(57)【要約】複数の連続したセグメントの各々についての、サンプリングされた信号値の各々の組によって表されるオーディオ信号（ｘ）の、符号化を開示する。サンプリングされた信号値は、複数の連続したセグメントのそれぞれについて、正弦波成分（ＣＳ）を特定するために用いられる。正弦波成分（ＣＳ）が、サンプリングされた信号値から差し引かれ、オーディオ信号の第１の残存成分（ｘ３）を表す値の組（ｓ１，ｓ２）が与えられる。第１の残存成分（ｘ３）は、選択された音成分が除去され、オーディオ信号の第２の残存成分（ｘ３’）を表す値の組（ｓ１’，ｓ２’）が与えられるように、調整される（１８）。第２の残存成分は、第２の残存成分（ｘ３’）を近似するノイズパラメータ（ＣＮ）を特定することによりモデリングされ（１４）、ノイズパラメータ（ＣＮ）と正弦波成分を表すコード（ＣＳ）とを含む、符号化されたオーディオストリーム（ＡＳ）が生成される。
2006508385.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、
複数の連続したセグメントの各々について、サンプリングされた信号値の各々の組を与える工程と、
前記サンプリングされた信号値を分析して、前記複数の連続したセグメントの各々について、ゼロ個以上の正弦波成分を特定する分析工程と、
前記サンプリングされた信号値から、前記正弦波成分を差し引いて、前記オーディオ信号の第１の残存成分を表す値の組を与える差引工程と、
前記第１の残存成分から選択された音成分を除去し、前記オーディオ信号の第２の残存成分を表す値の組を与えるように、前記オーディオ信号の前記第１の残存成分を調整する調整工程と、
前記第２の残存成分を近似するノイズパラメータを特定することにより、前記オーディオ信号の前記第２の残存成分をモデリングする工程と、
前記ノイズパラメータと、前記正弦波成分を表すコードとを含む、符号化されたオーディオストリームを生成する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記調整工程が、
前記オーディオ信号の前記第１の残存成分を表す前記値の組の、連続したセグメントについて、周波数スペクトル表現を与える工程と、
各周波数スペクトル表現内において、選択された周波数を減衰させる工程と、
前記選択された周波数が減衰された前記周波数スペクトル表現の、前記連続したセグメントについて、時間領域表現を与える工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記減衰させる工程が、
前記周波数スペクトル表現から、最も大きなエネルギーを有するピークを繰返し除去する工程を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
除去された前記ピークのエネルギーが、該ピークが除去された元である前記周波数スペクトル表現の全体のエネルギーの、所与の割合未満であるときに、前記繰返しが終了させられることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記エネルギーのレベルが、前記連続したセグメントの長さに反比例することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記繰返しが、固定回数の繰返し後に終了させられることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項７】
前記減衰させる工程が、
前記周波数スペクトル表現から、固定された個数の最も大きなエネルギーを有するピークを除去する工程を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項８】
前記減衰させる工程が、
前記周波数スペクトル表現に対する前記連続したセグメントに対応する、連続したセグメントを表す前記正弦波成分の各々について、周波数値を特定する工程と、
前記正弦波成分の各々に対する前記周波数値の領域において、前記周波数スペクトル表現の周波数値を減衰させる工程とを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項９】
前記減衰させる工程が、
