JP2007528025A - オーディオ配信システム、オーディオエンコーダ、オーディオデコーダ、及びそれらの動作方法 - Google Patents

Abstract

ステレオオーディオエンコーダ（１００）は、モノラル信号と、入力ステレオ信号の少なくとも高周波数部分に対するパラメトリックステレオパラメータとを生成するパラメトリックステレオエンコーダ（１１５）を有する。ステレオインテンシティエンコーダ（１１７）は、モノラル信号のステレオインテンシティデータを生成する。モノラル信号とインテンシティデータは、ＭＰＥＧレイヤーＩＩ等の符号化標準規格に従って符号化され、パラメトリックステレオパラメータは出力プロセッサ（１１３）により補助データセクションに含まれる。よって、レガシーデコーダ（ＭＰＥＧレイヤーＩＩデコーダ等）はステレオインテンシティデータを用いてステレオ信号を生成するが、より複雑なデコーダはパラメトリックステレオパラメータを用いて高品質オーディオ信号を生成する。ステレオデコーダ（２００）は、エンコーダ（１００）から符号化データを受信する。インテンシティデコーダ（２０３）はインテンシティデータを用いてステレオ信号を生成する。これはパラメトリックステレオデコーダ（２０７）に入力され、取り出されたパラメトリックステレオデータに従ってステレオ信号を処理する。

Description

本発明は、オーディオ配信システム、オーディオエンコーダ、オーディオデコーダ、及びそれらの動作方法に関し、特にマルチチャンネルのオーディオ符号化及び複合に関する。

発明の背景

近年、デジタル形式でのコンテント信号の配信と格納が大幅に増加している。よって、多数の符号化標準規格とプロトコルが開発された。

オーディオ信号のデジタルオーディオ符号化用の最も広く使われている符号化標準規格の１つは、Motion Picture Expert Group Layer ３標準規格であり、一般にMP3と呼ばれている。例として、MP3によると、３０ないし４０メガバイトの歌のデジタルＰＣＭオーディオレコーディングを、例えば３ないし４メガバイトのＭＰ３ファイルに圧縮することができる。正確な圧縮レートは、ＭＰ３符号化されたオーディオの所望の品質に依存する。オーディオ符号化標準規格との例としては、他にMPEG AAC (Advanced Audio Coding)、ATRAC3 (Adaptive Transform Acoustic Coding)、AC-3、PAC (Perceptual Audio Coder)、DTS (Digital Theatre Systems)、及びOgg Vorbisなどがある。

MP3やAACなどのオーディオ符号化・圧縮方法は、非常に効果的なオーディオ符号化を提供し、データサイズが比較的小さいが品質が高いオーディオファイルを、インターネット等を含むデータネットワークを介して便利に配信できるようにする。

多数の符号化プロトコルもステレオ（２チャンネル）信号の効率的な符号化を提供する。具体的には、インテンシティステレオ符号化（intensity stereo coding）とMid/Side（MS）符号化がこの分野で周知であり、広く使われている方法である。これらの方法は、ステレオまたはマルチチャンネルオーディオコーダのチャンネル間の冗長性と無関係性を利用している。これらの方法を使用して、音声品質が与えられた場合にビットレートを低くしたり、ビットレートが与えられた場合に音声品質をよくしたりすることができる。これらの方法を使用するオーディオコーダの例には、MPEG Layer II、MPEG Layer III(MP3)、AAC、ATRAC3、AC-3などがある。

インテンシティステレオ符号化により、オーディオチャンネルの独立した符号化と比較してビットレートを大幅に小さくできる。インテンシティステレオでは、信号の高い周波数レンジではモノラルオーディオ信号が生成される。また、チャンネルごとに別のインテンシティパラメータが生成される。一般的に、インテンシティパラメータは左右のスケールファクタであり、モノラルオーディオ信号から左右の出力信号を生成する。変化形として単一のスケールファクタと方向パラメータ（directional parameter）を使用する。

しかし、インテンシティステレオ符号化方法には不利な点がある。最初に、エンコーダは高い周波数の時間及び位相の情報を捨ててしまう。それゆえ、デコーダは、元のオーディオ素材にあった時間または位相チャンネル差を再生できない。さらにまた、一般的に、符号化によりオーディオチャンネル間の相関が保存されない。従って、エンコーダによるステレオ信号の品質劣化が避けられない。

さらに、サブバンド符号化では、符号化プロセスの隣り合う周波数バンド間のエイリアシングキャンセレーションは、個々のサブバンドのエンコーダ及びデコーダのトータル伝達関数に依存する。伝達関数はインテンシティデータによりサブバンドごとに変化の仕方が違うので、隣り合う周波数バンド間のエイリアシングキャンセレーションができなくなる。時間領域のエイリアシングキャンセレーションに依存するＭＤＣＴ変換を用いるコーダでも同様の問題が生じる。

また、スケールファクタをインテンシティパラメータとして用いる時、これらのパラメータの精度は高いオーディオ品質をえるためには十分ではない。

ＭＳ符号化にはこれらの不利な点はないが、ＭＳ符号化のビットレートの効率性は一般的に非常に低く、データレートが高くなる。最悪の状況では、ＭＳ符号化は、左右チャンネルの独立した符号化と比較して、ビットレートはよくならない。

その結果、より効率的なマルチチャンネル符号化方法を提供するための研究がなされている。しかし、既存の符号化方法が広く普及しているので、新しい方法は既存のプロトコルと後方互換であることが好ましい。

