特許 6196004 ハイバンド信号特性に基づいた時間利得調整

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6196004

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】ハイバンド信号特性に基づいた時間利得調整

(51)【国際特許分類】

   G10L 19/02 20130101AFI20170904BHJP

   G10L 19/16 20130101ALI20170904BHJP

   G10L 21/0388 20130101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   G10L19/02 150

   G10L19/02 160A

   G10L19/16 100Z

   G10L21/0388 100

【請求項の数】38

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2016-575153(P2016-575153)

(86)(22)【出願日】2015年6月5日

(65)【公表番号】特表2017-523460(P2017-523460A)

(43)【公表日】2017年8月17日

(86)【国際出願番号】US2015034535

(87)【国際公開番号】WO2015199954

(87)【国際公開日】20151230

【審査請求日】2017年4月6日

(31)【優先権主張番号】62/017,790

(32)【優先日】2014年6月26日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/731,198

(32)【優先日】2015年6月4日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】595020643

【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(72)【発明者】

【氏名】アッティ、ベンカトラマン・エス．

(72)【発明者】

【氏名】クリシュナン、ベンカテシュ

(72)【発明者】

【氏名】ラジェンドラン、ビベク

(72)【発明者】

【氏名】チェビーヤム、ベンカタ・スブラーマンヤム・チャンドラ・セカー

(72)【発明者】

【氏名】スバシンハ、スバシンハ・シャミンダ

【審査官】 冨澤 直樹

(56)【参考文献】

【文献】 再公表特許第２０１１／０５８７５２（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５３５０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｌ １９／００−１９／２６

Ｇ１０Ｌ ２１／０３８−２１／０３８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オーディオエンコーダにおいて、オーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンに基づいてエネルギー値の和を計算することと、エネルギー値の前記和が、前記オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲に対応する、
前記オーディオエンコーダにおいて、前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することと、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成することと、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成することと、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
前記しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
前記オーディオエンコーダから受信機へのビットストリームの一部として前記時間利得パラメータを送信することと
を備える方法。

【請求項2】

前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記エネルギー値が分析フィルタバンクの出力に対応し、前記信号特性を決定するためにエネルギー値の前記和に基づいて平均化演算を実行することをさらに備える、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記計算することと、前記信号特性が前記しきい値を満たすかどうかを前記決定することと、前記ハイバンド励起信号を前記生成することと、前記合成ハイバンド部分を前記生成することと、前記値を前記決定することと、前記値を前記調整することとが、モバイル通信デバイスを備えるデバイス内で実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲が、前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンの下位周波数範囲に対応し、前記エネルギー値がログドメイン中にあり、前記エネルギー値が、直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ）分析フィルタバンク、複素低遅延フィルタバンク、または変換分析フィルタバンクの出力に対応する、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記計算することと、前記信号特性が前記しきい値を満たすかどうかを前記決定することと、前記ハイバンド励起信号を前記生成することと、前記合成ハイバンド部分を前記生成することと、前記値を前記決定することと、前記値を前記調整することとが、固定ロケーション通信デバイスを備えるデバイス内で実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ハイバンド励起信号が、前記オーディオ信号のローバンド部分の調和拡張に基づいて生成される、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

バンドパスフィルタ処理された信号を生成するために前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンに対してバンドパスフィルタ演算を実行することと、
ベースバンドにおいてダウンミックスされた信号を生成するために前記バンドパスフィルタ処理された信号に対してダウンミキシング演算を実行することと
をさらに備える、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

ローパスフィルタ処理された信号を生成するために前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンに対してローパスフィルタ演算を実行することをさらに備える、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記信号特性が、前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号エネルギーに対応する、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲が、１２キロヘルツ（ｋＨｚ）と１６ｋＨｚとの間の周波数範囲を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記信号特性が、前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンに基づいて決定される、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記信号特性が、平均ハイバンド信号フロアに対応する、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記しきい値を満たす前記信号特性が、前記ハイバンド部分中に制限されたコンテンツを有する前記オーディオ信号を示す、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記時間利得パラメータが、利得形状パラメータを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

前記オーディオ信号の複数のサブフレームの各々のための前記利得形状パラメータの値を決定することをさらに備える、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記利得形状パラメータの前記値を調整することが、正規化定数と前記利得形状パラメータの第１の値の特定の割合との和に基づいて前記利得形状パラメータの第２の値を計算することを備える、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記利得形状パラメータの前記値を調整することが、正規化定数と前記利得形状パラメータの第１の値の１０パーセントとの和に基づいて前記利得形状パラメータの第２の値を計算することを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

オーディオエンコーダの前処理モジュールと、前記前処理モジュールが、オーディオ信号の少なくとも一部分をフィルタ処理することと、前記オーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンに基づいてエネルギー値の和を計算することとを行うように構成され、エネルギー値の前記和が、前記オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲に対応する、
前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号特性を決定するように構成された第１のフィルタと、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成するように構成されたハイバンド励起発生器と、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成するように構成された第２のフィルタと、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
を行うように構成された時間エンベロープ推定器と、
受信機へのビットストリームの一部として前記時間利得パラメータを送信するように構成された送信機と
を備える装置。

【請求項20】

アンテナと、
前記アンテナに結合され、前記オーディオ信号を受信するように構成された受信機と
をさらに備える、請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記前処理モジュール、前記第１のフィルタ、前記ハイバンド励起発生器、前記第２のフィルタ、前記時間エンベロープ推定器、前記アンテナ、および前記受信機が、モバイル通信デバイスに統合される、請求項２０に記載の装置。

【請求項22】

前記前処理モジュール、前記第１のフィルタ、前記ハイバンド励起発生器、前記第２のフィルタ、前記時間エンベロープ推定器、前記アンテナ、および前記受信機が、固定ロケーション通信デバイスに統合される、請求項２０に記載の装置。

【請求項23】

前記時間エンベロープ推定器が、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限するために前記時間利得パラメータの前記値を調整するように構成された、請求項１９に記載の装置。

【請求項24】

前記前処理モジュールが、前記オーディオ信号の少なくとも前記一部分をフィルタ処理するように構成された分析フィルタバンクを備える、請求項１９に記載の装置。

【請求項25】

前記分析フィルタバンクが、直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ）分析フィルタバンクを備える、請求項２４に記載の装置。

【請求項26】

前記分析フィルタバンクが、複素低遅延フィルタバンクを備える、請求項２４に記載の装置。

【請求項27】

エネルギー値の前記和が、前記分析フィルタバンクの出力に対応し、前記前処理モジュールが、前記信号特性を決定するためにエネルギー値の前記和に基づいて平均化演算を実行するようにさらに構成された、請求項２４に記載の装置。

【請求項28】

前記前処理モジュールが、前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンを生成するように構成されたスペクトルフリッパを備える、請求項１９に記載の装置。

【請求項29】

前記時間利得パラメータが、利得形状パラメータを備え、前記時間エンベロープ推定器が、正規化定数と前記利得形状パラメータの第１の値の特定の割合との和に基づいて前記利得形状パラメータの第２の値を計算することによって前記利得形状パラメータの前記値を調整するようにさらに構成された、請求項１９に記載の装置。

【請求項30】

オーディオエンコーダにおいてプロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、
オーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンに基づいてエネルギー値の和を計算することと、エネルギー値の前記和が、前記オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲に対応する、
前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することと、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成することと、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成することと、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
前記しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
前記オーディオエンコーダから受信機に送られるべきビットストリームの一部として前記時間利得パラメータの送信を開始することと
を備える演算を実行させる命令を備える非一時的プロセッサ可読媒体。

【請求項31】

前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限する、請求項３０に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。

【請求項32】

エネルギー値の前記和が、分析フィルタバンクの出力に対応し、前記演算が、前記信号特性を決定するためにエネルギー値の前記和に基づいて平均化演算を実行することをさらに備える、請求項３０に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。

【請求項33】

前記エネルギー値が、直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ）分析フィルタバンク、複素低遅延フィルタバンク、または変換分析フィルタバンクの出力に対応する、請求項３０に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。

【請求項34】

前記信号特性が、前記上位周波数範囲中のオーディオコンテンツの量を示す、請求項３０に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。

【請求項35】

オーディオエンコーダにおいてオーディオ信号の少なくとも一部分をフィルタ処理するための手段と、ここにおいて、フィルタ処理するための前記手段が、前記オーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンに基づいてエネルギー値の和を計算することと、エネルギー値の前記和が、前記オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲に対応し、複数の出力を生成することとを行うように構成された、
前記複数の出力に基づいて、前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定するための手段と、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成するための手段と、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成するための手段と、
前記ハイバンド部分の時間エンベロープを推定するための手段と、ここにおいて、推定するための前記手段が、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
前記しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
を行うように構成された、
前記オーディオエンコーダから受信機へのビットストリームの一部として前記時間利得パラメータを送信するための手段と
を備える装置。

【請求項36】

フィルタ処理するための前記手段、決定するための前記手段、前記ハイバンド励起信号を生成するための前記手段、前記合成ハイバンド部分を生成するための前記手段、および推定するための前記手段が、モバイル通信デバイスに統合される、請求項３５に記載の装置。

【請求項37】

フィルタ処理するための前記手段、決定するための前記手段、前記ハイバンド励起信号を生成するための前記手段、前記合成ハイバンド部分を生成するための前記手段、および推定するための前記手段が、固定ロケーション通信デバイスに統合される、請求項３５に記載の装置。

【請求項38】

前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲が、１２キロヘルツ（ｋＨｚ）と１６ｋＨｚとの間の周波数範囲を含み、前記信号特性が、前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号エネルギーと対応し、推定するための前記手段が、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限するために前記時間利得パラメータの前記値を調整するように構成された、請求項３５に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権の主張
[0001]本出願は、その内容全体が参照により組み込まれる、両方とも「ＴＥＭＰＯＲＡＬ ＧＡＩＮ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＨＩＧＨ−ＢＡＮＤ ＳＩＧＮＡＬ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣ」と題する、２０１４年６月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／０１７，７９０号および２０１５年６月４日に出願された米国特許出願第１４／７３１，１９８号の優先権を主張する。

【0002】

[0002]本開示は、一般に、信号処理に関する。

【背景技術】

【0003】

[0003]技術の進歩により、コンピューティングデバイスは、より小型でより強力になった。たとえば、現在、小型で、軽量で、ユーザが容易に持ち運べる、ポータブルワイヤレス電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、およびページングデバイスなど、ワイヤレスコンピューティングデバイスを含む、様々なポータブルパーソナルコンピューティングデバイスが存在する。より具体的には、セルラー電話およびインターネットプロトコル（ＩＰ）電話などのポータブルワイヤレス電話は、ワイヤレスネットワークを介して音声とデータパケットとを通信し得る。さらに、多くのそのようなワイヤレス電話は、そこに組み込まれている他のタイプのデバイスを含む。たとえば、ワイヤレス電話は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルレコーダ、およびオーディオファイルプレーヤをも含み得る。

【0004】

[0004]デジタル技法による音声の送信は、特に長距離およびデジタル無線電話用途において普及している。再構成されたスピーチの知覚される品質を維持しながら、チャネルを介して送られ得る情報の最小量を決定することに関心があり得る。サンプリングおよびデジタイジングによってスピーチが送信される場合、アナログ電話のスピーチ品質を達成するために６４キロビット毎秒（ｋｂｐｓ）程度のデータレートが使用され得る。スピーチ分析の使用と、それに続くコーディング、送信、および受信機における再合成によって、データレートの著しい低減が達成され得る。

【0005】

[0005]スピーチを圧縮するためのデバイスが、電気通信の多数の分野で用途を見出し得る。例示的な分野はワイヤレス通信である。ワイヤレス通信の分野は、たとえば、コードレス電話、ページング、ワイヤレスローカルループ、セルラー電話システムおよびパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）電話システムなどのワイヤレス電話、モバイルインターネットプロトコル（ＩＰ）電話、ならびに衛星通信システムを含む、多くの適用例を有する。特定的な用途が、モバイル加入者用のワイヤレス電話である。

【0006】

[0006]たとえば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、および時分割同期ＣＤＭＡ（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）を含むワイヤレス通信システムのために、様々なオーバージエアインターフェースが開発されている。これらのインターフェースに関連して、たとえば、先進移動電話サービス（ＡＭＰＳ）、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、および暫定規格９５（ＩＳ−９５）などを含む様々な国内および国際標準が策定されている。例示的なワイヤレス電話通信システムは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムである。ＩＳ−９５規格およびそれの派生物ＩＳ−９５Ａ、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８、およびＩＳ−９５Ｂ（本明細書ではＩＳ−９５と総称される）は、セルラーまたはＰＣＳ電話通信システムのためのＣＤＭＡオーバージエアインターフェースの使用を規定するために、電気通信工業会（ＴＩＡ）および他のよく知られている規格化団体によって公布されている。

