BR112017001518B1 - Encriptador, decodificador, sistema e métodos para criptar e decodificar - Google Patents

Abstract

ENCRIPTADOR, DECODIFICADOR, SISTEMA E MÉTODOS PARA CRIPTAR E DECODIFICAR. As modalidades da presente invenção fornecem um encriptador que compreende um estágio de quantização, um encriptador por entropia, um estágio de quantização residual e um formador de sinal codificado. O estágio de quantização é configurado para quantizar um sinal de entrada com o uso de uma zona morta a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados. O encriptador por entropia é configurado para criptar a pluralidade de valores quantizados com o uso de um esquema de criptação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia. O estágio de quantização residual é configurado para quantizar um sinal residual provocado pelo estágio de quantização, em que o estágio de quantização residual é configurado para determinar pelo menos um valor residual quantizado em função da zona morta do estágio de quantização. O formador de sinal codificado é configurado para formar um sinal codificado a partir da pluralidade de valores criptados por entropia e do pelo menos um valor residual quantizado.

Description

[001] DESCRIÇÃO

[002] As modalidades referem-se a um encriptador, um decodificador, um sistema que compreende um encriptador e um decodificador, um método para criptar e um método para decodificar. Algumas modalidades se referem a aparelhos e métodos para quantização residual ideal em codificação de fonte. Algumas modalidades se referem a um esquema de codificação de fonte com o uso de codificação por entropia para codificar um sinal quantizado em uma quantidade de bits determinada.

[003] A codificação por entropia é uma ferramenta eficaz para explorar a redundância de símbolos para transmissão. É normalmente usada em codificação com base em transformação após a quantização das linhas espectrais. Explorando-se uma distribuição de probabilidade a priori, os valores quantizados podem ser codificados sem perda com uma quantidade reduzida de bits. O princípio reside na geração de palavras-código para as quais o comprimento é função da probabilidade de símbolo.

[004] O consumo de bits é normalmente conhecido somente após escrever os símbolos codificados por entropia no fluxo de bits. Normalmente é problemático otimizar o estágio de quantização, que precisa saber o consumo de bits para otimizar a função de distorção de taxa. É ainda mais problemático quando o fluxo de bits tem que ter um tamanho constante por quadro, também conhecido como taxa de bits constante, que é uma exigência para a maioria dos protocolos de rede de comunicação.

[005] Em um encriptador de transformação, um conjunto de fatores em escala define, normalmente, a quantização, conformando-se o ruído de quantização em domínio de frequência. A conformação de ruído é função tanto da distorção percebida, normalmente dada por um modelo psicoacústico, quanto do consumo de bits engendrado. Entretanto, o último fator é normalmente conhecido somente após fixar a conformação de ruído de quantização. Um laço de otimização pode ser usado para tornar a otimização convergida. No entanto, tal otimização é relativamente complexa e a quantidade de iterações tem que ser fortemente limitada em aplicações reais. Além disso, para reduzir ainda mais a complexidade, o consumo de bits normalmente não é totalmente computado, mas somente estimado. Caso o consumo de bits final seja subestimado, o fluxo de bits terá que ser truncado, o que é evitado na maioria das vezes. De fato, uma subestimação levará a um truncamento rígido do fluxo de bits, o que é equivalente a tornar a quantização saturada. Assim, a otimização de quantização é normalmente projetada para superestimar o consumo de bits. Como consequência, alguns bits são frequentemente inexplorados no fluxo de bits final.

[006] Para superar esse problema, um estágio de quantização residual (ou segundo) pode ser adicionado após o primeiro estágio de quantização para explorar eventuais bits não usados. Esses bits remanescentes, então, podem ser usados para refinar o ruído de quantização. Esse princípio é explicado a seguir.

[007] A Figura 10 mostra um diagrama de blocos de um encriptador de transformação 10. O encriptador de transformação 10 compreende um primeiro estágio de quantização 12, um estágio de quantização residual 14, um encriptador por entropia 16, uma unidade de estimativa de bits de codificação por entropia 18, um multiplexador 20 e uma unidade de transformação 22.

[008] A unidade de transformação 22 é configurada para transformar um sinal de entrada de um domínio de tempo para um domínio de frequência. O primeiro estágio de quantização 12 é configurado para quantizar o sinal de entrada no domínio de frequência em uma pluralidade de valores espectrais quantizados q. A pluralidade de valores espectrais quantizados q, o sinal de entrada no domínio de frequência x e uma quantidade de bits remanescentes são inseridos no estágio de quantização residual (ou segundo) 14 que é configurado para refinar a saída do primeiro estágio de quantização 12 e para fornecer uma pluralidade de valores residuais quantizados qr. O encriptador por entropia 16 é configurado para criptar por entropia a pluralidade de valores espectrais quantizados q a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia e. O multiplexador 20 é configurado para multiplexar a pluralidade de valores criptados por entropia e, os fatores em escala em função de informações fornecidas pelo primeiro estágio de quantização 14 e a pluralidade de valores residuais quantizados entregues pela segunda quantização 16 a fim de obter um fluxo de bits.

[009] O encriptador de transformação 10 mostrado na Figura 10 é projetado para entregar um certa quantidade-alvo de bits por quadro. A quantização será ajustada para alcançar esse alvo, mas por razões de complexidade somente, uma estimativa do consumo de bits de encriptador por entropia é feita ao ajustar as etapas de quantização. Além disso, mesmo se a estimativa de bits for muito precisa, pode ser possível encontrar um conjunto de fatores em escala que leva aos bits-alvo esperados. Após o primeiro estágio de quantização 12, valores quantizados q são codificados por entropia. Os bits inexplorados remanescentes são, então, alocados na quantização residual que refinará a saída do primeiro estágio de quantização 12. O estágio de quantização residual 14 toma como entrada os valores espectrais quantizados q, os valores espectrais originais x e uma quantidade de bits remanescentes. A quantidade de bits remanescentes pode ser uma quantidade de bits remanescentes estimada ou verdadeira. A estimada é normalmente usada quando uma síntese local for exigida no lado de encriptador para tomar, por exemplo, uma decisão de comutação de uma forma de decisão de laço fechado conforme é feito em AMR-WB+ (Banda Larga de Múltiplas Taxas Adaptativa Estendida). Nesse caso, a codificação residual tem que ser chamada antes da eventual chamada do encriptador por entropia 16.