最近開発されたマルチチャンネルオーディオ信号の符号化方法は、パラメトリックステレオ（ＰＳ）として知られている。この技術は、後方互換性を伴って他のオーディオ符号化方式の上に適用することができる。具体的には、ＰＳはモノラルのＭＰ３またはＡＡＣにより符号化された信号に付加するステレオエンハンスメントデータを生成する。エンハンスメントデータは、ＭＰ３またはＡＡＣのデータストリームの補助データセクションに格納されるので、従来のデコーダは付加データを無視する。

ＰＳでは、ＭＰ３またはＡＡＣなどを用いて単一のモノラル信号だけを符号化することにより、ステレオオーディオ符号化を実現する。また、ステレオイメージングパラメータはエンコーダで決定され、データストリームに別の拡張データとして含まれる。デコーダでは、モノラルの符号化チャンネルは、モノラル符号化信号をステレオイメージングパラメータに応じて２つのチャンネルで異なる処理をすることにより、ステレオチャンネルに拡張される。これらのパラメータは、チャンネル間インテンシティ差（ＩＩＤ）、チャンネル間時間または位相差（ＩＴＤまたはＩＰＤ）、及びチャンネル間相互相関（ＩＣＣ）からなる。

ＰＳの場合、エンハンスメントパラメータのデータレートが補助データセクションの利用可能容量を超えない限り、エンハンスメントパラメータをコア符号化スキームの補助データ部分に効率的に符号化できる。あるいは、補助データように予約されているビット量を必要なＰＳエンハンスメントデータがそれに合うように選択することができる。実験によると、モノラル符号化信号と比較して数ｋｂｐｓを余分に使うだけで、高品質のステレオ符号化が可能である。

レガシーデコーダは補助データを処理せず、コア符号化データのみを複合する。このように、レガシーデコーダでオーディオ信号を生成できるので、後方互換性が保たれている。

しかし、この方法の不利な点は、レガシーデコーダがモノラル信号のみを再生する点である。よって、補助データセクション中のステレオ情報は無視される。ステレオ信号をモノラルにすると品質劣化が重大であり、通常は受け入れることができない。

よって、マルチチャンネルオーディオ符号化／複合方法を改良すれば有利であり、特に、マルチチャンネルオーディオ符号化／複合方法において性能を高め、品質を良くし、データレートを下げ、後方互換性を高くすれば有利である。

従って、本発明は、好ましくは、単独でまたは組み合わされて、上記の１つ以上の不利な点を緩和もしくは解消するものである。

本発明の第１の態様によると、マルチチャンネルオーディオエンコーダが提供される。該エンコーダは、次の要素を有する：入力マルチチャンネル信号を受け取る手段と、単一チャンネル信号と、入力マルチチャンネル信号の少なくとも第１の部分のマルチチャンネルパラメータであって単一チャンネル信号に関するマルチチャンネル情報を含むマルチチャンネルパラメータとを生成するパラメトリックマルチチャンネルエンコーダと、入力マルチチャンネル信号と単一チャンネル信号に応答してマルチチャンネルインテンシティデータを生成するマルチチャンネルインテンシティエンコーダと、単一チャンネル信号、インテンシティデータ、及びマルチチャンネルパラメータを含む符号化オーディオ出力データを生成する手段。

マルチチャンネルインテンシティデータは、ＭＰ３、ＡＡＣ等の第１の符号化標準規格と互換である。単一チャンネル信号は、同一符号化標準規格により符号化されてもよい。本出願では、マルチチャンネルという用語は２つ以上のチャンネルを指す。マルチチャンネルパラメータは、単一チャンネル信号と可能性としてはインテンシティデータとからステレオ信号を供給するために使用されるパラメトリック拡張データでもよい。この出願書類では、ステレオチャンネルという用語は、２つのチャンネルを指し、ステレオ信号は２チャンネルの信号を指す。マルチチャンネルパラメータは、単一チャンネル信号またはマルチチャンネルインテンシティデータに使用される符号化標準規格に準拠していないフォーマットであってもよい。

エンコーダはマルチチャンネルパラメータを用いて、効率的及び／または高品質のマルチチャンネル符号化を提供する信号を供給する。好適なデコーダは高品質のマルチチャンネル信号を生成するが、レガシーデコーダ等のマルチチャンネルパラメータの情報を利用できないデコーダであっても（一般的に品質は低くなるが）マルチチャンネル信号を供給することができる。よって、本発明は性能を改善し後方互換性を提供するし、特にレガシーデコーダでマルチチャンネル信号を生成できるようにする。

具体的に、マルチチャンネルパラメータは、符号化オーディオ出力データの補助データセクションに含まれる。例えば、マルチチャンネルパラメータは、ＭＰ３またはＡＡＣデータストリームの補助データセクションに含まれる。これにより、レガシーエンコーダは補助データセクションを単に無視するので、これらに影響を与えることなく、マルチチャンネルパラメータを符号化出力データに含む。しかし、好適な拡張エンコーダはマルチチャンネルパラメータを取り出し、高品質マルチチャンネル信号を求めるのに使用する。代替的または追加的に、マルチチャンネルパラメータは、デコーダに符号化オーディオ出力データとは別に送信されてもよい。

符号化オーディオ出力データはデータストリームであるか、または例えば同じデコーダに別に送信される。入力マルチチャンネル信号は、外部信号源及び／またはローカルメモリ等の内部信号源から受け取る。

マルチチャンネルパラメータは好ましくはチャンネル間インテンシティ差（ＩＩＤ）パラメータ、チャンネル間時間差（ＩＴＤ）パラメータ、及び／またはチャンネル間相互相関（ＩＣＣ）パラメータを含む。