【0007】

[0007]ＩＳ−９５規格は、その後、より多くの容量および高速パケットデータサービスを提供するｃｄｍａ２０００およびＷＣＤＭＡ（登録商標）などの「３Ｇ」システムに発展した。ｃｄｍａ２０００の２つの変形態は、ＴＩＡによって発行された文書ＩＳ−２０００（ｃｄｍａ２０００ １ｘＲＴＴ）およびＩＳ−８５６（ｃｄｍａ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ）によって提示されている。ｃｄｍａ２０００ １ｘＲＴＴ通信システムは１５３ｋｂｐｓのピークデータレートを提供するが、ｃｄｍａ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ通信システムは、３８．４ｋｂｐｓから２．４Ｍｂｐｓにわたるデータレートのセットを定義する。ＷＣＤＭＡ規格は、第３世代パートナーシッププロジェクト「３ＧＰＰ（登録商標）」、文書番号３Ｇ ＴＳ ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ ２５．２１３、および３Ｇ ＴＳ ２５．２１４に具現されている。国際モバイル電気通信アドバンスト（ＩＭＴアドバンスト）仕様は「４Ｇ」規格を提示している。ＩＭＴアドバンスト仕様は、４Ｇサービス用のピークデータレートを、（たとえば、列車および車からの）高モビリティ通信のために１００メガビット毎秒（Ｍｂｉｔ／ｓ）に設定し、（たとえば、歩行者および静止ユーザからの）低モビリティ通信のために１ギガビット毎秒（Ｇｂｉｔ／ｓ）に設定する。

【0008】

[0008]人的スピーチ生成のモデルに関するパラメータを抽出することによってスピーチを圧縮する技法を採用するデバイスは、スピーチコーダと呼ばれる。スピーチコーダはエンコーダとデコーダとを備え得る。エンコーダは、着信スピーチ信号を、時間のブロック、または分析フレームに分割する。時間（または「フレーム」）における各セグメントの持続時間は、一般に、信号のスペクトルエンベロープが比較的定常のままであることが予想され得るだけ十分に短くなるように選択され得る。たとえば、特定の適用例に好適と見なされる任意のフレーム長またはサンプリングレートが使用され得るが、１つのフレーム長は２０ミリ秒であり、それは、８キロヘルツ（ｋＨｚ）のサンプリングレートで１６０個のサンプルに対応する。

【0009】

[0009]エンコーダは、着信スピーチフレームを分析していくつかの関連するパラメータを抽出し、次いで、それらのパラメータを、２進表現に、たとえば、ビットのセットまたはバイナリデータパケットに量子化する。データパケットは、通信チャネル（すなわち、ワイヤードおよび／またはワイヤレスネットワーク接続）を介して受信機およびデコーダに送信される。デコーダは、データパケットを処理し、それらの処理されたデータパケットを逆量子化してパラメータを生成し、逆量子化されたパラメータを使用してスピーチフレームを再合成する。

【0010】

[0010]スピーチコーダの機能は、スピーチに内在する固有の冗長性を除去することによって、デジタル化されたスピーチ信号を低ビットレート信号へと圧縮することである。デジタル圧縮は、入力スピーチフレームをパラメータのセットで表し、量子化を用いてそれらのパラメータをビットのセットで表すことによって達成され得る。入力スピーチフレームがビット数Ｎｉを有し、スピーチコーダによって生成されたデータパケットがビット数Ｎｏを有する場合、スピーチコーダによって達成される圧縮係数はＣｒ＝Ｎｉ／Ｎｏである。問題は、ターゲットの圧縮係数を達成しながら、復号スピーチの高い音声品質を保つことである。スピーチコーダの性能は、（１）スピーチモデル、または上記で説明した分析および合成プロセスの組合せがいかに良好に働くか、ならびに（２）パラメータ量子化プロセスがＮｏビット毎フレームのターゲットビットレートでいかに良好に実行されるかに依存する。スピーチモデルの目標はしたがって、フレームごとにパラメータの小さいセットを用いて、スピーチ信号の本質またはターゲットの音声品質を捕捉することである。

【0011】

[0011]スピーチコーダは一般に、スピーチ信号を記述するためにパラメータ（ベクトルを含む）のセットを利用する。パラメータの良好なセットは理想的には、知覚的に正確なスピーチ信号の再構成のために、低いシステム帯域幅をもたらす。ピッチ、信号電力、スペクトルエンベロープ（またはホルマント）、振幅および位相スペクトルは、スピーチコーディングパラメータの例である。

【0012】

[0012]スピーチコーダは、スピーチの小セグメント（たとえば、５ミリ秒（ｍｓ）のサブフレーム）を一度に符号化するために高時間分解能の処理を用いることによって時間領域のスピーチ波形を捕捉することを試行する時間領域コーダとして実装され得る。サブフレームごとに、コードブック空間からの高精度代表が探索アルゴリズムによって発見される。代替的に、スピーチコーダは、パラメータのセットを用いて入力スピーチフレームの短期間スピーチスペクトルを捕捉し（分析）、スペクトルパラメータからスピーチ波形を再生成するために対応する合成プロセスを用いることを試行する周波数領域コーダとして実装され得る。パラメータ量子化器は、既知の量子化技法に従ってコードベクトルの記憶された表現を用いてパラメータを表すことによって、それらのパラメータを保持する。

【0013】

[0013]１つの時間領域スピーチコーダは、コード励起線形予測（ＣＥＬＰ：Code Excited Linear Predictive）コーダである。ＣＥＬＰコーダでは、スピーチ信号における短期間の相関または冗長性が、短期間ホルマントフィルタの係数を発見する線形予測（ＬＰ）分析によって除去される。短期予測フィルタを着信スピーチフレームに適用するとＬＰ残余信号が生成され、このＬＰ残余信号は、長期予測フィルタパラメータおよび後続のストキャスティックコードブックを用いてさらにモデル化され、量子化される。したがって、ＣＥＬＰコーディングは、時間領域スピーチ波形を符号化するタスクを、ＬＰ短期フィルタ係数を符号化することと、ＬＰ残余を符号化することとの別個のタスクに分割する。時間領域コーディングは、固定レートで（すなわち、各フレームに対して同じビット数Ｎｏを使用して）または可変レートで（異なるタイプのフレームコンテンツに対して異なるビットレートが使用される）実行され得る。可変レートコーダは、ターゲットの品質を得るのに適切なレベルにコーデックパラメータを符号化するのに必要な量のビットを使用することを試行する。

【0014】

[0014]ＣＥＬＰコーダなどの時間領域コーダは、時間領域のスピーチ波形の精度を保持するために、フレーム当たりの高ビット数Ｎ０に依存し得る。そのようなコーダは、フレーム当たりのビット数Ｎｏが比較的多ければ（たとえば、８ｋｂｐｓ以上）、優れた音声品質を提供し得る。低ビットレート（たとえば、４ｋｂｐｓ以下）では、時間領域コーダは、利用可能なビットの数が限られることが原因で、高品質およびロバストな性能を保つことに失敗し得る。低ビットレートでは、限られたコードブック空間は、より高いレートの商用アプリケーションで配備される時間領域コーダの波形適合能力を制限する。したがって、経年的な改善にもかかわらず、低ビットレートで動作する多くのＣＥＬＰコーディングシステムは、雑音として特徴づけられる、知覚的に顕著なひずみを伴うという欠点がある。

【0015】

[0015]低ビットレートにおけるＣＥＬＰコーダに対する代替物は、ＣＥＬＰコーダと同様の原理で動作する「雑音励起線形予測」（ＮＥＬＰ）コーダである。ＮＥＬＰコーダは、スピーチをモデル化するために、コードブックではなく、フィルタ処理された擬似ランダム雑音信号を使用する。ＮＥＬＰは、コーディングされたスピーチに対して、より単純なモデルを使用するので、ＮＥＬＰは、ＣＥＬＰよりも低いビットレートを達成する。ＮＥＬＰは、無声スピーチまたは無音を圧縮または表すために使用され得る。

【0016】

[0016]２．４ｋｂｐｓ程度のレートで動作するコーディングシステムは一般に、本質的にパラメトリックである。すなわち、そのようなコーディングシステムは、スピーチ信号のピッチ周期とスペクトルエンベロープ（またはホルマント）とを記述するパラメータを規則的な間隔で送信することによって動作する。これらのいわゆるパラメトリックコーダの例示的なものが、ＬＰボコーダシステムである。

【0017】

[0017]ＬＰボコーダは、有声スピーチ信号をピッチ周期当たりに単一のパルスでモデル化する。この基本的な技法は、特にスペクトルエンベロープに関する送信情報を含むように拡張され得る。ＬＰボコーダは、一般的には妥当なパフォーマンスをもたらすが、それらは、バズとして特徴づけられる、知覚的に顕著なひずみを導入し得る。

【0018】

[0018]近年、波形コーダとパラメトリックコーダの両方のハイブリッドであるコーダが出現している。これらのいわゆるハイブリッドコーダの例示的なものが、プロトタイプ波形補間（ＰＷＩ）スピーチコーディングシステムである。ＰＷＩコーディングシステムは、プロトタイプピッチ周期（ＰＰＰ）スピーチコーダとしても知られることがある。ＰＷＩコーディングシステムは、有声スピーチをコーディングするための効率的な方法を提供する。ＰＷＩの基本概念は、固定間隔で代表的なピッチサイクル（プロトタイプ波形）を抽出すること、その記述を送信すること、および、プロトタイプ波形間を補間することによってスピーチ信号を再構成することである。ＰＷＩ法は、ＬＰ残差信号またはスピーチ信号のいずれかに対して作用し得る。

【0019】

[0019]スピーチ信号（たとえば、コーディングされたスピーチ信号、再構成されたスピーチ信号、または両方）のオーディオ品質を改善することに研究上の関心および商業上の関心があり得る。たとえば、通信デバイスは、最適よりも低い音声品質をもつスピーチ信号を受信し得る。例示のために、通信デバイスは、音声通話中に別の通信デバイスからスピーチ信号を受信し得る。音声通話品質は、環境雑音（たとえば、風、街頭雑音）、通信デバイスのインターフェースの制限、通信デバイスによる信号処理、パケット損失、バンド幅制限、ビットレート制限など、様々な理由により悪くなり得る。

【0020】

[0020]従来の電話システム（たとえば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ））では、信号帯域幅は、３００ヘルツ（Ｈｚ）〜３．４キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数範囲に限定される。セルラー式テレフォニーおよびボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）などの広帯域（ＷＢ）適用例では、信号帯域幅は、５０Ｈｚ〜７ｋＨｚの周波数範囲に及ぶことがある。超広帯域（ＳＷＢ：super wideband）コーディング技術は、最大約１６ｋＨｚに及ぶ帯域幅をサポートする。３．４ｋＨｚの狭帯域テレフォニーから１６ｋＨｚのＳＷＢテレフォニーまで信号帯域幅を拡張することにより、信号再構成、了解度、および自然度の品質を改善し得る。

【0021】

[0021]ＳＷＢコーディング技法は、通常、信号の低周波数部分（たとえば、０Ｈｚ〜６．４ｋＨｚ、「ローバンド」とも呼ばれる）を符号化および送信することを伴う。たとえば、ローバンドは、フィルタパラメータおよび／またはローバンド励起信号を使用して表され得る。しかしながら、コーディング効率を改善するために、信号のより高い周波数部分（たとえば、６．４ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ、「ハイバンド」とも呼ばれる）は、完全には符号化および送信されないことがある。代わりに、受信機は、ハイバンドを予測するために信号モデリングを利用し得る。いくつかの実施態様では、予測を助けるために、ハイバンドに関連するデータが受信機に与えられ得る。そのようなデータは「サイド情報」と呼ばれることがあり、利得情報、線スペクトル周波数（ＬＳＦ、線スペクトル対（ＬＳＰ）とも呼ばれる）などを含み得る。信号モデリングを使用してハイバンド信号を符号化および復号するとき、不要な雑音または可聴アーティファクト（audible artifacts）が、いくつかの条件下でハイバンド信号にもたらされ得る。

