JP5166292B2 - 主成分分析によりマルチチャネルオーディオ信号を符号化するための装置および方法 - Google Patents
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Description
オーディオ信号の少なくとも2つのチャネルを、複数の周波数サブバンドに分解するステップと、
複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかの関数として、少なくとも1つの変換パラメータを計算するステップと、
複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかを、前記少なくとも1つの変換パラメータの関数としての、主要周波数副成分を含む複数の周波数副成分に変換するステップと、
主要周波数副成分のうちの少なくともいくつかを結合して、主成分を形成するステップと、
マルチチャネルオーディオ信号を表し、主成分および前記少なくとも1つの変換パラメータを含む、符号化されたオーディオ信号を定義するステップとを含む。
符号化されたオーディオ信号を受け取るステップと、
復号化された主成分および少なくとも1つの復号化された変換パラメータを抽出するステップと、
復号化された主成分を、復号化された主要周波数副成分に分解するステップと、
復号化された主要周波数副成分を、複数の復号化された周波数サブバンドに変換するステップと、
復号化された周波数副成分を結合して、元のマルチチャネルオーディオ信号から生じる前記少なくとも2つのチャネルに対応する、少なくとも2つの復号化されたチャネルを形成するステップとを含む。
オーディオ信号の少なくとも2つのチャネルを、複数の周波数サブバンドに分解するための分解手段と、
複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかの関数として、少なくとも1つの変換パラメータを計算するための計算手段と、
複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかを、前記少なくとも1つの変換パラメータの関数としての、主要周波数副成分を含む複数の周波数副成分に変換するための変換手段と、
主要周波数副成分のうちの少なくともいくつかを結合して、主成分を形成するための結合手段と、
マルチチャネルオーディオ信号を表し、主成分および前記少なくとも1つの変換パラメータを含む、符号化されたオーディオ信号を定義するための定義手段とを含む。
復号化された主成分および少なくとも1つの復号化された変換パラメータを抽出するための抽出手段と、
復号化された主成分を復号化された主要周波数副成分に分解するための復号化分解手段と、
復号化された主要周波数副成分を複数の復号化された周波数サブバンドに変換するための逆変換手段と、
復号化された周波数サブバンドを結合して、元のマルチチャネルオーディオ信号から生じる前記少なくとも2つのチャネルに対応する、少なくとも2つの復号化されたチャネルを形成するための復号化結合手段とを含む。
3 符号化装置
5 復号化装置
7 通信ネットワーク
9 エンコーダ
11 送信手段
13 受信機
15 デコーダ
21 分解手段
23 計算手段
25 変換手段
27 結合手段
28 結合手段
29 定義手段
29a オーディオ符号化手段
29b 定量化手段
29c 定量化手段
29d 定量化手段
29e 定量化手段
31 周波数分析手段
32 フィルタリング手段
33 相関分析手段
41 抽出手段
41a オーディオ復号化手段
41b 逆定量化手段
41c 逆定量化手段
41d 逆定量化手段
43 復号化分解手段
45 周波数合成手段
47 逆変換手段
49 復号化結合手段
51 フィルタリング手段
61a 短時間フーリエ変換手段
61b 短時間フーリエ変換手段
61c 短時間フーリエ変換手段
63a 周波数ウィンドウモジュール
63b 周波数ウィンドウモジュール
63c 周波数ウィンドウモジュール
65a 逆STFT手段
65b 逆STFT手段
65c 逆STFT手段
67a 加算手段
67b 加算手段
71a 逆STFT手段
71b 逆STFT手段
73a 加算手段
73b 加算手段
73c 加算手段
79 フィルタリング手段
80a 3つ1組の信号
80b 3つ1組の信号
81a ステレオオーディオ符合器
81b 定量化手段
81c 定量化手段
81d 定量化手段
83a 周波数分析手段
83b 周波数分析手段
109 エンコーダ
209 エンコーダ
241a ステレオ復号化手段
241b 逆定量化手段
241c 逆定量化手段
241d 逆定量化手段
215 デコーダ
244a 短時間フーリエ変換手段
244b 短時間フーリエ変換手段
245 周波数合成手段
246 周波数ウィンドウモジュール
247a 逆変換手段
247b 逆変換手段
249a フィルタリング手段
249b フィルタリング手段
305 エンコーダ
329a モノラル符号化手段
329b 定量化手段
329c 定量化手段
329d 定量化手段
331 周波数分析手段
380a 3次元PCA手段
380b 3次元PCA手段
381 定量化手段
383a 周波数分析手段
383b 周波数分析手段
430 中央処理装置
432 信号
434 メモリ
436 入力ユニット
438 出力ユニット
440 データバス
Claims (24)
- マルチチャネルオーディオ信号(C1,...,CM)を主成分分析(PCA)によって符号化するための方法であって、
前記オーディオ信号の少なくとも2つのチャネル(L,R)を、複数の周波数サブバンド(l(b1),...,l(bN),r(b1),...,r(bN))に分解するステップと、