チャンネル間パラメータは耳間パラメータとも呼ばれ、ＩＣＣパラメータは特に耳間相関パラメータと呼ばれる。

これらのパラメータは、特に有利であり、パラメトリックステレオ符号化マルチチャンネル信号の後方互換送信を可能とする。

本発明の特徴によると、チャンネル間インテンシティ差（ＩＩＤ）パラメータはインテンシティデータに対する差パラメータである。これにより、ＩＩＤパラメータのより効率的な符号化によりデータレートを小さくすることが可能となり、及び／または符号化または復号のプロセスの複雑性が減少する。

本発明の他の特徴によると、インテンシティデータはマルチチャンネルの個々のスケールファクタを含む。スケールファクタは、例えば極形式等の好適な形式であればどんなものでも表せる。これにより、実際にはパラメトリック復号等のインテンシティ復号に共に使用されるインテンシティ情報を提供する好適な手段が提供される。

本発明の他の特徴によると、マルチチャンネルパラメータはインテンシティデータの個々のスケールファクタに対するスケールファクタ差の値を含む。差の値は、例えば極成分の差の値である。これにより、符号化及び／または復号の実施が容易になり、マルチチャンネルパラメータとマルチチャンネルインテンシティデータの両方のデータレートに効果的な通信が提供される。

本発明の他の特徴によると、マルチチャンネルオーディオエンコーダはさらに次の要素を有する：入力マルチチャンネル信号を第１の部分と第２の部分に分割する手段と、第２の部分を複数の個別に符号化された単一チャンネル信号として符号化する手段。生成する手段は符号化オーディオ出力データ中の個別に符号化された単一チャンネル信号を含めるように動作可能である。好ましくは、第２の部分は入力信号の低周波数バンドに対応し、第１の部分は入力信号の高周波数バンドに対応する。

これにより、インテンシティ復号及びパラメトリック復号の両方に好適な、知覚品質が高いが効率的なマルチチャンネルオーディオ信号の符号化が提供される。

好ましくは、ステレオオーディオエンコーダである。特に、マルチチャンネルパラメータは、入力ステレオ信号のパラメトリックステレオ符号化により求められるパラメータを含むことが好ましい。

本発明の他の特徴によると、マルチチャンネルオーディオエンコーダは、符号化オーディオ出力を単一データストリームとして送信する手段をさらに有する。よって、エンコーダは、データレート比に比して符号化品質が高く、異なる種類のデコーダでマルチチャンネルとして復号可能である単一データストリームを生成する。よって、エンコーダは拡張されたデコーダとレガシーデコーダの両方へのデータストリーム配信を可能とし、両方の種類にマルチチャンネルを生成させる。

本発明の第２の態様によると、オーディオ信号符号化方法が提供される。該方法は以下のステップを有する：入力マルチチャンネル信号を受け取るステップと、単一チャンネル信号と、入力マルチチャンネル信号の少なくとも第１の部分のマルチチャンネルパラメータであって単一チャンネル信号に関するマルチチャンネル情報を含むマルチチャンネルパラメータとをパラメトリックマルチチャンネル符号化により生成するステップと、入力マルチチャンネル信号と単一チャンネル信号とに応答してマルチチャンネルインテンシティデータを生成するステップと、単一チャンネル信号、インテンシティデータ、及びマルチチャンネルパラメータを含む符号化オーディオ出力データを生成するステップ。

本発明の第３の態様によると、マルチチャンネルオーディオデコーダが提供される。該デコーダは次の要素を有する：単一チャンネル信号と、単一チャンネル信号に対するマルチチャンネル情報を含むパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータと、単一チャンネル信号に関するインテンシティ符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータとを受け取る手段と、単一チャンネル信号とインテンシティデータから第１の符号化信号を生成するインテンシティデコーダと、第１の復号信号とパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータとから復号マルチチャンネル出力信号を生成するように動作可能なパラメトリックマルチチャンネルデコーダ。

本発明は、パラメトリック符号化マルチチャンネルパラメータとマルチチャンネルインテンシティデータの両方を有するオーディオ符号化データの復号に適した複雑ではないデコーダを提供する。

言うまでもなく、エンコーダを参照して説明した特徴、コメント、変形例は、適宜デコーダにも適用することができる。

例えば、マルチチャンネルインテンシティデータは、ＭＰ３、ＡＡＣ等の第１の符号化標準規格と互換である。単一チャンネル信号は、同一符号化標準規格により符号化されてもよい。マルチチャンネルパラメータは、単一チャンネル信号と可能性としてはインテンシティデータとからステレオ信号を供給するために使用されるパラメトリック拡張データでもよい。マルチチャンネルパラメータは、単一チャンネル信号またはマルチチャンネルインテンシティデータに使用される符号化標準規格に準拠していないフォーマットであってもよい。

マルチチャンネルパラメータは、符号化オーディオ出力データの補助データセクションに含まれてもよい。例えば、マルチチャンネルパラメータは、ＭＰ３またはＡＡＣデータストリームの補助データセクションに含まれる。

単一チャンネル信号と、単一チャンネル信号に対するマルチチャンネル情報を含むパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータと、単一チャンネル信号に関するインテンシティ符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータとは、単一のデータストリームまたはファイルに含まれてもよい。

マルチチャンネルパラメータは好ましくはチャンネル間インテンシティ差（ＩＩＤ）パラメータ、チャンネル間時間差（ＩＴＤ）パラメータ、及び／またはチャンネル間相互相関（ＩＣＣ）パラメータを含む。好ましくは、ＩＩＤパラメータはインテンシティデータに関する差パラメータである。特に、インテンシティデータはマルチチャンネルの個々のスケールファクタを含み、マルチチャンネルパラメータはインテンシティデータの個々のスケールファクタに関するスケールファクタ差値を含むことが好ましい。

