まれた短いクロスフェード領域を示す図である。
【図４ａ】符号化分枝の前にスイッチを配置したブロック図である。
【図４ｂ】符号化分枝の次にスイッチを配置した符号化スキームのブロック図である。
【図４ｃ】好適な結合器の実施例のためのブロック図である。
【図５ａｂ】図５ａは時間ドメインのスピーチ部分の波形を、準周期的又はインパルス状の信号部分として示す図であり、図５ｂは図５ａの信号分節のスペクトルを示す図である。
【図５ｃｄ】図５ｃは無声音スピーチの時間ドメインスピーチ部分をノイズ状部分の一例として示す図であり、図５ｄは図５ｃの時間ドメイン波形のスペクトルを示す図である。
【図６】合成による分析ＣＥＬＰ符号化手段のブロック図である。
【図７ａ】スピーチ生成システムの線形モデルを示す図である。
【図７ｂ】スピーチ生成システムの全極フィルタモデルを示す図である。
【図７ｃ】有声音の励振信号をインパルス状の信号の一例として示す。
【図７ｄ】無声音の励振信号をインパルス状の信号の一例として示す。
【図７ｅ】短期間予測情報及び予測誤差（励振）信号を提供する符号器側のＬＰＣステージを示す。
【図７ｆ】重み付き信号を生成するＬＰＣ装置のさらなる実施例を示す。
【図７ｇ】図２ｂの変換器５３７において必要な、逆重み付け操作と後続の励振分析との適用による、重み付き信号から励振信号への変換の構成を示す。
【図８】本発明のある実施形態に係るジョイント多チャネルアルゴリズムのブロック図である。
【図９】帯域拡張アルゴリズムの好適なある実施形態を示す。
【図１０ａ】開ループの切替判定を実行する場合のスイッチを詳細に示す。
【図１０ｂ】閉ループの切替判定モードで操作する場合のスイッチを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１ａは２つの縦列型スイッチを備えた本発明の一実施形態を示す。モノラル信号、ステレオ信号又は多チャネル信号がスイッチ２００に入力される。スイッチ２００は判定ステージ３００により制御されている。判定ステージは、入力としてブロック２００に入力された信号と同じ信号を受け取る。代わりに、判定ステージ３００は、モノラル信号、ステレオ信号若しくは多チャネル信号の中に含まれるか、又は少なくともこれらの信号に関連付けられているサイド情報が存在する場合には、これらの情報を受け取っても良い。このサイド情報とは、例えばこれらモノラル信号、ステレオ信号又は多チャネル信号が元々作成された時に生成されたものである。
【００２１】
判定ステージ３００はスイッチ２００を作動させ、図１ａの上方に記載の周波数符号化分枝４００、又は図１ａの下方に記載のＬＰＣドメインの符号化分枝５００のいずれかに信号を提供する。周波数ドメインの符号化分枝の鍵となる要素はスペクトル変換ブロック４１０であり、（後段で説明する）共通前処理ステージの出力信号をスペクトルドメインへと変換する。このスペクトル変換ブロックは、ＭＤＣＴ（変形離散コサイン変換）アルゴリズム、ＱＭＦ（直交ミラーフィルタ）、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）アルゴリズム、ウェーブレット分析又は臨界サンプリングされたフィルタバンク等のフィルタバンクを含んでも良い。このバンクは所定数のフィルタバンクチャネルを有し、このフィルタバンク内のサブバンド信号は実数値信号又は複素値信号でも良い。スペクトル変換ブロック４１０の出力はスペクトルオーディオ符号化手段４２１を使用して符号化される。符号化手段４２１は、ＡＡＣ符号化スキームにより公知である処理ブロックを含んでいても良い。
【００２２】
一般的に、分枝４００内の処理は知覚ベースモデル又は情報シンクモデルにおける処理である。従って、この分枝は音を受け取る人間の聴覚システムをモデル化したものである。対照的に、分枝５００内の処理は、励振、残余又はＬＰＣドメインにおいて信号を生成するためのものである。一般的に、この分枝５００の処理はスピーチモデル又は情報生成モデルにおける処理である。スピーチ信号に対しては、このモデルは音を生成する人間のスピーチ／音生成システムのモデルである。しかし、もし異なる音生成モデルを必要とする異なるソースからの音を符号化すべき場合には、分枝５００における処理も異なっていても良い。
【００２３】
下方の符号化分枝５００において、鍵となる要素はＬＰＣ装置５１０であり、この装置５１０はＬＰＣフィルタの特性を制御するために使用されるＬＰＣ情報を出力する。このＬＰＣ情報は復号器に伝達される。ＬＰＣステージ５１０の出力信号は、励振信号及び／又は重み付き信号からなるＬＰＣドメイン信号である。
【００２４】
ＬＰＣ装置は一般的にＬＰＣドメイン信号を出力し、この信号は、図７ｅの励振信号や図７ｆの重み付き信号、又は他の信号等、ＬＰＣドメイン内のいかなる信号であっても良く、これらの信号はＬＰＣフィルタ係数をオーディオ信号へと適用することで生成されたものである。ＬＰＣ装置は、これらの係数を決定することができ、これらの係数を量子化／符号化することもできる。
【００２５】
判定ステージ３００における判定は信号適応型であっても良く、判定ステージは音楽／スピーチ判別を実行し、音楽信号は上方の分枝４００へと入力され、スピーチ信号は下方の分枝５００へと入力されるようにスイッチ２００を制御する。一実施例においては、判定ステージはその判定情報を出力ビットストリームへと提供し、その結果、復号器はこの判定情報を使用して正確な復号操作が実行可能になる。
【００２６】
図１ｂはこのような復号器を示す。スペクトルオーディオ符号化手段４２１から出力された信号は、伝送後、スペクトルオーディオ復号器４３１へと入力される。スペクトルオーディオ復号器４３１の出力は、時間ドメインの変換器４４０へと入力される。同様に、図１ａのＬＰＣドメイン符号化分枝５００の出力は、復号器側で受信され、要素５３１，５３３，５３４，５３２によって処理され、ＬＰＣ励振信号が取得される。ＬＰＣ励振信号はＬＰＣ合成ステージ５４０に入力され、この合成ステージは、さらなる入力として、対応するＬＰＣ分析ステージ５１０により生成されたＬＰＣ情報を受け取る。時間ドメインの変換器４４０の出力及び／又はＬＰＣ合成ステージ５４０の出力は、スイッチ６００へと入力される。このスイッチ６００はスイッチ制御信号を介して制御されるが、スイッチ制御信号は、例えば判定ステージ３００により生成されたか、又は、オリジナルのモノラル信号、ステレオ信号若しくは多チャネル信号の作成者等により外部的に提供されたものである。スイッチ６００の出力は、完全なモノラル信号、ステレオ信号又は多チャネル信号である。
【００２７】
スイッチ２００と判定ステージ３００への入力は、モノラル信号、ステレオ信号、多チャネル信号などの一般的なオーディオ信号で良い。スイッチ２００の入力信号、又はスイッチ２００の入力信号の根底にあるオリジナルオーディオ信号の作成者等の外部的なソース、から導出される判定に従い、スイッチは周波数符号化分枝４００とＬＰＣ符号化分枝５００との間で切替を実行する。周波数符号化分枝４００は、スペクトル変換ステージ４１０と、後続の量子化／符号化ステージ４２１とを有する。量子化／符号化ステージは、ＡＡＣ符号化手段のような現代の周波数ドメイン符号化手段では公知であるいかなる機能を含んでも良い。さらに、量子化／符号化ステージ４２１内の量子化操作は、周波数に係る聴覚心理マスキング閾値等の聴覚心理情報を生成する聴覚心理モジュールを介して制御されても良く、この場合、その情報はステージ４２１へと入力される。
【００２８】
ＬＰＣ符号化分枝５００では、スイッチからの出力信号は、ＬＰＣサイド情報及びＬＰＣドメイン信号を生成するＬＰＣ分析ステージ５１０を介して処理される。本発明の励振符号器は、次に、ＬＰＣドメイン信号を量子化／符号化ステージ５２２においてＬＰＣドメインで処理するか、或いは量子化／符号化ステージ５２４においてＬＰＣスペクトルドメインで処理するか、の間で切替を実行する追加的なスイッチ５２１を有する。このＬＰＣスペクトルドメイン処理のために、スペクトル変換器５２３が量子化／符号化ステージ５２４の入力側に設けられる。スイッチ５２１は、例えばＡＭＲ−ＷＢ＋の技術仕様書に記載されたような特定の設定に依存して、開ループ状態又は閉ループ状態で制御される。
【００２９】
閉ループの制御モードのために、本発明の符号器は、ＬＰＣドメイン信号のための逆の量子化／符号化器５３１と、ＬＰＣスペクトルドメイン信号のための逆の量子化／符号化器５３３と、この逆の量子化／符号化器５３３の出力を受け入れる逆スペクトル変換器５３４と、をさらに備える。第２符号化分枝の２つの処理分枝内にある符号化され再度逆符号化された両方の信号は、スイッチ制御装置５２５へと入力される。スイッチ制御装置５２５内では、これら２つの出力信号は互いに比較され、及び／又は目標関数と比較される。目標関数は両方の信号内の歪の比較に基づいて計算されても良く、その結果、スイッチ５２１の切替位置は、より低い歪を有する信号を使用して決定される。代替的に、両方の分枝が一定でないビットレートを提供する場合には、より低いビットレートを提供する分枝の方を、たとえその分枝の信号対雑音比が他の分枝の信号対雑音比よりも低い場合であっても、選択しても良い。代替的に、目標関数は、各信号の信号対雑音比と各信号のビットレート及び／又は追加的な基準を入力として使用し、特定の目的のための最良の判定を見つけるようにしても良い。もし、例えばこの目的が「ビットレートをできる限り低くすること」であれば、目標関数は、要素５３１と５３４から出力される２つの信号のビットレートに大きく依存することになるであろう。しかし、主目的が「所定のビットレートで最高品質を有すること」であれば、スイッチ制御装置５２５は、例えば許容ビットレートを超える各信号を捨て去り、もし両方の信号が許容ビットレート以下であれば、スイッチ制御装置は、より良好な信号対雑音比を有する信号、即ちより小さい量子化／符号化歪を有する信号を選択するであろう。
【００３０】
