(57)【要約】【課題】音声信号を符号化するための方法を提供すること。【解決手段】符号化されたビットストリーム（ＡＳ）のセマンティクスとシンタクスが、特定のサンプリング周波数に関係しない、音声信号（ｘ）の符号化を提供する。従って、フレーム長のような暗黙のパラメータを含む、音声信号（ｘ）を再生させるために必要な全てのビットストリーム・パラメータ（ＣＴ，ＣＳ，ＣＮ）が、絶対周波数と絶対タイミングに関係し、サンプリング周波数には関係しない。【選択図】図１
2004519741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号（ｘ）を符号化する方法であって、
サンプリングされた信号値を生成するために、前記音声信号（ｘ）を第一サンプリング周波数でサンプリングするステップと、
前記音声信号のパラメーター表示を生成するために、前記サンプリングされた信号値を分析するステップと、
当該音声信号を表し、かつ当該第一サンプリング周波数に依存しないパラメーター表示を含む、符号化された音声ストリーム（ＡＳ）を生成し、当該音声信号を当該サンプリング周波数に依存せずに合成することを可能にするステップと、
を有する、音声信号を符号化する方法。
【請求項２】
前記ノイズ成分の対象スペクトラムを近似する周波数応答を有するフィルタのフィルタパラメータ（ｐｉ，ｑｉ）を決定することによって、前記音声信号のノイズ成分をモデリングすることと、
前記フィルタパラメータを、前記第一サンプリング周波数に依存しないパラメータに変換すること、を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該フィルタパラメータが、自動回帰（ｐｉ）パラメータと移動平均（ｑｉ）パラメータであり、かつ当該サンプリング周波数に依存しないパラメータが、線スペクトル周波数を示す、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
当該サンプリング周波数に依存しないパラメータが、絶対周波数またはＢａｒｋスケールまたはＥＲＢスケールのうちの１つで表される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
当該方法が、
前記音声信号の過渡的信号成分の位置を推定するステップと、
形状パラメータを有する形状関数と、当該音声信号（ｘ）の当該過渡的信号成分の絶対時間の場所を表す位置パラメータとを、当該過渡的信号に合わせるステップと、
前記形状関数を記述する位置パラメータと形状パラメータを、当該音声ストリーム（ＡＳ）に含めるステップと、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
当該合わせるステップが、実質的に指数関数的な最初の変化と、実質的に対数関数的な減衰変化とを有する形状関数を提供するために、最初の増加の後に減衰する当該過渡的信号成分に応答する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記形状関数の最初の変化が、実質的にｔｎに従い、かつ前記形状関数の減衰変化が、実質的にｅ−αｔに従う（ｔ：時間／ｎ、α：パラメータ）、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
当該合わせるステップが、ステップの過渡現象を示す形状関数を提供するために、振幅がステップ状に変化する、当該過渡的信号成分に応答する、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
利得制御機構において前記形状関数を使用することによって、少なくとも一つの持続的符号化ステージに供給される前記音声信号の一部を平坦化することを更に有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
以降の信号セグメントに存在するリンクされた信号成分を表すトラックを決定することによって、前記音声信号の持続的信号成分をモデリングすることと、
トラック内の第一信号成分の前記パラメータが、当該信号成分の絶対周波数を表すパラメータを含むように、既に決定されているリンクされた信号成分のパラメータを基にトラックを延在させることと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
符号化されたビットストリームを生成する前記ステップが、復号器が使用する推奨最小帯域幅、または前記ビットストリームの前記第一サンプリング周波数のインジケータを含むことを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
符号器のサンプリング周波数に依存しないパラメーター表示（ＣＴ、ＣＳ、ＣＮ）を含む音声信号（ｘ）を表す、符号化された音声ストリーム（ＡＳ’）を読み取るステップと、
