(57)【要約】知られた符号化器１００は、オーディオ又は音声信号ｓを少なくとも１つのセグメントｘ（ｎ）へセグメント化するセグメント化ユニット１１０と、伸張（ｎ）が、セグメントｘ（ｎ）を所定の基準についてできるだけ良好に近似するように、セグメントｘ（ｎ）から所定の伸張（ｎ）の周波数と振幅データの形式のシヌソイダル符号データを計算する計算ユニット１２０を有する。本発明の目的は、前記シヌソイダル符号データの計算が単純な且つ安価な方法で実行できるように、知られた符号化器を改善することである。この方法は、次の伸張に従って、セグメントｘ（ｎ）について、シヌソイダル符号データを計算することにより本発明に従って解決される。
2004518163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ又は音声信号ｓをシヌソイダル符号データへ符号化するパラメトリック符号化器であって、
−  前記信号ｓを少なくとも１つのセグメントｘ（ｎ）へセグメント化するセグメント化ユニットと、
−  伸張
【外１】2004518163.tif 000114
が、所定の基準について、できるだけ良好にセグメントｘ（ｎ）を近似するように、セグメントｘ（ｎ）から所定の伸張
【外２】2004518163.tif 000115
の位相と振幅データの形式で、前記シヌソイダル符号データを計算する計算ユニットとを有し、
前記計算ユニットは、次の伸張
【外３】2004518163.tif 000116
【数１】
2004518163.tif 000117
について、シヌソイダル符号データ
【外４】2004518163.tif 000118
を計算するように、適用されることを特徴とし、
ｉ，ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
Ｃｉは、伸張
【外５】2004518163.tif 000119
の第ｉ成分を表し、
【外６】2004518163.tif 000120
は、前記シヌソイダルデータの１つとしての位相係数を表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【外７】2004518163.tif 000121
は、位相であり、
【外８】2004518163.tif 000122
は、前記シヌソイダルデータの部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す、パラメトリック符号化器。
【請求項２】
【数２】
2004518163.tif 000123
であることを特徴とする、請求項１に記載のパラメトリック符号化器。
【請求項３】
計算ユニットは、
−  受信されたセグメントｘ（ｎ）を表す伸張
【外９】2004518163.tif 000124
の全成分Ｃｉについてｉ＝１−Ｌ及びｋ＝１−Ｋの、複数のＬｘＫの位相係数
【外１０】2004518163.tif 000125
を決定する周波数推定ユニットを有し、
−  ｉ＝１−Ｌの複数のＬの位相
【外１１】2004518163.tif 000126
を、位相係数
【外１２】2004518163.tif 000127
から、
【数３】
2004518163.tif 000128
に従って計算し且つ、
【数４】
2004518163.tif 000129
に従って、ｉ＝１−Ｌの成分Ｃｉについて、複数のＪｘＬペアのパターン
【外１３】2004518163.tif 000130
を発生する、パターン発生ユニットを有し、
−  ｉ＝１−Ｌ且つｊ＝０−（Ｊ−１）であり、
−  伸張
【外１４】2004518163.tif 000131
の全ての成分Ｃｉの、
パターン
【外１５】2004518163.tif 000132
についての複数のＪｘＬの振幅
【外１６】2004518163.tif 000133
と、パターン
【外１７】2004518163.tif 000134
についての複数のＪｘＬの振幅
【外１８】2004518163.tif 000135
とを決定する、振幅推定ユニットを有し、
−  シヌソイダルデータ
【外１９】2004518163.tif 000136
は、セグメントｘとその伸張
【外２０】2004518163.tif 000137
の間の重み付けされた２乗誤差Ｅが最小化される基準について少なくともほぼ最適化される、ことを特徴とする請求項１に記載のパラメトリック符号化器。
【請求項４】
前記シヌソイダル符号データをデータストリームへマージするマルチプレクサを特徴とする、請求項１に記載のパラメトリック符号化器。
【請求項５】
計算ユニットは、
−  入力値εｉ−１から成分Ｃｉについてｋ＝１−Ｋの複数のＫの位相係数
【外２１】2004518163.tif 000138
を決定する、周波数推定ユニットを有し、ｉ＝１の第１の成分Ｃ１について、入力値はε０＝ｘ（ｎ）に設定され、
【数５】
2004518163.tif 000139
に従って、前記複数の位相係数
【外２２】2004518163.tif 000140
から、成分Ｃｉについての位相
【外２３】2004518163.tif 000141
を計算し、且つ、
成分Ｃｉに対するｊ＝１−Ｊの、複数の２ｘＪのパターン
【外２４】2004518163.tif 000142
【数６】
2004518163.tif 000143
を発生する、パターン発生ユニットを有し、
−受信されたセグメントｘ（ｎ）からと受信された複数のパターン
【外２５】2004518163.tif 000144
から、成分Ｃｉの前記パターンについて、複数のＪの振幅
【外２６】2004518163.tif 000145
と、複数のＪの振幅
【外２７】2004518163.tif 000146
とを決定する、振幅推定ユニットを有し、
−前記複数の２ｘＪパターン