上述したように、本発明に従う復号化のスキームを図１ｂに示す。上述の発生可能な３種類の各出力信号のために、特別な復号化／逆量子化ステージ４３１，５３１，５３３が存在する。ステージ４３１は時間スペクトル(周波数ドメイン信号)を出力し、周波数／時間変換器４４０を使用して時間ドメインへと変換される一方で、ステージ５３１はＬＰＣドメイン信号を出力し、装置５３３はＬＰＣスペクトルを出力する。スイッチ５３２への入力信号の両方がＬＰＣドメインであることを確保するため、ＬＰＣスペクトル／ＬＰＣ変換器５３４が設けられている。スイッチ５３２の出力データは、ＬＰＣ合成ステージ５４０を用いて時間ドメインへと逆変換され、この合成ステージは、符号器側で生成され伝送されたＬＰＣ情報を介して制御されている。ブロック５４０の後では両方の分枝が時間ドメイン情報を備えており、スイッチ制御信号に従って切替が実行され、最終的には、図１ａに記載の符号化スキームに入力された信号に依存してモノラル信号、ステレオ信号又は多チャネル信号等のオーディオ信号が取得される。
【００３１】
図１ｃは、図４ｂの原理に近いスイッチ５２１の異なる配置を備えた他の実施例を示す。
【００３２】
図２ａは本発明の第２の態様に従う好適な符号化スキームを示す。スイッチ２００の入力側に接続された共通前処理のスキームは、サラウンド／ジョイントステレオブロック１０１を含み、このブロック１０１はジョイントステレオパラメータとモノラル出力信号とを出力として生成し、このモノラル出力信号は、２つ以上のチャネルを有する入力信号をダウンミックスすることで生成したものである。一般的に、ブロック１０１の出力における信号は２つ以上のチャネルを有する信号であっても良いが、ブロック１０１のダウンミックス機能により、ブロック１０１の出力におけるチャネル数はブロック１０１へ入力されたチャネル数よりも小さくなるであろう。
【００３３】
共通前処理のスキームは、ブロック１０１に対して代替的に、或いはブロック１０１に対して追加的に、帯域拡張ステージ１０２を含む。図２ａに示す実施例では、ブロック１０１の出力は帯域拡張ブロック１０２へと入力され、このブロック１０２は、図２ａの符号器においては、低帯域信号又は低域通過信号等の帯域制限された信号を出力する。好適には、この信号はさらに（例えば係数２で）ダウンサンプルされる。加えて、ブロック１０２に入力された信号の高帯域のために、スペクトル包絡パラメータ，逆濾波パラメータ，ノイズフロアパラメータ等、ＭＰＥＧ−４のＨＥ−ＡＡＣプロファイルから公知である帯域拡張（ＢＷＥ）パラメータが生成され、ビットストリームマルチプレクサ８００へと入力される。
【００３４】
好適には、判別ステージ３００はブロック１０１に入力された信号やブロック１０２に入力された信号を受け取り、例えば音楽モードかスピーチモードかの間で判定を実行する。音楽モードの場合には上方の符号化分枝４００が選択され、スピーチモードの場合には下方の符号化分枝５００が選択される。好適には、判定ステージはジョイントブロック１０１及び／又は帯域拡張ブロック１０２をさらに制御し、これらブロックの機能を特定の信号に対して適合させる。つまり、判定ステージが、入力信号の所定の時間部分は音楽モードのような第１モードであると判定した場合には、ブロック１０１及び／又はブロック１０２の所定の特性を判別ステージ３００により制御することができる。一方、判定ステージ３００が、入力信号はスピーチモード又は一般的には第２のＬＰＣドメインモードであると判定した場合には、ブロック１０１及び１０２の所定の特性を判別ステージの出力に従って制御することができる。
【００３５】
好適には、符号化分枝４００のスペクトル変換は、ＭＤＣＴ操作、さらに好適には時間ワープされたＭＤＣＴ操作を使用して実行されてもよく、このとき、強度又は一般的にはワーピング強度は、ゼロから一定の高さのワーピング強度までの間に制御されても良い。ワーピング強度がゼロの場合、ブロック４１１におけるＭＤＣＴ操作は当業者の中では公知の単純なＭＤＣＴ操作である。時間ワーピング強度と時間ワーピングサイド情報とが一緒に、サイド情報としてビットストリームマルチプレクサ８００へと伝送／入力されても良い。
【００３６】
ＬＰＣ符号化分枝においては、ＬＰＣドメインの符号化手段は、ピッチゲイン、ピッチラグ及び／又はコードブック指標やゲインのようなコードブック情報を計算する、ＡＣＥＬＰコア５２６を含んでも良い。非特許文献１から知られるようなＴＣＸモードでは、聴覚心理的に重み付けられた信号が変換ドメインで処理される。フーリエ変換された重み付き信号は、ノイズファクタ量子化を伴う分離マルチレート格子(split multi-rate lattice) 量子化（代数ＶＱ）を使用して量子化される。変換は、１０２４，５１２又は２０５６サンプルのウインドウの中で計算される。励振信号は、量子化された重み付き信号を逆の重み付けフィルタを通して逆濾波することで回復される。第１符号化分枝４００においては、スペクトル変換器は、好適には、所定の窓関数を有する特別に適合化されたＭＤＣＴ操作と、それに続く量子化／エントロピー符号化ステージとを含んでいる。この量子化／エントロピー符号化ステージは単一のベクトル量子化ステージで構成されても良いが、好適には、周波数ドメイン符号化分枝内、即ち図２ａのステージ４２１内の量子化／符号化器に類似した結合型のスカラー量子化／エントロピー符号化器が望ましい。
【００３７】
第２符号化分枝には、ＬＰＣブロック５１０とそれに続くスイッチ５２１があり、さらにＡＣＥＬＰブロック５２６又はＴＣＸブロック５２７が続いている。ＡＣＥＬＰは非特許文献２に記載され、ＴＣＸは非特許文献１に記載されている。一般的に、ＡＣＥＬＰブロック５２６は図７ｅに記載の処理によって計算されたＬＰＣ励振信号を受け取り、ＴＣＸブロック５２７は図７ｆによって生成された重み付き信号を受け取る。
【００３８】
ＴＣＸにおいては、ＬＰＣベースの重み付けフィルタを通じて入力信号を濾波することで計算された重み付き信号に対し、変換が適用される。本発明の好適な実施例において使用される重み付けフィルタは、（１−Ａ（ｚ／γ））／（１−μｚ-1）である。
【００３９】
従って、重み付き信号はＬＰＣドメイン信号であり、その変換型はＬＰＣスペクトルドメインである。ＡＣＥＬＰブロック５２６により処理された信号は励振信号であり、ブロック５２７により処理された信号とは異なるが、両方の信号ともＬＰＣドメインである。
【００４０】
図２ｂに示す復号器側では、ブロック５３７における逆スペクトル変換の後で、重み付けフィルタの逆、即ち（１−μｚ-1）／（１−Ａ（ｚ／γ））が適用される。その後、この信号は（１−Ａ（ｚ））を通して濾波され、ＬＰＣ励振ドメインになる。このようにＬＰＣドメインブロック５３４とＴＣＸ-1ブロック５３７への変換は、逆変換と、その後の
【数１】
2011527454.tif 000003
を通した濾波とを含み、重み付きドメインから励振ドメインへと変換される。
【００４１】
図１ａ，図１ｃ，図２ａ，図２ｃにおける装置５１０は単一のブロックを示しているが、ブロック５１０はＬＰＣドメインである限り様々な信号を出力できる。励振信号モードや重み付き信号モード等、ブロック５１０の実際のモードは実際のスイッチの状態に依存する。代替的に、ブロック５１０は２つの平行処理装置を持つことができ、この場合、１つの装置は図７ｅに類似する構成を持ち、他の装置は図７ｆのような構成を持つ。そのため、装置５１０の出力におけるＬＰＣドメインは、ＬＰＣ励振信号、ＬＰＣ重み付き信号、又は他のいずれかのＬＰＣドメイン信号を表現することができる。
【００４２】
図２ａ又は図２ｃに示す第２符号化分枝（ＡＣＥＬＰ／ＴＣＸ）において、信号は、符号化の前にフィルタ（１−０．６８ｚ-1）により事前強調されてもよい。図２ｂのＡＣＥＬＰ／ＴＣＸ復号器においては、合成された信号はフィルタ１／（１−０．６８ｚ-1）により非強調される。この事前強調は、信号をＬＰＣ分析及び量子化の前に事前強調するＬＰＣブロック５１０の一部で実施することができる。同様に、非強調はＬＰＣ合成ブロックＬＰＣ-1５４０の一部で実施することができる。
【００４３】
図２ｃは図２ａに示す構成の他の実施例を示すが、スイッチ５２１の配置は異なり、図４ｂの原理に近い。
【００４４】
好適な実施例では、第１スイッチ２００（図１ａ又は図２ａを参照）は（図４ａのように）開ループ判定を通じて制御され、第２スイッチは（図４ｂのように）閉ループ判定を通じて制御される。
【００４５】
例えば、図２ｃでは、第２スイッチ５２１は図４ｂのようにＡＣＥＬＰ及びＴＣＸ分枝の後に配置されている。第１処理分枝では、第１ＬＰＣドメインはＬＰＣ励振信号を表し、第２処理分枝では、第２ＬＰＣドメインはＬＰＣ重み付き信号を表す。つまり、第１ＬＰＣドメイン信号は、フィルタ（１−Ａ（ｚ））を介した濾波によりＬＰＣ残余ドメインへと変換することで取得され、他方、第２ＬＰＣドメイン信号は、フィルタ（１−Ａ（ｚ／γ））／（１−μｚ-1）を介した濾波によりＬＰＣ重み付きドメインへと変換することで取得される。
【００４６】
図２ｂは、図２ａの符号化スキームに対応する復号化スキームを示す。図２ａのビットストリームマルチプレクサ８００により生成されるビットストリームは、ビットストリーム・デ・マルチプレクサ９００へと入力される。例えばモード検出ブロック６０１を介してビットストリームから導出される情報に依存して、復号器側スイッチ６００は、上方の分枝からの信号又は下方の分枝からの信号のどちらかを帯域拡張ブロック７０１へと送り出す。帯域拡張ブロック７０１は、ビットストリーム・デ・マルチプレクサ９００からサイド情報を受け取り、このサイド情報とモード判定６０１の出力とに基づき、スイッチ６００から出力された低帯域に基づいた高帯域を再構築する。
【００４７】
