BR112015017082B1

BR112015017082B1 - Método de ocultação de erro de quadro com base em quadros incluindo vetores de coeficiente de transformada, meio legível por computador, decodificador, e, terminal de usuário

Info

Publication number: BR112015017082B1
Application number: BR112015017082-0A
Authority: BR
Inventors: Sebastian Nãslund; Volodya Grancharov; Jonas Svedberg
Original assignee: Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ)
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2021-10-05
Also published as: PL3098811T3; US20150379998A1; MX2015009415A; RU2019132960A; PL2956932T3; US11837240B2; US10013989B2; RU2705458C2; US20220130400A1; US20200152208A1; CN104995673A; US20180277125A1; HUE030163T2; CN104995673B; EP3098811B1; RU2017126008A3; US20170103760A1; WO2014126520A1; HUE052041T2; EP3098811A1

Abstract

ocultação de erro de quadro. trata-se de um método de ocultação de erro de quadro com base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada que incluem as etapas a seguir: o mesmo rastreia (s11) alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. o mesmo acumula (s12) o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. o mesmo reconstrói (s13) um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A tecnologia proposta refere-se à ocultação de erro de quadrocom base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada. FUNDAMENTOS

[002] A transmissão de áudio de alta qualidade pode, tipicamente,utilizar esquemas de codificação à base de transformada. O sinal de áudio de entrada é geralmente processado em blocos de tempo chamados de quadros de certo tamanho, por exemplo, 20ms. Um quadro é transformado por uma transformada adequada, como, por exemplo, a transformada discreta de cosseno modificada (MDCT), e os coeficientes de transformada são, então, quantificados e transmitidos através da rede.

[003] Entretanto, quando um codec de áudio é operado em umsistema de comunicação que inclui redes de pacote ou sem fio, um quadro poderia se perder na transmissão, ou chegar atrasado, a fim de ser usado em um cenário em tempo real. Um problema semelhante surge quando os dados dentro de um quadro foram corrompidos, e o codec pode ser ajustado para descartar esses quadros corrompidos. Os exemplos acima são chamados de eliminação de quadro ou perda de pacote, e quando isso ocorre o decodificador, tipicamente, invoca certos algoritmos para evitar ou reduzir a degradação na qualidade de áudio causada pela eliminação de quadro, e esses algoritmos são chamados algoritmos de ocultação de eliminação de quadro (ou erro) (FEC) ou algoritmos de ocultação de perda de pacote (PLC).

[004] A Figura 1 ilustra um sinal de áudio inserido em umcodificador 10. Uma transformada para um domínio de frequência é realizada na etapa S1, uma quantificação é realizada na etapa S2, e uma pacotização e transmissão dos coeficientes de frequência quantificados (representados por índices) é realizada na etapa S2. Os pacotes são recebidos por um decodificador 12 na etapa S4, após a transmissão, e os coeficientes de frequência são reconstruídos na etapa S5, em que um algoritmo de ocultação de eliminação de quadro (ou erro) é realizado, conforme indicado por uma unidade de FEC 14. Os coeficientes de frequência reconstruídos são submetidos à transformação inversa para o domínio de tempo na etapa S6. Portanto, a Figura 1 é uma visão geral do sistema, em que os erros de transmissão são manipulados no decodificador de áudio 12 no processo de reconstrução de parâmetro/formato de onda, e um algoritmo de ocultação de eliminação de quadro realiza uma reconstrução de quadros perdidos ou corrompidos.

[005] O propósito da ocultação de erro é sintetizar partes perdidas dosinal de áudio que não chegaram ou não chegam a tempo no decodificador, ou estão corrompidas. Quando um atraso adicional pode ser tolerado e/ou bits adicionais estão disponíveis, poderiam ser usados vários conceitos de FEC potentes que podem ser baseados, por exemplo, na interpolação de quadro perdido entre dois quadros bons ou transmissão de informações laterais essenciais.

[006] Entretanto, em um cenário se conversação em tempo real é,tipicamente, não possível introduzir atraso adicional, e raramente possível aumentar o orçamento de bits e complexidade computacional do algoritmo. Três abordagens de FEC exemplificativas para um cenário em tempo real são as seguintes:- Ativar mudo, em que coeficientes espectrais perdidos são ajustados para zero.

[007] - Repetição, em que coeficientes do último quadro bom sãorepetidos.

[008] - Injeção de ruído, em que coeficientes espectrais perdidos representam a saída de um gerador de ruído aleatório.

[009] Um exemplo de um algoritmo de FEC que é comumente usadopor codecs à base de transformada é um algoritmo de repetição de quadro que usa a abordagem de repetição, e repete os coeficientes de transformada do quadro recebido anteriormente, algumas vezes com um fator de escala, por exemplo, conforme descrito em [1]. Os coeficientes de transformada são então usados para reconstruir o sinal de áudio para o quadro perdido. Os algoritmos de repetição de quadro e os algoritmos para inserir ruído ou silêncio são algoritmos atraentes, porque os mesmos têm complexidade computacional baixa e não exigem extra bits para serem transmitidos ou qualquer atraso extra. Entretanto, a ocultação de erro pode degradar o sinal reconstruído. Por exemplo, um esquema de FEC à base de ativação de mute poderia criar grandes descontinuidades de energia e uma qualidade percebida ruim, e o uso de um algoritmo de injeção de ruído poderia levar a impacto de percepção negativo, especialmente quando aplicado a uma região com componentes tonais proeminentes.