【外２８】2004518163.tif 000147
から成分Ｃｉを再構成し且つ、
【数７】
2004518163.tif 000148
に従って、複数の振幅
【外２９】2004518163.tif 000149
を形成する合成器を有し、
−成分Ｃｉ＋１を表すシヌソイダル符号データを計算するために、結果の差εｉを、新たな入力値として、周波数推定ユニットの入力へ転送してフィードするために、入力値εｉ−１から前記成分Ｃｉを減算する減算ユニットを有し、
シヌソイダルデータ
【外３０】2004518163.tif 000150
は、セグメントｘと伸張
【外３１】2004518163.tif 000151
の間の重み付けされた２乗誤差Ｅが最小化される基準について最適化される、ことを特徴とする、請求項１に記載のパラメトリック符号化器。
【請求項６】
オーディオ又は音声信号ｓをシヌソイダル符号データへ符号化するパラメトリック符号化方法であって、
−  前記信号ｓを少なくとも１つのセグメントｘ（ｎ）へセグメント化するステップと、
−  伸張
【外３２】2004518163.tif 000152
が、所定の基準について、できるだけ良好にセグメントｘ（ｎ）を近似するように、セグメントｘ（ｎ）から所定の伸張
【外３３】2004518163.tif 000153
の位相と振幅データの形式で、前記シヌソイダル符号データを計算するステップを有し、
−  伸張
【外３４】2004518163.tif 000154
は、
【数８】
2004518163.tif 000155
で定義されることを特徴とし、
ｉは、伸張
【外３５】2004518163.tif 000156
の成分Ｃｉを表し、
ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【外３６】2004518163.tif 000157
は、前記シヌソイダルデータの１つとしての位相係数を表し、
【外３７】2004518163.tif 000158
は、位相であり、
【外３８】2004518163.tif 000159
は、前記シヌソイダルデータの部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す、パラメトリック符号化方法。
【請求項７】
【数９】
2004518163.tif 000160
であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
周波数
【外３９】2004518163.tif 000161
は、伸張
【外４０】2004518163.tif 000162
の周波数領域内で、ピーク周波数を選ぶことにより定義されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
セグメントｘと伸張
【外４１】2004518163.tif 000163
の間の重み付けされた２乗誤差が最小化される基準を満足するために、最適な振幅
【外４２】2004518163.tif 000164
の定義は、
−  受信されたセグメントｘ（ｎ）の全ての成分Ｃｉについて、ｉ＝１−Ｌ及びｋ＝１−Ｋの、複数のＬｘＫの位相係数
【外４３】2004518163.tif 000165
を決定するステップと、
−
【数１０】
2004518163.tif 000166
に従って、位相係数
【外４４】2004518163.tif 000167
から、ｉ＝１−Ｌの、複数のＬの位相
【外４５】2004518163.tif 000168
を計算するステップと、
−
【数１１】
2004518163.tif 000169
に従って、ｉ＝１−Ｌの成分Ｃｉについて、複数のＪｘＬのペアのパターン
【外４６】2004518163.tif 000170
を発生し、
−  伸張
【外４７】2004518163.tif 000171
の全ての成分Ｃｉの全てのパターンのペア
【外４８】2004518163.tif 000172
について、複数のＪｘＬの振幅
【外４９】2004518163.tif 000173
と、複数のＪｘＬの振幅
【外５０】2004518163.tif 000174
を決定するステップとを有する、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
セグメントｘと伸張
【外５１】2004518163.tif 000175
の間の重み付けされた２乗誤差が最小化される基準を満足するために、振幅
【外５２】2004518163.tif 000176
の定義は、
ａ）ｉ＝１に設定するステップと、
ｂ）εｉ−１＝ε０＝ｘ（ｎ）のステップと、
ｃ）入力値εｉ−１から成分Ｃｉについてｋ＝１−Ｋの複数のＫの位相係数
【外５３】2004518163.tif 000177
を決定するステップと、
ｄ）
【数１２】
2004518163.tif 000178
に従って、前記複数の位相係数
【外５４】2004518163.tif 000179
から成分Ｃｉについて位相
【外５５】2004518163.tif 000180
を計算するステップと、
ｅ）成分Ｃｉについてｊ＝０−（Ｊ−１）の複数の２ｘＪのパターン
【外５６】2004518163.tif 000181
を
【数１３】
2004518163.tif 000182
で発生するステップと、
ｆ）受信されたセグメントｘ（ｎ）からと受信された複数のパターン
【外５７】2004518163.tif 000183
からの成分Ｃｉについての前記パターンについて、複数のＪの振幅
【外５８】2004518163.tif 000184
と複数のＪの振幅
【外５９】2004518163.tif 000185
を決定するステップと、
ｇ）パターンｐｉｊの前記複数のＪのペアからと、複数の振幅
