【手続補正書】
【提出日】平成21年3月23日(2009.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データのストリーム中にエンコードされたオーディオの音量を計測する方法であって、
前記オーディオを完全にデコーディングしないで前記オーディオのパワースペクトルの近似値を求めるステップと、
前記オーディオのパワースペクトルの前記近似値からオーディオの音量の近似値を求めるステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記データには、前記オーディオの粗い表現と、関連する該オーディオの細かい表現とが含まれ、
前記オーディオのパワースペクトルの前記近似値は前記オーディオの粗い表現から導き出すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オーディオは、周波数サブ帯域を用いてエンコードされたサブ帯域であり、前記周波数帯域の各々は、スケールファクターとそれに関連するサンプルデータとを有し、
前記オーディオの前記粗い表現はスケールファクターを具備し、前記関連するオーディオの前記細かい表現は各スケールファクターに関連するサンプルデータを具備することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記周波数サブ帯域の各々のスケールファクターとサンプルデータとは、このスケールファクターが指数からなり、それに関連するサンプルデータが仮数からなる指数表現により、サブ帯域中のスペクトル係数を表現することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記オーディオはＡＣ−３でエンコードされたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記エンコードされたオーディオは線形予測コード化されたものであって、前記オーディオの粗い表現が線形予測係数を具備し
前記オーディオの細かい表現が該線形予測係数に関連するエキサイテーション情報を具備することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記オーディオの粗い表現はスペクトルエンベロープを具備し、
前記オーディオの細かい表現は該スペクトルエンベロープに関連するスペクトル成分を具備することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記オーディオの音量の近似値を求めるステップには、重み付けられた出力音量計測を適用するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記重み付けられた出力音量計測は、ほとんど知覚できない周波数を強調せず、フィルターされたオーディオの出力を時間で平均するフィルターを採用することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記オーディオのパワースペクトルの前記近似値に則して該オーディオの音量の近似値を求めるステップには、心理音響に基づく音量計測を適用するステップが含まれることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記心理音響に基づく音量計測は、人間の耳の臨界帯域に類似する複数の周波数帯域の各々における特定ラウドネスを決定するための人間の耳のモデルを採用することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記サブ帯域は人間の耳の臨界帯域に近似し、前記心理音響に基づく音量計測は、各サブ帯域で特定ラウドネスを決定するために人間の耳のモデルを採用することを特徴とする請求項３又は請求項４に従属させた請求項１０に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
多くの音量計測には出力とパワースペクトルの計算が含まれるので、計算量の削減は、単に、低ビットレートでコード化されたオーディオを部分的にデコーディングし、（パワースペクトルのような）部分的にデコードされた情報を音量計測にまわすことにより達成できるかもしれない。本発明は、オーディオの音量を計測する必要があるがオーディオをデコーディングする必要がない時に有用である。これは、音量計測では、通常聴取には適しないような近似により近似したオーディオを活用することができるという事実を利用する。本発明の特徴によれば、多くのオーディオコーディングシステムにおけるビットストリームを完全にデコーディングしなくても有効となる、粗いオーディオ表現を認識することで、そのオーディオの音量計測に有用なオーディオスペクトルの近似ができる。ドルビーデジタル、ドルビーデジタルプラス、及びドルビーＥオーディオコーディングにおいて、指数はそのオーディオのパワースペクトルを近似する。同様に、他のコーディングシステムにおいても、スケールファクター、スペクトルエンベロープ、及び線形予測係数がそのオーディオのパワースペクトルを近似することがある。本発明のこれらの利点及び他の利点は、本発明の以下の開示及び説明を読み理解することによりよく理解できるであろう。