前記複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかのサブバンド毎の少なくとも1つの回転角(θ(b 1 ),...,θ(b N ))を含む少なくとも1つの変換パラメータを計算するステップであって、前記少なくとも1つの回転角は、前記オーディオ信号の前記少なくとも2つのチャネルの共分散から推定される、ステップと、
前記複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかを、推定された少なくとも1つの回転角(θ(b1),...,θ(bN))を使用して少なくとも1つの回転によって、主要周波数副成分(CP(b1),...,CP(bN))を含む複数の周波数副成分に変換するステップと、
前記主要周波数副成分(CP(b1),...,CP(bN))のうちの少なくともいくつかを結合して、主成分(CP)を形成するステップと、
前記マルチチャネルオーディオ信号(C1,...,CM)を表し、前記主成分(CP)および前記少なくとも1つの変換パラメータ(θ(b1),...,θ(bN))を含む、符号化されたオーディオ信号(SC)を定義するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記複数の周波数副成分は、また、残留周波数副成分(A(b1),...,A(bN))を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記残留周波数副成分(A(b1),...,A(bN))の関数としての1組のエネルギーパラメータ(E(bi),...,E(bN))を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記1組のエネルギーパラメータ(E(b1),...,E(bN))は、前記主要周波数副成分(CP(b1),...,CP(bN))と前記残留周波数副成分(A(b1),...,A(bN))との間の、周波数サブバンド毎のエネルギー差を抽出することによって形成されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記1組のエネルギーパラメータ(E(b1),...,E(bN))は、前記残留周波数副成分(A(b1),...,A(bN))のエネルギーに対応することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記1組のエネルギーパラメータ(E(b1),...,E(bN))を抽出する前に、前記主要周波数副成分をフィルタリングするステップを含むことを特徴とする、請求項3から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記符号化されたオーディオ信号(SC)は、また、前記1組のエネルギーパラメータ(E(b1),...,E(bN))の中からの少なくとも1つのエネルギーパラメータを含むことを特徴とする、請求項3から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記残留周波数副成分のうちの少なくともいくつかを結合して、少なくとも1つの残留成分(A)を形成するステップを含むこと、および前記符号化されたオーディオ信号はまた、前記少なくとも1つの残留成分(A)を含むことを特徴とする、請求項2から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのチャネル(L,R)間の相関を分析して、対応する相関値(c)を決定するステップを含むこと、および前記符号化されたオーディオ信号はまた、前記相関値(c)を含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の周波数サブバンド(l(b1),...,l(bN),r(b1),...,r(bN))は、知覚的な尺度に従って定義されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記符号化されたオーディオ信号の定義は、前記主成分(CP)のオーディオ符号化と、前記少なくとも1つの変換パラメータの量子化、および/または前記少なくとも1つのエネルギーパラメータの量子化、および/または前記少なくとも1つの残留成分(A)の量子化とを含むことを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記オーディオ信号は、一連のフレームによって定義され、その結果、前記少なくとも2つのチャネル(L,R)が各フレームnに対して定義されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マルチチャネルオーディオ信号(C1,...,CM)はステレオ信号であることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マルチチャネルオーディオ信号(C1,...,CM)は、以下のチャネル、すなわち左(L)、中央(C)、右(R)、左サラウンド(Ls)、右サラウンド(Rs)、および低周波効果(LFE)を含む5.1形式のオーディオ信号であることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記左、中央、および左サラウンド(L,C,Ls)のチャネルを含む第1の3つで1組の信号、ならびに前記右、中央、および右サラウンド(R,C,Rs)のチャネルを含む第2の3つで1組の信号を形成するステップを含むこと、ならびに前記第1および第2の3つで1組の信号は別々に使用されて、第1および第2のオイラー角を含む変換パラメータに応じて、それぞれ第1および第2の主成分(CP1,CP2)を形成することを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載の、符号化されたオーディオ信号を含む受信信号を復号化する方法であって、