ブロック７０１により生成されたフル帯域信号は、ジョイントステレオ／サラウンド処理ステージ７０２へと入力され、ここで、２チャネル即ちステレオチャネル、又は複数チャネル即ち多チャネルが再構築される。一般的に、ブロック７０２は、このブロックに入力されたチャネル数よりも多い数のチャネルを出力する。アプリケーションに依るが、このブロックからの出力が入力よりも多数のチャネルを有する限り、ブロック７０２への入力はステレオモード等のように２チャネルを含んでいても良く、さらに２以上のチャネルを含んでいても良い。
【００４８】
これまで、スイッチ２００は２つの分枝の間で切替を実行し、その結果、１つの分枝だけが処理すべき信号を受け取り、他の分枝は処理すべき信号を受け取らないと説明してきた。しかし、代替的な実施例においては、このスイッチは例えばオーディオ符号化手段４２１及び励振符号化手段５２２，５２３，５２４の後に配置されても良い。つまり、両方の分枝４００と５００とが同じ信号を並行処理しても良い。しかし、ビットレートが２倍にならないように、これら符号化分枝４００，５００のうちの１つによって出力された信号だけが選択され、出力ビットストリームの中へと書き込まれる。この場合、判定ステージは、ビットストリームへと書き込まれた信号が所定のコスト関数を最小化するように作動してもよい。このコスト関数とは、生成されたビットレート、生成された知覚的歪、又はレートと歪との組み合わせのいずれかのコスト関数であっても良い。このように、このモード又は図示するモードにおいて、判定ステージは閉ループモードでも作動することができ、その結果、与えられた知覚的歪に対しては最小のビットレートで、又は、与えられたビットレートに対しては最小の知覚的歪を持つような符号化分枝出力だけが、最終的にビットストリームへと書き込まれる。閉ループモードでは、フィードバック入力は、図１ａの３つの量子化器／スケーラブロック４２１，５２２，５２４の出力から導出されても良い。
【００４９】
２つのスイッチを有する実施形態においては、即ち、第１スイッチ２００と第２スイッチ５２１とを有する実施形態においては、第１スイッチのための時間分解能が第２スイッチのための時間分解能よりも低いことが好ましい。換言すれば、スイッチ操作を介して切替可能な第１スイッチへの入力信号のブロックは、ＬＰＣドメインで作動する第２のスイッチによって切り替えられるブロックよりも大きい。例として、周波数ドメイン／ＬＰＣドメイン・スイッチ２００は１０２４個のサンプルから成る長さのブロックを切り替え、第２のスイッチ５２１は２５６個のサンプルを持つブロックを切り替えても良い。
【００５０】
図１ａから図１０ｂまでのいくつかは装置のブロック図として表されているが、これらの図は方法を示す図でもあり、各ブロック機能は各方法ステップに対応する。
【００５１】
図３ａは第１符号化分枝４００と第２符号化分枝５００の出力として符号化されたオーディオ信号を生成するオーディオ符号器を示す。さらに、符号化されたオーディオ信号は、共通前処理ステージからの前処理パラメータや、前出の図に関連して説明したようにスイッチ制御情報等のサイド情報を含むのが好ましい。
【００５２】
第１符号化分枝はオーディオ中間信号１９５を第１符号化アルゴリズムに従って符号化し、このとき第１符号化アルゴリズムは情報シンクモデルを有するのが好ましい。第１符号化分枝４００は第１符号化手段出力信号を生成し、この信号はオーディオ中間信号１９５の符号化されたスペクトル情報表示である。
【００５３】
さらに、第２符号化分枝５００はオーディオ中間信号１９５を第２符号化アルゴリズムに従って符号化し、このとき第２符号化アルゴリズムは情報ソースモデルを有し、第２符号化手段出力信号の中にオーディオ中間信号を表示する情報ソースモデルのための符号化されたパラメータを生成するのが好ましい。
【００５４】
オーディオ符号器は、オーディオ入力信号９９を前処理してオーディオ中間信号１９５を取得するための共通前処理ステージ１００をさらに備える。具体的には、この共通前処理ステージは、オーディオ入力信号９９を処理してオーディオ中間信号１９５即ちこの共通前処理アルゴリズムの出力が、オーディオ入力信号の圧縮済バージョンとなるように処理する。
【００５５】
符号化されたオーディオ信号を生成するための好適なオーディオ符号化方法は、次のステップを備える。オーディオ中間信号１９５を第１符号化アルゴリズムに従って符号化するステップ４００であって、第１符号化アルゴリズムは情報シンクモデルを有し、第１出力信号の中に、オーディオ信号の符号化されたスペクトル情報表示を生成するステップと、オーディオ中間信号１９５を第２符号化アルゴリズムに従って符号化するステップ５００であって、第２符号化アルゴリズムは情報ソースモデルを有し、第２出力信号の中に、オーディオ中間信号１９５を表示する情報ソースモデルのための符号化されたパラメータを生成するステップと、オーディオ入力信号９９に共通前処理を施してオーディオ中間信号１９５を取得するステップ１００であって、この共通前処理ステップは、オーディオ入力信号９９に対し、オーディオ中間信号１９５がオーディオ入力信号９９の圧縮済バージョンとなるように処理するステップと、を備える。符号化されたオーディオ信号は、そのオーディオ信号の所定の部分に第１出力信号又は第２出力信号のいずれかを含む。この方法は、オーディオ中間信号の所定の部分を第１符号化アルゴリズム若しくは第２符号化アルゴリズムのいずれかを使用して符号化するか、又はその信号を両方のアルゴリズムを使用して符号化するステップと、第１符号化アルゴリズムの結果若しくは第２符号化アルゴリズムの結果のいずれかを符号化済信号として出力するステップと、をさらに備えるのが好ましい。
【００５６】
一般的には、第１符号化分枝４００で使用されるオーディオ符号化アルゴリズムは、オーディオシンク内の状態を反映し且つモデル化する。オーディオ情報のシンクとは、通常、人間の耳である。人間の耳は周波数分析器としてモデル化されることが可能である。従って、第１符号化分枝は符号化されたスペクトル情報を出力する。好適には、第１符号化分枝は、聴覚心理的マスキング閾値を追加的に適用するための聴覚心理モデルをさらに備える。聴覚心理的マスキング閾値は、オーディオスペクトル値を量子化する際に使用される。スペクトルオーディオ値を量子化することで量子化ノイズが導入されるが、このノイズが聴覚心理マスキング閾値の下で隠されるように、量子化を実行するのが望ましい。
【００５７】
第２符号化分枝は情報ソースモデルを表し、オーディオ音響の生成を反映する。情報ソースモデルはスピーチモデルを含んでも良く、このスピーチモデルはＬＰＣ分析ステージによって反映される。即ち、時間ドメイン信号をＬＰＣドメインへと変換し、次にＬＰＣ残余信号、即ち励振信号を処理する中で反映される。代替的な音響ソースモデルは、所定の楽器又は現実の世界に存在する特定の音響ソース等、他のいかなる音響生成物であっても良い。複数の音響ソースモデルが有効である場合には、異なる音響ソースモデル間の選択が例えばＳＮＲ計算に基づいて実行されても良い。即ち、オーディオ信号の所定の時間部分及び／又は周波数部分を符号化するために、どのソースモデルが最も適切であるかという計算に基づいて実行されても良い。しかし、好適には符号化分枝間の切替は時間ドメインで実行される。即ち、中間信号の所定の時間部分は１つのモデルを使用して符号化され、異なる所定の時間部分は他の符号化分枝を使用して符号化される。
【００５８】
情報ソースモデルは所定のパラメータにより表示される。ＡＭＲ−ＷＢ＋のような現代的なスピーチ符号器を考慮した場合、スピーチモデルに関しては、パラメータはＬＰＣパラメータであり、符号化された励振パラメータである。ＡＭＲ−ＷＢ＋はＡＣＥＬＰ符号器とＴＣＸ符号器を含む。この場合、符号化された励振パラメータは、グローバルゲイン，ノイズフロア，及び可変長符号であっても良い。
【００５９】
図３ｂは図３ａの符号器に対応する復号器を示す。全体として図３ｂは、符号化されたオーディオ信号を復号化し、復号化されたオーディオ信号７９９を取得する復号器を示している。この復号器は、情報シンクモデルを有する第１符号化アルゴリズムに従って符号化された符号化済信号を復号化するための第１復号化分枝４５０を含む。また、この復号器は、情報ソースモデルを有する第２符号化アルゴリズムに従って符号化された符号化済情報信号を復号化するための第２復号化分枝５５０をさらに含む。また、このオーディオ復号器は、第１復号化分枝４５０及び第２復号化分枝５５０からの出力信号を結合し、結合済信号を得るための結合器６００をさらに含む。この結合済信号は、図３ｂでは復号化済オーディオ中間信号６９９として示され、共通後処理ステージ７００へと入力される。この共通後処理ステージにおいて、復号化済オーディオ中間信号６９９であり結合器６００から出力された結合済信号である信号は、この後処理ステージからの出力信号が結合済信号の拡張済バージョンになるように後処理される。その結果、復号化済オーディオ信号７９９は、復号化済オーディオ中間信号６９９と比較してより強化された情報内容を持つ。このような情報拡張は、共通後処理ステージにより前／後処理パラメータを用いて実行されるが、これらのパラメータは、符号器から復号器へと伝送されるか、又は復号化済オーディオ中間信号そのものから導出されても良い。しかし、前／後処理パラメータは符号器から復号器へと伝送されることが好ましい。なぜなら、その方が復号化されたオーディオ信号の品質を向上させることができるからである。
【００６０】
図３ｃはオーディオ入力信号１９５を符号化するオーディオ符号器を示し、この入力信号は本発明の好適な実施例に従う図３ａのオーディオ中間信号１９５と等しくても良い。オーディオ入力信号１９５は、例えば時間ドメインでも良い第１ドメインにおいて存在するが、この第１ドメインはまた、周波数ドメイン，ＬＰＣドメイン，ＬＰＣスペクトルドメイン又は他のいかなるドメインでも良い。概して、１つのドメインから他のドメインへの変換は、時間／周波数変換アルゴリズム又は周波数／時間変換アルゴリズムのいずれかのような公知の変換アルゴリズムによって実行される。
【００６１】
