BR122021007425B1

BR122021007425B1 - Aparelho de decodificação, e método de codificação de um sinal de banda superior

Info

Publication number: BR122021007425B1
Application number: BR122021007425-9A
Authority: BR
Inventors: Ki-hyun Choo; Eun-mi Oh; Ho-Sang Sung
Original assignee: Samsung Electronics Co., Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2022-12-20
Also published as: BR112013016438A2; EP2657933A1; KR20120137313A; JP6148983B2; AU2011350143B2; EP2657933B1; CN106409305B; AU2011350143B9; US20190115037A1; EP3023985B1; KR102109938B1; KR20190108088A; JP2016105174A; EP3249647C0; SG191771A1; JP6599417B2; RU2013135005A; CN103493131B; US20200051579A1; EP3249647A1

Abstract

Um método e aparelho para realizar codificação e decodificação para extensão de largura de banda de alta frequência. O aparelho de codificação pode amostrar descendentemente um sinal de entrada, realizar codificação de núcleo no sinal de entrada amostrado descendentemente, realizar transformação de frequência no sinal de entrada e realizar codificação de extensão de largura de banda mediante uso de um sinal de base do sinal de entrada em um domínio de frequência.

Description

Campo técnico

[0001] Um ou mais aspectos da presente invenção referem-se a um método e aparelho para codificar e decodificar um sinal de áudio, por exemplo, um sinal de voz ou um sinal de música e, mais particularmente, a um método e um aparelho para a codificação e decodificação de um sinal correspondente a uma banda de alta frequência de um sinal de áudio.

Fundamentos da Técnica

[0002] Um sinal correspondendo a uma banda de alta frequência é menos sensível a uma estrutura refinada de frequência do que um sinal correspondendo a uma banda de baixa frequência. Assim, quando uma eficiência de codificação é aumentada para eliminar as restrições em relação aos bits disponíveis para codificar um sinal de áudio, um grande número de bits é atribuído ao sinal correspondendo à banda de baixa frequência e um número relativamente pequeno de bits é atribuído a sinal correspondendo à banda de alta frequência.

[0003] Uma tecnologia que emprega o método acima é a replicação de banda espectral (SBR). Em SBR, a eficiência da codificação é aumentada por expressar um sinal de alta frequência com um envelope e sintetizando o envelope durante um processo de decodificação. SBR baseia-se nas características de audição dos seres humano tendo uma resolução relativamente baixa em relação a um sinal de alta frequência.

Descrição Detalhada da Invenção Problema Técnico

[0004] A presente invenção proporciona métodos de estender uma largura de banda de uma banda de alta frequência, com base na replicação de Banda Espectral (SBR).

Solução Técnica

[0005] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de codificação, incluindo um amostrador descendente para amostragem descendente de um sinal de entrada, um codificador de núcleo para a realização de codificação de núcleo no sinal de entrada amostrado descendentemente, um transformador de frequência para efetuar a transformação de frequências no sinal de entrada, e um codificador de extensão para codificação de extensão de largura de banda, utilizando um sinal de base do sinal de entrada em um domínio de frequências.

[0006] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de codificação, incluindo um amostrador descendente para amostragem descendente de um sinal de entrada, um codificador de núcleo para a realização de codificação de núcleo no sinal de entrada amostrado descendentemente, um transformador de frequência para efetuar a transformação de frequências no sinal de entrada, e um codificador de extensão para codificação de extensão de largura de banda mediante uso de características do sinal de entrada e um sinal de base do sinal de entrada de um domínio de frequências.

[0007] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de codificação, incluindo um seletor de modo de codificação para a seleção de um modo de codificação para a execução de codificação de extensão de largura de banda, com base em um sinal de entrada de um domínio de frequências e um sinal de entrada em um domínio de tempo; e um codificador de extensão para realizar codificação de extensão de largura de banda mediante uso do sinal de entrada no domínio de frequência e o modo de codificação.

[0008] O codificador de extensão pode incluir um gerador de sinal de base para a geração do sinal de base do sinal de entrada no domínio de frequência de um espectro de frequência do sinal de entrada no domínio de frequência, um estimador de fator para estimar um fator de controle de energia, utilizando o sinal de base, um extrator de energia para extrair energia do sinal de entrada no domínio de freqüência, um controlador de energia para controlar a energia extraída utilizando o fator de controle de energia, e um quantizador de energia para quantificar a energia controlada.

[0009] O codificador de extensão pode incluir um gerador de sinal de base para a geração do sinal de base do sinal de entrada no domínio de frequência mediante uso de um espectro de frequência do sinal de entrada no domínio de frequência, um estimador de fator para estimar um fator de controle de energia, mediante uso das características do sinal de entrada e do sinal de base, um dispositivo de extração de energia para extrair energia a partir do sinal de entrada no domínio de frequência, um controlador de energia para controlar a energia extraída através do fator de controle de energia, e um quantizador de energia para quantização da energia controlada.

[00010] O codificador de extensão pode incluir um extrator de energia para extrair energia a partir do sinal de entrada no domínio de frequência, com base no modo de codificação, um controlador de energia para controlar a energia extraída através do fator de controle de energia, com base no modo de codificação, e uma quantizador de energia para quantização da energia controlada, com base no modo de codificação.

[00011] O gerador de sinal de base pode incluir um gerador de sinal artificial para a geração de um sinal artificial correspondendo a uma banda de alta frequência de domínio alta frequência, copiando e dobrando uma banda de baixa frequência de domínio de baixa frequência do sinal de entrada no domínio de frequência, um estimador de envelope para estimar um envelope do sinal de base, usando uma janela, e uma unidade de aplicação de envelope para a aplicação do envelope estimado ao sinal artificial.

[00012] O estimador de fator pode incluir um primeiro calculador de tonalidade para calcular uma tonalidade de uma banda de alta frequência no domínio de alta frequência do sinal de entrada no domínio de frequência, um segundo calculador de tonalidade para calcular uma tonalidade do sinal de base, e um calculador de fator de cálculo do fator de controle de energia usando a tonalidade da banda de alta frequência de domínio de alta frequência do sinal de entrada no domínio de frequência e a tonalidade do sinal de base.

[00013] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de codificação, incluindo uma unidade de classificação de sinal para determinação de um modo de codificação de um sinal de entrada, com base nas características do sinal de entrada, um codificador de predição linear de código excitado (CELP) para executar Codificação CELP em um sinal de baixa frequência do sinal entrada, quando um modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de codificação CELP, um codificador de extensão de domínio de tempo (TD) para a realização de codificação de extensão de um sinal de entrada em um sinal de alta frequência quando a codificação CELP é realizada no sinal de baixa frequência do sinal de entrada; um transformador de frequência para a execução de transformação na frequência no sinal de entrada, quando o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de domínio de frequência (FD), e um codificador FD para a realização de codificação FD do sinal de entrada transformado.

[00014] O codificador FD pode incluir um codificador de normalização para a extração de energia a partir do sinal de entrada transformado para cada banda de freqüência e quantização da energia extraída, um codificador de pulso fatorial para a realização de codificação de pulso fatorial (FPC) em um valor obtido através da expansão do sinal de entrada transformado usando um valor quantizado de normalização, e um gerador de informação de ruído adicional para gerar informação de ruído adicional de acordo com a realização da FPC, e a entrada do sinal de entrada transformado para o codificador FD pode ser um quadro transiente.

[00015] O codificador FD pode incluir um codificador de normalização para a extração de energia a partir do sinal de entrada transformado para cada banda de freqüência e quantização da energia extraída; um codificador de pulso fatorial para a realização de codificação de pulso fatorial (FPC) em um valor obtido através da expansão do sinal de entrada transformado usando um valor quantizado de normalização; um gerador de informação de ruído adicional para gerar informação de ruído adicional de acordo com a realização da FPC, e um codificador de extensão FD para efetuar uma codificação de extensão em um sinal de alta frequência do sinal de entrada transformado, e a entrada do sinal de entrada transformado para o codificador FD pode ser um quadro estacionário.

[00016] O codificador de extensão FD pode realizar quantização de energia mediante uso de um mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bits.

[00017] Um fluxo de bits de acordo com um resultado da execução da codificação FD no sinal de entrada transformado pode incluir informação do modo de quadro anterior.

[00018] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de codificação, incluindo uma unidade de classificação de sinal para determinação de um modo de codificação de um sinal de entrada, com base nas características do sinal de entrada, um codificador de coeficiente de predição linear (LPC) para extrair um LPC a partir de um sinal de baixa frequência do sinal de entrada, e quantização LPC, um codificador de predição linear de código excitado (CELP) para executar codificação CELP em um sinal de excitação LPC de um sinal de baixa frequência do sinal de entrada extraído utilizando o LPC quando um o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de codificação CELP, um codificador de extensão de domínio de tempo (TD) para a realização de codificação de extensão de um sinal de alta frequência do sinal de entrada, quando a codificação CELP é realizada no sinal de excitação LPC; um codificador de áudio para a realização de codificação de áudio com o sinal de excitação LPC quando um modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de áudio; e um codificador de extensão FD para efetuar codificação de extensão do sinal de entrada no sinal de alta frequência quando a codificação de áudio é realizada no sinal de excitação LPC.

[00019] O codificador de extensão FD pode realizar quantização de energia mediante uso de um mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bit.

[00020] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de decodificação incluindo um decodificador de núcleo para a realização de decodificação de núcleo de um sinal de entrada codificado de um núcleo incluído no fluxo de bits; um amostrador ascendente para a amostragem ascendente do sinal de entrada decodificado de núcleo; um transformador de frequência, para realizar a transformação de frequência no sinal de entrada amostrado ascendentemente, e um decodificador para a realização de decodificação de extensão de largura de banda usando a energia do sinal de entrada incluído no fluxo de bits e um sinal de entrada em um domínio de frequência.

[00021] O decodificador de extensão pode incluir um quantizador inverso para quantificar inversamente a energia do sinal de entrada; um gerador de sinal de base para gerar um sinal de base usando o sinal de entrada no domínio de frequência; um calculador de ganho para calcular um ganho a ser aplicado ao sinal de base usando a energia inversamente quantificada e a energia do sinal de base; e uma unidade de aplicação de ganho para aplicar o ganho a cada uma das bandas de frequência.

[00022] O gerador de sinal de base pode incluir um gerador de sinal artificial para gerar um sinal artificial, correspondente a uma banda de alta frequência, copiando e dobrando uma banda de baixa frequência do sinal de entrada no domínio de frequência; um estimador de envelope para estimar um envelope do sinal de base usando uma janela incluída no fluxo de bits; e uma unidade de aplicação de envelope para a aplicação do envelope estimado ao sinal artificial.

[00023] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de decodificação de informação, incluindo uma unidade de verificação de informação de modo para verificar informação de modo de cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits; um decodificador de predição linear de código excitado (CELP) para realizar a decodificação CELP em um quadro codificado CELP, com base em um resultado da verificação, um no decodificador de extensão de domínio de tempo (TD), para gerar um sinal decodificado de uma banda de alta frequência, usando pelo menos um de um resultado de executar a decodificação CELP e um sinal de excitação de um sinal de baixa frequência, um decodificador de domínio de frequência (FD) para realizar decodificação FD em um quadro codificado FD, com base no resultado da verificação; e um transformador inverso de frequência para efetuar a transformação inversa de frequência em um resultado da execução da decodificação FD.

[00024] O decodificador FD pode incluir um decodificador de normalização para a realização de decodificação de normalização, com base em informação de normalização incluídas no fluxo de bits; um decodificador de codificação de pulso fatorial (FPC) para a realização de decodificação FPC, com base na informação de codificação de pulso fatorial contidas no fluxo de bits, e uma unidade de realização de enchimento de ruído para a realização de enchimento de ruído em um resultado da realização da decodificação FPC.

[00025] O decodificador FD pode incluir um decodificador de normalização para a realização de decodificação de normalização com base em informação de normalização incluídas no fluxo de bits; um decodificador de codificação de pulso fatorial (FPC) para executar decodificação FPC, com base na informação que codifica pulso fatorial incluído no fluxo de bits; uma unidade de realização de enchimento de ruído para a realização de enchimento de ruído em consequência da realização da decodificação FPC; e um decodificador de extensão de alta frequência FD para a execução de decodificação de extensão de alta frequência, com base no resultado da realização de decodificação FPC e um resultado de executar o enchimento do ruído.

[00026] O decodificador FD pode ainda incluir um codificador de extensão de baixa frequência FD para realizar de codificação de extensão nos resultados da realização da decodificação FPC e o ruído de enchimento quando um valor de uma banda superior de uma banda frequência realizando decodificação FPC banda é menor do que um valor de banda superior de uma banda de frequência de um sinal de núcleo.

[00027] O decodificador extensão de alta freqüência FD pode realizar quantização inversa de energia através do compartilhamento de um mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bits.

[00028] O decodificador FD pode realizar a decodificação FD em um quadro codificado FD, com base em informação do modo de quadro anterior incluído no fluxo de bits.

[00029] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de decodificação, incluindo uma unidade de verificação de informação de modo para verificar a informação do modo de cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits; um decodificador de coeficiente de predição linear (LPC) para efetuar a decodificação LPC nos quadros incluídos no fluxo de bits; um decodificador de predição linear de código excitado (CELP) para executar decodificação CELP em um quadro codificado CELP, com base no resultado da verificação; um decodificador de extensão de domínio de tempo (TD), para gerar um sinal decodificado de banda de alta frequência, usando pelo menos um de um resultado de executar a decodificação CELP e um sinal de excitação de um sinal de baixa frequência, um decodificador de áudio para efetuar decodificação de áudio em um quadro de áudio codificado, com base no resultado da verificação, e um decodificador de extensão de domínio frequência (FD), para a realização de decodificação de extensão usando um resultado da realização de decodificação de áudio.

[00030] O decodificador de extensão FD pode realizar quantização inversa de energia através do compartilhamento de um mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bits.

[00031] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de codificação, incluindo uma amostragem descendente de um sinal de entrada; realização de codificação de núcleo no sinal de entrada amostrado descendentemente; realizando a transformação de frequências do sinal de entrada; e realizando codificação de extensão de largura de banda, utilizando um sinal de base do sinal de entrada em um domínio de frequência.

[00032] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de codificação, incluindo uma amostragem descendente de um sinal de entrada; realização de codificação de núcleo no sinal de entrada amostrado descendentemente; realizando a transformação de frequência no sinal de entrada; e realizando codificação de extensão de largura de banda mediante utilização de características do sinal de entrada e de um sinal de base do sinal de entrada em um domínio de frequência.

[00033] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de codificação, incluindo a seleção de um modo de codificação para a execução de codificação de extensão de largura de banda, com base na utilização de um sinal de entrada de um domínio de frequência e um sinal de entrada em um domínio de tempo; e realizando a codificação de extensão de largura de banda usando o sinal de entrada no domínio de frequência e o modo de codificação.

[00034] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de decodificação incluindo a realização de decodificação de núcleo de um sinal de entrada de núcleo codificado incluído em um fluxo de bits; amostragem ascendente do sinal de entrada de núcleo decodificado; realizando transformação de frequência no sinal de entrada amostrado ascendentemente; e realizando decodificação de extensão de largura de banda mediante uso de um sinal de entrada em um domínio de frequência e energia do sinal de entrada incluído no fluxo de bits.

[00035] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de codificação, incluindo a determinação de um modo de codificação de um sinal de entrada, com base nas características do sinal de entrada; executar codificação de predição linear de código excitado (CELP) em um sinal de baixa frequência do sinal de entrada quando um modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de codificação CELP; realizar codificação de extensão de domínio de tempo (TD) em um sinal de alta frequência do sinal de entrada quando codificação CELP é realizada no sinal de baixa frequência do sinal de entrada; realizar a transformação de frequência no sinal de entrada, quando o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de domínio de frequência (FD), e realizar codificação FD do sinal de entrada transformado.

[00036] O desempenho da codificação FD pode incluir a realização de quantização da energia através do compartilhamento de um mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bit.

[00037] Um fluxo de bits de acordo com um resultado da execução da codificação FD no sinal de entrada transformado pode incluir informação de modo de quadro anterior.