[010] Em um encriptador de transformação comum 10, o estágio de quantização residual 14 realiza uma quantização escalar uniforme simples da diferença de um sinal de entrada quantizado inverso obtido quantizando-se de modo inverso os valores espectrais quantizados e o sinal de entrada original. Entretanto, através de análise de desempenho de distorção de taxa, sabe-se que a quantização uniforme é ideal somente para fontes sem memória e uniformemente distribuídas.

[011] Portanto, é o objetivo da presente invenção fornecer uma quantização residual aprimorada para fontes não carentes de memória e não uniformemente distribuídas.

[012] Esse objetivo é solucionado pelas reivindicações independentes.

[013] As modalidades da presente invenção fornecem um encriptador que compreende um estágio de quantização, um encriptador por entropia, um estágio de quantização residual e um formador de sinal codificado. O estágio de quantização é configurado para quantizar um sinal de entrada com o uso de uma zona morta a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados. O encriptador por entropia é configurado para criptar a pluralidade de valores quantizados com o uso de um esquema de criptação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia. O estágio de quantização residual é configurado para quantizar um sinal residual provocado pelo estágio de quantização, em que o estágio de quantização residual é configurado para determinar pelo menos um valor residual quantizado em função da zona morta do estágio de quantização. O formador de sinal codificado é configurado para formar um sinal codificado a partir da pluralidade de valores criptados por entropia e do pelo menos um valor residual quantizado.

[014] Adicionalmente, as modalidades da presente invenção fornecem um decodificador que compreende um analisador de sinal codificado, um decodificador por entropia e um estágio de quantização inversa. O analisador de sinal codificado é configurado para analisar um sinal codificado a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia e pelo menos um valor residual quantizado. O decodificador por entropia é configurado para decodificar a pluralidade de valores criptados por entropia com o uso de um esquema de decodificação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados. O estágio de quantização inversa é configurado para quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados a fim de obter um sinal de saída. Adicionalmente, o estágio de quantização inversa é configurado para refinar um nível de quantização inversa usado para obter o sinal de saída em função do valor residual quantizado e de uma zona morta.

[015] De acordo com o conceito da presente invenção, um erro entre o sinal de entrada (original) e um sinal quantizado inverso, obtido quantizando-se de modo inverso a pluralidade de valores quantizados, pode ser reduzido ou até mesmo otimizado por um estágio de quantização residual no lado de encriptador que leva em consideração a zona morta que foi usada para quantizar o sinal de entrada e um estágio de quantização inversa no lado de decodificador que também leva em consideração essa zona morta ao refinar o nível de quantização inversa usado para obter o sinal quantizado inverso (denominado como sinal de saída).

[016] Além disso, as modalidades da presente invenção fornecem um método para criptação. O método compreende quantizar um sinal de entrada a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados com o uso de uma zona morta; criptar a pluralidade de valores quantizados com o uso de um esquema de criptação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia; quantizar um sinal residual provocado por uma quantização através do estágio de quantização e determinar uma pluralidade de valores residuais quantizados em função da zona morta do estágio de quantização; e formar um fluxo de bits a partir da pluralidade de valores criptados por entropia e da pluralidade de valores residuais quantizados.

[017] Além disso, as modalidades da presente invenção fornecem um método para decodificação, sendo que o método compreende analisar um sinal codificado a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia e um valor residual quantizado; decodificar a pluralidade de valores criptados por entropia com o uso de um esquema de decodificação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados; quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados com o uso de uma zona morta a fim de obter um sinal de saída; e refinar um nível de quantização inversa usado para obter o sinal de saída em função de uma zona morta e do valor residual quantizado.

[018] As modalidades da presente invenção são descritas no presente documento fazendo referência aos desenhos anexos.

[019] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um encriptador de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[020] A Figura 2 mostra um diagrama de blocos de um decodificador de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[021] A Figura 3 mostra um diagrama de blocos de um sistema de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[022] A Figura 4 mostra um diagrama de blocos do estágio de quantização residual de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[023] A Figura 5 mostra em um diagrama, níveis de quantização inversa e limiares de quantização usados em um esquema de quantização escalar de limiar uniforme de zona morta.

[024] A Figura 6 mostra em um diagrama, dois níveis de quantização inversa refinados para um valor quantizado não zero.

[025] A Figura 7 mostra em um diagrama, três níveis de quantização inversa refinados para um valor quantizado zero.

[026] A Figura 8 mostra um fluxograma de um método para criptação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[027] A Figura 9 mostra um fluxograma de um método para decodificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[028] A Figura 10 mostra um diagrama de blocos de um encriptador de transformação convencional que usa uma quantização residual.

[029] Elementos iguais ou equivalentes ou elementos com funcionalidade igual ou equivalente são denotados na descrição a seguir por numerais de referência iguais ou equivalentes.

[030] Na descrição a seguir, uma pluralidade de detalhes é apresentada para fornecer uma explicação mais completa de modalidades da presente invenção. Entretanto, será evidente para um indivíduo versado na técnica que as modalidades da presente invenção podem ser praticadas sem esses detalhes específicos. Em outros exemplos, estruturas e dispositivos bem conhecidos são mostrados em forma de diagrama de blocos em vez de em detalhes a fim de evitar obscurecer as modalidades da presente invenção. Além disso, recursos das diferentes modalidades descritas doravante podem ser combinados entre si, a mesmos que observado especificamente de outra forma.

[031] Visto que a codificação por entropia entrega palavras-código de comprimento variável, é difícil prever o consumo de bits exato antes de escrever o fluxo de bits. Entretanto, o consumo de bits é necessário para otimizar a quantização. Na maioria das vezes e por razões de complexidade, a quantização é subideal e alguns poucos bits ainda estão inexplorados. A quantização residual é uma segunda camada de quantização que explora esses bits inutilizados para refinar o erro de quantização.

[032] As modalidades descritas abaixo da presente invenção fornecem um encriptador, um decodificador e métodos que otimizam essa quantização residual.

[033] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um encriptador 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O encriptador 100 compreende um estágio de quantização 102 (por exemplo, um primeiro estágio de quantização), um encriptador por entropia 104, um estágio de quantização residual 106 (por exemplo, um segundo estágio de quantização) e um formador de sinal codificado 108. O estágio de quantização 102 é configurado para quantizar um sinal de entrada 140 com o uso de uma zona morta a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados 142 (q). O encriptador por entropia 104 é configurado para criptar a pluralidade de valores quantizados 142 (q) com o uso de um esquema de criptação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia 144 (e). O estágio de quantização residual 106 é configurado para quantizar um sinal residual provocado por uma quantização no estágio de quantização 102, em que o estágio de quantização residual 106 é configurado para determinar pelo menos um valor residual quantizado 146 (qr) em função da zona morta do estágio de quantização 102. O formador de sinal codificado 108 é configurado para formar um sinal codificado 148 a partir da pluralidade de valores criptados por entropia 144 (e) e do pelo menos um valor residual quantizado 146 (qr).

