(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記第１の符号化データから復号された低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化装置であって、
前記オーディオ信号のフレームに過渡性があるか否かを判定する過渡性判定手段と、
前記オーディオ信号のフレームに過渡性がある場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正手段と、
前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正手段と、
フレームに過渡性がある場合には、前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号全体を復号する復号手段と、
を備えたことを特徴とする復号化装置。
【請求項２】
前記低域成分補正手段は、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする請求項１に記載の復号化装置。
【請求項３】
前記過渡性判定手段は、過去に取得したオーディオ信号の低域成分から平均電力を算出し、新たに取得したオーディオ信号の低域成分の電力と前記平均電力とを比較することにより復号対象となるオーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の復号化装置。
【請求項４】
前記第１の符号化データを復号して得られる低域成分は前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを示す窓切り替え情報を含み、前記過渡性判定手段は、前記窓切り替え情報を基にして前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の復号化装置。
【請求項５】
前記低域成分補正手段は、前記低域成分のフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、前記第１サブフレームに含まれる定常成分を過去のフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られたＬＰＣ係数を用いて除去し、前記第２サブフレームに含まれる定常成分を当該第２サブフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られるＬＰＣ係数を用いて除去することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする請求項１に記載の復号化装置。
【請求項６】
前記低域成分補正手段は、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記低域成分のフレームを前記過渡性の音が存在する位置の前後でサブフレームに分割し、分割した各サブフレームに対してＬＰＣ分析を実行して各サブフレームに対応するＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて各サブフレームを補正することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする請求項１に記載の復号化装置。
【請求項７】
オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記第１の符号化データから復号された低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化装置の復号化方法であって、
前記オーディオ信号のフレームに過渡性があるか否かを判定する過渡性判定ステップと、
前記オーディオ信号のフレームに過渡性がある場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正ステップと、
前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正ステップと、
フレームに過渡性がある場合には、前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号全体を復号する復号ステップと、
を含んだことを特徴とする復号化方法。
【請求項８】
前記低域成分補正ステップは、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする請求項７に記載の復号化方法。
【請求項９】
オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記第１の符号化データから復号された低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化プログラムであって、
コンピュータに
前記オーディオ信号のフレームに過渡性があるか否かを判定する過渡性判定手順と、
前記オーディオ信号のフレームに過渡性がある場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正手順と、
前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正手順と、
フレームに過渡性がある場合には、前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号全体を復号する復号手順と、
を実行させることを特徴とする復号化プログラム。
【請求項１０】
前記低域成分補正手順は、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする請求項９に記載の復号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声や音楽を符号化する方式として、ＨＥ−ＡＡＣ（High-Efficiency  Advanced  Audio  Coding）方式が利用されている。このＨＥ−ＡＡＣ方式は、主に、映像圧縮規格ＭＰＥＧ−２（Moving  Picture  Experts  Group  phase  2）またはＭＰＥＧ−４（Moving  Picture  Experts  Group  phase  4）などで使われる音声圧縮方式である。
【０００３】
ＨＥ−ＡＡＣ方式による符号化は、符号化対象となるオーディオ信号（音声や音楽などに関する信号）の周波数の低域成分をＡＡＣ（Advanced  Audio  Coding）方式で符号化し、周波数の高域成分をＳＢＲ（Spectral  Band  Replication；帯域複製技術）方式で符号化する。ＳＢＲ方式は、オーディオ信号の周波数の低域成分から予測できない部分のみを符号化することにより通常よりも少ないビット数によってオーディオ信号の周波数の高域成分を符号化することができる。以下、ＡＡＣ方式によって符号化したデータをＡＡＣデータと表記し、ＳＢＲ方式によって符号化したデータをＳＢＲデータと表記する。
【０００４】
ここで、ＨＥ−ＡＡＣ方式によって符号化されたデータ（以下、ＨＥ−ＡＡＣデータと表記する）を復号化（デコード）するデコーダの一例について説明する。図１９は、従来のデコーダの構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このデコーダ１０は、データ分離部１１と、ＡＡＣ復号部１２と、分析フィルタ部１３と、高域生成部１４と、合成フィルタ部１５とを備えて構成される。
【０００５】
ここで、データ分離部１１は、ＨＥ−ＡＡＣデータを取得した場合に、取得したＨＥ−ＡＡＣデータに含まれるＡＡＣデータおよびＳＢＲデータをそれぞれ分離させ、ＡＡＣデータをＡＡＣ復号部１２に出力し、ＳＢＲデータを高域生成部１４に出力する処理部である。
【０００６】
ＡＡＣ復号部１２は、ＡＡＣデータを復号化し、復号化したＡＡＣデータをＡＡＣ出力音データとして分析フィルタ部１３に出力する処理部である。分析フィルタ部１３は、ＡＡＣ復号部１２から取得するＡＡＣ出力音データを基にして、オーディオ信号の低域成分にかかる時間と周波数との特性を算出し、算出結果を合成フィルタ部１５および高域生成部１４に出力する処理部である。以下、分析フィルタ部１３から出力される算出結果を低域成分データと表記する。
【０００７】
高域生成部１４は、データ分離部１１から取得するＳＢＲデータと分析フィルタ部１３から取得する低域成分データとを基にして、オーディオ信号の高域成分を生成する処理部である。そして、高域生成部１４は、生成した高域成分のデータを高域成分データとして合成フィルタ部１５に出力する。
【０００８】
合成フィルタ部１５は、分析フィルタ部１３から取得する低域成分データと高域生成部１４から取得する高域成分データとを合成し、合成したデータをＨＥ−ＡＡＣ出力音データとして出力する処理部である。
【０００９】
図２０は、デコーダ１０の処理の概要を説明するための説明図である。同図に示すように、デコーダ１０は、低域成分データの一部を複製し、複製したデータの電力を調整することによって高域成分データを生成する。そして、低域成分データと高域成分データとを合成することにより、ＨＥ−ＡＡＣ出力音データを生成する。このように、ＨＥ−ＡＡＣ方式によって符号化されたＨＥ−ＡＡＣデータ（オーディオ信号など）は、デコーダ１０によってＨＥ−ＡＡＣ出力音データに復号化されている。