[00038] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de codificação, incluindo a determinação de um modo de codificação de um sinal de entrada, com base nas características do sinal de entrada; extração de um coeficiente de predição linear (LPC) de um sinal de baixa frequência do sinal de entrada, e quantização LPC; realizar codificação de predição linear de código excitado (CELP) em um sinal de excitação LPC de um sinal de baixa frequência do sinal de entrada extraído utilizando o LPC, quando um modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de codificação CELP; realizar codificação de extensão no domínio do tempo (TD) em um sinal de alta frequência do sinal de entrada, quando a codificação CELP é realizada no sinal de excitação LPC; executar codificação de áudio no sinal de excitação LPC quando um modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de codificação de áudio; e realizar codificação de extensão no domínio de frequência (FD) no sinal de alta frequência do sinal de entrada, quando a codificação de áudio é realizada no sinal de excitação LPC.

[00039] O desempenho da codificação FD pode incluir a realização de quantização da energia através do compartilhamento de um mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bit.

[00040] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de decodificação incluindo a verificação de informação de modo de cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits; realizar codificação de predição linear de código excitado (CELP) em um quadro codificado CELP, com base no resultado da verificação; gerar um sinal decodificado de uma banda de alta frequência, usando pelo menos um de um resultado de executar a decodificação CELP e um sinal de excitação de um sinal de baixa frequência; realizar decodificação de domínio de frequência (FD) em um quadro codificado FD, com base no resultado da verificação; e realização de transformação de frequência inversa em um resultado da realização da decodificação FD.

[00041] O desempenho da decodificação FD pode incluir a realização de quantização inversa de energia através do compartilhamento de um mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bit.

[00042] O desempenho da decodificação FD pode incluir realizar a decodificação FD em um quadro codificado FD, com base em informação do modo de quadro anterior incluído no fluxo de bits.

[00043] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de decodificação incluindo a verificação de informação do modo de cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits; realizar decodificação de coeficiente linear de predição (LPC) nos quadros incluídos no fluxo de bits; realizar decodificação de predição linear de código excitado (CELP) EM um quadro codificado CELP, com base no resultado da verificação; gerar um sinal decodificado de um sinal de alta frequência, usando pelo menos um de um resultado de realização de decodificação CELP em um sinal de excitação de um sinal de baixa frequência; executar a decodificação de áudio em um quadro codificado de áudio, com base no resultado da verificação; e realizar decodificação de extensão no domínio de frequência (FD), mediante uso de um resultado da realização de decodificação de áudio.

[00044] A realização de decodificação de extensão FD pode incluir a realização de quantização de energia inversa utilizando o mesmo livro de códigos em diferentes taxas de bits.

Efeitos vantajosos

[00045] De acordo com uma modalidade da presente invenção, uma largura de banda de uma banda de alta frequência pode ser estendida eficientemente pela extração de um sinal de base de um sinal de entrada, e controlando a energia do sinal de entrada mediante uso de uma tonalidade de uma banda de alta frequência do sinal de entrada e uma tonalidade do sinal de base.

Breve Descrição dos Desenhos

[00046] A figura 1 é um diagrama de blocos de um aparelho de codificação e de um aparelho de decodificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00047] A figura 2A é um diagrama de blocos da estrutura integral do aparelho de codificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00048] A figura 2B é um diagrama de blocos da estrutura integral do aparelho de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00049] A figura 2C é um diagrama de blocos de um codificador de domínio de frequência (FD) incluído em um aparelho de codificação, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00050] A figura 2D é um diagrama de blocos da estrutura integral de um aparelho de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00051] A figura 3 é um diagrama de blocos de um codificador de núcleo incluído em um aparelho de codificação, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00052] A figura 4 é um diagrama de blocos de um codificador de extensão incluído em um aparelho de codificação, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00053] A figura 5 é um diagrama de blocos de um codificador de extensão incluído em um aparelho de codificação, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00054] A figura 6 é um diagrama de blocos de um gerador de sinal de base incluído no codificador de extensão, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00055] A figura 7 é um diagrama de blocos de um estimador de fator de incluído no codificador de extensão, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00056] A figura 8 é um fluxograma ilustrando a operação de um quantizador de energia de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00057] A figura 9 é um diagrama que ilustra um processo de quantização de energia, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00058] A figura 10 é um diagrama que ilustra um processo de geração de um sinal artificial, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00059] As figuras, 11A e 11B, ilustram, respectivamente, as janelas para estimar um envelope, de acordo com formas de realização da presente invenção.

[00060] A figura 12A é um diagrama de blocos de um aparelho de decodificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00061] A figura 12B é um diagrama de blocos de um aparelho de decodificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00062] A figura 12C é um diagrama de blocos de um decodificador FD incluído em um aparelho de decodificação, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00063] A figura 12D é um diagrama de blocos de um aparelho de decodificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00064] A figura 13 é um diagrama de blocos de um decodificador de extensão incluído em um aparelho de decodificação, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00065] A figura 14 é um fluxograma ilustrando a operação de um quantizador inverso incluído no decodificador de extensão, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00066] A figura 15A é um fluxograma que ilustra um método de codificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00067] A figura 15B é um fluxograma que ilustra um método de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00068] A figura 15C é um fluxograma que ilustra um método de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00069] A figura 16A é um fluxograma que ilustra um método de decodificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00070] A figura 16B é um fluxograma que ilustra um método de decodificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00071] A figura 16C é um fluxograma que ilustra um método de decodificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00072] A figura 17 é um diagrama de blocos da estrutura integral de um aparelho de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00073] A figura 18 é um fluxograma ilustrando a operação de um quantizador de energia incluído em um aparelho de codificação, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00074] A figura 19 é um diagrama que ilustra um processo de quantização de energia mediante uso de um método de alocação desigual de bits, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00075] A figura 20 é um diagrama que ilustra a quantização de vetor usando predição intra de quadro, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00076] A figura 21 é um diagrama que ilustra um processo de quantização de energia mediante uso de um método de ponderação de frequência, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00077] A figura 22 é um diagrama que ilustra a quantização de vetor usando quantização de vetor de divisão de múltiplos estágios e predição intra de quadro, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00078] A figura 23 é um diagrama que ilustra uma operação de um quantizador inverso incluído em um aparelho de decodificação, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00079] A figura 24 é um diagrama de blocos da estrutura integral de um aparelho de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00080] A figura 25 é um diagrama que ilustra fluxos de bits de acordo com um modo de realização da presente invenção.

[00081] A figura 26 é um diagrama que ilustra um processo de realizar a alocação de frequências para cada banda de frequência, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00082] A figura 27 é um diagrama que ilustra as bandas de frequência utilizadas em um codificador FD ou em um decodificador FD, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Modo da invenção

[00083] A seguir, serão descritas, em detalhe, as formas de realização, exemplificativas, da presente invenção com referência aos desenhos anexos.

[00084] A figura 1 é um diagrama de blocos de um aparelho de codificação 101 e um aparelho de decodificação 102 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00085] O aparelho de codificação 101 pode gerar um sinal de base (ou um sinal básico) de um sinal de entrada e transmitir o sinal de base para o aparelho de decodificação 102. O sinal de base é gerado com base em um sinal de baixa frequência do sinal de entrada. O sinal de base pode ser um sinal de excitação para a extensão de largura de banda de alta frequência uma vez que o sinal de base é obtido por apagamento de informação do envelope do sinal de baixa frequência. O aparelho de decodificação 102 pode reconstruir o sinal de entrada do sinal de base. Em outras palavras, o aparelho de codificação 101 e o aparelho de decodificação 102 realizam a extensão de largura de banda da banda super larga (SWB BWE). Em detalhe, através da SWB BWE, um sinal correspondente a uma banda de alta frequência de 6,4 a 16 kHz correspondente a uma SWB pode ser gerado com base em um sinal de banda larga decodificado (BM) correspondente a uma banda de baixa frequência de 0 a 6,4 KHz. Aqui, 16 KHz podem variar de acordo com as circunstâncias. O sinal decodificado WB pode ser gerado mediante uso de um codec de voz de acordo com a predição linear de código excitado (CELP), com base em um domínio de predição linear (LPD), ou através da realização de uma quantização no domínio de frequência. Um exemplo de um método de realizar uma quantização no domínio de frequência pode incluir a codificação de áudio avançada (AAC) com base em transformação de co-seno discreta modificada (MDCT).

[00086] As operações do aparelho de codificação 101 e do aparelho de decodificação 102 serão agora descritas em detalhe.

[00087] A figura 2A é um diagrama de blocos da estrutura integral de um dispositivo de codificação 101 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00088] Referindo-se à figura 2A, o aparelho de codificação 101 pode incluir um amostrador descendente 201, um codificador de núcleo 202, um transformador de frequência 203 e um codificador de extensão 204.

[00089] Para codificação de banda larga (WB), o amostrador descendente 201 pode amostrar descendentemente um sinal de entrada. Em geral, o sinal de entrada, por exemplo, uma sinal de banda super larga (SWB) tem uma taxa de amostragem de 32 KHz, e é convertido para um sinal tendo uma taxa de amostragem apropriada para a codificação WB. Por exemplo, a amostrador descendente 201 pode amostrar descendentemente o sinal de entrada que tem, por exemplo, uma taxa de amostragem de 32 KHz para um sinal que tem, por exemplo, uma taxa de amostragem de 12,8 KHz.

[00090] O codificador de núcleo 202 pode executar codificação de núcleo no sinal de entrada amostrado descendentemente. Em outras palavras, o codificador de núcleo 202 pode executar codificação WB. Por exemplo, o codificador de núcleo 202 pode executar codificação WB com base em um método CELP.

[00091] O transformador de frequência 203 pode executar uma transformação de frequência no sinal de entrada. Por exemplo, o transformador de frequência 203 pode realizar a transformada rápida de Fourier (FFT) ou MDCT para executar uma transformação de frequência no sinal de entrada. Supõe-se depois disso que a MDCT seja usada.

[00092] O codificador de extensão 204 pode executar a codificação de extensão de largura de banda, utilizando um sinal de base do sinal de entrada em um domínio de frequência. Isto é, o codificador de extensão 204 pode executar codificação SWB BWE com base no sinal de entrada no domínio de frequência. Nesse caso, o codificador de extensão 204 não recebe a informação de codificação, tal como será descrito com referência à figura 4 abaixo.

[00093] Além disso, o codificador de extensão 204 pode executar a codificação de extensão de largura de banda, com base nas características do sinal de entrada e um sinal de base do sinal de entrada no domínio de frequência. Neste caso, o codificador de extensão 204 pode ser realizado como ilustrado na figura 4 ou 5 de acordo com uma fonte das características do sinal de entrada.

[00094] Uma operação do codificador de extensão 204 será descrita em detalhe com referência às figuras 4 e 5 abaixo.

[00095] Assim, um caminho de percurso superior e um caminho de inferior da figura 2A denotam um processo de codificação de núcleo e um processo de codificação de extensão de largura de banda, respectivamente. Informação de energia do sinal de entrada pode ser transmitida para o aparelho 102 de decodificação através de codificação BWE SWB.

[00096] A figura 2B é um diagrama de blocos da estrutura integral de um aparelho de codificação 101 de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[00097] Referindo-se à figura 2B, o aparelho de codificação 101 pode incluir uma unidade de classificação de sinal 205, um codificador CELP 206, um codificador de extensão de domínio do tempo (DT) 207, um transformador de freqüência 208, e um codificador de domínio da freqüência (FD) 209.

[00098] A unidade de classificação de sinal 205 determina um modo de codificação de um sinal de entrada, com base nas características do sinal de entrada. Na modalidade corrente, o modo de codificação pode ser um método de codificação.

[00099] Por exemplo, a unidade de classificação de sinal 205 pode determinar um modo de codificação do sinal de entrada levando em conta as características de domínio de tempo e características de domínio de frequência do sinal de entrada. Além disso, a unidade de classificação de sinal 205 determina codificação CELP a ser realizada no sinal de entrada, quando as características do sinal de entrada é um sinal de fala e determina codificação FD a ser realizada no sinal de entrada, quando as características do sinal de entrada é um sinal de áudio.

[000100] No entanto, o sinal de entrada fornecido à unidade de classificação de sinal 205 pode ser um sinal amostrado descendentemente por um amostrador descendente (não mostrado). Por exemplo, de acordo com a atual modalidade, um sinal de entrada pode ser um sinal tendo uma taxa de amostragem de 12,8 kHz ou 16 kHz mediante re-amostragem de um sinal tendo uma taxa de amostragem de 32 kHz ou 48 kHz. A re-amostragem pode ser amostragem descendente.

[000101] Como descrito acima com referência à figura 2A, um sinal tendo uma taxa de amostragem de 32 kHz pode ser um sinal de banda super larga (SWB). O sinal SWB pode ser um sinal de banda plena (FB). Um sinal tendo uma taxa de amostragem de 16 kHz pode ser um sinal WB.

[000102] A unidade de classificação de sinal 205 pode determinar um modo de codificação de um sinal de baixa frequência que corresponde a uma banda de baixa frequência do sinal de entrada como sendo um modo CELP, ou um modo FD, com base nas características do sinal de baixa frequência.

[000103] Se o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como sendo o modo CLP, o codificador CELP 206 realiza a codificação CELP, no sinal de baixa frequência do sinal de entrada. Por exemplo, o codificador CELP 206 pode extrair um sinal de excitação a partir do sinal de baixa frequência do sinal de entrada, e quantizar o sinal de excitação extraída com base na contribuição de livro de códigos fixada e contribuição de livro de códigos adaptativa correspondente à informação de passo.

[000104] No entanto, a presente invenção não é limitada aos mesmos, e o codificador CELP 206 pode extrair ainda um coeficiente de predição linear (LPC), a partir do sinal de baixa frequência do sinal de entrada, quantizar o LPC extraído, e extrair um sinal de excitação, utilizando o LPC quantizado.

[000105] Além disso, de acordo com a atual modalidade, o codificador CELP 206 pode executar codificação CELP, no sinal de baixa frequência do sinal de entrada de acordo com diversos modos de codificação de acordo com as características do sinal de baixa frequência do sinal de entrada. Por exemplo, o codificador CELP 206 pode executar codificação CELP no sinal de baixa frequência do sinal de entrada de acordo com, por exemplo, um modo de codificação de voz, um modo de codificação sem voz, um modo de codificação de transição, e um modo genérico de codificação.

[000106] Quando a codificação CELP é realizada no sinal de baixa frequência do sinal de entrada, o codificador de extensão TD 207 executa codificação de extensão de um sinal do sinal de entrada de alta frequência. Por exemplo, o codificador de extensão TD 207 quantifica um LPC de um sinal de alta frequência que corresponde a uma banda de alta frequência do sinal de entrada. Neste caso, o codificador de extensão TD 207 pode extrair um LPC do sinal de alta frequência do sinal de entrada, e quantizar o LPC extraído. Caso contrário, o codificador de extensão TD 207 pode gerar uma LPC do sinal de alta frequência do sinal de entrada mediante uso do sinal de excitação do sinal de baixa frequência do sinal de entrada.

[000107] Assim, o codificador de extensão TD 207 pode ser um codificador de extensão TD de alta frequência, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000108] Se o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como sendo o modo de codificação FD, o transformador de frequência 208 realiza transformação de frequência no sinal de entrada. Por exemplo, o transformador de frequência 208 pode executar a transformação de frequência que inclui quadros de sobreposição, por exemplo, o MDCT, no sinal de entrada, mas a presente invenção não está limitada a eles.

[000109] O codificador FD 209 realiza codificação FD no sinal de entrada de freqüência transformada. Por exemplo, o codificador 209 FD pode executar codificação FD em um espectro de frequência transformada pelo transformador de frequência 208. O codificador FD 209 será descrito em detalhe com referência à figura 2C abaixo.

[000110] De acordo com a atual modalidade, o aparelho de codificação 101 pode gerar um fluxo de bits mediante codificação do sinal de entrada, como descrito acima. Por exemplo, o fluxo de dados pode incluir um cabeçalho e uma carga útil.

[000111] O cabeçalho pode incluir informação de modo de codificação indicando o modo de codificação utilizado para codificar o sinal de entrada. A carga útil pode incluir informação de acordo com o modo de codificação utilizado para codificar o sinal de entrada. Se o sinal de entrada for codificado de acordo com o modo CELP, a carga útil pode incluir informação CELP e extensão de informação de alta frequência TD. Se o sinal de entrada for codificado de acordo com o modo FD, a carga útil pode incluir dados de predição e informação FD.