[0010] Outra abordagem descrita em [2] envolve a transmissão deinformações laterais para a reconstrução de quadros errôneos por interpolação. Uma desvantagem desse método é que o mesmo exige largura de banda extra para as informações laterais. Para os coeficientes de MDCT sem informações laterais disponíveis, as amplitudes são estimadas por interpolação, enquanto que os sinais são estimados com o uso de um modelo probabilístico que exige um número grande de quadros passados (50 são sugeridos), o que pode não estar disponível na verdade.

[0011] Um método de interpolação um tanto complexo com correções multiplicativas para a reconstrução de quadros perdido é descrito em [3].

[0012] Uma desvantagem adicional dos métodos de ocultação de erro de quadro à base de interpolação é que os mesmos introduzem atrasos extras (o quadro após o quadro errôneo deve ser recebido antes de qualquer interpolação puder ser tentada) que podem não ser aceitáveis em, por exemplo, aplicações em tempo real como aplicações de conversação. SUMÁRIO

[0013] Um objetivo da tecnologia proposta é a ocultação de erro de quadro aprimorada.

[0014] Esse objetivo é satisfeito pelas modalidades da tecnologia proposta.

[0015] De acordo com um primeiro aspecto, é fornecido um método de ocultação de erro de quadro com base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada. O método envolve rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. O método também envolve acumular o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. Além disso, o método envolve reconstruir um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0016] De acordo com um segundo aspecto, é fornecido um programa de computador para a ocultação de erro de quadro com base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada. O programa de computador compreende código legível por computador que quando executado em um processador faz com que o processador realize as seguintes ações: o mesmo rastreia alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. O mesmo acumula o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. O mesmo reconstrói um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0017] De acordo com um terceiro aspecto, é fornecido um produto de programa de computador, sendo que compreende um meio legível por computador e um programa de computador de acordo com o segundo aspecto armazenado no meio legível por computador.

[0018] De acordo com um quarto aspecto, a tecnologia proposta envolve uma modalidade de um decodificador configurado para a ocultação de erro de quadro com base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada. O decodificador inclui um rastreador de alteração de sinal configurado para rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. O decodificador inclui adicionalmente um acumulador de alteração de sinal configurado para acumular o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. O decodificador também inclui um reconstrutor de quadro configurado para reconstruir um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0019] De acordo com um quinto aspecto, a tecnologia proposta envolve outra modalidade de um decodificador configurado para a ocultação de erro de quadro com base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada. O decodificador inclui um módulo de rastreamento de alteração de sinal para rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. O decodificador inclui adicionalmente um módulo de acumulação de alteração de sinal para acumular o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. O decodificador também inclui um módulo de reconstrução de quadro para reconstruir um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0020] De acordo com um sexto aspecto, a tecnologia proposta envolve uma modalidade adicional de um decodificador configurado para a ocultação de erro de quadro com base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada. O decodificador inclui um processador e uma memória, em que a memória contém instruções executáveis pelo processador, através do qual o decodificador é operativo para realizar as seguintes ações: O mesmo rastreia as alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. O mesmo acumula o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. O mesmo reconstrói um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0021] De acordo com um sétimo aspecto, a tecnologia proposta envolve um terminal de usuário que inclui um decodificador de acordo com o quarto, quinto ou sexto aspecto.

[0022] Pelo menos uma das modalidades tem a capacidade de aprimorar a qualidade de áudio subjetiva no caso de perda de quadro, atraso de quadro ou corrompimento de quadro, e esse aprimoramento é alcançado sem transmitir parâmetros laterais adicionais ou gerar atrasos extras requeridos por interpolação, e com requisitos de memória e complexidade baixos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] A tecnologia proposta, em conjunto com objetivos e vantagens adicionais da mesma, pode ser melhor compreendida fazendo-se referência à seguinte descrição considerada em conjunção com os desenhos anexos, em que:A Figura 1 é um diagrama que ilustra o conceito de ocultação de erro de quadro;A Figura 2 é um diagrama que ilustra rastreamento de alteração de sinal;A Figura 3 é um diagrama que ilustra situações em que alterações de sinal não são consideradas significativas;A Figura 4 é um diagrama que ilustra a estrutura de quadro;A Figura 5 é um diagrama que ilustra um exemplo da reconstrução de um subvetor de um quadro errôneo;A Figura 6 é um fluxograma que ilustra uma modalidade geral do método proposto;A Figura 7 é um diagrama de blocos que proporciona uma visão geral da tecnologia proposta;A Figura 8 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador de acordo com a tecnologia proposta;A Figura 9 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador de acordo com a tecnologia proposta;A Figura 10 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador de acordo com a tecnologia proposta;A Figura 11 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador de acordo com a tecnologia proposta;A Figura 12 é um diagrama de blocos de um terminal de usuário; eA Figura 13 é um diagrama que ilustra outra modalidade de ocultação de erro de quadro.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0024] Por todos os desenhos, as mesmas designações de referência são usadas para elementos semelhantes ou correspondentes.

[0025] A tecnologia proposta no presente documento é, em geral, aplicável a tipos de Transformada Superposta Modulada (MLT), por exemplo, MDCT, que é a transformada atualmente preferencial. A fim de simplificar a descrição somente a MDCT será discutida abaixo.