米国出願ＵＳ２００１／００２７３９３Ａ１には、マルチポイント制御ユニットにそれぞれ接続されたＮ個のターミナルで構成される電話会議システムが開示されている。各ターミナルはコーダーにより構成され、このコーダーの入力は他のターミナルに伝送するオーディオデータを受け取り、出力はマルチポイント制御ユニットの入力に接続されている。各ターミナルはまたデコーダーを有し、このデコーダーの入力はマルチポイント制御ユニットの出力に接続され、出力は他のターミナル群からみて別と判断する１つのターミナルに送られたデータを伝送する。このマルチポイント制御ユニットは、原則的に加算器で構成され、加算器では入力信号を加算し、そのターミナルからの信号を除くＮ個のターミナルのすべてのコーダーから送信された信号の和を表す信号を、そのターミナルのデコーダーの入力に送信する。このマルチポイント制御ユニットはまた、Ｎ個のターミナルで生成したオーディオフレームを受け取り、デコードして加算器の入力に送ることを意図するＮ個の部分デコーダーを有する。このマルチポイント制御ユニットは、それぞれの出力がターミナルのデコーダーの入力に接続され、入力が加算器の出力に接続されているＮ個の部分レコーダーを有する。この文献では、各周波数帯域における総エネルギーの計算について開示している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の目的は、低ビットレートでコード化されたオーディオの知覚音量の、コンピュータ的に経済的な計測をおこなうことである。
この目的は、請求項１に記載の方法により達成される。好ましい実施の形態は従属項で示されている。
このように、この目的は、オーディオ素材を部分的にデコーディングしこの部分的にデコーディングした情報を音量計測にまわすことによって達成される。この方法は、ドルビーデジタル、ドルビーデジタルプラス、及びドルビーＥオーディオコーディングにおける指数のような部分的にデコーディングされたオーディオの特有の特徴を巧みに利用するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の他の特徴によれば、このデータには、そのオーディオの粗い表現と、関連するそのオーディオの細かい表現とが含まれ、この場合オーディオのパワースペクトルの近似値はそのオーディオの粗い表現から導き出すことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明のさらなる特徴によれば、ビットストリームにエンコードされたオーディオは、複数の周波数サブ帯域を有するエンコードされたオーディオのサブ帯域であり、各サブ帯域は、スケールファクターとそれに関連するサンプルデータとを有し、ここで、オーディオの粗い表現はスケールファクターを具備し、関連するオーディオの細かい表現は各スケールファクターに関連するサンプルデータを具備する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
さらなる本発明の特徴によれば、各サブ帯域のスケールファクターとサンプルデータとは、このスケールファクターが指数からなり、それに関連するサンプルデータが仮数からなる指数表現により、サブ帯域中のスペクトル係数を表現することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の特徴は、例えば、（１）Smithers等による、２００４年７月１日出願、２００６年１月５日公開の係属中の米国正規特許出願Ｓ．Ｎ．１１／３７３，５７７、公開番号２００６０００２５７２、表題「再生音量及びオーディオ情報のダイナミックレンジに影響を与えるメタデータを修正する方法」、（２）Brett Graham Crockettによる、２００５年４月１３日に出願した米国仮出願Ｓ．Ｎ．６０／６７１，３６１、表題「オーディオメタデータの検証」、に開示されたような環境、及び（３）デコーディングされたオーディオにアクセスする必要もその要求もない、放送での記憶又は伝送の連鎖において音量計測と修正を行う場合、のよう環境において使用可能である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図１は、コード化されたオーディオの音量を計測するための従来技術による構成１００を示す。低ビットレートでエンコードされたオーディオのようなコード化されたディジタルオーディオデータ又は情報１０１は、デコーダー又はデコーディング機能（「デコード」）１０２により、例えばＰＣＭオーディオ信号１０３にデコーディングされる。次いでこの信号は、計測された音量値１０５を生成する音量計測器又は音量計測方法又は音量計測アルゴリズム（「音量計測」）１０４に入力される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図２は、デコード１０２を示す従来技術による構成又は機能ブロック図２００を示す。示された構成又は機能は、ドルビーデジタル、ドルビーデジタルプラス、及びドルビーＥデコーダーを表している。コード化されたオーディオデータ１０１のフレームは、入力されたデータを指数データ２０３、仮数データ２０４、及び他の雑多なビット配置情報２０７にアンパックする、データアンパッカー又はアンパッキング機能（「フレーム同期、エラー検出、及びフレームデフォーマット」）２０２に入力される。