前記周波数スペクトル表現に対する前記連続したセグメントに対応する、連続したセグメントを表す前記正弦波成分の各々について、第１のエネルギー値を特定する工程と、
前記周波数スペクトル表現に対する前記連続したセグメントに対応する、前記連続したセグメント内のサンプリングされた信号値について、第２のエネルギー値を特定する工程と、
前記周波数スペクトル表現を、音響心理学的モデルに基づく周波数帯に分割する工程と、
前記第１のエネルギー値と前記第２のエネルギー値とが類似している周波数帯について、該周波数帯の値をゼロとする工程とを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１０】
前記符号化されたオーディオストリームが、値がゼロとされた周波数帯のシーケンスを表すランレングス符号化によって生成されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記分析工程が、
関連付けられた正弦波成分のトラックを含む正弦波コードを生成する工程と、
該正弦波コードを用いて、前記正弦波成分を合成する工程とを含み、
前記差引工程が、
前記サンプリングされた信号値から、該合成された信号値を差し引いて、前記オーディオ信号の前記第１の残存成分を表す前記値の組を与える工程を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１２】
前記減衰させる工程が、
前記オーディオ信号の、前記正弦波コードの生成に用いられなかった正弦波成分について、周波数値を特定する工程と、
該正弦波成分が用いられなかったのが、該成分が短すぎたことと、該成分が他の成分によりマスキングされていたことと、予算上の理由とを含む理由のためであるか否かを特定する工程と、
マスキングされていたことまたは前記予算上の理由のために用いられなかった前記正弦波成分の領域において、前記周波数スペクトル表現の周波数値を減衰させる工程とを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記サンプリングされた信号値が、過渡成分が除去されたオーディオ信号を表すものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
オーディオ信号のノイズ成分を表すコードを含む、符号化されたオーディオストリームを読み取る工程と、
前記コードを用いて、前記オーディオ信号の前記ノイズ成分を合成し、合成信号を生成する工程と、
前記合成信号を調整して、該信号から選択された音成分を除去する工程とを含むことを特徴とするオーディオストリームを復号する方法。
【請求項１５】
オーディオ信号の複数の連続したセグメントの各々についての、サンプリングされた信号値の各々の組を処理するように構成されたオーディオ符号器であって、
前記サンプリングされた信号値を分析して、前記複数の連続したセグメントの各々について、ゼロ個以上の正弦波成分を特定する分析器と、
前記サンプリングされた信号値から、前記正弦波成分を差し引いて、前記オーディオ信号の第１の残存成分を表す値の組を与える差分器と、
前記第１の残存成分から選択された音成分を除去し、前記オーディオ信号の第２の残存成分を表す値の組を与える調整器と、
前記第２の残存成分を近似するノイズパラメータを特定することにより、前記オーディオ信号の前記第２の残存成分をモデリングするノイズ符号器と、
前記ノイズパラメータと、前記正弦波成分を表すコードとを含む、符号化されたオーディオストリームを生成するためのビットストリーム生成器とを含むことを特徴とするオーディオ符号器。
【請求項１６】
オーディオ信号のノイズ成分を表すコードを含む、符号化されたオーディオストリームを読み取る手段と、
前記コードを用いて、前記オーディオ信号の前記ノイズ成分を合成し、合成信号を生成するように構成された合成器と、
前記合成信号から、選択された音成分を除去するように構成された調整器とを含むことを特徴とするオーディオプレーヤー。
【請求項１７】