[0026] Além disso, na descrição abaixo os termos "quadro perdido", "quadro atrasado", "quadro corrompido" e "quadros que contém dados corrompidos" todos representam exemplos de quadros errôneos que devem ser reconstruídos pela tecnologia de ocultação de erro de quadro proposta. De forma semelhante o termo "quadros bons" será usado para indicar quadros não errôneos.

[0027] O uso de um algoritmo de repetição de quadro para ocultar erros de quadro em um codec de transformada que usa a MDCT pode causar a degradação no sinal de áudio reconstruído, devido ao fato de que no domínio de MDCT, as informações de fase são transportadas tanto na amplitude quanto no sinal dos coeficientes de MDCT. Para os componentes tonais ou harmônicos, a evolução dos coeficientes de MDCT correspondentes em termos de amplitude e sinal depende da frequência e da fase inicial dos tons subjacentes. Os coeficientes de MDCT para os componentes tonais no quadro perdido podem, algumas vezes, ter o mesmo sinal e amplitude que no quadro anterior, em que um algoritmo de repetição de quadro será vantajoso. Entretanto, algumas vezes os coeficientes de MDCT para os componentes tonais têm sinal e/ou amplitude alterados no quadro perdido, e naqueles casos o algoritmo de repetição de quadro não funcionará bem. Quando isso acontece, a falta de compatibilidade de sinal causada pela repetição dos coeficientes com o sinal errado fará com que a energia dos componentes tonais seja dispersada sobre uma região de frequência maior, o que resultará em uma distorção audível.

[0028] As modalidades descritas no presente documento analisam as alterações de sinal dos coeficientes de MDCT em quadros recebidos anteriormente, por exemplo, com o uso de um algoritmo de rastreamento de alteração de sinal, e uso dos dados coletados no que diz respeito à alteração de sinal para criar um algoritmo de FEC de complexidade baixa com qualidade de percepção aprimorada.

[0029] Visto que o problema com as descontinuidades de fase é, em sua maior parte, audível para componentes tonais fortes, e esses componentes afetarão um grupo de diversos coeficientes, os coeficientes de transformada podem ser agrupados em subvetores nos quais a análise de sinal é realizada. A análise de acordo com modalidades descritas no presente documento também leva em conta as dinâmicas de sinal, por exemplo, conforme medido por um detector transiente, a fim de determinar a confiabilidade de dados passados. 0 número de alterações de sinal dos coeficientes de transformada pode ser determinado para cada subvetor sobre um número definido de quadros recebidos anteriormente, e esses dados são usados para determinar os sinais dos coeficientes de transformada em um subvetor reconstruído. De acordo com modalidades descritas no presente documento, o sinal de todos coeficientes em um subvetor usado em um algoritmo de repetição de quadro será comutado (invertido), no caso do número determinado de alterações de sinal dos coeficientes de transformada em cada subvetor correspondente através dos quadros recebidos anteriormente ser alto, isto é, ser igual ou exceder um limite de comutação definido.

[0030] As modalidades descritas no presente documento envolvem um algoritmo de extrapolação de sinal à base de decodificador que usa os dados coletados de um algoritmo de rastreamento de alteração de sinal para extrapolar os sinais de um vetor de MDCT reconstruído. 0 algoritmo de extrapolação de sinal é ativado em uma perda de quadro.

[0031] O algoritmo de extrapolação de sinal pode, ainda, acompanhar se os quadros recebidos anteriormente (conforme armazenado em uma memória, isto é, em um armazenamento temporário de decodificador) são estacionários ou se os mesmos contém transientes, visto que o algoritmo somente é significativo para trabalhar em quadros estacionários, isto é, quando o sinal não contém transientes. Portanto, de acordo com uma modalidade, o sinal dos coeficientes reconstruídos será randomizado, no caso de quaisquer quadros de interesse analisados contém um transiente.

[0032] Uma modalidade do algoritmo de extrapolação de sinal é baseada na análise de sinal sobre três quadros recebidos anteriormente, devido ao fato de que três quadros fornecem dados suficientes a fim de alcançar um bom desempenho. No caso de somente os dois últimos quadros serem estacionários, o quadro n-3 é descartado. A análise da alteração de sinal através de dois quadros é semelhante à análise da alteração de sinal através de três quadros, mas o nível de limite é adaptado em conformidade.

[0033] A Figura 2 é um diagrama que ilustra rastreamento de alteração de sinal. Se o histórico de sinal recente contiver somente quadros bons, a alteração de sinal é rastreada em três quadros consecutivos, conforme ilustrado na Figura 2a. No caso de um transiente ou quadro perdido, como na Figura 2b e 2c, a alteração de sinal é calculada nos dois quadros disponíveis. O quadro atual tem índice "n", um quadro perdido é denotado por uma caixa tracejada, e um quadro transiente por uma caixa pontilhada. Portanto, na Figura 2a a região de rastreamento de sinal é 3 quadros, e na Figura 2b e 2c a região de rastreamento de sinal é 2 quadros.

[0034] A Figura 3 é um diagrama que ilustra situações em que as alterações de sinal não são consideradas significativas. Nesse caso um dos dois últimos quadros antes de um quadro errôneo n é um quadro transiente (ou não estacionário). Nesse caso o algoritmo de extrapolação de sinal pode forçar um modo "aleatório" para todos os subvetores do quadro reconstruído.