時間ドメインからの変換の代替的な変換として、例えばＬＰＣドメインへの変換があり、このＬＰＣドメインへの変換は、時間ドメイン信号をＬＰＣ濾波した結果であり、ＬＰＣ残余信号又は励振信号として得られる。場合によっては、濾波された信号を生成する操作であり、変換前の信号サンプル数に実質的な影響を与える操作であれば、他のいかなる濾波操作でも変換アルゴリズムとして使用することができる。従って、ＬＰＣベースの重み付けフィルタを使用してオーディオ信号を重み付けする操作も、ＬＰＣドメインでの信号を生成する他の一変換方法である。時間／周波数変換では、１つのスペクトル値を修正すると、変換前の全ての時間ドメイン値に対して影響を与えることになる。同様に、いかなる時間ドメインサンプルを１つ修正しても、各周波数ドメインサンプルに対して影響を与えるであろう。同様に、ＬＰＣドメイン状態の励振信号のサンプルを修正しても、ＬＰＣフィルタの長さのために、ＬＰＣ濾波前の実質的なサンプル数に対して影響を与えることになる。また同様に、ＬＰＣ変換の前にサンプルを修正しても、ＬＰＣフィルタの生来の記憶効果のために、このＬＰＣ変換により取得される多くのサンプルに対して影響を与えるであろう。
【００６２】
図３ｃのオーディオ符号器は、第１符号化済信号を生成する第１符号化分枝４００を含む。この第１符号化済信号は、第４ドメイン、即ちこの好適な実施例においては時間スペクトルドメイン(周波数ドメイン)であっても良い。つまり、時間ドメイン信号を時間／周波数変換を介して処理することで得られるドメインであっても良い。
【００６３】
このように、オーディオ信号を符号化するための第１符号化分枝４００は、第１符号化アルゴリズムを使用して第１符号化済信号を取得する。この第１符号化アルゴリズムは、時間／周波数変換アルゴリズムを含んでも含まなくても良い。
【００６４】
オーディオ符号器は、オーディオ信号を符号化するための第２符号化分枝５００をさらに含む。この第２符号化分枝５００は、第１符号化アルゴリズムとは異なる第２符号化アルゴリズムを使用して、第２符号化済信号を取得する。
【００６５】
オーディオ符号器は、第１符号化分枝４００と第２符号化分枝５００との間で切替を実行する第１スイッチ２００をさらに含み、その結果、オーディオ入力信号の一部分については、ブロック４００の出力である第１符号化済信号、又は第２符号化分枝の出力である第２符号化済信号のいずれかが、符号器の出力信号の中に含まれるようになる。つまり、オーディオ入力信号１９５の所定の部分について、第４ドメインの第１符号化済信号が符号器出力信号の中に含まれている場合には、第２符号化済信号、即ち第２ドメインの第１処理済信号又は第３ドメインの第２処理済信号は符号器出力信号の中に含まれない。これにより、当該符号器の高いビットレート効率が保証される。本発明の実施例においては、図３ｅに関して後述するように、２つの異なる符号化済信号に含まれるオーディオ信号のいかなる時間部分も、１つのフレームのフレーム長に比べれば小さい。これらの小さな部分は、切替イベントの中で、１つの符号化済信号から他の符号化済信号へのクロスフェードのために有用であり、クロスフェードが無い場合に発生する可能性のあるアーチファクトを低減させるのに役立つ。従って、クロスフェード領域を除けば、各時間ドメインブロックは単一ドメインの符号化済信号によって表示される。
【００６６】
図３ｃに示すように、第２符号化分枝５００は、第１ドメインのオーディオ信号即ち信号１９５を第２ドメインへと変換するための変換器５１０を備える。第２符号化分枝５００は、第２ドメインのオーディオ信号を処理して第１処理済信号を得るための第１処理分枝５２２をさらに備え、好適には、この第１処理済信号も第２ドメインであって、第１処理分枝５２２はドメイン変換を実行しない。
【００６７】
第２符号化分枝５００は、第２ドメインのオーディオ信号を第３ドメインへと変換するための第２処理分枝５２３，５２４をさらに備え、この第３ドメインは第１ドメインとも第２ドメインとも異なり、オーディオ信号を第３ドメインで処理し、第２処理分枝５２３，５２４の出力において第２処理済信号を取得する。
【００６８】
第２符号化分枝は、第１処理分枝５２２と第２処理分枝５２３，５２４との間で切替を実行する第２のスイッチ５２１をさらに備え、その結果、第２符号化分枝へと入力されたオーディオ信号の一部分については、第２ドメインの第１処理済信号或いは第３ドメインの第２処理済信号のいずれかが第２符号化済信号の中に存在することになる。
【００６９】
図３ｄは、図３ｃの符号器により生成された符号化されたオーディオ信号を復号化するための対応する復号器を示す。一般的に、第１ドメインオーディオ信号の各ブロックは、任意のクロスフェード領域は別として、第２ドメイン信号，第３ドメイン信号，又は第４ドメイン符号化済信号のうちのいずれかにより表示される。このクロスフェード領域は、臨界サンプリングの制限において最高のシステムを得るために、１つのフレームよりも短い方が望ましい。符号化されたオーディオ信号は、第１符号化済信号と、第２ドメインの第２符号化済信号と、第３ドメインの第３符号化信号とを含み、これら第１符号化済信号，第２符号化済信号，及び第３符号化済信号は全て、復号化されたオーディオ信号の異なる時間部分に関連し、また、復号化されたオーディオ信号に係る第２ドメイン，第３ドメイン及び第１ドメインは互いに異なる。
【００７０】
この復号器は、第１符号化アルゴリズムに基づいて復号化する第１復号化分枝を備える。この第１復号化分枝は、図３ｄでは４３１，４４０により示され、好適には周波数／時間変換器を含む。第１符号化済信号は好適には第４ドメインであり、復号化された出力信号のドメインである第１ドメインへと変換される。
【００７１】
図３ｄの復号器は、複数の要素を含む第２復号化分枝をさらに備える。これらの要素は、第２符号化済信号を逆処理する第１逆処理分枝５３１を含み、このブロック５３１の出力において第１逆処理済信号を第２ドメインで取得する。この第２復号化分枝は、第３符号化済信号を逆処理する第２逆処理分枝５３３，５３４をさらに備え、第２逆処理済信号を第２ドメインで取得する。この第２逆処理分枝は第３ドメインから第２ドメインへの変換を実行する変換器を含む。
【００７２】
この第２復号化分枝は第１結合器５３２をさらに備え、第１逆処理済信号と第２逆処理済信号とを結合し、第２ドメインにおいて１つの信号を取得する。この結合済信号は、第１の時間的瞬間には第１逆処理済信号によってのみ影響を受け、その後のある時間的瞬間には第２逆処理済信号によってのみ影響を受ける。
【００７３】
第２復号化分枝は、結合済信号を第１ドメインへと変換する変換器５４０をさらに備える。
【００７４】
最後に、図３ｄに示す復号器は、ブロック４３１，４４０から出力された第１復号化済信号と、変換器５４０の出力信号とを結合し、復号化された出力信号を第１ドメインで取得する第２結合器６００をさらに備える。この復号化された第１ドメインの出力信号は、第１の時間的瞬間には変換器５４０により出力された信号のみの影響を受け、その後のある時間的瞬間には、ブロック４３１，４４０により出力された第１復号化済信号のみの影響を受ける。
【００７５】
図３ｅはこの状態を符号器側の視点から説明する。図３ｅの上側部分は、概略図的な表現で、時間ドメインオーディオ信号等の第１ドメインオーディオ信号を示し、時間指標は左から右へと増大し、項目３は図３ｃの信号１９５を表示するオーディオサンプルのストリームとして捉えられても良い。図３ｅは、第１符号化済信号と第１処理済信号と第２処理済信号との間で項目４に示されるように切替を実行することで生成されても良い、フレーム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを示す。第１符号化済信号と第１処理済信号と第２処理済信号とは全て異なるドメインにあり、異なるドメイン間での切替が復号器側でのアーチファクトをもたらすことがないようにするために、時間ドメイン信号のフレーム３ａと３ｂとはクロスフェード領域として示されるオーバーラップ領域を有し、このようなクロスフェード領域はフレーム３ｂと３ｃとの間にも存在する。しかし、このようなクロスフェード領域はフレーム３ｃと３ｄとの間には存在しない。つまり、フレーム３ｄもまた第２処理済信号、即ち第３ドメインにおける信号により表示されており、フレーム３ｃと３ｄとの間にはドメイン変化は存在しないという意味である。従って、一般的には、ドメイン変化がない場合にはクロスフェード領域を設けず、ドメイン変換がある場合つまり２つのスイッチのいずれかの切替動作がある場合には、クロスフェード領域、即ちオーディオ信号の部分であって２つの連続する符号化済／処理済信号により符号化される部分を設けることが望ましい。好適には、クロスフェードは他のドメインへの変化のために実行される。
【００７６】
第１符号化済信号又は第２処理済信号が、例えば５０％のオーバーラップを有するＭＤＣＴ処理により生成された場合の本発明の実施例においては、各時間ドメインサンプルは２つの連続するフレームの中に含まれる。しかし、この点は、ＭＤＣＴの特徴により、つまりＭＤＣＴが臨界的にサンプリングされたシステムであるから、オーバーヘッドをもたらすことはない。ここで、臨界的にサンプリングされたとは、スペクトル値の数が時間ドメイン値の数と同じであることを意味する。ＭＣＤＴは次のような利点を持つ。即ち、特別なクロスオーバー領域が無い状態でクロスオーバー効果が提供されるので、あるＭＤＣＴブロックから次のＭＤＣＴブロックへのクロスオーバーを、臨界サンプリングの条件に違反するいかなるオーバーヘッドも無い状態で提供できる。
【００７７】
好適には、第１符号化分枝の中の第１符号化アルゴリズムは情報シンクモデルに基づき、第２符号化分枝の中の第２符号化アルゴリズムは情報ソース又はＳＮＲモデルに基づく。ＳＮＲモデルとは、特定の音響生成メカニズムに関連するものではなく、複数の符号化モードの中から例えば閉ループ判定に基づいて選択可能な１つの符号化モードである。このようにＳＮＲモデルは有効な符号化モデルの１つであるが、音響生成器の物理的な構成とは必ずしも関係がなく、情報シンクモデルとは異なるパラメータ化された符号化モデルの１つであり、閉ループ判定に基づいて、特に様々なモデルからの様々なＳＮＲの結果を比較することで選択可能である。