請求項１５記載のオーディオ符号器と、請求項１６記載のオーディオプレーヤーとを含むオーディオシステム。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず図１を参照して、パラメータによる符号化方式、とりわけ正弦波符号器が、国際公開公報ＷＯ０１／６９５９３号に記載されている。この符号器においては、入力されたオーディオ信号ｘ（ｔ）は、典型的には２０ミリ秒の長さを有する、いくつかの（重複を有する）セグメントに分割される。各セグメントは、過渡成分と、正弦波成分と、ノイズ成分とに分解される。この分解は連続的に行われる。すなわち、まず、過渡符号器１１内において、入力信号ｘ（ｔ）から過渡成分が抽出され、利得制御が適用されるか否かに応じて第１の残存信号ｘ１／ｘ２が残り、次に、その第１の残存信号が、正弦波符号器１３を用いて符号化されて、続いて、符号化された正弦波成分が、第１の残存信号から抽出され、第２の残存信号ｘ３が残り、最後に、この第２の残存信号が、ノイズ符号器１４を用いて符号化される。
【０００３】
正弦波アナライザ１３０では、振幅、周波数、および位相のパラメータにより表された多数の正弦波成分を用いて、各セグメントについての第１の残存信号がモデリングされる。１つのセグメントについてのそれらの正弦波成分が見積もられると、トラッキングアルゴリズムが開始させられる。このアルゴリズムは、セグメントごとに正弦波成分を互いに関連付け、いわゆるトラックを取得する。したがって、このトラッキングアルゴリズムは、ある特定の時点から開始し、複数の時間セグメントにまたがる特定の時間に亘って展開した後に終了する正弦波トラックを含む、正弦波コードＣｓを結果としてもたらす。
【０００４】
第２の残存信号ｘ３をモデリングするために、ノイズ符号器においては、様々な符号化方法を採用することができる。透き通ったオーディオ音質のために、ノイズ符号器は、フィルタ群の形式の波形符号器とされてもよい。あるいは、良好な音質および低いビットレートのために、ノイズ符号器は、たとえば自己回帰移動平均（Ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ａｖｅｒａｇｅ；ＡＲＭＡ）または線形予測符号化（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ；ＬＰＣ）のフィルタパラメータを生成する、合成ノイズモデルを採用してもよい。
【０００５】
また、調波複合音等、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。本明細書は、正弦波成分およびノイズ成分のみに関するものであるが、調波複合音への拡張も、本発明に何ら影響を与えるものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オーディオ信号のセグメントから正弦波成分を抽出することは、問題を生じさせる場合がある。セグメント内では、正弦波成分の振幅および周波数は変動し得る。このことは、非定常性と呼ばれる。さらに、正弦波成分の見積もりに不精確さが生じることもある。その結果、符号化された正弦波成分を用いて達成されたスペクトル抑制は、必ずしも満足または理想的なものではない。このことは、特に第２の残存信号内における符号化された正弦波成分の位置、またはそれらに近い位置において、正弦波様の成分の存在を、結果としてもたらす。
【０００７】
加えて、少数の正弦波成分を符号化するのにしか十分でない低いビットレートでは、正弦波成分は、第２の残存信号内にも残留する。
【０００８】
ノイズ符号器は、一般的には、残存信号ｘ３の時間およびスペクトルの包絡線を、どちらかといえば粗くモデリングする。すなわち、一般的なノイズ符号器は、限られたスペクトル解像度を有しており、ノイズ符号器が正弦波成分をモデリングすると、アーティファクトが生じ得る。たとえ残存信号内に残っている音成分がマスキングされても、ノイズモデルのスペクトル解像度が限られているため、可聴アーティファクトが生じ得る。このことは特に、聴覚系が良好なスペクトル解像度を有し、ノイズ符号器のスペクトル解像度の方が通常劣る、低い周波数において起こる傾向が強い。また、定常的な音信号とは対照的に、ノイズの多い成分のエネルギーは、常に時間に対して変動する。これらの変動は、前もってマスキングされた音成分を、聴こえるようにするかもしれない。エネルギー変動は、スペクトル解像度が良好であるべき領域、すなわち低周波数領域において最大となる。したがって、残存信号ｘ３内の正弦波様成分をモデリングしようとする際には、ノイズ符号器がノイズ符号ＣＮのために追加のビットを必要とするという事実に加えて、これらの成分をノイズとしてモデリングすることが、特に低周波数において、可聴アーティファクトを結果としてもたらすかもしれない。