【００１０】
なお、特許文献１では、オーディオ信号にかかるスケールファクタの値を調整することによりオーディオ信号の符号化の前後におけるパワーの不一致を補正し、聴感上の品質を向上させるという技術が公開されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３３８６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した従来の技術では、アタック音（急激な振幅変化を有する信号）が含まれるオーディオ信号を符号化（例えば、ＨＥ−ＡＡＣ方式によって符号化）した後、かかる符号化されたオーディオ信号を復号化する場合に、オーディオ信号の周波数の高域成分を適切に復号化することができないという問題があった。
【００１３】
従来技術の問題点について具体的に説明する。図２１は、従来技術の問題点を説明するための説明図である。同図に示すように、極めて短い時間幅で急激に振幅変化するアタック音を含むオーディオ信号をＳＢＲ方式によって符号化する場合には、ＳＢＲ方式の特性上、ＳＢＲ方式によって分割される時間領域と比較してアタック音の発生した時間領域が極めて短くなる場合（あるいはＡＡＣ方式にかかる時間分解能よりもＳＢＲ方式にかかる時間分解能が粗くなる場合）があり、アタック音を含む時間領域のパワーが平均化され、アタック音が時間的に間延びした状態で符号化されてしまうからである。
【００１４】
すなわち、ＨＥ−ＡＡＣ方式によってアタック音を含むオーディオ信号の高域成分が適切に符号化されていない場合であっても、符号化されたオーディオ信号の高域成分を補正して適切にオーディオ信号を復号化することが極めて重要な課題となっている。特に、ＡＡＣ方式で符号化された低域成分に、アタック音以外の定常成分が存在する場合であっても、高域成分に含まれるアタック音の時間幅を正確に補正することが重要な課題となっている。
【００１５】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、符号化されたオーディオ信号の高域成分を補正して適切にオーディオ信号を復号化することができる復号化装置、復号化方法および復号化プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化装置であって、前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定する過渡性判定手段と、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正手段と、前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正手段と、前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号を復号する復号手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記発明において、前記低域成分補正手段は、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記発明において、前記過渡性判定手段は、過去に取得したオーディオ信号の低域成分から平均電力を算出し、新たに取得したオーディオ信号の低域成分の電力と前記平均電力とを比較することにより復号対象となるオーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記発明において、前記第１の符号化データを復号して得られる低域成分は前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを示す窓切り替え情報を含み、前記過渡性判定手段は、前記窓切り替え情報を基にして前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記発明において、前記低域成分補正手段は、前記低域成分のフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、前記第１サブフレームに含まれる定常成分を過去のフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られたＬＰＣ係数を用いて除去し、前記第２サブフレームに含まれる定常成分を当該第２サブフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られるＬＰＣ係数を用いて除去することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記発明において、前記低域成分補正手段は、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記低域成分のフレームを前記過渡性の音が存在する位置の前後でサブフレームに分割し、分割した各サブフレームに対してＬＰＣ分析を実行して各サブフレームに対応するＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて各サブフレームを補正することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化装置の復号化方法であって、前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定する過渡性判定ステップと、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正ステップと、前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正ステップと、前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号を復号する復号ステップと、を含んだことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記発明において、前記低域成分補正ステップは、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化プログラムであって、コンピュータに前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定する過渡性判定手順と、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正手順と、前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正手順と、前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号を復号する復号手順と、を実行させることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記発明において、前記低域成分補正手順は、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、低域成分データの定常成分を除去し、低域成分データの時間幅にあわせて、高域成分データを補正した後に、修正高域データと低域成分データとを合成してオーディオ信号を復号化するので、アタック音のような過渡性の強い音源を含むオーディオ信号を復号化した場合であっても、アタック音が時間的に間延びしてしまうことを防止し、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。また、本発明によれば、低域成分にアタック音以外の定常成分が存在する場合であっても、低域成分に含まれる定常成分を取り除いた補正低域成分に基づいて高域成分を補正するので、アタック音の高域成分の時間幅を正確に補正することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、過去に取得したオーディオ信号の低域成分の平均電力と、新たに取得したオーディオ信号の低域成分の電力とを比較してオーディオ信号が過渡性であるか否かを判定するので、オーディオ信号の過渡性を的確に判断でき、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、オーディオ信号に含まれる窓切り替え情報に基づいて、オーディオ信号の過渡性を判定するので、処理を簡略化でき、過渡性判定にかかる負荷を軽減させることができる。
【００２９】
また、本発明によれば、低域成分のフレームを２つのサブフレームに分割し、各サブフレームで異なるＬＰＣ係数を算出することにより低域成分データの定常成分を除去するので、アタック音の位置に関わらず、低域成分データから定常成分を適切に除去することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、過渡性の音が存在する位置に基づいてフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、サブフレーム毎に異なるＬＰＣ係数を用いて定常成分を除去するので、アタック音の位置に関わらず、定常成分を適切に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る復号化装置、復号化方法および復号化プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３２】
