BRPI0510014B1 - Dispositivo de codificação, dispositivo de decodificação e método do mesmo - Google Patents

Abstract

dispositivo de codificação, dispositivo de decodificação e método do mesmo. a presente invenção refere-se a um dispositivo de codificação capaz de ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica de espectro inserido de acordo com a técnica para a substituição de um espectro de uma certa banda com um espectro de outra banda. o dispositivo inclui uma unidade de modificação de espectro (112), que modifica um primeiro espectro s1(k) da banda o «= k < fl de várias maneiras, para mudar a faixa dinâmica de modo que uma maneira de modificação para obtenção de uma faixa dinâmica apropriada é verificada. a informação referente á modificação é codificada e fornecida para uma unidade de multiplexação (115). através do uso de um segundo espectro s2(k), tendo uma banda de sinal válida o «= k.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE CODIFICAÇÃO, DISPOSITIVO DE DECODIFICAÇAO E MÉTODO DO MESMO.

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um aparelho de codificação e a um aparelho de decodificação que codifica/ decodifica um sinal de fala, um sinal de áudio e semelhante e métodos do mesmos.

Antecedentes da Técnica

Uma tecnologia de codificação de fala que comprime um sinal de fala em uma baixa taxa de bits é importante para usar, eficientemente, uma onda de rádio, etc. em comunicação móvel. Ainda, em anos recentes, a expectativa para aperfeiçoamento de qualidade de comunicação de fala tem sido aumentada e é desejado implementar serviços de comunicação com Íalta qualidade realística. Aqui, qualidade realística significa o ambiente sono15 ro que circunda o alto-falante (por exemplo, BGM) e é preferível que outros I sinais que não um sinal de fala, tal como áudio, possam ser codificados com \ alta qualidade.

Há esquemas, tais como G726 e G729, definidos em ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization

Sector) para codificação de fala de codificação de sinais de fala. Nesses esquemas, a codificação é realizada em 8kbit/s a 32kbit/s, objetivando um sinal de banda estreita (300 Hz a 3,4 kHz). Embora esses esquemas sejam capazes de codificação em uma baixa taxa de bits, uma vez que o sinal de banda estreita objetivado é estreitado até um máximo de 3,4 kHz, essa qualidade 25 tende a carecer de qualidade realística.

Ainda, em ITU-T e 3GPP (O Projeto de Participação de 3^a Geração), há esquemas padronizados de codificação de fala com banda de sinal de 50 Hz a 7 kHz (G. 722, G.722.1, AMR-WB e similares). Embora esses esquemas sejam capazes de codificar um sinal de fala de banda larga em 30 uma taxa de bits de 6,6 kbit/s a 64 kbit/s, é necessário aumentar as taxas de bits relativamente para codificação de fala de banda larga com alta qualidade. Do ponto de vista da qualidade da fala, a fala de banda larga é de alta qualidade, comparada com a fala de banda estreita, mas é difícil dizer que isso é suficiente para serviços que requerem alta qualidade realística.

Tipicamente, quando freqüência máxima de um sinal é 10 a 15 kHz, qualidade realística, equivalente a qualidade de rádio FM pode ser obti-

da e, quando a freqüência máxima é 20 kHz, qualidade equivalente a cD pode ser obtida. Codificação de áudio, tal como um esquema de camada 3 ou esquema de AAC, definido por MPEG (Moving Picture Expert Group), é adequada para um sinal tendo essa banda. Contudo, quando esses esquemas de codificação de áudio são aplicados como um esquema de codifica10 ção para comunicação de fala, é necessário estabelecer uma taxa de bits elevada, a fim de codificar a fala com boa qualidade. Também há outros problemas, tais como um problema em que um retardo de codificação se torna substancial.

- Como um método de codificação de um sinal com banda larga de freqüência em uma baixa taxa de bits com alta qualidade, há uma tecnologia para reduzir a taxa de bits global pela divisão do espectro de um sinal • de entrada na banda de baixa freqüência e na banda de alta freqüência para obter dois espectros, duplicando o espectro de banda de baixa freqüência e substituindo o espectro de banda de baixa freqüência pelo espectro da ban-

da de alta freqüência (usando o espectro de banda de baixa freqüência em lugar do espectro de banda de alta freqüência) (por exemplo, refira-se ao Documento de Patente 1). Nessa tecnologia, um grande número de bits é alocado para codificação do espectro de banda de baixa freqüência e a codificação é realizada com alta qualidade, enquanto, por outro lado, o espectro da banda de alta freqüência duplica o espectro de banda de baixa freqüência codificado como processamento básico e codificação é realizada com um número pequeno de bits.