【０００９】
本発明は、この問題を軽減しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、請求項１に記載された方法が提供される。
【００１１】
本発明では、ノイズ符号器の前段に、再分析段が含まれている。ある１つの実施形態では、たとえば、音成分の抽出をいつ終了させるかを決定するエネルギーベースの終了基準と組み合わせた、マッチング追跡（ｍａｔｃｈｉｎｇ  ｐｕｒｓｕｉｔ）によって、残存信号から音成分が除去される。
【００１２】
別の１つの実施形態では、符号化された正弦波成分の周波数およびそれらの周辺周波数において、残存信号がさらに抑制される。周辺周波数の数は、固定数であってもよいし、周波数に依存する数であってもよい。音響心理学的な周波数分割（たとえばＢａｒｋ／Ｅｒｂ帯）が用いられてもよい。抑制量は、たとえば、正弦波成分の数または正弦波成分のエネルギーに依存してもよい。その結果、ノイズ符号器は、もはやこれらの正弦波成分の領域をモデリングしなくてよいこととなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。図面中では、類似の要素は、類似の参照番号を付されており、特に言及されていない限り類似の機能を実行する。図２に示した本発明の１つの好ましい実施形態では、符号器１’は、国際公開公報ＷＯ０１／６９５９３号に記載されているタイプの正弦波符号器である。この従来技術の符号器およびその対応の復号器の動作は既によく説明されており、ここでは、本発明に関係する部分の説明のみを行う。
【００１４】
従来技術と好ましい実施形態とのいずれにおいても、オーディオ符号器１’は、入力されたオーディオ信号をある特定のサンプリング周波数でサンプリングし、オーディオ信号のデジタル表現ｘ（ｔ）を結果として与える。符号器１’はさらに、サンプリングされた入力信号を、３つの成分、すなわち、過渡信号成分、維持された決定論的成分、および維持された確率論的成分に分解する。オーディオ符号器１’は、過渡符号器１１と、正弦波符号器１３と、ノイズ符号器１４とを含んでいる。
【００１５】
過渡符号器１１は、過渡検出器（ＴＤ）１１０と、過渡分析器（ＴＡ）１１１と、過渡合成器（ＴＳ）１１２とを含んでいる。信号ｘ（ｔ）は、まず過渡検出器１１０へと入る。この検出器１１０は、過渡信号成分が存在するか否か、および過渡信号成分の位置を見積もる。この情報は、過渡分析器１１１に供給される。ある過渡信号成分の位置が特定されると、過渡分析器１１１は、その過渡信号成分（の主要部分）の抽出を試みる。過渡分析器１１１は、好ましくは見積もられた開始位置から開始する信号セグメントに、形状関数をマッチングさせ、たとえば複数（少数）の正弦波成分を採用することにより、その形状関数下にある内容を特定する。この情報は、過渡コードＣＴに含まれる。過渡コードＣＴの生成に関するより詳細な情報は、国際公開公報ＷＯ０１／６９５９３号に記載されている。
【００１６】
過渡コードＣＴは、過渡合成器１１２に供給される。合成された過渡信号成分は、差分器１６において入力信号ｘ（ｔ）から差し引かれ、結果として信号ｘ２が得られる。
【００１７】
信号ｘ２は、正弦波符号器１３に供給され、その正弦波符号器１３の正弦波分析器（ＳＡ）１３０内において分析される。この正弦波分析器１３０は、（決定論的な）正弦波成分を特定するものである。したがって、過渡分析器の存在は望ましくはあるが、必ずしも必要ではなく、本発明は、かかる分析器なしでも実装され得ることが分かる。あるいは、上記に述べたように、本発明は、たとえば調波複合音分析器を伴って実装することも可能である。いずれの場合においても、正弦波符号化の最終的な結果は正弦波コードＣＳであり、例示的な正弦波コードＣＳの従来型の生成を示したより詳細な例が、国際公開公報ＷＯ００／７９５１９号に記載されている。
【００１８】
しかしながら、簡単に言えば、かかる正弦波符号器は、入力信号ｘ２を、１つのフレームセグメントから次のフレームセグメントへと繋がる正弦波成分のトラックとして符号化するものである。正弦波符号器を用いて生成された正弦波コード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。この信号は、差分器１７において、正弦波符号器１３への入力信号ｘ２から差し引かれ、残存信号ｘ３が結果として得られる。