【００７８】
図３ｃに示すように、制御器３００，５２５が設けられる。この制御器は、図１ａの判定ステージ３００の機能を含んでも良く、さらには図１ａのスイッチ制御装置５２５の機能を含んでも良い。一般的には、この制御器は、第１スイッチ及び第２スイッチを信号適応型の方法で制御する。この制御器は、第１スイッチへと入力された信号や、第１又は第２符号化分枝により出力された信号や、第１及び第２符号化分枝から符号化及び復号化によって得られた信号を、ある目標関数に対して分析する。代替的に又は追加的に、この制御器は、第２スイッチへと入力された信号や、第１処理分枝又は第２処理分枝から出力された信号や、第１処理分枝及び第２処理分枝から処理と逆処理とによって得られた信号を、ある目標関数に対して分析する。
【００７９】
１つの実施例においては、第１符号化分枝又は第２符号化分枝は、ＭＤＣＴ又はＭＤＳＴ（変形離散サイン変換）アルゴリズム等のエイリアシングを導入する時間／周波数変換アルゴリズムを含み、このアルゴリズムはエイリアシング効果をもたらさない単純なＦＦＴとは異なるものである。さらに、１つ又は両方の分枝は量子化／エントロピー符号化ブロックを備える。具体的には、第２符号化分枝の第２処理分枝だけがエイリアシング操作を導入する時間／周波数変換器を含み、第２符号化分枝の第１処理分枝は量子化及び／又はエントロピー符号化器を含むが、いかなるエイリアシング効果も導入しない。エイリアシングを導入する時間／周波数変換器は、好適には、分析ウィンドウ及びＭＤＣＴ変換アルゴリズムを適用するためのウィンドウ化手段を備える。さらに具体的には、このウィンドウ化手段は連続するフレームに対してオーバーラップする方法で窓関数を適用し、その結果、ウィンドウ化された信号の１つのサンプルが少なくとも２つの連続するウィンドウ化済フレームの中に生成される。
【００８０】
ある実施例においては、第１処理分枝はＡＣＥＬＰの符号化手段を備え、第２処理分枝は、スペクトル成分を量子化して量子化済スペクトル成分を得るＭＤＣＴスペクトル変換器及び量子化器を備える。この時、各量子化済スペクトル成分はゼロであるか、又は複数の異なる発生可能な量子化指標の中の１つの量子化指標により定義される。
【００８１】
さらに、第１スイッチ２００は開ループ方式で、第２スイッチは閉ループ方式で作動することが望ましい。
【００８２】
前述したように、両方の符号化分枝はオーディオ信号をブロック単位の方法で符号化する。この場合、第１スイッチ又は第２スイッチはブロック単位で切替を実行し、その結果、切替動作は最低でも信号の所定数のサンプルから成る１つのブロックの後で実行されることになり、この所定数とは対応するスイッチのための１つのフレーム長を形成する数である。このように、第１スイッチによる切替の１単位は例えば２０４８個か１０２８個のサンプルから成るブロックであっても良く、第１スイッチ２００の切替の基になるフレーム長は可変的でも良いが、好適にはこのように長い期間に固定される。
【００８３】
これとは対照的に、第２スイッチ５２１のためのブロック長、即ち第２スイッチ５２１が１つのモードから他のモードへと切替を実行する時間は、第１スイッチのブロック長よりも実質的に短い。好適には、両方のスイッチの各ブロック長は、長いブロック長が短いブロック長の整数倍になるように選択される。好適な実施例においては、第１スイッチのブロック長は２０４８又は１０２４であり、第２スイッチのブロック長は１０２４であるか、より好適には５１２であり、さらに好適には１２８サンプルである。その結果、第１スイッチがたった１回の切替を実行する間に、第２スイッチは最大では１６回の切替を実行できる。しかし、好ましい最大ブロック長比率は、４：１である。
【００８４】
他の実施例においては、制御器３００，５２５は、第１スイッチのためのスピーチ・音楽の識別を、スピーチへの判定が音楽への判定に対して優先されるような方法で実行する。この実施例では、第１スイッチへ入力される１つのフレームの５０％未満がスピーチであり、フレームの５０％を超える比率が音楽である場合でも、スピーチへの判定が実行される。
【００８５】
さらに、第１フレームのかなり小さな部分がスピーチである場合でも、具体的には、第１フレームのある部分がスピーチであって、この部分がより小さな第２フレームの長さの５０％である場合でも、この制御器はスピーチへと切り替える。従って、好適なスピーチ優先切替判定は、例えば第１スイッチのフレーム長に対応するブロックのたった６％又は１２％がスピーチである場合でも、スピーチへの切替を実行する。
【００８６】
このような処理は、ある実施例においては有声音のスピーチコアを有しているような第１処理分枝のビットレート節約能力を十分に活用するために好ましく、また、大きな第１フレームの非スピーチである残りの部分についても全く品質低下を招かないためにも好ましい。第２処理分枝は変換器を含み、従って非スピーチ信号をも有するオーディオ信号にとって有益である。好ましくは、この第２処理分枝は臨界サンプリングされたオーバーラップＭＤＣＴを含み、このＭＤＣＴは、オーバーラップ及び加算等のような時間ドメインのエイリアシング除去処理によって、小さいウィンドウサイズであっても高効率でエイリアシングのない操作を復号器側において提供する。さらに、好適にはＡＡＣのようなＭＤＣＴ符号化分枝である第１符号化分枝に対しては、大きなブロック長が有益である。なぜなら、非スピーチ信号は通常かなり静的であり、長い変換ウィンドウが高い周波数分解能、つまり高品質を提供し、加えて、聴覚心理的に制御された量子化モジュールによってビットレート効率を提供するからである。このモジュールはまた、第２符号化分枝の第２処理分枝における変換ベースの符号化モードに対しても適用することができる。
【００８７】
図３ｄの復号器に関しては、伝送された信号が図３ｅに示すサイド情報４ａのような明示的な指標を含むことが好ましい。このサイド情報４ａは、図３ｄには示されていないビットストリームパーサによって抽出され、対応する第１符号化済信号，第１処理済信号，又は第２処理済信号を、図３ｄに記載の第１復号化分枝，第１逆処理分枝又は第２逆処理分枝のような処理器へと正しく出力する。従って、符号化済信号は、符号化済／処理済信号だけではなく、これらの信号に関連するサイド情報も含む。しかし、他の実施例においては、復号化側のビットストリームパーサが所定の信号の間に読み取ることができるような暗示的な信号化があっても良い。図３ｅに関して説明すれば、第１処理済信号又は第２処理済信号が第２符号化分枝の出力であり、従って、第２符号化済信号である。
【００８８】
好適には、第１復号化分枝及び／又は第２逆処理分枝は、スペクトルドメインから時間ドメインへ変換するためのＭＤＣＴ変換を含む。このためオーバーラップ・加算器が設けられ、時間ドメインエイリアシング除去機能を実行し、同時にクロスフェード効果を提供し、ブロッキングアーチファクトを防止する。一般的に、第１復号化分枝は第４ドメインで符号化された信号を第１ドメインへと変換し、第２逆処理分枝は第３ドメインから第２ドメインへの変換を実行し、第１結合器の次に接続された変換器は第２ドメインから第１ドメインへの変換を実行する。その結果、結合器６００の入力においては第１ドメインの信号だけが存在し、これらの信号が図３ｄの実施例においては復号化された出力信号を表示する。
【００８９】
図４ａと図４ｂは２つの異なる実施例を示し、その相違点はスイッチ２００の位置である。図４ａでは、スイッチ２００は共通前処理ステージ１００の出力と２つの符号化分枝４００，５００の入力との間に配置される。図４ａの実施例では、オーディオ信号が単一の符号化分枝にだけ入力されることが保証され、共通前処理ステージの出力に接続されない他の符号化分枝は作動せず、よってスイッチオフか又はスリープ状態となる。この実施例は次のような利点がある。即ち、非作動の符号化分枝が電力及び演算資源を消費せず、この点がモバイルアプリケーション、特に電池式電源であることから消費電力には全体的な制限があるアプリケーションに対して有益である。
【００９０】
しかし、他方、図４ｂの実施例は消費電力が問題ではない場合には好適と言える。この実施例では、両方の分枝４００と５００とが常に作動状態であり、所定の時間部分及び／又は所定の周波数部分のために選択された符号化分枝の出力だけがビットストリームフォーマッタへと出力される。このフォーマッタはビットストリームマルチプレクサ８００として構成されても良い。つまり、図４ｂの実施例では、両方の符号化分枝が常に作動しており、判定ステージ３００により選択された符号化分枝の出力だけが出力ビットストリームの中へ組み込まれ、選択されない他の符号化分枝の出力は放棄される。即ち、出力ビットストリームであり符号化されたオーディオ信号の中へは組み込まれない。
【００９１】
図４ｃは好適な復号器の構成の他の実施形態を示す。可聴アーチファクト、特に、第１復号器が時間エイリアシング生成復号器又は一般的に言えば周波数ドメイン復号器であり、第２復号器が時間ドメインの装置である場合に発生するアーチファクトを回避するために、第１復号器４５０及び第２復号器５５０により出力されたブロック又はフレーム間の境界は、特に切替状態においては完全に連続的というわけではない。従って、第１復号器４５０の第１ブロックが出力され、かつ、後続の時間部分のために第２復号器のブロックが出力される場合には、クロスフェードブロック６０７によりクロスフェード操作を実行することが望ましい。この目的のため、クロスフェードブロック６０７は図４ｃの６０７ａ，６０７ｂ，６０７ｃで示すように構成されても良い。各分枝は正規化スケールで０〜１の間の重み付けファクタｍ1、ｍ2を持つ重み付け手段を備えても良く、この重み付けファクタは６０９に示すように変化可能である。このようなクロスフェード化規則により連続的でスムーズなクロスフェード化が確実に行われ、加えて、ユーザーはいかなるラウドネスの変化も知覚しないことが保証される。線形クロスフェード規則の代わりに、ｓｉｎ2クロスフェード規則等の非線形クロスフェード規則も適用可能である。