[000112] No entanto, no fluxo de bits de acordo com a atual modalidade, o cabeçalho pode ainda incluir a informação de modo de quadro anterior, para fixação de um erro de quadro, que pode ocorrer. Por exemplo, se o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como sendo o modo FD, o cabeçalho pode ainda incluir a informação do modo de quadro anterior, como será descrito em detalhe com referência à figura 25 abaixo.

[000113] Assim, o aparelho de codificação 101 de acordo com a modalidade corrente é comutado para utilizar o modo de o modo CLP ou FD de acordo com as características do sinal de entrada, assim codificando apropriadamente o sinal de entrada de acordo com as características do sinal de entrada. Além disso, o aparelho de codificação 101 utiliza o modo FD de acordo com a determinação da unidade de classificação de sinal 205, realizando, assim, apropriadamente a codificação em um ambiente de elevada taxa de bits.

[000114] A figura 2C é um diagrama de blocos do codificador FD 209 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000115] Referindo-se à figura 2C, o codificador FD 209 pode incluir um codificador de normalização 2091, um codificador de pulso fatorial 2092, um ruído adicional gerador de informação 2093, e um codificador de extensão FD 2094.

[000116] O codificador de normalização 2091 extrai energia de cada banda de frequência de um sinal de entrada transformada pelo transformador de frequência 208, e quantifica a energia extraída. Além disso, o codificador de normalização 2091 pode executar o dimensionamento com base na energia extraída. Neste caso, o valor escalado de energia pode ser quantificado. Por exemplo, o valor de energia de acordo com a atual modalidade pode ser obtido utilizando um método de medição para a medição de energia ou poder ter uma relação de proporcionalidade com a energia de uma banda de frequência.

[000117] Informação normalizada que é um resultado da quantização realizada pelo codificador de normalização 2091 pode ser incluída em um fluxo contínuo de dados e transmitida em conjunto com o fluxo de dados para o aparelho de decodificação 102.

[000118] Por exemplo, o codificador de normalização 2091 divide um espectro de frequência correspondente ao sinal de entrada em um número predeterminado de bandas de frequência, extrai energia do espectro de frequência para cada banda de frequência, e quantifica as energias extraídas. O valor quantificado pode ser utilizado para normalizar o espectro de frequência.

[000119] O codificador de normalização 2091 pode codificar ainda mais o valor quantizado.

[000120] O codificador de pulso fatorial 2092 pode realizar codificação de pulso fatorial (FPC) em um valor obtido através da expansão do sinal de entrada transformado usando um valor de normalização quantizada. Em outras palavras, o codificador de pulsos fatoriais 2092 pode executar FPC em um valor de espectro normalizado pelo codificador de normalização 2091.

[000121] Por exemplo, o codificador de pulso fatorial 2092 atribui um número de bits disponíveis para cada banda de frequência, e executa FPC no valor do espectro normalizado de acordo com o número de bits atribuídos. Neste caso, o número de bits atribuídos a cada banda de frequência pode ser determinado de acordo com uma taxa de bits alvo. Além disso, o codificador de pulso fatorial 2092 pode calcular o número de bits a serem atribuídos a cada banda de frequência, utilizando um valor de codificação de normalização quantizado pelo codificador de normalização 2091. Neste caso, o codificador de pulso fatorial 2092 pode executar FPC em um espectro de frequência transformado diferente de um espectro normalizado.

[000122] O gerador de informação de ruído adicional 2093 gera informação de ruído adicional de acordo com a realização da FPC. Por exemplo, o gerador de informação de ruído adicional 2093 gera um nível de ruído apropriado, com base no resultado da execução de PFC em um espectro de frequência pelo codificador de pulso fatorial 2092.

[000123] Neste caso, a informação de ruído adicional gerada pelo gerador de informação de ruído adicional 2093 pode ser incluída em um fluxo de bits de modo que um lado de decodificação pode referir-se à informação de ruído adicional para realizar o enchimento de ruído.

[000124] O codificador de extensão FD 2094 realiza a codificação em extensão de um sinal de alta frequência do sinal de entrada. Mais especificamente, o codificador de extensão FD 2094 executa extensão de alta frequência mediante uso de um espectro de baixa frequência.

[000125] Por exemplo, o codificador de extensão FD 2094 quantifica informação de freqüência de domínio energia de em um sinal de alta freqüência correspondente a uma banda de alta frequência do sinal de entrada. Neste caso, o codificador de extensão FD 2094 pode dividir um espectro de frequência correspondente ao sinal de entrada para um número predeterminado de bandas de frequência, obter um valor de energia a partir do espectro de frequência para cada banda de frequência, e efetuar quantização de vetor de múltiplos estágios (MSVQ) usando o valor de energia. A MSVQ pode ser quantização de vetor de múltiplos estágios.

[000126] Mais especificamente, o codificador de extensão FD 2094 pode realizar quantização vetorial (VQ) através da coleta de informação de energia das bandas de frequências ímpares entre o número predeterminado de bandas de freqüência, obter um erro esperado em uma banda de freqüência de número par, com base em um valor quantizado de acordo com um resultado da quantização de vetor, e realizar a quantização vetorial no erro predito obtido em um estágio seguinte.

[000127] No entanto, a presente invenção não é limitada a isso, e o codificador de extensão FD 2094 pode realizar quantização vetorial pela coleta de informação de energia das bandas de frequências de numeração par, dentre o número predeterminado de bandas de frequências e obter um erro predito em uma banda de frequências ímpares usando um valor quantificado de acordo com o resultado da quantização vetorial.

[000128] Isto é, um codificador de extensão FD 2094 obtém um erro esperado em uma (n+1)a banda de frequência de um valor quantizado obtido através da realização de quantização vetorial em uma banda de frequência de uma ordem n e um valor quantizado obtido através da realização de uma quantização vetorial em uma (n +2)a banda de freqüência. Aqui, 'n' denota um número natural.

[000129] Além disso, a fim de realizar quantização vetorial por coleta de informação de energia, o codificador de extensão FD 2094 pode simular um método de geração de um sinal de excitação de uma banda de frequência pré-determinada, e pode controlar a energia, quando as características do sinal de excitação de acordo com um resultado da simulação forem diferentes das características do sinal original na banda de frequências predeterminada. Neste caso, as características do sinal de excitação, de acordo com o resultado da simulação e as características do sinal original podem incluir pelo menos um de: uma tonalidade e um fator de ruído, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos. Assim, é possível evitar o aumento de ruído, quando um lado de decodificação decodifica energia real.

[000130] O codificador de extensão FD 2094 pode utilizar a largura de banda de extensão de múltiplos modos que utiliza diversos métodos de geração de um sinal de excitação de acordo com as características de um sinal de alta frequência do sinal de entrada. Por exemplo, o codificador de extensão FD 2094 pode utilizar um de um modo normal, de um modo harmônico, e um modo de ruído para cada quadro para gerar um sinal de excitação, de acordo com as características do sinal de entrada.

[000131] Além disso, de acordo com a atual modalidade, o codificador de extensão FD 2094 pode gerar um sinal de banda de frequência que varia de acordo com uma taxa de bits. Isto é, uma banda de alta frequência que corresponde a um sinal de alta frequência na qual o codificador de extensão FD 2094 realiza a codificação de extensão pode definir de forma diferente de acordo com uma taxa de bits.

[000132] Por exemplo, o codificador de extensão FD 2094 pode ser utilizado para gerar um sinal correspondente a uma banda de frequência de aproximadamente 6,4-14,4 kHz a uma taxa de bits de 16 kbps, e gerar um sinal correspondente a uma banda de frequência de cerca de 8 a 16 kHz, uma taxa de bits que seja igual ou superior a 16 kbps. Além disso, o codificador de extensão FD 2094 realiza a codificação em extensão de um sinal de alta frequência que corresponde a uma banda de frequência de aproximadamente 6,4-14,4 kHz em uma taxa de bits de 16 kbps, e realiza a codificação de extensão de um sinal de alta frequência que corresponde a uma banda de frequência de aproximadamente 8 a 16 kHz, com uma taxa de bits que seja igual ou superior a 16 kbps.

[000133] Neste caso, de acordo com a atual modalidade, o codificador de extensão FD 2094 pode executar quantização de energia, compartilhando a mesma tabela de codificação em diferentes taxas de bits, tal como será descrito em detalhe com referência à figura 26 abaixo.

[000134] Se um quadro fixo for introduzido no codificador FD 209, o codificador de normalização 2091, o codificador de pulso fatorial de 2092, o gerador de informação de ruído adicional 2093, e o codificador de extensão FD 2094 do codificador FD 209 podem operar.

[000135] No entanto, quando um quadro de entrada é introduzido, o codificador de extensão FD 2094 pode não funcionar. Neste caso, o codificador de normalização 2091 e o codificador de pulso fatorial 2092 podem definir um valor de banda superior Fcore de uma banda de frequências na qual FPC deve ser realizado do que quando um quadro estacionário é introduzido. O valor de banda superior Fcore será descrito em detalhe com referência à figura 27 abaixo.

[000136] A figura 2D é um diagrama de blocos da estrutura integral de um aparelho de codificação 101 de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000137] Referindo-se à figura 2D, o aparelho de codificação 101 pode incluir uma unidade de classificação de sinal 210, um codificador LPC 211, um codificador CELP 212, um codificador de extensão TD 213, um codificador de áudio 214, e um codificador de extensão FD 215.

[000138] A unidade de classificação de sinal 210 determina um modo de codificação de um sinal de entrada de acordo com as características do sinal de entrada. De acordo com a atual modalidade, o modo de codificação pode ser um método de codificação.

[000139] Por exemplo, a unidade de classificação de sinal 210 determina um modo de codificação do sinal de entrada com base em características do domínio do tempo e nas características do sinal de entrada no domínio de frequência. Além disso, a unidade de classificação de sinal 205 pode determinar codificação CELP a ser executada no sinal de entrada, quando as características do sinal de entrada forem um sinal de voz, e determinar a codificação de áudio a serem executadas no sinal de entrada, quando as características do sinal de entrada forem um sinal de áudio.

[000140] O codificador LPC 211 extrai um LPC de um sinal de baixa frequência do sinal de entrada, e quantifica o LPC. Por exemplo, de acordo com a atual modalidade, o codificador LPC 211 pode utilizar, por exemplo, quantização codificada de treliça (TCQ), MSVQ ou quantização vetorial de treliça (LVQ) para quantizar o LPC, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000141] Mais especificamente, o codificador LPC 211 pode re- amostrar, por exemplo, um sinal de entrada com uma taxa de amostragem de 32 kHz ou 48 kHz para extrair um LPC a partir de um sinal baixa frequência do sinal de entrada com uma taxa de amostragem de 12,8 kHz ou 16 kHz.

[000142] Como descrito acima com referência às figuras 2A e 2B, um sinal tendo uma taxa de amostragem de 32 kHz pode ser um sinal SWB. O sinal SWB pode ser um sinal de FB. Além disso, um sinal tendo uma taxa de amostragem de 16 kHz pode ser um sinal de WB.

[000143] O codificador LPC 211 pode extrair adicionalmente um sinal de excitação LPC usando o LPC quantificado, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000144] Se o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como sendo o modo CLP, o codificador CELP 212 realiza a codificação CELP no sinal de excitação LPC extraído utilizando o LPC. Por exemplo, o codificador CELP 212 pode quantizar o sinal de excitação LPC com base na contribuição de livro de códigos fixada e contribuição de livro de códigos adaptativa correspondendo à informação de passo. Neste caso, o sinal de excitação de LPC pode ser gerado por, pelo menos, um do codificador CELP 212 e o codificador LPC 211.

[000145] De acordo com a atual modalidade, o codificador CELP 212 pode também executar a codificação CELP de acordo com diversos modos de codificação de acordo com as características do sinal de baixa frequência do sinal de entrada. Por exemplo, o codificador CELP 206 pode executar codificação CELP no sinal de baixa frequência do sinal de entrada, usando um dos modos de codificação de voz, o modo de codificação sem voz, o modo de codificação de transição, ou o modo de codificação genérico.

[000146] O codificador de extensão TD 213 executa codificação de extensão do sinal de alta frequência do sinal de entrada, quando a codificação CELP é realizada no sinal de excitação LPC de sinal de baixa frequência do sinal de entrada.

[000147] Por exemplo, o codificador de extensão TD 213 quantifica um LPC do sinal de alta frequência do sinal de entrada. Neste caso, o codificador de extensão TD 213 pode extrair um LPC do sinal de alta frequência do sinal de entrada por meio do sinal de excitação LPC de sinal de baixa frequência do sinal de entrada.

[000148] Assim, o codificador 213 TD extensão pode ser um TD de alta frequência do codificador de extensão, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000149] Se o modo de codificação do sinal de entrada é determinado como um modo de codificação de áudio, o codificador de áudio 214 realiza a codificação de áudio com o sinal de excitação LPC extraído utilizando o LPC.

[000150] Por exemplo, o codificador de áudio 214 pode executar uma transformação de frequência do sinal de excitação de LPC e quantizar o sinal de excitação LPC transformada.

[000151] Aqui, quando o codificador de áudio 214 executa a transformação de frequência, o codificador de áudio 214 pode utilizar um método de transformação de frequência que não inclui a sobreposição de quadros, por exemplo, a transformação discreta de co-seno (DCT). Além disso, o codificador de áudio 214 pode executar uma quantização no espectro de frequência transformada de acordo com o sinal de excitação FPC ou treliça VQ (LVQ).

[000152] Além disso, se o codificador de áudio tem 214 bits de reserva para executar a quantização no sinal de excitação LPC, o codificador de áudio 214 pode quantizar adicionalmente com base na informação de codificação TD da contribuição da tabela de codificação fixa e contribuição da tabela de codificação adaptativa.

[000153] Quando a codificação de áudio é realizada no sinal de excitação LPC do sinal de baixa frequência do sinal de entrada, o codificador extensão FD 215 executa codificação de extensão do sinal de alta frequência do sinal entrada. Em outras palavras, o codificador de extensão FD 215 pode executar extensão de alta frequência mediante uso de um espectro de baixa frequência,

[000154] Por exemplo, o codificador de extensão FD 215 realiza quantização em informação de energia de frequência de domínio de um sinal de alta frequência que corresponde a uma banda de alta frequência do sinal de entrada. Neste caso, o codificador de extensão FD 215 pode gerar um espectro de frequência mediante uso de um método de transformação de frequência, por exemplo, MDCT; divide o espectro de frequência para um número predeterminado de bandas de frequências, obtém energia do espectro de frequência para cada banda de frequência, e executa MSVQ usando a energia. Aqui, MSVQ pode ser quantização de vetor de múltiplos estágios.

[000155] Mais especificamente, o codificador de extensão FD 215 pode realizar quantização vetorial através da coleta de informação de energia das bandas de frequências ímpares entre o número predeterminado de bandas de freqüência; obter um erro esperado em uma banda de freqüência de número par, com base em um valor quantificado de acordo com o resultado da quantização de vetor e efetuar a quantização vetorial um erro predito em uma próxima etapa.

[000156] No entanto, a presente invenção não é limitada aos mesmos, e o codificador de extensão FD 215 pode executar quantização vetorial pela coleta de informação de energia das bandas de frequências de numeração par, dentre o número predeterminado de bandas de frequências e obter um erro predito por uma banda de frequências ímpares usando um valor quantificado de acordo com o resultado da quantização vetorial.

[000157] Isto é, o codificador de extensão FD 215 obtém um erro predito em uma (n +1)a banda de frequência mediante uso de um valor quantizado obtido através da realização de quantização vetorial em uma banda de frequência de uma ordem n e o valor quantizado obtido através da realização de uma quantização vetorial em uma (n+2)a banda de frequência. Aqui, 'n' denota um número natural.

[000158] Além disso, a fim de realizar quantização vetorial por coleta de informação de energia, o codificador de extensão FD 215 pode simular um método de geração de um sinal de excitação de uma banda de frequências pré-determinada, e pode controlar a energia, quando as características do sinal de excitação de acordo com um resultado da simulação são diferentes das características do sinal original na banda de frequências, predeterminada. Neste caso, as características do sinal de excitação, de acordo com o resultado da simulação e as características do sinal original podem incluir, pelo menos, um de uma tonalidade e um fator de ruído, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos. Assim, é possível evitar o aumento de ruído de um lado, quando a decodificação decodifica energia real.

