特許
J-GLOBAL ID：200903086602667950
適応ビット配分符号化装置及び方法
発明者：
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出願人/特許権者：
代理人 (1件)：
山崎 行造 (外1名)
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平7-504753
公開番号（公開出願番号）：特表平9-500503
出願日： 1994年07月18日
公開日（公表日）： 1997年01月14日
要約：
【要約】本発明は、計算を効率的にする精巧な知覚モデルに関する。本発明の知覚モデルによって、高品質の低ビットレート符号化システムで有用な、符号化情報の適応ビット割当て及び量子化のための基礎を提供することができる。1つの実施例では、オーディオ分割帯域符号器によって、入力信号は周波数サブバンド信号に分割され、サブバンド信号は割当て関数で確定される値に従って量子化され、量子化サブバンド信号は符号化信号にアセンブルされる。割当て関数によって、割当て値がマスキングしきい値に基づく音響心理学原理に従って確定される。マスキングしきい値は、(イ) 入力信号の電力スペクトル密度(PSD)を推定し、(ロ) 拡散関数をPSDに適用することで刺激パターンを発生させ、(ハ) 刺激パターンを音響心理学的マスキングを達成するに足る信号対雑音比(SNR)オフセットに等しい量に調節し、(ニ) 調節済みパターンのレベルと聴覚のしきい値とを比較して、調節済みパターン・レベルと聴覚しきい値の何れか大きい方に等しいマスキングしきい値を発生させることによって確定される。拡散関数は、1つ又はそれ以上の非巡回型フィルタを入力信号PSDに適用することで実行できる。順方向適応符号化システムでは、割当て値は、符号化信号にアセンブルされた情報によって、明示的に復号器に伝達される。逆方向適応符号化システムでは、割当て値は、復号器割当て関数で割当て値を誘導できる符号化信号にアセンブルされた情報によって、明示的に復号器に伝達される。ハイブリッド適応符号化システムでは、基本割当て値は、明示的に伝達される改変割当て値と共に明示的に伝達される。
請求項（抜粋）：
1 入力信号を符号化するための符号器であって、 該入力信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信号を発生し、該入力信号のスペクトル表現を発生するためのサブバンド装置と、 拡散関数を該スペクトル表現に適用することによって刺激パターンを発生するための刺激装置と、 該刺激パターンに応答して初期のマスキングしきい値を確定するためのしきい値装置と、 該初期マスキングしきい値に関連する該サブバンド信号のレベルに従ってそれぞれの数のビットを該サブバンド信号に配分するための配分装置と、 該サブバンド信号に割当てられる該それぞれの数のビットに従って該サブバンド信号を量子化することによって量子化情報を発生するための量子化装置と、 該量子化情報を伝送又は記憶に適する符号化信号にアセンブルするためのフォーマット装置 とから成る、符号器。2 請求項1の符号器であって、前記スペクトル表現が、前記入力信号の電力スペクトル密度の推定値にマッピング関数を適用することによって発生され、該マッピング関数が、以下の式、すなわち、 による、周波数f及び周波数帯域xの間の関係から誘導される、符号器。3 請求項1の符号器であって、前記スペクトル表現が、前記入力信号の電力スペクトル密度の推定値にマッピング関数を適用することによって発生され、該マッピング関数が項目の参照用テーブルとして実行され、該テーブルの項目の帯域幅の対数対対数関数が、該テーブルの低い周波数端に近い第1の項目と該テーブルの高い周波数端に近い第2の項目との間で実質的に線形である、符号器。4 請求項1から3までの何れかの符号器であって、前記刺激装置で、1つ又はそれ以上のフィルタを前記スペクトル表現に適用することによって前記拡散関数が適用される、符号器。5 請求項1から4までの何れかの符号器であって、前記初期マスキングしきい値が、前記刺激パターンに関連するレベルではあるが、聴覚しきい値に実質的に同等のレベルよりも低くないレベルに確定される、符号器。6 請求項1から5までの何れかの符号器であって、前記配分装置が、割当てられるビットの総数がビット予算と実質的に同等であるように前記初期マスキングしきい値のレベルを調節するための装置から成る、符号器。7 請求項6の符号器であって、前記配分装置が、 前記初期マスキングしきい値のレベルを調節することによって、調節済みマスキングしきい値を確定するための装置と、 該初期マスキングしきい値を超えるが、該調節済みマスキングしきい値よりも低いレベルを有する、中間的スペクトル成分を確定するための装置と、 それぞれの数のビットを少なくとも該中間的スペクトル成分の幾分かに割当てるための中間的配分装置であって、中間的スペクトル成分に割当てられる該それぞれの数のビットの総数が最大で前記ビット予算の特定された割合になる、装置 とから成る、符号器。8 請求項1から6までの何れかの符号器であって、前記配分装置が、前記初期マスキングしきい値のレベルを調節することによって調節済みマスキングしきい値を確定するための装置と、該初期マスキングしきい値を超えるが、該調節済みマスキングしきい値よりも低いレベルを有する中間的スペクトル成分を確定するための装置と、それぞれの数のビットを少なくとも該中間的スペクトル成分の幾分かに割当てるための中間的配分装置とから成る、符号器。9 請求項8の符号器であって、前記中間的配分装置が、前記調節済みマスキングしきい値を超える最高周波数のスペクトル成分から上限周波数までの範囲の周波数を有し、前記初期マスキングしきい値と該調節済みマスキングしきい値との間の中間的しきい値を超えるレベルを有する、中間的スペクトル成分に該割当てを限定するための装置から成る、符号器。