【００９２】
ある瞬間において、第１復号器の最後のブロックが１つのウィンドウを使用して生成され、このウィンドウが実際にこのブロックのフェードアウトを実行したとする。この場合、ブロック６０７ａの重み付けファクタｍ1は１に等しく、現実にこの分枝にはいかなる重み付けも必要ではない。
【００９３】
第２復号器から第１復号器への切替が実行され、また第２復号器がブロックの最後に向かって出力を実際にフェードアウトさせるウィンドウを含む場合には、その後は「ｍ2」で記載した重み付け手段は必要ではなくなるであろうし、又は重み付けパラメータは全体のクロスフェード領域に亘って１に設定することもできる。
【００９４】
切替の後の最初のブロックがウィンドウ操作を使用して生成された時、また、このウィンドウが実際にその操作の中でフェードを実行した時には、その後は対応する重み付けファクタが１に設定されても良く、その結果、重み付け手段が実際に必要でなくなる。このように、最後のブロックがフェードアウトするように復号器によりウィンドウ操作された時、また、切替の後の最初のブロックが復号器によりフェードインをもたらすようにウィンドウ操作された時、その後、重み付け手段６０７ａ，６０７ｂは不要となり、加算器６０７ｃによる加算操作だけで十分である。
【００９５】
この場合、最後のフレームのフェードアウト部分と次のフレームのフェードイン部分とが、ブロック６０９で示されたクロスフェード領域を構成する。さらに、このような状態では、一方の復号器の最後のブロックが他方の復号器の最初のブロックと所定の時間的オーバーラップを持つことが望ましい。
【００９６】
もしクロスフェード操作が必要でないか、可能でないか、望ましくない場合、又は一方の復号器から他方の復号器へのハードな切替だけが可能である場合には、そのような切替は、オーディオ信号の無音の一節において実行するか、或いは少なくともオーディオ信号の中の低いエネルギーを持つ一節、即ち無音又は殆ど無音と知覚される部分において実行することが望ましい。好適には、このような実施例においては、切替イベントの次の対応する時間部分が、例えばオーディオ信号の平均エネルギーよりも低いエネルギーを持つ場合にだけ、さらに好ましくは、オーディオ信号の例えば２つ以上の時間部分／フレームに関連するオーディオ信号平均エネルギーの５０％よりも低いエネルギーを持つ場合にだけ、判定ステージ３００はスイッチ２００が活性化することを許可する。
【００９７】
好適には、第２符号化規則／復号化規則はＬＰＣベースの符号化アルゴリズムである。ＬＰＣベースのスピーチ符号化においては、準周期的(quasi-periodic)インパルス状の励振信号分節又は信号部分と、ノイズ状の励振信号分節又は信号部分との間の区別が行われる。これは、図７ｂのような非常に低いビットレートＬＰＣボコーダ（２．４ｋｂｐｓ）に対して実行される。しかし、中位のレートのＣＥＬＰ符号化手段においては、適応型コードブック及び固定型コードブックからのスケールされたベクトルの足し算によって励振信号が得られる。
【００９８】
準周期的インパルス状の励振信号分節、即ち特定のピッチを持つ信号分節は、ノイズ状の励振信号分節とは異なるメカニズムを用いて符号化される。準周期的インパルス状の励振信号が有声音のスピーチに関連する一方で、ノイズ状信号は無声音のスピーチに関連する。
【００９９】
例示的に図５ａ〜図５ｄを参照する。ここでは、準周期的インパルス状の信号分節又は信号部分と、ノイズ状の信号分節又は信号部分とについて例示的に説明する。具体的には、図５ａでは時間ドメインで示され、図５ｂでは周波数ドメインで示される有声音スピーチは、準周期的インパルス状の信号部分の一例として説明し、ノイズ状信号の一例としての無声音スピーチは、図５ｃと図５ｄに関連して説明する。
【０１００】
スピーチは、一般的に、有声音、無声音又はそれらの混合として分類される。サンプル化された有声音及び無声音の分節についての時間及び周波数ドメインの図表を図５ａ〜図５ｄに示す。有声音のスピーチは、時間ドメインにおいては準周期的であり、周波数ドメインにおいてはハーモニックに構成されている一方で、無声音スピーチは、ランダム状で広帯域である。有声音スピーチの短時間スペクトルは、その繊細でハーモニックなフォルマント構成により特徴付けられる。この繊細でハーモニックな構成は、スピーチの準周期的な性格の結果であり、振動する声帯に起因すると言っても良い。フォルマント構成（スペクトル包絡）は、ソース及び発声経路の相互作用によるものである。発声経路は、咽頭と口腔から成る。有声音スピーチの短時間スペクトルに「適合」するスペクトル包絡の形は、発声経路の変換特性と音門パルスによるスペクトル傾斜（６ｄＢ／オクターブ）とに関連する。スペクトル包絡は、フォルマントと呼ばれるピークの集合体により特徴付けられる。フォルマントは発声経路の反響モードである。平均的な発声経路に対し、５ｋＨｚ未満の３〜５個のフォルマントが存在する。通常は３ｋＨｚ未満で発生する初めの３つのフォルマントの振幅と位置は、スピーチ合成と知覚との両方において非常に重要である。これより高いフォルマントも、広帯域で無声音のスピーチ表現にとって重要である。スピーチの特性は、以下のような物理的なスピーチ生成システムに関連している。つまり、有声音のスピーチは、声帯を振動させることで生成される準周期的な声門空気パルスにより、発声経路を励振することで生成される。周期的パルスの周波数は、基本周波数又はピッチと呼ばれている。無声音スピーチは、発声経路内の狭窄に対して呼気を強制通過させることで生成される。鼻音は鼻孔経路を発声経路に音響的に結合させることで生成され、破裂音は発声経路の中にある閉鎖部分の後部に形成された呼気圧力を急激に解放することで生成される。
【０１０１】
図５ｃや図５ｄに示すようなオーディオ信号のノイズ状部分は、いかなるインパルス状の時間ドメイン構造もハーモニックな周波数ドメイン構造も示さず、例えば図５ａや図５ｂに示すような準周期的インパルス状部分とも異なる。しかし、後段で説明するように、ノイズ状部分と準周期的インパルス状部分との間の区別は、励振信号のためのＬＰＣの後で実行されても良い。ＬＰＣとは、発声経路をモデル化し、その信号から発声経路の励振を抽出する方法である。
【０１０２】
さらに、準周期的インパルス状部分とノイズ状部分とは時間的な挙動で発生可能である。即ち、オーディオ信号の時間的なある部分はノイズ状であり、オーディオ信号の時間的な他の部分は準周期的、即ち調性があるという意味である。代替的に又は追加的に、異なる周波数帯域では信号の特性も異なる可能性がある。従って、オーディオ信号がノイズ状か又は調性を有するかという判別もまた、ある所定の周波数帯域又は複数の所定の周波数帯域がノイズ状と判別され、他の周波数帯域が調性を有すると判別されるように、周波数選択的に実行されても良い。この場合には、オーディオ信号のある時間部分が調性要素とノイズ要素とを含んでいても良い。
【０１０３】
図７ａはスピーチ生成システムの線形モデルを示す。このシステムは２段階の励振を想定している。即ち、図７ｃに示すような有声音スピーチのためのインパルス列と、図７ｄに示すような無声音スピーチのためのランダムノイズである。発声経路は全極フィルタ７０としてモデル化され、このフィルタは声門モデル７２により生成された図７ｃ又は図７ｄに示すようなパルスを処理する。よって、図７ａに示すシステムは図７ｂの全極フィルタモデルに削減されることができ、このモデルは、ゲインステージ７７、前方向経路７８、フィードバック経路７９、及び加算ステージ８０を備える。フィードバック経路７９には予測フィルタ８１が設けられ、図７ｂに示す全体のソースモデル合成システムはＺドメイン関数を用いて次のように表現できる。
【数２】
2011527454.tif 000004
ここで、ｇはゲインを示し、Ａ（ｚ）はＬＰ分析により決定された予測フィルタであり、Ｘ（ｚ）は励振信号であり、Ｓ（ｚ）は合成スピーチ出力である。
【０１０４】
図７ｃと図７ｄは、線形ソースシステムモデルを使用した有声音と無声音のスピーチ合成を時間ドメインで図示したものである。このシステムと上記等式における励振パラメータとは未知であり、スピーチサンプルの有限セットから決定される必要がある。Ａ（ｚ）の係数は入力信号の線形予測とフィルタ係数の量子化とを使用して取得される。ｐ次の前方線形予測においては、スピーチシーケンスの現在のサンプルは、ｐ個の通過サンプルの線形結合から予測される。予測器の係数は、Levinson-Durbinアルゴリズム等の公知のアルゴリズムか、又は一般的には自動相関法(autocorrelation method)や反射法(reflection method)により決定することができる。
【０１０５】
図７ｅは、ＬＰＣ分析ブロック５１０のさらに詳細な構成を示す。オーディオ信号は、フィルタ情報Ａ（ｚ）を決定するフィルタ決定ブロック８３へと入力される。この情報は、復号器のために必要な短期間予測情報として出力される。この短期間予測情報は現実の予測フィルタ８５にとって必要である。減算器８６においては、オーディオ信号の現時点のサンプルが入力され、その現時点のサンプルに対する予測値が減算され、その結果、このサンプルのための予測誤差信号がライン８４において生成される。図７ｃや図７ｄはこのような予測誤差信号サンプルのシーケンスを非常に概略的に示している。従って、図７ａ，図７ｂは一種の調整されたインパルス状信号として見ることもできる。
【０１０６】
図７ｅは励振信号を計算する好適な方法を示す。他方、図７ｆは重み付き信号を計算する好適な方法を示し、図７ｅとは対照的に、γが１でないときにはフィルタ８５は異なる。γは１よりも小さな値が好ましい。さらにブロック８７が存在し、μは１よりも小さい数が好ましい。一般的に、図７ｅ及び図７ｆの構成要素は、非特許文献２又は非特許文献１に従って構成されても良い。