まず、本実施例１にかかるデコーダの概要および特徴について説明する。図１は、本実施例１にかかるデコーダの概要および特徴を説明するための図である。本実施例１にかかるデコーダは、オーディオ信号の低域成分をＡＡＣ方式で符号化したＡＡＣデータと、オーディオ信号の高域成分をＳＢＲ方式で符号化したＳＢＲデータとを利用して符号化されたオーディオ信号を復号化するデコーダである（ＨＥ−ＡＡＣ方式によって符号化されたオーディオ信号を復号化するデコーダである）。
【００３３】
特に、本実施例１にかかるデコーダは、オーディオ信号にアタック音が含まれている場合（オーディオ信号が過渡性である場合）に、ＡＡＣデータを復号化した低域成分データに含まれる定常成分を除去し、定常成分を除去した低域成分データ（修正低域データ）の時間幅にあわせて、高域成分データ（低域成分データおよびＳＢＲデータによって生成されるオーディオ信号の高域成分データ）の時間幅を補正し、補正した高域成分データ（修正高域データ）と低域成分データとを合成してオーディオ信号を復号化する（図１参照）。
【００３４】
このように、本実施例１にかかるデコーダは、低域成分データの定常成分を除去し、低域成分データの時間幅にあわせて、高域成分データを補正した後に、修正高域データと低域成分データとを合成してオーディオ信号を復号化するので、アタック音のような過渡性の強い音源を含むオーディオ信号を復号化した場合であっても、アタック音が時間的に間延びしてしまうことを防止し、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。
【００３５】
また、本実施例１にかかるデコーダは、低域成分データに含まれる定常成分を取り除き、定常成分を取り除いた低域成分データの時間幅にあわせて、高域成分データを補正するので、高域成分データの時間幅を正しく補正することができる。
【００３６】
次に、本実施例１にかかるデコーダの構成について説明する。図２は、本実施例１にかかるデコーダ１００の構成を示す図である。同図に示すように、このデコーダ１００は、データ分離部１１０と、ＡＡＣ復号部１２０と、ＳＢＲ復号部１２５とを備えて構成され、ＳＢＲ復号部１２５は、分析フィルタ部１３０と、高域生成部１４０と、過渡性検出部１５０と、ＬＰＣ分析部１６０ａと、ＬＰＣ逆フィルタ部１６０ｂと、高域補正部１７０と、合成フィルタ部１８０とを備える。
【００３７】
データ分離部１１０は、ＨＥ−ＡＡＣデータ（ＨＥ−ＡＡＣ方式によって符号化されたオーディオ信号）を取得した場合に、取得したＨＥ−ＡＡＣデータに含まれるＡＡＣデータおよびＳＢＲデータをそれぞれ分離させ、ＡＡＣデータをＡＡＣ復号部１２０に出力し、ＳＢＲデータを高域生成部１４０に出力する処理部である。
【００３８】
ＡＡＣ復号部１２０は、データ分離部１１０から取得するＡＡＣデータを復号化し、復号化したＡＡＣデータをＡＡＣ出力音データとして分析フィルタ部１３０および過渡性検出部１５０に出力する処理部である。ＡＡＣ出力音データは、オーディオ信号の低域成分にかかる時間と電力（パワー）との特性を示すデータである。
【００３９】
分析フィルタ部１３０は、ＡＡＣ復号部１２０から取得するＡＡＣ出力音データを基にして、オーディオ信号の低域成分にかかる時間と周波数との特性を算出し、算出結果をＬＰＣ分析部１６０ａ、ＬＰＣ逆フィルタ部１６０ｂおよび合成フィルタ部１８０に出力する処理部である。以下、分析フィルタ部１３０から出力される算出結果を低域成分データと表記する。図３は、低域成分データを説明するための図である。本発明では、低域成分データの定常成分を取り除くため、低域成分データの各周波数帯域（ＨＥ−ＡＡＣの場合は、３２帯域）についてＬＰＣ分析を行う。
【００４０】
高域生成部１４０は、データ分離部１１０から取得するＳＢＲデータと分析フィルタ部１３０から取得する低域成分データとを基にして、オーディオ信号の高域成分を生成する処理部である。高域生成部１４０は、生成した高域成分のデータ（以下、高域成分データ）を高域補正部１７０に出力する。
【００４１】
過渡性検出部１５０は、ＡＡＣ復号部１２０からＡＡＣ出力音データを取得し、取得したＡＡＣ出力音データを基にしてＨＥ−ＡＡＣデータにアタック音が含まれているか否かを判定する（ＨＥ−ＡＡＣデータが過渡性か否かを判定する）処理部である。
【００４２】
ここで、過渡性検出部１５０の処理を具体的に説明する。図４は、過渡性検出部１５０の処理を説明するための図である。過渡性検出部１５０は、過去に取得した複数のＡＡＣ出力音データを記憶部（図示略）に蓄積しており、かかる記憶部に記憶された各ＡＡＣ出力音データの平均電力を算出し、算出結果を記憶している。そして、過渡性検出部１５０は、平均電力に所定の閾値を加算した加算値と、平均電力に所定の閾値を減算した減算値とを求め、記憶部に記憶する。
【００４３】
過渡性検出部１５０は、ＡＡＣ出力音データを取得した場合に、取得したＡＡＣ出力音データの電力と、加算値と、減算値とを比較して、ＨＥ−ＡＡＣデータが過渡性か否かを判定する。過渡性検出部１５０は、ＡＡＣ出力音データの電力が加算値以上、減算値未満の場合には、過渡性と判定し、ＡＡＣ出力音データの電力が減算値以上、加算値未満の場合には、定常性と判定する（図４参照）。過渡性検出部１５０は、判定結果を高域補正部１７０に出力する。
【００４４】
ＬＰＣ分析部１６０ａは、分析フィルタ部１３０から低域成分データを取得し、取得した低域成分データに対してＬＰＣ分析を実行し、ＬＰＣ係数を算出する処理部である。低域成分データの周波数帯域がｋの場合（図３参照）、Ｘｌｏｗ（０，ｋ）、Ｘｌｏｗ（１，ｋ）、・・・、Ｘｌｏｗ（Ｎ−１，ｋ）に対してＬＰＣ分析を行い、ＬＰＣ係数αｉ（ｋ）（ｉ＝１、・・・、ｐ）を求める。
【００４５】
ここで、Ｎは現フレーム（低域成分データ）の時間サンプル数であり、ｐはＬＰＣ係数の最大次数を示す。ＬＰＣ係数の算出方法としては、自己相関法（Levinson-Durbin法）や共分散法など周知の方法を用いることができる。なお、低域成分データが複素数の場合は、低域成分データの実部と虚部とのそれぞれに対して上記のＬＰＣ分析を行う。
【００４６】
ＬＰＣ逆フィルタ部１６０ｂは、分析フィルタ部１３０から低域成分データを取得し、ＬＰＣ分析部１６０ａから取得するＬＰＣ係数を用いて、低域成分データから定常成分を取り除いた修正低域データを生成する処理部である。
【００４７】
例えば、ＬＰＣ係数の最大次数が２の場合（ｐ＝２の場合）、修正低域データの実部と虚部（実部と虚部の逆フィルタの式）は、下記の式で表すことができる。
【数１】
0005098530.tif 000002
【数２】
0005098530.tif 000003
【００４８】
低域成分データの周波数領域に対してＬＰＣ分析を行うと、定常成分の予測利得が十分であるのに対して、定常成分以外の低域成分の予測利得が十分ではない。したがって、上記の式（１）、式（２）に示す逆フィルタの式を用いると、予測利得が十分な定常成分のみが低域成分データから取り除かれることになる。
【００４９】
なお、上記の説明では、ＬＰＣ係数の最大次数を２としたが、ＬＰＣ係数の最大次数を２以上としてもよい。また、低域成分データの周波数帯域の平均電力が閾値以上の帯域のみ、低域成分データの定常成分を取り除く構成としてもよい。また、上記では、低域成分データが複素数の場合について説明したが、低域成分データが実数の場合は、実部のみ同様の処理を行えばよい。
【００５０】
高域補正部１７０は、過渡性検出部１５０から判定結果を取得し、ＨＥ−ＡＡＣデータが過渡性である場合に、修正低域データの時間幅に基づいて高域成分データを補正する処理部である。高域補正部１７０は、補正した高域成分データ（修正高域データ）を合成フィルタ部１８０に出力する。なお、高域補正部１７０は、ＨＥ−ＡＡＣデータが過渡性でない場合には、高域生成部１４０から取得する高域成分データをそのまま修正高域データとして合成フィルタ部１８０に出力する。
【００５１】
図５は、高域補正部１７０の構成を示す図である。同図に示すように、この高域補正部１７０は、電力計算部１７１，１７２と、補正係数算出部１７３と、補正係数乗算部１７４とを備える。
【００５２】
このうち、電力計算部１７１は、ＬＰＣ逆フィルタ部１６０ｂから取得する修正低域データを電力に変換する処理部である。電力計算部１７１が変換した電力Ｅｌは、
【数３】
0005098530.tif 000004
によって表すことができる。電力計算部１７１は、変換した電力Ｅｌを補正係数算出部１７３に出力する。
【００５３】
電力計算部１７２は、高域生成部１４０から取得する高域成分データを電力に変換する処理部である。電力計算部１７２が変換した電力Ｅｈは、
【数４】
0005098530.tif 000005
によって表すことができる。電力計算部１７２は、変換した電力Ｅｈを補正係数算出部１７３に出力する。電力計算部１７１，１７２が変換した電力Ｅｌ、Ｅｈを時間周波数軸上で表すと図６のように表される。図６は、時間周波数軸上の電力Ｅｌ、Ｅｈを示す図である。