10 請求項1から9までの何れかの符号器であって、前記しきい値装置によって、刺激パターンに対して音響心理学的マスキングを保証するのに十分であるが、聴覚のしきい値と実質的に等しいレベルよりも低くないレベルに前記マスキングしきい値が確定される、符号器。11 請求項1から10までの何れかの符号器であって、前記配分装置の結果に影響する1つ又はそれ以上のパラメータを改変するための装置から更に成り、前記フォーマット装置によって、該改変済みパラメータの指示が前記符号化信号にアセンブルされる、符号器。12 請求項1から11までの何れかの符号器であって、前記それぞれの数のビットの1つ又はそれ以上を改変するための装置から更に成り、前記フォーマット装置によって、該改変済みのそれぞれの数のビットの指示が前記符号化信号にアセンブルされる、符号器。13 請求項1から12までの何れかの符号器であって、前記量子化装置で、前記入力信号に応答して適用される量子化関数が用いられる、符号器。14 入力信号の符号化表現を復号するための復号器であって、 量子化サブバンド情報及び該入力信号のスペクトル表現を該符号化表現から抽出するための逆フォーマット装置と、 拡散関数を該スペクトル表現に適用することによって刺激パターンを発生するための刺激装置と、 該刺激パターンに応答して初期のマスキングしきい値を確定するためのしきい値装置と、 該初期マスキングしきい値に関連する該量子化サブバンド情報のレベルに従って、それぞれの数のビットを該量子化サブバンド情報に割当てるための配分装置と、 該それぞれの数のビットに従って該量子化サブバンド情報を逆量子化することによってサブバンド信号を発生するための逆量子化装置と、 該サブバンド信号に応答する、該入力信号の複製を発生するための逆サブバンド装置 とから成る、復号器。15 請求項14の復号器であって、前記刺激装置で、1つ又はそれ以上のフィルタを前記スペクトル表現に適用することによって前記拡散関数を適用する、復号器。16 請求項14又は15の復号器であって、前記初期マスキングしきい値が、前記刺激パターンに関連するレベルではあるが、聴覚しきい値に実質的に同等のレベルよりも低くないレベルに確定される、復号器。17 請求項14から16までの何れかの復号器であって、前記逆フォーマット装置が、調節済みマスキングしきい値を前記符号化表現に応答して確定するための装置から成り、前記配分装置が、前記初期マスキングしきい値を超えるが該調節済みマスキングしきい値よりも低いレベルを有する中間的スペクトル成分を確定するための装置と、それぞれの数のビットを少なくとも該中間的スペクトル成分の幾分かに割当てるための装置とから成る、復号器。18 請求項14から17までの何れかの復号器であって、前記しきい値装置によって、刺激パターンに対して音響心理学的マスキングを保証するのに十分であるが、聴覚のしきい値と実質的に等しいレベルよりも低くないレベルに前記マスキングしきい値が確定される、復号器。19 請求項14から18までの何れかの復号器であって、前記逆量子化装置で、前記符号化表現から抽出される情報に応答して適用される逆量子化関数が用いられる、復号器。20 入力信号を符号化するための符号化方法であって、 該入力信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信号を発生させ、該入力信号のスペクトル表現を発生させ、 拡散関数を該スペクトル表現に適用することによって刺激パターンを発生させ、 該初期マスキングしきい値に関連する該サブバンド信号のレベルに従ってそれぞれの数のビットを該サブバンド信号に割当て、 該サブバンド信号に割当てられる該それぞれの数のビットに従って該サブバンド信号を量子化することによって量子化情報を発生させ、 該量子化情報を伝送又は記憶に適する符号化信号にアセンブルする 段階から成る、方法。21 入力信号の符号化表現を復号するための復号方法であって、 該符号化表現を、量子化サブバンド情報及び該入力信号のスペクトル表現に逆アセンブルし、 拡散関数を該スペクトル表現に適用することによって刺激パターンを発生させ、 該刺激パターンに応答して初期マスキングしきい値を確定し、 該初期マスキングしきい値に関連する該量子化サブバンド情報のレベルに従って、それぞれの数のビットを該量子化サブバンド情報に割当て、 該それぞれの数のビットに従って該量子化サブバンド情報を逆量子化することによって、サブバンド信号を発生させ、 該サブバンド信号に応答して該入力信号の複製を発生させる 段階から成る、方法。22 入力信号の聴覚をモデル化するための装置であって、 該入力信号のスペクトル表現を発生するための装置と、 拡散関数を該スペクトル表現に適用することによって刺激パターンを発生するための装置であって、該スペクトル表現を濾波することによって該拡散関数が適用される装置 とから成る、装置。23 請求項22の装置であって、前記スペクトル表現が、前記入力信号の電力スペクトル密度の推定値にマッピング関数を適用することによって発生され、該マッピング関数が、以下の式、すなわち、 による、周波数f及び周波数帯域xの間の関係から誘導される、装置。24 請求項22の装置であって、前記スペクトル表現が、前記入力信号の電力スペクトル密度の推定値にマッピング関数を適用することによって発生され、該マッピング関数が項目の参照用テーブルとして実行され、該テーブルの項目の帯域幅の対数対対数関数が、該テーブルの低い周波数端に近い第1の項目と該テーブルの高い周波数端に近い第2の項目との間で実質的に線形である、装置。25 請求項22の装置であって、前記スペクトル領域がマッピングされた周波数領域である、装置。26 請求項22から25までの何れかの装置であって、前記濾波が回帰フィルタ又は格子型フィルタで実行される、装置。
IPC (4件)：
H03M 7/30
, G10L 7/04
, H04B 1/66
, H04B 14/04
H03M 7/30 A
, G10L 7/04 G
, H04B 1/66
, H04B 14/04 Z