当該音声信号を当該サンプリング周波数に依存せずに合成するために、当該パラメーター表示を使用するステップと、
を有する、音声ストリームを復号化する方法。
【請求項１３】
サンプリングされた信号値を生成するために、前記音声信号（ｘ）を第一サンプリング周波数でサンプリングするためのサンプラと、
前記音声信号のパラメーター表示を生成するために、前記サンプリングされた信号値を分析するための分析器と、
当該音声信号を表し、かつ当該第一サンプリング周波数に依存しないパラメーター表示を含む、符号化された音声ストリーム（ＡＳ）を生成し、当該音声信号を当該サンプリング周波数に依存せずに合成することを可能にするビットストリーム発生器と、
を含む、音声符号器。
【請求項１４】
符号器のサンプリング周波数に依存しないパラメーター表示（ＣＴ、ＣＳ、ＣＮ）を含む音声信号（ｘ）を表す、符号化された音声ストリーム（ＡＳ’）を読み取るための手段と、
当該音声信号を、当該サンプリング周波数に依存せずに合成するために、当該パラメータを使用するように構成された合成器と、
を有する、音声再生器。
【請求項１５】
請求項１３に記載の音声符号器、および請求項１４に記載の音声再生器を有する、音声システム。
【請求項１６】
音声信号を表し、かつ符号器サンプリング周波数に依存しないパラメータを有し、当該音声信号を当該サンプリング周波数に依存せずに合成することを可能にする、音声ストリーム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の音声ストリーム（ＡＳ）が記憶されている記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号の符号化と復号化に関する。本発明は、特に、ソリッドステート音声またはインターネット音声で使用される、低ビットレートによる音声の符号化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
知覚的な符号器は、マスキングと呼ばれる人間の聴力系の現象に依存する。平均的な人間の耳は、広範囲の周波数を感知する。しかしながら、多くの信号エネルギーが１つの周波数に存在すると、耳は、その近くの周波数にある低いエネルギーを聞くことができない。すなわち、音が強い周波数は、音が弱い周波数をマスクする。音が大きい周波数は、マスカーと呼ばれ、音が弱い周波数は、ターゲットと呼ばれる。知覚的な符号器は、マスクされた周波数に関する情報を捨てることによって、信号帯域幅を節約する。この結果は、原信号と同じではなくなるが、人間の耳は、適切な計算によって、この違いを聞き分けることができなくなる。知覚的な符号器には、２つの特定の種類、変換符号器とサブバンド符号器がある。
【０００３】
変換符号器の場合、一般的に、入って来る音声信号は、各々が一つ以上のセグメントを含む一つ以上のフレームを有する、ビットストリームに符号化される。符号器は、この信号を、所定のサンプリング周波数で得られるサンプルのブロック（セグメント）に分割し、かつ、これらは、この信号のスペクトル特性を識別するために、周波数領域に変換される。結果として生ずる係数は、完全な正確性を持って送信されることはないが、その代わりに、正確性が低くなったことと引き換えにワード長が節約されるように、量子化される。復号器は、逆変換を行って、より高い、整形されたノイズフロアを有する、原信号のバージョンを作成する。係数周波数の値が、一般に、変換長によって暗示的に決定され、かつサンプリング周波数、つまり、換言すれば、変換係数に一致する周波数（範囲）が、サンプリング率に直接関係していることに、注目すべきである。
【０００４】
サブバンド符合器（ＳＢＣ（Ｓｕｂ−ｂａｎｄ ｃｏｄｅｒｓ））は、変換符号器と同様の態様で動作するが、周波数領域への変換は、ここでは、サブバンド・フィルタによって行われる。サブバンド信号は、送信の前に量子化され、かつ符号化される。各サブバンドの中心周波数とバンド幅は、この場合も、フィルタ構造とサンプリング周波数によって暗示的に決定される。
【０００５】
一般的には変換符合器の場合、および特にサブバンド符合器の両方の場合において、適用されるフィルタの分解能は、変換フィルタバンクまたはサブバンドフィルタバンクが動作するサンプリング周波数で、直接、基準化される。
【０００６】