好ましくは、マルチチャンネルオーディオデコーダは、ステレオオーディオデコーダである。

本発明の一特徴によると、第１の復号信号はマルチチャンネル信号であり、インテンシティデコーダはパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータのインテンシティ情報に応答してインテンシティデータを修正するように動作可能である。これにより、好適な実施が可能となり、特に、既存のインテンシティデータマルチチャンネルデコーダアルゴリズムを使用することができる。

本発明の第４の態様によると、マルチチャンネルオーディオデコーダが提供される。該デコーダは次の要素を有する：単一チャンネル信号と、単一チャンネル信号に対するマルチチャンネル情報を含むパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータと、単一チャンネル信号に関するインテンシティ符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータとを受け取る手段と、単一チャンネル信号から第１の符号化信号を生成するインテンシティデコーダと、第１の復号信号と、インテンシティデータと、パラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータとから復号マルチチャンネル出力信号を生成するように動作可能なパラメトリックマルチチャンネルデコーダ。

本発明の他の特徴によると、第１の復号信号はモノラル信号であり、パラメトリックマルチチャンネルデコーダはインテンシティデータに応答してパラメトリック符号化マルチチャンネルパラメータのインテンシティ情報を修正するように動作可能である。これにより、好適な実施が可能となり、特に、簡単なインテンシティデータマルチチャンネルデコーダアルゴリズムを使用することができる。

本発明の第５の態様によると、マルチチャンネルオーディオ符号化方法が提供される。該方法は以下のステップを有する：単一チャンネル信号と、単一チャンネル信号に対するマルチチャンネル情報を含むパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータと、単一チャンネル信号に関するインテンシティ符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータとを受け取るステップと、単一チャンネル信号とインテンシティデータからインテンシティ復号により第１の復号信号を生成するステップと、第１の符号化信号とパラメトリックマルチチャンネル符号化によりパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータとから復号マルチチャンネル出力信号を生成するステップ。

本発明の第６の態様によると、マルチチャンネルオーディオ信号が提供される。該信号は次の要素を有する：単一チャンネル信号データと、単一チャンネル信号に関する符号化された、第１の符号化プロトコルにより符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータと、単一チャンネル信号に関するマルチチャンネル情報を有する、第１の符号化プロトコルとは異なる第２の符号化プロトコルにより符号化された、パラメトリックに符号化されたマルチチャンネルパラメータ。好ましくは、単一チャンネルデータは第１の符号化プロトコルにより符号化される。

本発明の上記その他の態様、特徴、及び利点を、以下に説明する実施形態を参照して明らかにして説明する。

図面を参照して、ほんの一例として、本発明の実施形態を説明する。

以下の説明は、ステレオエンコーダとデコーダに適用可能であり、特に、MPEG Audio Layer 11(mp2)符号化標準規格と互換なオーディオデータを有し、パラメトリックステレオ（ＰＳ）パラメトリックエクステンションデータをさらに有するデジタルオーディオデータの符号化と複合に適用可能である本発明の一実施形態に焦点を絞る。しかし、言うまでもなく、本発明はこのアプリケーションに限定されず、他の多数のマルチチャンネルシステムに適用可能である。

説明する実施形態によると、エンコーダでインテンシティステレオ符号化を使用して、品質制限ステレオ信号に関する情報を生成する。インテンシティステレオ符号化は、基礎をなす信号に対して使用する符号化プロトコルに応じて実行される。具体的に、ｍｐ２ステレオインテンシティ符号化を使用する。平行して、エンコーダは、パラメトリック符号化されたＰＳ拡張データを生成し、そのデータはｍｐ２データの補助データセクションに含まれる。

従って、ＰＳエクステンションデータを利用できないレガシーデコーダでも、品質はおとり、インテンシティステレオ符号化に関連する典型的な不利な点を有するが、ステレオ信号を生成できる。しかし、アップグレードまたは拡張されたデコーダを有するユーザは、これらのデコーダがＰＳエクステンションデータに応じて符号化信号を処理するので、典型的なインテンシティステレオアーティファクト無しに高品質ステレオを受け取ることができる。与えられたステレオ品質を達成するために必要な符号化データの通信データレートは、エクステンションデータにより非常に改良されたステレオ符号化ができるので、レガシーシステムと比較して非常に少ない。

さらに、ＰＳエクステンションデータサイズは、ステレオインテンシティデータとＰＳエクステンションデータの間の相関を利用することにより、減らすことができる。例えば、ステレオインテンシティデータとＰＳエクステンションデータのチャンネル間インテンシティ差（ＩＩＤ）パラメータ間の相関は、ＩＩＤパラメータの符号化で利用することができる。特に、ＩＩＤパラメータはステレオインテンシティデータに対する差分として符号化することができる。

今説明している実施形態では、ステレオエンコーダはステレオ信号を受信する。（一般的には一定の周波数ｆｃよりも低い）低周波数バンドは２つのモノラル信号として符号化される。また、ステレオエンコーダは、高周波数レンジ（一般的にはｆｃより高い）の実質的にモノラルの信号を生成する。この信号は、ステレオインテンシティデータを求めることにより、インテンシティステレオ信号として符号化される。また、ＰＳステレオパラメータは、モノラル信号に応答して生成される。エンコーダは、２重モノラル符号化低周波数信号（モノラル信号と、インテンシティデータ及びＰＳステレオパラメータの両方）を有する出力データを生成する。好ましくは、出力データは、ｍｐ２等のインテンシティステレオを可能とする符号化標準と互換性のあるデータストリームである。パラメトリックステレオデータは、出力データの補助データセクションに含まれる。よって、レガシーデコーダは、インテンシティステレオデータを用いてデータストリームを複合し、品質が良くないステレオ信号を生成する。エンハンスされたデコーダは、利用可能なデータをすべて使用し、品質が改善されたステレオ信号を生成する。