Ainda, como uma tecnologia similar a essa tecnologia, há uma tecnologia de aperfeiçoamento de qualidade através da realização de apro30 ximação de banda, onde bits codificados não podem ser alocados suficientemente, usando outra informação de espectro de banda parcial predeterminado (por exemplo, refira-se ao Documento de Patente 2) e uma tecnologia de duplicação de um espectro de banda de baixa freqüência de um sinal de banda estreita como um espectro de banda de alta freqüência como processamento básico, a fim de estender a banda de um sinal de banda estreita

para um sinal de banda larga, sem informação adicional (por exemplo, refira5 se ao Documento de Patente 3).

Em ambas as tecnologias, outro espectro de banda é duplicado para banda onde for desejado compensar um espectro e depois o ganho é ajustado para suavizar flutuações no envelope do espectro, esse espectro duplicado é inserido.

Documento de Patente 1: Publicação de Patente Japonesa Aberta à inspeção pública N² 2001-521648.

Documento de Patente 2: Pedido de Patente Japonesa à inspeção pública N² HEI9 - 153811.

Documento de Patente 3: Pedido de Patente Japonesa à inspe15 ção pública N² HEI9-90992.

Descrição da Invenção

Problemas a Serem Resolvidos pela Invenção

Contudo, em um espectro de um sinal de fala ou um sinal de áudio, os fenômenos podem ser vistos freqüentemente onde a faixa dinâmi20 ca (relação entre o valor máximo e o valor mínimo do valor absoluto da amplitude espectral (amplitude absoluta)) do espectro de banda de baixa freqüência é maior do que a faixa dinâmica do espectro da banda de alta freqüência. A figura 1 ilustra esse fenômeno e mostra um exemplo de um espectro para um sinal de áudio. Esse espectro é um espectro de log, no ca25 so onde um sinal de áudio com freqüência de amostragem de 32 kHz é submetido à análise de freqüência para 30 ms.

Conforme mostrado nesse desenho, um espectro de banda de baixa freqüência com freqüência de 0 a 8000 Hz tem forte desempenho de pico (um grande número de picos pronunciados existem) e a faixa dinâmica 30 do espectro nessa banda se torna grande. Por outro lado, a faixa dinâmica do espectro da banda de alta freqüência com freqüência de 8000 a 15000

Hz se torna pequena. Com o método convencional de duplicação do espec4 tro de banda de baixa freqüência como um espectro da banda de alta freqüência, mesmo se o ajuste de ganho do espectro da banda de alta freqüência for realizado em um sinal tendo essa característica de espectro, formas de pico desnecessárias aparecem no espectro da banda de alta fre5 qüência, conforme mostrado abaixo.

A figura 2 mostra todo o espectro de banda no caso onde um espectro da banda de alta freqüência (10000 a 16000 Hz) é obtido pela duplicação de um espectro de banda de baixa freqüência (1000 a 7000 Hz) do espectro mostrado na figura 1 e ajuste de energia.

Quando o processamento descrito acima é realizado conforme mostrado neste desenho, formas de pico desnecessárias aparecem na banda R1 de 10000 Hz ou acima. Esses picos não são encontrados no espectro da banda de alta freqüência original. Em um sinal decodificado, obtido pela conversão desse espectro em um domínio de tempo, um problema se origi15 na pelo fato de que ruído que soa como um sino tocando ocorre e a qualidade subjetiva, portanto, se deteriora. Dessa maneira, com tecnologia onde um espectro de outra banda é substituído por um espectro de determinada banda, é necessário ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro inserido.

Portanto, é um objetivo da presente invenção proporcionar um aparelho de codificação, um aparelho de decodificação e métodos para esses aparelhos capazes de ajustar apropriadamente a faixa dinâmica de um espectro inserido e aumentando a qualidade subjetiva do sinal decodificado em uma transmissão contínua para substituir (substituição) um espectro de 25 outra banda para um espectro de determinada banda.