[034] A ideia da presente invenção é reduzir ou até mesmo otimizar o erro entre o sinal de entrada (original) e uma versão quantizada inversa de uma versão quantizada do sinal de entrada através de um estágio de quantização residual no lado de encriptador que leva em consideração a zona morta que foi usada para quantizar o sinal de entrada e um estágio de quantização inversa no lado de decodificador que também leva em consideração essa zona morta ao refinar o nível de quantização inversa usado para obter o sinal quantizado inverso.

[035] Em modalidades, o estágio de quantização 102 pode ser configurado para realizar uma quantização escalar de limiar uniforme de zona morta (DZ- UTSQ).

[036] Em modalidades, o formador de sinal codificado 108 pode ser configurado para formar o sinal codificado 148 acrescentando-se o pelo menos um valor residual quantizado 146 ou uma pluralidade de valores residuais quantizados 146 à pluralidade de valores criptados por entropia 144 até que o sinal codificado 148 compreenda um comprimento máximo disponível para uma transferência para um decodificador. Não é restrito que o fluxo de bits contenha outras informações como fatores em escala que definem o primeiro estágio de conformação de ruído de quantização, ou coeficientes de previsão usados para conformar o ruído de quantização e usados em uma pós-filtragem do sinal de saída em domínio de ligação.

[037] Por exemplo, o formador de sinal codificado 108 pode ser configurado para fornecer um fluxo de bits como o sinal codificado 148. Assim, o formador de sinal codificado 108, por exemplo, um multiplexador, pode ser configurado para adicionar, em uma extremidade do fluxo de bits, o pelo menos um valor residual quantizado 146 ou uma pluralidade de valores residuais quantizados 146. O fluxo de bits gerado pelo encriptador 100 pode ser transferido (por exemplo, transmitidos ou difundidos) para um decodificador ou pode ser armazenado, por exemplo, em um meio de armazenamento não volátil, para uma decodificação posterior por um decodificador. Assim, o fluxo de bits pode ser transmitido ou armazenado com o uso de quadros de dados ou pacotes de dados, em que o fluxo de bits pode ter que ter um tamanho constante (também denominado presente documento como bits-alvo) por quadro de dados ou pacote de dados.

[038] Para se obter um fluxo de bits que tem um tamanho constante ou uma quantidade de bits-alvo predefinida, o formador de sinal codificado 108 pode ser configurado para acrescentar valores residuais quantizados 146 aos valores criptados por entropia 144 até que o fluxo de bits alcance a quantidade de bitsalvo predefinida. O estágio de quantização residual 106 pode interromper a determinação de valores residuais quantizados 146 quando o fluxo de bits compreende o comprimento ou a quantidade de bits-alvo predefinida.

[039] Em modalidades, o sinal de entrada 140 pode ser um sinal de entrada de domínio de frequência 140. O encriptador 100 pode compreender uma unidade de transformação configurada para transformar um sinal de entrada de domínio de tempo no sinal de entrada de domínio de frequência 140.

[040] A Figura 2 mostra um diagrama de blocos de um decodificador 120 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O decodificador 120 compreende um analisador de sinal codificado 122, um decodificador por entropia 124 e um estágio de quantização inversa 126. O analisador de sinal codificado 122 é configurado para analisar um sinal codificado 148 a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia 144 (e) e pelo menos um valor residual quantizado 146 (qr). O decodificador por entropia 124 é configurado para decodificar a pluralidade de valores criptados por entropia 144 (e) com o uso de um esquema de decodificação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados 142 (q). O estágio de quantização inversa 126 é configurado para quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados 142 (q) a fim de obter um sinal de saída 150. Assim, o estágio de quantização inversa 126 é configurado para refinar um nível de quantização inversa usado para obter o sinal de saída 150 em função do valor residual quantizado 146 (qr) e de uma zona morta usada em um encriptador 100 em um estágio de quantização 106 para obter a pluralidade de valores quantizados 142 (q).

[041] Em modalidades, o estágio de quantização inversa 126 pode ser configurado para refinar o nível de quantização inversa determinando-se um nível de quantização inversa refinado em função da zona morta.

[042] Por exemplo, o estágio de quantização inversa 126 pode ser configurado para determinar em função da zona morta, ou mais precisamente, em função de uma largura da zona morta, um nível pelo qual o nível de quantização inversa tem que ser refinado, isto é, aumentado ou diminuído, a fim de obter o nível de quantização inversa refinado. Adicionalmente, o estágio de quantização inversa 126 pode ser configurado para determinar pelo menos dois novos níveis de quantização inversa em função da zona morta, e para obter o sinal de saída 150 com o uso de um dos pelo menos dois níveis de quantização inversa refinados indicados pelo valor residual quantizado 146. Em outras palavras, o valor residual quantizado 146 indica qual dos pelo menos dois níveis de quantização inversa refinados deve ser usado para obter o sinal de saída 150.

[043] A Figura 3 mostra um diagrama de blocos de um sistema 130 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O sistema 130 compreende o encriptador 100 mostrado na Figura 1 e o decodificador 120 mostrado na Figura 2.

[044] A seguir, os recursos do encriptador 100 e do decodificador 120 e a coação ou interação de recursos do encriptador 100 e do decodificador 120 são descritos em maiores detalhes.

[045] A Figura 4 mostra um diagrama de blocos do estágio de quantização residual 106 de acordo com uma modalidade. O estágio de quantização residual 106 pode compreender um quantizador residual 106’, um quantizador inverso 160 e um comparador 162. O quantizador inverso 160 pode ser configurado para quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados 142 (q) fornecidos pelo estágio de quantização 102 a fim de obter um sinal de entrada quantizado inverso 152 (x_q). O estágio de comparação 162 pode ser configurado para comparar o sinal de entrada 140 (x) e o sinal de entrada quantizado inverso 152 (x_q) a fim de obter o sinal residual 154. O quantizador residual 106’ pode ser configurado para quantizar o sinal residual provocado pelo estágio de quantização 102.