[000159] O codificador de extensão FD 215 pode utilizar a largura de banda de extensão de múltiplos modos que utiliza diversos métodos de geração de um sinal de excitação de acordo com as características do sinal de alta frequência do sinal de entrada. Por exemplo, o codificador de extensão FD 215 pode gerar um sinal de excitação, utilizando um modo normal, o modo harmônico, o modo transiente, ou o modo de ruído para cada quadro de acordo com as características do sinal de entrada. No modo transiente, informação de envelope temporal também pode ser quantificada.

[000160] Além disso, de acordo com a atual modalidade, o codificador de extensão FD 215 pode gerar um sinal de banda de frequência que varia de acordo com uma taxa de bits. Em outras palavras, uma banda de alta frequência que corresponde a um sinal de alta frequência em que o codificador de extensão FD 215 realiza a codificação de extensão pode ser definida de maneira diferente de acordo com uma taxa de bits.

[000161] Por exemplo, o codificador de extensão FD 215 pode ser utilizado para gerar um sinal correspondente a uma banda de frequência de aproximadamente 6,4-14,4 kHz a uma taxa de bits de 16 kbps, e para gerar um sinal correspondente a uma banda de frequência de cerca de 8 a 16 kHz, uma taxa de bits que seja igual ou superior a 16 kbps. Além disso, o codificador de extensão FD 215 pode executar a codificação em extensão de um sinal de alta frequência que corresponde a uma banda de frequência de aproximadamente 6,4-14,4 kHz a uma taxa de bits de 16 kbps, e executar a codificação de extensão de um sinal de alta frequência que corresponde a uma banda de frequência de cerca de 8 a 16 kHz, com uma taxa de bits que seja igual ou superior a 16 kbps.

[000162] Neste caso, de acordo com a atual modalidade, o codificador de extensão FD 215 pode executar quantização de energia, compartilhando a mesma tabela de codificação em diferentes taxas de bits, tal como será descrito em detalhe com referência à figura 26 abaixo.

[000163] Na modalidade corrente, o aparelho de codificação 101 pode codificar o sinal de entrada, como descrito acima e a saída sob a forma de um fluxo de bits codificados. Por exemplo, o fluxo de dados inclui um cabeçalho e uma carga útil.

[000164] Neste caso, o cabeçalho pode incluir a codificação de informação de modo indicando um modo de codificação utilizado para codificar o sinal de entrada. A carga útil pode incluir informação CELP e informação de extensão de alta frequência TD do sinal de entrada é codificada utilizando o modo CLP, e pode incluir dados de predição, informação de codificação de áudio, e informação de extensão de alta frequência FD quando o sinal de entrada é codificado utilizando o modo de codificação de áudio.

[000165] O aparelho de codificação 101 pode ser comutado para usar o modo CELP ou o modo de codificação de áudio, de acordo com as características do sinal de entrada. Assim, um modo de codificação apropriado pode ser realizado de acordo com as características do sinal de entrada. Além disso, o aparelho de codificação 101 pode usar o modo FD de acordo com a determinação da unidade de classificação de sinal 210, realizando, assim, apropriadamente a codificação em um ambiente de baixa taxa de bits.

[000166] A figura 3 é um diagrama de blocos do codificador de núcleo 202 do dispositivo de codificação 101, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000167] Referindo-se à figura 3, o codificador de núcleo 202 pode incluir uma unidade de classificação de sinal 301 e um codificador 302.

[000168] A unidade de classificação de sinal 301 pode classificar as características de um sinal de entrada amostrado descendentemente, por exemplo, 12,8 KHz. Em outras palavras, a unidade de classificação de sinal 301 pode classificar os modos de codificação de um sinal de entrada como vários modos de codificação, de acordo com as características do sinal de entrada. Por exemplo, de acordo com um codec G.718 do ITU-T, a unidade de classificação de sinal 301 pode classificar os modos de codificação de sinal de voz, como o modo de codificação de voz, o modo de codificação sem voz, o modo de codificação de transição, e o modo de codificação genérico. O modo de codificação sem voz é projetado para codificar quadros sem voz e a maioria dos quadros inativos.

[000169] O codificador 302 pode executar codificação otimizada para as características do sinal de entrada classificadas pela unidade de classificação de sinal 301.

[000170] A figura 4 é um diagrama de blocos do codificador de extensão 204 do aparelho de codificação 101, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000171] Referindo-se à figura 4, o codificador de extensão 204 pode incluir um gerador de sinal de base 401, um estimador de fator 402, um extrator de energia 403, uma controlador de energia 404, e um quantizador de energia 405. Por exemplo, o codificador de extensão 204 pode estimar um fator de controle de energia sem receber informação sobre o modo de codificação. Como outro exemplo, o codificador de extensão 204 pode estimar um fator de controle de energia mediante uso de um modo de codificação. A informação sobre o modo de codificação pode ser recebida a partir do codificador de núcleo 202.

[000172] O gerador de sinal de base 401 pode gerar um sinal de base de um sinal de entrada mediante uso de um espectro do sinal de entrada em um domínio de frequência. O sinal de base indica um sinal para a realização de SWB BWE, com base em um sinal WB. Em outras palavras, o sinal de base de um sinal indica que constitui uma estrutura refinada de uma banda de baixa frequência. Um processo de gerar o sinal de base será descrito em detalhe com referência à figura 6 abaixo.

[000173] Por exemplo, o estimador de fator 402 pode calcular um fator de controle de energia, utilizando o sinal de base. Isto é, o aparelho de codificação 101 transmite a informação de energia do sinal de entrada para gerar um sinal de uma região SWB no aparelho de decodificação 102. Neste caso, o estimador de fator 402 pode calcular um fator de controle de energia que é um parâmetro de controle de energia para controlar a informação de energia a partir de um ponto de vista perceptual. Um processo de estimar o fator de controle de energia será descrito em detalhe com referência à figura 7 abaixo.

[000174] Como outro exemplo, o estimador de fator 402 pode calcular o fator de controle de energia, utilizando as características do sinal de base e o sinal de entrada. Neste caso, as características do sinal de entrada podem ser recebidas a partir do codificador de núcleo 202.

[000175] O extrator de energia 403 pode extrair energia a partir de um sinal de entrada em uma banda de freqüência. A energia extraída é transmitida para o aparelho de decodificação 102. Energia pode ser extraída de cada banda de frequência.

[000176] O controlador de energia 404 pode controlar a energia extraída a partir do sinal de entrada, usando o fator de controle de energia. Em outras palavras, o controlador de energia 404 pode controlar a energia através da aplicação do fator de controle de energia para a energia extraída em cada banda de frequência.

[000177] O quantizador de energia 405 pode quantificar a energia controlada. Energia pode ser convertida para uma escala de dB e, então, ser quantificada. Especificamente, o quantizador de energia 405 pode calcular a energia global, que é a energia total, e escalar - quantizar a energia global e as diferenças entre a energia global e da energia extraída em cada banda de freqüência. De outro modo, a energia extraída a partir de uma primeira banda de frequência é diretamente quantizada, e, em seguida, a diferença entre a energia extraída em cada uma das bandas de frequências, com exceção da primeira banda de frequência, e a energia extraída em uma banda de frequência anterior pode ser quantificada. Caso contrário, o quantizador de energia 405 pode quantificar diretamente a energia extraída em cada banda de freqüência sem usar as diferenças entre as energias extraídas em bandas de frequência. Escalada ou quantização vetorial pode ser utilizada, quando a energia extraída em cada banda de frequência é quantificada diretamente. O quantizador de energia 405 será descrito em detalhe com referência às figuras 8 e 9 abaixo.

[000178] A figura 5 é um diagrama de blocos do codificador de extensão 204 do aparelho de codificação 101, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000179] Referindo-se à figura 5, o codificador de extensão 204 pode incluir ainda uma unidade de classificação de sinal 501, em comparação com o codificador de extensão 204 da figura 4. Por exemplo, um estimador de fator 402 pode calcular um fator de controle de energia mediante uso de características de um sinal de base e um sinal de entrada. Neste caso, as características do sinal de entrada podem ser recebidas a partir da unidade de classificação de sinal 501, em vez de desde o codificador de núcleo 202.

[000180] A unidade de classificação de sinal 501 pode classificar um sinal de entrada, por exemplo, 32 KHz e um espectro MDCT, de acordo com as características do sinal de entrada. Em detalhe, a unidade de classificação de sinal 501 pode classificar os modos de codificação do sinal de entrada como vários modos de codificação, com base nas características dos sinais de entrada.

[000181] Ao classificar o sinal de entrada de acordo com as características do sinal de entrada, o fator de controle de energia pode ser estimado somente a partir de sinais adequados para a realização de processo de estimativa de fator de controle de energia, e pode controlar a energia. Por exemplo, pode não ser apropriado executar processo de estimativa de fator de controle de energia em um sinal contendo nenhum componente tonal, por exemplo, um sinal de ruído ou um sinal sem voz. Neste caso, se um modo de codificação de um sinal de entrada é classificado como o modo de codificação sem voz, o codificador de extensão 204 pode executar a codificação de extensão de largura de banda sem executar o fator de estimativa de controle de energia.

[000182] O gerador de sinal de base 401, o estimador de fator de 402, o extrator de energia 403, o controlador de energia 404, e o quantizador de energia 405, ilustrados na figura 5, são como descrito acima, com referência à figura 4.

[000183] A figura 6 é um diagrama de blocos do gerador de sinal de base 401 incluído no codificador de extensão 204, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000184] Referindo-se à figura 6, o gerador de sinais de base 401 pode incluir um gerador de sinal artificial 601, um estimador de envelope 602, e uma unidade de aplicação envelope 603.

[000185] O gerador de sinal artificial 601 pode gerar um sinal artificial, correspondente a uma banda de alta frequência, copiando e dobrando uma banda de baixa frequência de um sinal de entrada em uma banda de frequência. Em outras palavras, o gerador de sinal artificial 601 pode gerar um sinal artificial de uma região de domínio SWB copiando um espectro de baixa frequência do sinal de entrada no domínio de frequência. Um processo de gerar o sinal artificial será descrito em detalhe com referência à figura 6 abaixo.

[000186] O estimador de envelope 602 pode estimar um envelope de um sinal de base usando uma janela. O envelope do sinal de base pode ser usado para eliminar a informação de envelope sobre uma banda de baixa frequência incluída em um espectro de frequência do sinal artificial na região SWB. Um envelope de um índice de frequência particular pode ser determinado utilizando espectros de frequência, antes e após a frequência particular. O envelope do sinal de base pode também ser estimado mediante uso de uma média móvel. Por exemplo, se MDCT é utilizado para transformação de frequência, o envelope do sinal de base, pode ser estimado mediante uso de um valor absoluto do espectro de frequências, que é transformado MDCT.

[000187] Neste caso, o estimador de envelope 602 pode formar bandas de apagamento, calcular a média de amplitude de frequências em cada uma das bandas de apagamento, e estimar a média da intensidade de uma banda de apagamento como um envelope de frequências que pertencem à banda de frequências de apagamento. Certo número de espectros de frequência que pertencem à banda de apagamento pode ser ajustado para ser menor que certo número de bandas a partir das quais a energia é extraída.

[000188] Se a média da amplitude de frequência calculada de cada uma das bandas de apagamento é estimada como um envelope de uma frequência pertencendo à banda de apagamento, o estimador de envelope 602 pode transmitir a informação que indica se o número de espectros de frequência que pertencem às bandas de apagamento é grande ou pequeno de modo a controlar o grau de achatamento do sinal de base. Por exemplo, o estimador de envelope 602 pode transmitir essa informação dependendo de dois tipos em que o número de espectros de freqüência é oito, ou é três. Se o número de espectros de frequência for três, o grau de achatamento do sinal de base pode ser mais elevado do que quando o número de espectros de frequência é oito.

[000189] Caso contrário, o estimador de envelope 602 também não pode transmitir a informação que indica se o número de espectros de frequência que pertencem às bandas de apagamento é grande ou pequeno, e determinar o grau de achatamento do sinal de base de acordo com um modo de codificação empregado pelo codificador de núcleo 202. O codificador do núcleo 202 pode classificar um modo de codificação de um sinal de entrada como o modo de codificação de voz, o modo de codificação sem voz, o modo de codificação transiente, ou o modo de codificação genérico baseado nas características do sinal de entrada, e pode codificar o sinal de entrada.

[000190] Neste caso, o estimador de envelope 602 pode controlar uma série de espectros de frequência que pertencem às bandas de apagamento, com base em um modo de codificação de acordo com as características do sinal de entrada. Por exemplo, se o sinal de entrada for codificado de acordo com o modo de codificação de voz, o estimador de envelope 602 pode estimar um envelope do sinal de base, formando três espectros de frequência na banda de apagamento. Se o sinal de entrada for codificado de acordo com um modo de codificação diferente do modo de codificação de voz, o estimador de envelope 602 pode estimar um envelope do sinal de base, formando três espectros de frequência na banda de apagamento.

[000191] A unidade de aplicação de envelope 603 pode aplicar a envelope estimado para o sinal artificial. Tal processo corresponde a um processo de apagamento. O sinal artificial pode ser achatado pelo envelope. A unidade de aplicação de envelope 603 pode gerar um sinal de base, dividindo o sinal artificial de acordo com envelope de cada um dos índices de frequência.

[000192] A figura 7 é um diagrama de blocos do estimador de fator de 402 incluído no codificador de extensão 204, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000193] Referindo-se à figura 7, o estimador de fator 402 pode incluir um primeiro calculador de tonalidade 701, um segundo calculador de tonalidade 702, e um calculador de fator 703.

[000194] O primeiro calculador de tonalidade 701 pode calcular a tonalidade de uma banda de alta freqüência de um sinal de entrada em um domínio de freqüência. Em outras palavras, a primeiro calculador de tonalidade 701 pode calcular uma tonalidade de uma região SWB, que é uma banda de alta frequência de um sinal de entrada de um domínio de frequências.

[000195] O segundo calculador de tonalidade 702 pode calcular uma tonalidade de um sinal de base.

[000196] As tonalidades podem ser calculadas medindo-se o nivelamento espectral. Em detalhe, as tonalidades podem ser calculadas usando a equação (1) abaixo. O achatamento espectral pode ser medido utilizando a relação entre a média geométrica e média aritmética do espectro de frequências.

T: tonalidade, S(k):espectro N: extensão de coeficientes espectrais, r:constante

[000197] O calculador de fator 703 pode calcular um fator de controle de energia, usando a tonalidade da banda de alta freqüência do sinal de entrada e a tonalidade do sinal de base. Neste caso, o fator de controle de energia pode ser calculado pela fórmula:

onde 'α' denota o fator de controle de energia, indica a tonalidade do sinal de entrada, e "TB" indica a tonalidade do sinal de base. Além disso, 'Nb' indica um fator de ruído que indica um grau de conter um componente de ruído no sinal.

[000198] O fator de controle de energia pode ser calculado por:

[000199] O calculador de fator 703 pode calcular um fator de controle de energia para cada banda de freqüência. O fator de controle de energia calculado pode ser aplicado para a energia do sinal de entrada. Neste caso, o fator de controle de energia pode ser aplicado para a energia do sinal de entrada, quando o fator de controle de energia é menor do que um fator de controle de energia de limiar predeterminado.

[000200] A figura 8 é um fluxograma que ilustra um funcionamento do quantizador de energia 405 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000201] Na operação S801, o quantizador de energia 405 pode pré-processar os vetores de energia usando um fator de controle de energia e selecionando um vetor secundário do vetor de energia pré-processado. Por exemplo, o quantizador de energia 405 pode subtrair a média dos vetores de energia a partir de cada um dos vetores de energia ou calcular um peso de importância relativa de cada um dos vetores de energia. Neste caso, o peso pode ser calculado de tal modo que a qualidade de um som sintético pode ser maximizada.

[000202] Além disso, o quantizador de energia 405 pode apropriadamente selecionar um vetor secundário do vetor de energia com base na eficiência de codificação. Além disso, o quantizador de energia 405 pode selecionar um vetor secundário no mesmo intervalo de tempo para melhorar a eficiência de interpolação.

[000203] Por exemplo, o quantizador de energia 405 pode selecionar o vetor secundário de acordo com a equação (4) abaixo. kxn (n = 0, ..., N) , k>2, N indica o maior inteiro que é menor do que uma dimensão do vetor ... (4)

[000204] Neste caso, se k = 2, então, apenas os números pares são selecionados.