【外６０】2004518163.tif 000186
から、
【数１４】
2004518163.tif 000187
に従って、成分Ｃｉを再構成するステップと、
ｈ）結果の差εｉを計算するために、入力値εｉ−１から前記成分Ｃｉを減算するステップと、
ｉ）Ｌは成分の所定の数を表し、
【数１５】
2004518163.tif 000188
かどうかを検査するステップと、
ｊ）ｉ＜Ｌの場合には、ｉ＝ｉ＋１でステップｃ＞から再び開始することにより、この方法のステップを繰返すステップと、
ｋ）
【数１６】
2004518163.tif 000189
の場合には、伸張
【外６１】2004518163.tif 000190
の全てのＬの成分のシヌソイダル符号データは計算され且つ処理が終了するステップとを有する、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
伝送された又は再生された符号データからオーディオ又は音声信号ｓの近似
【外６２】2004518163.tif 000191
を再構成するパラメトリック復号器であって、
−  前記受信された伝送された又は再生された符号データから近似
【外６３】2004518163.tif 000192
のセグメント
【外６４】2004518163.tif 000193
を表すシヌソイダル符号データを選択する選択ユニットを有し、
−前記受信されたシヌソイダル符号データから、前記セグメント
【外６５】2004518163.tif 000194
を再構成する合成器を有し、
−  前記オーディオ又は音声信号ｓの前記近似
【外６６】2004518163.tif 000195
を形成するために、連続するセグメント
【外６７】2004518163.tif 000196
を結合する結合ユニットを有し、シヌソイダル符号データは、前記セグメント
【外６８】2004518163.tif 000197
の少なくとも１つの成分についての複数の周波数と振幅値であり、
−  前記合成器は、以下の公式に従って、前記シヌソイダル符号データから前記セグメント
【外６９】2004518163.tif 000198
を再構成するように適用されることを特徴とし、
【数１７】
2004518163.tif 000199
ｉは、伸張
【外７０】2004518163.tif 000200
の成分Ｃｉを表し、
ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【外７１】2004518163.tif 000201
は、前記シヌソイダルデータの１つとしての位相係数値を表し、
【外７２】2004518163.tif 000202
は、位相であり、
【外７３】2004518163.tif 000203
は、前記シヌソイダルデータの部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す、パラメトリック復号器。
【請求項１２】
伝送された又は再生された符号データからオーディオ又は音声信号ｓの近似
【外７４】2004518163.tif 000204
を再構成する復号方法であって、前記受信された伝送された又は再生された符号データから近似
【外７５】2004518163.tif 000205
のセグメント
【外７６】2004518163.tif 000206
を表すシヌソイダル符号データを選択する選択するステップを有し、
−前記受信されたシヌソイダル符号データから、前記セグメント
【外７７】2004518163.tif 000207
を再構成するステップを有し、
−  前記オーディオ又は音声信号ｓの前記近似
【外７８】2004518163.tif 000208
を形成するために、連続するセグメント
【外７９】2004518163.tif 000209
を共に結合ステップを有し、
−  シヌソイダル符号データは、前記セグメント
【外８０】2004518163.tif 000210
の少なくとも１つの成分についての複数の位相と振幅値であり、
−  前記再構成するステップでは、以下の公式に従って、前記セグメント
【外８１】2004518163.tif 000211
は前記シヌソイダル符号データから、再構成されることを特徴とし、
【数１８】
2004518163.tif 000212
ｉは、伸張
【外８２】2004518163.tif 000213
の成分Ｃｉを表し、
ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【外８３】2004518163.tif 000214
は、前記シヌソイダルデータの１つとしての位相係数を表し、
【外８４】2004518163.tif 000215
は、位相であり、
【外８５】2004518163.tif 000216
は、前記シヌソイダルデータの部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す、復号方法。
【請求項１３】
オーディオ又は音声信号の近似
【外８６】2004518163.tif 000217
のセグメント
【外８７】2004518163.tif 000218
を表すシヌソイダル符号データを含むデータストリームであって、そのシヌソイダル符号データは、前記セグメント
【外８８】2004518163.tif 000219
の少なくとも１つの成分についての複数の位相と振幅値であり、そのセグメント
【外８９】2004518163.tif 000220
は、
【数１９】
2004518163.tif 000221
で定義されることを特徴とし、
ｉは、伸張
【外９０】2004518163.tif 000222
の成分Ｃｉを表し、
ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【外９１】2004518163.tif 000223