[046] Em outras palavras, o diagrama de blocos de quantização residual é ilustrado na Figura 4. O espectro 142 (q) é inversamente quantizado e comparado com o espectro original 140 (x). Uma segunda camada de quantização é, então, realizada dependendo dos bits remanescentes disponíveis. A segunda etapa de quantização realizada pelo estágio de quantização residual 106 é normalmente uma quantização gananciosa, isto é, que a quantização é realizada linha por linha e cada valor novamente quantizado é feito independentemente das informações transmitidas a seguir. Dessa forma, o fluxo de bits de quantização residual 146 (qr) pode ser truncado sempre que o fluxo de bits 148 fornecido pelo formador de sinal codificado 108 alcança o tamanho desejado.

[047] Conforme mostrado na Figura 4, o estágio de quantização residual 106 pode compreender adicionalmente uma unidade de controle 164, por exemplo, um ajustador. A unidade de controle 164 pode ser configurada para controlar ou otimizar o quantizador residual 106’.

[048] Por exemplo, a unidade de controle 164 pode ser configurada para controlar o quantizador residual 106’ de modo que o quantizador residual 106’ quantize o sinal residual 154 em função da zona morta, ou mais precisamente, em função de uma largura da zona morta usada no estágio de quantização 102 para obter a pluralidade de valores quantizados 142 (q). Adicionalmente, a unidade de controle 164 pode ser configurada para controlar o quantizador residual 106’ em função de uma quantidade de bits-alvo e uma quantidade de bits consumidos (por exemplo, consumidos pelos valores criptados por entropia 144 fornecidos pelo encriptador por entropia ou pelos valores criptados por entropia 144 e o valor (ou valores) residual quantizado já fornecidos pelo quantizador residual 106’). Adicionalmente, a unidade de controle 164 pode ser configurada para controlar o quantizador residual 106’ em função de informações fornecidas pelo quantizador inverso 160. As informações fornecidas pelo quantizador inverso 160 podem incluir a largura da zona morta, que pode ser fixa ou adaptavelmente modificada, e também podem incluir um fator em escala aplicado no primeiro estágio de quantização para normalizar o espectro de definir a etapa de quantização, e também podem incluir uma indicação da possibilidade do valor quantizado ter sido zerado ou não.

[049] Em uma quantização residual convencional, a Qr realizada pelo estágio de quantização residual é uma quantização escalar uniforme simples da diferença x[i]-x_q[i]: ifx[i]>x_q[i] Qr[i]=(int)(0,5+(x[i]-x_q[i])/delta_r)

[050] Senão Qr[i]=(int)(-0,5+(x[i]-x_q[i])/delta_r)

[051] em que x[i] é o sinal de entrada 140, em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso 152, em que (int) é uma função de arredondamento de número inteiro e em que delta_r é a etapa de quantização do quantizador residual Qr que é normalmente menor do que a etapa de quantização delta usada no primeiro quantizador Q. Em geral: delta_r=0,5*delta

[052] As modalidades da presente invenção solucionam dois problemas relacionados à quantização residual. O primeiro e principal problema é como obter a Qr ideal (função do estágio de quantização residual 106) conhecendo o primeiro estágio de quantização 102. O segundo problema, é como minimizar a incompatibilidade entre a síntese local de encriptador e a síntese de decodificador, quando a quantidade de bits remanescentes tiver que ser estimada.

[053] Através de análise de desempenho de distorção de taxa, sabe-se que a quantização uniforme (conforme usada em uma quantização residual convencional) é ideal somente para fontes sem memória e uniformemente distribuídas. Caso uma codificação por entropia seja usada posteriormente, a quantização uniforme é quase ideal para uma fonte Gaussiana e a taxas de bits muito altas. Em taxas inferiores, a solução próxima da ideal é ter uma zona morta com quantização escalar de limiar uniforme (DZ-UTSQ). Essa família de quantizadores é quase ideal para uma grande faixa de distribuições, por exemplo, gaussiana, laplaciana e laplaciana generalizada. O fator de zona morta pode ser otimizado por métodos diferentes. Pode ser otimizado em tempo real, dependendo da estimativa da distribuição. O mesmo pode, simplesmente, ser fixado a um melhor valor padrão encontrado para sinais de entrada esperados, ou adaptado dependendo de algumas medições, como a tonalidade do espectro, que também reflete a distribuição.

[054] A seguir, uma solução para otimizar a quantização residual Qr realizada pelo estágio de quantização residual 106 que depende de um primeiro estágio DZ-UTSQ 102 é apresentada. O parâmetro de zona morta é chamado dz e DZ-UTSQ 102 é definido como: ifx[i]>0 Q[i]=(int)(rounding_dz+(x[i])/delta)

[055] Senão Q[i]=(int)(-rounding_dz+(x[i])/delta)

[056] e x_q[i]=delta*Q[i]

[057] em que x[i] é o sinal de entrada 140, em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso 152, em que (int) é uma função de arredondamento de número inteiro e em que delta é a etapa de quantização usada em DZ-UTSQ 102, e em que rounding_dz=1-dz/2.

[058] A Figura 5 ilustra o esquema de DZ-UTSQ 102, em que a escala é normalizada por delta. A zona morta é normalmente maior do que o tamanho de célula normalizado da etapa 1. Uma zona morta de 1,25 é uma boa estimativa para a maioria das amostras de áudio transformado de frequência. A mesma pode ser reduzida caso o sinal seja ruidoso e ampliada quando for mais tonal.

[059] As modalidades da presente invenção definem o refinamento de quantização ideal do erro x[i]-x_q[i]. Visto que a codificação residual não é constrita por entropia, nenhuma zona morta adicional é adotada na quantização residual Qr. Além disso, assume-se que a distribuição do erro de quantização do primeiro estágio de quantização 102 é uniforme em partes esquerda e direita da célula de quantização delimitada pelo nível de reconstrução 170. É uma suposição de alta taxa, isto é, o tamanho das novas células de quantização é considerado pequeno o suficiente para descartar erros não uniformemente distribuídos dentro da célula. A suposição é válida para a maiorias das taxas de bits alvo.

[060] Há dois casos principais: uma amostra foi quantizada com um valor não zero e uma amostra foi quantizada com um valor zero.