【００５４】
補正係数算出部１７３は、電力計算部１７１，１７２から取得する電力Ｅｌ、Ｅｈを基にして、高域成分データを補正するための補正係数を算出する処理部である。図７は、補正係数の算出方法を説明するための図である。
【００５５】
図７に示すように、低域が時間ｎのみに存在し、高域が時間ｎおよびｎ＋１に存在する場合には、低域の電力Ｅｌを補正しない。高域については、低域と同じ時間幅に合わせて、補正前に存在する全時間幅の電力値を集中させる。周波数帯域「１」の補正後における高域の電力Ｅ’ｈ（ｎ，１）は
【数５】
0005098530.tif 000006
によって表すことができ、周波数帯域「１」の補正後における高域の電力Ｅ’ｈ（ｎ＋１，１）は、
【数６】
0005098530.tif 000007
によって表すことができる。
【００５６】
同様に、周波数帯域「２」の補正後における高域の電力Ｅ’ｈ（ｎ，２）は
【数７】
0005098530.tif 000008
によって表すことができ、周波数帯域「２」の補正後における高域の電力Ｅ’ｈ（ｎ＋１，２）は、
【数８】
0005098530.tif 000009
によって表すことができる。なお、ここでは、時間幅をｎとｎ＋１との２個としたが、時間幅が２個以上であっても高域の電力を補正する手法は同様である。
【００５７】
補正係数算出部１７３は、補正前の高域の電力Ｅｈと、補正後における高域の電力Ｅ’ｈとを用いて、補正係数ｇａｉｎを
【数９】
0005098530.tif 000010
によって求める。補正係数算出部１７３は、算出した補正係数を補正係数乗算部１７４に出力する。
【００５８】
補正係数乗算部１７４は、補正係数算出部１７３から補正係数を取得し、高域生成部１４０から取得する高域成分データの実部および虚部に補正係数を乗算することによって、高域成分データを補正した修正高域データを生成する処理部である。修正高域データの実部及び虚部は、
【数１０】
0005098530.tif 000011
【数１１】
0005098530.tif 000012
によって表すことができる。補正係数乗算部１７４は、修正高域データを合成フィルタ部１８０に出力する。
【００５９】
合成フィルタ部１８０は、分析フィルタ部１３０から取得する低域成分データと高域補正部１７０から取得する修正高域データとを合成し、合成したデータをＨＥ−ＡＡＣ復号音データとして出力する処理部である。
【００６０】
次に、本実施例１にかかるデコーダ１００の処理手順について説明する。図８は、本実施例１にかかるデコーダ１００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、デコーダ１００は、データ分離部１１０がＨＥ−ＡＡＣデータを取得し（ステップＳ１０１）、ＡＡＣデータおよびＳＢＲデータに分割する（ステップＳ１０２）。
【００６１】
続いて、ＡＡＣ復号部１２０は、ＡＡＣデータからＡＡＣ出力音データを生成し（ステップＳ１０３）、分析フィルタ部１３０がＡＡＣ出力音データから低域成分データを生成し（ステップＳ１０４）、高域生成部１４０がＳＢＲデータおよび低域成分データから高域成分データを生成する（ステップＳ１０５）。
【００６２】
過渡性検出部１５０は、ＡＡＣ出力音データに基づいて過渡性か否かを判定し（ステップＳ１０６）、定常性と判定した場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、ステップＳ１１１に移行する。
【００６３】
一方、ＡＡＣ出力音データに基づいて、過渡性と判定した場合には（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、ＬＰＣ分析部１６０ａが、低域成分データをＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を算出し（ステップＳ１０８）、ＬＰＣ逆フィルタ部１６０ｂがＬＰＣ係数に基づいて修正低域データを生成する（ステップＳ１０９）。
【００６４】
そして、高域補正部１７０が高域成分データを補正して修正高域データを生成し（ステップＳ１１０）、合成フィルタ部１８０が、低域成分データと修正高域データとを合成してＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成し（ステップＳ１１１）、ＨＥ−ＡＡＣ復号音データを出力する（ステップＳ１１２）。
【００６５】
このように、高域補正部１７０が、定常成分が除去された修正低域データを用いて高域成分データを補正するので、アタック音が時間的に間延びしてしまうことを防止し、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。
【００６６】
上述してきたように、本実施例１にかかるデコーダ１００は、過渡性検出部１５０がＨＥ−ＡＡＣデータにアタック音が含まれていると判定した場合に、ＬＰＣ分析部１６０ａおよびＬＰＣ逆フィルタ部１６０ｂが低域成分データの定常成分を除去し、高域補正部１７０が修正低域データの時間幅に合わせて高域成分データを補正した修正高域データを生成し、合成フィルタ部１８０が低域成分データおよび修正高域データを合成することによりＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成するので、アタック音のような過渡性の強い音源を含むオーディオ信号を復号化した場合であっても、アタック音が時間的に間延びしてしまうことを防止し、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。
【００６７】
また、本実施例１にかかるデコーダ１００は、高域補正部１７０が、低域成分データの定常成分を除去した修正低域データの時間幅にあわせて、高域成分データを補正するので、高域成分データの時間幅を最適な幅に合わせることができる。
【実施例２】
【００６８】
次に、本実施例２にかかるデコーダについて説明する。本実施例２にかかるデコーダは、ＡＡＣデータに含まれる窓切り替えデータを基にして過渡性の判定を行う。ここで、窓切り替えデータは、オーディオ信号を符号化するエンコーダが、オーディオ信号の過渡性の有無を判定した判定結果のデータが含まれている。
【００６９】
具体的に、オーディオ信号が過渡性である場合には、窓切り替えデータにＳＨＯＲＴが設定され、オーディオ信号が定常性である場合には、窓切り替えデータにＬＯＮＧが設定される。ＡＡＣではフレーム毎にＳＨＯＲＴまたはＬＯＮＧが設定され、一般にアタック音などの過渡性信号ではＳＨＯＲＴが選択される。ＬＯＮＧは時間分解能が低く、ＳＨＯＲＴは、時間分解能が高い。
【００７０】
したがって、本実施例２のデコーダは、窓切り替えデータを参照するだけで、ＨＥ−ＡＡＣデータにアタック音が含まれているか否かを判定することができ、実施例１に示したように平均電力などを算出する必要がなくなるので、デコーダの処理負荷を軽減させることができる。
【００７１】
次に、本実施例２にかかるデコーダの構成について説明する。図９は、本実施例２にかかるデコーダ２００の構成を示す図である。同図に示すように、このデコーダ２００は、データ分離部２１０と、ＡＡＣ復号部２２０と、ＳＢＲ復号部２２５とを備えて構成され、ＳＢＲ復号部２２５は、分析フィルタ部２３０と、高域生成部２４０と、過渡性検出部２５０と、定常性除去部２６０と、高域補正部２７０と、合成フィルタ部２８０とを備える。
【００７２】
このうち、データ分離部２１０、分析フィルタ部２３０、高域生成部２４０、高域補正部２７０、合成フィルタ部２８０に関する説明は、図２に示した、データ分離部１１０、分析フィルタ部１３０、高域生成部１４０、高域補正部１７０、合成フィルタ部１８０に関する説明と同様であるため説明を省略する。
【００７３】
ＡＡＣ復号部２２０は、データ分離部２１０から取得するＡＡＣデータを復号化し、復号化したＡＡＣ出力音データを分析フィルタ部２３０に出力すると共に、復号化したＡＡＣデータに含まれる窓切り替えデータを抽出し、抽出した窓切り替えデータを過渡性検出部２５０に出力する処理部である。
【００７４】
過渡性検出部２５０は、ＡＡＣ復号部２２０から窓切り替えデータを取得し、取得した窓切り替えデータに基づいてＨＥ−ＡＡＣデータが過渡性か否かを判定し、判定結果を高域補正部２７０に出力する処理部である。
【００７５】
具体的に、過渡性検出部２５０は、窓切り替えデータにＳＨＯＲＴが設定されている場合には、過渡性と判定し、窓切り替えデータにＬＯＮＧが設定されている場合には、定常性と判定する。
【００７６】
定常性除去部２６０は、低域成分データに対してＬＰＣ分析を実行し、低域成分に含まれる定常成分を除去した修正低域データを生成する処理部である。なお、定常性除去部２６０の詳細な説明に関しては、実施例１において説明したＬＰＣ分析部１６０ａの処理およびＬＰＣ逆フィルタ部１６０ｂの処理と同質であるため、定常性除去部２６０の説明を省略する。
【００７７】
次に、本実施例２にかかるデコーダ２００の処理手順について説明する。図１０は、本実施例２にかかるデコーダ２００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、デコーダ２００は、データ分離部２１０がＨＥ−ＡＡＣデータを取得し（ステップＳ２０１）、ＡＡＣデータおよびＳＢＲデータに分割する（ステップＳ２０２）。