は、前記シヌソイダルデータの１つとしての位相係数を表し、
【外９２】2004518163.tif 000224
は、位相であり、
【外９３】2004518163.tif 000225
は、前記シヌソイダルデータの部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す、データストリーム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のデータストリームが格納された蓄積媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、それぞれ、請求項１及び６の前文に従って、オーディオ又は音声信号をシヌソイダル符号データに符号化するパラメトリック符号化器及び方法に関連する。
【０００２】
本発明は、更に、それぞれ、請求項１１及び１２の前文に従って、前記シヌソイダル符号データから、前記オーディオ又は音声信号の近似を再構成する、パラメトリック復号器及び方法に関連する。
【０００３】
オーディオと音声信号は、チャネルを介して伝送される又は蓄積媒体に蓄積される前に、前記信号のデータを圧縮するために、符号化されるのが好ましい。オーディオ又は音声信号は、実質的には、シヌソイダル符号データにより表され、そして、これゆえに、これらの信号の符号化に特化された、特定の符号化器が従来技術で知られている。そのようなパラメトリック符号化器は、例えば、Ｅ．Ｂ．Ｇｅｏｒｇｅ及びＭ．Ｊ．Ｔ．Ｓｍｉｔｈの”最少２乗シヌソイダル表現に基づく新い音声符号化モデル”から知られている。１９８７年音響スピーチ信号処理国際会議（ＩＣＡＳＳＰ８７）の論文誌、ページ１６４１−１６４４、ダラス  ＴＸ、１９８７年４月６−９、ＩＥＥＥ、ピカウェイ、ニュージャージー。そこに記述されているパラメトリック符号化器が、図５に示されている。図５に従って、パラメトリック符号化器５００は、受信されたオーディオ又は音声信号ｓを少なくとも１つの有限のセグメントｘ（ｎ）へセグメント化するセグメント化ユニット５１０を含む。
【０００４】
前記セグメントｘ（ｎ）は、計算ユニット５２０へ入力される。前記計算ユニット５２０は、セグメントｘ（ｎ）から、伸張
【０００５】
【外９４】
2004518163.tif 000003
がセグメントｘ（ｎ）を、例えば、最小の重み付けされた２乗誤差のような、所定の基準についてできるだけ良好に近似するように、所定の伸張
【０００６】
【外９５】
2004518163.tif 000004
の位相と振幅データの形式のシヌソイダル符号データを計算する。引用されたパラメトリック符号化器につては、伸張は、
【０００７】
【数２０】
2004518163.tif 000005
によりあたえられ、
【０００８】
【外９６】
2004518163.tif 000006
は、振幅パラメータＡｉと位相パラメータ
【０００９】
【外９７】
2004518163.tif 000007
の多項式係数である。
【００１０】
計算ユニット５２０は、前記セグメントｘ（ｎ）の周波数スペクトラム内の周波数を選ぶことにより、例えば、ｋ＝１（従って、
【００１１】
【外９８】
2004518163.tif 000008
）について、受信されたセグメントｘ（ｎ）から位相係数
【００１２】
【外９９】
2004518163.tif 000009
を計算する、周波数推定ユニット５２２を有する。これらの位相係数
【００１３】
【外１００】
2004518163.tif 000010
は、前記シヌソイダル符号データの位相部分を示し、一方では、マルチプレクサ５３０への出力され、そして、他方ではパターン発生ユニット５２４への入力される。前記パターン発生ユニットは、式（３）に従って、位相パラメータ
【００１４】
【外１０１】
2004518163.tif 000011
を計算するように働く。
【００１５】
パターン発生ユニット５２４は、更に、
【００１６】
【数２１】
2004518163.tif 000012
に従って、伸張
【００１７】
【外１０２】
2004518163.tif 000013
の複数のＪｘＬの成分ｐｉｊを発生する。
【００１８】
複数のＪｘＬの成分ｐｉｊは、セグメント化ユニット５１０から出力される受信されたセグメントｘ（ｎ）からだけでなく、前記受信された成分から、最適な振幅データ
【００１９】
【外１０３】
2004518163.tif 000014
を決定する、振幅推定ユニット５２６へ入力される。
【００２０】
位相係数
【００２１】
【外１０４】
2004518163.tif 000015
と振幅係数
【００２２】
【外１０５】
2004518163.tif 000016
は、セグメントｘ（ｎ）の近似として、伸張
【００２３】
【外１０６】
2004518163.tif 000017
を表すシヌソイダル符号データを構成する。これらのシヌソイダル符号データは、記録媒体に格納される又は、チャネルを介して伝送される、データストリームを構成するために、マルチプレクサ５３０で多重される。
【００２４】
式（１）で記載されそして、記載されたパラメトリック符号化器５００から知られる伸張
【００２５】
【外１０７】
2004518163.tif 000018
は、オーディオ又は音声信号の個々のセグメントｘ（ｎ）の適切な近似を提供する。しかしながら、シヌソイダル符号データの計算は、むしろ複雑である。
【００２６】
従来技術から出発すると、本発明の目的は、前記シヌソイダル符号データの計算が単純な且つ安価な方法で実行できるように、オーディオ又は音声信号をシヌソイダル符号データへ符号化する知られたパラメトリック符号化器及び方法を改善することであり、そして、伝送又は回復後に、前記シヌソイダル符号データから前記オーディオ又は音声信号の近似を再構成する、知られたパラメトリック復号器と方法を改善することである。