[061] Para um valor quantizado não zero, 1 bit pode ser alocado para a quantização residual Qr por amostra e define dois níveis de reconstrução relativos fac_m e fac_p: fac_p=0,5-rounding_dz*0,5=0,25*(dz) fac_m=0,5*rounding_dz=0,5*(1-0,5*dz)

[062] Assim, fac_p pode indicar um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (ou nível de reconstrução) 172 deve ser aumentado a fim de obter um primeiro nível de quantização inversa refinado 174 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176, em que fac_m indica um valor absoluto normalizado pelo qual o valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa 172 deve ser diminuído a fim de obter um segundo nível de quantização inversa refinado 176 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176 e em que dz é uma largura normalizada da zona morta, conforme ficará claro a partir da Figura 6

[063] A Figura 6 ilustra os dois níveis de reconstrução relativos (ou refinados) 174 e 176 para um nível de reconstrução 172 de 1. Com o bit adicional de 1 bit, o nível de reconstrução 172 pode ser refinado com 1-fac_m (o que leva ao segundo nível de quantização inversa refinado 176) ou com 1+fac_p (o que leva ao primeiro nível de quantização inversa refinado 174). A célula original é dividida em duas células não uniformes. Visto que se assume que o erro de quantização de Q (função de quantização do primeiro estágio de quantização 102) é uniformemente distribuído dentro das novas células, a quantização residual Qr é ideal em termos de desempenho de R-D. Observa-se que a quantização Q e a quantização residual Qr formam uma quantização embutida, isto é, o bit alocado na quantização residual Qr pode ser descartado e Q-1 ainda pode ser realizada.

[064] A quantização residual Qr realizada através do estágio de quantização residual 106 pode ser resumida por

[065] em que prm é um fluxo de bits gerado pelo estágio de quantização residual 106 com o uso do valor residual quantizado, em que x[i] é o sinal de entrada, em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso, em que n é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado não zero que é refinado por Qre em que i é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado obtido.

[066] A Qr inversa pode ser, então, expressada como:

[067] Pode-se observar que a Qr inversa é realizada somente para primeiros bits de Nbits. Isso significa que o encriptador pode gerar mais bits do que o encriptador ou decodificador irá realmente decodificar. Esse mecanismo é usado quando a quantidade de bits remanescente for estimada e quando a síntese local no lado de encriptador precisa ser gerada. O sinal reconstruído esperado é gerado no encriptador embora seja possível que o decodificador decodifique mais ou menos bits dependendo dos bits disponíveis verdadeiramente remanescentes no fluxo de bits.

[068] Alternativamente, mais de 1 bit pode ser alocado por amostra para Qr. Com o mesmo princípio, os níveis de reconstrução ideais para 2 potências de níveis de reconstrução de Qr de bits podem ser definidos.

[069] Para um valor quantizado zero, a quantização residual Qr pode ser alocada com mais de 1 bit. A razão é que, para razão percentual, é necessário ter zero como um nível de reconstrução. Isso evita, por exemplo, a criação de um sinal ruidoso artificial durante o silêncio. Um código especial de comprimento variável de 3 nível pode ser usado:

[070] 0: um código zero

[071] 10: um nível de reconstrução negativo

[072] 11: um nível de reconstrução positivo

[073] Um novo nível de reconstrução relativo é computado, fac_z: fac_z= dz/3

[074] Assim, fac_z pode indicar um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa 172 deve ser aumentado a fim de obter um primeiro nível de quantização inversa refinado 174 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176 e um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa deve ser diminuído a fim de obter um segundo nível de quantização inversa refinado 176 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176 e em que dz é uma largura normalizada da zona morta, conforme se tornará claro a partir da Figura 7.

[075] A Figura 7 ilustra a quantização residual Qr realizada pelo estágio de quantização residual 106 para valores quantizados zero 142. A célula em torna de zero é dividida em três novas células uniformes.

[076] A quantização residual Qr realizada pelo estágio de quantização residual 106 para um valor quantizado zero pode ser resumida por

[077] em que C depende da zona morta do estágio de quantização e pode ser calculado para C=delta*(fac_z/2), em que prm é um fluxo de bits gerado através do estágio de quantização residual 106 com o uso do valor residual quantizado, em que x[i] é o sinal de entrada, em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso. O índice n é incrementado em 1 para cada valor quantizado zero quantizado novamente para zero, em que n é incrementado em 2 para cada valor quantizado zero quantizado novamente para um valor não zero.

[078] A Qr inversa pode ser, então, expressada como:

[079] As modalidades da presente invenção podem facilmente ser estendidas com a suposição de que a distribuição dentro da célula de quantização original não é uniforme. Nesse caso, os níveis de reconstrução relativos podem ser derivados dependendo da distribuição do erro de quantização. Uma forma de alcançar isso, é dividir a célula de quantização original em novas células menores não uniformes. Um segundo parâmetro de zona morta pode ser usado também.

[080] A seguir, modalidades adicionais do encriptador 100 e do decodificador 120 são brevemente descritas.

[081] Primeiro, o encriptador 100 é descrito.

[082] A quantização residual é uma camada de quantização de refinamento que refina o primeiro estágio de SQ (ou estágio de quantização 102). O mesmo explora eventuais bits não usados, isto é, bits não usados = target_bits-nbbits, em que nbbits é a quantidade de bits consumidos pelo codificador por entropia 104. A quantização residual adota uma estratégia gananciosa e sem entropia a fim de interromper a codificação sempre que o fluxo de bits alcança o tamanho desejado.

[083] O refinamento consiste em quantizar novamente o espectro quantizado, linha por linha. Primeiro, as linhas quantizadas não zero são processadas com um quantizador residual de 1 bit:

[084] Assim, X[k] é uma amostra escalonada do sinal de entrada 140 e X[k] é uma amostra correspondente escalonada do sinal de entrada quantizado inverso 152.

[085] Finalmente, caso os bits remanescentes permitam, as linhas quantizadas zero são consideradas e quantizadas com 3 níveis conforme a seguir:

[086] Assim, X[k] é uma amostra escalonada do sinal de entrada 140, X[k] é a amostra escalonada correspondente do sinal de entrada quantizado inverso 152, fac_z pode indicar um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa 172 deve ser aumentado a fim de obter um primeiro nível de quantização inversa refinado 174 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176 e um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa deve ser diminuído a fim de obter um segundo nível de quantização inversa refinado 176 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176, em que rounding_dz=1-dz/2.

[087] Segundo, o decodificador 120 é descrito.