[000205] Na operação S802, o quantizador de energia 405 quantifica e inversamente quantifica o vetor secundário selecionado. O quantizador de energia 405 pode quantificar o vetor secundário, selecionando um índice de quantização para minimizar um erro médio quadrático (MSE), calculado usando a equação (5) abaixo.

[000206] O quantizador de energia 405 pode quantificar o vetor secundário usando quantização escalar, quantização vetorial, TCQ, ou LVQ. Na quantização vetorial, MSVQ ou VQ dividida pode ser realizada ou e VQ dividida ou VQ de vários estágios podem ser realizadas simultaneamente. O índice de quantização é transmitido para o aparelho de decodificação 102.

[000207] Quando os pesos são calculados durante o pré- processamento, o quantizador de energia 405 pode calcular um índice de quantização otimizada usando um MSE ponderado (WMSE). Neste caso, o WMSE pode ser calculado pela fórmula:

[000208] Na operação S803, o quantizador de energia 405 pode interpolar os vetores secundários restantes que não são selecionados.

[000209] Na operação S804, o quantizador de energia 405 pode calcular os erros de interpolação, que são as diferenças entre os vetores secundários restantes interpolados e os vetores secundários originais que correspondem aos vetores energéticos.

[000210] Na operação S805, o quantizador de energia 405 quantifica e quantifica inversamente o erro de interpolação. Neste caso, o quantizador de energia 405 pode quantificar o erro de interpolação utilizando o índice de quantização para minimizar o MSE. O quantizador de energia 405 pode quantificar o erro de interpolação usando quantização escalar, quantização vetorial, TCQ, ou LVQ. Neste caso, a quantização vetorial, MSVQ ou VQ dividida podem ser realizadas ou VQ dividida e MSVQ podem ser realizadas simultaneamente. Se os pesos são calculados durante o pré-processamento, o quantizador de energia 405 pode-se calcular um índice de quantização otimizado usando um WMSE.

[000211] Na operação S806, o quantizador de energia 405 pode calcular os vetores secundários restantes que não forem selecionados pela interpolação dos vetores secundários quantizados que são selecionados, e calcular um valor de quantizador de energia pela soma dos erros de interpolação quantizados calculados em operação S805. E, a energia do quantizador 405 pode calcular a energia final re-quantizado por adição à média, que é subtraída no pré-tratamento, durante o pré-processamento.

[000212] Em MSVQ, o quantizador de energia 405 realiza quantização usando vetores candidatos sub K para melhorar o desempenho da quantização com base na mesma tabela de codificação. Se K é igual ou maior do que “2”, o quantizador de energia 405 pode determinar os vetores secundários candidatos ótimos realizando a medição de distorção. Neste caso, a medição de distorção pode ser determinada de acordo com um dos dois métodos seguintes.

[000213] Em primeiro lugar, o quantizador de energia 405 pode gerar um conjunto de índices para minimizar MPEs ou WMSEs para cada um dos vetores secundários candidatos em cada uma das fases, e selecionar um vetor secundário candidato tendo um menor soma das MPEs ou WMSEs em todas as fases, dentre os vetores secundários candidatos. Neste caso, a quantidade de cálculo é pequena.

[000214] Em segundo lugar, o quantizador de energia 405 pode gerar um índice definido para minimizar MPEs ou WMSEs para cada um dos candidatos vetor secundário em cada um dos estágios; reconstruir um vetor de energia através de quantização inversa, e escolher um candidato vetor secundário para minimizar o MSE ou WMSE entre o vetor de energia reconstruída e o vetor de energia original. Neste caso, a quantidade de cálculo é aumentada devido à reconstrução do vetor de energia, mas o desempenho é melhor uma vez que os MPEs são calculados utilizando os valores efetivamente quantificados.

[000215] A figura 9 é um diagrama que ilustra um processo de quantização de energia, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000216] Referindo-se à figura 9, um vetor de energia representa 14 dimensões. Em uma primeira fase, o quantizador de energia 405 seleciona vetores secundários correspondentes à dimensão 7, selecionando vetores secundários pares do vetor energético. Na primeira etapa, o quantizador de energia 405 utiliza quantização vetorial de segunda fase dividida em duas partes, para melhorar o desempenho.

[000217] O quantizador de energia 405 realiza quantização na segunda fase, usando um sinal de erro da primeira fase. O quantizador de energia 405 calcula um erro de interpolação por inversamente quantização vetor secundários selecionados e quantifica o erro de interpolação através de quantização vetorial de terceira fase dividida em dois.

[000218] A figura 10 é um diagrama que ilustra um processo de geração de um sinal artificial, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000219] Referindo-se à figura 10, o gerador de sinal artificial 601 pode copiar um espectro de frequência 1001 correspondente a uma banda de baixa freqüência de fL para 6,4 KHz de uma banda de freqüência inteira. O espectro de frequências copiado 1001 é deslocado para uma banda de frequências de 6,4 a 12,8 KHz-fL. Um espectro de frequência correspondente à banda de frequência de 12,8- fL a 16 kHz pode ser gerado pela dobragem de um espectro de frequência correspondente à banda de frequências de 6,4 a 12,8 KHz- fL. Em outras palavras, um sinal artificial correspondente a uma região de SWB, que é uma banda de alta frequência são gerados 6,4-16 KHz.

[000220] Se MDCT é realizado para gerar o espectro de frequência, então uma correlação está presente entre fL e 6,4 kHz. Em detalhe, quando o índice de frequência MDCT correspondente a 6,4 kHz é um número par, um índice de frequência fL também é um número par. Em contraste, se o índice da frequência MDCT correspondente a 4 kHz é um número impar, o índice de frequência fL também é um número impar.

[000221] Por exemplo, quando MDCT é aplicado para extrair 640 espectros de frequência a partir do sinal de entrada original, um índice correspondente a 6,4 kHz é um índice de 256° (isto é, 6400/16000 640 *), que é um número par. Neste caso, fL também é selecionado como um número par. Em outras palavras, 2(50Hz) ou 4(100Hz) podem ser utilizados para fL. Este processo também pode ser utilizado durante um processo de decodificação.

[000222] As figuras 11A e 11B ilustram, respectivamente, as janelas 1101 e 1102 para calcular um envelope, de acordo com formas de realização da presente invenção.

[000223] Fazendo referência às figuras 11A e 11B, um ponto de pico em cada uma das janelas, 1101 e 1102, indica um índice para estimar a frequência de um envelope atual. O envelope de sinal de base atual pode ser calculado por:

Env(n):Envelope, w(k): window, S(k);Espectro, n:índice de frequência, 2d+l: comprimento de janela ... (7)

[000224] Fazendo referência às figuras 11A e 11B, as janelas 1101 e 1102 podem ser fixamente utilizadas, e nenhum bit adicional precisa ser transmitido no presente caso. Se a janela 1101 ou 1102 é utilizada de forma seletiva, a informação que indica se a janela de 1101 ou 1102 foi utilizada para estimar o envelope tem de ser expressa com bits e, adicionalmente, ser transmitida para o aparelho de decodificação 102. Os bits podem ser transmitidos para cada banda de frequência ou podem ser transmitidos de uma vez em um quadro.

[000225] Um peso é ainda adicionado a um espectro de frequência, correspondente ao índice de frequência atual para calcular um envelope, quando o indicador 1102 é utilizado, em comparação com quando a janela 1101 é usada. Assim, o sinal gerado utilizando a base de janela 1102 é mais plano do que o gerado usando a janela 1101. O tipo de janela, entre as janelas 1101 e 1102 pode ser selecionado para ser comparado cada um dos sinais de base gerados pelas janelas 1101 e 1102, com um espectro de frequência de um sinal de entrada. Caso contrário, uma janela que tem uma tonalidade que seja mais aproximada ao de uma tonalidade de uma banda de alta frequência pode ser selecionada de entre as janelas de 1101 e 1102 através da comparação da tonalidade da banda de alta frequência. Caso contrário, uma janela tendo uma maior correlação com a banda de alta frequência pode ser selecionada de entre as janelas de 1101 e 1102 através da comparação da correlação.

[000226] A figura 12A é um diagrama de blocos do aparelho de decodificação 102 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000227] Um processo de decodificação executado pelo aparelho de decodificação 102 da figura 12A é um processo inverso do processo executado pelo aparelho de codificação 101 da figura 2A. Referindo-se à figura 12A, o aparelho de decodificação 102 pode incluir um decodificador de núcleo 1201, um amostrador ascendente de 1202, de um transformador de frequência 1203, um decodificador de extensão 1204, e uma frequência de transformador inverso 1205.

[000228] O decodificador de núcleo 1201 pode executar decodificação de núcleo de um sinal de entrada de núcleo codificado contido em um fluxo contínuo de dados. Através da decodificação de núcleo, um sinal tendo uma taxa de amostragem de 12,8 KHz pode ser extraído.

[000229] O amostrador ascendente de 1202 pode amostrar ascendentemente o sinal de entrada de núcleo decodificado. Através de amostragem ascendente, um sinal tendo uma taxa de amostragem de 32 kHz pode ser extraído.

[000230] O transformador de freqüência 1204 pode executar a transformação de freqüência do sinal de entrada amostrado ascendentemente. Neste caso, a mesma transformação de frequência que foi utilizada no aparelho de codificação 101 pode ser utilizada. Por exemplo, MDCT pode ser utilizado.

[000231] O decodificador de extensão 1204 pode executar a decodificação de extensão de largura de banda, utilizando o sinal de entrada na banda de frequências e a energia do sinal de entrada contida no fluxo de bits. Uma operação do decodificador de extensão 1204 será descrita em detalhe com referência à figura 9 abaixo.

[000232] O transformador de freqüência inversa 1205 pode realizar a transformação inversa de freqüência como resultado da realização de decodificação de extensão de largura de banda. Em outras palavras, a transformação de frequência inversa pode ser uma operação inversa da transformação de frequência realizada pelo transformador de frequência 1204. Por exemplo, a transformação de frequência inversa pode ser Transformação Modificada Discreta Inversa de Cosseno (IMDCT).

[000233] A figura 12B é um diagrama de blocos do aparelho de decodificação 102 de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000234] Um processo de decodificação executado pelo aparelho de decodificação 102 da figura 12B é um processo inverso do processo da figura 12A. Referindo-se à figura 12B, o aparelho de decodificação 102 pode incluir uma unidade de informação de modo de controle 1206, um decodificador CELP 1207, um decodificador de extensão TD 1208, um decodificador FD 1209, e um transformador de frequência inversa 1210.

[000235] A unidade de informação de modo de controle 1206 verifica a informação de modo de cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits. O fluxo de bits pode ser um sinal correspondente a um fluxo de bits de acordo com um resultado de codificação realizada pelo aparelho de codificação 101 transmitida para o aparelho de decodificação 102.

[000236] Por exemplo, a unidade de informação de modo de controle 1206 analisa a informação do modo de fluxo de bits, e executa a operação de comutação de um modo de decodificação CLP, ou um modo de decodificação FD de acordo com um modo de codificação de um quadro corrente de acordo com um resultado da análise.

[000237] Mais especificamente, a unidade de informação de modo de controle 1206, no que diz respeito a cada um dos quadros incluídos no fluxo de bits, pode exibir de modo que um quadro codificado de acordo com o modo CLP CELP pode ser decodificado e um quadro codificado de acordo com o modo DQ pode ser decodificado FD.

[000238] O decodificador CELP 1207 executa decodificação CELP na estrutura codificada de acordo com o modo CLP, com base no resultado da verificação. Por exemplo, o decodificador CELP 1207 decodifica um LPC incluído no fluxo de bits, decodifica as contribuições de livro de códigos, adaptativas e fixas, combina resultados de decodificação, e gera um sinal de baixa freqüência correspondente a um sinal decodificado para banda de baixa freqüência.

[000239] O decodificador de extensão TD 1208 gera um sinal decodificado para a banda de alta frequência mediante uso de pelo menos um do resultado de realizar decodificação CLP e um sinal de excitação do sinal de baixa frequência. Neste caso, o sinal de excitação do sinal de baixa frequência pode ser incluído no fluxo de bits. Além disso, o decodificador de extensão TD 1208 pode usar informação LPC sobre o sinal de alta frequência incluído no fluxo de bits para gerar o sinal de alta frequência que corresponde a um sinal decodificado para a banda de alta frequência.

[000240] Além disso, de acordo com a atual modalidade, o decodificador de extensão TD 1208 pode gerar um sinal decodificado pela combinação do sinal de alta frequência com o sinal de baixa frequência gerado pelo decodificador CELP 1207. Para gerar o sinal decodificado, o decodificador de extensão TD 1208 pode ainda converter as taxas de amostragem do sinal de baixa frequência e o sinal de alta frequência para serem iguais.

[000241] O decodificador FD 1209 realiza decodificação FD no quadro codificado FD. O decodificador FD 1209 pode gerar um espectro de freqüência mediante decodificação do fluxo de bits. Além disso, de acordo com a modalidade corrente, o decodificador FD 1209 pode executar a decodificação do fluxo de bits, com base na informação do modo de um quadro anterior incluída no fluxo de bits. Em outras palavras, o decodificador 1209 FD pode realizar a decodificação FD nos quadros codificados FD, com base na informação do modo de quadro anterior incluída no fluxo de bits, como será descrito em detalhe com referência à figura 25 abaixo. O decodificador 1209 FD será descrito em detalhe com referência à figura 12C abaixo.

[000242] O transformador de frequência inversa 1210 realiza transformação na frequência inversa sobre o resultado da realização da decodificação FD. O transformador de freqüência inversa 1210 gera um sinal decodificado através da realização de transformação de freqüência inversa em um espectro de frequências decodificadas FD. Por exemplo, o transformador de frequência inversa 1210 pode executar MDCT inversa, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000243] Por conseguinte, o aparelho de decodificação 102 pode executar a decodificação no fluxo de bits, com base nos modos de codificação de cada uma das armações do fluxo de bits.

[000244] A figura 12C é um diagrama de blocos do decodificador 1209 FD incluído no aparelho de decodificação 102 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000245] Um processo de decodificação executado pelo Decodificador FD 1209 da figura 12C é um processo inverso ao processo da figura 12B. Referindo-se à figura 12C, o decodificador FD 1209 pode incluir um decodificador de normalização 12091, um decodificador FPC 12092, uma unidade executora de preenchimento de barulho 12093, e um decodificador de extensão FD 12094. O decodificador de extensão FD 12094 pode incluir um decodificador de extensão de baixa freqüência FD 12095 e um Decodificador de extensão de alta freqüência FD 12096.

[000246] O decodificador de normalização 12091 realiza a decodificação de normalização com base em informação de normalização de um fluxo de bits. A informação pode ser informação de normalização de acordo com um resultado de codificação pelo codificador de normalização 2091 da figura 2C.

[000247] O decodificador FPC 12092 realiza decodificação FPC com base em informação FPC do fluxo de bits. A informação pode ser informação FPC de acordo com uma sequência de codificação pelo codificador fatorial de pulso 209 da figura 2C.

[000248] Por exemplo, o decodificador FPC 12092 realiza Decodificação FPC designando um número de bits disponíveis em cada banda de frequência, semelhante à codificação realizada pelo codificador fatorial de pulsos 2092, da figura 2C.

[000249] A unidade de realização de preenchimento de barulho 12093 realiza preenchimento de ruído em resultado da realização da decodificação FPC. Por exemplo, a unidade de realização de preenchimento de ruído 12093 acrescenta ruído às bandas de frequência em que a decodificação FPC é executada. Neste caso, a unidade de realização de preenchimento de barulho 12093 adiciona-se ao ruído últimas bandas das bandas de frequências em que a decodificação de frequência FPC é feita, como será descrito com referência à figura 27 abaixo.

[000250] O decodificador de extensão FD 12094 pode incluir um decodificador de extensão de baixa freqüência FD 12095 e um decodificador de extensão de alta freqüência FD 12096.

[000251] Se um valor de banda FFPC superior de bandas de freqüência realizando decodificação FPC é inferior a um valor superior de banda Fcore de bandas de freqüência realizando codificação FPC, o decodificador de extensão de baixa freqüência FD 12095 realiza codificação de extensão em resultado da execução de decodificação FPC e resultado da execução de enchimento ruído.

[000252] Assim, o decodificador de extensão de baixa freqüência FD 12095 gera espectros de freqüência até o valor de banda superior Fcore de bandas de freqüência realizando codificação FPC, usando espectros de freqüência gerados pela decodificação FPC e preenchimento de ruído.