しかしながら、多くの信号は、決定的成分のみならず、決定的ではない、つまり、確率ノイズ成分も有し、かつ、線形予測符号化法（ＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｃｏｄｉｎｇ））は、この種類のスペクトル形状または信号の成分を表示するために使用される技術の一つである。一般に、ＬＰＣに基づく符号器は、ノイズが多い成分または信号からサンプルのブロックを取得し、かつサンプルのブロックのスペクトル形状を表すフィルタパラメータを生成する。復号器は、次いで、同じサンプリング率で合成ノイズを生成し、かつ、元の信号から計算されたフィルタパラメータを使用して、原信号のスペクトル形状に近似した信号を生成することができる。しかしながら、このような符号器は、復号器が、元のサンプリング周波数に関係するフィルタパラメータを使用して動作しなければならない、１つの特定サンプリング周波数に対して設計されている、と理解することができる。正確な出力を生成するために、予測誤差が、特定されたサンプリング周波数で生成されるべきであるので、予測フィルタのパラメータは、このサンプリング周波数に対してしか有効ではない。（いくつかの非常に特定な場合には、復号器を別のサンプリング周波数（例えば、サンプリング周波数の正確に半分）で動作させることができる。）
【０００７】
しかしながら、上に概説したシステムと、例えば、ＰＣＴ出願番号ＷＯ９７／２１３１０に例示されているシステムを含む、本願明細書で説明されている現在の低ビットレートの音声符号化システムとに関する問題は、符号器によって作られたビットストリームが、ビットストリームが符号器により生成されたさいのサンプリング周波数に関係し、かつこの復号器が、時間領域ＰＣＭ（パルス符号変調（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））出力信号を生成するために、このサンプリング周波数で、動作しなければならないことである。従って、この復号器で使用されるサンプリング周波数は、復号器用のパラメータとしてビットストリームのシンタックスに組み込むか、または他の方法でこの復号器に知らされる。
【０００８】
また、復号器のハードウエアには、符号器が、符号化されたビットストリームを生成するために使用する可能性のある、如何なるサンプリング周波数でも動作することができるクロッキング回路が必要である。出力サンプリング周波数を基準化することによる、復号器の計算負荷に関する拡張性は、存在しないか、または幾つかの離散的ステップに限定される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、サンプリングされた信号値を生成するために、第一サンプリング周波数で音声信号をサンプリングするステップと、この音声信号のパラメーター表示を生成するために、サンプリングされた信号値を分析するステップと、当該音声信号を表し、かつ当該第一サンプリング周波数に依存しないパラメーター表示を含む、符号化された音声ストリームを生成し、従って、当該音声信号を当該サンプリング周波数に依存せずに合成することができるステップと、を有する、音声信号を符号化する方法を提供する。
【００１０】
このようにして、フレーム長のような暗示的パラメータを含む、音声信号の再生に必要な符号化されたビットストリームのセマンティクスとシンタクスは、絶対周波数と絶対タイミングに関係し、従って、サンプリング周波数には関係しない。
【００１１】
このように、復号器の出力サンプリング周波数は、符号器への入力信号のサンプリング周波数に関係する必要がないので、符号器と復号器は、ユーザが選択したサンプリング周波数で、相互に独立して動作することができる。
【００１２】
従って、復号器は、例えば、復号器ハードウエアのクロッキング回路がサポートする単一のサンプリング周波数、または復号器ハードウエアのプラットホームの処理能力が許す最大のサンプリング周波数で、動作させることができる。
【００１３】
本発明の好ましい一実施例の場合、パラメーター表示の成分には、過渡的信号成分の位置パラメータと形状パラメータ、およびリンクされた信号成分を表すトラックが含まれる。この場合、パラメータは、絶対時間と絶対周波数として符号化されるか、または符号器サンプリング周波数に依存しない絶対時間と絶対周波数とを示す。この実施例では、さらに、パラメーター表示の成分には、符号器の元のサンプリング周波数に依存しない、音声信号のノイズ成分を表す線スペクトル周波数が含まれる。これらの線スペクトル周波数は、絶対周波数値によって表示される。
【００１４】
次に、添付の図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１５】
【発明を実施するための形態】
本発明の好ましい実施例では、図１、すなわち符号器は、２０００年３月１５日に出願された（社内整理番号：ＰＨ−ＮＬ０００１２０）、欧州特許出願番号００２００９３９．７に説明されている種類の正弦波符号器（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｃｏｄｅｒ）である。前述の事例とこの好ましい実施例の両方において、音声符号器１は、音声信号のデジタル表現ｘ（ｔ）が得られるように、入力音声信号をあるサンプリング周波数でサンプリングする。これにより、時間スケールｔは、サンプリング率に依存するようになる。符号器１は、次いで、サンプリングされた入力信号を、３つの成分、すなわち過渡的信号成分、持続的決定性成分、および持続的確立成分に分割する。音声符号器１は、過渡的符号器（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｏｄｅｒ）１１、正弦波符号器（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｃｏｄｅｒ）１３、およびノイズ符号器（ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅｒ）１４を有する。音声符号器は、オプションとして、ゲイン圧縮機構（ＧＣ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ））１２を有していても良い。