【００７８】
続いて、ＡＡＣ復号部２２０は、ＡＡＣデータからＡＡＣ出力音データを生成し（ステップＳ２０３）、分析フィルタ部２３０が、ＡＡＣ出力音データから低域成分データを生成し（ステップＳ２０４）、高域生成部２４０が、ＳＢＲデータおよび低域成分データから高域成分データを生成する（ステップＳ２０５）。
【００７９】
過渡性検出部２５０は、窓切り替えデータに基づいて時間分解能がＳＨＯＲＴかＬＯＮＧかを判定し（ステップＳ２０６）、ＬＯＮＧの場合には（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、ステップＳ２１１に移行する。
【００８０】
一方、時間分解能がＳＨＯＲＴの場合には（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、定常性除去部２６０が、低域成分データをＬＰＣ分析してＬＰＣ係数を算出し（ステップＳ２０８）、算出したＬＰＣ係数に基づいて修正低域データを生成する（ステップＳ２０９）。
【００８１】
そして、高域補正部２７０が高域成分データを補正して修正高域データを生成し（ステップＳ２１０）、合成フィルタ部２８０が、低域成分データと修正高域データとを合成してＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成し（ステップＳ２１１）、ＨＥ−ＡＡＣ復号音データを出力する（ステップＳ２１２）。
【００８２】
このように、過渡性検出部２５０が、窓切り替えデータに基づいて過渡性の有無を判定するので、過渡性判定にかかる処理負荷を軽減させることができる。
【００８３】
上述してきたように、本実施例２にかかるデコーダ２００は、過渡性検出部２５０がＨＥ−ＡＡＣデータにアタック音が含まれているか否かを窓切り替えデータを基に判定し、アタック音が含まれている場合に、定常性除去部２６０が低域成分データの定常成分を除去し、高域補正部２７０が修正低域データの時間幅に合わせて高域成分データを補正した修正高域データを生成し、合成フィルタ部２８０が低域成分データおよび修正高域データを合成することによりＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成するので、過渡性判定にかかる処理負荷を軽減させると共に、アタック音のような過渡性の強い音源を含むオーディオ信号を復号化した場合であっても、アタック音が時間的に間延びしてしまうことを防止し、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。
【実施例３】
【００８４】
次に、本実施例３にかかるデコーダの説明を行う。ＨＥ−ＡＡＣデータ（オーディオ信号）にアタック音が存在する場合、アタック音の位置によっては、ＬＰＣ分析の予測利得が不足し、低域成分データの定常成分を十分に除去できない場合がある。そこで、本実施例３にかかるデコーダは、低域成分データのフレームを２つのサブフレームに分割し、各サブフレームで異なるＬＰＣ係数を算出することにより低域成分データの定常成分を除去する。
【００８５】
図１１は、本実施例３にかかるデコーダ３００の構成を示す図である。同図に示すように、このデコーダ３００は、データ分離部３１０と、ＡＡＣ復号部３２０と、ＳＢＲ復号部３２５とを備えて構成され、ＳＢＲ復号部３２５は、分析フィルタ部３３０と、高域生成部３４０と、過渡性検出部３５０と、定常性除去部３６０と、高域補正部３７０と、合成フィルタ部３８０とを備える。
【００８６】
このうち、データ分離部３１０、分析フィルタ部３３０、高域生成部３４０、高域補正部３７０、合成フィルタ部３８０に関する説明は、図２に示した、データ分離部１１０、分析フィルタ部１３０、高域生成部１４０、高域補正部１７０、合成フィルタ部１８０に関する説明と同様であり、ＡＡＣ復号部３２０および過渡性検出部３５０に関する説明は、図９に示したＡＡＣ復号部２２０および過渡性検出部２５０と同様であるため説明を省略する。
【００８７】
定常性除去部３６０は、分析フィルタ部３３０から取得する低域成分データのフレームを２つのサブフレームに分割し、各サブフレームで異なるＬＰＣ係数を算出し、各ＬＰＣ係数に基づいて低域成分データの定常成分を取り除いた修正低域データを生成する処理部である。
【００８８】
図１２は、本実施例３にかかる定常性除去部３６０の処理を説明するための図である。定常性除去部３６０は、現フレーム（低域成分データのフレーム）を取得した場合に、図１２に示すように、現フレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割する。
【００８９】
そして、定常性除去部３６０は、第１サブフレームに対して、前フレーム（現フレームの１つ前に取得したフレーム）で求めたＬＰＣ係数を用いて第１サブフレームから定常成分を取り除いた第１の残差信号を生成する。ＬＰＣ係数を用いて残差信号を求める場合には、低域成分データＸｌｏｗ（０，ｋ）〜Ｘｌｏｗ（Ｎ／２−１，ｋ）（図１２参照）および前フレームのＬＰＣ係数を式（１）、式（２）に代入すればよい。
【００９０】
また、定常性除去部３６０は、第２サブフレームについては、現フレームの低域成分データＸｌｏｗ（Ｎ／２，ｋ）〜Ｘｌｏｗ（Ｎ−１，ｋ）（図１２参照）に対して現フレームのＬＰＣ係数を求め、現フレームのＬＰＣ係数と低域成分データＸｌｏｗ（Ｎ／２，ｋ）〜Ｘｌｏｗ（Ｎ−１，ｋ）とを式（１）、式（２）に代入することによって、第２サブフレームの定常成分を除去した第２の残差信号を生成する。
【００９１】
定常性除去部３６０は、上記の処理を低域成分データの全ての周波数帯域に対して実行する。なお、第１の残差信号と第２の残差信号とを組合せたものが、低域成分データの定常成分を除去した修正低域データとなる。このように、第１サブフレームと第２サブフレームとに分けて定常成分を除去することにより、アタック音の位置がフレームの最初または最後にない場合（例えば、中央にある場合）でも、十分な予測利得を確保することができるので、低域成分データの定常性を適切に除去することができる。
【００９２】
次に、本実施例３にかかるデコーダ３００の処理手順について説明する。図１３は、本実施例３にかかるデコーダ３００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、デコーダ３００は、データ分離部３１０がＨＥ−ＡＡＣデータを取得し（ステップＳ３０１）、ＡＡＣデータおよびＳＢＲデータに分割する（ステップＳ３０２）。
【００９３】
続いて、ＡＡＣ復号部３２０は、ＡＡＣデータからＡＡＣ出力音データを生成し（ステップＳ３０３）、分析フィルタ部３３０がＡＡＣ出力音データから低域成分データを生成し（ステップＳ３０４）、高域生成部３４０がＳＢＲデータおよび低域成分データから高域成分データを生成する（ステップＳ３０５）。
【００９４】
過渡性検出部３５０は、窓切り替えデータに基づいて時間分解能がＳＨＯＲＴかＬＯＮＧかを判定し（ステップＳ３０６）、ＬＯＮＧの場合には（ステップＳ３０７，Ｎｏ）、ステップＳ３１２に移行する。
【００９５】
一方、時間分解能がＳＨＯＲＴの場合には（ステップＳ３０７，Ｙｅｓ）、定常性除去部３６０が低域成分データのフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し（ステップＳ３０８）、第２サブフレームをＬＰＣ分析して第２サブフレームのＬＰＣ係数を算出し（ステップＳ３０９）、修正低域データを生成する（ステップＳ３１０）。なお、第１サブフレームのＬＰＣ係数は、前フレームのＬＰＣ係数を利用する。
【００９６】
そして、高域補正部３７０が高域成分データを補正して修正高域データを生成し（ステップＳ３１１）、合成フィルタ部３８０が、低域成分データと修正高域データとを合成してＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成し（ステップＳ３１２）、ＨＥ−ＡＡＣ復号音データを出力する（ステップＳ３１３）。
【００９７】
このように、定常性除去部３６０が、フレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、第１サブフレームは前フレームのＬＰＣ係数を用いて定常成分を除去し、第２サブフレームは第２サブフレームに対して実行されるＬＰＣ分析の結果得られるＬＰＣ係数を利用して定常成分を除去するので、アタック音の位置に関わらず、低域成分データから定常成分を適切に除去することができる。
【００９８】
上述してきたように、本実施例３にかかるデコーダ３００は、過渡性検出部３５０が、アタック音が含まれているか否かを窓切り替えデータを基に判定し、アタック音が含まれている場合に、定常性除去部３６０が低域成分データを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割して、それぞれのフレームに対応するＬＰＣ係数によって定常成分を除去し、高域補正部３７０が修正低域データの時間幅に合わせて高域成分データを補正した修正高域データを生成し、合成フィルタ部３８０が低域成分データおよび修正高域データを合成することによりＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成するので、低域成分データの定常成分を適切に除去し、アタック音のような過渡性の強い音源を含むオーディオ信号を復号化した場合であっても、アタック音が時間的に間延びしてしまうことを防止し、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。