[000253] Como descrito acima, os espectros de baixa frequência decodificados podem ser gerados pela multiplicação da frequência de espectros gerados pelo decodificador de extensão de baixa frequência FD 12095 por um valor de normalização decodificado pelo decodificador de normalização 12091.

[000254] No entanto, quando o decodificador de extensão de baixa frequência FD 12095 não funcionar, os espectros de baixa frequência decodificados podem ser gerados pela multiplicação da frequência gerada através da realização de decodificação de espectros FPC e execução de enchimento de ruído pelo valor de normalização decodificado pelo decodificador de normalização 12091.

[000255] O decodificador de extensão de alta freqüência FD 12096 executa decodificação de extensão de alta freqüência usando os resultados de realização de decodificação FPC e execução de enchimento de ruído. Na modalidade corrente, o decodificador de extensão de alta freqüência FD 12096 opera para corresponder ao codificador de extensão FD 2094 da figura 2C.

[000256] Por exemplo, o decodificador de extensão de alta freqüência FD 12096 pode inversamente quantificar a energia de alta freqüência com base em informação sobre energia de alta freqüência de fluxo de bits; gerar um sinal de excitação de um sinal de alta freqüência, usando um sinal de baixa freqüência de acordo com uma variedade de modos de extensão de largura de banda de alta frequência, e gerar um sinal de alta frequência decodificado de acordo com a aplicação de um ganho de modo que a energia do sinal de excitação pode ter simetria em relação à energia inversamente quantificada. Por exemplo, os vários modos de extensão de largura de banda de alta frequência, podem incluir o modo normal, o modo harmônico, ou o modo de ruído.

[000257] Neste caso, o decodificador de extensão de alta frequência FD 12096 pode realizar quantização inversa de energia, compartilhando a mesma tabela de codificação em relação a diferentes taxas de bits, tal como será descrito em detalhe com referência à figura 26 abaixo.

[000258] Se um quadro que deve ser decodificado é um quadro estacionário, a decodificador de normalização 12091, o PFC decodificador 12092, a unidade de realização de preenchimento de barulho 12093, e o decodificador de extensão FD 12094 incluído no decodificador 1209 FD podem operar.

[000259] No entanto, se um quadro que deve ser decodificado é uma estrutura transiente, a decodificador de extensão FD 12094 pode não funcionar.

[000260] A figura 12D é um diagrama de blocos do aparelho de decodificação 102 de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000261] Um processo de decodificação executado pelo aparelho de decodificação 102 da figura 12D é um processo inverso do processo da figura 2D. Referindo-se à figura 12D, o aparelho de decodificação 102 pode incluir uma unidade de verificação de informação de modo 1211, um decodificador LPC 1212, um decodificador CELP 1213, uma decodificador de extensão TD 1214, um decodificador de áudio 1215, e uma decodificador de extensão FD 1216.

[000262] A unidade de verificação de informação de modo 1211 verifica a informação de modo cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits. O fluxo de bits pode ser um sinal correspondente a um fluxo de bits de acordo com um resultado de codificação realizada pelo aparelho de codificação 101 transmitida para o aparelho de decodificação 102.

[000263] Por exemplo, unidade de verificação de informação de modo 1211 analisa a informação do modo de fluxo de bits, e executa a operação de comutação de um modo de decodificação CLP, ou um modo de decodificação FD de acordo com um modo de codificação de um quadro corrente de acordo com um resultado da análise.

[000264] Mais especificamente, a unidade de verificação de informação de modo 1211 pode comutar no que diz respeito a cada um dos quadros incluídos no fluxo de bits, de modo que um quadro codificado de acordo com o modo CLP pode ser decodificado CELP e um quadro codificado de acordo com o modo DQ pode ser decodificado FD.

[000265] O decodificador 1212 executa decodificação LPC nos quadros incluídos no fluxo de bits.

[000266] O decodificador 1213 executa CELP decodificação na estrutura codificada de acordo com o modo CLP, com base no resultado da verificação. Por exemplo, o decodificador CELP 1213 decodifica as contribuições do livro de código, adaptativas e fixas, combina os resultados de decodificação, e gera um sinal de baixa freqüência correspondente a um sinal decodificado para banda de baixa freqüência.

[000267] O decodificador de extensão TD 1214 gera um sinal decodificado de banda de alta frequência mediante uso de pelo menos um resultado da realização de decodificação CLP de um sinal de excitação e um sinal de baixa frequência. O sinal de excitação do sinal de baixa frequência pode ser incluído no fluxo de bits. Além disso, a decodificador de extensão 1208 TD pode usar informação LPC decodificada pelo decodificador LPC 1212 para gerar o sinal de alta frequência que corresponde a um sinal decodificado para a banda de alta frequência.

[000268] Além disso, de acordo com a atual modalidade, o decodificador de extensão TD 1214 pode gerar um sinal decodificado pela combinação do sinal de alta frequência com o sinal de baixa frequência gerado pelo decodificador CELP 1214. Para gerar o sinal decodificado, o decodificador de extensão TD 1214 pode ainda executar a conversão de operação sobre as taxas de amostragem do sinal de baixa frequência e o sinal de alta frequência para a mesma.

[000269] O decodificador áudio 1215 executa a decodificação de áudio no quadro de áudio codificado, com base no resultado da verificação. Por exemplo, o decodificador de áudio 1215 refere-se ao fluxo de bits, e executa a decodificação com base em uma contribuição no domínio do tempo e uma contribuição no domínio de frequência, quando a contribuição de domínio de tempo está presente ou executa a decodificação com base na contribuição de domínio de frequências, quando a contribuição do domínio de tempo não estiver presente.

[000270] Além disso, o decodificador de áudio 1215 pode gerar um sinal de excitação de baixa frequência decodificado através da realização de transformação de frequência inversa, por exemplo, TDCI, em um segundo sinal quantizado FPC ou LVQ, e gerar um sinal de baixa frequência decodificado pela combinação do sinal de excitação com um inversamente quantificado LPC.

[000271] O decodificador FD 1216 realiza extensão decodificação usando um resultado da execução de decodificação de áudio. Por exemplo, o decodificador 1216 FD converte o sinal decodificado de baixa frequência a uma frequência de amostragem apropriado para a realização de decodificação de extensão de alta frequência, e realiza transformação na frequência, por exemplo, MDCT, sobre o sinal convertido. O decodificador de extensão FD 1216 pode inversamente quantificar a energia quantizada de alta freqüência, gerar um sinal de excitação de um sinal de alta freqüência, usando o sinal de baixa freqüência de acordo com diferentes modos de extensão de largura de banda de alta freqüência, e gerar um sinal de alta freqüência decodificado de acordo para aplicar um ganho de tal modo que a energia do sinal de excitação pode ser simétrica com a energia inversamente quantificada. Por exemplo, os vários modos de extensão de largura de banda de alta frequência, podem incluir o modo normal, o modo harmônico, o modo transiente, ou o modo de ruído.

[000272] Além disso, a decodificador de extensão FD 1216 gera um sinal decodificado pela realização de transformação na frequência inversa, por exemplo, MDCT inversa, sobre o sinal de alta frequência e o sinal decodificado de baixa frequência.

[000273] Além disso, se o modo transiente é utilizado para a extensão de largura de banda de alta-frequência, a decodificador de extensão 1216 FD pode aplicar um ganho calculado em um domínio de tempo para que o sinal decodificado após a realização de transformação na frequência inversa pode corresponder a um envelope temporal decodificado e combina o sinal, ao qual o ganho é aplicado.

[000274] Por conseguinte, o aparelho de decodificação 102 pode executar a decodificação no fluxo de bits, com base no modo de codificação de cada um dos quadros incluídos no fluxo de bits.

[000275] A figura 13 é um diagrama de blocos de um decodificador de extensão 1304 incluído no aparelho de decodificação 102 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000276] Referindo-se à figura 13, o decodificador de extensão 1204 pode incluir um quantizador inverso 1301, um calculador de ganho 1302, uma unidade de aplicação de ganho 1303, um gerador de sinal artificial 1304, um estimador de envelope 1305, e uma unidade de aplicação de envelope 1306.

[000277] O quantizador inverso 1301 pode inversamente quantificar a energia de um sinal de entrada. Um processo de quantização inversa da energia do sinal de entrada será descrito em detalhe com referência à figura 14 abaixo.

[000278] O calculador de ganho 1302 pode calcular um ganho a ser aplicado a um sinal de base, com base na energia inversamente quantificada e da energia do sinal de base. Em detalhe, o ganho pode ser determinado por uma relação entre a energia e inversamente quantificado de energia do sinal de base. Em geral, a energia é determinada usando a soma dos quadrados das amplitudes do espectro de frequência. Assim, pode ser utilizada uma raiz quadrada da relação entre a energia inversamente quantificada e a energia do sinal de base.

[000279] A unidade de aplicação ganho 1303 pode aplicar o ganho para cada banda de freqüência para determinar um espectro de freqüência de um SWB.

[000280] Por exemplo, o cálculo de ganho e o ganho de aplicação podem ser realizados mediante equalização de uma banda com uma banda de frequência usada para transmitir energia, como descrito acima. De acordo com outra modalidade da presente invenção, o cálculo de ganho e a aplicação de ganho podem ser feitos dividindo-se as bandas de frequência inteiras em sub-bandas para impedir uma mudança drástica de energia. Neste caso, as energias nos limites da banda podem ser suavizadas mediante interpolação de energias inversamente quantificadas de bandas vizinhas. Por exemplo, o cálculo de ganho e a aplicação de ganho podem ser executados pela divisão de cada banda em três sub-bandas de energia, a atribuição inversamente quantificada de uma banda atual para a sub-banda média dentre as três sub-bandas de cada banda, e usando a energia atribuída a uma banda média de uma banda anterior ou posterior e energia recentemente suavizada através de interpolação. Isto é, o ganho pode ser calculado e aplicado em unidades de sub-bandas.

[000281] Tal método de suavização de energia pode ser aplicado como um tipo fixo. Além disso, o método de suavização da energia pode ser aplicado somente aos quadros exigidos pela transmissão de informação, indicando que a suavização de energia é necessária a partir do codificador de extensão 204. Neste caso, a informação de que a suavização de energia é necessária, pode ser estabelecida em um erro de quantização em toda a energia, quando a suavização de energia realizada é menor do que um erro de quantização em toda a energia quando suavização de energia não é realizada.

[000282] O sinal de base pode ser gerado utilizando um sinal de entrada de um domínio de frequências. Um processo de gerar o sinal de base pode ser realizado como descrito abaixo.

[000283] O gerador de sinal artificial 1304 pode gerar um sinal artificial, correspondente a uma banda de alta frequência, copiando e dobrando uma banda de baixa frequência do sinal de entrada no domínio de frequência. O sinal de entrada no domínio de frequência pode ser uma sinal decodificado de largura de banda (WB) com uma taxa de amostragem de 32 KHz.

[000284] O estimador de envelope 1305 pode calcular um envelope de sinal de base usando uma janela incluída no fluxo de bits. A janela foi utilizada pelo aparelho de codificação 101 para estimar um envelope, e a informação sobre o tipo de janela pode ser incluída no fluxo de bits como um tipo de bits e transmitida para o aparelho de decodificação 102.

[000285] A unidade de aplicação de envelope 1306 pode gerar o sinal de base mediante a aplicação prevista para o envelope do sinal artificial.

[000286] Quando o estimador de envelope 602 incluído no aparelho de codificação 101 calcula uma média de amplitude de frequência para cada banda de apagamento para ser um invólucro de uma frequência pertencente à banda de apagamento, se a informação que indica se uma série de espectros de frequência que pertencem à banda de apagamento é grande ou pequena é transmitida para o aparelho 102 de decodificação, então o estimador de envelope 1305 do aparelho de decodificação 102 pode estimar o envelope com base no método de transmissão. Em seguida, a unidade de aplicação de envelope 1306 pode aplicar o envelope estimado para o sinal artificial. Caso contrário, o envelope pode ser determinado de acordo com um modo de codificação de núcleo usada por um de banda larga (BM) decodificador de núcleo, sem ter que transmitir a informação.

[000287] O decodificador de núcleo 1201 pode decodificar sinais classificando os modos de codificação de sinais de voz como o modo de codificação, o modo de codificação sem voz, o modo de codificação transiente, e o modo de codificação genérica, com base nas características dos sinais. Neste caso, o estimador de envelope 602 pode controlar uma série de espectros de frequência que pertencem à banda de apagamento, com base em um modo de decodificação de acordo com as características de um sinal de entrada. Por exemplo, se o sinal de entrada é codificado de acordo com o modo de decodificação de voz, o estimador de envelope 1305 pode estimar o envelope por formação de três espectros de frequência na banda de apagamento. Se o sinal de entrada é decodificado em um modo de decodificação diferente do modo de decodificação de voz, o estimador de envelope de 1306 pode estimar o envelope, formando três espectros de freqüência na banda de clareamento.

[000288] A figura 14 é um fluxograma que ilustra um funcionamento do quantizador inverso 1301, incluído no decodificador de extensão 1304, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000289] Na operação S1401, o quantizador inverso 1301 pode quantificar inversamente um vetor secundário selecionado do vetor de energia, com base em um índice recebido a partir do aparelho de codificação 101.

[000290] Na operação S1402, o quantizador inverso 1301 pode quantificar inversamente os erros de interpolação correspondentes aos vetores secundários restantes, que não são selecionados, com base no índice recebido.

[000291] Na operação S1403, o quantizador inverso 1301 pode calcular os vetores secundários restantes interpolando o vetor secundário inversamente quantizado. Em seguida, o quantizador inverso 1301 pode adicionar os erros de interpolação inversamente quantificados para os restantes vetores secundários. Além disso, o quantizador inverso 1301 pode calcular uma energia inversamente quantificada pela adição de uma média, que foi subtraída durante uma operação de pré- tratamento, através de uma operação de pós-processamento.

[000292] A figura 15A é um fluxograma que ilustra um método de codificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000293] Na operação S1501, o aparelho de codificação 101 pode amostrar descendentemente um sinal de entrada.

[000294] Na operação de S1502, um aparelho de codificação 101 pode codificar em núcleo o sinal de entrada amostrado descendentemente.

[000295] Na operação S1503, o aparelho de codificação 101 pode executar uma transformação de frequência do sinal de entrada.

[000296] Na operação S1504, o aparelho de codificação 101 pode executar a codificação de extensão de largura de banda do sinal de entrada de um domínio de frequências. Por exemplo, o aparelho de codificação 101 pode executar a codificação de extensão de largura de banda, utilizando a informação de codificação determinado através de codificação núcleo. Neste caso, a informação de codificação pode incluir um modo de codificação classificadas de acordo com as características do sinal de entrada, quando a codificação do núcleo é realizada.

[000297] Por exemplo, o aparelho de codificação 101 pode executar a codificação de extensão de largura de banda, como descrito abaixo.

[000298] O aparelho de codificação 101 pode gerar um sinal de base do sinal de entrada no domínio de frequência usando espectros de o sinal de entrada no domínio de frequência de frequência. Como outro exemplo, o aparelho de codificação 101 pode gerar um sinal de base de pf o sinal de entrada no domínio de frequência, com base nas características e os espectros de frequência do sinal de entrada. Neste caso, as características do sinal de entrada podem ser derivadas mediante uso de codificação núcleo ou através de classificação de sinal adicional. O aparelho de codificação 101 pode estimar um fator de controle de energia, utilizando o sinal de base. O aparelho de codificação 101 pode extrair energia a partir do sinal de entrada no domínio de frequência. Em seguida, o aparelho de codificação 101 pode controlar a energia extraída através do fator de controle de energia. O aparelho de codificação 101 pode quantificar a energia controlada.

[000299] O sinal de base pode ser gerado tal como descrito abaixo.

[000300] O aparelho de codificação 101 pode gerar um sinal artificial, correspondente a uma banda de alta frequência, copiando e dobragem de uma banda do sinal de entrada no domínio das frequências de baixa frequência. Em seguida, o aparelho de codificação 101 pode calcular um envelope de sinal de base usando uma janela. Neste caso, o aparelho de codificação 101 pode calcular um envelope de sinal de base mediante uso de uma janela de seleção através de uma correlação de tonalidade ou comparação. Por exemplo, o aparelho de codificação 101 pode estimar uma média de magnitudes de cada uma das bandas de apagamento como um envelope de uma frequência pertencente a cada uma das bandas de frequência de apagamento. Em detalhe, o aparelho de codificação 101 pode estimar o envelope do sinal de base, controlando certo número de espectros de frequência que pertencem à banda de apagamento de acordo com um modo de codificação núcleo.