[0035] Os componentes tonais ou harmônicos no sinal de áudio de domínio de tempo afetarão diversos coeficientes no Domínio de MDCT. Uma modalidade adicional captura esse comportamento na análise de sinal determinando-se o número de alterações de sinal dos grupos de coeficientes de MDCT, ao invés de no vetor inteiro de coeficientes de MDCT, de modo que os coeficientes de MDCT sejam agrupados em, por exemplo, bandas de 4 dimensões em que a análise de sinal é realizada. Visto que a distorção causada por falta de compatibilidade de sinal é, em sua maior parte, audível na região de baixa frequência, uma modalidade adicional da análise de sinal somente é realizada na faixa de frequência de 0 a 1600 Hz, a fim de reduzir a complexidade computacional. Se a resolução de frequência da Transformada MDCT usada nessa modalidade for, por exemplo, 25 Hz por coeficiente, a faixa de frequência consistirá em 64 coeficientes que poderiam ser divididos em B bandas, em que B = 16 nesse exemplo.

[0036] A Figura 4 é um diagrama que ilustra a estrutura de quadro do exemplo acima. Diversos quadros bons consecutivos são ilustrados. O quadro n foi expandido para ilustrar que o mesmo contém 16 bandas ou subvetores. A banda b do quadro n foi expandida para ilustrar os 4 coeficientes de transformada

. Os coeficientes de transformada

e

do subvetor correspondente ou banda b dos quadros

respectivamente, também são ilustradas.

[0037] De acordo com uma modalidade, a determinação do número de alterações de sinal dos coeficientes de transformada em quadros recebidos pelo decodificador é realizada através de um algoritmo de rastreamento de alteração de sinal, que é ativo desde que o decodificador receba quadros, isto é, desde que não haja perdas de quadro. Durante esse período, o decodificador pode atualizar duas variáveis de estado, Sn e Δn para cada subvetor ou banda b usada na análise de sinal, e no exemplo com 16 subvetores haverá, então, 32 variáveis de estado.

[0038] A primeira variável de estado Sn para cada subvetor ou banda b retém o número de comutações de sinal entre o quadro atual n e o quadro passado n-1, e é atualizada de acordo com (observe aqui que o quadro n é considerado um quadro bom, enquanto o quadro n na Figura 2 e 3 era um quadro errôneo):

em que o índice lb indica coeficientes no subvetor ou banda b, n Yé o número de quadros, e é o vetor de coeficientes de transformada quantificados recebidos.

[0039] Se o quadro n for um transiente, que é indicado pela variável isTransientn em (1) o número de comutações de sinal não representa informações relevantes, e será ajustado para 0 para todas as bandas.

[0040] A variável isTransientn é obtida como um "bit transiente" do codificador, e pode ser determinada no lado de codificador conforme descrito em [4].

[0041] A segunda variável de estado Δn para cada subvetor retém o número agregado de comutações de sinal entre o quadro atual n e o quadro passado n-1 e entre o quadro passado n-1 e o quadro n-2, de acordo com:

[0042] O algoritmo de extrapolação de sinal é ativado quando o decodificador não recebe um quadro ou o quadro é ruim, isto é, se os dados forem corrompidos.

[0043] De acordo com uma modalidade, quando um quadro é perdido (errõneo), o decodificador primeiramente realiza um algoritmo de repetição de quadro e copia os coeficientes de transformada a partir do quadro anterior para o quadro atual. A seguir, o algoritmo verifica se os três quadros recebidos anteriormente contêm quaisquer transientes verificando-se os sinalizadores de transiente armazenados para aqueles quadros. (Entretanto, se quaisquer dois últimos quadros recebidos anteriormente contiverem transientes, não há dados úteis na memória para realizar a análise de sinal e nenhuma predição de sinal é realizada, conforme discutido com referência à Figura 3).

[0044] Se pelo menos os dois quadros recebidos anteriormente forem estacionários, o algoritmo de extrapolação de sinal compara o número de comutações de sinal Δn para cada banda com um limite de comutação definido T e comutações, ou inversões, os sinais dos coeficientes correspondentes no quadro atual se o número de comutações de sinal for igual ou exceder o limite de comutação.

[0045] De acordo com uma modalidade, e sob a suposição de bandas de 4 dimensões, o nível do limite de comutação T depende do número de quadros estacionários na memória, de acordo com o seguinte:

[0046] A comparação com o limite T e a comutação/inversão de sinal potencial para cada banda é feita de acordo com o seguinte (em que uma reversão ou inversão de sinal é indicada por -1):

[0047] Nesse esquema, o sinal extrapolado dos coeficientes de transformada no primeiro quadro perdido é comutador, ou mantido o mesmo como no último quadro bom. No caso de haver uma sequência de quadros perdido, em uma modalidade o sinal é randomizado a partir do segundo quadro.