【００１９】
本発明によれば、ノイズ符号器１４による符号化に先立って、残存信号ｘ３を調整する再分析器１８が与えられている。本発明の各実施形態では、再分析器１８は、音成分の位置またはその近くの位置にあるスペクトル領域を、残存信号ｘ３から選択的に除去または抑制し、調整済残存信号ｘ３’をノイズ符号器１４に供給する。
【００２０】
次に図４を参照すると、上述のように、本発明の実施形態において、再分析器１８に供給される残存信号ｘ３は、連続する時間フレームｔ（ｎ−１）、ｔ（ｎ）、ｔ（ｎ＋１）において重複するセグメントｓ１、ｓ２、・・・を含む。典型的には、正弦波成分は１０ミリ秒のレートで更新され、各セグメントｓ１、ｓ２、・・・は更新レートの２倍の長さ、すなわち２０ミリ秒である。各実施形態において、再分析器１８は、ハニング窓関数を用いて、重複するセグメントｓ１、ｓ２、・・・からの信号を、１つの時間窓を表す単一の信号に統合することにより、再分析されるべき重複する時間窓ｔ（ｎ−１）、ｔ（ｎ）、ｔ（ｎ＋１）を与える（ステップ４２）。ＦＦＴ（高速フーリエ変換）が窓信号に適用され、時間窓信号の複素周波数スペクトル表現が結果として得られる（ステップ４４）。４４．１ｋＨｚのサンプリングレートおよび２０ミリ秒のフレーム長に対しては、ＦＦＴ長は典型的には２０４８である。
【００２１】
第１の実施形態では、再分析器１８において、ＦＦＴにより生成されたスペクトルの調整が行われる（ステップ４６）。この調整は、従来型のマッチング追跡アルゴリズムを適用して、スペクトルからピークを繰返し除去する処理を含む。この第１の実施形態では、このアルゴリズムがこれらのピークを繰返し除去することにより、最大限のエネルギー低下が結果として得られる。平均的には、音成分ピークの抽出に対するエネルギー低下は、ノイズであるピークの抽出に対するエネルギー低下よりも大きいので、上記は、一般的には、マッチング追跡アルゴリズムが、まず音成分に対応するピークを抽出し、その後、ノイズであるピークを抽出する傾向があることを意味する。したがって、抽出処理は、すべての音成分の抽出直後、ノイズ成分の抽出直前に終了させられるべきである。一方では、すべての音成分が除去されないと、音成分がノイズ符号器１４によってモデリングされることになるので、復号器において合成された際、信号がノイズ過多となるかもしれない。他方では、過剰に多くの成分、すなわちいくつかのノイズ成分が除去されると、結果として、ノイズ符号器１４に供給される残存信号ｘ３’のスペクトルの不適当な領域において隙間がもたらされるので、合成後の信号は金属的な音の信号となるかもしれない。
【００２２】
第１の実施形態の１つの実装形態においては、終了基準が、成分の抽出をいつ終了させるかを示す。この基準は、１つのピークの抽出前および抽出後の残存信号のエネルギーに基づいている。すなわち、１つのピークを除去した後のエネルギー低下がある特定の割合未満である場合には、すべての音成分ピークが抽出されており、調整済残存信号ｘ３’に音成分が残らないであろうことを意味する。
【００２３】
エネルギーの低下は分析窓の長さに依存するので、エネルギー基準は、窓の長さに反比例する。たとえば、窓の長さが４８ｋＨｚにおいて１０２４サンプル点（＝２１ミリ秒）である場合には、上記の基準として有用な１つの値は、５％のエネルギー低下である。一方、窓の長さが４８ｋＨｚにおいて５１２サンプル点（＝１０．５ミリ秒）である場合には、上記の基準として有用な１つの値は、１０％のエネルギー低下である。
【００２４】
第１の実施形態の別の１つの実装形態では、固定数のピークが抽出される。すなわち、マッチング追跡が、ある固定された繰返し回数に亘って実行される。
【００２５】
第１の実施形態における繰返しのマッチング追跡のアプローチに代わるものとして、第２の実施形態では、調整ステップ４６は、単一のステップ内において、ステップ４４で生成されたスペクトルから、ある個数（固定数または変数（たとえばスペクトル内のすべてのピーク））の最も高いエネルギーピークを拾い出し、除去する。この技術は、マッチング追跡よりも高速である（１回の繰返し工程によって実行されるため）という利点を有するが、より強いピークによってマスキングされている、マッチング追跡では検出されるかもしれないピークを拾い出すという利点を、失ってしまう可能性がある。