【発明の概要】

【0022】

[0022]特定の態様では、方法は、エンコーダにおいて、入力オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することを含む。本方法はまた、ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成することと、ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成することと、ハイバンド部分に対する合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することとを含む。本方法は、しきい値を満たす信号特性に応答して、時間利得パラメータの値を調整することをさらに含む。時間利得パラメータの値を調整することは、時間利得パラメータの変動性を制御する。

【0023】

[0023]別の特定の態様では、装置は、複数の出力を生成するために入力オーディオ信号の少なくとも一部分をフィルタ処理するように構成された前処理モジュールを含む。本装置はまた、入力オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性を決定するように構成された第１のフィルタを含む。本装置は、ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成するように構成されたハイバンド励起発生器と、ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成するように構成された第２のフィルタとをさらに含む。本装置は、ハイバンド部分に対する合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、しきい値を満たす信号特性に応答して、時間利得パラメータの値を調整することとを行うように構成された時間エンベロープ推定器を含む。時間利得パラメータの値を調整することは、時間利得パラメータの変動性を制御する。

【0024】

[0024]別の特定の態様では、非一時的プロセッサ可読媒体は、プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに、入力オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することを含む演算を実行させる命令を含む。本演算はまた、ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成することと、ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成することと、ハイバンド部分に対する合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することとを含む。本演算は、しきい値を満たす信号特性に応答して、時間利得パラメータの値を調整することをさらに含む。時間利得パラメータの値を調整することは、時間利得パラメータの変動性を制御する。

【0025】

[0025]別の特定の態様では、装置は、複数の出力を生成するために入力オーディオ信号の少なくとも一部分をフィルタ処理するための手段を含む。本装置はまた、複数の出力に基づいて、入力オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定するための手段を含む。本装置は、ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成するための手段と、ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を合成するための手段と、ハイバンド部分の時間エンベロープを推定するための手段とをさらに含む。推定するための手段は、ハイバンド部分に対する合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、しきい値を満たす信号特性に応答して、時間利得パラメータの値を調整することとを行うように構成される。時間利得パラメータの値を調整することは、時間利得パラメータの変動性を制御する。

【0026】

[0026]別の特定の態様では、エンコーダの線形予測係数（ＬＰＣ：linear prediction coefficient）を調整する方法は、エンコーダにおいて、線形予測（ＬＰ）次数のために第１の値を使用するＬＰ利得演算に基づいてＬＰ利得を決定することを含む。ＬＰ利得は、ＬＰ合成フィルタのエネルギーレベルに関連付けられる。本方法はまた、ＬＰ利得をしきい値と比較することと、ＬＰ利得がしきい値を満たす場合、第１の値から第２の値にＬＰ次数を低減することとを含む。

【0027】

[0027]別の特定の態様では、装置は、エンコーダと、演算を実行するようにエンコーダによって実行可能である命令を記憶するメモリとを含む。本演算は、線形予測（ＬＰ）次数のために第１の値を使用するＬＰ利得演算に基づいてＬＰ利得を決定することを含む。ＬＰ利得は、ＬＰ合成フィルタのエネルギーレベルに関連付けられる。本演算はまた、ＬＰ利得をしきい値と比較することと、ＬＰ利得がしきい値を満たす場合、第１の値から第２の値にＬＰ次数を低減することとを含む。

【0028】

[0028]別の特定の態様では、非一時的コンピュータ可読媒体は、エンコーダの線形予測係数（ＬＰＣ）を調整するための命令を含む。本命令は、エンコーダによって実行されたとき、エンコーダに、演算を実行させる。本演算は、線形予測（ＬＰ）次数のために第１の値を使用するＬＰ利得演算に基づいてＬＰ利得を決定することを含む。ＬＰ利得は、ＬＰ合成フィルタのエネルギーレベルに関連付けられる。本演算はまた、ＬＰ利得をしきい値と比較することと、ＬＰ利得がしきい値を満たす場合、第１の値から第２の値にＬＰ次数を低減することとを含む。

【0029】

[0029]別の特定の態様では、装置は、線形予測（ＬＰ）次数のために第１の値を使用するＬＰ利得演算に基づいてＬＰ利得を決定するための手段を含む。ＬＰ利得は、ＬＰ合成フィルタのエネルギーレベルに関連付けられる。本装置はまた、ＬＰ利得をしきい値と比較するための手段と、ＬＰ利得がしきい値を満たす場合、第１の値から第２の値にＬＰ次数を低減するための手段とを含む。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】[0030]ハイバンド信号特性に基づいて時間利得パラメータを調整するように動作可能であるシステムの特定の態様を示す図。

【図2】[0031]ハイバンド信号特性に基づいて時間利得パラメータを調整するように動作可能なエンコーダの構成要素の特定の態様を示す図。

【図3】[0032]特定の態様による、信号の周波数成分を示す図。

【図4】[0033]ハイバンド信号特性に基づいて調整される時間利得パラメータを使用してオーディオ信号のハイバンド部分を合成するように動作可能なデコーダの構成要素の特定の態様を示す図。

【図5A】[0034]ハイバンド信号特性に基づいて時間利得パラメータを調整する方法の特定の態様を示すフローチャート。

【図5B】[0035]ハイバンド信号特性を計算する方法の特定の態様を示すフローチャート。

【図5C】[0036]エンコーダの線形予測係数（ＬＰＣ）を調整する方法の特定の態様を示すフローチャート。

【図6】[0037]図１〜図５Ｂのシステム、装置、および方法による、信号処理演算を実行するように動作可能なワイヤレスデバイスのブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0031】

[0038]ハイバンド信号特性に基づいて時間利得情報を調整するシステムおよび方法を開示する。たとえば、時間利得情報は、サブフレームごとにエンコーダにおいて生成される利得形状パラメータを含み得る。いくつかの状況では、エンコーダに入力されるオーディオ信号は、ハイバンド中にほとんどまたはまったくコンテンツを有しないことがある（たとえば、ハイバンドに関して「帯域制限され」得る）。たとえば、帯域制限信号は、ＳＷＢモデルに適合する電子デバイス、ハイバンド全体にわたるデータをキャプチャすることが可能でないデバイスなどにおけるオーディオキャプチャ中に生成され得る。例示のために、特定のワイヤレス電話は、可能でないことがあるか、または８ｋＨｚよりも高い周波数、１０ｋＨｚよりも高い周波数などでデータをキャプチャすることを控えるようにプログラムされ得る。そのような帯域制限信号を符号化するとき、信号モデル（たとえば、ＳＷＢ調和モデル）は、時間利得の大きい変動により可聴アーティファクトをもたらし得る。

【0032】

[0039]そのようなアーティファクトを低減するために、エンコーダ（たとえば、スピーチエンコーダまたは「ボコーダ」）は、符号化されるべきオーディオ信号の信号特性を決定し得る。一例では、信号特性は、オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数領域におけるエネルギーの和である。非限定的な例として、信号特性は、１２ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの周波数範囲で分析フィルタバンク出力のエネルギーを合計することによって決定され得、したがって、ハイバンド「信号フロア」に対応し得る。本明細書で使用する、オーディオ信号のハイバンド部分の「上位周波数領域」は、オーディオ信号のハイバンド部分の帯域幅よりも小さい（オーディオ信号のハイバンド部分の上側部分における）任意の周波数範囲に対応し得る。非限定的な例として、オーディオ信号のハイバンド部分が、６．４ｋＨｚ〜１４．４ｋＨｚの周波数範囲によって特徴づけられる場合、オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数領域は、１０．６ｋＨｚ〜１４．４ｋＨｚの周波数範囲によって特徴づけられ得る。別の非限定的な例として、オーディオ信号のハイバンド部分が、８ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの周波数範囲によって特徴づけられる場合、オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数領域は、１３ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの周波数範囲によって特徴づけられ得る。エンコーダは、ハイバンド励起信号を生成するためにオーディオ信号のハイバンド部分を処理し得、ハイバンド励起信号に基づいてハイバンド部分の合成バージョンを生成し得る。「元の」ハイバンド部分と合成ハイバンド部分との比較に基づいて、エンコーダは、利得形状パラメータの値を決定し得る。ハイバンド部分の信号特性が、しきい値を満たす（たとえば、オーディオ信号が、帯域制限され、ハイバンドコンテンツをほとんどまたはまったく有しないことを信号特性が示す）場合、エンコーダは、利得形状パラメータの変動性（たとえば、制限されたダイナミックレンジ）を制限するように利得形状パラメータの値を調整し得る。利得形状パラメータの変動性を制限することは、帯域制限されたオーディオ信号の符号化／復号中に生成されるアーティファクトを低減し得る。

【0033】

[0040]図１を参照すると、ハイバンド信号特性に基づいて時間利得パラメータを調整するように動作可能であるシステムの特定の態様が示されており、全体的に１００で示される。特定の態様では、システム１００は符号化システムまたは装置（たとえばワイヤレス電話またはコーダ／デコーダ（コーデック））に統合され得る。

【0034】

[0041]以下の説明では、図１のシステム１００によって実行される様々な機能は、ある特定の構成要素またはモジュールによって実行されるものとして説明されることに留意されたい。しかしながら、構成要素およびモジュールのこの分割は説明のためのものにすぎない。代替態様では、特定の構成要素またはモジュールによって実行される機能は、代わりに、複数の構成要素またはモジュールの間で分割され得る。その上、代替態様では、図１の２つ以上の構成要素またはモジュールが単一の構成要素またはモジュールに統合され得る。図１に示された各構成要素またはモジュールは、ハードウェア（たとえばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラなど）、ソフトウェア（たとえば、プロセッサによって実行可能な命令）、またはそれらの任意の組合せを使用して実装され得る。

【0035】

[0042]システム１００は、オーディオ信号１０２を受信するように構成された前処理モジュール１１０を含む。たとえば、オーディオ信号１０２は、マイクロフォンまたは他の入力デバイスによって提供され得る。特定の態様では、オーディオ信号１０２はスピーチを含み得る。オーディオ信号１０２は、約５０ヘルツ（Ｈｚ）〜約１６キロヘルツ（ｋＨｚ）までの周波数範囲のデータを含む超広帯域（ＳＷＢ）信号であり得る。前処理モジュール１１０は、周波数に基づいてオーディオ信号１０２を複数の部分にフィルタ処理し得る。たとえば、前処理モジュール１１０はローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とを生成し得る。ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とは、等しいかまたは等しくない帯域幅を有し得、重複することも重複しないこともある。

【0036】

[0043]特定の態様では、ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とは、重複しない周波数帯域中のデータに対応する。たとえば、ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とは、５０Ｈｚ〜７ｋＨｚと７ｋＨｚ〜１６ｋＨｚとの重複しない周波数帯域中のデータに対応し得る。代替態様では、ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とは、５０Ｈｚ〜８ｋＨｚと８ｋＨｚ〜１６ｋＨｚとの周波数帯域と重複しないデータに対応し得る。別の代替態様では、ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とが重複する帯域（たとえば、５０Ｈｚ〜８ｋＨｚおよび７ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ）に対応し、これにより、前処理モジュール１１０のローパスフィルタとハイパスフィルタとがスムーズなロールオフを有することが可能になり得、これにより、設計を単純化し、ハイパスフィルタとローパスフィルタとのコストを低減し得る。ローバンド信号１２２とハイバンド信号１２４とを重複させることは、受信機におけるローバンド信号とハイバンド信号との滑らかな混合をも可能にし得、これは、より少数の可聴アーティファクトをもたらし得る。

【0037】

[0044]特定の態様では、前処理モジュール１１０は、分析フィルタバンクを含む。たとえば、前処理モジュール１１０は、複数の直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ：quadrature mirror filter）を含むＱＭＦフィルタバンクを含み得る。各ＱＭＦは、オーディオ信号１０２の一部分をフィルタ処理し得る。別の例として、前処理モジュール１１０は、複素低遅延フィルタバンク（ＣＬＤＦＢ：complex low delay filter bank）を含み得る。前処理モジュール１１０はまた、オーディオ信号１０２のスペクトルを反転するように構成されたスペクトルフリッパを含み得る。したがって、特定の態様では、ハイバンド信号１２４がオーディオ信号１０２のハイバンド部分に対応するが、ハイバンド信号１２４は、ベースバンド信号として通信され得る。