【００２７】
この目的は、請求項１の主題により解決される。特に、この目的は、計算ユニットに、次の伸張
【００２８】
【外１０８】
2004518163.tif 000019
【００２９】
【数２２】
2004518163.tif 000020
について、シヌソイダル符号データ
【００３０】
【外１０９】
2004518163.tif 000021
を計算するように、適用することにより解決され、
ｉは、
【００３１】
【外１１０】
2004518163.tif 000022
の成分を表し、
ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
【００３２】
【外１１１】
2004518163.tif 000023
は、前記シヌソイダル符号データの１つとしての位相係数値を表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【００３３】
【外１１２】
2004518163.tif 000024
は、位相であり、
【００３４】
【外１１３】
2004518163.tif 000025
は、前記シヌソイダル符号データの振幅部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す。
【００３５】
優位に、請求された伸張
【００３６】
【外１１４】
2004518163.tif 000026
が、正確に特定のセグメントｘ（ｎ）を記述するように、シヌソイダルデータを定義しようとするときに発生する最適化問題は、簡単に解決される。簡単な計算は、位相係数
【００３７】
【外１１５】
2004518163.tif 000027
を除いて、振幅データ
【００３８】
【外１１６】
2004518163.tif 000028
は請求された伸張
【００３９】
【外１１７】
2004518163.tif 000029
内に線形に含まれるという事実の結果である。
【００４０】
【外１１８】
2004518163.tif 000030
内に、ゼロ次の位相係数はなく、一方そのような成分は、
【００４１】
【外１１９】
2004518163.tif 000031
の形式の
【００４２】
【外１２０】
2004518163.tif 000032
に存在する、ことに注意する。
【００４３】
さらに、優位に、請求された伸張
【００４４】
【外１２１】
2004518163.tif 000033
は、請求された伸張
【００４５】
【外１２２】
2004518163.tif 000034
が従来技術で知られた伸張よりも広く且つ個々のセグメントｘ（ｎ）の更に正確な近似を提供するという、結果を有するシヌソイダル符号データを定義する更なる自由度を提供する。
【００４６】
本発明の第１の実施例に従って、線形に独立な関数ｆｊ（ｎ）は、ｆｊ（ｎ）＝ｎｊに設定される。このように、請求された伸張
【００４７】
【外１２３】
2004518163.tif 000035
は、多項式伸張に制限される。
【００４８】
請求されたパラメトリック符号化器の及び、特に請求された計算ユニットの更に優位な実施例は、従属する符号化器クレームの主題である。
【００４９】
上述の目的は、さらに、請求項６に記載のオーディオ又は音声信号を符号化する方法により、解決される。前記方法の利点と実施例は、パラメトリック符号化器について上述した、利点と実施例に対応する。
【００５０】
上述の目的は、さらに、請求項１１に従って、伝送され又は再生された符号データから、オーディオ又は音声信号の近似
【００５１】
【外１２４】
2004518163.tif 000036
を再構成するパラメトリック復号器により、解決される。特に、この目的は、以下の式
【００５２】
【数２３】
2004518163.tif 000037
に従って、シヌソイダル符号データ
【００５３】
【外１２５】
2004518163.tif 000038
から、前記セグメント
【００５４】
【外１２６】
2004518163.tif 000039
を再構成するように、知られた合成器に適用することにより解決され、
ｉは、伸張
【００５５】
【外１２７】
2004518163.tif 000040
の成分を表し、
ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【００５６】
【外１２８】
2004518163.tif 000041
は、前記シヌソイダルデータの１つとしての位相係数を表し、
【００５７】
【外１２９】
2004518163.tif 000042
は、位相であり、
【００５８】
【外１３０】
2004518163.tif 000043
は、前記シヌソイダルデータの部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す。
【００５９】
優位に、請求された伸張
【００６０】
【外１３１】
2004518163.tif 000044
の計算は、従来技術で知られた伸張の計算よりも簡単である。これは、前記伸張内に振幅データ
【００６１】
【外１３２】
2004518163.tif 000045
の線形な関係と、ゼロ次の位相係数の省略による。
【００６２】
伸張
【００６３】
【外１３３】
2004518163.tif 000046
の簡単な計算により、近似
【００６４】
【外１３４】
2004518163.tif 000047
の形式の元のオーディオ又は音声信号ｓの再構成は、安く且つ速く実現できる。
【００６５】
前述の目的は、更に、請求項１２に記載の復号方法により解決される。前記方法の利点は、パラメトリック復号器を参照して前述した利点に対応する。