【００１６】
本発明のこの有利な実施例では、過渡的符号化は、持続的符号化の前に行われる。過渡的信号成分は、持続的符号器では効率的かつ最適には符号化されないため、このことは有利である。過渡的信号成分を符号化するために持続的符号器を使用する場合には、符号化のために多くの努力が必要となる。すなわち、例えば、持続的正弦波のみで過渡的的信号成分を符号化することは困難であると考えられる。従って、持続的符号化の前に、符号化される音声信号から過渡的信号成分を除去することが、有利である。過渡的符号器で導出された過渡的開始位置を、適応セグメント化（適応フレーミング）のために、持続的符号器で使用して良いことも、理解されるであろう。
【００１７】
それにもかかわらず、本発明は、欧州特許出願番号００２００９３９．７に開示されている過渡的符号化の特定の使用に限定される訳ではなく、かつ、これは、例示的な目的のためにしか提供されていない。
【００１８】
過渡的符号器１１は、過渡的検出回路（ＴＤ（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｏｒ））１１０と、過渡的分析器（ＴＡ（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ａｎａｌｙｚｅｒ））１１１と、過渡的合成器（ＴＳ（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ））１１２と、を有する。まず、信号ｘ（ｔ）が、過渡的検出器１１０に入る。この検出器１１０は、過渡的信号成分が存在するか否かと、その位置とを推定する。この情報は、過渡的分析器１１１に供給される。この情報は、信号によって誘発された有利なセグメンテーションを得るために、正弦波符号器１３とノイズ符号器１４で使用することも出来る。過渡的信号成分の位置が決定されると、過渡的分析器１１１は、過渡的信号成分（の主要部分）を抽出しようとする。過渡的分析器１１１は、推定された開始位置から開始することが好ましい信号セグメントに形状関数を合わせ、かつ、例えば、正弦波成分の（小さな）数を使用することによって、この形状関数の下でコンテンツを決定する。この情報は、過渡的符号ＣＴに含まれ、かつ過渡的符号ＣＴの生成に関するより詳細な情報は、欧州特許出願番号００２００９３９．７に提供されている。何れにせよ、例えば、過渡的分析器が、形状関数のようなＭｅｉｘｎｅｒを使用する場合、過渡的符号ＣＴが、過渡的状態が始まる開始位置、実質的に最初のアタック率を表すパラメータ、および崩壊率を実質的に表すパラメータ、並びに過渡的状態の正弦波成分の周波数、振幅、および位相のデータを有することは、理解されるであろう。このように、本発明を実施するためには、この開始位置は、例えば、フレーム内のサンプル番号ではなく、時間値として送信するべきであり、かつ、正弦波周波数は、絶対値として送信するか、または変換サンプリング周波数からしか導出できない値、または変換サンプリング周波数に比例した値ではなく、絶対値を表す識別子を使用して、送信するべきである。従来技術のシステムでは、一般的に、離散値であるので、符号化と圧縮化が直観的に容易であるため、後者のオプションが、選択される。しかしながら、このためには、音声信号を再生するために、復号器が、サンプリング周波数を再生できなくてはならない。
【００１９】
過渡的信号成分が、振幅エンベロープにおいてステップ状に変化する場合には、形状関数は、ステップ表示を含んでいても良いことは理解されるであろう。この場合、過渡的位置は、正弦波モジュールとノイズモジュールに対する合成の間の、セグメンテーションにしか影響を与えない。しかしながら、この場合も、ステップ状の変化の場所は、サンプル番号ではなく、時間値として符号化され、これは、サンプリング周波数に関係付けられるであろう。
【００２０】