[000301] Então, o aparelho de codificação 101 pode aplicar o envelope estimado para o sinal artificial, de modo a gerar o sinal de base.

[000302] O fator de controle de energia pode ser calculado como descrito abaixo.

[000303] O aparelho de codificação 101 pode calcular a tonalidade da banda de alta frequência do sinal de entrada no domínio de frequência. O aparelho de codificação 101 pode calcular uma tonalidade do sinal de base. Em seguida, o aparelho de codificação 101 pode calcular o fator de controle de energia, usando a tonalidade da banda de alta frequência do sinal de entrada e a tonalidade do sinal de base.

[000304] A quantização da energia controlada pode ser realizada como descrito abaixo.

[000305] O aparelho de codificação 101 pode selecionar e quantificar a vetor secundário, e quantificar os vetores secundários restantes mediante uso de um erro de interpolação. Neste caso, o aparelho de codificação 101 pode selecionar um vetor secundário no mesmo intervalo de tempo.

[000306] Por exemplo, o aparelho de codificação 101 pode executar MSVQ utilizando, pelo menos, duas fases de seleção de vetores secundários, candidatos. Neste caso, o aparelho de codificação 101 pode gerar um conjunto de índices para minimizar MPEs WMSEs ou para cada um dos candidatos vetor secundário em cada uma das fases, e selecionar um vetor secundário candidato tendo, pelo menos, soma dos MPEs WMSEs ou em todas as fases, dentre os vetores secundários candidatos. Caso contrário, o aparelho de codificação 101 pode gerar um conjunto de índices para minimizar MPEs WMSEs ou para cada um dos candidatos vetor secundário em cada uma das fases; reconstruir vetor de energia através de quantização inversa, e selecionar um vetor secundário candidato para satisfazer WMSE ou MSE entre o vetor de energia reconstituído e o vetor de energia original.

[000307] A figura 15B é um fluxograma que ilustra um método de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção. O método de codificação da figura 15B pode incluir as operações que são executadas seqüencialmente pelo dispositivo de codificação 101 de uma das figuras 2A e 2C. Assim, embora não descritos aqui, as descrições acima do aparelho de codificação 101 com referência às figuras 2A e 2C também pode ser aplicada com o método de codificação da figura 15B.

[000308] Na operação S1505, a unidade de classificação de sinal 205 determina um modo de codificação de um sinal de entrada, com base nas características do sinal de entrada.

[000309] Na operação S1506, se o modo de codificação de um sinal de entrada é determinado como o modo CLP, o codificador CELP 206 realiza a codificação CELP em um sinal de baixa frequência do sinal de entrada.

[000310] Na operação S1507, se a codificação CELP é realizada no sinal de baixa frequência do sinal de entrada, o codificador extensão TD 207 executa extensão TD codificação de um sinal do sinal de entrada de alta frequência.

[000311] Na operação S1508, se o modo de codificação de um sinal de entrada é determinado como o modo FD, o transformador de frequência 208 realiza transformação na frequência no sinal de entrada.

[000312] Na operação S1509, o codificador FD 209 realiza codificação FD no transformada freqüência do sinal de entrada.

[000313] A figura 15C é um fluxograma que ilustra um método de codificação de acordo com outra modalidade da presente invenção. O método de codificação da figura 15C pode incluir as operações que são executadas seqüencialmente pelo dispositivo de codificação 101 de uma das figuras 2A e 2C. Assim, embora não descritos aqui, as descrições acima do aparelho de codificação 101 com referência às figuras 2A e 2C também pode ser aplicada com o método de codificação da figura 15C.

[000314] Na operação S1510, a unidade de classificação de sinal 210 determina um modo de codificação de um sinal de entrada, com base nas características do sinal de entrada.

[000315] Na operação S1511, o codificador LPC 211 extrai um LPC de um sinal de baixa frequência do sinal de entrada, e quantifica o LPC.

[000316] Na operação S1512, se o modo de codificação de um sinal de entrada é determinado como o modo CLP, o codificador CELP 212 realiza a codificação CELP em um sinal de excitação LPC extraído utilizando o LPC.

[000317] Na operação S1513, se a codificação CELP é realizada no sinal de excitação LPC do sinal de baixa frequência do sinal de entrada, o codificador de extensão 213 TD executa codificação de extensão TD em um sinal de alta frequência do sinal de entrada.

[000318] Na operação S1514, se o modo de codificação de um sinal de entrada é determinado como o modo FD, o codificador de áudio 214 realiza a codificação de áudio do sinal de excitação LPC extraído utilizando o LPC.

[000319] Na operação S1515, se a codificação FD é executada no sinal de excitação LPC do sinal de baixa frequência do sinal de entrada, o codificador de extensão FD 215 executa codificação de extensão FD do sinal de alta frequência do sinal de entrada.

[000320] A figura 16 é um fluxograma que ilustra um método de decodificação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000321] Na operação S1601, o aparelho de decodificação 102 pode executar decodificação de núcleo de um sinal de entrada codificado de um núcleo incluído no fluxo de bits.

[000322] Na operação S1602, a decodificação aparelho 102 pode amostrar ascendentemente do sinal de entrada de núcleo decodificado.

[000323] Na operação S1603, o aparelho de decodificação 102 pode executar uma transformação de frequência do sinal de entrada amostrado ascendentemente.

[000324] Na operação S1604, o aparelho de decodificação 102 pode executar a decodificação de extensão de largura de banda mediante uso de um sinal de entrada em um domínio de frequência e a informação sobre a energia do sinal de entrada incluída no fluxo de bits.

[000325] Mais especificamente, a extensão de largura de banda pode ser realizada como descrito abaixo.

[000326] O aparelho de decodificação 102 pode quantificar inversamente a energia do sinal de entrada. Neste caso, o aparelho de decodificação 101 pode selecionar e quantificar inversamente um vetor secundário, interpolar o vetor secundário inversamente quantificado, e adicionar um erro de interpolação para o vetor secundário interpolados, assim inversamente quantização da energia.

[000327] Além disso, o aparelho de decodificação 102 pode gerar um sinal de base do sinal de entrada no domínio de frequência. Em seguida, o aparelho de decodificação 102 pode calcular um ganho a ser aplicado ao sinal de base usando a energia inversamente quantificada e da energia do sinal de base. Depois disso, a decodificação aparelho 102 pode aplicar o ganho para cada banda de freqüência.

[000328] O sinal de base pode ser gerado tal como descrito abaixo.

[000329] O aparelho de decodificação 102 pode gerar um sinal artificial, correspondente a uma banda de alta frequência do sinal de entrada, copiando e dobragem de uma banda do sinal de entrada no domínio das frequências de baixa frequência. Em seguida, o aparelho de decodificação 102 pode calcular um envelope do sinal de base, utilizando a janela de informação incluída no fluxo de bits. Neste caso, se a informação de janela é definida para ser a mesma, não existe informação de janela é incluído no fluxo de bits. Depois disso, o aparelho de decodificação 102 pode aplicar o envelope estimado para o sinal artificial.

[000330] A figura 16B é um fluxograma que ilustra um método de decodificação de acordo com outra modalidade da presente invenção. O método de codificação da figura 16B pode incluir as operações que são executadas seqüencialmente pela decodificação de um aparelho 102 das figuras 12A a 12C. Assim, embora não descritos aqui, as descrições acima do aparelho de decodificação 102 com referência às figuras 12A a 12C podem também ser aplicados ao método de decodificação da fig. 16B.

[000331] Na operação S1606, a unidade de informação de modo de controle 1206 verifica a informação de modo de cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits.

[000332] Na operação S1607, o CELP decodificador 1207 executa a decodificação CELP no quadro codificado CELP, com base no resultado da verificação.

[000333] Na operação S1608, a decodificador de extensão TD 1208 gera um sinal decodificado de uma banda de alta frequência, usando pelo menos um de um resultado de decodificação de desempenho CELP e um sinal de excitação de um sinal de baixa frequência.

[000334] Na operação S1609, o decodificador FD 1209 executa a decodificação FD no quadro codificado FD, com base no resultado da verificação.

[000335] O transformador de freqüência inversa 1210 realiza a transformação inversa de freqüência com base em um resultado da realização da decodificação FD.

[000336] A figura 16C é um fluxograma que ilustra um método de decodificação de acordo com outra modalidade da presente invenção. O método de codificação da figura 16C pode incluir as operações que são executadas seqüencialmente pela decodificação de um aparelho 102 das figuras 12A a 12C. Assim, embora não descritas aqui, as descrições acima do aparelho de decodificação 102 com referência às figuras 12A a 12C podem também ser aplicadas ao método de decodificação da fig. 16C.

[000337] Na operação S1611, a unidade de verificação de informação de modo 1211 verifica a informação de modo de cada um dos quadros incluídos em um fluxo de bits.

[000338] Na operação S1612, o decodificador LPC 1212 executa decodificação LPC nos quadros incluídos no fluxo de bits.

[000339] Na operação S1613, o decodificador CELP 1213 executa a decodificação CELP no quadro codificado CELP, com base no resultado da verificação.

[000340] Na operação S1614, a decodificador de extensão TD 1214 gera um sinal decodificado de uma banda de alta frequência, usando pelo menos um de um resultado de realização de decodificação CELP e um sinal de excitação de um sinal de baixa frequência.

[000341] Na operação S1615, o decodificador de áudio 1215 executa a decodificação de áudio no quadro de áudio codificado, com base no resultado da verificação.

[000342] Na operação S1616, a decodificador de extensão FD 1216 executa decodificação de extensão FD mediante uso de um resultado de execução de decodificação de áudio.

[000343] Relativamente a outras matérias sobre os métodos de codificação e decodificação, que não são descritas com referência às figuras 15-16, deve-se recorrer às descrições, com referência às fig. 1 a 14.

[000344] A figura 17 é um diagrama de blocos da estrutura integral de um aparelho de codificação de 1702 de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000345] Referindo-se à figura 17, o aparelho de codificação 100 pode incluir um seletor de modo de codificação 1701 e um codificador de extensão 1702.

[000346] O seletor de modo de codificação 1701 pode determinar um modo de codificação de extensão de largura de banda de codificação mediante uso de um sinal de entrada de um domínio de frequências e um sinal de entrada em um domínio do tempo.

[000347] Mais especificamente, o seletor de modo de codificação 1701 pode classificar o sinal de entrada no domínio de frequência usando o sinal de entrada no domínio de frequência e o sinal de entrada no domínio do tempo, e determina o modo de codificação da codificação de extensão de largura de banda e certo número de bandas de frequências de acordo com o modo de codificação, com base no resultado da classificação. Aqui, o modo de codificação pode ser definido como um novo conjunto de modos que são diferentes de um modo de codificação determinado quando a codificação do núcleo é realizada a codificação, para melhorar o desempenho do codificador de extensão 1702.

[000348] Por exemplo, os modos de codificação podem ser classificados no modo normal, no modo harmônico, no modo transiente, e no modo de ruído. Em primeiro lugar, o seletor de modo de codificação 1701 determina se um quadro corrente é uma estrutura transiente, com base em uma relação entre a energia de longo prazo do sinal de entrada no domínio do tempo e da energia de uma banda de alta frequência do quadro corrente. Uma secção de um sinal transiente é uma secção onde uma mudança dramática de energia ocorre no domínio do tempo e, portanto, pode ser um ponto em que a energia de uma banda de alta frequência muda drasticamente.

[000349] Um processo de determinar os outros três modos de codificação será descrito agora. Em primeiro lugar, as energias globais de um quadro anterior e de um quadro atual são obtidas, a relação entre as energias globais e um sinal de domínio de frequência é dividida em bandas de frequência pré- determinadas, e, em seguida, os três modos de codificação são determinados com base na média de energia e energia de pico de cada uma das bandas de frequência. Em geral, no modo harmônico, a diferença entre o pico de energia e a energia média de um sinal de um domínio de frequências é a maior. No modo de ruído, o grau de alteração da energia de um sinal é pequeno em geral. Modos de codificação de outros sinais, exceto para os dois sinais são determinados como o modo normal.

[000350] De acordo com uma modalidade da presente invenção, certo número de bandas de frequência pode ser determinado como dezesseis no modo normal; e o modo harmônico, pode ser determinado como cinco no modo transiente, e pode ser determinada como doze no modo normal.

[000351] O codificador de extensão 1702 pode selecionar o modo de codificação de extensão de largura de banda de codificação usando o sinal de entrada no domínio de frequência e o sinal de entrada no domínio do tempo. Referindo-se à figura 17, o codificador de extensão 1702 pode incluir uma base de gerador de sinal de 1703, um fator estimador de 1704, um extrator de energia de 1705, um controlador de energia de 1706, e um quantizador de energia 1707. O gerador de sinal de base de 1703 e o fator estimador 1704 são como descrito acima com referência à figura 5.

[000352] O extrator de energia 1705 pode extrair energia correspondente a cada uma das bandas de frequência de acordo com o número de bandas de frequência determinados de acordo com os modos de codificação. O gerador de sinal de base 1703, o estimador de fator de 1704, e a energia do controlador 1706 podem ser determinados para ser usado ou não, de acordo com o modo de codificação. Por exemplo, estes elementos podem ser utilizados no modo normal e o modo harmônico, mas não pode ser usada no modo transiente e o modo de ruído. O gerador 1703 de sinal de base, o estimador de fator de 1704, e o controlador de energia de 1706 são como descrito acima com referência à figura 5. A energia da banda em que o controle de energia é realizado pode ser quantificada pelo quantizador de energia 1707.

[000353] A figura 18 é um fluxograma que ilustra um funcionamento do quantizador de energia 1710 de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000354] O quantizador 1707 energia pode quantificar a energia extraída a partir de um sinal de entrada de acordo com um modo de codificação. Neste caso, o quantizador de energia 1707 pode quantificar a energia de banda a ser otimizada para o sinal de entrada com base em uma série de energia e das características perceptivas banda do sinal de entrada de acordo com o modo de codificação.

[000355] Por exemplo, se o modo de codificação é o modo transiente, o quantizador de energia 1707 pode quantizar no que diz respeito a cinco energias de banda, a energia de banda, utilizando um método de ponderação com base nas características de percepção de um sinal de entrada. Se o modo de codificação é o modo normal ou o modo harmônico, o quantizador de energia 1707 pode quantizar no que diz respeito a dezesseis energias de banda, a energia de banda mediante uso de um método de alocação de bits desigual com base nas características de percepção de um sinal de entrada. Se as características do sinal de entrada não são definidas, o quantizador de energia 1707 pode executar a quantização de acordo com um método geral, ao invés de em consideração as características de percepção do sinal de entrada.

[000356] A figura 19 é um diagrama que ilustra um processo de quantização de energia usando o método de distribuição desigual de bits, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000357] No método de alocação de bit desigual, são consideradas as características de percepção de um sinal de entrada, que é alvo de codificação de extensão. Assim, as bandas de frequências relativamente baixas de importância perceptivamente alta podem, assim, ser mais precisamente quantificadas de acordo com o método de alocação desigual de bits. Para este fim, o quantizador de energia 1707 pode classificar importância perceptual através da atribuição do mesmo número de bits ou maior número de bits para as bandas de frequência relativamente baixa, em comparação com números de bits atribuídos a outras bandas de frequência.

[000358] Por exemplo, o quantizador de energia 1707 aloca um maior número de bits para as bandas de frequências relativamente baixas números de '0 'a '5'. Os números de bits atribuídos aos intervalos de frequência relativamente baixa atribuindo números '0 'a '5' pode ser o mesmo. Quanto maior for uma banda de frequência, menor o número de bits atribuídos para a banda de frequências do quantizador de energia 1707. Por conseguinte, as bandas de frequência atribuídos números de '0 'a '13' podem ser quantificadas como ilustrado na figura 19, de acordo com a alocação de bits, como descrito acima. Outras bandas de frequência as quais foram atribuídos números '14 'e '15' podem ser quantificadas como ilustrado na figura 20.