[088] Os bits remanescentes refinam as linhas decodificadas não zero. 1 bit por valor espectral não zero é lido:

[089] Assim, X[k] é o sinal de entrada 140, X[£] é o sinal de entrada quantizado inverso 152, fac_p pode indicar um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (ou nível de reconstrução) 172 deve ser aumentado a fim de obter um primeiro nível de quantização inversa refinado 174 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176, e fac_m pode indicar um valor absoluto normalizado pelo qual o valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa 172 deve ser diminuído a fim de obter um segundo nível de quantização inversa refinado 176 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176, em que rounding_dz=1-dz/2

[090] Caso pelo menos 2 bits sejam deixados para leitura, um valor zero é refinado como

[091] Assim, X[k] é uma amostra escalonada do sinal de entrada 140, X[k] é a amostra escalonada correspondente do sinal de entrada quantizado inverso 152, fac_z pode indicar um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa 172 deve ser aumentado a fim de obter um primeiro nível de quantização inversa refinado 174 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176 e um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa deve ser diminuído a fim de obter um segundo nível de quantização inversa refinado 176 dos dois níveis de quantização inversa refinados 174 e 176, em que rounding_dz=1-dz/2.

[092] A Figura 8 mostra um fluxograma de um método para criptação 200 de acordo com uma modalidade. O método 200 compreende uma etapa 202 para quantizar um sinal de entrada a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados com o uso de uma zona morta; uma etapa 204 de criptar a pluralidade de valores quantizados com o uso de um esquema de criptação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia; uma etapa 206 de quantizar um sinal residual provocado por uma quantização através do estágio de quantização e determinar uma pluralidade de valores residuais quantizados em função da zona morta do estágio de quantização; e uma etapa 208 de formar um fluxo de bits a partir da pluralidade de valores criptados por entropia e da pluralidade de valores residuais quantizados.

[093] A Figura 9 mostra um fluxograma de um método para decodificação 220 de acordo com uma modalidade. O método 220 compreende uma etapa 222 para analisar um sinal codificado a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia e um valor residual quantizado; uma etapa 224 para decodificar a pluralidade de valores criptados por entropia com o uso de um esquema de decodificação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados; uma etapa 226 de quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados com o uso de uma zona morta a fim de obter um sinal de saída; e uma etapa 228 de refinar um nível de quantização inversa usado para obter o sinal de saída em função de uma zona morta e do valor residual quantizado.

[094] Embora alguns aspectos tenham sido descritos no contexto de um aparelho, fica claro que esses aspectos também representam uma descrição do método correspondente, em que um bloco ou dispositivo corresponde a uma etapa do método ou a um recurso de uma etapa do método. Analogamente, os aspectos descritos no contexto de uma etapa do método também representam uma descrição de um bloco ou item correspondente ou um recurso de um aparelho correspondente. Parte ou todas as etapas do método podem ser executadas por (ou com o uso de) um aparelho de hardware, como, por exemplo, um microprocessador, um computador programável ou um circuito eletrônico. Em algumas modalidades, algumas ou mais das etapas mais importantes do método podem ser executadas por tal aparelho.

[095] Dependendo de certas exigências de implantação, as modalidades da invenção podem ser implantadas em hardware ou em software. A implantação pode ser realizada com o uso de um meio de armazenamento digital, por exemplo, um disquete, um DVD, um Blu-Ray, um CD, uma ROM, uma PROM, uma EPROM, uma EEPROM ou uma memória Flash, que tem sinais de controlar eletronicamente legíveis armazenados no mesmo, que cooperam (ou têm capacidade para cooperar) com um sistema de computador programável, de modo que o respectivo método seja realizado. Portanto, o meio de armazenamento digital pode ser legível por computador.

[096] Algumas modalidades de acordo com a invenção compreendem uma portadora de dados que tem sinais de controle eletronicamente legíveis, que têm capacidade para cooperar com um sistema de computador programável, de modo que um dos métodos descritos no presente documento seja realizado.

[097] Em geral, as modalidades da presente invenção podem ser implantadas como um produto de programa de computador com um código de programa, sendo que o código de programa é operativo para realizar um dos métodos quando o produto de programa de computador for executado em um computador. O código de programa pode, por exemplo, ser armazenado em uma portadora legível por máquina.

[098] Outras modalidades compreendem o programa de computador para realizar um dos métodos descritos no presente documento, armazenado em uma portadora legível por máquina.

[099] Em outras palavras, uma modalidade do método inventivo é, portanto, um programa de computador que tem um código de programa para realizar um dos métodos descritos no presente documento, quando o programa de computador for executado em um computador.

[100] Uma modalidade adicional dos métodos inventivos é, portanto, uma portadora de dados (ou um meio de armazenamento digital, ou um meio legível por computador) que compreende, gravado na mesma, o programa de computador para realizar um dos métodos descritos no presente documento. A portadora de dados, o meio de armazenamento digital ou o meio gravado são, tipicamente, tangíveis e/ou não tangíveis.

[101] Uma modalidade adicionalmente do método inventivo é, portanto, um fluxo de dados ou uma sequência de sinais que representa o programa de computador para realizar um dos métodos descritos no presente documento. 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, por meio da Internet.

[102] Uma modalidade adicional compreende um meio de processamento, por exemplo, um computador, um dispositivo lógico programável, configurado ou adaptado para realizar um dos métodos descritos no presente documento.

[103] Uma modalidade adicional compreende um computador que tem instalado no mesmo o programa de computador para realizar um dos métodos descritos no presente documento.

[104] Uma modalidade adicional, de acordo com a invenção, compreende um aparelho ou um sistema configurado para transferir (por exemplo, eletrônica ou opticamente) um programa de computador para realizar um dos métodos descritos no presente documento para 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 arquivos para transferência do programa de computador para o receptor.

[105] Em algumas modalidades, um dispositivo lógico programável (por exemplo, uma matriz de porta programável em campo) pode ser usado para realizar parte ou todas as funcionalidades dos métodos descritos no presente documento. Em algumas modalidades, uma matriz de porta programável em campo pode cooperar com um microprocessador a fim de realizar um dos métodos descritos no presente documento. Em geral, os métodos são preferencialmente realizados por qualquer aparelho de hardware.

[106] As modalidades descritas acima são meramente ilustrativas para os princípios da presente invenção. Compreende-se que modificações e variações das disposições e dos detalhes descritos no presente documento serão evidentes para os indivíduos versados na técnica. Portanto, pretende-se que sejam limitadas somente pelo escopo das reivindicações da patente iminentes e não pelos detalhes específicos apresentados a título de descrição e explicação das modalidades no presente documento.