【００６６】
５つの図が、添付されている。
【００６７】
本発明の好ましい実施例を説明する前に、本発明の主題に関する幾つかの基本的な説明がなされる。
【００６８】
本発明は、オーディオ又は音声信号ｓのセグメントｘ（ｎ）を近似するために、伸張
【００６９】
【外１３５】
2004518163.tif 000048
を提案する。前記伸張
【００７０】
【外１３６】
2004518163.tif 000049
は、位相と振幅データで表現され、以後、シヌソイダル符号データと呼ぶ。シヌソイダル符号データは、伸張
【００７１】
【外１３７】
2004518163.tif 000050
が、例えば、重み付けされた２乗誤差の最小化ような、所定の基準について、可能な限り良好に、セグメントｘ（ｎ）を近似するように、定義される。言いかえれば、シヌソイダル符号データは、最適化問題を解決することにより定義されねばならない。シヌソイダル符号データが、特定のセグメントｘ（ｎ）を最適に近似するように定義された後に、前記セグメントｘ（ｎ）を表す、そして、前記オーディオ又は音声信号ｓも表す、符号データとして、蓄積媒体に蓄積され又はチャネルを介して伝送されうる。蓄積され又は伝送される前に、シヌソイダル符号データは、関連しない又は冗長なデータがそこから除去されるように、符号化され及び／又はきれいにされることが好ましい。
【００７２】
本発明の第１の実施例に従って、前記シヌソイダル符号データの発生を、図１を参照して、説明する。
【００７３】
図１は、入力オーディオ又は音声信号ｓを表す前記シヌソイダル符号データを発生するパラメトリック符号化器１００の第１の実施例を示す。受信された信号ｓは、前記信号ｓを少なくとも１つのセグメントｘ（ｎ）のにセグメント化するセグメント化ユニット１１０に入力される。
【００７４】
【数２４】
2004518163.tif 000051
ここで、ｉ，ｊ，ｋは、パラメータを表し、
ｎは、離散時間パラメータを表し、
【００７５】
【外１３８】
2004518163.tif 000052
は、前記シヌソイダルデータの１つとしての位相係数を表し、
ｆｊは、Ｊの線形に独立な関数の組からの第ｊ番目のインスタンスを表し、
【００７６】
【外１３９】
2004518163.tif 000053
は、位相であり、
【００７７】
【外１４０】
2004518163.tif 000054
は、前記シヌソイダルデータの部分を表す成分の線形に関係する振幅値を表す、を有する、伸張
【００７８】
【外１４１】
2004518163.tif 000055
が、前記計算ユニット１２０に入力されたセグメントｘ（ｎ）を、例えば、重み付けされた２乗誤差の最小化のような、所定の基準について、できるだけ良好に、近似するように、前記セグメントｘ（ｎ）は、前記シヌソイダル符号データを発生する計算ユニット１２０へ入力される。前記計算ユニット１２０により決定されるシヌソイダル符号データは、位相
【００７９】
【外１４２】
2004518163.tif 000056
と振幅データ
【００８０】
【外１４３】
2004518163.tif 000057
である。
【００８１】
【数２５】
2004518163.tif 000058
を有する式（４）の項Ｃｉは、以後、ｉ＝１−Ｌを有する伸張
【００８２】
【外１４４】
2004518163.tif 000059
の第ｉ成分と呼ぶ。
【００８３】
計算ユニット１２０は、個々に受信されたセグメントｘ（ｎ）を表す式（５）に従って、伸張
【００８４】
【外１４５】
2004518163.tif 000060
のｉ＝１−Ｌを有する全成分Ｃｉについてのｋ＝１−Ｋを有する複数のＬｘＫの位相係数
【００８５】
【外１４６】
2004518163.tif 000061
を決定する、周波数推定ユニット１２２を含む。前記複数のＬｘＫの周波数
【００８６】
【外１４７】
2004518163.tif 000062
は、式（５）に従って、ｉ＝１−Ｌを有する複数のＬの周波数パラメータ
【００８７】
【外１４８】
2004518163.tif 000063
を計算するパターン発生ユニット１２４へ入力される。前記パターン発生ユニット１２４は、更に、
ｉ＝１−Ｌ且つｊ＝０−（Ｊ−１）について、
【００８８】
【数２６】
2004518163.tif 000064
に従って、ｉ＝１−Ｌを有する成分Ｃｉについて、複数のＪｘＬペアのパターン
【００８９】
【外１４９】
2004518163.tif 000065
を発生するように、適用される。
【００９０】
前記複数のペアのパターン
【００９１】
【外１５０】
2004518163.tif 000066
は、−セグメントｘ（ｎ）と共に−、伸張
【００９２】
【外１５１】
2004518163.tif 000067
の全ての成分Ｃｉの、全ての受信されたパターン
【００９３】
【外１５２】
2004518163.tif 000068
についての複数のＪｘＬの振幅データ
【００９４】
【外１５３】
2004518163.tif 000069
と、全ての受信されたパターン
【００９５】
【外１５４】
2004518163.tif 000070
についての複数のＪｘＬの振幅データ
【００９６】
【外１５５】
2004518163.tif 000071
とを決定する、振幅推定ユニット１２６に入力される。
【００９７】
計算ユニット１２０と特に周波数推定ユニット１２２及び振幅推定ユニット１２６は、位相データ
【００９８】
【外１５６】
2004518163.tif 000072
と、振幅データ
【００９９】
【外１５７】
2004518163.tif 000073
を有するシヌソイダルデータが、基準”セグメントｘ（ｎ）と伸張
【０１００】
【外１５８】