Meios para Resolver o Problema

Um aparelho de codificação da presente invenção adota uma configuração tendo: uma seção de codificação que codifica um espectro da banda de alta freqüência de um sinal de entrada; e uma seção de limitação 30 que gera um segundo espectro de banda de baixa freqüência em que a amplitude de um primeiro espectro de banda de baixa freqüência, que é um sinal decodificado de um espectro de banda de baixa freqüência codificado do sinal introduzido é limitada uniformemente, em que a seção de codificação codifica o espectro da banda de alta freqüência, com base no segundo espectro de banda de baixa freqüência.

Um aparelho de decodificação da presente invenção adota uma configuração tendo: uma seção de conversão que gera um primeiro espectro de banda de baixa freqüência em que um sinal decodificado de código de um espectro de banda de baixa freqüência incluído no código gerado no aparelho de codificação é convertido em um sinal de um domínio de freqüên-

cia; uma seção de decodificação, que decodifica código de um espectro da banda de alta freqüência, incluído no código gerado no aparelho de codificação; e uma seção de limitação, que gera um segundo espectro de banda de baixa freqüência, em que a amplitude do primeiro espectro de banda de baixa freqüência é limitada uniformemente de acordo com a informação de modificação de espectro, incluída no código gerado no aparelho de codificação, em que a seção de decodificação decodifica o espectro da banda de alta freqüência com base no segundo espectro de banda de baixa freqüência.

Ainda, o aparelho de decodificação da presente invenção adota uma configuração tendo: uma seção de conversão, que gera um primeiro espectro de banda de baixa freqüência, em que um sinal decodificado de 20 código de um espectro de banda de baixa freqüência, gerado no aparelho de codificação, é convertido em um sinal de um domínio de freqüência; uma seção de decodificação, que decodifica código de um espectro da banda de alta freqüência, incluído no código gerado no aparelho de codificação; e uma seção de limitação, que gera um segundo espectro de banda de baixa fre25 qüência, em que a amplitude do primeiro espectro de banda de baixa freqüência é limitada, uniformemente, em que: a seção de limitação estima informação a cerca da maneira de limitação, com base no primeiro espectro de banda de baixa freqüência, e gera o segundo espectro de banda de baixa freqüência, usando a informação estimada; e a seção de decodificação de30 codifica o espectro da banda de alta freqüência com base no segundo espectro de banda de baixa freqüência.

Efeito Vantajoso da Invenção

De acordo com a presente invenção, em uma tecnologia de substituição de um espectro de outra banda para um espectro de determinada banda, é possível ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro 5 inserido e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 mostra um exemplo de um espectro de sinal de áudio;

A figura 2 mostra todo o espectro de banda no caso de obtenção

de um espectro da banda de alta freqüência pela duplicação de um espectro de banda de baixa freqüência e ajuste de energia;

A figura 3 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal do aparelho de codificação de acordo com a modalidade 1;

A figura 4 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da parte interna de uma seção de codificação de espectro de acor15 do com a modalidade 1;

A figura 5 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da parte interna de uma seção de modificação de espectro de acor do com a modalidade 1;

A figura 6 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da parte interna de uma seção de modificação de acordo com a modalidade 1;

A figura 7 mostra um exemplo de um espectro modificado obtido pela seção de modificação de acordo com a modalidade 1;

A figura 8 é um diagrama em blocos mostrando uma configuração de outra variação da seção de modificação de acordo com a modalidade 1;

A figura 9 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal de um aparelho de decodificação hierárquico de acordo com a modalidade 1;

A figura 10 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da parte interna de uma seção de decodificação de espectro de acordo com a modalidade 1;

A figura 11 é um diagrama em blocos ilustrando uma seção de codificação de espectro de acordo com a modalidade 2;

A figura 12 é um diagrama em blocos, mostrando uma configuração de outra variação da seção de codificação de espectro de acordo com a modalidade 2;

A figura 13 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de decodificação de espectro de acordo com a modalidade 2;

A figura 14 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração

principal de uma seção de codificação de espectro de acordo com a modalidade 3;

A figura 15 ilustra uma seção de estimativa de informação de modificação de acordo com a modalidade 3;

A figura 16 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da seção de modificação de acordo com a modalidade 3;

A figura 17 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de decodificação de espectro de acordo com a modalidade 3;

A figura 18 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de um aparelho de codificação hierárquica de acordo com a moda20 lidade 4;

A figura 19 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de codificação de espectro de acordo com a modalidade 4;

A figura 20 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal de um aparelho de decodificação hierárquica de acordo com a modalidade 4;