【0038】

[0045]特定のＳＷＢ態様では、フィルタバンクは、４０個のＱＭＦフィルタを含み、ここで、各ＱＭＦフィルタ（たとえば、例示的なＱＭＦフィルタ１１２）は、オーディオ信号１０２の４００Ｈｚ部分に対して動作する。各ＱＭＦフィルタ１１２は、実数部と虚数部とを含むフィルタ出力を生成し得る。前処理モジュール１１０は、オーディオ信号１０２のハイバンド部分の上位周波数部分に対応するＱＭＦフィルタからのフィルタ出力を合計し得る。たとえば、前処理モジュール１１０は、シェーディングパターン（shading pattern）を使用して図１に示す、１２ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの周波数範囲に対応する１０個のＱＭＦからの出力を合計し得る。前処理モジュール１１０は、合計されたＱＭＦ出力に基づいてハイバンド信号特性１２６を決定し得る。特定の態様では、前処理モジュール１１０は、ハイバンド信号特性１２６を決定するために、ＱＭＦ出力の和に対して長期平均化演算を実行する。例示のために、前処理モジュール１１０は、以下の擬似コードに従って動作し得る。

【0039】

【数1】

【0040】

[0046]上記の擬似コードが、ＱＭＦ分析フィルタバンクを使用した１０個の帯域（たとえば、１２〜１６ｋＨｚデータを表す１０個の４００Ｈｚ帯域）にわたる長期平均化を示すが、前処理モジュール１１０が、異なる分析フィルタバンク、異なる数の帯域、および／または異なる周波数範囲のデータについて実質的に同様の擬似コードに従って動作し得ることを諒解されたい。非限定的な例として、前処理モジュール１１０は、１３〜１６ｋＨｚデータを表す２０個の帯域のために複素低遅延分析フィルタバンクを利用し得る。

【0041】

[0047]特定の態様では、ハイバンド信号特性１２６がサブフレームごとに決定され得る。例示のために、オーディオ信号１０２は、複数のフレームに分割され得、ここで、各フレームは、オーディオの約２０ミリ秒（ｍｓ）に対応する。各フレームは、複数のサブフレームを含み得る。たとえば、各２０ｍｓのフレームは、４つの５ｍｓ（または約５ｍｓ）のサブフレームを含み得る。代替態様では、フレームおよびサブフレームは、異なる長さの時間に対応し得、異なる数のサブフレームが、各フレーム中に含まれ得る。

【0042】

[0048]図１の例はＳＷＢ信号の処理を示しているが、これは説明のためのものにすぎないことに留意されたい。代替態様では、オーディオ信号１０２は、約５０Ｈｚ〜約８ｋＨｚの周波数範囲を有する広帯域（ＷＢ）信号であり得る。そのような態様では、ローバンド信号１２２は、約５０Ｈｚ〜約６．４ｋＨｚの周波数範囲に対応し得、ハイバンド信号１２４は、約６．４ｋＨｚ〜約８ｋＨｚの周波数範囲に対応し得る。

【0043】

[0049]システム１００は、ローバンド信号１２２を受信するように構成されたローバンド分析モジュール１３０を含み得る。特定の態様では、ローバンド分析モジュール１３０は、コード励起線形予測（ＣＥＬＰ）エンコーダの一態様を表し得る。ローバンド分析モジュール１３０は、線形予測（ＬＰ）分析および符号化モジュール１３２と、線形予測係数（ＬＰＣ）−線スペクトル対（ＬＳＰ）変換モジュール１３４と、量子化器１３６とを含み得る。ＬＳＰは、線スペクトル周波数（ＬＳＦ：line spectral frequency）と呼ばれることもあり、この２つの用語は、本明細書では互換的に使用され得る。ＬＰ分析およびコーディングモジュール１３２はローバンド信号１２２のスペクトルエンベロープをＬＰＣのセットとして符号化し得る。ＬＰＣは、オーディオの各フレーム（たとえば、１６ｋＨｚのサンプリングレートにおける３２０個のサンプルに対応する、オーディオの２０ミリ秒（ｍｓ））、オーディオの各サブフレーム（たとえば、オーディオの５ｍｓ）、またはそれらの任意の組合せについて、生成され得る。各フレームまたはサブフレームに対して生成されるＬＰＣの数は、実行されるＬＰ分析の「次数」によって決定され得る。特定の態様では、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１３２は、１０次ＬＰ分析に対応する１１個のＬＰＣのセットを生成し得る。

【0044】

[0050]ＬＰＣ−ＬＳＰ変換モジュール１３４は、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１３２によって生成されたＬＰＣのセットを（たとえば１対１変換を使用して）ＬＳＰの対応するセットに変換し得る。代替的に、ＬＰＣのセットは、パーコール係数、ログ面積比値、イミッタンススペクトル対（ＩＳＰ）、またはイミッタンススペクトル周波数（ＩＳＦ）の対応するセットに１対１変換され得る。ＬＰＣのセットとＬＳＰのセットとの間の変換は、誤差なしに可逆であり得る。

【0045】

[0051]量子化器１３６は、変換モジュール１３４によって生成されたＬＳＰのセットを量子化し得る。たとえば、量子化器１３６は、複数のエントリ（たとえば、ベクトル）を含む複数のコードブックを含むかまたはそれらに結合され得る。ＬＳＰのセットを量子化するために、量子化器１３６は、（たとえば、最小２乗または平均２乗誤差などのひずみ尺度に基づいて）ＬＳＰのセット「に最も近い」コードブックのエントリを識別し得る。量子化器１３６は、コードブック中の識別されたエントリのロケーションに対応するインデックス値または一連のインデックス値を出力し得る。量子化器１３６の出力は、したがって、ローバンドビットストリーム１４２中に含まれるローバンドフィルタパラメータを表し得る。

【0046】

[0052]ローバンド分析モジュール１３０はまた、ローバンド励起信号１４４を生成し得る。たとえば、ローバンド励起信号１４４は、ローバンド分析モジュール１３０によって実行されるＬＰプロセス中に生成されるＬＰ残差信号を量子化することによって生成される符号化された信号であり得る。ＬＰ残差信号は、予測誤差を表し得る。

【0047】

[0053]システム１００は、前処理モジュール１１０からハイバンド信号１２４とハイバンド信号特性１２６とを受信することと、ローバンド分析モジュール１３０からローバンド励起信号１４４を受信することとを行うように構成されたハイバンド分析モジュール１５０をさらに含み得る。ハイバンド分析モジュール１５０は、ハイバンドサイド情報（たとえば、パラメータ）１７２を生成し得る。たとえば、ハイバンドサイド情報１７２は、ハイバンドＬＳＰ、利得情報などを含み得る。

【0048】

[0054]ハイバンド分析モジュール１５０は、ハイバンド励起発生器１６０を含み得る。ハイバンド励起発生器１６０は、ローバンド励起信号１４４のスペクトルをハイバンド周波数範囲（たとえば、８ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ）へと拡張することによって、ハイバンド励起信号１６１を生成し得る。例示のために、ハイバンド励起発生器１６０は、ローバンド励起信号に変換を適用し得（たとえば、絶対値または２乗演算などの非線形変換）、ハイバンド励起信号１６１を生成するために、変換されたローバンド励起信号をノイズ信号（たとえば、ローバンド信号１２２のゆっくり変化する時間特性を模倣するローバンド励起信号１４４に対応するエンベロープに従って変調されたホワイトノイズ）と混合し得る。

【0049】

[0055]ハイバンド励起信号１６１は、ハイバンドサイド情報１７２中に含まれる１つまたは複数のハイバンド利得パラメータを決定するために使用され得る。図示のように、ハイバンド分析モジュール１５０はまた、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２と、ＬＰＣ−ＬＳＰ変換モジュール１５４と、量子化器１５６とを含み得る。ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２と、変換モジュール１５４と、量子化器１５６との各々は、ローバンド分析モジュール１３０の対応する構成要素に関して上記で説明したように機能し得るが、（たとえば、各係数、ＬＳＰなどのためにより少ないビットを使用して）比較的低い分解能で機能し得る。ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２は、変換モジュール１５４によってＬＳＰに変換されコードブック１６３に基づいて量子化器１５６によって量子化されるＬＰＣのセットを生成し得る。たとえば、ＬＰ分析およびコーディングモジュール１５２、変換モジュール１５４、および量子化器１５６は、ハイバンドサイド情報１７２中に含まれるハイバンドフィルタ情報（たとえば、ハイバンドＬＳＰ）を決定するためにハイバンド信号１２４を使用し得る。特定の態様では、ハイバンド分析モジュール１５０は、変換モジュール１５４によって生成されたＬＰＣに基づいてフィルタ係数を使用し、入力としてハイバンド励起信号１６１を受信するローカルデコーダを含み得る。ハイバンド信号１２４の合成バージョンなど、ローカルデコーダの合成フィルタ（たとえば、合成モジュール１６４）の出力が、ハイバンド信号１２４と比較され得、利得パラメータ（たとえば、フレーム利得および／または時間エンベロープ利得整形値）が、決定され、量子化され、ハイバンドサイド情報１７２中に含まれ得る。

【0050】

[0056]特定の態様では、ハイバンドサイド情報１７２は、ハイバンドＬＳＰならびにハイバンド利得パラメータを含み得る。たとえば、ハイバンドサイド情報１７２は、ハイバンド信号１２４のスペクトルエンベロープが時間にわたってどのように発展するかを示す時間利得パラメータ（たとえば、利得形状パラメータ）を含み得る。たとえば、利得形状パラメータは、「元の」ハイバンド部分と合成ハイバンド部分との間の正規化エネルギーの比率に基づき得る。利得形状パラメータは、サブフレームごとに決定され、適用され得る。特定の態様では、第２の利得パラメータも決定され、適用され得る。たとえば、「利得フレーム」パラメータは、フレーム全体にわたって決定され、適用され得、ここで、利得フレームパラメータは、特定のフレームについてのローバンドに対するハイバンドのエネルギー比に対応する。

【0051】

[0057]たとえば、ハイバンド分析モジュール１５０は、ハイバンド励起信号１６１に基づいてハイバンド信号１２４の合成バージョンを生成するように構成された合成モジュール１６４を含み得る。ハイバンド分析モジュール１５０はまた、「元の」ハイバンド信号１２４と合成モジュール１６４によって生成されたハイバンド信号の合成バージョンとの比較に基づいて利得形状パラメータの値を決定する利得調整器１６２を含み得る。例示のために、４つのサブフレームを含むオーディオの特定のフレームについて、ハイバンド信号１２４は、それぞれのサブフレームについて１０、２０、３０、２０の値（たとえば、振幅またはエネルギー）を有し得る。ハイバンド信号の合成バージョンは、値１０、１０、１０、１０を有し得る。利得調整器１６２は、それぞれのサブフレームについて利得形状パラメータの値を１、２、３、２として決定し得る。デコーダにおいて、利得形状パラメータ値は、「元の」ハイバンド信号１２４をより厳密に反映するためにハイバンド信号の合成バージョンを整形するために使用され得る。特定の態様では、利得調整器１６２は、利得形状パラメータ値を０と１との間の値に正規化し得る。たとえば、利得形状パラメータ値は、０．３３、０．６７、１、０．３３に正規化され得る。

【0052】

[0058]特定の態様では、利得調整器１６２は、ハイバンド信号特性１２６がしきい値１６５を満たすかどうかに基づいて利得形状パラメータの値を調整し得る。しきい値１６５は、固定であり得るか、または調整可能であり得る。しきい値１６５を満たすハイバンド信号特性１２６は、オーディオ信号１０２がハイバンド部分（たとえば、８ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ）の上位周波数領域（たとえば、１２ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ）中のオーディオコンテンツのしきい値量よりも少ないものを含むことを示し得る。したがって、ハイバンド信号特性は、合成ドメインとは対照的に、フィルタ処理／分析ドメイン（たとえば、ＱＭＦドメイン）中で決定され得る。オーディオ信号１０２が、ハイバンド部分の上位周波数領域中にほとんどまたはまったくコンテンツを含まないとき、ハイバンド分析モジュール１５０によって利得の大きい変動が符号化され、信号復号に可聴アーティファクトを生じ得る。そのようなアーティファクトを低減するために、ハイバンド信号特性がしきい値１６５を満たすとき、利得調整器１６２は、利得形状パラメータ値を調整し得る。利得形状パラメータ値を調整することは、利得形状パラメータの変動性（たとえば、ダイナミックレンジ）を制限し得る。例示のために、利得調整器は、以下の擬似コードに従って動作し得る。

【0053】

【数2】

【0054】

[0059]代替態様では、しきい値１６５は、前処理モジュール１１０に記憶されるか、またはそれにとって利用可能であり得、前処理モジュール１１０は、ハイバンド信号特性１２６がしきい値１６５を満たすかどうかを決定し得る。この態様では、前処理モジュール１１０は、利得調整器１６２にインジケータ（たとえば、ビット）を送り得る。インジケータは、ハイバンド信号特性１２６がしきい値１６５を満たすときに第１の値（たとえば、１）を有し得、ハイバンド信号特性１２６がしきい値１６５を満たさないときに第２の値（たとえば、０）を有し得る。利得調整器１６２は、インジケータが第１の値を有するのかまたは第２の値を有するかに基づいて利得形状パラメータの値を調整し得る。