2004518163.tif 000074
の間の重み付けられた２乗誤差Ｅの最小化”が（ほぼ）満足されるように、決定され且つ最適化されるように、適用される。
【０１０１】
パラメトリック符号化器１００は、更に、前記周波数推定ユニット１２２により出力される複数のＬｘＫの位相係数
【０１０２】
【外１５９】
2004518163.tif 000075
及び、前記振幅推定ユニット１２６から出力される複数のＪｘＬの振幅データ
【０１０３】
【外１６０】
2004518163.tif 000076
を、蓄積媒体に蓄積される又はチャネルを介して伝送されるデータストリームへ変換する、マルチプレクサ１３０を有する。
【０１０４】
図２は、第２の実施例のパラメトリック符号化器１００’を示す。パラメトリック符号化器１００のように、パラメトリック符号化器１００’も、入力オーディオ又は音声信号ｓから前記シヌソイダル符号データ発生するように動作する。そのセグメント化ユニット１１０’の動作は、セグメント化ユニット１１０の動作に対応する。従って、セグメント化ユニット１１０’は、その出力に、受信された信号ｓのセグメントｘ（ｎ）を発生する。前記セグメントｘ（ｎ）は、計算ユニット１２０’へ入力される。計算ユニット１２０の第１の実施例と異なり、計算ユニット１２０’は、セグメント
【０１０５】
【外１６１】
2004518163.tif 000077
の全ての成分について、同時に複数のシヌソイダル符号データを計算しないが、しかし、伸張
【０１０６】
【外１６２】
2004518163.tif 000078
のｉ＝１−Ｌの各成分Ｃｉについて、順次に、このシヌソイダル符号データを発生する。この計算の方法は、一般的には、従来技術では、合成による分析又は、整合追跡アルゴリズムとして知られている。しかしながら、従来技術では、前記方法の応用は、式（４）に従った請求された伸張
【０１０７】
【外１６３】
2004518163.tif 000079
から異なる伸張に対してのみ知られている。
【０１０８】
以下に、計算ユニット１２０’の前記第２の実施例の動作を、図２と３を参照して説明する。特に、式（４）に従った伸張
【０１０９】
【外１６４】
2004518163.tif 000080
のシヌソイダル符号データの計算が、セグメント化ユニット１１０’により出力されるセグメントとその伸張
【０１１０】
【外１６５】
2004518163.tif 000081
の間の重み付けされた２乗誤差が、式（４）に従って、（ほぼ）最小化されるように、記述される。
【０１１１】
第１のサイクルで、ｉ＝１、伸張
【０１１２】
【外１６６】
2004518163.tif 000082
のｉ＝１を有する第１成分Ｃｉのシヌソイダル符号データが計算される（図３の方法ステップａ））
これを達成するために、セグメント化ユニット１１０’の出力ｘ（ｎ）は、εｉ−１＝ｘ（ｎ）に設定される（方法ステップｂ）参照）。
【０１１３】
前記第１サイクルで、セグメント化ユニット１１０’の前記出力は、入力値εｉ−１からｋ＝１−Ｋを有する複数のＫの位相係数
【０１１４】
【外１６７】
2004518163.tif 000083
を決定する周波数推定ユニット１２２’へ入力される（方法ステップｃ）参照）。前記位相係数
【０１１５】
【外１６８】
2004518163.tif 000084
は、検索されたシヌソイダル符号データの位相を表しそして、計算入力ニットから出力される。更に、前記位相係数
【０１１６】
【外１６９】
2004518163.tif 000085
は、式（５）に従って、第１成分Ｃ１についてｉ＝１を有する位相
【０１１７】
【外１７０】
2004518163.tif 000086
を計算するためにパターン発生ユニット１２４’へ入力される（方法ステップｄ）参照）。前記パターン発生ユニット１２４’は、更に、ｉ＝１について、
【０１１８】
【数２７】
2004518163.tif 000087
の、成分Ｃｉについて、ｊ＝０−（Ｊ−１）を有する複数の２ｘＪのパターンを発生するために動作する（方法ステップｅ）参照）。これらの発生されたパターン
【０１１９】
【外１７１】
2004518163.tif 000088
は、−パラメータεｉ−１と共に−振幅推定ユニット１２６’へ入力される。前記振幅推定ユニット１２６’は、受信された入力データからｉ＝１の成分Ｃｉについて、前記パターン
【０１２０】
【外１７２】
2004518163.tif 000089
についての複数のＪの振幅
【０１２１】
【外１７３】
2004518163.tif 000090
と、前記パターン
【０１２２】
【外１７４】
2004518163.tif 000091
についてのＪの振幅
【０１２３】
【外１７５】
2004518163.tif 000092
とを決定するように動作する（方法ステップｆ）参照）。前記計算された振幅
【０１２４】
【外１７６】
2004518163.tif 000093
は、セグメントｘ（ｎ）の伸張
【０１２５】
【外１７７】
2004518163.tif 000094
を表すシヌソイダルデータの振幅部分を構成し、そして、前記位相データ
【０１２６】
【外１７８】
2004518163.tif 000095
と共にｉ＝１を有する前記第１成分Ｃｉを表すデータストリームへマージされるために、計算ユニット１２０’から出力される。更に、前記振幅データ
【０１２７】
【外１７９】
2004518163.tif 000096
は、それぞれのパターン
【０１２８】
【外１８０】
2004518163.tif 000097
と共に、
【０１２９】
【数２８】
2004518163.tif 000098
に従って、ｉ＝１を有する成分Ｃｉを計算するために、合成器１２８’へ入力される（方法ステップｇ）参照）。
【０１３０】