【実施例４】
【００９９】
次に、本実施例４にかかるデコーダの説明を行う。低域成分データのフレームにアタック音が存在する場合、アタック音の位置（時間）によっては、ＬＰＣ分析の予測利得が不足し、低域成分データの定常成分を十分除去できない場合がある。そこで、本実施例４にかかるデコーダは、フレーム内のアタック音の位置を検出し、検出位置に基づいてフレームを複数のサブフレームに分割し、サブフレーム毎に異なるＬＰＣ係数を用いて定常性除去を行う。
【０１００】
このように、本実施例４にかかるデコーダは、低域成分データのフレーム内のアタック音の位置を検出し、検出位置に基づいてフレームを複数のサブフレームに分割し、サブフレーム毎に異なるＬＰＣ係数を用いて定常成分を除去するので、アタック音の位置に関わらず、定常成分を適切に除去することができる。
【０１０１】
図１４は、本実施例４にかかるデコーダ４００の構成を示す図である。同図に示すように、このデコーダ４００は、データ分離部４１０と、ＡＡＣ復号部４２０と、ＳＢＲ復号部４２５とを備えて構成され、ＳＢＲ復号部４２５は、分析フィルタ部４３０と、高域生成部４４０と、過渡性検出部４５０と、定常性除去部４６０と、高域補正部４７０と、合成フィルタ部４８０とを備える。
【０１０２】
このうち、データ分離部４１０、分析フィルタ部４３０、高域生成部４４０、高域補正部４７０、合成フィルタ部４８０に関する説明は、図２に示した、データ分離部１１０、分析フィルタ部１３０、高域生成部１４０、高域補正部１７０、合成フィルタ部１８０に関する説明と同様であるため説明を省略する。
【０１０３】
ＡＡＣ復号部４２０は、データ分離部４１０から取得するＡＡＣデータを復号化し、復号化したＡＡＣ出力音データを分析フィルタ部４３０に出力すると共に、復号化したＡＡＣデータに含まれる窓切り替えデータおよびグルーピングデータを抽出して、窓切り替えデータおよびグルーピングデータを過渡性検出部４５０に出力する。
【０１０４】
ここで、窓切り替えデータは、実施例２において説明した窓切り替えデータと同様である。グルーピングデータは、アタック音の位置を検出する場合に利用されるデータである。ＡＡＣでは、窓切り替えデータにＳＨＯＲＴが設定された場合に、更に１フレームを８個のサブフレームに分割する。この分割の仕方を表すのがグルーピングデータである。図１５は、グルーピングデータを説明するための図である。
【０１０５】
例えば、図１５において、音の変化点が＃３に存在する場合（アタック音が＃３に存在する場合）、グルーピングデータは、＃３のみを１つのグループ（グループ２）とし、その前後を別のグループ（グループ１、３）とする。したがって、グルーピングデータから音の変化点（図１５では、＃３）にアタック音があると判定することができる。
【０１０６】
過渡性検出部４５０は、ＡＡＣ復号部４２０から窓切り替えデータおよびグルーピングデータを取得し、取得した窓切り替えデータに基づいてＨＥ−ＡＡＣデータが過渡性であるか否かを判定し、判定結果を高域補正部４７０に出力する処理部である。また、過渡性検出部４５０は、ＨＥ−ＡＡＣデータが過渡性であると判定した場合に、グルーピングデータに基づいて、アタック音の位置を検出し、アタック音の位置の情報（以下、アタック音位置データ）を定常性除去部４６０に出力する。
【０１０７】
定常性除去部４６０は、分析フィルタ部４３０から取得する低域成分データのフレームをアタック音の位置に応じて分割し、各サブフレームで異なるＬＰＣ係数を算出し、各ＬＰＣ係数に基づいて低域成分データの定常成分を取り除いた修正低域データを生成する処理部である。
【０１０８】
図１６は、本実施例４にかかる定常性除去部４６０の処理を説明するための図である。定常性除去部４６０は、過渡性検出部４５０からアタック音位置データを取得し、現フレーム（低域成分データのフレーム）をアタック音の前後で２つのサブフレーム（第１サブフレーム、第２サブフレーム）に分割する。
【０１０９】
定常性除去部４６０は、第１サブフレームについては、現フレームの低域成分データＸｌｏｗ（０，ｋ）〜Ｘｌｏｗ（ｎ，ｋ）に対して現フレームのＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数と低域成分データＸｌｏｗ（０，ｋ）〜Ｘｌｏｗ（ｎ，ｋ）とを式（１）、式（２）に代入することによって、第１サブフレームの定常成分を除去した第１の残差信号を生成する。
【０１１０】
また、定常性除去部４６０は、第２サブフレームについては、現フレームの低域成分データＸｌｏｗ（ｎ＋１，ｋ）〜Ｘｌｏｗ（Ｎ−１，ｋ）に対して現フレームのＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数と低域成分データＸｌｏｗ（ｎ＋１，ｋ）〜Ｘｌｏｗ（Ｎ−１，ｋ）とを式（１）、式（２）に代入することによって、第２サブフレームの定常成分を除去した第２の残差信号を生成する。
【０１１１】
定常性除去部４６０は、上記の処理を低域成分データの全ての周波数帯域に対して実行する。なお、第１の残差信号と第２の残差信号とを組合せたものが、低域成分データの定常成分を除去した修正低域データとなる。このように、アタック音の位置に基づいて、第１サブフレームと第２サブフレームとに分けて定常成分を除去することにより、アタック音の位置が変化しても十分な予測利得を確保することができるので、低域成分データの定常性を適切に除去することができる。
【０１１２】
なお、ここでは、定常性除去部４６０がアタック音の前後で２つのサブフレームに分割する例を示したが、３つ以上のサブフレームに分割し、それぞれのサブフレームに対するＬＰＣ係数を求め、定常成分を除去しても良い。
【０１１３】
次に、本実施例４にかかるデコーダ４００の処理手順について説明する。図１７は、本実施例４にかかるデコーダ４００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、デコーダ４００は、データ分離部４１０がＨＥ−ＡＡＣデータを取得し（ステップＳ４０１）、ＡＡＣデータおよびＳＢＲデータに分離する（ステップＳ４０２）。
【０１１４】
続いて、ＡＡＣ復号部４２０は、ＡＡＣデータからＡＡＣ出力音データを生成し（ステップＳ４０３）、窓切り替えデータおよびグルーピングデータを出力し（ステップＳ４０４）、分析フィルタ部４３０がＡＡＣ出力音データから低域成分データを生成する（ステップＳ４０５）。
【０１１５】
そして、高域生成部４４０はＳＢＲデータおよび低域成分データから高域成分データを生成し（ステップＳ４０６）、過渡性検出部４５０は、窓切り替えデータに基づいて時間分解能がＳＨＯＲＴかＬＯＮＧかを判定し（ステップＳ４０７）、ＬＯＮＧの場合には（ステップＳ４０８，Ｎｏ）、ステップＳ４１３に移行する。
【０１１６】
一方、時間分解能がＳＨＯＲＴの場合には（ステップＳ４０８，Ｙｅｓ）、定常性除去部４６０がアタック音の位置に応じて低域成分データのフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し（ステップＳ４０９）、各サブフレームをＬＰＣ分析して各サブフレームのＬＰＣ係数を算出し（ステップＳ４１０）、修正低域データを生成する（ステップＳ４１１）。
【０１１７】
そして、高域補正部４７０が高域成分データを補正して修正高域データを生成し（ステップＳ４１２）、合成フィルタ部４８０が、低域成分データと修正高域データとを合成してＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成し（ステップＳ４１３）、ＨＥ−ＡＡＣ復号音データを出力する（ステップＳ４１４）。
【０１１８】
このように、定常性除去部４６０が、アタック音の位置に基づいてフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、サブフレーム毎に異なるＬＰＣ係数を用いて定常成分を除去するので、アタック音の位置に関わらず、定常成分を適切に除去することができる。
【０１１９】
上述してきたように、本実施例４にかかるデコーダ４００は、アタック音が含まれている場合に、定常性除去部４６０がアタック音の位置に基づいて、低域成分データを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、それぞれのフレームに対応するＬＰＣ係数によって定常成分を除去し、高域補正部４７０が修正低域データの時間幅に合わせて高域成分データを補正した修正高域データを生成し、合成フィルタ部４８０が低域成分データおよび修正高域データを合成することによりＨＥ−ＡＡＣ復号音データを生成するので、アタック音の位置に関わらず低域成分データの定常成分を適切に除去し、アタック音のような過渡性の強い音源を含むオーディオ信号を復号化した場合であっても、アタック音が時間的に間延びしてしまうことを防止し、オーディオ信号の音質劣化を防止することができる。
【０１２０】