指数データ２０３は、装置又は機能（「対数パワースペクトル」）２０５により対数パワースペクトル２０６に変換され、この対数パワースペクトルは、ビット配置装置又はビット配置機能（「ビット配置」）２０８で、ビットで示した量子化された仮数の長さ信号２０９の計算を行うのに用いられる。この仮数は逆量子化され、装置又は機能（「仮数の逆量子化」）２１０により指数と結合され出力２１１を出す、そして、逆フィルターバンク装置又は機能（「逆フィルターバンク」）２１２により変換されて時間領域に戻される。逆フィルターバンク２１２はまた、（時間をあわせて）先の逆フィルターバンクによる結果と現在の逆フィルターバンクによる結果の一部とを重複させ加算してデコーディングされたオーディオ信号１０３を作り出す。実際のデコーダーの実施の形態では、ビット配置、仮数の逆量子化、逆フィルターバンク装置又は機能で多大な計算資源を必要とする。デコーディングプロセスの詳細については、先に引用した文献でみることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図３ａは、音量計測で一般的に用いられる重み付けされた出力計測３００の一例を示す。オーディオ信号１０３は、知覚感度の低い周波数を強調しない一方、知覚感度の高い周波数を強調するよう設計された重み付けフィルター又はフィルター機能（「重み付けフィルター」）３０２を経由する。フィルターされた信号３０３の出力３０５は装置又は機能（「出力」）３０４により計算され、装置又は機能（「平均」）３０６で一定の時間間隔で平均化されて音量値１０５を作り出す。多くの標準的なフィルター特性が存在しその一般的な例を図４に示す。実際には、図３ａの構成を修正したものがしばしば用いられ、その修正は、例えば、無音期間が平均化に含まれるのを避けるようになっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
心理音響に基づく技術もまた音量計測にしばしば用いられる。図３ｂは、このような心理音響に基づく、先行技術による典型的な構成３１０を示す。オーディオ信号１０３は、外耳及び中耳の、周波数による振幅変動についての応答を表す伝達フィルター又はフィルター機能（「伝達フィルター」）３１２によりフィルターされる。次いで、フィルターされた信号３１３は、聴覚フィルターバンク又はフィルターバンク機能（「聴覚フィルターバンク」）３１４により、聴覚臨界帯域と等価又は狭い周波数帯域３１５に分割される。これは、（例えば、離散周波数変換（ＤＦＴ）により実行されるような）高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことにより実行し、そして、直線的な間隔の帯域を（ＥＲＢスケール又はＢａｒｋスケールのような）耳の臨界帯域を近似させた帯域にグループ化してもよい。あるいは、これは各ＥＲＢ帯域又はＢａｒｋ帯域の単一の帯域通過フィルターにより実行することもできる。各帯域は、次いで、装置又は機能（「エキサイテーション」）３１６により、その帯域内で耳が感じる刺激又はエキサイテーション信号３１７に変換される。次に、各帯域３１９の知覚音量又は特定ラウドネスは、装置又は機能（「特定ラウドネス」）３１８によりエキサイテーションから算出され、音量１０５の単一計測値を出すために積算器又は積算機能（「積算」）３２０により、すべての帯域に亘って特定ラウドネスが積算される。この積算プロセスでは、例えば周波数マスキングなど様々な知覚効果を考慮に入れることができる。実際の実施の形態では、これらの知覚的方法では、伝達フィルター及び聴覚フィルターバンクに多大な計算原資が必要となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図５は、本発明のブロック図５００を示す。コード化されたディジタルオーディオ信号１０１は装置又は機能（「部分デコード」）５０２により部分的にデコーディングされ、装置又は機能（「音量計測」）５０４により、部分的にデコーディングされた情報５０３から音量が計測される。どのようにデコーディングが行われたかにより、音量計測結果５０５は、完全にデコーディングされたオーディオ信号１０３（図１）から計算した音量計測１０５と正確に同じではないが、非常に近似するものとなる。本発明の実施の形態でのドルビーデジタル、ドルビーデジタルプラス、及びドルビーＥの文脈において、部分デコーディングには、図２の例に示すような、ビット配置や、仮数の逆量子化や、逆フィルターバンクの装置又は機能を省略する場合が含まれる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図６ａと６ｂは、図５の一般構成の２つの実施の形態の例を示す。両方とも部分デコード５０２の機能又は装置を採用することができるが、それぞれ異なった音量計測５０４機能を持つことができる。すなわち、図６ａの例６００では図３ａに似た例であり、図６ｂの例６１０では図３ｂの例に似た例である。両方の例において、部分デコード５０２は、コード化されたオーディオストリームから指数２０３のみを抽出しこの指数をパワースペクトル２０６に変換する。このような抽出は、図２の例のような装置又は機能（「フレーム同期、エラー検出、及びフレームデフォーマッティング」）２０２により行い、このような変換は、図２の例のような装置又は機能（「対数パワースペクトル」）により行うことができる。図２の例のデコーディングに示したような、仮数を逆量子化し、ビット配置を行いそして逆フィルターバンクを行う必要性はない。