【００２６】
繰返し処理または単一のステップ内において固定数のピークが除去される上記のケースでは、５個以下のピークの抽出は、より良好かつノイズがより少ない信号を結果としてもたらした一方、５個より多いピークの抽出は、よりノイズが少なくはあるものの金属的な音に聞こえる信号を結果としてもたらしたことが、実験により分かった。
【００２７】
上記の実装形態のいずれにおいても、マッチング追跡が終了すると、再分析器１８は、時間領域信号を得るために、残存スペクトルの逆ＦＦＴを取得する（ステップ４８）。連続する複数の調整済時間領域信号に重合せ加算を適用することにより（ステップ５０）、調整済残存信号ｘ３’が生成され、ノイズモジュール１４に供給される。残存信号ｘ３’の調整済セグメントｓ１’、ｓ２’、・・・は、時間領域内のセグメントｓ１、ｓ２、・・・に対応し、したがって、再分析の結果として何ら同期が失われていないことが分かるであろう。
【００２８】
残存信号ｘ３が重複信号ではなくむしろ連続的な時間信号である場合には、窓適用ステップ４２は必要でないことが分かるであろう。同様に、ノイズ符号器１４が、重複信号よりもむしろ連続的な時間信号を予期している場合は、重合せ加算ステップ５０は必要でない。しかしながら、第１の実施形態は、従来型の正弦波符号器１３またはノイズ符号器１４に何ら変更を加える必要なく、実装することも可能であることが分かるであろう。また、上記の実装形態のいずれにおいても、信号ｘ３を調整して信号ｘ３’を生成する際に、音響心理学的な考察を考慮に入れなくてもよい。
【００２９】
本発明の第３および第４の実施形態においては、正弦波符号器１３の内部動作には何ら変更を加える必要はないが、図２および図４に破線５２で示すように、再分析器１８に、各セグメントｓ１、ｓ２、・・・についての正弦波コードＣｓが供給される。ここでも、連続するセグメントについての正弦波コードが統合されて、各時間窓ｔ（ｎ−１）、ｔ（ｎ）、ｔ（ｎ＋１）に対して、値の１つの組が与えられる必要がある。第３の実施形態では、調整ステップ４６は、ある所与の時間窓に対して見積もられた各正弦波成分（各正弦波成分の周波数パラメータで示されている）について、ステップ４４で導出されたスペクトル内の対応の周波数ビンを特定する。その後、この周波数ビンは、ある係数（たとえば０．００１）を掛け合わせられる（すなわち大きく減衰させられる）。また、隣接する周波数ビンも抑制され（たとえば０．０１の係数によって）、その結果、調整済複素スペクトルが得られる。前述のように、この調整済スペクトルに逆ＦＦＴが適用され（ステップ４８）、前述の形態と同様に処理が進む。
【００３０】
本発明の第４の実施形態では、図２および図４の破線５６で示すように、再分析器１８に、各セグメントｓ１、ｓ２、・・・についてのオリジナルの信号が供給される。調整ステップ４６では、ステップ４４で導出された複素スペクトルの周波数ビンが、音響心理学的モデル（たとえば、Ｂａｒｋ、Ｅｒｂ）に従って、等距離でない周波数帯において統合される。音響心理学ベースの各周波数帯につき、その周波数帯における正弦波コードＣｓから導出された正弦波成分のエネルギー（線５２）と、その周波数帯におけるオリジナルの入力信号のエネルギー（線５６）とが比較される。ある周波数帯における正弦波成分およびオリジナルの信号の実際のエネルギーに代えて、見積値を使用してもよい。用いられ得るオリジナルのエネルギーの見積値の一例は、正弦波成分のエネルギーと残存信号のエネルギーとを足した値である。この見積値は、正弦波成分と残存信号とが互いに関連付けられていない場合には、単に残存信号の実際のエネルギーに等しい。用いられ得る正弦波エネルギーの見積値の一例は、オリジナルのエネルギーから、残存信号のエネルギーを差し引いた値である。ここでも、オリジナルの信号と残存信号とが、その周波数帯において互いに関連付けられていない場合には、この見積値は、単に正弦波成分の実際のエネルギーに等しい。差が小さい場合（たとえば２ｄＢ）には、この特定の周波数領域においてはオリジナルの信号が正弦波成分によって十分良好に表されるという推定に基づいて、ステップ４４で導出されたスペクトルに関するその周波数帯内の周波数ビンは、ゼロに設定される。正弦波成分のエネルギーがオリジナルの信号のエネルギーよりも高い場合にも、周波数帯はゼロに設定される。この状況は、たとえば種々の異なる窓が使用された場合に起こり得る。前述のように、この調整済スペクトルには逆ＦＦＴを適用することができ（ステップ４８）、調整済時間領域信号ｘ３’がノイズ符号器１４に供給されて、前述の形態と同様に処理が進み得る。