図1は、本発明の一実施形態によるエンコーダ１００を示すブロック図である。

エンコーダ１００はレシーバ１０１を有する。このレシーバ１０１は、外部または内部の信号源１０３から入力ステレオ信号を受け取る。具体的な実施形態では、入力ステレオ信号は、左チャンネルパルスコード変調信号と右チャンネルパルスコード変調信号を含む。レシーバ１０１は、第１と第２の分割器１０５、１０７と結合され、左ステレオチャンネルは第１の分割器１０５に入力され、右ステレオチャンネルは第２の分割器１０７に入力される。

第１の分割器１０５は、左ステレオ信号を第１と第２の部分に分割する。具体的には、第１の部分は高い方の周波数レンジに対応し、第２の部分は低い方のレンジに対応する。同様に、第２の分割器１０７は、それぞれ高い方の周波数レンジと低い方の周波数レンジに対応する左ステレオ信号を第１と第２の部分に分割する。

以上説明した実施形態では、第１と第２の分割器１０５、１０７は、低い方の周波数信号を取り出すローパスフィルタと、高い方の周波数信号を取り出すハイパスフィルタとを有する。あるいは、通常のｍｐ２エンコーダの一部である分析サブバンドフィルタをこのために用いることができる。すなわち、低い方のサブバンドが第２の部分を形成し、高い方のサブバンドが第１の部分を形成する。

第１の分割器１０５は、第１のモノラルオーディオエンコーダ１０９と結合し、第２の分割器１０７は、第２のモノラルオーディオエンコーダ１１１と結合する。左の低周波数信号は第１の分割器１０５から第１のモノラルオーディオエンコーダ１０９に入力され、右の低周波数信号は第２の分割器１０７から第２のモノラルオーディオエンコーダ１１１に入力される。

第１と第２のモノラルオーディオエンコーダ１０９、１１１は、例えば、ｍｐ２符号化プロトコル等の好適な符号化プロトコルに従って左右チャンネルの低周波数信号をそれぞれ符号化する。第１と第２のモノラルオーディオエンコーダ１０９、１１１は出力プロセッサ１１３と結合している。符号化された低周波数レンジの左右チャンネルのデータは出力プロセッサ１１３に入力される。このように、左右入力信号の低周波数レンジは、２つのモノラル信号として個別に符号化される。

第１と第２の分割器１０５、１０７は、さらにパラメトリックステレオエンコーダ１１５に結合している。第１の分割器１０５は左チャンネル高周波数信号をパラメトリックステレオエンコーダ１１５に入力し、第２の分割器１０７は右チャンネル高周波数信号をパラメトリックステレオエンコーダ１１５に入力する。

パラメトリックステレオエンコーダ１１５は、左右チャンネルの高周波数信号からモノラル信号を生成する。具体的に、モノラル信号はこれらの信号を単に足し合わせることにより生成される。また、パラメトリックステレオエンコーダ１１５は、入力ステレオ信号の高周波数レンジのマルチチャンネルパラメータを生成する。具体的には、パラメトリックステレオエンコーダ１１５は、パラメトリックステレオ（ＰＳ）マルチチャンネルパラメータを生成する。従って、この実施形態のパラメトリックステレオエンコーダ１１５は、チャンネル間インテンシティ差（ＩＩＤ）パラメータ、チャンネル間時間差（ＩＴＤ）パラメータ、及びチャンネル間相関（ＩＣＣ）パラメータを生成する。

パラメトリックステレオエンコーダ１１５は、ステレオインテンシティエンコーダ１１７に結合している。このステレオインテンシティエンコーダ１１７には高周波数レンジモノラル信号が入力される。ステレオインテンシティエンコーダ１１７には、さらに左右チャンネルの高周波数信号が入力される。こられの左右チャンネル高周波数信号は第１と第２の分割器１０５、１０７により求められる。図１の実施例では、ステレオインテンシティエンコーダ１１７には、第１と第２の分割器１０５、１０７から直接ではなく、ステレオインテンシティエンコーダ１１７から、左右チャンネルの高周波数信号が入力される。

この実施形態では、ステレオインテンシティエンコーダ１１７はサブバンドエンコーダである。このサブバンドエンコーダは、デコーダがパラメトリックステレオエンコーダ１１５により生成された高周波数レンジのモノラル信号に印加して左右の信号を生成したインテンシティデータを決定することにより、左右チャンネルの高周波数信号のインテンシティ符号化を実行する。

この実施形態では、ステレオインテンシティエンコーダ１１７は、さらに、適当な符号化プロトコル（例えばｍｐ２）によりモノラル信号の符号化を実行する。ステレオインテンシティエンコーダ１１７は、具体的に個々の左右のスケールファクタとしてステレオインテンシティデータを決定する。ステレオインテンシティデータは、デコーダによりサブバンド符号化モノラル信号のサブバンドに印加され、左右チャンネルの信号が求められる。

ステレオインテンシティエンコーダ１１７は、出力プロセッサ１１３に結合されている。この出力プロセッサ１１３にはサブバンド符号化されたモノラル信号データと決定されたインテンシティデータ（すなわちスケールファクタ）とが入力される。このように、出力プロセッサ１１３は、インテンシティ符号化された高周波数レンジステレオ信号を供給される。この高周波数レンジステレオ信号は、第１と第２のモノラルオーディオエンコーダ１０９、１１１からの２つのモノラル符号化された低周波数レンジ信号を補足する。出力プロセッサ１１３は、ｍｐ２互換のインテンシティ符号化ステレオ信号を生成できるデータを受け取る。