【0055】

[0060]ローバンドビットストリーム１４２とハイバンドサイド情報１７２とは、出力ビットストリーム１９２を生成するためにマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８０によって多重化され得る。出力ビットストリーム１９２は、オーディオ信号１０２に対応する符号化オーディオ信号を表し得る。たとえば、出力ビットストリーム１９２は（たとえば、ワイヤード、ワイヤレス、または光チャネルを介して）送信され、および／または記憶され得る。受信機において、オーディオ信号（たとえば、スピーカまたは他の出力デバイスに提供されるオーディオ信号１０２の再構成バージョン）を生成するために、逆演算がデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）、ローバンドデコーダ、ハイバンドデコーダ、およびフィルタバンクによって実行され得る。ローバンドビットストリーム１４２を表すために使用されるビット数は、ハイバンドサイド情報１７２を表すために使用されるビット数よりも実質的に多くなり得る。したがって、出力ビットストリーム１９２中のビットの大部分はローバンドデータを表し得る。ハイバンドサイド情報１７２は、信号モデルに従ってローバンドデータからハイバンド励起信号を再生するために受信機で使用され得る。たとえば、この信号モデルは、ローバンドデータ（たとえば、ローバンド信号１２２）とハイバンドデータ（たとえば、ハイバンド信号１２４）の関係または相関関係の予測されるセットを表し得る。したがって、異なる信号モデルが、異なる種類のオーディオデータ（たとえば、スピーチ、音楽など）に使用され得、使用中の特定の信号モデルは、符号化オーディオデータの通信の前に、送信機と受信機とによってネゴシエートされ得る（または業界標準によって定義され得る）。その信号モデルを使用して、送信機におけるハイバンド分析モジュール１５０は、受信機における対応するハイバンド分析モジュールが、出力ビットストリーム１９２からハイバンド信号１２４を再構成するためにその信号モデルを使用することが可能であるように、ハイバンドサイド情報１７２を生成することが可能であり得る。

【0056】

[0061]ハイバンド信号特性がしきい値を満たすときに時間利得情報（たとえば、利得形状パラメータ）を選択的に調整することによって、図１のシステム１００は、符号化されている信号が帯域制限されている（たとえば、ほとんどまたはまったくハイバンドコンテンツを含まない）ときに可聴アーティファクトを低減し得る。したがって、図１のシステム１００は、入力信号が使用中の信号モデルに従わないときに時間利得を制約することが可能になり得る。

【0057】

[0062]図２を参照すると、エンコーダ２００において使用される構成要素の特定の態様が示されている。例示的な態様では、エンコーダ２００は、図１のシステム１００に対応する。

【0058】

[0063]「Ｆ」の帯域幅をもつ入力信号２０１（たとえば、Ｆ＝１６，０００＝１６ｋであるとき０Ｈｚ〜１６ｋＨｚなど、０ＨｚからＦＨｚまでの周波数範囲を有する信号）がエンコーダ２００によって受信され得る。分析フィルタ２０２は、入力信号２０１のローバンド部分を出力し得る。分析フィルタ２０２から出力された信号２０３は、（Ｆ１＝６．４ｋであるとき０Ｈｚ〜６．４ｋＨｚなど）０ＨｚからＦ１Ｈｚまでの周波数成分を有し得る。

【0059】

[0064]ＡＣＥＬＰエンコーダなどのローバンドエンコーダ２０４（たとえば、図１のローバンド分析モジュール１３０中のＬＰ分析およびコーディングモジュール１３２）は、信号２０３を符号化し得る。ＡＣＥＬＰエンコーダ２０４は、ＬＰＣなどのコーディング情報と、ローバンド励起信号２０５とを生成し得る。

【0060】

[0065]（図４において説明するなど、受信機中のＡＣＥＬＰデコーダによっても再生され得る）ＡＣＥＬＰエンコーダからのローバンド励起信号２０５は、サンプラ２０６においてアップサンプリングされ得、したがって、アップサンプリングされた信号２０７の有効な帯域幅は、０ＨｚからＦＨｚまでの周波数範囲にある。ローバンド励起信号２０５は、１２．８ｋＨｚのサンプリングレート（たとえば、６．４ｋＨｚローバンド励起信号２０５のナイキストサンプリングレート）に対応するサンプルのセットとしてサンプラ２０６によって受信され得る。たとえば、ローバンド励起信号２０５は、ローバンド励起信号２０５のバンド幅の２倍のレートでサンプリングされ得る。

【0061】

[0066]第１の非線形変換生成器２０８は、アップサンプリングされた信号２０７に基づく非線形励起信号として示されている帯域幅が拡張された信号２０９を生成するように構成され得る。たとえば、非線形変換生成器２０８は、アップサンプリングされた信号２０７に対して非線形変換演算（たとえば、絶対値演算または２乗演算）を実行して、帯域幅が拡張された信号２０９を生成し得る。非線形変換演算は、元の信号、０ＨｚからＦ１Ｈｚまで（たとえば、０Ｈｚから６．４ｋＨｚまで）のローバンド励起信号２０５の高調波を０ＨｚからＦＨｚまで（たとえば、０Ｈｚから１６ｋＨｚまで）などのより高いバンドに拡張し得る。

【0062】

[0067]帯域幅が拡張された信号２０９は第１のスペクトル反転モジュール２１０に与えられ得る。第１のスペクトル反転モジュール２１０は、帯域幅が拡張された信号２０９のスペクトルミラー演算を実行して（たとえば、スペクトルを「反転」して）、「反転された」信号２１１を生成するように構成され得る。帯域幅が拡張された信号２０９のスペクトルを反転すると、帯域幅が拡張された信号２０９のコンテンツが、反転された信号２１１の０ＨｚからＦＨｚまで（たとえば、０Ｈｚから１６ｋＨｚまで）にわたるスペクトルの反対端に変化（たとえば、「反転」）し得る。たとえば、帯域幅が拡張された信号２０９の１４．４ｋＨｚにおけるコンテンツは反転された信号２１１の１．６ｋＨｚにあり得、帯域幅が拡張された信号２０９の０Ｈｚにおけるコンテンツは反転された信号２１１の１６ｋＨｚにあり得る、などである。

【0063】

[0068]反転された信号２１１は、反転された信号２１１を、演算の第１のモードではフィルタ２１４とダウンミキサ２１６とを含む第１の経路に選択的にルーティングし、または演算の第２のモードではフィルタ２１８を含む第２の経路に選択的にルーティングするスイッチ２１２の入力に与えられ得る。たとえば、スイッチ２１２は、エンコーダ２００の動作モードを示す制御入力における信号に応答するマルチプレクサを含み得る。

【0064】

[0069]演算の第１のモードでは、反転された信号２１１は、フィルタ２１４においてバンドパスフィルタ処理されて、（Ｆ−Ｆ２）Ｈｚから（Ｆ−Ｆ１）Ｈｚまでの周波数範囲の外側の信号コンテンツが低減または除去されたバンドパス信号２１５を生成し、ここで、Ｆ２＞Ｆ１である。たとえば、Ｆ＝１６ｋであり、Ｆ１＝６．４ｋであり、Ｆ２＝１４．４ｋであるとき、反転された信号２１１は、１．６ｋＨｚから９．６ｋＨｚの周波数範囲にバンドパスフィルタ処理され得る。フィルタ２１４は、約Ｆ−Ｆ１において（たとえば、１６ｋＨｚ−６．４ｋＨｚ＝９．６ｋＨｚにおいて）カットオフ周波数を有するローパスフィルタとして動作するように構成された極零フィルタを含み得る。たとえば、極零フィルタは、カットオフ周波数において急な減少を有し、反転された信号２１１の高周波成分をフィルタ除去する（たとえば、９．６ｋＨｚと１６ｋＨｚとの間など、（Ｆ−Ｆ１）とＦとの間の反転された信号２１１の成分をフィルタ除去する）ように構成された高次フィルタであり得る。さらに、フィルタ２１４は、Ｆ−Ｆ２を下回る（たとえば、１６ｋＨｚ−１４．４ｋＨｚ＝１．６ｋＨｚを下回る）出力信号中の周波数成分を減衰させるように構成されたハイパスフィルタを含み得る。

【0065】

[0070]バンドパス信号２１５は、ダウンミキサ２１６に与えられ得、これは、０Ｈｚから８ｋＨｚまでなど０Ｈｚから（Ｆ２−Ｆ１）Ｈｚまで広がる有効な信号帯域幅を有する信号２１７を生成し得る。たとえば、ダウンミキサ２１６は、バンドパス信号２１５を１．６ｋＨｚと９．６ｋＨｚとの間の周波数範囲からベースバンド（たとえば、０Ｈｚと８ｋＨｚとの間の周波数範囲）にダウンミックスして信号２１７を生成するように構成され得る。ダウンミキサ２１６は、２段ヒルベルト変換（two-stage Hilbert transforms）を使用して実装され得る。たとえば、ダウンミキサ２１６は、虚数成分と実数成分とを有する２つの５次無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを使用して実装され得る。

【0066】

[0071]演算の第２のモードでは、スイッチ２１２は、フィルタ２１８に反転された信号２１１を与えて、信号２１９を生成する。フィルタ２１８は、（Ｆ２−Ｆ１）Ｈｚを上回る（たとえば、８ｋＨｚを上回る）周波数成分を減衰させるためにローパスフィルタとして動作し得る。フィルタ２１８におけるローパスフィルタ処理は、サンプルレートが２＊（Ｆ２−Ｆ１）に（たとえば、２＊（１４．４Ｈｚ−６．４Ｈｚ＝１６ｋＨｚ）に）変換されるリサンプリングプロセスの一部として実行され得る。

【0067】

[0072]スイッチ２２０は、演算モードに従って適応型白色化およびスケーリングモジュール２２２において処理されるべき信号２１７、２１９のうちの１つを出力し、適応型白色化およびスケーリングモジュールの出力は、加算器などのコンバイナ２４０の第１の入力に与えられる。コンバイナ２４０の第２の入力は、雑音エンベロープモジュール２３２（たとえば、変調器）とスケーリングモジュール２３４とに従って処理されたランダム雑音生成器２３０の出力から得られた信号を受信する。コンバイナ２４０は、図１のハイバンド励起信号１６１などのハイバンド励起信号２４１を生成する。

【0068】

[0073]０ＨｚとＦＨｚとの間の周波数範囲中の有効な帯域幅を有する入力信号２０１はまた、ベースバンド信号生成経路において処理され得る。たとえば、入力信号２０１は、スペクトル反転モジュール２４２においてスペクトル的に反転されて、反転された信号２４３を生成し得る。反転された信号２４３は、フィルタ２４４においてバンドパスフィルタ処理されて、（Ｆ−Ｆ２）Ｈｚから（Ｆ−Ｆ１）Ｈｚまで（たとえば、１．６ｋＨｚから９．６ｋＨｚまで）の周波数範囲の外の信号成分が除去または低減されたバンドパス信号２４５を生成し得る。

【0069】

[0074]特定の態様では、フィルタ２４４は、入力信号２０１のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性を決定する。例示的な非限定的な例として、フィルタ２４４は、図１に関して説明したように、１２ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの周波数範囲に対応するフィルタ出力に基づいてハイバンド信号フロアの長期平均を決定し得る。図３に、（１〜７に示す）そのような帯域制限信号の例を示す。これらの帯域制限された信号の線形予測係数（ＬＰＣ）推定は、ハイバンド中のアーティファクトにつながる量子化および安定性問題をもたらす。たとえば、３２ｋＨｚのサンプリングされた入力信号が、１０ｋＨｚに帯域制限され（すなわち、１０ｋＨｚを上回り、ナイキストまでの極めて制限されたエネルギーがあり）、ハイバンドが、８〜１６ｋＨｚまたは６．４〜１４．４ｋＨｚから符号化される場合、８〜１０ｋＨｚからの帯域制限されたスペクトルコンテンツは、ハイバンドＬＰＣ推定における安定性問題を生じさせ得る。特に、ＬＰ係数は、所望の固定小数点精度Ｑフォーマットで表されるとき、精度の損失により飽和し得る。そのようなシナリオでは、ＬＰ分析のためにより低い予測次数が使用され得る（たとえば、１０の代わりにＬＰＣ次数＝２または４を使用する）。飽和および安定性問題を制限するためのＬＰ分析のためのＬＰＣ次数のこの低減は、ＬＰ利得またはＬＰ合成フィルタのエネルギーに基づいて実行され得る。ＬＰ利得が特定のしきい値よりも高い場合、ＬＰＣ次数は、より低い値に調整され得る。ＬＰ合成フィルタのエネルギーが｜１／Ａ（ｚ）｜＾２によって与えられ、ここで、Ａ（ｚ）は、ＬＰ分析フィルタである。４８ｄＢに対応する６４の典型的なＬＰ利得値は、これらの帯域制限されたシナリオにおいて高いＬＰ利得について検査し、ＬＰＣ推定における飽和問題を回避するために予測次数を制御するのに良好なインジケータである。