[000359] A figura 20 é um diagrama que ilustra a quantização de vetor usando predição intra de quadro, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000360] O quantizador 1707 energia prediz um valor representativo de um vetor alvo de quantização que tem pelo menos dois elementos, e pode, em seguida, executar quantização vetorial de um sinal de erro entre cada um dos elementos do vetor alvo de quantização e o valor representativo previsto.

[000361] A figura 20 ilustra tal método de predição intra de quadro. Um método para prever o valor representativo do vetor alvo de quantização e derivar o sinal de erro são como se segue:

em que 'Env (n) "indica a energia de banda que não é quantificada, 'QEnv(n)’ indica a energia de banda que é quantificado, 'p' indica o valor representativo predito do vetor alvo de quantização, 'e(n)' indica energia erro. Na equação (8), 'e(14)’ e ‘e(15’ são quantificados em vetor.

[000362] A figura 21 é um diagrama que ilustra um processo de quantização de energia mediante uso de um método de ponderação, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000363] No método de ponderação, bandas de frequência de importância relativamente baixa, perceptivamente altas podem, assim, ser mais precisamente quantificadas considerando-se as características de percepção de um sinal de entrada; que é um alvo de codificação de extensão, tal como no método de atribuição pouco desigual. Para este fim, a importância perceptual é classificada pela repartição do mesmo peso ou maior peso para as bandas de frequência relativamente baixa, em comparação com aqueles afetados a outras bandas de frequência.

[000364] Por exemplo, referindo-se à fig. 21, a energia do quantizador 1707 pode executar quantização, atribuindo um peso maior, por exemplo, 1,0, a bandas de frequência relativamente baixa números atribuídos '0' a ‘3' e atribuindo um peso menor, por exemplo, de 0,7, para uma banda de frequência atribuída número '15'. Para usar os pesos atribuídos, o quantizador de energia 1707 pode calcular um índice ideal usando uma WMSE.

[000365] A figura 22 é um diagrama que ilustra de quantização vetorial dividida em várias fases e quantização vetorial usando predição intra de quadro, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000366] O quantizador 1707 pode executar quantizador de energia vetorial no modo normal, no qual certo número de bandas de energia é de dezesseis, como ilustrado na figura 22. Aqui, o quantizador de energia 1707 pode executar quantização vetorial usando o método pouco desigual repartição, predição intra de quadro, e VQ dividida em várias fases, com uma interpolação de energia.

[000367] A figura 23 é um diagrama que ilustra uma operação de um quantizador inverso 1301 incluído no aparelho de decodificação 102 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000368] O funcionamento de um quantizador inverso 1301 da figura 23 mai ser uma operação inversa da operação do quantizador de energia 1710 da figura 18. Quando os modos de codificação são usados para realizar a codificação de extensão, tal como descrito acima com referência à figura 17, o quantizador inverso 1301 pode decodificar a informação dos modos de codificação.

[000369] Em primeiro lugar, o quantizador inverso 1301 decodifica a informação de modos de codificação mediante uso de um índice recebido. Em seguida, o quantizador inverso 1301 de quantização inversa efetua de acordo com a informação decodificada do modo de codificação. Referindo-se à figura 23, de acordo com os modos de codificação, os blocos que são alvos de quantização inversa são inversamente quantificados em uma ordem inversa em que a quantização é realizada.

[000370] Uma parte que foi quantificada de acordo com várias fases de divisão VQ com interpolação de energia pode ser inversamente quantificada tal como ilustrado na figura 14. O quantizador inverso 1301 pode executar quantização inversa usando predição de quadro intra, usando a seguinte equação:

em que 'Env(n)' denota a energia da banda que não é quantificada e 'QEnv(n)' denota energia banda que é quantizada. Além disso, 'p' denota um valor representativo de um vetor alvo de quantização, e 'eA(n)' denota energia erro de quantização.

[000371] A figura 24 é um diagrama de blocos de um aparelho de codificação 101 de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[000372] As operações básicas de elementos do aparelho de codificação 101, ilustradas na figura 24, são as mesmas que as dos elementos do aparelho de codificação 101 ilustrado na figura 2A, exceto que um codificador de extensão 2404 não recebe qualquer informação a partir de um núcleo codificador 2404 e pode receber diretamente o sinal de entrada em um domínio do tempo.

[000373] A figura 25 é um diagrama que ilustra fluxos de bits de acordo com um modo de realização da presente invenção.

[000374] Referindo-se à figura 25, um fluxo de bits 251, um fluxo de bits 252, e um fluxo de bits 253, correspondem a um N° quadro, um (N + 1)° quadro, e um (N +2) ° quadro, respectivamente.

[000375] Referindo-se à figura 25, os conjuntos de bits 251, 252, 253 e 254 incluem um cabeçalho e uma carga útil de 255.

[000376] O cabeçalho 254 pode incluir informação sobre o modo 2511, 2521 e 2531. A informação de modo 2511, 2521 e 2531 são a codificação de informação do modo do quadro n, o (N +1)° quadro, e o (N + 2)° quadro, respectivamente. Por exemplo, a informação de modo 2511 representa um modo de codificação utilizado para codificar o quadro n, o modo de informação 2512 representa um modo de codificação utilizado para codificar a (n + 1)° quadro, e a informação do modo de 2513 representa um modo de codificação utilizado para codificar o (N +2)° quadro. Por exemplo, os modos de codificação podem incluir, pelo menos, um de entre o modo CLP, o modo FD, e o modo de codificação de áudio, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000377] A carga útil 255 inclui informação sobre dados básicos de acordo com os modos de codificação desses quadros.

[000378] Por exemplo, no caso do N° quadro codificado no modo CLP, a carga útil 255 pode incluir informação CELP 2512 e informação de extensão TD 2513.

[000379] No caso do (n +1)° quadro codificado no modo FD, a carga útil 255 pode incluir informação FD 2523. No caso de o (N +2)° quadro codificado no modo FD, a carga 255 pode incluir informação FD 2532.

[000380] A carga útil 255 do fluxo de bits 252 correspondente ao (N +1)° quadro pode ainda incluir dados de predição 2522. Em outras palavras, o modo de codificação entre imagens adjacentes é comutado a partir do modo CLP para o modo FD, o fluxo de bits 252 de acordo com o resultado da execução de codificação de acordo com o modo FD pode incluir os dados de predição de 2522.

[000381] Mais especificamente, como ilustrado na figura 2B, quando o aparelho de codificação 101, que é capaz de alternar entre o modo CLP, e o modo FD, realiza a codificação de acordo com o modo FD, a transformação de frequências, por exemplo, MDCT, que inclui quadros que se sobrepõem, é usada.

[000382] Assim, se o N° quadro e o (N + 1)° quadros do sinal de entrada forem codificados de acordo com o modo CLP e o modo FD, respectivamente, em seguida, o (N +1)° quadro não pode ser decodificado, utilizando apenas um resultado de codificação de acordo com o modo FD. Por esta razão, se o modo de codificação entre imagens adjacentes é comutado a partir do modo CLP para o modo FD, o fluxo de bits 252 de acordo com o resultado da execução de codificação de acordo com o modo de DQ pode, assim, os dados de predição de 2522 que representa a informação correspondente à predição.

[000383] Deste modo, um lado de decodificação pode decodificar o fluxo de bits 252 codificado de acordo com o modo FD através de uma predição usando informação decodificada no domínio do tempo de um quadro corrente, por exemplo, o (N +1)° quadro e um resultado de decodificação de um quadro anterior, por exemplo, o quadro n, com base nos dados de predição 2522 incluídos no fluxo de bits 252. Por exemplo, a informação de domínio de tempo pode ser serrilhada no domínio do tempo, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000384] Além disso, a carga de fluxo de bits 255 252 correspondente ao (N +1)° quadro pode ainda incluir informação anterior modo de quadro 2524, e a carga útil de 255 do fluxo de bits 253 que corresponde ao (N +2)° quadro anterior pode ainda incluir quadro de informação do modo 2533.

[000385] Mais especificamente, os conjuntos de bits 252 e 253 codificados de acordo com o modo FD podem ainda incluir a informação de modo quadro anterior 2524 e 2533, respectivamente.

[000386] Por exemplo, a informação de modo de quadro anterior 2524 incluída no fluxo de bits 252 que corresponde ao (N +1° quadro pode incluir informação sobre o modo de informação 2511 do N° quadro, e a informação de modo de quadro anterior 2533 incluída no fluxo de bits 253 que corresponde ao (N +2)° quadro pode incluir informação sobre o modo de informação 2524 do (N +1)° quadro.

[000387] Assim, mesmo se ocorrer um erro em um de uma pluralidade de quadros, o lado da decodificação pode detectar exatamente um modo transiente.

[000388] A figura 26 é um diagrama que ilustra um processo de realizar a atribuição de frequências para cada banda de frequência, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000389] Como descrito acima, o codificador de extensão FD 2094 da figura 2C ou o codificador de extensão FD 215 da figura 2D pode realizar quantização de energia, compartilhando o mesmo livro de códigos, mesmo em diferentes taxas de bit. Assim, quando um espectro de frequências que corresponde a um sinal de entrada é dividido em um número predeterminado de bandas de frequência, o codificador 2094 extensão FD ou codificador de extensão FD 215 pode atribuir a mesma largura de banda para cada uma das bandas de frequência, mesmo a diferentes taxas de bits.

[000390] Um exemplo 261, onde uma banda de aproximadamente 6,4-14,4 kHz é dividida em uma taxa de bits de 16 kbps e um exemplo 262, onde uma banda de cerca de 8 a 16 kHz é dividida em uma taxa de bits que seja igual ou superior a 16 kbps serão descritos agora. Nesses exemplos, a largura de banda de cada uma das bandas de frequências é a mesma, mesmo em diferentes taxas de bits.

[000391] Isto é, uma largura de banda de 263 de uma primeira banda de frequência pode ser de 0,4 kHz a uma taxa de bits de ambos 16 kbps e uma taxa de bits que seja igual ou superior a 16 kbps, e uma largura de banda de 264 de uma segunda banda de frequências de 0,6 kHz pode ser tanto uma taxa de bits de 16 kbps como uma taxa de bits que seja igual ou superior a 16 kbps.

[000392] Como descrito acima, uma vez que a largura de banda de cada uma das bandas de frequência é definida para ser a mesma, mesmo em diferentes taxas de bits, o codificador de extensão FD 2094 ou codificador de extensão FD 215 de acordo com a atual modalidade pode realizar quantização de energia, compartilhando a mesma tabela de codificação em diferentes taxas de bit.

[000393] Assim, em uma configuração em que a comutação é realizada entre o modo CLP e o modo FD ou entre o modo CLP e o modo de codificação de áudio, a extensão de largura de banda de múltiplos modos podem ser realizados e compartilhamento da tabela de codificação é executado para apoiar várias taxas de bits, reduzindo assim o tamanho de, por exemplo, uma memória só de leitura (ROM) e simplificando uma implementação.

[000394] A figura 27 é um diagrama que ilustra uma banda de frequências de 271, utilizado em um codificador FD ou um decodificador FD, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[000395] Referindo-se à figura 27, a banda de frequências 271 pode ser um exemplo de uma banda de frequências que pode ser utilizada, por exemplo, no codificador 209 FD da figura 2B e no decodificador FD 1209 da figura 12B de acordo com cada uma das ferramentas.

[000396] Mais especificamente, o codificador de pulso fatorial 2092 do codificador FD 209 limita uma banda de freqüência para a realização de codificação FPC, de acordo com taxa de bits. Por exemplo, uma banda de frequência Fcore para realizar a codificação FPC pode ser de 6,4 kHz, 8 kHz, 9,6 kHz, ou de acordo com uma taxa de bits, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos.

[000397] Uma banda de frequência fatorial de pulso codificado FFPC 272 pode ser determinada através da realização de FPC na banda de frequências limitada pelo codificador de pulso fatorial 2092. Neste caso, a unidade de execução de enchimento de ruído 12093 do decodificador FD 1209 realiza preenchimento de ruído na banda de frequência de pulso codificado fatorial FFPC 272.

[000398] Neste caso, se um valor de banda superior da banda de frequência de pulso codificado fatorial FFPC 272 for inferior ao valor da banda superior da banda de freqüência Fcore para executar FPC, o decodificador de extensão de baixa freqüência FD 12095 do decodificador FD 1209 pode realizar decodificação de extensão de baixa freqüência.

[000399] Referindo-se à figura 27, o decodificador de extensão de baixa freqüência FD 12095 pode realizar decodificação de extensão de baixa freqüência FD em uma banda de freqüência restante 273 da banda de freqüência Fcore, excluindo a banda de freqüência de pulso codificado fatorial FFPC. No entanto, se a banda de frequência Fcore for a mesma que a banda de frequência de pulso codificada fatorial FFPC 272, decodificação de extensão de baixa frequência FD pode não ser realizada.

[000400] O decodificador de extensão de alta freqüência FD 12096 do decodificador FD 1209 pode realizar codificação de extensão de alta freqüência FD em uma banda de freqüência 274 entre um valor de banda superior da banda de freqüência Fcore e um valor de uma banda superior de uma banda de freqüência Fend de acordo com uma taxa de bits. Por exemplo, o valor da banda superior da banda de frequência Fend pode ser 14 kHz, 14,4 kHz ou 16 kHz, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos. Assim, usando o aparelho de codificação 101 e 102 do aparelho de decodificação de acordo com uma modalidade da presente invenção, a voz e a música podem ser eficientemente codificadas em várias taxas de bits, através de vários sistemas de comutação. Além disso, a codificação de extensão FD e decodificação de extensão FD podem ser executadas através do compartilhamento de uma tabela de codificação. Assim, áudio de alta qualidade pode ser implementado de uma forma menos complicada, mesmo quando várias configurações estão presentes. Além disso, uma vez que a informação acerca do modo de quadro anterior é incluída em um fluxo de bits quando codificação FD é executada, a decodificação pode ser executada exatamente, mesmo quando ocorre um erro de quadro. Por conseguinte, com o aparelho de codificação 101 e 102 do aparelho de decodificação, é possível realizar a codificação e decodificação de baixa complexidade e de baixo atraso.

[000401] Assim, um sinal de voz e um sinal de música de acordo com um serviço de voz melhorada 3GPP (EVS) podem ser adequadamente codificados e decodificados.

[000402] Os métodos acima de acordo com várias modalidades da presente invenção podem ser incorporados como um programa de computador que pode ser executado através de vários tipos de meios de computador e ser gravado em um meio de gravação legível por computador. O meio de gravação legível por computador pode armazenar os comandos do programa, arquivos de dados, estruturas de dados, ou uma combinação destes. Os comandos do programa podem ser especialmente concebidos ou construídos de acordo com a presente invenção, ou podem ser bem conhecido no campo de software de computador.

[000403] Embora essa invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referência as suas modalidades exemplares, aqueles versados na arte deverão entender que várias alterações na forma e detalhes podem ser feitas sem se afastar da essência e do âmbito da invenção, tal como definidos pelas reivindicações anexas.

Claims

1. MÉTODO DE CODIFICAÇÃO DE UM SINAL DE BANDA SUPERIOR, o método de codificação caracterizado por compreender: dividir um sinal de entrada em um sinal de banda baixa e um sinal de banda alta; determinar se o sinal de banda baixa está codificado em um domínio LP ou um domínio de transformação; e codificar o sinal de banda alta em um domínio de tempo ou um domínio de frequência, com base nas características do sinal de entrada quando for determinado que o sinal de banda baixa está codificado no domínio LP, em que a codificação do sinal de banda alta no domínio da frequência compreende: gerar (401) um sinal de excitação de base para a banda alta, com base no sinal de entrada; obter (403) uma energia do sinal de entrada; obter (402, 703) um fator de controle de energia com base em uma relação entre a tonalidade do sinal de entrada e a tonalidade do sinal de excitação de base; controlar (404) a energia obtida, com base no fator de controle de energia; e quantizar (405) a energia controlada.

2. Método de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantização da energia controlada compreender a quantização da energia controlada com base em um erro médio quadrático ponderado (WMSE).

3. Método de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantização da energia controlada compreender a quantização da energia controlada com base em um processo de interpolação.

4. Método de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantização da energia controlada compreender a quantização da energia controlada mediante usar uma quantização vetorial de múltiplos estágios.

5. Método de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantização da energia controlada compreender: selecionar uma pluralidade de vetores dentre vetores de energia; e quantizar os vetores selecionados e um erro obtido pela interpolação dos vetores selecionados.