BR112015018021B1 - Aparelho e método para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação e um segundo algoritmo de codificação - Google Patents

Aparelho e método para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação e um segundo algoritmo de codificação Download PDF

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Abstract

APARELHO E MÉTODO PARA SELECIONAR UM DE UM PRIMEIRO ALGORITMO DE CODIFICAÇÃO E UM SEGUNDO ALGORITMO DE CODIFICAÇÃO. Um aparelho para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação, tendo uma primeira característica, e um segundo algoritmo de codificação, tendo uma segunda característica, para codificar uma parte de um sinal de áudio para obter uma versão codificada da parte do sinal de áudio compreende um primeiro estimador para estimar uma primeira medição de qualidade para a parte do sinal de áudio que é associada ao primeiro algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação. Um segundo estimador é fornecido para estimar uma segunda medição de qualidade para a parte do sinal de áudio que é associada com o segundo algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o segundo algoritmo de codificação. O aparelho compreende um controlador para selecionar o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação com base em uma comparação entre a primeira medição de qualidade e a segunda medição de qualidade. Figura 1

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO
[0001] A presente invenção refere-se à codificação de áudio e, em particular, à codificação de áudio comutada, onde, para diferentes partes de um sinal de áudio, o sinal codificado é gerado utilizando diferentes algoritmos de codificação.
[0002] Codificadores de áudio comutados que determinam diferentes algoritmos de codificação para diferentes partes do sinal de áudio são conhecidos. Geralmente, codificadores de áudio comutados fornecem a comutação entre dois modos diferentes, ou seja, algoritmos, como ACELP (Previsão Linear Excitada de Código Algébrico | Algebraic Code Excited Linear Prediction) e TCX (Excitação Codificada por Transformada | Transform Coded Excitation).
[0003] 0 modo LPD de MPEG USAC (Codificação de Áudio de Fala Unificada por MPEG | MPEG Unified Speech Audio Coding) é com base nos dois modos diferentes ACELP e TCX. ACELP fornece melhor qualidade para fornecer melhor qualidade para os sinais do tipo fala e transiente. TCX fornece melhor qualidade para os sinais do tipo música ou ruido. O codificador decide qual modo utilizar em uma base estrutura por estrutura. A decisão feita pelo codificador é critica para a qualidade do codec. Uma única decisão errada pode produzir uma forte perturbação, particularmente em baixas taxas de bit.
[0004] A abordagem mais direta para decidir qual modo utilizar é uma seleção do modo de circuito fechado, ou seja, para realizar uma codificação/decodificação completa de ambos os modos, então calcular um critério de seleção (por exemplo, SNR segmentar) para ambos os modos com base no sinal de áudio e os sinais de áudio codificados/decodifiçados, e finalmente escolhem um modo com base nos critérios de seleção. Esta abordagem geralmente produz uma decisão estável e robusta. Entretanto, isso ainda exige uma quantidade significante de complexidade, pois ambos os modos devem ser executados em cada estrutura.
[0005] Para reduzir a complexidade uma abordagem alternativa é a seleção do modo de circuito aberto. A seleção de circuito aberto consiste em não realizar uma codificação/decodificação completa de ambos os modos, mas ao invés de escolher um modo utilizando um critério de seleção computado com baixa complexidade. A complexidade do pior caso é então reduzida pela complexidade do modo de complexidade minima (geralmente TCX), menos a complexidade necessária para calcular os critérios de seleção. Economizar na complexidade é geralmente significante, o que torna este tipo de abordagem atrativa quando a complexidade do pior caso do codec é restrita.
[0006] 0 padrão AMR-WB+ (definido no Padrão Internacional 3GPP TS 26.290 V6.1.0 2004-12) inclui uma seleção do modo de circuito aberto, utilizado para decidir entre todas as combinações de ACELP/TCX20/TCX40/TCX80 em uma estrutura de 80 ms. É descrito na Seção 5.2.4 de 3GPP TS 26.290. É ainda descrito no documento da conferência "Low Complex Audio Encoding for Mobile, Multimedia, VTC 2006, Makinen et al." E nas US 7.747.430 B2 e US 7.739.120 B2 voltando ao autor deste documento da conferência.
[0007] O documento US 7.747.430 B2 revela uma seleção de modo de circuito aberto com base em uma análise dos parâmetros de previsão de longa duração. O documento US 7.739.120 B2 revela uma seleção de modo de circuito aberto com base em características do sinal que indicam o tipo de conteúdo de áudio nas respectivas seções de um sinal de áudio, caracterizado, se tal seleção não estiver visível, pela seleção ainda ter base em uma avaliação estatística realizada para respectivamente as seções próximas.
[0008] A seleção de modo de circuito aberto de AMR-WB+ pode ser descrita em duas etapas principais. Na primeira etapa principal, vários recursos estão disponíveis no sinal de áudio, como desvio padrão de níveis de energia, relação da energia de baixa frequência/alta frequência, energia total, distância de ISP {immittance spectral pair | par espectral de imitância), atrasos e ganhos de tom, inclinação espectral. Esses recursos são então utilizados para fazer uma escolha entre ACELP e TCX, utilizando um simples classificador com base no limite. Se TCX for selecionada na primeira etapa principal, então a segunda etapa principal decide entre as possíveis combinações de TCX20/TCX40/TCX80 em uma forma de circuito fechado.
[0009] O documento WO 2012/110448 Al revela uma abordagem para decidir entre dois algoritmos de codificação tendo diferentes características com base em um resultado de detecção transiente e um resultado de qualidade de um sinal de áudio. Além disso, a aplicação de uma histerese é revelada, caracterizado pela histerese depender das seleções feitas no passado, ou seja, para as partes do sinal de áudio prévias.
[0010] No documento de conferência "Low Complex Audio Encoding for Mobile, Multimedia, VTC 2006, Makinen et al.", a seleção de modo de circuito aberto e fechado de AMR- WB+ são comparadas. Os testes de audição subjetiva indicam que a seleção de modo de circuito aberto realiza significantemente pior do que a seleção do modo de circuito fechado. Mas é mostrado, ainda, que a seleção de modo de circuito aberto reduz a complexidade de pior caso em 40%.
[0011] É o objeto da invenção fornecer uma abordagem melhorada que permite a seleção entre um primeiro algoritmo de codificação e um segundo algoritmo de codificação com bom desempenho e complexidade reduzida.
[0012] Esse objeto é obtido por um de acordo com a reivindicação 1, um método de acordo com a reivindicação 20 e um programa de computador de acordo com a reivindicação 37.