【0070】

[0075]バンドパス信号２４５は、ダウンミキサ２４６においてダウンミックスされて、０Ｈｚから（Ｆ２−Ｆ１）Ｈｚまで（たとえば、０Ｈｚから８ｋＨｚまで）の周波数範囲中に有効な信号帯域幅を有するハイバンド「ターゲット」信号２４７を生成し得る。ハイバンドターゲット信号２４７は、第１の周波数範囲に対応するベースバンド信号である。

【0071】

[0076]ハイバンド励起信号２４１への変更を表すパラメータ、したがって、それはハイバンドターゲット信号２４７を表す、が、抽出され、デコーダに送信され得る。例示のために、ハイバンドターゲット信号２４７は、ＬＰ分析モジュール２４８によって処理されて、ＬＰＣ−ＬＳＰ変換器２５０においてＬＳＰに変換され、量子化モジュール２５２において量子化されるＬＰＣを生成し得る。量子化モジュール２５２は、図１のハイバンドサイド情報１７２中などでデコーダに送られるべきＬＳＰ量子化インデックスを生成し得る。

【0072】

[0077]ＬＰＣは、入力としてハイバンド励起信号２４１を受信し、出力として合成ハイバンド信号２６１を生成する合成フィルタ２６０を構成するために使用され得る。合成ハイバンド信号２６１は、時間エンベロープ推定モジュール２６２においてハイバンドターゲット信号２４７と比較されて（たとえば、信号２６１および２４７のエネルギーがそれぞれの信号の各サブフレームにおいて比較され得る）、利得形状パラメータ値などの利得情報２６３を生成する。利得情報２６３は、量子化モジュール２６４に与えられて、図１のハイバンドサイド情報１７２中などでデコーダに送られるべき量子化利得情報インデックスを生成する。

【0073】

[0078]上記で説明したように、飽和を低減するためにＬＰ利得が特定のしきい値よりも高い場合、ＬＰ分析のためにより低い予測次数が使用され得る（たとえば、１０の代わりにＬＰＣ次数＝２または４を使用し得る）。例示のために、ＬＰ分析モジュール２４８は、以下の擬似コードに従って動作し得る。

【0074】

【数3】

【0075】

[0079]擬似コードに基づいて、ＬＰ分析モジュール２４８は、ＬＰ次数のために第１の値を使用するＬＰ利得演算に基づいてＬＰ利得を決定し得る。たとえば、ＬＰ分析モジュール２４８は、関数「ｅｎｅｒ＿１＿Ａｚ」を使用してＬＰ利得（たとえば、「ｅｎｅｒＧ」）を推定し得る。関数は、ＬＰ利得を推定するために１６次フィルタ（たとえば、１６次利得計算）を使用し得る。ＬＰ分析モジュール２４８はまた、ＬＰ利得をしきい値と比較し得る。擬似コードに従って、しきい値は、６４の数値を有する。ただし、擬似コード中のしきい値が非限定的な例として使用されているにすぎず、他の数値がしきい値として使用され得ることを理解されたい。ＬＰ分析モジュール２４８はまた、エネルギーレベル（「ｅｎｅｒＧ」）が極限を超えるかどうかを決定し得る。たとえば、ＬＰ分析モジュール２４８は、関数「ｉｓ＿ｎｕｍｅｒｉｃ＿ｆｌｏａｔ」を使用してエネルギーレベルが「無限大」であるかどうかを決定し得る。エネルギーレベル（たとえば、ＬＰ利得）がしきい値を満たす（たとえば、しきい値よりも大きい）か、または極限を超えるか、またはその両方であるとＬＰ分析モジュール２４８が決定する場合、ＬＰ分析モジュール２４８は、ＬＰＣ飽和の尤度を低減するために第１の値（たとえば、１６）から第２の値（たとえば、２または４）にＬＰ次数を低減し得る。

【0076】

[0080]特定の態様では、時間エンベロープ推定モジュール２６２は、フィルタ２４４によって決定される信号特性がしきい値を満たすとき（たとえば、入力信号２０１がハイバンド部分の上位周波数範囲中にほとんどまたはまったくコンテンツを有しないことを信号特性が示すとき）、利得形状パラメータの値を調整し得る。そのような信号を符号化するとき、利得形状パラメータの値の広い変動がフレーム間および／またはサブフレーム間に発生し、再構成されたオーディオ信号中に可聴アーティファクトをもたらす。たとえば、図３で丸で囲っているように、ハイバンドアーティファクトは、再構成されたオーディオ信号中に存在し得る。本発明の技法により、入力信号２０１がハイバンド部分またはそれの少なくとも上位周波数領域中にほとんどまたはまったくコンテンツを有しないときに利得形状パラメータ値を選択的に調整することによってそのようなアーティファクトの存在を低減または除去することが可能になり得る。

【0077】

[0081]第１の経路に関して説明したように、第１の演算モードでは、ハイバンド励起信号２４１の生成経路は、信号２１７を生成するためにダウンミックス演算を含む。このダウンミックス演算は、ヒルベルト変換器を通して実装される場合、複雑になり得る。代替実装形態は、直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ）に基づき得る。第２の演算モードでは、ダウンミックス演算は、ハイバンド励起信号２４１の生成経路中に含まれない。これは、ハイバンド励起信号２４１とハイバンドターゲット信号２４７との間の不一致を生じさせる。第２のモードに従って（たとえば、フィルタ２１８を使用して）ハイバンド励起信号２４１を生成することが、極零フィルタ２１４とダウンミキサ２１６とをバイパスし、極零フィルタ処理とダウンミキサとに関連する複雑で計算コストが高い演算を低減し得ることが諒解されよう。図２に、（フィルタ２１４とダウンミキサ２１６とを含む）第１の経路と（フィルタ２１８を含む）第２の経路とについてエンコーダ２００の別個の演算モードに関連付けられているものとして説明したが、他の態様では、エンコーダ２００は、第１のモードでも演算するように構成可能にすることなしに第２のモードで演算するように構成され得る（たとえば、エンコーダ２００は、スイッチ２１２、フィルタ２１４、ダウンミキサ２１６、およびスイッチ２２０を省略し得、フィルタ２１８の入力を反転された信号２１１を受信するように結合させ、信号２１９を適応型白色化およびスケーリングモジュール２２２の入力に与えさせる）。

【0078】

[0082]図４に、図１のシステム１００または図２のエンコーダ２００によって生成された符号化オーディオ信号などの符号化オーディオ信号を復号するために使用され得るデコーダ４００の特定の態様を示す。

【0079】

[0083]デコーダ４００は、符号化オーディオ信号４０１を受信する、ＡＣＥＬＰコアデコーダ４０４などのローバンドデコーダ４０４を含む。符号化オーディオ信号４０１は、図２の入力信号２０１など、オーディオ信号の符号化バージョンであり、オーディオ信号のローバンド部分に対応する第１のデータ４０２（たとえば、ローバンド励起信号２０５および量子化ＬＳＰインデックス）とオーディオ信号のハイバンド部分に対応する第２のデータ４０３（たとえば、利得エンベロープデータ４６３および量子化ＬＳＰインデックス４６１）とを含む。特定の態様では、入力信号（たとえば、入力信号２０１）がハイバンド部分（またはそれの上位周波数領域）中にほとんどまたはまったくコンテンツを有しないとき、利得エンベロープデータ４６３は、変動性／ダイナミックレンジを制限するように選択的に調整される利得形状パラメータ値を含む。

【0080】

[0084]ローバンドデコーダ４０４は、合成ローバンド復号信号４７１を生成する。ハイバンド信号合成は、図２のアップサンプラ２０６に図２のローバンド励起信号２０５（またはエンコーダから受信されたローバンド励起信号２０５の量子化バージョンなどのローバンド励起信号２０５の表現）を与えることを含む。ハイバンド合成は、図２のコンバイナ２４０への第１の入力を与えるためにアップサンプラ２０６と、非線形変換モジュール２０８と、スペクトル反転モジュール２１０と、スイッチ２１２および２２０によって制御される（第１の演算モードでは）フィルタ２１４およびダウンミキサ２１６または（第２の演算モードでは）フィルタ２１８と、適応型白色化およびスケーリングモジュール２２２とを使用してハイバンド励起信号２４１を生成することを含む。コンバイナへの第２の入力は、図２の雑音エンベロープモジュール２３２によって処理され、スケーリングモジュール２３４においてスケーリングされるランダム雑音生成器２３０の出力によって生成される。

【0081】

[0085]図２の合成フィルタ２６０は、図２のエンコーダ２００の量子化モジュール２５２による出力など、エンコーダから受信されたＬＳＰ量子化インデックスに従ってデコーダ４００中で構成され得、コンバイナ２４０によって出力された励起信号２４１を処理して、合成信号を生成する。合成信号は、（たとえば、図２のエンコーダ２００の量子化モジュール２６４から出力された利得エンベロープインデックスに従って）利得形状パラメータ値などの１つまたは複数の利得を適用するように構成された時間エンベロープ適用モジュール４６２に与えられて、調整された信号を生成する。

【0082】

[0086]ハイバンド合成は、０Ｈｚ〜（Ｆ２−Ｆ１）Ｈｚの周波数範囲から（Ｆ−Ｆ２）Ｈｚ〜（Ｆ−Ｆ１）Ｈｚ（たとえば、１．６ｋＨｚ〜９．６ｋＨｚ）の周波数範囲に調整された信号をアップミックスするように構成されたミキサ４６４によって処理を続ける。ミキサ４６４によって出力されたアップミックスされた信号は、サンプラ４６６においてアップサンプリングされ、サンプラ４６６のアップサンプリングされた出力は、スペクトル反転モジュール２１０に関して説明したように動作し得るスペクトル反転モジュール４６８に与えられて、Ｆ１ＨｚからＦ２Ｈｚまで広がる周波数帯域を有するハイバンド復号信号４６９を生成する。

【0083】

[0087]ローバンドデコーダ４０４によって出力されたローバンド復号信号４７１（０Ｈｚ〜Ｆ１Ｈｚ）とスペクトル反転モジュール４６８から出力されたハイバンド復号信号４６９（Ｆ１Ｈｚ〜Ｆ２Ｈｚ）とは、合成フィルタバンク４７０に与えられる。合成フィルタバンク４７０は、図２のオーディオ信号２０１の合成バージョンなど、ローバンド復号信号４７１とハイバンド復号信号４６９との組合せに基づく、０ＨｚからＦ２Ｈｚまでの周波数範囲を有する合成オーディオ信号４７３を生成する。

【0084】

[0088]図２に関して説明したように、第２のモードに従って（たとえば、フィルタ２１８を使用して）ハイバンド励起信号２４１を生成することが、極零フィルタ２１４とダウンミキサ２１６とをバイパスし、極零フィルタ処理とダウンミキサとに関連する複雑で計算コストが高い演算を低減し得る。図４に、（フィルタ２１４とダウンミキサ２１６とを含む）第１の経路と（フィルタ２１８を含む）第２の経路とについてデコーダ４００の別個の演算モードに関連付けられているものとして説明したが、他の態様では、デコーダ４００は、第１のモードでも演算するように構成可能にすることなしに第２のモードで演算するように構成され得る（たとえば、デコーダ４００は、スイッチ２１２、フィルタ２１４、ダウンミキサ２１６、およびスイッチ２２０を省略し得、フィルタ２１８の入力を反転された信号２１１を受信するように結合させ、信号２１９を適応型白色化およびスケーリングモジュール２２２の入力に与えさせる）。

【0085】

[0089]図５Ａを参照すると、ハイバンド信号特性に基づいて時間利得パラメータを調整する方法５００の特定の態様が示されている。例示的な態様では、方法５００は、図１のシステム１００または図２のエンコーダ２００によって実行され得る。