Claims (12)

1. Encriptador (100) caracterizado por compreender: um estágio de quantização (102) configurado para quantizar um sinal de áudio de entrada (140) com o uso de uma zona morta a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados (142); um encriptador por entropia (104) configurado para criptar a pluralidade de valores quantizados (142) com o uso de um esquema de criptação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia (144); um estágio de quantização residual (106) configurado para quantizar um sinal residual provocado pelo estágio de quantização (102), sendo que o estágio de quantização residual (106) é configurado para determinar, para um valor quantizado não zero, pelo menos um valor residual quantizado (146) em função de uma largura da zona morta do estágio de quantização (102); e um formador de sinal codificado (108) configurado para formar um sinal codificado (148) a partir da pluralidade de valores criptados por entropia (144) e do pelo menos um valor residual quantizado (146); em que o formador de sinal codificado (108) é configurado para formar o sinal codificado (148) acrescentando-se o pelo menos um valor residual quantizado (146) ou uma pluralidade de valores residuais quantizados (146) à pluralidade de valores criptados por entropia (144) até que o sinal codificado (148) compreenda um comprimento máximo disponível para uma transferência para um decodificador. em que o pelo menos um valor residual quantizado (146) não é criptado por entropia, a fim de interromper a codificação sempre que o sinal codificado (148) compreenda o comprimento máximo disponível para a transferência para o decodificador; em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para quantizar novamente o espectro quantizado, linha por linha, através das etapas de primeiro, determinação do pelo menos um valor residual quantizado (146) de modo que o valor residual quantizado (146) compreenda 1 bit para um valor quantizado não zero, em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para determinar o valor residual quantizado (146) com base na sintaxe em que prm é um fluxo de bits gerado pelo estágio de quantização residual (106) com o uso do valor residual quantizado (146), em que x[i] é o sinal de entrada (140), em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso (152), em que n é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado não zero, e em que i é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado obtido (142); e, em segundo lugar, se os bits remanescentes permitirem, determinação do valor residual quantizado (146) de modo que o valor residual quantizado (146) compreenda 2 bits para um valor quantizado zero, em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para determinar o valor residual quantizado (146) com base na sintaxe em que C depende da zona morta do estágio de quantização (102), em que prm é um fluxo de bits gerado pelo estágio de quantização residual (106) com o uso do valor residual quantizado (146), em que x[i] é o sinal de entrada (140), em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso (152), em que n é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado zero que é quantizado novamente para um valor quantizado zero e incrementado em 2 para cada valor quantizado zero que é quantizado novamente para um valor quantizado não zero, e em que i é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado obtido (142).

2. Encriptador (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de quantização residual (106) compreender: um quantizador inverso (160) configurado para quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados (112) em função da zona morta do estágio de quantização (102) a fim de obter um sinal de entrada quantizado inverso (152); em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para determinar o pelo menos um valor residual quantizado (146) de modo que o valor residual quantizado (146) compreenda 1 bit para um valor quantizado não zero; e em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para determinar, para o valor quantizado não zero, que o valor residual quantizado (146) compreende uma lógica 0, caso o sinal de entrada (140) seja menor do que o sinal de entrada quantizado inverso (152) para o valor quantizado não zero, e para determinar, para o valor quantizado não zero, que o valor residual quantizado (146) compreende uma lógica 1 caso contrário.

3. Encriptador (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por o estágio de quantização residual (106) compreender: um quantizador inverso (160) configurado para quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados (142) em função da zona morta a fim de obter um sinal de entrada quantizado inverso (152); e um comparador (162) configurado para comparar o sinal de entrada (140) e o sinal de entrada quantizado inverso (152).

4. Encriptador (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o comparador (162) ser configurado para comparar o sinal de entrada (140) e o sinal de entrada quantizado inverso (152) a fim de obter o sinal residual (154); em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para quantizar o sinal residual (154) em função da zona morta.

5. Encriptador (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o estágio de quantização residual (106) ser configurado para determinar o pelo menos um valor residual quantizado (146) de modo que o valor residual quantizado (146) compreenda 1 bit para um valor quantizado não zero; e em que o estágio de quantização residual é configurado para determinar, para o valor quantizado não zero, que o valor residual quantizado (146) compreende uma lógica 0, caso o sinal residual (154) seja negativo para o valor quantizado não zero, e para determinar, para o valor quantizado não zero, que o valor residual quantizado (146) compreende uma lógica 1 caso contrário.

6. Encriptador (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o formador de sinal codificado (108) ser configurado para fornecer um fluxo de bits como o sinal codificado (148), em que o formador de sinal codificado (108) é configurado para formar o fluxo de bits a partir da pluralidade de valores criptados por entropia (144) e da pluralidade de valores residuais quantizados (146), em que o formador de sinal codificado (108) é configurado para acrescentar os valores residuais quantizados (146) aos valores criptados por entropia (144), sendo que o estágio de quantização residual (106) compreende: um quantizador residual (106’); e um ajustador (164) configurado para controlar o quantizador residual (106’) para quantizar o sinal residual em função de uma largura da zona morta usada no estágio de quantização (102) para obter a pluralidade de valores quantizados (142); em que o ajustador (164) é configurado para obter uma quantidade de bits-alvo e uma quantidade de bits consumidos; e em que o ajustador (164) é configurado para controlar o estágio de quantização residual para interromper a determinação de valores residuais quantizados quando o fluxo de bits compreende a quantidade de bits-alvo.

7. Decodificador (120) caracterizado por compreender: um analisador de sinal codificado (122) configurado para analisar um sinal de áudio codificado (148) a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia (144) e pelo menos um valor residual quantizado (146); um decodificador por entropia (124) configurado para decodificar a pluralidade de valores criptados por entropia (144) com o uso de um esquema de decodificação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados (142); e um estágio de quantização inversa (126) configurado para quantizar de modo inverso a pluralidade de valores quantizados (142) a fim de obter um sinal de saída (150); em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para refinar um nível de quantização inversa (172) usado para obter o sinal de saída (150) em função do valor residual quantizado (146); em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para refinar um nível de quantização inversa (172) para um valor quantizado não zero em função de um valor residual quantizado (146) e de uma largura da zona morta; o estágio de quantização inversa (126) ser configurado para refinar o nível de quantização inversa (172) determinando-se um nível de quantização inversa refinado (174, 176) em função da zona morta; em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para determinar dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para um valor quantizado não zero, em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para obter o sinal de saída (150) com o uso de um dos dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) indicados pelo valor residual quantizado; em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para determinar os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para um valor quantizado não zero com base nos dois fatores: fac_p = 0,25 * dz fac_m = 0,5 * (1 - 0,5 * dz) em que fac_p indica um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser aumentado a fim de obter um primeiro dos dois níveis de quantização inversa refinados (174), em que fac_m indica um valor absoluto normalizado pelo qual o valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser diminuído a fim de obter um segundo dos dois níveis de quantização inversa refinados (176), e em que dz é uma largura normalizada da zona morta; em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para determinar dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para um valor quantizado zero, em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para obter o sinal de saída (150) com o uso de um dentre o nível de quantização inversa (172) e dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) indicados pelo valor residual quantizado; em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para determinar os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para o valor quantizado zero com base no fator: fac_z = dz / 3 em que fac_z indica um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser aumentado a fim de obter um primeiro dos dois níveis de quantização inversa refinados (174) e um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser diminuído a fim de obter um segundo dos dois níveis de quantização inversa refinados (176), e em que dz é uma largura normalizada da zona morta.