[0013] Aplicações da invenção fornecem um aparelho para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação tendo uma primeira característica e um segundo algoritmo de codificação tendo uma segunda característica para codificar uma parte de um sinal de áudio para obter uma versão codificada da parte do sinal de áudio, compreendendo:
[0014] um primeiro estimador para estimar uma primeira medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, que é associada com o primeiro algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação;
[0015] um segundo estimador para estimar uma segunda medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, que é associada com o segundo algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o segundo algoritmo de codificação; e
[0016] um controlador para selecionar o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação, com base em uma comparação entre a primeira medição de qualidade e a segunda medição de qualidade.
[0017] As aplicações da invenção fornecem um método para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação tendo uma primeira característica e um segundo algoritmo de codificação tendo uma segunda característica para codificar uma parte de um sinal de áudio para obter uma versão codificada da parte do sinal de áudio, compreendendo:
[0018] estimar uma primeira medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, que é associada com o primeiro algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação;
[0019] estimar uma segunda medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, que é associada com o segundo algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o Segundo algoritmo de codificação; e
[0020] selecionar o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação com base em uma comparação entre a primeira medição de qualidade e a segunda medição de qualidade.
[0021] As aplicações da invenção têm base no reconhecimento que uma seleção de circuito aberto com desempenho melhorado pode ser implementada estimando-se uma medição de qualidade para cada primeiro e segundo algoritmos de codificação e selecionando um dos algoritmos de codificação com base em uma comparação entre o primeiro e segunda medições de qualidade. As medições de qualidade são estimadas, ou seja, o sinal de áudio não é realmente codificado e decodificado para obter as medições de qualidade. Assim, as medições de qualidade podem ser obtidas com complexidade reduzida. A seleção do modo pode então ser realizada utilizando as medições de qualidade estimadas comparáveis a uma seleção do modo de circuito fechado.
[0022] Nas aplicações da invenção, uma seleção de modo de circuito aberto, em que o SNR segmentar de ACELP e a TCX são estimadas pela primeira vez com baixa complexidade, é implementada. E então a seleção do modo é realizada utilizando esses valores segmentares estimados de SNR, como em uma seleção do modo de circuito fechado.
[0023] As aplicações da invenção não empregam uma abordagem clássica de recursos+classificador, como é feito na seleção de modo de circuito aberto de AMR-WB+. Ao invés disso, as aplicações da invenção tentam estimar uma medição de qualidade de cada modo e selecionam o modo que fornece a melhor qualidade.
[0024] As aplicações da presente invenção serão agora descritas em mais detalhes com referência aos desenhos anexos, em que:
[0025] A Figura 1 mostra uma visualização esquemática de uma aplicação de um aparelho para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação e um segundo algoritmo de codificação;
[0026] A Figura 2 mostra uma visualização esquemática de uma aplicação de um aparelho para codificar um sinal de áudio;
[0027] A Figura 3 mostra uma visualização esquemática de uma aplicação de um aparelho para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação e um segundo algoritmo de codificação;
[0028] As Figuras 4a e 4b são representações possiveis de SNR e SNR segmentar.
[0029] Na descrição a seguir, elementos/etapas semelhantes nos diferentes desenhos são referidos pelos mesmos sinais de referência. Deve-se observar que, nos desenhos, as características, como conexões do sinal e semelhantes, que não são necessárias para o entendimento da invenção, foram omitidas.
[0030] A figura 1 mostra um aparelho 10 para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação, como um algoritmo TCX, e um segundo algoritmo de codificação, como um algoritmo ACELP, como o codificador para codificar uma parte de um sinal de áudio. O aparelho 10 compreende um primeiro estimador 12 para estimar uma primeira medição de qualidade para a parte do sinal. A primeira medição de qualidade é associada com o primeiro algoritmo de codificação. Em outras palavras, o primeiro estimador 12 estima uma primeira medição de qualidade cuja parte do sinal de áudio teria sido codificada e decodificada utilizando o primeiro algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação. O aparelho 10 compreende um segundo estimador 14 para estimar uma segunda medição de qualidade para a parte do sinal. A segunda medição de qualidade está associada com o segundo algoritmo de codificação. Em outras palavras, o segundo estimador 14 estima a segunda medição de qualidade cuja parte do sinal de áudio teria sido codificada e decodificada utilizando o segundo algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o segundo algoritmo de codificação. Além disso, o aparelho 10 compreende um controlador 16 para selecionar o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação com base em uma comparação entre a primeira medição de qualidade e a segunda medição de qualidade. O controlador pode compreender uma saida 18 indicando o algoritmo de codificação selecionado.
[0031] Em uma aplicação, a primeira característica associada com o primeiro algoritmo de codificação é mais bem adequada para os sinais do tipo música ou ruido, e a segunda característica de codificação associada com o segundo algoritmo de codificação é mais bem adequada para sinais do tipo fala e transiente. Nas aplicações da invenção, o primeiro algoritmo de codificação é um algoritmo de codificação de áudio, como um algoritmo de codificação por transformada, por exemplo, um algoritmo de codificação de MDCT (modified discrete cosine transform | transformada de cosseno discreta modificada), como um algoritmo de codificação de TCX (transform coding excitation | excitação de codificação por transformada). Outros algoritmos de codificação de transformada podem ter base em uma transformada de FFT ou qualquer outra transformada ou banco de filtro. Nas aplicações da invenção, o segundo algoritmo de codificação é um algoritmo de codificação de fala, como um algoritmo de codificação de CELP (code excited linear prediction | previsão linear excitada por código), como um algoritmo de codificação de ACELP (algebraic code excited linear prediction | previsão linear excitada por código algébrico).
[0032] Nas aplicações a medição de qualidade representa uma medição de qualidade perceptual. Um único valor que é uma estimativa da qualidade subjetiva do primeiro algoritmo de codificação e um único valor que é uma estimativa da qualidade subjetiva do segundo algoritmo de codificação pode ser calculado. O algoritmo de codificação que fornece a melhor qualidade subjetiva estimada pode ser escolhido apenas com base na comparação destes dois valores.Isso é diferente do que é feito no padrão AMR-WB+, em que muitos recursos que representam diferentes características do sinal são calculados e, então, um classificador é aplicado para decidir qual algoritmo escolher.
[0033] Nas aplicações, a respectiva medição de qualidade é estimada com base em uma parte do sinal de áudio ponderado, ou seja, uma versão ponderada do sinal de áudio. Nas aplicações, o sinal de áudio ponderado pode ser definido como um sinal de áudio filtrado por uma função de ponderação, em que a função de ponderação é um filtro de LPC ponderado A(z/g) com A(z) um filtro de LPC, por exemplo, uma ponderação entre 0 e 1 como 0,68. É observado que as medições da qualidade perceptual podem ser escolhidas dessa forma. Observe que o filtro de LPC A(z) e o filtro de LPC ponderado A(z/g) são determinados em um estágio de pré-processamento e que eles ainda são utilizados em ambos os algoritmos de codificação. Em outras aplicações, a função de ponderação pode ser um filtro linear, um filtro de FIR ou um filtro de previsão linear.