パラメトリックステレオエンコーダ１１５とステレオインテンシティエンコーダ１１７は、さらにＰＳステレオパラメータプロセッサ１１９に結合されている。ステレオパラメータプロセッサ１１９には、パラメトリックステレオエンコーダ１１５からＩＩＤステレオパラメータ、ＩＴＤステレオパラメータ、及びＩＣＣ ＰＳステレオパラメータが入力され、任意的にステレオインテンシティエンコーダ１１７からインテンシティデータが入力される。

ステレオパラメータプロセッサ１１９は、出力プロセッサ１１３に結合されていて、ＰＳステレオパラメータを処理して、出力プロセッサ１１３に入力する。簡単な実施形態では、ステレオパラメータプロセッサ１１９は、単に、ＰＳステレオパラメータを出力プロセッサ１１９に転送する。しかし、上記の実施形態では、ステレオパラメータプロセッサ１１９は、ＩＴＤパラメータとＩＣＣパラメータは転送するが、ＩＩＤパラメータは処理して、インテンシティデータに関係する差異パラメータを生成する。

具体的に、ＩＩＤパラメータは、ステレオイン転移シティエンコーダ１１７により決定されたスケールファクタと、パラメトリックステレオエンコーダ１１５により決定されたスケールファクタの間のスケールファクタ差として決定される。一般的にはステレオインテンシティエンコーダ１１７により生成されたスケールファクタは、パラメトリックステレオエンコーダ１１５により生成されたスケールファクタに非常に近いので、差異値は比較的小さくデルタＩＩＤ値の効率的な符号化が可能となる。

図１に示した実施形態では、出力プロセッサ１１３は、２つのモノラル符号化された低周波数レンジ信号、符号化された高周波数レンジモノラル信号、及びステレオインテンシティエンコーダ１１７からのインテンシティデータをｍｐ２の仕様に従って結合することにより、単一のｍｐ２準拠ビットストリームを生成する。また、ＰＳステレオパラメータは、ｍｐ２データストリームの補助データセクションに含まれる。このように、全てのレガシーｍｐ２エンコーダではインテンシティステレオ信号として符号化されるが、ＰＳをサポートしているデコーダでは高品質ステレオ信号を提供する単一のデータストリームを生成する。さらに、ＩＩＤパラメータの差分符号化により、レガシーデコーダではモノラル信号のみが生成可能である従来のＰＳ符号化信号よりもデータレートがほんの少し高くなる。

図2は、本発明の一実施形態によるステレオデコーダ２００を示すブロック図である。図２のデコーダ２００は、図１のエンコーダにより生成された信号から高品質ステレオ信号を生成することができる。以下、これを参照して説明する。

デコーダ２００は、図１のエンコーダ１００により生成されたＰＳ拡張データを含むｍｐ２データストリームを受信するレシーバ２０１を含む。このように、レシーバは、２つのモノラル符号化された低周波数レンジ信号、モノラル高周波数レンジ信号、インテンシティ符号化ステレオデータ（ステレオインテンシティエンコーダ１１７により生成されたｍｐ２スケールファクタ）、パラメトリック符号化されたステレオパラメータ（ＩＣＣパラメータ、ＩＴＤパラメータ及び差ＩＩＤパラメータ）を含むデータストリームを受信する。

レシーバは、ｍｐ２複合プロセッサ２０３に結合されている。このプロセッサ２０３は、ｍｐ２インテンシティステレオ符号化アルゴリズムに従ってステレオ信号を生成するように動作可能である。レシーバ２０１は、ｍｐ２複合プロセッサ２０３に入力データストリームのｍｐ２準拠データ（すなわち、２つのモノラル符号化された低周波数レンジ信号、モノラル高周波数レンジ信号、及びインテンシティ符号化ステレオデータ）を入力する
また、デコーダ２００は、パラメータデコーダ２０５を有している。このパラメータデコーダ２０５は、レシーバ２０１に結合され、パラメトリック符号化されたステレオパラメータを受け取る。パラメータデコーダ２０５は、ｍｐ２復号プロセッサ２０３に結合し、図２の実施形態では、パラメータデコーダ２０５は、差ＩＩＤパラメータをｍｐ２復号プロセッサ２０３に入力する。

差ＩＩＤパラメータは、より正確なスケールファクタを使用するように、ｍｐ２スケールファクタを調節するためにインテンシティデコーダ２０３により使用される。従って、インテンシティデコーダ２０３は、ｍｐ２ステレオアルゴリズムに従ってステレオ信号を生成するが、改良されたスケールファクタ値を使用する。

デコーダ２００は、さらに、パラメトリックステレオデコーダ２０７を有し、このパラメトリックステレオデコーダ２０７は、パラメータデコーダ２０５とインテンシティデコーダ２０３に結合されている。パラメトリックステレオデコーダ２０７は、インテンシティデコーダ２０３から復号ステレオ信号を受け取り、パラメータプロセッサ２０５からＩＴＤパラメータとＩＣＣパラメータを受け取り、パラメトリックステレオ復号プロトコルに従って復号されたステレオ信号にこれらを適用する（apply）。よって、パラメトリックステレオデコーダ２０７は、受信データストリームのＰＳ拡張データを用いてパラメトリックステレオ復号を実行することにより、高品質ステレオ信号を生成する。