【００３１】
しかしながら、周波数帯をゼロに設定することにより、ノイズパラメータが非常に効率的に符号化され得る。このことは、相当の符号化利得を結果としてもたらす。したがって、ステップ４６において生成された調整済周波数スペクトルが、適合したノイズ符号器に直接供給される場合は、ノイズ符号器は、たとえば、ゼロとされた複数の連続した周波数帯の利得を有利に利用するため、ランレングス符号化を適用することができるかもしれない。既存の技術水準のノイズ符号器においては、ランレングス符号化は適用されない。これは、調整なしでは、残存スペクトルの一部がゼロとなることは、稀にしか起こらないからである。しかしながら、スペクトルの空白を適用することにより、ランレングス符号化は、ビットレートの相当の低減を結果としてもたらす。ノイズ情報の符号化におけるあらゆる変更を考慮に入れるため、当然、復号器にも対応の変更が加えられなくてはならない。
【００３２】
本発明の第５の実施形態では、正弦波符号器１３は、正弦波コードＣｓを再分析器１８に供給するのではなくむしろ、正弦波分析器１３０によって検出されたが符号化処理の間に落とされてしまった正弦波成分についてのパラメータを、図２および図４の線５４で示すように再分析器１８に供給するよう、適合化されている。これらのパラメータは、周波数および振幅の値に加えて、正弦波成分を落とした理由を示す指標も含んでいる。これらには、
・その正弦波成分が、トラッキングに有用に用いるには短すぎた（Ｓ）
・その正弦波成分が、より強い正弦波成分によってマスキングされていた（Ｍ）
・ビットレートを低減させるために、その正弦波成分が落とされた（Ｂ）
の各タイプが含まれ得るが、これらに限られるものではない。
【００３３】
タイプＭおよびＢの場合には、これらの成分は、タイプＳの場合よりも音成分である可能性が高いことが分かるであろう。したがって、第５の実施形態では、調整ステップ４６は、ステップ４８および５０における前述のような処理のために調整済スペクトルを供給するのに先立って、ＭタイプおよびＢタイプの周波数に対応する、ある個数（固定数または変数）の最も高いエネルギーピークを除去する処理を含んでいる。
【００３４】
上記の各実施形態はそれぞれ独立に説明されてきたが、調整ステップ４６においては、これらの技術の１つまたは複数を組み合わせてもよいことが分かるであろう。たとえば、第５の実施形態の各ステップを実行して、限られた個数のＭタイプまたはＢタイプの成分を除去した後に、第１の実施形態の各ステップを実行して、他のピークを除去してもよい。
【００３５】
また、各実施形態は、周波数領域における残存信号ｘ３の調整に関連して説明されてきたが、再分析器１８は、時間領域においても同様に動作し得ることが分かるであろう。
【００３６】
いずれの場合においても、再分析器１８によって生成される調整済信号ｘ３’は、より適切にノイズのみを含むものであると想定できるものとなり、本発明の好ましい実施形態におけるノイズ分析器１４は、たとえば国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ００／０４５９９号に記載されているようにして、このノイズをあらわすノイズコードＣＮを生成する。
【００３７】
最後に、マルチプレクサ１５において、コードＣＴ、ＣＳ、およびＣＮを含む、オーディオストリームＡＳが構築される。このオーディオストリームＡＳは、たとえば、データバス、アンテナシステム、記憶媒体等に供給される。
【００３８】