[0034] Nas aplicações, a medição de qualidade é o SNR segmentar (índice de sinal para ruído) no domínio de sinal ponderado. É observado que o SNR segmentar no domínio de sinal ponderado representa uma boa medição da qualidade perceptual e, assim, pode ser utilizado como a medição de qualidade em uma forma benéfica. Essa ainda é a medição de qualidade utilizado tanto no algoritmo de codificação de ACELP quanto no algoritmo de codificação de TCX para estimar os parâmetros de codificação.
[0035] Outra medição de qualidade pode ser o SNR no dominio de sinal ponderado. Outras medições de qualidade podem ser o SNR segmentar, o SNR da parte do sinal de áudio correspondente no dominio de sinal não ponderado, ou seja, não filtrado pelos coeficientes de LPC (ponderados). Outras medições de qualidade podem ser a distorção espectral ou o índice de ruído para máscara (NMR | noise-to-mask ratio).
[0036] Geralmente, SNR compara os sinais de áudio original e processado (como sinais de fala) amostra por amostra. Seu objetivo é medir a distorção dos codificadores da forma de onda que reproduzem a forma de onda de entrada. SNR pode ser calculado conforme mostrado na Figura 4a, em que x(i) e y(i) são as amostras originais e processadas indexadas por i e N é o número total de amostras. SNR segmentar, ao invés de operar em todo o sinal, calcula a média dos valores de SNR de segmentos curtos, como 1 a 10 ms, como 5 ms. SNR pode ser calculado conforme mostrado na figura 4b, em que N e M são o comprimento do segmento e o número de segmentos, respectivamente.
[0037] Nas aplicações da invenção, a parte do sinal de áudio representa uma estrutura do sinal de áudio que é obtido pelo janelamento do sinal de áudio e seleção de um algoritmo de codificação apropriado é realizado para uma pluralidade de estruturas sucessivas obtidas pelo janelamento de um sinal de áudio. Na seguinte especificação, em conexão com o sinal de áudio, os termos "parte" e "estrutura" são utilizados em uma forma permutável. Nas aplicações, cada estrutura é dividida em subestruturas e SNR segmentar é estimado para cada estrutura pelo cálculo de SNR para cada subestrutura, convertido em dB e calculando a média da subestrutura SNRs em dB.
[0038] Assim, nas aplicações, não é o SNR (segmentar) entre o sinal de áudio de entrada e o sinal de áudio decodificado que é estimado, mas o SNS (segmentar) entre o sinal de áudio de entrada ponderado e o sinal de áudio decodificado ponderado é estimado. Quanto a esse SNS (segmentar), a referência pode ser feita ao capitulo 5.2.3 do padrão AMR-WB+ (Padrão internacional 3GPP TS 26.290 V6.1.0 2004-12).
[0039] Nas aplicações da invenção, a respectiva medição de qualidade é estimada com base na energia de uma parte do sinal de áudio ponderado e com base em uma distorção estimada introduzida ao codificar a parte do sinal pelo respectivo algoritmo, caracterizado pelo primeiro e pelo segundo estimador serem configurados para determinar as distorções estimadas dependentes da energia de um sinal de áudio ponderado.
[0040] Nas aplicações da invenção, uma distorção estimada do quantizador introduzida por um quantizador utilizado no primeiro algoritmo de codificação ao quantizar a parte do sinal de áudio é determinada e a primeira medição de qualidade é determinada com base na energia da parte do sinal de áudio ponderado e na distorção estimada do quantizador. Nessas aplicações, um ganho global para a parte do sinal de áudio pode ser estimado de modo que a parte do sinal de audio produziria uma dada taxa de bit alvo quando codificada com um quantizador e um codificador por entropia utilizado no primeiro algoritmo de codificação, caracterizado pela distorção estimada do quantizador ser determinada com base no ganho global estimado. Nessas aplicações, a distorção estimada do quantizador pode ser determinada com base em uma potência do ganho estimado. Quando o quantizador utilizado no primeiro algoritmo de codificação é um quantizador em escala uniforme, o primeiro estimador pode ser configurado para determinar a distorção estimada do quantizador utilizando a fórmula D = G*G/12, em que D é a distorção estimada do quantizador e G é o ganho global estimado. No caso do primeiro algoritmo de codificação utilizar outro quantizador, a distorção do quantizador pode ser determinada do ganho global em uma forma diferente.
[0041] Os inventores reconheceram que uma medição de qualidade, como um SNR segmentar, que seria obtida ao codificar e decodificar a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação, como o algoritmo de TCX, pode ser estimada em uma forma apropriada utilizando os recursos acima em qualquer respectiva combinação.
[0042] Nas aplicações da invenção, a primeira medição de qualidade é um SNR segmentar e o SNR segmentar é estimado pelo cálculo de um SNR estimado associado com cada uma de uma pluralidade de subpartes da parte do sinal de áudio com base em uma energia da subparte do sinal de áudio ponderado correspondente e da distorção estimada do quantizador e pelo cálculo de uma média dos SNRs associados com as subpartes da parte do sinal de áudio ponderado para obter o SNR estimado segmentar para a parte do sinal de áudio ponderado.
[0043] Nas aplicações da invenção, uma distorção do codebook [livro de códigos] adaptativo estimada introduzida por um codebook adaptativo utilizado no segundo algoritmo de codificação ao utilizar o codebook adaptativo para codificar a parte do sinal de áudio é determinada, e a segunda medição de qualidade é estimada com base em uma energia da parte do sinal de áudio ponderado e a distorção do codebook adaptativo estimada.
[0044] Em tais aplicações, para cada uma de uma pluralidade de subpartes da parte do sinal de áudio, o codebook adaptativo pode ser aproximado com base em uma versão da subparte do sinal de áudio ponderado transferido ao passado por um atraso de tom determinado em um estágio de pré-processamento, um ganho do codebook adaptativo pode ser estimado de modo que um erro entre a subparte da parte do sinal de áudio ponderado e o codebook adaptativo aproximado seja reduzido, e uma distorção do codebook adaptativo estimada pode ser determinada com base na energia de um erro entre a subparte da parte do sinal de áudio ponderado e o codebook adaptativo aproximado escalado pelo ganho do codebook adaptativo.
[0045] Nas aplicações da invenção, a distorção do codebook adaptativo estimada determinada para cada subparte da parte do sinal de áudio pode ser reduzida por um fator constante a fim de considerar uma redução da distorção que é obtida por um codebook inovador no segundo algoritmo de codificação.
[0046] Nas aplicações da invenção, a segunda medição de qualidade é um SNR segmentar e o SNR segmentar é estimado pelo cálculo de um SNR estimado associado com cada subparte com base na energia da subparte do sinal de áudio ponderado correspondente e a distorção do codebook adaptativo estimada e pelo cálculo de uma média dos SNRs associados com as subpartes para obter o SNR estimado segmentar.