図２の実施形態では、ＰＳ符号化ステレオ信号のＩＩＤパラメータの復号は、インテンシティデコーダ２０３で実行され、ＩＩＣ及びＩＴＤパラメータの復号はパラメトリックステレオデコーダ２０７で実行された。言うまでもなく、これとは異なる機能分散を採用してもよいし、インテンシティデコーダ２０３とパラメトリックステレオデコーダ２０７の機能は好適であればどのように分割してもよい。具体的には、インテンシティデコーダ２０３とパラメトリックステレオデコーダ２０７の機能を結合して１つの処理ブロックにしてもよい。これにより、サブバンド信号の処理を（少なくとも部分的に）実行することができる。

図3は、本発明の別の一実施形態によるデコーダ３００を示すブロック図である。

図２のデコーダ200と同様に、図３のデコーダ３００は、図１のエンコーダ１００により生成されたＰＳ拡張データを含むｍｐ２データストリームを受信するレシーバ301を含む。しかし、図３のデコーダ３００は、モノラル信号のみを生成するインテンシティデコーダ３０３を有する。よって、この実施形態では、レシーバ３０１は、インテンシティデコーダ３０３に高周波数モノラルレンジ信号のみを入力する。それに応答して、インテンシティデコーダ３０３は、ｍｐ２アルゴリズムに従って、高周波数レンジパルスコード変調（ＰＣＭ）モノラル信号を生成する。

また、図３のデコーダ３００は、レシーバ３０１に結合したダブルモノラルデコーダ３０５を有する。ダブルモノラルデコーダ３０５は、２つのモノラル符号化された低周波数レンジ信号を受け取り、ｍｐ２プロトコルに従ってこれらを復号する。言うまでもなく、単一のサブバンドデコーダをインテンシティデコーダ３０３とダブルモノラルデコーダ３０５の両方に使用してもよく、高周波数レンジモノラル信号と２つのモノラル符号化された低周波数レンジ信号をこれにより復号してもよい。

また、デコーダ３００はパラメータプロセッサ３０７に結合している。このパラメータプロセッサ３０７は、レシーバに結合し、インテンシティ符号化されたステレオデータ（ステレオインテンシティエンコーダ１１７により生成されたｍｐ２スケールファクタ）とパラメトリック符号化されたステレオパラメータ（ＩＣＣパラメータ、ＩＴＤパラメータ、及び差ＩＩＤパラメータ）を受け取る。

パラメータプロセッサ３０７は、ｍｐ２スケールファクタと差ＩＩＤパラメータに応答して絶対ＩＩＤパラメータを生成する。また、パラメータプロセッサ３０７は、インテンシティデコーダ３０３用のモノラルスケールファクタを生成する。モノラルスケールファクタは、エンコーダにより生成され、補助データとして送信される。これらのモノラルスケールファクタは、次に、サブバンドデコーダに入力され、エイリアシング歪みがないモノラル信号を生成する。

デコーダ300は、さらに、パラメトリックステレオデコーダ309を有し、このパラメトリックステレオデコーダ303は、インテンシティデコーダ３０３、ダブルモノラルデコーダ３０５、及びパラメータプロセッサ３０７に結合している。従って、パラメトリックステレオデコーダ３０９は、復号された高周波数レンジモノラル信号、２つの低周波数レンジ信号、及びＩＣＣパラメータ・ＩＴＤパラメータ・絶対ＩＩＤパラメータを受け取る。次いで、パラメトリックステレオデコーダ309は、受信データストリームのＰＳ拡張データを用いて、パラメトリックステレオ復号を実行することにより、高品質ステレオ信号を生成し始める。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせを含むいかなる好適な形式で実施することもできる。しかし、本発明は、１つ以上のデータプロセッサ及び／またはデジタル信号プロセッサ上で実行されるコンピュータソフトウェアとして実施することが好ましい。本発明の実施形態の構成要素は、いかなる好適な方法で物理的、機能的、論理的に実施してもよい。機能は単一のユニット、複数のユニット、または他の機能ユニットの一部として実施することもできる。このように、本発明は、単一ユニットで実施することもできるし、異なる複数のユニットやプロセッサに物理的かつ機能的に分散して実施することもできる。

好ましい実施形態に関して本発明を説明したが、ここに記載した具体的な形式に限定することを意図したものではない。むしろ、本発明の範囲は添付した請求の範囲のみにより限定される。請求項では、「有する」という用語は他の要素やステップの存在を排除するものではない。さらに、個別的に列挙されていても、複数の手段、要素、方法ステップは、例えば単一のユニットまたはプロセッサにより実施してもよい。また、個々の機能（feature）は異なる請求項に含まれていても、これらを有利に組み合わせることが可能であり、異なる請求項に含まれていても、機能を組み合わせられないとか、組み合わせても有利ではないということを示唆するものでもない。また、単数扱いをしても複数の場合を排除するものではない。よって、「１つの」、「第１の」、「第２の」等は複数の場合を排除するものではない。

本発明の一実施形態によるエンコーダを示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるデコーダを示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるデコーダを示すブロック図である。

Claims (22)

1. マルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   入力マルチチャンネル信号を受け取る手段と、
   単一チャンネル信号と、入力マルチチャンネル信号の少なくとも第１の部分のマルチチャンネルパラメータであって単一チャンネル信号に関するマルチチャンネル情報を含むマルチチャンネルパラメータとを生成するパラメトリックマルチチャンネルエンコーダと、
   入力マルチチャンネル信号と単一チャンネル信号に応答してマルチチャンネルインテンシティデータを生成するマルチチャンネルインテンシティエンコーダと、
   単一チャンネル信号、インテンシティデータ、及びマルチチャンネルパラメータを含む符号化オーディオ出力データを生成する手段と、を有することを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
2. 請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   マルチチャンネルパラメータはチャンネル間インテンシティ差パラメータを含むことを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
3. 請求項2に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   チャンネル間インテンシティ差パラメータはインテンシティデータに対する差パラメータであることを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
4. 請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   マルチチャンネルパラメータはチャンネル間時間差パラメータを含むことを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
5. 請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   マルチチャンネルパラメータはチャンネル間相互相関パラメータを含むことを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
6. 請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   インテンシティデータは複数チャンネルの個々のスケールファクタ含むことを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
7. 請求項6に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   マルチチャンネルパラメータはインテンシティデータの個々のスケールファクタに対するスケールファクタ差の値を含むことを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
8. 請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   入力マルチチャンネル信号を第１の部分と第２の部分に分割する手段と、
   第２の部分を複数の個別に符号化された単一チャンネル信号として符号化する手段と、
   生成する手段は符号化オーディオ出力データ中の個別に符号化された単一チャンネル信号を含めるように動作可能であることを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
9. 請求項8に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
   第２の部分は入力信号の低周波数バンドに対応し、第１の部分は入力信号の高周波数バンドに対応することを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
10. 請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
    ステレオオーディオエンコーダであることを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
11. 請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダであって、
    符号化オーディオ出力を単一データストリームとして送信する手段をさらに有することを特徴とするマルチチャンネルオーディオエンコーダ。
12. オーディオ信号符号化方法であって、
    入力マルチチャンネル信号を受け取るステップと、
    単一チャンネル信号と、入力マルチチャンネル信号の少なくとも第１の部分のマルチチャンネルパラメータであって単一チャンネル信号に関するマルチチャンネル情報を含むマルチチャンネルパラメータとをパラメトリックマルチチャンネル符号化により生成するステップと
    入力マルチチャンネル信号と単一チャンネル信号とに応答してマルチチャンネルインテンシティデータを生成するステップと、
    単一チャンネル信号、インテンシティデータ、及びマルチチャンネルパラメータを含む符号化オーディオ出力データを生成するステップと、を有することを特徴とする方法。
13. マルチチャンネルオーディオデコーダであって、
    単一チャンネル信号と、単一チャンネル信号に対するマルチチャンネル情報を含むパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータと、単一チャンネル信号に関するインテンシティ符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータとを受け取る手段と、
    単一チャンネル信号とインテンシティデータから第１の符号化信号を生成するインテンシティデコーダと、
    第１の復号信号とパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータとから復号マルチチャンネル出力信号を生成するように動作可能なパラメトリックマルチチャンネルデコーダと、を有することを特徴とするマルチチャンネルオーディオデコーダ。
14. 請求項13に記載のマルチチャンネルオーディオデコーダであって、
    第１の復号信号はマルチチャンネル信号であり、インテンシティデコーダはパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータのインテンシティ情報に応答してインテンシティデータを修正するように動作可能であることを特徴とするマルチチャンネルオーディオデコーダ。
15. マルチチャンネルオーディオデコーダであって、
    単一チャンネル信号と、単一チャンネル信号に対するマルチチャンネル情報を含むパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータと、単一チャンネル信号に関するインテンシティ符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータとを受け取る手段と、
    単一チャンネル信号から第１の符号化信号を生成するインテンシティデコーダと、
    第１の復号信号と、インテンシティデータと、パラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータとから復号マルチチャンネル出力信号を生成するように動作可能なパラメトリックマルチチャンネルデコーダと、を有することを特徴とするマルチチャンネルオーディオデコーダ。
16. 請求項15に記載のマルチチャンネルオーディオデコーダであって、
    第１の復号信号はモノラル信号であり、パラメトリックマルチチャンネルデコーダはインテンシティデータに応答してパラメトリック符号化マルチチャンネルパラメータのインテンシティ情報を修正するように動作可能であることを特徴とするマルチチャンネルオーディオデコーダ。
17. マルチチャンネルオーディオ復号方法であって、
    単一チャンネル信号と、単一チャンネル信号に対するマルチチャンネル情報を含むパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータと、単一チャンネル信号に関するインテンシティ符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータとを受け取るステップと、
    単一チャンネル信号とインテンシティデータからインテンシティ復号により第１の復号信号を生成するステップと、
    第１の符号化信号とパラメトリックマルチチャンネル符号化によりパラメトリック符号化されたマルチチャンネルパラメータとから復号マルチチャンネル出力信号を生成するステップと、を有することを特徴とする方法。
18. コンピュータに請求項１２に記載の方法または請求項１７に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム。
19. 請求項１８に記載のコンピュータプログラムを有する記録担体。
20. マルチチャンネルオーディオ配信システムであって、
    請求項１に記載のマルチチャンネルオーディオエンコーダと、
    請求項13または１５に記載のマルチチャンネルオーディオデコーダと、を有することを特徴とするマルチチャンネルオーディオ配信システム。
21. マルチチャンネルオーディオ信号であって、
    単一チャンネル信号データと、
    単一チャンネル信号に関する符号化された、第１の符号化プロトコルにより符号化されたマルチチャンネルインテンシティデータと、
    単一チャンネル信号に関するマルチチャンネル情報を有する、第１の符号化プロトコルとは異なる第２の符号化プロトコルにより符号化された、パラメトリックに符号化されたマルチチャンネルパラメータと、を含むことを特徴とするマルチチャンネルオーディオ信号。
22. 請求項21に記載のマルチチャンネルオーディオ信号であって、
    単一チャンネルデータは第１の符号化プロトコルにより符号化されることを特徴とするマルチチャンネルオーディオ信号。

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