過渡的符号ＣＴは、過渡的合成器１１２に供給される。合成された過渡的信号成分は、減算器１６で入力信号ｘ（ｔ）から減算され、信号ｘ１と言う結果が得られる。ＧＣ １２が省略された場合には、ｘ１ ＝ ｘ２となる。信号ｘ２は、正弦波符号器１３に供給され、ここで信号ｘ２が、正弦波分析器（ＳＡ（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ａｎａｌｙｚｅｒ））１３０により分析される。正弦波分析器（ＳＡ）１３０は、（決定的な）正弦波成分を決定する。結果として生ずる情報は、正弦波符号ＣＳに含まれる。例示的な正弦波符号ＣＳの生成を説明したより詳細な実例は、ＰＣＴ出願出願番号ＰＣＴ／ＥＰ００／０５３４４に提供されている（社内整理番号：Ｎ ０１７５０２）。これに代えて、基本的な実施が、「正弦波表現に基づく音声分析／合成（Ｓｐｅｅｃｈ ａｎａｌｙｓｉｓ／ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）」（Ｒ． ＭｃＡｕｌａｙとＴ． Ｑｕａｒｔｉｅｒｉによる、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ａｃｏｕｓｔ．， Ｓｐｅｅｃｈ， Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ、第４３巻、７４４〜７５４頁、１９８６年）、または、「ハノーバー大学およびドイツ連邦郵便テレコムからのＭＰＥＧ−４音声符号化提案に関する技術解説（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＭＰＥＧ−４ ａｕｄｉｏ−ｃｏｄｉｎｇ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｈａｎｎｏｖｅｒ ａｎｄ Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｂｕｎｄｅｓｐｏｓｔ Ｔｅｌｅｋｏｍ ＡＧ）（改定）」（Ｂ． Ｅｄｌｅｒ， Ｈ． Ｐｕｒｎｈａｇｅｎ と Ｃ． Ｆｅｒｅｋｉｄｉｓ、技術解説ＭＰＥＧ９５／０４１４ｒ、国際標準化機構ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１， １９９６年）に開示されている。
【００２１】
しかしながら、要約すれば、好ましい実施例の正弦波符号器は、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にリンクされた正弦波成分のトラックとして、符号化する。これらのトラックは、最初は、所定のセグメント内で始まる正弦波、すなわち、発生（ｂｉｒｔｈ）に対する開始周波数、開始振幅、および開始位相、によって表示される。その後、このトラックは、以降のセグメントでトラックが終わる（消滅する）セグメントまで、周波数の差、振幅の差、かつ、おそらくは、位相差（継続）によって表示される。実際には、位相差を符号化しても、利得はほとんどないと決定することが出来る。従って、継続のために位相情報を符号化する必要は全くなく、かつ連続位相復元を使用して位相情報を再生しても良い。この場合にも、本発明を実施するためには、符号化された信号が確実にサンプリング周波数に依存しないように、開始周波数は、正弦波符号ＣＳ内で、絶対周波数を示す識別子または絶対値として符号化される。
【００２２】
正弦波符号ＣＳから、正弦波信号の成分が、正弦波合成器（ＳＳ（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ））１３１によって復元される。この信号は、減算器１７により、正弦波符号器１３への入力ｘ２から減算され、その結果、残りの信号ｘ３には、（大きな）過渡的信号成分と（主要な）決定的な正弦波成分が存在しなくなる。
【００２３】
残存する信号ｘ３は、主にノイズを有すると推定され、かつこの好ましい実施例のノイズ分析器１４は、このノイズを表すノイズ符号ＣＮを作る。従来は、例えば、２０００年５月１７日に出願されたＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＥＰ００／０４５９９（社内整理番号：ＰＨ ＮＬ０００２８７） の場合のように、ノイズのスペクトラムは、ノイズ符号器によって、自動回帰（ＡＲ（ａｕｔｏ−ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ））と移動平均（ＭＡ（ｍｏｖｉｎｇ ａｖｅｒａｇｅ））が結合したフィルターパラメータ（ｐｉ，ｑｉ）で、等価矩形帯域幅（ＥＲＢ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ））のスケールに従って、モデル化されている。図２の復号器の場合、フィルタパラメータは、主として、ノイズのスペクトラムを近似する周波数応答を有するフィルタであるノイズ合成器ＮＳ ３３に供給される。ＮＳ ３３は、ＡＲＭＡフィルタリング・パラメータ（ｐｉ，ｑｉ）でホワイトノイズ信号をフィルタリングすることよって、復元されたノイズｙＮを生成し、かつその後、これを、合成された過渡的信号ｙＴと正弦波信号ｙＳに加える。
【００２４】