[0047] Nas aplicações da invenção, o codebook adaptativo é aproximado com base em uma versão da parte do sinal de áudio ponderado transferido ao passado por um atraso de tom determinado em um estágio de pré-processamento, um ganho do codebook adaptativo é estimado de modo que um erro entre a parte do sinal de áudio ponderado e o codebook adaptativo aproximado seja reduzido, e a distorção do codebook adaptativo estimada é determinada com base na energia entre a parte do sinal de áudio ponderado e o codebook adaptativo aproximado escalado pelo ganho do codebook adaptativo. Assim, a distorção do codebook adaptativo estimada pode ser determinada com baixa complexidade.
[0048] Os inventores reconheceram que a medição de qualidade, como um SNR segmentar, que seria obtida ao codificar e decodificar a parte do sinal de áudio utilizando o segundo algoritmo de codificação, como um algoritmo de ACELP, pode ser estimada em uma forma apropriada utilizando os recursos acima em qualquer respectiva combinação.
[0049] Nas aplicações da invenção, um mecanismo de histerese é utilizado ao comparar as medições de qualidade estimadas. Ele pode tomar a decisão que o algoritmo deve ser utilizado mais estável. O mecanismo de histerese pode dependente das medições de qualidade estimadas (como a diferença entre eles) e outros parâmetros, como estatística sobre as decisões anteriores, o número de estruturas temporalmente estacionárias, transientes nas estruturas. Desde que esses mecanismos de histerese sejam referidos, a referência pode ser feita ao documento WO 2012/110448 Al, por exemplo.
[0050] Nas aplicações da invenção, um codificador para codificar um sinal de áudio compreende o aparelho 10, um estágio para realizar o primeiro algoritmo de codificação e um estágio para realizar o segundo algoritmo de codificação, caracterizado pelo codificador ser configurado para codificar a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação dependendo da seleção pelo controlador 16. Nas aplicações da invenção, um sistema para codificar e decodificar compreende o codificador e um decodificador configurado para receber a versão codificada da parte do sinal de áudio e uma indicação do algoritmo utilizado para codificar a parte do sinal de áudio e para decodificar a versão codificada da parte do sinal de áudio utilizando o algoritmo indicado.
[0051] Antes de descrever uma aplicação do primeiro estimador 12 e do segundo estimador 14 em detalhes com referência à figura 3, uma aplicação de um codificador 20 é descrita com referência à figura 2.
[0052] O codificador 20 compreende o primeiro estimador 12, o segundo estimador 14, o controlador 16, uma unidade de pré-processamento 22, um interruptor 24, um primeiro estágio de codificador 26 configurado para realizar um algoritmo de TCX, um segundo estágio de codificador 28 configurado para realizar um algoritmo de ACELP e uma interface de saida 30. A unidade de pré-processamento 22 pode ser parte de um codificador de USAC comum e pode ser configurada para emitir os coeficientes de LPC, os coeficientes de LPC ponderados, o sinal de áudio ponderado e um conjunto de atrasos de tom. Observa-se que todos esses parâmetros são utilizados nos dois algoritmos de codificação, ou seja, no algoritmo de TCX e no algoritmo de ACELP. Assim, tais parâmetros não devem ser calculados para a decisão do modo de circuito aberto adicionalmente. A vantagem de utilizar os parâmetros já calculados na decisão do modo de circuito aberto é economizar a complexidade.
[0053] Um sinal de áudio de entrada 40 é fornecido em uma linha de entrada. O sinal de áudio de entrada 40 é aplicado ao primeiro estimador 12, a unidade de pré- processamento 22 e ambos os estágios de codificador 26, 28. A unidade de pré-processamento 22 processa o sinal de áudio de entrada em uma forma convencional para derivar os coeficientes de LPC e os coeficientes de LPC ponderados 42 e para filtrar o sinal de áudio 40 com os coeficientes de LPC ponderados 42 para obter o sinal de áudio ponderado 44. A unidade de pré-processamento 22 emite os coeficientes de LPC ponderados 42, o sinal de áudio ponderado 44 e um conjunto de atrasos de tom 48. Conforme entendido pelos técnicos no assunto, os coeficientes de LPC ponderados 42 e o sinal de áudio ponderado 44 podem ser segmentados em estruturas ou subestruturas. A segmentação pode ser obtida pelo janelamento do sinal de áudio em uma forma apropriada.
[0054] Nas aplicações da invenção, os coeficientes de LPC quantizados ou coeficientes de LPC quantizados ponderados podem ser utilizados. Assim, deve ser entendido que o termo "coeficientes de LPC" é direcionado para abranger os "coeficientes de LPC quantizados" também, e o termo "coeficientes de LPC ponderados" é direcionado para abranger os "coeficientes de LPC quantizados ponderados" também. Com relação a isso, vale observar que o algoritmo de TCX de USAC utiliza os coeficientes de LPC quantizados ponderados para formar o espectro de MCDT.
[0055] 0 primeiro estimador 12 recebe o sinal de áudio 40, os coeficientes de LPC ponderados 42 e o sinal de áudio ponderado 44, estima a primeira medição de qualidade 46 com base nele e emite a primeira medição de qualidade ao controlador 16. O segundo estimador 16 recebe o sinal de áudio ponderado 44 e o conjunto de atrasos de tom 48, estima a segunda medição de qualidade 50 com base nele e emite a segunda medição de qualidade 50 ao controlador 16. Como conhecido pelos técnicos no assunto, os coeficientes de LPC ponderados 42, o sinal de áudio ponderado 44 e o conjunto de atrasos de tom 48 já são calculados em um módulo prévio (ou seja, a unidade de pré-processamento 22) e, assim, estão disponíveis sem custo.
[0056] O controlador toma uma decisão para selecionar tanto o algoritmo de TCX quanto o algoritmo de ACELP com base em uma comparação das medições de qualidade recebidas. Conforme indicado acima, o controlador pode utilizar um mecanismo de histerese ao decidir qual algoritmo será utilizado. A seleção do primeiro estágio de codificador 26 ou do segundo estágio de codificador 28 é esquematicamente mostrada na figura 2 por meio do interruptor 24 que é controlado por um sinal de controle 52 emitido pelo controlador 16. O sinal de controle 52 indica se o primeiro estágio de codificador 26 ou o segundo estágio de codificador 28 deve ser utilizado. Com base no sinal de controle 52, os sinais necessários esquematicamente indicados pela seta 54 na figura 2 e, pelo menos, indicando os coeficientes de LPC, os coeficientes de LPC ponderados, o sinal de áudio, o sinal de áudio ponderado, o conjunto de atrasos de tom são aplicados tanto no primeiro estágio de codificador 26 quanto no segundo estágio de codificador 28. O estágio de codificador selecionado aplica o algoritmo de codificação associado e emite a representação codificada 56 ou 58 na interface de saída 30. A interface de saída 30 pode ser configurada para emitir um sinal de áudio codificado que compreende, entre outros dados, a representação codificada 56 ou 58, os coeficientes de LPC ou coeficientes de LPC ponderados, os parâmetros para o algoritmo de codificação selecionado e a informação sobre o algoritmo de codificação selecionado.