【０１０７】
図７ｇは逆処理を示し、この逆処理は、復号器側において図２ｂに示す要素５３７等に対して適用されても良い。特に、ブロック８８は重み付き信号から非重み付き信号を生成し、ブロック８９はこの非重み付き信号から励振信号を計算する。一般的に、図７ｇの非重み付き信号を除く全ての信号はＬＰＣドメインであるが、励振信号と重み付き信号とは同じドメイン内の異なる信号である。ブロック８９は励振信号を出力し、その後、この出力信号とブロック５３６の出力信号とを一緒に使用することができる。その後、共通逆ＬＰＣ変換が図２ｂのブロック５４０において実行される。
【０１０８】
次に、合成による分析ＣＥＬＰ符号器を図６に関連して説明し、このアルゴリズムに適用される修正について説明する。このＣＥＬＰ符号器は非特許文献３の中で詳細に記載されている。図６に示すＣＥＬＰ符号器は、長期間予測要素６０と短期間予測要素６２とを含む。さらに、コードブック６４も使用される。知覚的重み付けフィルタＷ（ｚ）６６と、誤差最小化制御器６８とが設けられている。ｓ（ｎ）は時間ドメイン入力信号である。知覚的に重み付けされた後に、重み付き信号は減算器６９へと入力され、この減算器は、ブロック６６の出力における重み付きの合成信号と、元の重み付き信号ｓw（ｎ）との間の誤差を計算する。一般的に、短期間予測フィルタ係数Ａ（ｚ）はＬＰ分析ステージで計算され、その係数は図７ｅに示すようにＡ（ｚ）で量子化される。長期間予測ゲインｇとベクトル量子化指標、即ちコードブック参照表とを含む長期間予測情報ＡL（ｚ）は、図７ｅの中で番号１０ａとして示されるＬＰＣ分析ステージの出力において、その予測誤差信号について計算される。ＬＴＰ（長期間予測）パラメータはピッチ遅延とゲインである。ＣＥＬＰにおいては、これは通常、過去の励振信号（残余ではない）を含む適応型コードブックとして構成されている。適応型コードブックの遅延及びゲインは、平均二乗重み付き誤差を（閉ループピッチ探索により）最小化することで求められる。
【０１０９】
次に、ＣＥＬＰアルゴリズムは、例えばガウス列のコードブックを使用して、短期間予測及び長期間予測の後で得られた残余信号を符号化する。「代数」を表す「Ａ」を持つＡＣＥＬＰアルゴリズムは、特定の代数的に設計されたコードブックを有する。
【０１１０】
コードブックはいくつかのベクトルを持ち、各ベクトルの長さはいくつかのサンプルの長さを表す。ゲインファクタｇはコードベクトルをスケールし、その利得コードは長期間予測合成フィルタと短期間予測合成フィルタとにより濾波される。減算器６９の出力における知覚的な重み付き平均二乗誤差が最小となるように、「最適な」コードベクトルが選択される。ＣＥＬＰにおける探索プロセスは、図６に示すような合成による分析最適化によって実行される。
【０１１１】
１つのフレームが無声音スピーチと有声音スピーチの混合である場合、又は音楽の上にスピーチが載っている場合のような特異な場合には、ＴＣＸ符号化がＬＰＣドメインにおける励振信号を符号化するためにより適切であり得る。ＴＣＸ符号化は、周波数ドメインにおける重み付き信号を、励振生成を全く想定することなく処理する。ゆえに、ＴＣＸ符号化は、ＣＥＬＰ符号化に比べてより一般的であり、励振の有声音又は無声音ソースモデルに限定されることはない。ＴＣＸは、スピーチ状信号のフォルマントをモデル化するための、線形予測的フィルタを使用するソース・フィルタモデル符号化である。
【０１１２】
ＡＭＲ−ＷＢ＋のような符号化においては、ＡＭＲ−ＷＢ＋解説書から知られるように、様々なＴＣＸモード及びＡＣＥＬＰの間の選択が行われる。ＴＣＸモードには、異なるモードに対してブロック毎の離散フーリエ変換の長さが異なるという点から様々なものがあり、合成による分析の手法や直接的な「フィードフォワード」モードによって最適なモードが選択可能である。
【０１１３】
図２ａと図２ｂに関連して説明したように、共通前処理ステージ１００は、好適にはジョイント多チャネル（サラウンド／ジョイントステレオ装置）１０１を備え、帯域拡張ステージ１０２をさらに備える。これに対応して、復号器は、帯域拡張ステージ７０１と、次に接続されたジョイント多チャネルステージ７０２とを含む。好適には、信号処理方向において、符号器では、ジョイント多チャネルステージ１０１が帯域拡張ステージ１０２の前に接続され、復号器側では、帯域拡張ステージ７０１がジョイント多チャネルステージ７０２の前に接続される。しかし、代替的に、共通前処理ステージは、後続の帯域拡張を持たないジョイント多チャネルステージを含んでも良いし、又は、後続のジョイント多チャネルステージを持たない帯域拡張ステージを含んでも良い。
【０１１４】
符号器側のジョイント多チャネルステージ１０１ａと１０１ｂと、復号器側のジョイント多チャネルステージ７０２ａと７０２ｂのための好適な例を、図８に関連して説明する。Ｅ個のオリジナル入力チャネルがダウンミキサ１０１ａへと入力され、その結果、ダウンミキサはＫ個の伝送チャネルを生成する。ここで、Ｋは１以上であり且つＥ以下の数である。
【０１１５】
好適には、Ｅ個の入力チャネルは、パラメトリック情報を生成するジョイント多チャネルパラメータ分析器１０１ｂへと入力される。このパラメトリック情報は、好適には、差分符号化の後にハフマン符号化を続けるか、又は代わりに算術符号化を続けるか等の操作により、エントロピー符号化されている。ブロック１０１ｂにより出力された符号化済パラメトリック情報は、パラメータ復号器７０２ｂへと伝送され、この復号器は図２ｂに示す装置７０２の一部であっても良い。パラメータ復号器７０２ｂは伝送されたパラメトリック情報を復号化し、復号化されたパラメトリック情報をアップミキサ７０２ａへと出力する。アップミキサ７０２ａは、Ｋ個の伝送されたチャネルを受け取り、Ｌ個の出力チャネルを生成する。ここで、Ｌの数はＫ以上であり、且つＥ以下である。
【０１１６】
パラメトリック情報は、ＢＣＣ技術から知られ、或いはＭＰＥＧサラウンド標準において公知であり且つ詳細に記述されている、チャネル間レベル差，チャネル間時間差，チャネル間位相差，及び／又はチャネル間コヒーレンスを含んでも良い。伝送されるチャネルの数は、超低ビットレートアプリケーションのための単一モノラルチャネルであっても良く、又は、互換性のあるステレオアプリケーション或いは互換性のあるステレオ信号、即ち２つのチャネルを含んでいても良い。典型的には、Ｅ個の入力チャネルの個数とは５又はそれ以上であっても良い。代替的に、Ｅ個の入力チャネルの個数は、空間オーディオオブジェクト符号化（ＳＡＯＣ）において知られるＥ個のオーディオオブジェクトの個数であっても良い。
【０１１７】
ある実施形態においては、ダウンミキサは、オリジナルのＥ個の入力チャネルの重み付き又は非重み付きの加算、又はＥ個の入力オーディオオブジェクトの加算を実行する。入力チャネルがオーディオオブジェクトの場合には、ジョイント多チャネルパラメータ分析器１０１ｂは、オーディオオブジェクトの間の相関行列等のオーディオオブジェクトパラメータを、好適には各時間部分に対し、さらに好適には各周波数帯域に対して計算する。この目的のために、全体の周波数領域は、少なくとも１０個、好適には３２個或いは６４個の周波数帯域に分割されても良い。
【０１１８】
図９は、図２ａの帯域拡張ステージ１０２と、これに対応する図２ｂの帯域拡張ステージ７０１との構成の好適な実施例を示す。符号器側では、帯域拡張ブロック１０２は、低域通過フィルタブロック１０２ｂとダウンサンプルブロックと高帯域分析器１０２ａとを備えることが好ましく、ダウンサンプルブロックは、低域通過フィルタの後に続くか、又はＱＭＦ帯域の半分だけについて作動する逆ＱＭＦの一部である。帯域拡張ブロック１０２へと入力されたオリジナルオーディオ信号は低域通過濾波され、低帯域信号を生成し、次に符号化分枝及び／又はスイッチへと入力される。この低域通過フィルタは、３ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの領域でも良いカットオフ周波数を持つ。さらに、帯域拡張ブロック１０２は、スペクトル包絡パラメータ情報，ノイズフロアパラメータ情報，逆濾波パラメータ情報，高帯域内の所定のハーモニックラインに関連する他のパラメトリック情報，及びＭＰＥＧ４標準のスペクトル帯域複製に関連する章に詳細に記載されている他の追加的なパラメータ等の帯域拡張パラメータを計算するための、高域分析器をさらに含む。
【０１１９】
復号器側においては、帯域拡張ブロック７０１は、パッチャ７０１ａと調整器７０１ｂと結合器７０１ｃとを備える。結合器７０１ｃは、復号化された低帯域信号と、調整器７０１ｂにより出力された再構築済及び調整済の高帯域信号とを結合する。調整器７０１ｂへの入力はパッチャにより供給されるが、このパッチャは、スペクトル帯域複製や一般的には帯域拡張により低帯域信号から高帯域信号を導出する。パッチャ７０１ａにより実行されるパッチングは、ハーモニックな方法で実行されるパッチングでも、又は非ハーモニックな方法で実行されるパッチングでも良い。このパッチャ７０１ａにより生成された信号は、次に、伝送されたパラメトリック帯域拡張情報を使用して調整器７０１ｂにより調整される。
【０１２０】
好適な実施例においては、図８及び図９に示すように、上述のブロックがモード制御入力を備えても良い。このモード制御入力は、判定ステージ３００の出力信号から導出される。このような好適な実施例においては、判定ステージの出力、即ちオーディオ信号の所定の時間部分がスピーチか音楽かという判定に対し、対応するブロックの特性を順応させても良い。好適には、このモード制御はこれらブロックの１つ以上の機能に関連しても良いが、しかし、ブロックの全ての機能に対して関連したものではない。例えば、上記判定はパッチャ７０１ａにだけ影響を与えるが、図９の他のブロックに対しては影響を与えなくても良いし、例えば図８のジョイント多チャネルパラメータ分析器１０１ｂにだけ影響を与えるが、図８の他のブロックに対しては影響を与えなくても良い。このような構成は、好適には、共通前処理ステージに柔軟性を持たせることで、高い柔軟性と高い品質と低ビットレートの出力信号とを得ることを目的としている。しかし、他方、共通前処理ステージにおいて両方の種類の信号に対してアルゴリズムを使用することで、効率的な符号化／復号化スキームの実行を可能になる。