しかしながら、ＡＲＭＡフィルタリング・パラメータ（ｐｉ，ｑｉ）は、この場合も、ノイズ分析器のサンプリング周波数に依存している。従って本発明を実施するために、これらのパラメータは、符号化の前に、線スペクトルの対（ＬＳＰ（Ｌｉｎｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｐａｉｒｓ））としても知られる、線スペクトルの周波数（ＬＳＦ）に変換される。これらのＬＳＦパラメータは、絶対周波数グリッド、またはＥＲＢスケール若しくはＢａｒｋスケールに関係するグリッドで表示することができる。ＬＳＰに関するさらなる情報は、「線スペクトルの対と音声データ圧縮（Ｌｉｎｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｐａｉｒ （ＬＳＰ） ａｎｄ ｓｐｅｅｃｈ ｄａｔａ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）」（Ｆ． Ｋ． ＳｏｏｎｇとＢ． Ｈ． Ｊｕａｎｇ、ＩＣＡＳＳＰ、１．１０．１頁、１９８４年）に見出すことができる。何れにせよ、符号器サンプリング周波数に依存する、この場合では１種類のリニア予測フィルタ型係数（ｐｉ，ｑｉ）に依存しないサンプリング周波数であるＬＳＦｓへの、この復号器で必要となる変換およびこの逆の変換は、周知であるので本願明細書では、これ以上論じない。しかしながら、復号器の中でＬＳＦｓをフィルター係数（ｐ’ｉ，ｑ’ｉ）に変換することは、ノイズ合成器３３がホワイトノイズ・サンプルを生成する周波数を参照することによって実行可能であるので、復号器が、ノイズ信号ｙＮを、元々これがサンプリングされた態様には依存せずに生成できることは、理解されるであろう。
【００２５】
正弦波符号器１３の状況と同様に、ノイズ分析器１４は、過渡的信号成分の開始位置を、新しい分析ブロックを開始するための位置として使用しても良いことは、理解されるであろう。従って、正弦波分析器１３０のセグメントの大きさと、ノイズ分析器１４のセグメントの大きさは、必ずしも等しくない。
【００２６】
最後に、多重化装置１５において、ＣＴ符号、ＣＳ符号、およびＣＮ符号を含む音声ストリームＡＳが、構成される。この音声ストリームＡＳは、例えば、データバス、アンテナシステム、記憶媒体などに供給される。
【００２７】
図２は、本発明の音声再生器３である。例えば、図１の符号器によって発生される音声ストリームＡＳ’は、データバス、アンテナシステム、記憶媒体などから得られる。音声ストリームＡＳは、符号ＣＴ、ＣＳ、およびＣＮを得るために、多重分離装置３０により多重分離される。これらの符号は、それぞれ、過渡的合成器３１、正弦波合成器３２、およびノイズ合成器３３に供給される。過渡的符号ＣＴからは、過渡的信号成分が、過渡的合成器３１により計算される。過渡的符号が形状関数を示す場合には、この形状は、受信されたパラメータに基づいて計算される。更に、この形状の内容は、正弦波成分の周波数と振幅に基づいて計算される。過渡的符号ＣＴがステップを示す場合、過渡的状態は計算されない。合計過渡的信号ｙＴは、全ての過渡現象の和である。
【００２８】
適応フレーミングが使用される場合には、過渡的位置から、正弦波合成ＳＳ ３２とノイズ合成ＮＳ ３３のためのセグメンテーションが計算される。正弦波符号ＣＳは、所定のセグメントについての正弦波の合計として表わされる信号ｙＳを生成するために、使用される。ノイズ符号ＣＮは、ノイズ信号ｙＮを生成するために使用される。このために、フレームセグメントの線スペクトル周波数は、まず、ホワイトノイズがノイズ合成器によって生成される周波数に専用の、ＡＲＭＡフィルタリングパラメータ（ｐ’ｉ，ｑ’ｉ）に変換され、かつこれらは、音声信号のノイズ成分を生成するために、ホワイトノイズ値に結合される。いずれにせよ、以降のフレームセグメントは、例えば、オーバーラップ加算（ｏｖｅｒｌａｐ−ａｄｄ）方法によって加えられる。
【００２９】
全信号ｙ（ｔ）は、過渡的信号ｙＴと、正弦波信号ｙＳとノイズ信号ｙＮとの和と任意の振幅伸長（ｇ）との積との、和を有する。音声再生器は、各々の信号を加算するために、２つの加算器３６と３７を有する。全信号は、出力装置３５、例えば、スピーカに供給される。
【００３０】
図３は、図１に示す音声符号器１と図２に示す音声再生器３とを有する、本発明の音声システムである。このようなシステムは、再生機能と録音機能を提供する。音声ストリームＡＳは、通信チャンネル２を介して、音声符号器から音声再生器に供給される。通信チャンネル２は、無線接続、データ２０のバス、または記憶媒体とすることが出来る。通信チェンネル２が記憶媒体である場合、この記憶媒体をシステム内に固定し、または、この記憶媒体を、取り外し可能なディスク、メモリースティックなどとしても良い。通信チャンネル２は、音声システムの一部としても良いが、音声システムの外部にあることが多いであろう。
【００３１】
要約すると、好ましい実施例の符号器は、広帯域の音声信号を、
・ 正弦波成分（絶対周波数は、ビットストリームで送信される。）