図３は、たとえば図２の符号器１’で生成され、データバス、アンテナシステム、記憶媒体等から取得されたオーディオストリームＡＳ’を復号するのに適した、オーディオプレーヤー３を示した図である。特に言及しない限り、このオーディオプレーヤー３は、国際公開公報ＷＯ０１／６９５９３号に記載されているようなものである。簡単に言うと、かかるプレーヤー内では、オーディオストリームＡＳ’がデマルチプレクサ３０内で多重分離され、コードＣＴ、ＣＳ、およびＣＮが取得される。これらのコードは、過渡合成器３１、正弦波合成器３２、およびノイズ合成器３３にそれぞれ供給される。過渡合成器３１内においては、過渡コードＣＴから、過渡信号成分が計算される。過渡コードが形状関数を示すものである場合には、受信されたパラメータに基づいて形状が計算される。さらに、正弦波成分の周波数および振幅に基づいて、形状の内容が計算される。過渡コードＣＴがステップを示すものである場合には、過渡成分は計算されない。合計過渡信号ｙＴは、全過渡成分の総和である。
【００３９】
正弦波コードＣＳは、ある所与のセグメントに関する正弦波成分の総和として記述される、信号ｙＳを生成するために使用される。信号の正弦波成分が合成されている際、同時に、ノイズコードＣＮがノイズ合成器ＮＳ３３に供給される。このノイズ合成器ＮＳ３３は、主として、ノイズのスペクトルを近似する周波数応答を有するフィルタである。このＮＳ３３は、ノイズコードＣＮに伴うホワイトノイズ信号をフィルタリングすることにより、再構築されたノイズｙＮを生成する。
【００４０】
図３のプレーヤー内では、上記に説明した再分析器１８の第１から第４の実施形態に対応する再分析器３９によって、ＣＳにより記述された正弦波成分の位置、またはそれらに近い位置において、周波数領域のさらなる抑制が適用される。したがって、この再分析器は、ノイズ信号ｙＮ内に存在し得る望ましくない成分を除去して、調整済ノイズ信号ｙＮ’を生成する。これらの望ましくない成分は、たとえば、符号器（１または１’）内においてノイズとしてモデリングされた音成分の一部である。復号器内においてこの方法を用いることにより、ノイズの多い状態を軽減することができ、よりよい音質が得られる。さらに、かかる復号器は、ノイズ符号化処理の性能への依存度がより低く、たとえノイズ符号器内において何らかの理由により一部の音成分しか残存信号ｘ３／ｘ３’から除去されなかったとしても、そのことが問題となる度合いは低くなる。
【００４１】
合計信号ｙ（ｔ）は、過渡信号ｙＴ、および、任意の振幅復元（ｇ）と、正弦波信号ｙＳならびにノイズ信号ｙＮ’の和との積の、和を含む。オーディオプレーヤーは、それぞれの信号を合計するために、２つの加算器３６および３７を含む。合計信号は、出力ユニット３５（たとえばスピーカー）に供給される。
【００４２】
図５は、図２に示したようなオーディオ符号器１’と、図３に示したようなオーディオプレーヤー３とを含む、本発明に係るオーディオシステムを示した図である。かかるシステムは、再生機能と記録機能とを提供する。オーディオストリームＡＳは、通信チャネル２を介して、オーディオ符号器からオーディオプレーヤーへと供給される。通信チャネル２は、無線接続、データ２０のバス、または記憶媒体であってもよい。通信チャネル２が記憶媒体である場合には、その記憶媒体は、システム内に固定されたものであってもよいし、あるいは取出可能なディスクやメモリスティック等であってもよい。通信チャネル２は、オーディオシステムの一部であってもよいが、オーディオシステム外のものであることが多い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】オーディオ符号器を含む、従来技術のオーディオレコーダを示した図
【図２】本発明に係るオーディオ符号器の１つの実施形態を示した図
【図３】本発明の符号器と共に動作可能なオーディオ復号器を含む、オーディオプレーヤーの１つの実施形態を示した図
【図４】本発明の実施形態の再分析器によって実行される処理を図解した図
【図５】本発明に係るオーディオ符号器と、オーディオプレーヤーとを含むシステムを示した図
【図１】
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【図２】
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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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