[0057] As aplicações específicas para estimar a primeira e a segunda medições de qualidade, caracterizado pela primeira e pela segunda medições de qualidade serem SNRs segmentares no dominio de sinal ponderado e serem agora descritas com referência à figura 3. A figura 3 mostra o primeiro estimador 12 e o segundo estimador 14 e as funcionalidades na forma de fluxogramas que mostram a respectiva estimativa etapa por etapa.
ESTIMATIVA DO SNR SEGMENTAR DE TCX
[0058] O primeiro estimador (TCX) recebe o sinal de áudio 40 (sinal de entrada) , os coeficientes de LPC ponderados 42 e o sinal de áudio ponderado 44 como entradas.
[0059] Na etapa 100, o sinal de áudio 40 é janelado.O janelamento pode ocorrer com uma janela de seno de baixa sobreposição de 10 ms. Quando a estrutura passada for ACELP, o tamanho do bloco pode ser aumentado em 5 ms, o lado esquerdo da janela pode ser retangular e a resposta de impulso com janela zero do filtro de sintese de ACELP pode ser removida do sinal de entrada janelado. Isso é semelhante ao que é realizado no algoritmo de TCX. Uma estrutura do sinal de áudio 40, que representa uma parte do sinal de áudio, é emitido da etapa 100.
[0060] Na etapa 102, o sinal de áudio janelado, ou seja, a estrutura resultante, é transformado com uma MDCT (transformada de cosseno discreto modificado). Na etapa 104, a formação do espectro é realizada pela formação do espectro de MDCT com os coeficientes de LPC ponderados.
[0061] Na etapa 106, um ganho global G é estimado de modo que o espectro ponderado quantizado com o ganho G produziria um dado alvo R, quando codificado com um codificador por entropia, por exemplo, um codificador aritmético. 0 termo "ganho global" é utilizado desde que um ganho seja determinado para toda a estrutura.
[0062] Um exemplo de uma implementação da estimative do ganho global é agora explicado. Deve se observar que essa estimativa do ganho global é apropriada para as aplicações nas quais o algoritmo de TCX de codificação utiliza um quantizador em escala com um codificador aritmética. Tal quantizador em escala com um codificador aritmética é assumido no padrão MPEG USAC.
INICIALIZAÇÃO
[0063] Em primeiro lugar, as variáveis utilizadas na estimativa de ganho são inicializadas por:
[0064] 1. Definição de en[i] = 9,0 + 10,0*logl0(c[4*i+0] + c[4*i+l] + c[4*i+2] + c[4*i+3]),
[0065] em que 0<=i<L/4, c[] é o vetor de coeficientes para quantizer e L é o comprimento de c[].
[0066] 2. Definição de fac = 128, compensação = fac e alvo = qualquer valor (por exemplo, 1000).
ITERAÇÃO
[0067] Então, o seguinte bloco para as operações é realizado NITER vezes (por exemplo, aqui, NITER = 10). 1. fac = fac/2 2. compensação = compensação - fac 3. ener = 0 4. para cada i, em que 0<=i<L/4, faça o seguinte: se en[i]-compensação > 3,0, então ener = ener + en[i]-compensação. 5. se ener > alvo, então, compensação = compensação + fac
[0068] O resultado da iteração é o valor de compensação. Após a iteração, o ganho global é estimado como G = 10A(compensação/20).
[0069] A forma especifica na qual o ganho global é estimado pode variar dependente do quantizador e do codificador por entropia utilizado. No padrão MPEG USAC, um quantizador em escala com um codificador aritmético é assumido. Outras abordagens de TCX podem utilizar um quantizador diferente e é entendido pelos técnicos no assunto como estimar o ganho global para tais quantizadores diferentes. Por exemplo, o padrão AMR-WB+ presume que um quantizador em grade RE8 é utilizado. Para tal quantizador, a estimativa do ganho global poderia ser estimada conforme descrito no capitulo 5.3.5.7 na página 34 de 3GPP TS 26.290 V6.1.0 2004-12, caracterizado por uma taxa de bit alvo fixa ser presumida.
[0070] Após ter a estimada do ganho global na etapa 106, a distorção estimativa ocorre na etapa 108. Para ser mais especifico, a distorção do quantizador é aproximada com base no ganho global estimado. Na presente aplicação, presume-se que um quantizador em escala uniforme seja utilizado. Assim, a distorção do quantizador é determinada com a simples fórmula D=G*G/12, em que D representa a distorção do quantizador determinada e G representa o ganho global estimado. Isso corresponde à aproximação de alta taxa de uma distorção do quantizador em escala uniforme.
[0071] Com base na distorção do quantizador determinada, o cálculo de SNR segmentar é realizado na etapa 110. 0 SNR em cada subestrutura da estrutura é calculado como a energia do indice do sinal de áudio ponderado e a distorção D que é assumida como constante nas subestruturas. Por exemplo, a estrutura é dividida em quatro subestruturas consecutivas (veja a figura 4). O SNR segmentar é então a média dos SNRs das quatro subestruturas e pode ser indicado em dB.
[0072] Essa abordagem permite a estimativa do primeiro SNR segmentar que seria obtida ao codificar e decodificar realmente a estrutura do sujeito utilizando o algoritmo de TCX, entretanto, sem ter que realmente codificar e decodificar o sinal de áudio e, assim, com uma complexidade fortemente reduzida e tempo de cálculo reduzido.
ESTIMATIVA DO SNR SEGMENTAR DE ACELP
[0073] 0 segundo estimador 14 recebe o sinal de áudio ponderado 44 e o conjunto de atrasos de tom 48 que já está calculado na unidade de pré-processamento 22.
[0074] Conforme mostrado na etapa 112, em cada subestrutura, o codebook adaptativo é aproximado simplesmente utilizando o sinal de áudio ponderado e o atraso de tom T. O codebook adaptativo é aproximado por xw (n-T) , n = 0, ..., N
[0075] caracterizado por xw ser o sinal de áudio ponderado, T ser o atraso de tom da subestrutura correspondente e N ser o comprimento da subestrutura.Certamente, o codebook adaptativo é aproximado utilizando uma versão da subestrutura transferida ao passado por T. Assim, nas aplicações da invenção, o codebook adaptativo é aproximado em uma forma muito simples.