[0048] A Tabela 1 abaixo é um sumário do algoritmo de extrapolação de sinal para ocultação do quadro perdido com índice "n", de acordo com uma modalidade (Observe que aqui quadro n é considerado errôneo, enquanto quadro n foi considerado bom nas equações acima. Portanto, existe uma mudança de índice de 1 unidade na tabela):

[0049] A Figura 5 é um diagrama que ilustra um exemplo dereconstrução de um subvetor de um quadro errôneo. Nesse exemplo os subvetores da Figura 4 serão usados para ilustrar a reconstrução do quadro n+1, que supõe-se ser errôneo. Os 3 quadros n, n-1 ,n-2 são todos considerados estacionários isTransientn = 0, isTransientn_1= 0, isTransientn_2=0). Primeiramente, o rastreamento de alteração de sinal de (1) acima é usado para calcular Sn(b) e Sn-1(b). Nos exemplos existem 3 reversões de sinal entre coeficientes de subvetor correspondentes do quadro n e n—1, e 3 reversões de sinal entre coeficientes de subvetor correspondentes do quadro n -1 e n - 2. Portanto, sn (b) = 3 e sn_1(b) = 3, que, de acordo com a acumulação de alteração de sinal de (2) acima, implica que Δn (b)=6. De acordo com a definição de limite (3) e a extrapolação de sinal (4) isso é suficiente (nesse exemplo) para reverter os sinais dos coeficientes que são copiados a partir do subvetor b de quadro n para o subvetor b de quadro n+1, conforme ilustrado na Figura 5.

[0050] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra uma modalidade geral do método proposto. Esse fluxograma também pode ser visualizado como um diagrama de fluxo de computador. A etapa S11 rastreia as alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. A etapa S12 acumula o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. A etapa S12 reconstrói um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0051] Conforme o observado acima, o limite pode depender do número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. Por exemplo, o limite é atribuído um primeiro valor para 2 quadros estacionários bons consecutivos e um segundo valor para 3 quadros estacionários bons consecutivos.

[0052] Além disso, estacionariedade de um quadro recebido pode ser determinada determinando-se se o mesmo contém quaisquer transientes, por exemplo, examinando-se a variável isTransientn conforme descrito acima.

[0053] Uma modalidade adicional usa três modos de comutação do sinal dos coeficientes de transformada, por exemplo, comutar, preservar, e randomizar, e isso é realizado através da comparação com dois limites diferentes, isto é, um limite de preservação TP e um limite de comutação T3. Isso significa que o sinal extrapolado dos coeficientes de transformada no primeiro quadro perdido é comutador no caso do número de comutações de sinal ser igual ou exceder o limite de comutação T3, e é preservado no caso donúmero de comutações de sinal ser igual ou inferior ao limite de preservação V. Adicionalmente, os sinais são randomizados no caso do número de comutações de sinal ser maior do que o limite de preservação TP e inferior ao limite de comutação T3 , isto é:

[0054] Nesse esquema a extrapolação de sinal no primeiro quadro perdido é aplicada no segundo e assim por diante, como a randomização já faz parte do esquema.

[0055] De acordo com uma modalidade adicional, um fator de escala(atenuação de energia) é aplicado aos coeficientes reconstruídos, além dacomutacão do sinal:

[0056] Na equação (6) G é um fator de escala que pode ser 1 se nenhuma predição de ganho for usada, ou G< 1 no caso de predição de ganho (ou regra de atenuação simples, como -3dB para cada quadro perdido consecutivo).

[0057] As etapas, funções, procedimentos, módulos e/ou blocos descritos no presente documento podem ser implantadas em hardware com o uso de qualquer tecnologia convencional, como tecnologia de circuito discreto ou circuito integrado, incluindo tanto conjunto de circuitos eletrônicos de finalidade geral e conjunto de circuitos de aplicação específica.

[0058] Os exemplos particulares incluem um ou mais processadores de sinal digital configurados de forma adequada e outros circuitos eletrônicos conhecidos, por exemplo, portas lógicas discretas interconectadas para realizar uma função especializada, ou Circuitos Integrados de Aplicação Específica (ASICs).

[0059] Alternativamente, pelo menos algumas das A etapas, funções, procedimentos, módulos e/ou blocos descritos acima podem ser implantados em software como um programa de computador para a execução por conjunto de circuitos de processamento adequados que incluem uma ou mais unidades de processamento.

[0060] Os diagramas ou diagrama de fluxo apresentados no presente documento podem, portanto, ser considerados como um diagrama ou diagramas de fluxo de computador, quando realizados por um ou mais processadores. Um aparelho correspondente pode ser definido como um grupo de módulos de função, em que cada etapa realizada pelo processador corresponde a um módulo de função. Nesse caso, os módulos de função são implantados como um programa de computador em execução no processador.

[0061] Os exemplos de conjunto de circuitos de processamento incluem, sem limitação, um ou mais microprocessadores, um ou mais Processadores de Sinal Digital, DSPs, uma ou mais Unidades de Processamento Central, CPUs, hardware de aceleração de vídeo, e/ou qualquer conjunto de circuitos de lógica programável adequados como um ou mais Arranjos de Porta Programável de Campo, FPGAs, ou um ou mais Controladores de Lógica Programável.

[0062] Também deveria ser compreendido que pode ser possível reutilizar as capacidades de processamento geral de qualquer unidade ou dispositivo convencional em que a tecnologia proposta é implantada. Também pode ser possível reutilizar software existente, por exemplo, reprogramando- se o software existente ou adicionando-se novos componentes de software.

[0063] As modalidades descritas no presente documento se aplicam a um decodificador para um sinal de áudio codificado, conforme ilustrado na Figura 7. Portanto, a Figura 7 é um diagrama de blocos esquemático de um decodificador 20 de acordo com as modalidades. O decodificador 20 compreende uma unidade de entrada IN configurada para receber um sinal de áudio codificado. A figura ilustra a ocultação de perda de quadro por uma unidade de ocultação de erro de quadro lógica (FEC) 16, que indica que o decodificador 20 é configurado para implantar uma ocultação de um quadro de áudio corrompido ou perdido, de acordo com as modalidades descritas acima. O decodificador 20 com suas unidades incluídas poderia ser implantado no hardware. Existem várias variantes de elementos de conjuntos de circuitos que podem ser usadas e combinadas para alcançar as funções das unidades do decodificador 20. Essas variantes são abrangidas pelas modalidades. Os exemplos particulares de implantação de hardware do decodificador representam a implantação na tecnologia de circuito integrado e hardware de processador de sinal digital (DSP), incluindo tanto conjunto de circuitos eletrônicos de finalidade geral e conjunto de circuitos de aplicação específica.