なお、本実施例１〜４では、ＬＰＣ逆フィルタ（短期予測逆フィルタ）によって、低域成分データの定常成分を除去していたが、これに限定されるものではなく、例えば、長期予測逆フィルタをＬＰＣ逆フィルタの代わりに用いてもよいし、ＬＰＣ逆フィルタおよび長期予測逆フィルタを組合せて、低域成分データの定常成分を除去してもよい。
【０１２１】
ところで、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部あるいは一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１２２】
また、図２、図９、図１１、図１４に示したデコーダ１００〜４００の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部がＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１２３】
図１８は、実施例１〜４にかかるデコーダを構成するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。図１８に示すように、このコンピュータ（デコーダ）５００は、ＨＥ−ＡＡＣデータ等のデータを受け付ける入力装置５０１、モニタ５０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）５０３、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）５０４、記憶媒体からデータを読み取る媒体読取装置５０５、他の装置との間でデータの送受信を行うネットワークインターフェース５０６、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）５０７、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）５０８をバス５０９で接続して構成される。
【０１２４】
そして、ＨＤＤ５０８には、上記したデコーダ１００〜４００の機能と同様の機能を発揮するデコードプログラム５０８ｂが記憶されている。ＣＰＵ４０７がデコードプログラム５０８ｂを読み出して実行することにより、デコードプロセス５０７ａが起動される。このデコードプロセス５０７ａは、データ分離部１１０，２１０，３１０，４１０、ＡＡＣ復号部１２０，２２０，３２０，４２０、ＳＢＲ復号部１２５，２２５，３２５，４２５に対応する。
【０１２５】
また、ＨＤＤ５０８には、入力装置５０１等によって取得されたＨＥ−ＡＡＣデータ５０８ａが記憶される。ＣＰＵ５０７は、ＨＤＤ５０８に格納されたＨＥ−ＡＡＣデータ５０８ａを読み出してＲＡＭ５０３に格納し、ＲＡＭ５０３に格納されたＨＥ−ＡＡＣデータ５０３ａを用いて、復号化を行い、復号化したＨＥ−ＡＡＣ復号音データ５０３ｂをＲＡＭ５０３に記憶する。
【０１２６】
ところで、図１８に示したデコードプログラム５０８ｂは、必ずしも最初からＨＤＤ５０８に記憶させておく必要はない。たとえば、コンピュータに挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」、または、コンピュータの内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」、さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータに接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などにデコードプログラム５０８ｂを記憶しておき、コンピュータがこれらからデコードプログラム５０８ｂを読み出して実行するようにしてもよい。
【０１２７】
（付記１）オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化装置であって、
前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定する過渡性判定手段と、
前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正手段と、
前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正手段と、
前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号を復号する復号手段と、
を備えたことを特徴とする復号化装置。
【０１２８】
（付記２）前記低域成分補正手段は、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記１に記載の復号化装置。
【０１２９】
（付記３）前記過渡性判定手段は、過去に取得したオーディオ信号の低域成分から平均電力を算出し、新たに取得したオーディオ信号の低域成分の電力と前記平均電力とを比較することにより復号対象となるオーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする付記１に記載の復号化装置。
【０１３０】
（付記４）前記第１の符号化データを復号して得られる低域成分は前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを示す窓切り替え情報を含み、前記過渡性判定手段は、前記窓切り替え情報を基にして前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする付記１に記載の復号化装置。
【０１３１】
（付記５）前記低域成分補正手段は、前記低域成分のフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、前記第１サブフレームに含まれる定常成分を過去のフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られたＬＰＣ係数を用いて除去し、前記第２サブフレームに含まれる定常成分を当該第２サブフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られるＬＰＣ係数を用いて除去することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記１に記載の復号化装置。
【０１３２】
（付記６）前記低域成分補正手段は、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記低域成分のフレームを前記過渡性の音が存在する位置の前後でサブフレームに分割し、分割した各サブフレームに対してＬＰＣ分析を実行して各サブフレームに対応するＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて各サブフレームを補正することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記１に記載の復号化装置。
【０１３３】
（付記７）オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化装置の復号化方法であって、
前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定する過渡性判定ステップと、
前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正ステップと、
前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正ステップと、
前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号を復号する復号ステップと、
を含んだことを特徴とする復号化方法。
【０１３４】
（付記８）前記低域成分補正ステップは、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記７に記載の復号化方法。
【０１３５】
（付記９）前記過渡性判定ステップは、過去に取得したオーディオ信号の低域成分から平均電力を算出し、新たに取得したオーディオ信号の低域成分の電力と前記平均電力とを比較することにより復号対象となるオーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする付記７に記載の復号化方法。
【０１３６】
（付記１０）前記第１の符号化データを復号して得られる低域成分は前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを示す窓切り替え情報を含み、前記過渡性判定ステップは、前記窓切り替え情報を基にして前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする付記７に記載の復号化方法。
【０１３７】