【０１２１】
図１０ａと図１０ｂは、判定ステージ３００の２つの異なる構成を示す。図１０ａにおいては、開ループの判定が示される。ここでは、判定ステージ内の信号分析器３００ａが所定の規則を持ち、入力信号の所定の時間部分又は所定の周波数部分の特性を分析し、この信号部分は第１符号化分枝４００で符号化すべきか、又は第２符号化分枝５００で符号化すべきかについての判定を行う。この目的のため、信号分析器３００ａは、共通前処理ステージへのオーディオ入力信号を分析しても良く、共通前処理ステージによる出力信号即ちオーディオ中間信号を分析しても良く、又は図８に示すようにモノラル信号やｋ個のチャネルを持つ信号でも良いダウンミキサからの出力信号等の共通前処理ステージ内の中間信号を分析しても良い。出力側では、信号分析器３００ａは、符号器側のスイッチ２００と、復号器側の対応するスイッチ又は結合器６００とを制御するための切替判定を生成する。
【０１２２】
第２スイッチ５２１については詳細に説明していないが、図４ａ，図４ｂに関連して説明したように、第２スイッチ５２１も第１スイッチ２００と同様の方法で配置されても良い。従って、図３ｃにおけるスイッチ５２１は、両方の処理分枝５２２と５２３，５２４との出力側に代替的に配置してもよく、その場合、両方の分枝が並行して作動し、１つの処理分枝の出力だけが図３ｃには示されていないビットストリーム形成器を介してビットストリームへと書き込まれる。
【０１２３】
さらに、第２結合器６００は図４ｃで説明したような特定のクロスフェード機能を持っても良い。代替的又は追加的に、第１結合器５３２も同じクロスフェード機能を持っても良い。さらにまた、両方の結合器が同じクロスフェード機能を持っても良く、異なるクロスフェード機能を持っても良く、或いは、クロスフェード機能が全くない、つまり両方の結合器がクロスフェード機能を全く持たないスイッチであっても良い。
【０１２４】
既に上述したが、両方のスイッチは、図１０ａ及び図１０ｂに関連して説明したように、開ループの判定を介しても、又は閉ループの判定を介しても制御することができる。このとき、図３ｃの制御器３００，５２５は、両方のスイッチに対し異なる機能を持っても良いし、同じ機能を持っても良い。
【０１２５】
さらに、信号適応型の時間ワーピング機能は、第１符号化分枝又は第１復号化分枝に存在できるだけではなく、符号器側の第２符号化分枝の第２処理分枝にも、さらには復号器側にも存在しても良い。処理済信号に依存して、両方の時間ワーピング機能が同じ時間ワーピング情報を持ち、第１ドメインにおいても第２ドメインにおいても同じ時間ワーピングが適用されても良い。この場合には処理の負担が軽減されるので、いくつかの場合、即ち連続するブロックが類似する時間ワーピングの時間特性を持つ場合に役立つであろう。しかし、他の実施例においては、第１符号化分枝と第２符号化分枝の第２処理分枝とのために、それぞれ独立した時間ワープ評価器を持つことが望ましい。
【０１２６】
本発明の符号化されたオーディオ信号は、デジタル記憶媒体に記憶されることが可能であり、インターネットのような無線伝送媒体又は有線伝送媒体等、伝送媒体を介して伝送されることも可能である。
【０１２７】
他の実施例では、図１ａ又は図２ａのスイッチ２００が、２つの符号化分枝４００，５００の間で切替を行う。さらに他の実施例では、第３符号化分枝，第４符号化分枝，又はそれ以上の符号化分枝等、追加的な符号化分枝を持つことができる。復号器側においては、図１ｂ又は図２ｂのスイッチ６００が２つの復号化分枝の間、即ち分枝４３１，４４０と、分枝５３１，５３２，５３３，５３４，５４０との間で切替を実行する。さらに他の実施例では、第３復号化分枝，第４復号化分枝又はそれ以上の復号化分枝等、追加的な復号化分枝を持つことができる。同様に、そのように追加的な符号化／復号化分枝が有る場合には、他のスイッチ５２１又は５３２は、２つ以上の異なる符号化アルゴリズムの間で切替を行っても良い。
【０１２８】
上述した実施の形態は、本発明の原理を単に例示的に示したにすぎない。本明細書に記載した構成及び詳細について、修正及び変更が可能であることは、当業者にとって明らかである。従って、本発明は、以下に添付する特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定されるものであり、本明細書に実施形態の説明及び解説の目的で提示した具体的詳細によって限定されるものではない。
【０１２９】
本発明の方法の所定の実施条件に依るが、本発明の方法は、ハードウエア又はソフトウエアにおいて構成可能である。この構成は、その中に格納される電子的に読出し可能な制御信号を有し、本発明の方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働する、デジタル記憶媒体、特に、ディスク，ＤＶＤ，又はＣＤなどを使用して実行することができる。従って、本発明は一般的に、機械読出し可能なキャリアに記憶されたプログラムコードを有する、コンピュータプログラム製品であり、このプログラムコードは、当該コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で作動するときに、本発明の方法を実行するよう作動するものである。換言すれば、本発明の方法は、当該コンピュータプログラムがコンピュータ上で作動するときに、本発明の方法の少なくとも１つを実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラムである。
【図１ａ】
2011527454.tif 000005
【図１ｂ】
2011527454.tif 000006
【図１ｃ】
2011527454.tif 000007
【図２ａ】
2011527454.tif 000008
【図２ｂ】
2011527454.tif 000009
【図２ｃ】
2011527454.tif 000010
【図３ａ】
2011527454.tif 000011
【図３ｂ】
2011527454.tif 000012
【図３ｃ】
2011527454.tif 000013
【図３ｄ】
2011527454.tif 000014
【図３ｅ】
2011527454.tif 000015
【図４ａ】
2011527454.tif 000016
【図４ｂ】
2011527454.tif 000017
【図４ｃ】
2011527454.tif 000018
【図５ａｂ】
2011527454.tif 000019
【図５ｃｄ】
2011527454.tif 000020
【図６】
2011527454.tif 000021
【図７ａ】
2011527454.tif 000022
【図７ｂ】
2011527454.tif 000023
【図７ｃ】
2011527454.tif 000024
【図７ｄ】
2011527454.tif 000025
【図７ｅ】
2011527454.tif 000026
【図７ｆ】
2011527454.tif 000027
【図７ｇ】
2011527454.tif 000028
【図８】
2011527454.tif 000029
【図９】
2011527454.tif 000030
【図１０ａ】
2011527454.tif 000031
【図１０ｂ】
2011527454.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
図７ａはスピーチ生成システムの線形モデルを示す。このシステムは２段階の励振を想定している。即ち、図７ｃに示すような有声音スピーチのためのインパルス列と、図７ｄに示すような無声音スピーチのためのランダムノイズである。発声経路は全極フィルタ７０としてモデル化され、このフィルタは声門モデル７２により生成された図７ｃ又は図７ｄに示すようなパルスを処理する。よって、図７ａに示すシステムは図７ｂの全極フィルタモデルに削減されることができ、このモデルは、ゲインステージ７７、前方向経路７８、フィードバック経路７９、及び加算ステージ８０を備える。フィードバック経路７９には予測フィルタ８１が設けられ、図７ｂに示す全体のソースモデル合成システムはＺドメイン関数を用いて次のように表現できる。
【数２】
2011527454.tif 000033
ここで、ｇはゲインを示し、Ａ（ｚ）はＬＰ分析により決定された予測フィルタであり、Ｘ（ｚ）は励振信号であり、Ｓ（ｚ）は合成スピーチ出力である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１ａ】
2011527454.tif 000034
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１ｃ】
2011527454.tif 000035
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４ａ】
2011527454.tif 000036
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４ｂ】
2011527454.tif 000037
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４ｃ】
2011527454.tif 000038
【国際調査報告】
2011527454.tif 000039
2011527454.tif 000040
2011527454.tif 000041