[0064] A Figura 8 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador 20 de acordo com a tecnologia proposta. Uma unidade de entrada IN extrai vetores de coeficiente de transformada de um sinal de áudio codificado e encaminha-os para a unidade de FEC 16 do decodificador 20. O decodificador 20 inclui um rastreador de alteração de sinal 26 configurado para rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. O rastreador de alteração de sinal 26 é conectado a um acumulador de alteração de sinal 28 configurado para acumular o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos. O acumulador de alteração de sinal 28 é conectado a um reconstrutor de quadro 30 configurado para reconstruir um quadro errõneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado. O vetor de coeficiente transformada reconstruído é encaminhado para uma unidade de saída OUT, que converte o mesmo para um sinal de áudio.

[0065] A Figura 9 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador de acordo com a tecnologia proposta. Uma unidade de entrada IN extrai vetores de coeficiente de transformada de um sinal de áudio codificado e encaminha-os para a unidade de FEC 16 do decodificador 20. O decodificador 20 inclui:- um módulo de rastreamento de alteração de sinal 26 para rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos. um módulo de acumulação de alteração de sinal 28 para acumular o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos.

[0066] - um módulo de reconstrução de quadro 30 para reconstruir umquadro errõneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0067] O vetor de coeficiente transformada reconstruído é convertido para um sinal de áudio em uma unidade de saída OUT.

[0068] A Figura 10 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador 20 de acordo com a tecnologia proposta. O decodificador 20 descrito no presente documento poderia, alternativamente, implantado, por exemplo, por um ou mais de um processador 22 e software adequado com memória ou armazenamento adequado 24, portanto, a fim de reconstruir o sinal de áudio, que inclui realiza a ocultação de perda de quadro de áudio de acordo com as modalidades descritas no presente documento. O sinal de áudio codificado de chegada é recebido por uma unidade de entrada IN, à qual o processador 22 e a memória 24 são conectados. O sinal de áudio e decodificado reconstruído obtido a partir do software é emitido a partir da unidade de saída OUT.

[0069] Mais especificamente o decodificador 20 inclui um processador 22 e uma memória 24, e a memória contém instruções executáveis pelo processador, enquanto que o decodificador 20 é operativo para:- rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos.

[0070] - acumular o número de alterações de sinal em subvetorescorrespondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos.

[0071] reconstruir um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0072] Também é ilustrado na Figura 10 um produto de programa de computador 40 que compreende um meio legível por computador e um programa de computador (descrito adicionalmente abaixo) armazenado no meio legível por computador. As instruções do programa de computador podem ser transferidas para a memória 24, conforme indicado pela seta tracejada.

[0073] A Figura 11 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um decodificador 20 de acordo com a tecnologia proposta. Essa modalidade é baseada em um processador 22, por exemplo, um microprocessador, que executa um programa de computador 42 para a ocultação de erro de quadro com base em quadros que incluem vetores de coeficiente de transformada. O programa de computador é armazenado na memória 24. 0 processador 22 se comunica com a memória através de um barramento de sistema. O sinal de áudio codificado chegada é recebido por um controlador de entrada/saída (110) 26 que controla um barramento de 110, ao qual o processador 22 e a memória 24 são conectados. 0 sinal de áudio obtido a partir do software 130 é emitido a partir da memória 24 pelo controlador de 110 26 através do barramento de 110. O programa de computador 42 inclui código 50 para rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados dos quadros estacionários bons consecutivos, código 52 para acumular o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos, e código 54 para reconstruir um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

[0074] O programa de computador que reside na memória pode ser organizado como módulos de função adequados configurado para realizar, quando executado pelo processador, pelo menos parte das etapas e/ou tarefas descritas acima. Um exemplo desses módulos de função é ilustrado na Figura 9.

[0075] Conforme observado acima, o software ou programa de computador 42 pode ser concretizado como um produto de programa de computador 40, que é normalmente portado ou armazenado em um meio legível por computador. 0 meio legível por computador pode incluir um ou mais dispositivos de memória não removíveis ou removíveis que incluem, sem limitação, Memória Somente de Leitura, ROM, uma Memória de Acesso Aleatório, RAM, um Disco Compacto, CD, um Disco Versátil Digital, DVD, um Barramento Serial Universal, USB, memória, uma Unidade de Disco Rígido, dispositivo de armazenamento HDD, uma memória flash, ou qualquer outro dispositivo de memória convencional. O programa de computador pode, então, ser carregado na memória operacional de um computador ou dispositivo de processamento equivalente para a execução pelo conjunto de circuitos de processamento do mesmo.

[0076] Por exemplo, o programa de computador inclui instruções executáveis pelo conjunto de circuitos de processamento, através do qual o conjunto de circuitos de processamento tem a capacidade ou é operativo para executar as etapas, funções, procedimentos e/ou blocos descritos no presente documento.