【0086】

[0090]方法５００は、５０２において、オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することを含み得る。たとえば、図１では、利得調整器１６２は、信号特性１２６が発しきい値１６５を満たすかどうかを決定し得る。

【0087】

[0091]５０４に進むと、方法５００は、ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成し得る。方法５００は、５０６において、ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分をさらに生成し得る。たとえば、図１では、ハイバンド励起発生器１６０は、ハイバンド励起信号１６１を生成し得、合成モジュール１６４は、ハイバンド励起信号１６１に基づいて合成ハイバンド部分を生成し得る。

【0088】

[0092]５０８に進むと、方法５００は、ハイバンド部分に対する合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータ（たとえば、利得形状）の値を決定し得る。方法５００はまた、５１０において、信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することを含み得る。信号特性がしきい値を満たすとき、方法５００は、５１２において、時間利得パラメータの値を調整することを含み得る。時間利得パラメータの値を調整することは、時間利得パラメータの変動性を制限し得る。たとえば、図１では、ハイバンド信号特性１２６がしきい値１６５を満たす（たとえば、オーディオ信号１０２がハイバンド部分（またはそれの少なくとも上位周波数領域）中にほとんどまたはまったくコンテンツを有しないことをハイバンド信号特性１２６が示す）とき、利得調整器１６２は、利得形状パラメータの値を調整し得る。例示的な態様では、利得形状パラメータの値を調整することは、図１を参照しながら説明した擬似コードに示すように、正規化定数（たとえば、０．３１５）と利得形状パラメータの第１の値の特定の割合（たとえば、１０％）との和に基づいて利得形状パラメータの第２の値を計算することを含む。

【0089】

[0093]信号特性がしきい値を満たさないとき、方法５００は、５１４において、時間利得パラメータの非調整値を使用することを含み得る。たとえば、図１では、オーディオ信号１０２が十分なコンテンツザハイバンド部分（またはそれの少なくとも上位周波数領域）を含むとき、利得調整器１６２は、利得形状パラメータ値の変動性を制限するのを控え得る。

【0090】

[0094]特定の態様では、図５Ａの方法５００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはコントローラなどの処理ユニットのハードウェア（たとえばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など）によって、またはファームウェアデバイス、またはこれらの任意の組合せを用いて実施され得る。一例として、図５Ａの方法５００は、図６に関して説明するように、命令を実行するプロセッサによって実行され得る。

【0091】

[0095]図５Ｂを参照すると、ハイバンド信号特性を計算する方法５２０の特定の態様が示されている。例示的な態様では、方法５２０は、図１のシステム１００または図２のエンコーダ２００によって実行され得る。

【0092】

[0096]方法５２０は、５２２において、ベースバンドにおいてオーディオ信号のハイバンド部分を処理するためにオーディオ信号に対してスペクトル反転演算を実行することを介してオーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンを生成することを含む。たとえば、図２を参照すると、スペクトル反転モジュール２４２は、入力信号２０１に対してスペクトル反転演算を実行することによって反転された信号２４３（たとえば、入力信号２０１のスペクトル的に反転されたバージョン）を生成し得る。入力信号２０１をスペクトル的に反転することによって、ベースバンドにおいて入力信号２０１のハイバンド部分（たとえば、１２〜１６ｋＨｚ部分）の上位周波数範囲の処理が可能になり得る。

【0093】

[0097]エネルギー値の和は、５２４において、オーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンに基づいて計算され得る。たとえば、図１を参照すると、前処理モジュール１１０は、エネルギー値の和に対して長期平均化演算を実行し得る。エネルギー値は、入力信号２０１のハイバンド部分の上位周波数範囲に対応するＱＭＦ出力に対応し得る。エネルギー値の和は、ハイバンド信号特性１２６を示し得る。

【0094】

[0098]図５Ｂの方法５２０は、帯域制限されたオーディオ信号の符号化／復号中に生成されるアーティファクトを低減し得る。たとえば、エネルギー値の和の長期平均化は、ハイバンド信号特性１２６を示し得る。ハイバンド信号特性１２６が、しきい値を満たす（たとえば、オーディオ信号が、帯域制限され、ハイバンドコンテンツをほとんどまたはまったく有しないことを信号特性が示す）場合、エンコーダは、利得形状パラメータの変動性（たとえば、制限されたダイナミックレンジ）を制限するように利得形状パラメータの値を調整し得る。利得形状パラメータの変動性を制限することは、帯域制限されたオーディオ信号の符号化／復号中に生成されるアーティファクトを低減し得る。

【0095】

[0099]特定の態様では、図５Ｂの方法５２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはコントローラなどの処理ユニットのハードウェア（たとえばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など）によって、またはファームウェアデバイス、またはこれらの任意の組合せを用いて実施され得る。一例として、図５Ｂの方法５２０は、図６に関して説明するように、命令を実行するプロセッサによって実行され得る。

【0096】

[00100]図５Ｃを参照すると、エンコーダのＬＰＣを調整する方法５４０の特定の態様が示されている。例示的な態様では、方法５４０は、図１のシステム１００または図２のＬＰ分析モジュール２４８によって実行され得る。一実装形態によれば、ＬＰ分析モジュール２４８は、方法５４０を実行するために上記で説明した対応する擬似コードに従って演算し得る。

【0097】

[00101]方法５４０は、５４２において、エンコーダにおいて、線形予測（ＬＰ）次数のために第１の値を使用するＬＰ利得演算に基づいてＬＰ利得を決定することを含む。ＬＰ利得は、ＬＰ合成フィルタのエネルギーレベルに関連付けられ得る。たとえば、図２を参照すると、ＬＰ分析モジュール２４８は、ＬＰ次数のために第１の値を使用するＬＰ利得計算に基づいてＬＰ利得を決定し得る。一実装形態によれば、第１の値は、１６次フィルタに対応する。ＬＰ利得は、合成フィルタ２６０のエネルギーレベルに関連付けられ得る。たとえば、エネルギーレベルは、オーディオフレームのオーディオフレームサイズに基づき、オーディオフレームのために生成されたＬＰＣの数に基づくインパルス応答エネルギーレベルに対応し得る。合成フィルタ２６０（たとえば、ＬＰ合成フィルタ）は、（たとえば、帯域幅が拡張された信号２０９から生成される）ローバンド励起信号の非線形拡張から生成されるハイバンド励起信号２４１に応答し得る。

【0098】

[00102]ＬＰ利得は、５４４において、しきい値と比較され得る。たとえば、図２を参照すると、ＬＰ分析モジュール２４８は、ＬＰ利得をしきい値と比較し得る。５４６において、ＬＰ利得がしきい値を満たす場合、ＬＰ次数が第１の値から第２の値に低減され得る。たとえば、図２を参照すると、ＬＰ利得がしきい値を満たす（たとえば、上回る）場合、ＬＰ分析モジュール２４８は、第１の値から第２の値にＬＰ次数を低減し得る。一実装形態によれば、第２の値は、２次フィルタに対応する。別の実装形態によれば、第２の値は、４次フィルタに対応する。

【0099】

[00103]方法５４０はまた、エネルギーレベルが極限を超えるかどうかを決定することを含み得る。たとえば、図２を参照すると、ＬＰ分析モジュール２４８は、合成フィルタ２６０のエネルギーレベルが極限（たとえば、エネルギー値が不正確な数値を有するものと解釈され得る「無限大」極限）を超えるかどうかを決定し得る。ＬＰ次数は、極限を超える合成フィルタ２６０のエネルギーレベルに応答して第１の値から第２の値に低減され得る。

【0100】

[00104]特定の態様では、図５Ｃの方法５４０は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、またはコントローラなどの処理ユニットのハードウェア（たとえば、ＦＰＧＡデバイス、ＡＳＩＣなど）を介して、ファームウェアデバイスを介して、またはその任意の組合せで実施され得る。一例として、図５Ｃの方法５４０は、図６に関して説明するように、命令を実行するプロセッサによって実行され得る。

【0101】

[00105]図６を参照すると、デバイス（たとえば、ワイヤレス通信デバイス）の特定の例示的な態様のブロック図が示されており、全体的に６００で示される。様々な態様では、デバイス６００は、図６に示すものよりも少ない、または多い構成要素を有し得る。例示的な態様では、デバイス６００は、図１、図２、および図４を参照しながら説明した１つまたは複数のシステム、装置、またはデバイスの１つまたは複数の構成要素に対応し得る。例示的な態様では、デバイス６００は、図５Ａの方法５００、図５Ｂの方法５２０、および／または図５Ｃの方法５４０の全部または一部など、本明細書で説明する１つまたは複数の方法に従って動作し得る。

【0102】

[00106]特定の態様では、デバイス６００はプロセッサ６０６（たとえば、中央演算処理装置（ＣＰＵ））を含む。デバイス６００は、１つまたは複数の追加のプロセッサ６１０（たとえば、１つまたは複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ））を含み得る。プロセッサ６１０は、スピーチおよび音楽コーダデコーダ（コーデック）６０８と、エコーキャンセラ６１２とを含み得る。スピーチおよび音楽コーデック６０８は、ボコーダエンコーダ６３６、ボコーダデコーダ６３８、またはその両方を含み得る。

【0103】

[00107]特定の態様では、ボコーダエンコーダ６３６は、図１のシステム１００または図２のエンコーダ２００を含み得る。ボコーダエンコーダ６３６は、（たとえば、入力オーディオ信号がハイバンド部分の上位周波数範囲中にほとんどまたはまったくコンテンツを有しないことをハイバンド信号特性が示すとき）ハイバンド信号特性に基づいて時間利得情報（たとえば、利得形状パラメータ値）を選択的に調整するように構成された利得形状調整器６６２を含み得る。

【0104】

[00108]ボコーダデコーダ６３８は、図４のデコーダ４００を含み得る。たとえば、ボコーダデコーダ６３８は、調整された利得形状パラメータ値に基づいて信号再構成６７２を実行するように構成され得る。スピーチおよび音楽コーデック６０８はプロセッサ６１０の構成要素として示されているが、他の態様では、スピーチおよび音楽コーデック６０８の１つまたは複数の構成要素が、プロセッサ６０６、コーデック６３４、別の処理構成要素、またはそれらの組合せの中に含まれ得る。

【0105】

[00109]デバイス６００は、メモリ６３２と、トランシーバ６５０を介してアンテナ６４２に結合されたワイヤレスコントローラ６４０とを含み得る。デバイス６００は、ディスプレイコントローラ６２６に結合されたディスプレイ６２８を含み得る。スピーカ６４８、マイクロフォン６４６、またはそれら両方がコーデック６３４に結合され得る。コーデック６３４は、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）６０２と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）６０４とを含み得る。

【0106】

[00110]特定の態様では、コーデック６３４は、マイクロフォン６４６からアナログ信号を受信し、アナログデジタル変換器６０４を使用してそのアナログ信号をデジタル信号に変換し、パルス符号変調（ＰＣＭ）形式などでスピーチおよび音楽コーデック６０８にそのデジタル信号を与え得る。スピーチおよび音楽コーデック６０８はデジタル信号を処理し得る。特定の態様では、スピーチおよび音楽コーデック６０８は、コーデック６３４にデジタル信号を与え得る。コーデック６３４は、デジタルアナログ変換器６０２を使用してデジタル信号をアナログ信号に変換し得、そのアナログ信号をスピーカ６４８に与え得る。

【0107】

[00111]メモリ６３２は、図５Ａ〜図５Ｂの方法など、本明細書で開示する方法とプロセスとを実行するために、プロセッサ６０６、プロセッサ６１０、コーデック６３４、デバイス６００の別の処理ユニット、またはそれらの組合せによって実行可能な命令６５６を含み得る。図１、図２、または図４のシステムの１つまたは複数の構成要素は、専用ハードウェア（たとえば回路）を介して、１つまたは複数のタスクを実行するための命令を実行するプロセッサによって、あるいはそれらの組合せで実装され得る。一例として、メモリ６３２またはプロセッサ６０６、プロセッサ６１０、および／もしくはコーデック６３４の１つもしくは複数の構成要素は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、スピントルクトランスファーＭＲＡＭ（ＳＴＴ−ＭＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、またはコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）などのメモリデバイスであり得る。メモリデバイスは、コンピュータ（たとえば、コーデック６３４中のプロセッサ、プロセッサ６０６、および／またはプロセッサ６１０）によって実行されたとき、コンピュータに図５Ａ〜図５Ｂの方法の少なくとも一部分を実行させ得る命令（たとえば命令６５６）を含み得る。一例として、メモリ６３２あるいはプロセッサ６０６、プロセッサ６１０、コーデック６３４の１つまたは複数の構成要素は、コンピュータ（たとえば、コーデック６３４中のプロセッサ、プロセッサ６０６、および／またはプロセッサ６１０）によって実行されたとき、コンピュータに図５Ａ〜図５Ｂの方法の少なくとも一部分を実行させる命令（たとえば、命令６５６）を含む非一時的コンピュータ可読媒体であり得る。