[0076] Na etapa 114, um ganho do codebook adaptativo para cada subestrutura é determinado. Para ser mais especifico, em cada subestrutura, o ganho do codebook G é estimado de modo que reduz o erro entre o sinal de áudio ponderado e o codebook adaptativo aproximado. Isso pode ser realizado comparando simplesmente as diferenças entre os dois sinais para cada amostra e encontrando um ganho de modo que a soma destas diferenças seja minima.
[0077] Na etapa 116, a distorção do codebook adaptativo para cada subestrutura é determinada. Em cada subestrutura, a distorção D introduzida pelo codebook adaptativo é simplesmente a energia do erro entre o sinal de áudio ponderado e o codebook adaptativo aproximado escalado pelo ganho G.
[0078] As distorções determinadas na etapa 116 podem ser ajustadas em uma etapa opcional 118 a fim de levar o codebook inovador em consideração. A distorção do codebook inovador utilizado nos algoritmos de ACELP pode ser simplesmente estimada como um valor constante. Na aplicação descrita da invenção, simplesmente presume-se que o codebook inovador reduza a distorção D por um fator constante. Assim, as distorções obtidas na etapa 116 para cada subestrutura podem ser multiplicadas na etapa 118 por um fator constante,como um fator constante na ordem de 0 a 1, como 0,055.
[0079] Na etapa 120, o cálculo do SNR segmentar ocorre. Em cada subestrutura, o SNR é calculado como a energia do índice do sinal de áudio ponderado e a distorção D. 0 SNR segmentar é então a média do SNR das quatro subestruturas e pode ser indicado em dB.
[0080] Essa abordagem permite a estimativa do segundo SNR que seria obtida ao codificar e decodificar realmente a estrutura do sujeito utilizando o algoritmo de ACELP, entretanto, sem ter que realmente codificar e decodificar o sinal de áudio e, assim, com uma complexidade fortemente reduzida e tempo de cálculo reduzido.
[0081] O primeiro e o segundo estimadores 12 e 14 emitem os SNRs estimados segmentares 46, 50 ao controlador 16 e o controlador 16 toma uma decisão que o algoritmo deve ser utilizado para a parte do sinal de áudio associada com base nos SNRs estimados segmentares 46, 50. O controlador pode opcionalmente utilizar um mecanismo de histerese a fim de tomar a decisão mais estável. Por exemplo, o mesmo mecanismo de histerese que na decisão do circuito fechado pode ser utilizado com parâmetros de sintonização levemente diferentes. Tal mecanismo de histerese pode calcular um valor "dsnr" que pode depender dos SNRs estimados segmentares (como a diferença entre eles) e outros parâmetros, como estatística sobre as decisões prévias, o número de estruturas temporalmente estacionárias e transientes nas estruturas.
[0082] Sem um mecanismo de histerese, o controlador pode selecionar o algoritmo de codificação tendo o SNR estimado mais alto, ou seja, ACELP é selecionado se o Segundo SNR estimado for mais alto menor do que o primeiro SNR estimado e TCX é selecionado se o primeiro SNR estimado for mais alto do que o segundo SNR estimado. Com um mecanismo de histerese, o controlador pode selecionar o algoritmo de codificação de acordo com a seguinte regra de decisão, caracterizado por acelp_snr ser o segundo SNR estimado e tcx_snr ser o primeiro SNR estimado:
[0083] se acelp_snr + dsnr > tcx_snr, então,selecione ACELP, caso contrário, selecione TCX.
[0084] Certamente, as aplicações da invenção permitem estimar SNRs segmentares e selecionar um algoritmo de codificação apropriado em uma forma simples precisa.
[0085] Nas aplicações acima, os SNRs segmentares são estimados pelo cálculo de uma média de SNRs estimados para as respectivas subestruturas. Nas aplicações alternativas, o SNR de toda uma estrutura poderia ser estimado sem dividir a estrutura em subestruturas.
[0086] As aplicações da invenção permitem uma forte redução ao calcular o tempo quando comparado com uma seleção de circuito fechado visto que um número de etapas necessário na seleção de circuito fechado é omitido.
[0087] Certamente, um grande número de etapas e tempo computacional associado com ele pode ser economizado pela abordagem inventiva enquanto ainda permite a seleção de um algoritmo de codificação apropriado com bom desempenho.
[0088] Embora alguns aspectos tenham sido descritos no contexto de um aparelho, é evidente que esses aspectos também representam uma descrição do método correspondente, em que um bloco ou dispositivo corresponde a uma etapa do método ou um recurso de uma etapa do método. De maneira análoga, os aspectos descritos no contexto de uma etapa do método também representam uma descrição de um bloco ou item ou recurso correspondente de um aparelho correspondente.
[0089] Aplicações dos aparelhos descritos neste documento e os seus recursos podem ser implementados por um computador, um ou mais processador (es) , um ou mais microprocessador(es), arranjos de portas de campo programáveis (FPGAs | field-programmable gate arrays) , circuitos integrados específicos por aplicação (ASICs | application specific integrated circuits) e semelhantes ou combinações respectivas, que são configurados ou programados a fim de fornecer as funcionalidades descritas.
[0090] Algumas ou todas as etapas do método podem ser executadas por (ou utilizando um) um aparelho de hardware, como, por exemplo, um microprocessador, um computador programável ou um circuito eletrônico. Em algumas aplicações, uma ou mais das etapas do método mais importantes podem ser executadas por tal aparelho.
[0091] Dependendo de certas exigências da implementação, as aplicações da invenção podem ser implementadas em hardware ou em software. A implementação pode ser realizada utilizando um meio de armazenamento não transitório como um meio de armazenamento digital, por exemplo, um disquete, um DVD, um Blu-Ray, um CD, uma memória ROM, uma PROM, e EPROM, uma EEPROM ou uma memória FLASH, tendo sinais de controle eletronicamente legiveis armazenados nelas, que cooperam (ou podem cooperar) com um sistema de computador programável de modo que o respectivo método seja realizado. Assim, o meio de armazenamento digital pode ser legivel por computador.
[0092] Algumas aplicações de acordo com a invenção compreendem um transportador de dados tendo sinais de controle eletronicamente legiveis, que podem cooperar com um sistema de computador programável, de modo que um dos métodos descritos aqui seja realizado,
[0093] Geralmente, as aplicações da presente invenção podem ser implementadas como um produto do programa de computador com um código do programa, o código do programa sendo operativo para realizar um dos métodos quando o produto do programa de computador é executado em um computador. O código do programa pode, por exemplo, ser armazenado em um transportador legivel por máquina.
[0094] Outras aplicações compreendem o programa de computador para realizar um dos métodos descritos aqui, armazenados em um transportador legivel por máquina.
[0095] Em outras palavras, uma aplicação do método inventivo é, portanto, um programa de computador tendo um código do programa para realizar um dos métodos descritos aqui, quando o programa de computador é executado em um computador.