・ 過渡的成分（フレームセグメント内の絶対位置の過渡的位置は、送信され、
過渡的エンベロープは、絶対時間スケールで特定され、かつ、その絶対周波
数の正弦波成分は、ビットストリームで送信される。）
・ ノイズ成分（線スペクトル周波数は、ビットストリームで送信される。更に
、フレーム長は、従来の符号器のようにサンプルの数ではなく、絶対時間で
特定しなければならない。）
という３種類の成分に分解することに基づいていることが理解されるであろう。
【００３２】
さらに、フレーム長は、従来の符号器のようにサンプルの数ではなく、絶対時間で特定されるべきである。
【００３３】
このような符号器の場合、復号器は、任意のサンプリング周波数で動作させることができる。しかしながら、全バンド幅は、当然ながら、サンプリング周波数が、ビットストリームに含まれる任意の成分の最高周波数の少なくとも２倍である場合にしか得ることができない。ある種のアプリケーションの場合、ビットストリームで使用することができる全バンド幅を得るために、復号器で使用される最小帯域幅（またはサンプリング周波数）を予め定めることができる。より有利な実施例では、推奨される最小帯域幅（またはサンプリング周波数）は、例えば、１つ以上のビットのインジケータの形態でビットストリームに含まれる。ビットストリームにおいて全帯域幅が使用可能となるように、使用される最小帯域幅／サンプリング周波数を決定して、この推奨される最小帯域幅を、適切な復号器で使用することができる。
【００３４】
時間スケーリング、およびピッチ変化は、本質的にこのようなシステムによってサポートされていることも、理解すべきである。時間スケーリングは、符号器によって選択された絶対フレーム長とは異なる絶対フレーム長しか使用しない。全ての絶対周波数に、一定の因数を乗じるのみで、ピッチシフトを得ることができる。
【００３５】
本発明を、専用のハードウエア、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ））で動作するソフトウエア、または汎用コンピュータで実施することができる点は、理解されるであろう。本発明は、本発明の符号化方法を実行するためのコンピュータープログラムが記憶された、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭなどの有形の媒体で実施することができる。本発明を、インターネットのようなデータ網、または放送サービスによって送信される信号を介して送信される信号として、実施することもできる。
【００３６】
上述の実施例は、本発明を制限するのではなく例示しているものであり、かつ当業者は、添付の請求の範囲の範囲内で、多くの代替の実施例が設計可能となる点は、留意すべきである。請求項においては、括弧の間に記載されているいかなる引用符号も、請求項を制限するものと解釈すべきではない。「有する」という語は、請求項に記載されている要素、またはステップ以外の要素、またはステップの存在を、除外するものではない。本発明は、異なる幾つかの要素を有するハードウエア、かつ適切にプログラムされたコンピュータによって、実行可能である。幾つかの手段を列挙しているデバイスの請求項では、これらの手段の幾つかを、ハードウエアの完全同一部材によって実施することができる。ある種の手段が、相互に異なる従属請求項で詳述されているというのみで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないと言うことはない。
【００３７】
要約すると、音声信号の符号化は、符号化されたビットストリームのセマンティクスとシンタクスが、特定のサンプリング周波数に関係していない場合に実現される。従って、フレーム長のように暗黙のパラメータを含む、音声信号を再生するために必要な全てのビットストリームパラメータは、絶対周波数と絶対タイミングに関係しており、従って、サンプリング周波数には関係していない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音声符号器の実施例を示す。
【図２】本発明の音声再生器の実施例を示す。
【図３】音声符号器と音声再生器とを有するシステムを示す。
【符号の説明】
１…音声符号器
２…通信チャンネル
３…音声再生器
１１…過渡的符号器
１２…ゲイン圧縮機構
１３…正弦波符号器
１４…ノイズ符号器
１５…ビットストリーム発生器
１６…減算器
１７…減算器
３０…多重分離装置
３１…過渡的合成器
３２…正弦波合成器
３３…ノイズ合成器
３５…出力装置
３６…加算器
３７…加算器
１１０…過渡的検出回路
１１１…過渡的分析器
１１２…過渡的合成器
１３０…正弦波分析器
１３１…正弦波合成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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