8. Decodificador (120), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o estágio de quantização inversa (126) ser configurado para aumentar um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) por um valor de aumento a fim de obter um primeiro dos dois níveis de quantização inversa refinados (174); em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para diminuir um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) por um valor de diminuição a fim de obter um segundo dos dois níveis de quantização inversa refinados (174); e em que o valor de aumento e o valor de diminuição são diferentes um do outro.

9. Decodificador (120), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado por o estágio de quantização inversa (126) ser configurado para aumentar um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) por um valor de aumento a fim de obter um primeiro dos dois níveis de quantização inversa refinados (174); em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para diminuir um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) por um valor de diminuição a fim de obter um segundo dos dois níveis de quantização inversa refinados (174).

10. Sistema caracterizado por compreender: um encriptador (100), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6; e um decodificador (120), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 9.

11. Método (200) para criptar, sendo que o método é caracterizado por compreender: quantização (202) de um sinal de áudio de entrada a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados com o uso de uma zona morta; criptação (204) da pluralidade de valores quantizados com o uso de um esquema de criptação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia; quantização (206) de um sinal residual provocado por quantização do sinal de entrada, em que a quantização (206) do sinal residual compreende determinar, para um valor quantizado não zero, pelo menos um valor residual quantizado em função de uma largura da zona morta do estágio de quantização; e formação (208) de um fluxo de bits a partir da pluralidade de valores criptados por entropia e do pelo menos um valor residual quantizado; em que formar (208) o fluxo de bits compreende acrescentar o pelo menos um valor residual quantizado (146) ou uma pluralidade de valores residuais quantizados (146) à pluralidade de valores criptados por entropia (144) até que o sinal codificado (148) compreenda um comprimento máximo disponível para uma transferência para um decodificador; em que o pelo menos um valor residual quantizado (146) não é criptado por entropia a fim de interromper a codificação sempre que o sinal codificado (148) compreender o comprimento máximo disponível para a transferência para o decodificador; em que quantizar (206) o sinal residual compreende quantizar novamente o espectro quantizado, linha por linha, através das etapas de primeiro, determinação do pelo menos um valor residual quantizado (146) de modo que o valor residual quantizado (146) compreenda 1 bit para um valor quantizado não zero, em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para determinar o valor residual quantizado (146) com base na sintaxe em que prm é um fluxo de bits gerado pelo estágio de quantização residual (106) com o uso do valor residual quantizado (146), em que x[i] é o sinal de entrada (140), em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso (152), em que n é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado não zero, e em que i é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado obtido (142); e, em segundo lugar, se os bits remanescentes permitirem, determinação do valor residual quantizado (146) de modo que o valor residual quantizado (146) compreenda 2 bits para um valor quantizado zero, em que o estágio de quantização residual (106) é configurado para determinar o valor residual quantizado (146) com base na sintaxe em que C depende da zona morta do estágio de quantização (102), em que prm é um fluxo de bits gerado pelo estágio de quantização residual (106) com o uso do valor residual quantizado (146), em que x[i] é o sinal de entrada (140), em que x_Q[i] é o sinal de entrada quantizado inverso (152), em que n é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado zero que é quantizado novamente para um valor quantizado zero e incrementado em 2 para cada valor quantizado zero que é quantizado novamente para um valor quantizado não zero, e em que i é um índice que é incrementado em 1 para cada valor quantizado obtido (142).

12. Método (220) para decodificar, sendo que o método é caracterizado por compreender: análise (222) de um sinal codificado a fim de obter uma pluralidade de valores criptados por entropia e um valor residual quantizado; decodificação (224) da pluralidade de valores criptados por entropia com o uso de um esquema de decodificação por entropia a fim de obter uma pluralidade de valores quantizados; quantização inversa (226) da pluralidade de valores quantizados a fim de obter um sinal de saída; e refinamento (228) de um nível de quantização inversa usado para obter o sinal de saída em função de uma largura de uma zona morta e do valor residual quantizado; em que refinar (228) o nível de quantização inversa compreende refinar um nível de quantização inversa (172) para um valor quantizado não zero em função de um valor residual quantizado (146) e de uma largura da zona morta; em que refinar (228) o nível de quantização inversa compreende refinar o nível de quantização inversa (172) com a determinação de um nível de quantização inversa refinado (174, 176) em função da zona morta; em que refinar (228) o nível de quantização inversa compreende determinar os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para um valor quantizado não zero, em que o estágio de quantização inversa (126) é configurado para obter o sinal de saída (150) com o uso de um dentre os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) indicados pelo valor residual quantizado; determinar os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para um valor quantizado não zero com base nos dois fatores: fac_p = 0,25 * dz fac_m = 0,5 * (1 - 0,5 * dz) em que fac_p indica um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser aumentado a fim de obter um primeiro dos dois níveis de quantização inversa refinados (174), em que fac_m indica um valor absoluto normalizado pelo qual o valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser diminuído a fim de obter um segundo dos dois níveis de quantização inversa refinados (176), e em que dz é uma largura normalizada da zona morta; em que refinar (228) o nível de quantização inversa compreende determinar os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para um valor quantizado zero, o estágio de quantização inversa (126) é configurado para obter o sinal de saída (150) com o uso de um dentre o nível de quantização inversa (172) e os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) indicados pelo valor residual quantizado; em que refinar (228) o nível de quantização inversa compreende determinar os dois níveis de quantização inversa refinados (174, 176) para o valor quantizado zero com base no fator: fac_z = dz / 3 em que fac_z indica um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser aumentado a fim de obter um primeiro dos dois níveis de quantização inversa refinados (174) e um valor absoluto normalizado pelo qual um valor absoluto normalizado do nível de quantização inversa (172) deve ser diminuído a fim de obter um segundo dos dois níveis de quantização inversa refinados (176), e em que dz é uma largura normalizada da zona morta.