[0096] Outra aplicação do método inventivo é, portanto, um transportador de dados (ou um meio de armazenamento digital, ou um meio legivel por computador) compreendendo, gravado nele, o programa de computador para realizar um dos métodos descritos aqui. O transportador de dados, o meio de armazenamento digital ou o meio gravado são tipicamente tangíveis e/ou não transitório.
[0097] Outra aplicação do método inventivo é, portanto, um fluxo de dados ou uma sequência de sinais que representam o programa de computador para realizar um dos métodos descritos aqui. O fluxo de dados ou a sequência de sinais pode, por exemplo, ser configurado para ser transferido por meio de uma conexão de comunicação de dados, por exemplo, via internet.
[0098] Outra aplicação compreende um meio de processamento, por exemplo, um computador ou um dispositivo lógico programável, configurado para, ou programado, para realizar um dos métodos descritos aqui.
[0099] Outra aplicação compreende um computador com o programa de computador instalado nele para realizar um dos métodos descritos aqui.
[0100] Outra aplicação de acordo com a invenção compreende um aparelho ou um sistema configurado para transferir (por exemplo, eletronicamente ou opticamente) um programa de computador para realizar um dos métodos descritos aqui a um receptor. O receptor pode, por exemplo, ser um computador, um dispositivo móvel, um dispositivo de memória ou semelhantes. O aparelho ou sistema pode, por exemplo, compreender um servidor de arquivo para transferir o programa de computador ao receptor.
[0101] Em algumas aplicações, um dispositivo lógico programável (por exemplo, um arranjo de portas de campo programáveis) pode ser utilizado para realizar algumas ou todas as funcionalidades dos métodos descritos aqui. Em algumas aplicações, um arranjo de portas de campo programáveis pode cooperar com um microprocessador, a fim de realizar um dos métodos descritos aqui. Geralmente, os métodos são preferivelmente realizados por qualquer aparelho de hardware.
[0102] As aplicações descritas acima são meramente ilustrativas para os princípios da presente invenção. Entende-se que as modificações e variações das disposições e detalhes descritos aqui serão evidentes aos técnicos no assunto. É a intensão, portanto, ser limitada apenas pelo escopo das reivindicações da patente iminentes e não pelos detalhes específicos apresentados em forma de descrição e explicação das aplicações neste documento.

Claims (23)

1. Aparelho (10) para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação, tendo uma primeira característica, e um segundo algoritmo de codificação, tendo uma segunda característica, para codificar uma parte de um sinal de áudio (40) para obter uma versão codificada da parte do sinal de áudio (40), compreendendo: um primeiro estimador (12) para estimar uma primeira medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, a primeira medição de qualidade sendo associada ao primeiro algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação; um segundo estimador (14) para estimar uma segunda medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, a segunda medição de qualidade sendo associada ao segundo algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o segundo algoritmo de codificação; e um controlador (16) para selecionar o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação com base em uma comparação entre a primeira medição de qualidade e a segunda medição de qualidade, caracterizado pela primeira e segunda medições de qualidade serem SNRs (relações sinal-ruído) ou SNRs segmentares da parte correspondente de uma versão ponderada do sinal de áudio.
2. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro algoritmo de codificação ser um algoritmo de codificação por transformada, um algoritmo de codificação com base em MDCT (transformada de cosseno discreta modificada) ou um algoritmo de codificação TXC (Excitação Codificada de Transformada) e em que o segundo algoritmo de codificação é um algoritmo de codificação CELP (predição linear excitada por código) ou um algoritmo de codificação ACELP (predição linear excitada por código algébrico).
3. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 2, caracterizado pelo primeiro estimador (12) ser configurado para determinar uma distorção estimada do quantizador, que um quantizador utilizado no primeiro algoritmo de codificação introduziria ao quantizar a parte do sinal de áudio, e para estimar a primeira medição de qualidade com base em uma energia de uma parte de uma versão ponderada do sinal de áudio e da distorção estimada do quantizador.
4. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo primeiro estimador (12) ser configurado para estimar um ganho global para a parte do sinal de áudio, de modo que a parte do sinal de áudio produza uma determinada taxa de bit alvo quando codificada com um quantizador, e um codificador por entropia utilizado no primeiro algoritmo de codificação, em que o primeiro estimador (12) é configurado, ainda, para determinar a distorção estimada do quantizador com base em uma potência de ganho global estimada, em que o quantizador utilizado no primeiro algoritmo de codificação é um quantizador em escala uniforme e em que o primeiro estimador (12) é configurado para determinar a distorção estimada do quantizador utilizando a fórmula D = G*G/12, em que D é a distorção estimada do quantizador e G é o ganho global estimado.
5. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 ou 4, caracterizado pela primeira medição de qualidade ser um SNR segmentar de uma parte do sinal de áudio ponderado e em que o primeiro estimador (12) é configurado para estimar o SNR segmentar pelo cálculo de um SNR estimado associado com cada uma de uma pluralidade de subpartes da parte do sinal de áudio ponderado com base em uma energia das subpartes correspondentes do sinal de áudio ponderado e da distorção estimada do quantizador e pelo cálculo de uma média dos SNRs associados com as subpartes da parte do sinal de áudio ponderado para obter o SNR estimado segmentar para a parte do sinal de áudio ponderado.
6. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo segundo estimador (14) ser configurado para determinar uma distorção do CODEBOOK adaptativo estimado, que um CODEBOOK adaptativo utilizado no segundo algoritmo de codificação introduziria ao utilizar o CODEBOOK adaptativo para codificar a parte do sinal de áudio, e em que o segundo estimador (14) é configurado para estimar a segunda medição de qualidade com base em uma energia de uma parte de uma versão ponderada do sinal de áudio e da distorção do CODEBOOK adaptativo estimado, em que, para cada uma de uma pluralidade de subpartes da parte do sinal de áudio, o segundo estimador (14) é configurado para aproximar o CODEBOOK adaptativo com base em uma versão da subparte do sinal de áudio ponderado transferido ao passado por um atraso de tom determinado em um estágio de pré-processamento, para estimar um ganho do CODEBOOK adaptativo, de modo que um erro entre a subparte da parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado seja reduzido, e para determinar a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado com base na energia de um erro entre a subparte da parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado escalado pelo ganho do CODEBOOK adaptativo.
7. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo segundo estimador (14) ser configurado, ainda, para reduzir a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado determinado para cada subparte da parte do sinal de áudio por um fator constante.
8. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pela segunda medição de qualidade ser um SNR segmentar da parte do sinal de áudio ponderado, e em que o segundo estimador (14) é configurado para estimar o SNR segmentar pelo cálculo de um SNR estimado associado com cada subparte com base na energia da subparte do sinal de áudio ponderado correspondente e a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado e pelo cálculo de uma média dos SNRs associados com as subpartes para obter o SNR estimado segmentar para a parte do sinal de áudio ponderado.
9. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo segundo estimador (14) ser configurado para aproximar o CODEBOOK adaptativo com base em uma versão da parte do sinal de áudio ponderado transferido ao passado por um atraso de tom determinado em um estágio de pré-processamento, para estimar um ganho do CODEBOOK adaptativo de modo que um erro entre a parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado seja reduzido, e para determinar a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado com base na energia de um erro entre a parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado escalado pelo ganho do CODEBOOK adaptativo.
10. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo controlador (16) ser configurado para utilizar uma histerese ao comparar as medições de qualidade estimadas.
11. Aparelho (20) para codificar uma parte de um sinal de áudio, compreendendo o aparelho (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, um primeiro estágio de codificador (26) para realizar o primeiro algoritmo de codificação e um segundo estágio de codificador (28) para realizar o segundo algoritmo de codificação, caracterizado pelo aparelho para codificar (20) ser configurado para codificar a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação dependendo da seleção pelo controlador (16).
12. Sistema para codificação e decodificação, compreendendo um aparelho (20) para codificação, de acordo com a reivindicação 11, e um decodificador configurado para receber a versão codificada da parte do sinal de áudio e uma indicação do algoritmo utilizado para codificar a parte do sinal de áudio e para decodificar a versão codificada da parte do sinal de áudio utilizando o algoritmo indicado.
13. Método para selecionar um dentre um primeiro algoritmo de codificação, tendo uma primeira característica, e um segundo algoritmo de codificação, tendo uma segunda característica, para codificar uma parte de um sinal de áudio para obter uma versão codificada da parte do sinal de áudio, compreendendo: estimar uma primeira medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, a primeira medição de qualidade sendo associada ao primeiro algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o primeiro algoritmo de codificação; estimar uma segunda medição de qualidade para a parte do sinal de áudio, a segunda medição de qualidade sendo associada com o segundo algoritmo de codificação, sem codificar e decodificar realmente a parte do sinal de áudio utilizando o segundo algoritmo de codificação; e selecionar o primeiro algoritmo de codificação ou o segundo algoritmo de codificação com base em uma comparação entre a primeira medição de qualidade e a segunda medição de qualidade. caracterizado pela primeira e segunda medições de qualidade serem SNRs (relações sinal-ruído) ou SNRs segmentares da parte correspondente de uma versão ponderada do sinal de áudio
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo primeiro algoritmo de codificação ser um algoritmo de codificação por transformada, um algoritmo de codificação com base em MDCT (transformada de cosseno discreta modificada) ou um algoritmo de codificação TXC (excitação codificada de transformada) e em que o segundo algoritmo de codificação é um algoritmo de codificação CELP (previsão linear excitada por código) ou um algoritmo de codificação ACELP (predição linear excitada por código algébrico).
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, compreendendo determinar (108) uma distorção estimada do quantizador, que um quantizador utilizado no primeiro algoritmo de codificação introduziria ao quantizar a parte do sinal de áudio, e determinar a medição de qualidade com base em uma energia de uma parte de uma versão ponderada do sinal de áudio e da distorção estimada do quantizador.
16. Método de acordo com a reivindicação 15, compreendendo estimar (106) um ganho global para a parte do sinal de áudio, de modo que a parte do sinal de áudio produza uma dada taxa de bit alvo quando codificada com um quantizador e um codificador por entropia utilizado no primeiro algoritmo de codificação, e determinar (108) a distorção estimada do quantizador com base em uma potência de ganho global estimada, caracterizado pelo quantizador ser um quantizador em escala uniforme, em que a distorção estimada do quantizador é determinada utilizando a fórmula D = G*G/12, em que D é a distorção estimada do quantizador e G é o ganho global estimado.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pela primeira medição de qualidade ser um SNR segmentar da versão filtrada de LPC de uma parte do sinal de áudio ponderado e compreendendo a estimativa do primeiro SNR segmentado pelo cálculo de um SNR estimado associado com cada uma de uma pluralidade de subpartes da parte do sinal de áudio ponderado com base em uma energia das subpartes correspondentes do sinal de áudio ponderado e da distorção estimada do quantizador e pelo cálculo de uma média dos SNRs associados como as subpartes da parte do sinal de áudio ponderado para obter o SNR estimado segmentar para a parte do sinal de áudio ponderado.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 17, compreendendo determinar uma distorção do CODEBOOK adaptativo estimado (116), que um CODEBOOK adaptativo utilizado no segundo algoritmo de codificação introduziria ao utilizar o CODEBOOK adaptativo para codificar a parte do sinal de áudio, e estimar a segunda medição de qualidade com base em uma energia de uma parte de uma versão ponderada do sinal de áudio e da distorção do CODEBOOK adaptativo estimado, e compreendendo, para cada uma de uma pluralidade de subpartes da parte do sinal de áudio, aproximar (112) o CODEBOOK adaptativo com base em uma versão da subparte do sinal de áudio ponderado transferido ao passado por um atraso de tom determinado em um estágio de pré-processamento, estimar (114) um ganho do CODEBOOK adaptativo, de modo que um erro entre a subparte da parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado seja reduzido, e determinar (116) a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado com base na energia de um erro entre a subparte da parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado escalado pelo ganho do CODEBOOK adaptativo.
19. Método de acordo com a reivindicação 18, compreendendo reduzir (118) a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado determinado para cada subparte da parte do sinal de áudio por um fator constante.
20. Método de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pela segunda medição de qualidade ser um SNR segmentar da parte do sinal de áudio ponderado e compreendendo estimar a SNR segmentar pelo cálculo de um SNR estimado associado com cada subparte com base na energia da subparte do sinal de áudio ponderado correspondente e a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado e pelo cálculo de uma média dos SNRs associados com as subpartes para obter o SNR estimado segmentar para a parte do sinal de áudio ponderado.
21. Método de acordo com a reivindicação 18, compreendendo aproximar o CODEBOOK adaptativo com base em uma versão da parte do sinal de áudio ponderado transferido ao passado por um atraso de tom determinado em um estágio de pré-processamento, estimar um ganho do CODEBOOK adaptativo, de modo que um erro entre a parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado seja reduzido, e determinar a distorção do CODEBOOK adaptativo estimado com base na energia de um erro entre a parte do sinal de áudio ponderado e o CODEBOOK adaptativo aproximado escalado pelo ganho do CODEBOOK adaptativo.
22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 21, compreendendo o uso de uma histerese ao comparar as medições de qualidade estimadas.
23. Meio Legível por Máquina, caracterizado por conter um conjunto de instruções que, quando executadas, efetuam o método definido em qualquer uma das reivindicações de 13 a 22.
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