（付記１１）前記低域成分補正ステップは、前記低域成分のフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、前記第１サブフレームに含まれる定常成分を過去のフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られたＬＰＣ係数を用いて除去し、前記第２サブフレームに含まれる定常成分を当該第２サブフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られるＬＰＣ係数を用いて除去することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記７に記載の復号化方法。
【０１３８】
（付記１２）前記低域成分補正ステップは、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記低域成分のフレームを前記過渡性の音が存在する位置の前後でサブフレームに分割し、分割した各サブフレームに対してＬＰＣ分析を実行して各サブフレームに対応するＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて各サブフレームを補正することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記７に記載の復号化方法。
【０１３９】
（付記１３）オーディオ信号の低域成分を符号化した第１の符号化データから低域成分を復号し、オーディオ信号の高域成分を復号する場合に利用する第２の符号化データおよび前記低域成分からオーディオ信号の高域成分を復号する復号化プログラムであって、
コンピュータに
前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定する過渡性判定手順と、
前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記第１の符号化データを復号した低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成する低域成分補正手順と、
前記補正低域成分の時間幅に基づいて前記高域成分を補正した補正高域成分を生成する高域成分補正手順と、
前記低域成分と前記補正高域成分とを合成して前記オーディオ信号を復号する復号手順と、
を実行させることを特徴とする復号化プログラム。
【０１４０】
（付記１４）前記低域成分補正手順は、前記低域成分に対してＬＰＣ分析を実行して当該低域成分のＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記１３に記載の復号化プログラム。
【０１４１】
（付記１５）前記過渡性判定手順は、過去に取得したオーディオ信号の低域成分から平均電力を算出し、新たに取得したオーディオ信号の低域成分の電力と前記平均電力とを比較することにより復号対象となるオーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする付記１３に記載の復号化プログラム。
【０１４２】
（付記１６）前記第１の符号化データを復号して得られる低域成分は前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを示す窓切り替え情報を含み、前記過渡性判定手順は、前記窓切り替え情報を基にして前記オーディオ信号が過渡性であるか否かを判定することを特徴とする付記１３に記載の復号化プログラム。
【０１４３】
（付記１７）前記低域成分補正手順は、前記低域成分のフレームを第１サブフレームおよび第２サブフレームに分割し、前記第１サブフレームに含まれる定常成分を過去のフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られたＬＰＣ係数を用いて除去し、前記第２サブフレームに含まれる定常成分を当該第２サブフレームに対してＬＰＣ分析を行った結果得られるＬＰＣ係数を用いて除去することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記１３に記載の復号化プログラム。
【０１４４】
（付記１８）前記低域成分補正手順は、前記オーディオ信号が過渡性である場合に、前記低域成分のフレームを前記過渡性の音が存在する位置の前後でサブフレームに分割し、分割した各サブフレームに対してＬＰＣ分析を実行して各サブフレームに対応するＬＰＣ係数を算出し、算出したＬＰＣ係数に基づいて各サブフレームを補正することにより前記低域成分に含まれる定常成分を補正した補正低域成分を生成することを特徴とする付記１３に記載の復号化プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
以上のように、本発明にかかる復号化装置、復号化方法および復号化プログラムは、符号化されたオーディオ信号を復号化するデコーダ等に有用であり、特に、オーディオ信号にアタック音が含まれている場合であっても、適切に復号化する必要がある場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本実施例１にかかるデコーダの概要および特徴を説明するための図である。
【図２】本実施例１にかかるデコーダの構成を示す図である。
【図３】低域成分データを説明するための図である。
【図４】過渡性検出部の処理を説明するための図である。
【図５】高域補正部の構成を示す図である。
【図６】時間周波数軸上の電力Ｅｌ、Ｅｈを示す図である。
【図７】補正係数の算出方法を説明するための図である。
【図８】本実施例１にかかるデコーダの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施例２にかかるデコーダの構成を示す図である。
【図１０】本実施例２にかかるデコーダの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施例３にかかるデコーダの構成を示す図である。
【図１２】本実施例３にかかる定常性除去部の処理を説明するための図である。
【図１３】本実施例３にかかるデコーダの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本実施例４にかかるデコーダの構成を示す図である。
【図１５】グルーピングデータを説明するための図である。
【図１６】本実施例４にかかる定常性除去部の処理を説明するための図である。
【図１７】本実施例４にかかるデコーダの処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】実施例１〜４にかかるデコーダを構成するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【図１９】従来のデコーダの構成を示す機能ブロック図である。
【図２０】デコーダの処理の概要を説明するための説明図である。
【図２１】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０，１００，２００，３００，４００    デコーダ
１１，１１０，２１０，３１０，４１０    データ分離部
１２，１２０，２２０，３２０，４２０    ＡＡＣ復号部
１３，１３０，２３０，３３０，４３０    分析フィルタ部
１４，１４０，２４０，３４０，４４０    高域生成部
１５,１８０，２８０，３８０，４８０    合成フィルタ部
１２５，２２５，３２５，４２５    ＳＢＲ復号部
１５０，２５０，３５０，４５０    過渡性検出部
１６０ａ  ＬＰＣ分析部
１６０ｂ  ＬＰＣ逆フィルタ部
１７０，２７０，３７０，４７０    高域補正部
１７１，１７２    電力計算部
１７３    補正係数算出部
１７４    補正係数乗算部
２６０，３６０，４６０    定常性除去部
５００    コンピュータ
５０１    入力装置
５０２    モニタ
５０３    ＲＡＭ
５０３ａ，５０８ａ  ＨＥ−ＡＡＣデータ
５０３ｂ  ＨＥ−ＡＡＣ復号音データ
５０４    ＲＯＭ
５０５    媒体読取装置
５０６    ネットワークインターフェース
５０７    ＣＰＵ
５０７ａ  デコードプロセス
５０８    ＨＤＤ
５０８ｂ  デコードプログラム
５０９    バス
【図１】
0005098530.tif 000013
【図２】
0005098530.tif 000014
【図３】
0005098530.tif 000015
【図４】
0005098530.tif 000016
【図５】
0005098530.tif 000017
【図６】
0005098530.tif 000018
【図７】
0005098530.tif 000019
【図８】
0005098530.tif 000020
【図９】
0005098530.tif 000021
【図１０】
0005098530.tif 000022
【図１１】
0005098530.tif 000023
【図１２】
0005098530.tif 000024
【図１３】
0005098530.tif 000025
【図１４】
0005098530.tif 000026
【図１５】
0005098530.tif 000027
【図１６】
0005098530.tif 000028
【図１７】
0005098530.tif 000029
【図１８】
0005098530.tif 000030
【図１９】
0005098530.tif 000031
【図２０】
0005098530.tif 000032
【図２１】
0005098530.tif 000033