【0108】

[00112]特定の態様では、デバイス６００は、移動局モデム（ＭＳＭ）など、システムインパッケージまたはシステムオンチップデバイス６２２中に含まれ得る。特定の態様では、プロセッサ６０６、プロセッサ６１０、ディスプレイコントローラ６２６、メモリ６３２、コーデック６３４、ワイヤレスコントローラ６４０、およびトランシーバ６５０は、システムインパッケージまたはシステムオンチップデバイス６２２中に含まれる。特定の態様では、タッチスクリーンおよび／またはキーパッドなどの入力デバイス６３０、ならびに電源６４４が、システムオンチップデバイス６２２に結合される。さらに、特定の態様では、図６に示すように、ディスプレイ６２８、入力デバイス６３０、スピーカ６４８、マイクロフォン６４６、アンテナ６４２、および電源６４４は、システムオンチップデバイス６２２の外部に存在する。しかしながら、ディスプレイ６２８、入力デバイス６３０、スピーカ６４８、マイクロフォン６４６、アンテナ６４２、および電源６４４の各々は、インターフェースまたはコントローラなど、システムオンチップデバイス６２２の構成要素に結合され得る。例示的な態様では、デバイス６００は、モバイル通信デバイス、スマートフォン、セルラーフォン、ラップトップコンピュータ、コンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末、ディスプレイデバイス、テレビ、ゲーム機、音楽プレーヤ、ラジオ、デジタルビデオプレーヤ、光ディスクプレーヤ、チューナー、カメラ、ナビゲーションデバイス、デコーダシステム、エンコーダシステム、またはそれらの任意の組合せに対応する。

【0109】

[00113]例示的な態様では、プロセッサ６１０は、説明した技法に従って信号の符号化および復号演算を実行するように動作可能となり得る。たとえば、マイクロフォン６４６は、オーディオ信号を捕捉し得る。ＡＤＣ６０４は、捕捉されたオーディオ信号を、アナログ波形から、デジタルオーディオサンプルを含むデジタル波形に変換し得る。プロセッサ６１０は、デジタルオーディオサンプルを処理し得る。エコーキャンセラ６１２は、スピーカ６４８の出力がマイクロフォン６４６に入ることによって作成されていることがあるエコーを低減し得る。

【0110】

[00114]ボコーダエンコーダ６３６は、処理されたスピーチ信号に対応するデジタルオーディオサンプルを圧縮し得、送信パケット（たとえば、デジタルオーディオサンプルの圧縮されたビットの表現）を形成し得る。たとえば、送信パケットは、図１のビットストリーム１９２の少なくとも一部分に対応し得る。送信パケットはメモリ６３２中に記憶され得る。トランシーバ６５０は、何らかの形態の送信パケットを変調し得（たとえば、他の情報が送信パケットに付加され得る）、アンテナ６４２を介して、変調されたデータを送信し得る。

【0111】

[00115]さらなる例として、アンテナ６４２は、受信パケットを含む着信パケットを受信し得る。受信パケットは、ネットワークを介して別のデバイスによって送られ得る。たとえば、受信パケットは、図４のＡＣＥＬＰコアデコーダ４０４において受信されたビットストリームの少なくとも一部分に対応し得る。ボコーダデコーダ６３８は、（たとえば、合成オーディオ信号４７３に対応する）再構成オーディオサンプルを生成するために、受信パケットを復元および復号し得る。エコーキャンセラ６１２は、再構成オーディオサンプルからエコーを除去し得る。ＤＡＣ６０２は、ボコーダデコーダ６３８の出力をデジタル波形からアナログ波形に変換し得、その変換された波形を出力用のスピーカ６４８に与え得る。

【0112】

[00116]さらに、本明細書で開示した態様に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、構成、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、ハードウェアプロセッサなどの処理デバイスによって実行されるコンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることが、当業者に諒解されよう。様々な例示的な構成要素、ブロック、構成、モジュール、回路、およびステップを、上記では概して、それらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、実行可能ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装の決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じさせるものと解釈されるべきではない。

【0113】

[00117]本明細書で開示した態様に関して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで具現化され得るか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで具現化され得るか、またはその２つの組合せで具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、スピントルクトランスファーＭＲＡＭ（ＳＴＴ−ＭＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、またはコンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）などのメモリデバイス中に存在し得る。例示のメモリデバイスは、プロセッサがメモリデバイスから情報を読み取り、メモリデバイスに情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替として、メモリデバイスはプロセッサに一体化され得る。プロセッサおよび記憶媒体は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）中に存在し得る。ＡＳＩＣは、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末中に存在し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末中に個別構成要素として存在し得る。

【0114】

[00118]開示する態様の以上の説明は、開示する態様を当業者が製作または使用することを可能にするために与えられる。これらの態様への様々な変更は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義された原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の態様に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に示された態様に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される原理および新規の特徴に一致する可能な最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
エンコーダにおいて、オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することと、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成することと、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成することと、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
前記しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
を備える方法。
［Ｃ２］
前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限する、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］
分析フィルタバンクの出力に対応するエネルギー値の和を決定することと、
前記信号特性を決定するために前記和に対して平均化演算を実行することと
をさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ４］
ベースバンドにおいて前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分を処理するために前記オーディオ信号に対してスペクトル反転演算を実行することによって前記オーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンを生成することと、
前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンに基づいてエネルギー値の前記和を計算することと、エネルギー値の前記和が、前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲に対応する、
をさらに備える、Ｃ３に記載の方法。
［Ｃ５］
前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲が、前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンの下位周波数範囲に対応する、Ｃ４に記載の方法。
［Ｃ６］
前記エネルギー値がログドメイン中にある、Ｃ３に記載の方法。
［Ｃ７］
前記分析フィルタバンクが、直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ）分析フィルタバンクを備える、Ｃ３に記載の方法。
［Ｃ８］
前記分析フィルタバンクが、複素低遅延フィルタバンクを備える、Ｃ３に記載の方法。
［Ｃ９］
前記ハイバンド励起信号が、前記オーディオ信号のローバンド部分の調和拡張に基づいて生成される、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１０］
スペクトル的に反転された信号を生成するために前記オーディオ信号の前記ローバンド部分の前記調和拡張に対してスペクトル反転演算を実行することをさらに備える、Ｃ９に記載の方法。
［Ｃ１１］
バンドパスフィルタ処理された信号を生成するために前記スペクトル的に反転された信号に対してバンドパスフィルタ演算を実行することと、
ベースバンドにおいてダウンミックスされた信号を生成するために前記バンドパスフィルタ処理された信号に対してダウンミキシング演算を実行することと
をさらに備える、Ｃ１０に記載の方法。
［Ｃ１２］
ローパスフィルタ処理された信号を生成するために前記スペクトル的に反転された信号に対してローパスフィルタ演算を実行することをさらに備える、Ｃ１０に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記信号特性が、前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号エネルギーに対応する、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲が、１２キロヘルツ（ｋＨｚ）と１６ｋＨｚとの間の周波数範囲を含む、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１５］
前記信号特性が、受信信号のスペクトル的に反転されたバージョンに基づいて決定される、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１６］
前記信号特性が、平均ハイバンド信号フロアに対応する、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ１７］
前記しきい値を満たす前記信号特性が、前記ハイバンド部分中に制限されたコンテンツを有する前記オーディオ信号を示す、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１８］
前記時間利得パラメータが、利得形状パラメータを備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１９］
前記オーディオ信号の複数のサブフレームの各々のための前記利得形状パラメータの値を決定することをさらに備える、Ｃ１８に記載の方法。
［Ｃ２０］
前記利得形状パラメータの前記値を調整することが、正規化定数と前記利得形状パラメータの第１の値の特定の割合との和に基づいて前記利得形状パラメータの第２の値を計算することを備える、Ｃ１８に記載の方法。
［Ｃ２１］
前記特定の割合が１０パーセントである、Ｃ２０に記載の方法。
［Ｃ２２］
複数の出力を生成するためにオーディオ信号の少なくとも一部分をフィルタ処理するように構成された前処理モジュールと、
前記オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性を決定するように構成された第１のフィルタと、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成するように構成されたハイバンド励起発生器と、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成するように構成された第２のフィルタと、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
を行うように構成された時間エンベロープ推定器と
を備える装置。
［Ｃ２３］
前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限する、Ｃ２２に記載の装置。
［Ｃ２４］
前記前処理モジュールが、前記オーディオ信号の少なくとも前記一部分をフィルタ処理するように構成された分析フィルタバンクを備える、Ｃ２２に記載の装置。
［Ｃ２５］
前記分析フィルタバンクが、直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ）分析フィルタバンクを備える、Ｃ２４に記載の装置。
［Ｃ２６］
前記分析フィルタバンクが、複素低遅延フィルタバンクを備える、Ｃ２４に記載の装置。
［Ｃ２７］
前記前処理モジュールが、
前記分析フィルタバンクの出力に対応するエネルギー値の和を決定することと、
前記信号特性を決定するために前記和に対して平均化演算を実行することと
を行うように構成された、Ｃ２４に記載の装置。
［Ｃ２８］
前記前処理モジュールが、受信されたオーディオ信号をスペクトル的に反転するように構成されたスペクトルフリッパを備える、Ｃ２２に記載の装置。
［Ｃ２９］
前記時間利得パラメータが、利得形状パラメータを備える、ここにおいて、前記時間エンベロープ推定器が、正規化定数と前記利得形状パラメータの第１の値の特定の割合との和に基づいて前記利得形状パラメータの第２の値を計算することによって前記利得形状パラメータの前記値を調整するように構成された、Ｃ２２に記載の装置。
［Ｃ３０］
プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、
オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定することと、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成することと、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成することと、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
前記しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
を備える演算を実行させる命令を備える非一時的プロセッサ可読媒体。
［Ｃ３１］
前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限する、Ｃ３０に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。
［Ｃ３２］
前記演算が、
分析フィルタバンクの出力に対応するエネルギー値の和を決定することと、
前記信号特性を決定するために前記和に対して平均化演算を実行することと
をさらに備える、Ｃ３０に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。
［Ｃ３３］
前記演算が、
ベースバンドにおいて前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分を処理するために前記オーディオ信号に対してスペクトル反転演算を実行することによって前記オーディオ信号のスペクトル的に反転されたバージョンを生成することと、
前記オーディオ信号の前記スペクトル的に反転されたバージョンに基づいてエネルギー値の前記和を計算することと、エネルギー値の前記和が、前記オーディオ信号の前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲に対応する、
をさらに備える、Ｃ３２に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。
［Ｃ３４］
前記信号特性が、前記上位周波数範囲中のオーディオコンテンツの量を示す、Ｃ３０に記載の非一時的プロセッサ可読媒体。
［Ｃ３５］
複数の出力を生成するためにオーディオ信号の少なくとも一部分をフィルタ処理するための手段と、
前記複数の出力に基づいて、前記オーディオ信号のハイバンド部分の上位周波数範囲の信号特性がしきい値を満たすかどうかを決定するための手段と、
前記ハイバンド部分に対応するハイバンド励起信号を生成するための手段と、
前記ハイバンド励起信号に基づいて合成ハイバンド部分を生成するための手段と、
前記ハイバンド部分の時間エンベロープを推定するための手段と、ここにおいて、推定するための前記手段が、
前記ハイバンド部分に対する前記合成ハイバンド部分の比較に基づいて時間利得パラメータの値を決定することと、
前記しきい値を満たす前記信号特性に応答して、前記時間利得パラメータの前記値を調整することと、ここにおいて、前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの変動性を制御する、
を行うように構成された、
を備える装置。
［Ｃ３６］
前記時間利得パラメータの前記値を調整することが、前記時間利得パラメータの前記変動性を制限する、Ｃ３５に記載の装置。
［Ｃ３７］
前記信号特性が、前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲の信号エネルギーに対応する、Ｃ３５に記載の装置。
［Ｃ３８］
前記ハイバンド部分の前記上位周波数範囲が、１２キロヘルツ（ｋＨｚ）と１６ｋＨｚとの間の周波数範囲を含む、Ｃ３５に記載の装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】