前記符号化されたオーディオ信号(SC)を受け取るステップと、
復号化された主成分(CP’)および少なくとも1つの復号化された変換パラメータを抽出するステップと、
前記復号化された主成分(CP’)を、復号化された主要周波数副成分に分解するステップと、
前記復号化された主要周波数副成分を、複数の復号化された周波数サブバンドに変換するステップと、
前記復号化された周波数サブバンドを結合して、前記元のマルチチャネルオーディオ信号から生じる前記少なくとも2つのチャネル(L,R)に対応する、少なくとも2つの復号化されたチャネル(L’,R’)を形成するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記符号化されたオーディオ信号内に含まれるエネルギーパラメータ(E(b1),...,E(bN))を逆量子化して、復号化された残留周波数副成分(A’(b1),...,A’(bN))を合成するステップを含むことを特徴とする、請求項16に記載の復号化法。
- 前記復号化された残留周波数副成分(A’(b1),...,A’(bN))を無相関化して、復号化された残留副成分(AH’(b1),...,AH’(bN))を形成するためのステップを含むことを特徴とする、請求項17に記載の復号化法。
- 前記無相関化ステップは、前記符号化されたオーディオ信号に含まれる相関値(c)に従って、無相関化または残響フィルタリングによって実行されることを特徴とする、請求項18に記載の復号化法。
- 主成分分析(PCA)を使用する、マルチチャネルオーディオ信号(C1,...,CM)のエンコーダ(9)であって、
前記オーディオ信号の少なくとも2つのチャネル(L,R)を、複数の周波数サブバンド(l(b1),...,l(bN),r(b1),...,r(bN))に分解するための分解手段(21)と、
前記複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかのサブバンド毎の少なくとも1つの回転角(θ(b 1 ),...,θ(b N ))を含む少なくとも1つの変換パラメータを計算するための計算手段であって、前記少なくとも1つの回転角は、前記オーディオ信号の前記少なくとも2つのチャネルの共分散から推定される、計算手段(23)と、
前記複数の周波数サブバンドのうちの少なくともいくつかを、推定された少なくとも1つの回転角(θ(b1),...,θ(bN))を使用して少なくとも1つの回転によって、主要周波数副成分(CP(b1),...,CP(bN))を含む複数の周波数副成分に変換するための変換手段(25)と、
前記主要周波数副成分(CP(b1),...,CP(bN))のうちの少なくともいくつかを結合して、主成分(CP)を形成するための結合手段(27)と、
前記マルチチャネルオーディオ信号(C1,...,CM)を表し、前記主成分(CP)および前記少なくとも1つの変換パラメータ(θ(b1),...,θ(bN))を含む、符号化されたオーディオ信号(SC)を定義するための定義手段(29)とを備えることを特徴とするエンコーダ(9)。 - 少なくとも2つのチャネル(L,R)を含む元のマルチチャネル信号から生じる、符号化されたオーディオ信号(SC)を含む受信信号のデコーダ(15)であって、
復号化された主成分(CP’)および少なくとも1つの復号化された変換パラメータを抽出するための抽出手段(41)と、
前記復号化された主成分(CP’)を、復号化された主要周波数副成分に分解するための復号化分解手段(43)と、
前記復号化された主要周波数副成分(CP’(b1),...,CP’(bN))を、複数の復号化された周波数サブバンド(l’(b1),...,l’(bN))に変換するための逆変換手段(47)と、
前記復号化された周波数サブバンドを結合して、前記元のマルチチャネルオーディオ信号から生じる前記少なくとも2つのチャネル(L,R)に対応する、少なくとも2つの復号化されたチャネル(L’,R’)を形成するための復号化結合手段(49)とを備えることを特徴とするデコーダ(15)。 - 請求項20に記載のエンコーダと、請求項21に記載のデコーダとを備えるシステム。
- 通信ネットワークからダウンロード可能な、および/またはコンピュータで読取りが可能な媒体に記憶された、および/またはマイクロプロセッサが実行可能なコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行された場合に請求項1から15のうちの少なくとも一項に記載の前記符号化法の各ステップを実行するためのプログラムコード命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
- 通信ネットワークからダウンロード可能な、および/またはコンピュータで読取りが可能な媒体に記憶された、および/またはマイクロプロセッサが実行可能なコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行された場合に請求項16から19のうちの少なくとも一項に記載の前記復号化法の各ステップを実行するためのプログラムコード命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
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