[0077] 0 computador ou conjunto de circuitos de processamento nãoprecisa ser dedicado para somente executar as etapas, funções, procedimento e/ou blocos descritos no presente documento, mas também pode executar outras tarefas.

[0078] A tecnologia descrita acima pode ser usada, por exemplo, em um receptor, que pode ser usado em um dispositivo móvel (por exemplo, telefone móvel, laptop) ou um dispositivo estacionário, como um computador pessoal. Esse dispositivo será chamado de terminal de usuário que inclui um decodificador 20 conforme descrito acima. 0 terminal de usuário pode ser um dispositivo com fio ou sem fio.

[0079] Conforme usado no presente documento, o termo "dispositivo sem fio" pode se referir a um Equipamento de Usuário, UE, um telefone móvel, um telefone celular, um Assistente Digital Pessoal, PDA, equipado com capacidade de comunicação a rádio, um telefone inteligente, laptop ou Computador Pessoal, PC, equipado com um modem de banda larga móvel externo ou interno, um PC do tipo tablet com capacidades de comutação de rádio, um dispositivo de rádio eletrônico portátil, um dispositivo de sensor equipado com capacidades de comunicação de rádio ou similares. Em particular, o termo "UE" deveria ser interpretado como um termo não limitador que compreende qualquer dispositivo equipado com conjunto de circuitos de rádio para comunicação sem fio de acordo com qualquer padrão de comunicação relevante.

[0080] Conforme usado no presente documento, o termo "dispositivo com fio" pode se refere a pelo menos alguns dos dispositivos acima (com ou sem capacidade de comunicação de rádio), por exemplo, um PC, quando configurado para conexão com fio a uma rede.

[0081] A Figura 12 é um diagrama de blocos de um terminal de usuário 60. 0 diagrama ilustra um equipamento de usuário, por exemplo, um telefone móvel. Um sinal de rádio de uma antena é encaminhado para uma unidade de rádio 62, e o sinal digital da unidade de rádio é processado por um decodificador 20 de acordo com a tecnologia ocultação de erro de quadro proposta (tipicamente o decodificador pode realizar outra tarefa, como a decodificação de outros parâmetros que descrevem o segmento, mas essas tarefas não são descritas visto que as mesmas são bem conhecidas na técnica e não formam uma parte essencial da tecnologia proposta). O sinal de áudio é encaminhado para uma unidade de amplificação e conversão de sinal digital/analógico (D/A) 64 conectada a um alto-falante.

[0082] A Figura 13 é um diagrama que ilustra outra modalidade de ocultação de erro de quadro. O lado de codificador 10 é semelhante à modalidade da Figura 1. Entretanto, o lado de codificador inclui um decodificador 20 de acordo com a tecnologia proposta. Esse decodificador inclui uma unidade de ocultação de erro de quadro (FEC) 16 conforme proposto no presente documento. Essa unidade modifica a etapa de reconstrução S5 da Figura 1 em uma etapa de reconstrução S5' com base na tecnologia proposta. De acordo com a modalidade adicional, o algoritmo de ocultação de erro descrito acima pode, opcionalmente, ser combinado com outro algoritmo de ocultação em um domínio diferente. Na Figura 13 isso é ilustrado por uma unidade de ocultação de erro de quadro opcional FEC2 18, em que uma ocultação à base de densidade de formato de onda também é realizada. Isso modificada a etapa S6 em S6'. Portanto, nessa modalidade o formato de onda reconstruído contém contribuições de ambos os esquemas de ocultação.

[0083] Deve ser compreendido que a escolha de interagir unidades ou módulos, bem como a nomeação das unidades são somente para propósito exemplificativo, e pode ser configurado em uma pluralidade de formas alternativas a fim de ter a capacidade de executar as ações de processo revelado.

[0084] Também deveria ser observado que as unidades ou módulos descritos nessa revelação devem ser considerados como entidades lógicas e não com necessidade como entidades físicas separadas. Será apreciado que o escopo da tecnologia revelada no presente documento abrange completamente outras modalidades que pode se tornar óbvias àqueles versados na técnica, e que o escopo dessa revelação consequentemente não deve ser limitado.

[0085] Referência a um elemento no singular não se destina a significar "um e somente um" a menos que explicitamente declarado, mas em vez disso "um ou mais." Todos os equivalentes estruturais e funcionais aos elementos das modalidades descritas acima que são conhecidos por aqueles de habilidade comum na técnica são expressamente incorporados no presente documento a título de referência e são destinados a serem abrangidos aqui. Ademais, não é necessário para um dispositivo ou método abordar cada e todo problema que se busca resolver pela tecnologia revelada no presente documento, para o mesmo ser abrangido aqui.

[0086] Na descrição precedente, para os propósitos de explicação e não limitação, detalhes específicos são apresentados como arquiteturas, interfaces, conjuntos de procedimentos particulares, etc. a fim de fornecer uma compressão completa da tecnologia revelada. Entretanto, será aparente para aqueles versados na técnica que a tecnologia revelada pode ser praticada em outras modalidades e/ou combinações de modalidades que se afastam desses detalhes específicos. Isto é, aqueles versados na técnica terão a capacidade de conceber várias disposições que, embora não descrito ou mostrado explicitamente no presente documento, incorporam os princípios da tecnologia revelada. Em alguns casos, as descrições detalhadas de dispositivos bem conhecidos, circuitos, e métodos são omitidos para não obscurecer a descrição da tecnologia revelada com detalhes desnecessários. Todas as declarações no presente documento que recitam princípios, aspectos, e modalidades da tecnologia revelada, bem como exemplos específicos da mesma, são destinados a abranger equivalentes estruturais e funcionais dos mesmos. Adicionalmente, pretende-se que esses equivalentes incluem ambos os equivalentes conhecidos atualmente bem como equivalentes desenvolvidos no futuro, por exemplo, quaisquer elementos desenvolvidos que realizam a mesma função, independentemente da estrutura.