前記成分Ｃｉは、前記周波数推定ユニット１２２’へ入力される値εｉ−１から、減算するために、減算ユニット１２９’に入力される。前記減算ユニット１２９’の出力で発生する差は、ｉ＝１を有するεｉと呼ばれる（方法ステップｈ）参照）。
【０１３１】
ここで、伸張
【０１３２】
【外１８１】
2004518163.tif 000099
についての、第１の成分Ｃ１とそのシヌソイダル符号データ
【０１３３】
【外１８２】
2004518163.tif 000100
を計算する第１のサイクルが終了する。続いて、パラメータｉが、セグメント
【０１３４】
【外１８３】
2004518163.tif 000101
の成分Ｃｉの合計数Ｌと比較される（方法ステップｉ）参照）。
【０１３５】
【外１８４】
2004518163.tif 000102
の場合には、ｉ＝ｉ＋１について、方法ステップｃ）からｉ）が繰返される。これらの場合には、
【０１３６】
【外１８５】
2004518163.tif 000103
に対するセグメント化ユニット１１０’からの出力は、周波数推定ユニット１２２’の入力から切断され、代わりに、周波数推定ユニット１２２’の入力は差εｉを受信するために前記減算ユニット１２９’の出力に接続される。しかしながら、
【０１３７】
【外１８６】
2004518163.tif 000104
の場合には、伸張
【０１３８】
【外１８７】
2004518163.tif 000105
の全てのＬの成分のシヌソイダル符号データは計算され、そして、計算ユニット１２０’により実行される計算処理は、特定のセグメント
【０１３９】
【外１８８】
2004518163.tif 000106
について、完了する。続いて、全体の手順が、入力するオーディオ又は音声信号の後続のセグメントについて繰返される。
【０１４０】
図４は、受信された入力データから、オーディオ又は音声信号ｓの近似
【０１４１】
【外１８９】
2004518163.tif 000107
を再構成するパラメトリック復号器４００を示す。これらの受信された入力データは、伝送された又は蓄積媒体から再生された後のデータストリームのデータに対応する。
【０１４２】
パラメトリック復号器４００は、前記受信された入力データから、オーディオ及び／又は音声信号ｓの近似
【０１４３】
【外１９０】
2004518163.tif 000108
のセグメント
【０１４４】
【外１９１】
2004518163.tif 000109
を示すシヌソイダル符号データ
【０１４５】
【外１９２】
2004518163.tif 000110
を選択する選択ユニット４２０を有する。パラメトリック復号器４００は、更に、前記受信されたシヌソイダル符号データから、前記セグメント
【０１４６】
【外１９３】
2004518163.tif 000111
を再構成する合成器４４０と、再構成されたセグメント
【０１４７】
【外１９４】
2004518163.tif 000112
を連結することにより近似
【０１４８】
【外１９５】
2004518163.tif 000113
を再構成する結合ユニット４６０を有する。
【０１４９】
上述の実施例は本発明を限定するものではなく説明するものであり、そして、当業者は請求項の範囲から離れることなく多くの代わりの実施例を設計できることに、注意すべきである。請求の範囲では、括弧内に記載の符号は請求項を限定するように解釈するものではない。用語”有する”は、請求項に列挙された以外の他の構成要素又はステップの存在を除外しない。本発明は、幾つかの特徴的な構成要素を有するハードウェアにより、そして、適するようにプログラムされたコンピュータにより実行できる。幾つかの手段を列挙する装置の請求項では、これらの手段の幾つかは、１つの同じハードウェアで実現されうる。幾つかの相互に異なる従属請求項で、特定の手段が引用されていることは、これらの手段の組合せが、優位に使用できないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従ったパラメトリック符号化器の第１の実施例を示す図である。
【図２】
本発明に従ったパラメトリック符号化器の第２の実施例を示す図である。
【図３】
本発明に従ったパラメトリック符号化器の第２の実施例の動作を示すフローチャートである。
【図４】
本発明の実施例に従ったパラメトリック復号器を示す図である。
【図５】
従来技術のパラメトリック符号化器示す図である。
【図３】
2004518163.tif 000226
【国際公開パンフレット】
2004518163.tif 000227
2004518163.tif 000228
2004518163.tif 000229
2004518163.tif 000230
2004518163.tif 000231
2004518163.tif 000232
2004518163.tif 000233
2004518163.tif 000234
2004518163.tif 000235
2004518163.tif 000236
2004518163.tif 000237
2004518163.tif 000238
2004518163.tif 000239
2004518163.tif 000240
2004518163.tif 000241
2004518163.tif 000242
2004518163.tif 000243
2004518163.tif 000244
2004518163.tif 000245
2004518163.tif 000246
2004518163.tif 000247
2004518163.tif 000248
2004518163.tif 000249
【国際調査報告】
2004518163.tif 000250
2004518163.tif 000251