[0087] Portanto, por exemplo, será apreciado por aqueles versados na técnica que as figuras no presente documento podem representar vistas conceituais de conjunto de circuitos ilustrativos ou outras unidades funcionais que incorporam os princípios da tecnologia, e/ou vários processos que podem ser substancialmente representados em meio legível por computador e executados por um computador ou processador, embora esse computador ou processador não possa ser mostrado explicitamente nas figuras.

[0088] As funções dos vários elementos que incluem blocos funcionais podem ser fornecidas através do uso de hardware como hardware de circuito e/ou hardware que tem a capacidade de executar software na forma de instruções codificadas armazenadas no meio legível por computador. Portanto, essas funções e blocos funcionais ilustrados devem ser compreendidos como sendo implantados por hardware e/ou implantados por computador, e então implantado por máquina.

[0089] As modalidades descritas acima devem ser compreendidas como alguns exemplos ilustrativos da presente invenção. Será compreendido por aqueles versados na técnica que várias modificações, combinações e mudanças podem ser feitas ás modalidades sem se afastar do escopo da presente invenção. Em particular, soluções de parte diferente nas diferentes modalidades podem ser combinadas em outras configurações, quando tecnicamente possível.

[0090] Será compreendido por aqueles versados na técnica que várias modificações e alterações podem ser feitas à tecnologia proposta sem se afastar do escopo da mesma, que é definido pelas reivindicações anexas. REFERÊNCIAS[1] ITU-T standard G.719, section 8.6, junho de 2008.[2] A. Ito et a1, "Improvement of Packet Loss Concealment for MP3 Audio Based on Switching of Concealment method and Estimation of MDCT Signs", IEEE, 2010 Sixth International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, páginas 518 a 521.[3] Sang-Uk Ryu and Kenneth Rose, "An MDCT Domain Frame-Loss Concealment Technique for MPEG Advanced Audio Coding", IEEE, ICASSP 2007, páginas 1-273 a 1-276.[4] ITU-T standard G.719, section 71, junho de 2008.ABREVIAÇÕESASIC - Circuito Integrado de Aplicação EspecíficaCPU - Unidades de Processamento CentralDSP - Processador de Sinal DigitalFEC - Ocultação de Eliminação de QuadroFPGA -Arranjo de Porta Programável de CampoMDCT - Transformada Discreta de Cosseno ModificadaMLT - Transformada Superposta ModuladaPLC - Ocultação de Perda de Pacote

Claims

1. Método de ocultação de erro de quadro com base em quadros incluindo vetores de coeficiente de transformada, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: rastrear (S11) alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados, cada compreendendo uma pluralidade de coeficientes, de quadros estacionários consecutivos bons; acumular (S12) o número de alterações de sinal nos subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários consecutivos bons; reconstruir (S13) um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores tendo um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o limite depende do número predeterminado de quadros estacionários consecutivos bons.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que é atribuído ao limite um primeiro valor para 2 quadros estacionários consecutivos bons, e um segundo valor para 3 quadros estacionários consecutivos bons.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de determinar a estacionariedade de um quadro recebido mediante a determinação sobre se o mesmo contém quaisquer transientes.

5. Meio legível por computador caracterizado pelo fato de que compreende armazenadas em si instruções legíveis por computador que, quando executadas em um processador (22), faz com que o processador execute o método para ocultação de erro de quadro com base em quadros incluindo vetores de coeficiente de transformada compreendendo as etapas de: rastrear (S11; 50) alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores, cada compreendendo uma pluralidade de coeficientes, predeterminados de quadros estacionários consecutivos bons; acumular (S12; 52) o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários consecutivos bons; reconstruir (S13; 54) um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores que têm um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

6. Decodificador (20) configurado para ocultar erro de quadro com base em quadros incluindo vetores de coeficiente de transformada, o decodificador caracterizado pelo fato de que inclui: um rastreador de alteração de sinal (26) configurado para rastrear alterações de sinal entre coeficientes de transformada correspondentes de subvetores predeterminados, cada compreendendo uma pluralidade de coeficientes, de quadros estacionários bons consecutivos; um acumulador de alteração de sinal (28) configurado para acumular o número de alterações de sinal em subvetores correspondentes de um número predeterminado de quadros estacionários bons consecutivos; um reconstrutor de quadro (30) configurado para reconstruir um quadro errôneo com o último quadro estacionário bom, mas com sinais inversos de coeficientes de transformada em subvetores tendo um número acumulado de alterações de sinal que excede um limite predeterminado.

7. Terminal de usuário (60) caracterizado pelo fato de que inclui um decodificador (20) conforme definido na reivindicação 6.

8. Terminal de usuário (60), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o terminal de usuário é um equipamento de usuário.

9. Terminal de usuário (60), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o equipamento de usuário é um telefone móvel.

10. Terminal de usuário (60), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o terminal de usuário é um computador pessoal.