A figura 21 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de decodificação de espectro de acordo com a modalidade 4;

A figura 22 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de codificação de espectro de acordo com a modalidade 5;

A figura 23 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de estimativa de informação de modificação de acordo com a modalidade 5;

A figura 24 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de decodificação de espectro de acordo com a modalidade 5;

A figura 25 ilustra um método de modificação de espectro de acordo com a modalidade 6;

A figura 26 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração 10 principal de parte interna de uma seção de modificação de espectro de acordo com a modalidade 6;

A figura 27 ilustra um método para geração de um espectro modificado;

A figura 28 ilustra um método para gerar um espectro modifica15 do; e

A figura 29 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da parte interna de uma seção de modificação de espectro de acordo com a modalidade 6.

Melhor Modo para Realização da Invenção

Concretizações da presente invenção serão explicadas abaixo em detalhes com referência aos desenhos anexos.

(Modalidade 1)

A figura 3 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal de um aparelho de codificação hierárquica 100 de acordo com a 25 Modalidade 1 da presente invenção. Aqui, será explicado um caso como um exemplo, onde informação de codificação tem uma estrutura hierárquica composta de uma pluralidade de camadas, isto é, codificação hierárquica (codificação escalonável) é realizada.

Cada parte do aparelho de codificação hierárquica 100 realiza a 30 operação a seguir de acordo com a entrada de sinal.

A seção de amostragem descendente 101 gera um sinal com uma baixa taxa de amostragem do sinal de entrada e fornece esse sinal para /7 a seção de codificação de primeira camada 102. A seção de codificação de primeira camada 102 codifica o sinal que saiu da seção de amostragem descendente 101. O código codificado, obtido na seção de codificação de primeira camada 102, é fornecido para a seção de multiplexação 103 e para a seção de decodificação de primeira camada 104. A seção de decodificação de primeira camada 104, então, gera o sinal de decodificação de primeira camada S1 do código codificado que saiu da seção de codificação de primeira camada 102.

Por outro lado, a seção de retardo 105 dá um retardo de um comprimento predeterminado para o sinal de entrada. Esse retardo é para corrigir um retardo de tempo que ocorre na seção de amostragem descendente 101, na seção de codificação de primeira camada 102 e na seção de decodificação de primeira camada 104. A seção de codificação de espectro

106 realiza a codificação de espectro no sinal de entrada S2 retardado por um tempo predeterminado e que saiu da seção de retardo 105, usando sinal de decodificação de primeira camada S1, gerado na seção de decodificação de primeira camada 104 e sai o código codificado gerado para a seção de multiplexação 103.

A seção de multiplexação 103, então, multiplexa o código codifi20 cado obtido na seção de codificação de primeira camada 102, com o código codificado obtido na seção de codificação de espectro 106 e sai o resultado para o lado de fora do aparelho de codificação 100 como código codificado de saída.

A figura 4 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da parte interna da seção de codificação de espectro 106 descrita acima.

Essa seção de codificação de espectro 106 é configurada, principalmente, com seção de conversão de domínio de freqüência 111, seção de modificação de espectro 112, seção de conversão de domínio de fre30 qüência 113, seção de codificação de espectro de banda de freqüência de extensão 114 e seção de multiplexação 115.

A seção de codificação de espectro 106 recebe o primeiro sinal

S1 com banda de sinal válido de O,k<FL )onde k é a freqüência) da seção de decodificação de primeira camada 104 e o segundo sinal S2 com banda de sinal válido de 0,k<FH (onde FL < FH) da seção de retardo 105. A seção de codificação de espectro 106 estima um espectro com banda de FL.k<FH do 5 segundo sinal S2, usando um espectro com banda de O,k<FL do sinal S1 e codifica e sai essa informação de estimativa.

A seção de conversão de domínio de freqüência 111 realiza conversão de freqüência no primeiro sinal introduzido S1 e circula o primeiro

espectro S1 (k), que é um espectro de banda de baixa freqüência. Por outro lado, a seção de conversão de domínio de freqüência 113 realiza conversão de freqüência no segundo sinal introduzido S2 e calcula o segundo espectro de banda larga S2(k). Aqui, Transformação Discreta de Fourier (DFT),

Transformação Discreta de Co-seno (DCT), Transformação Discreta de Co seno Modificada (MSCT) ou semelhante é aplicada como o método de con15 versão de freqüência. Ainda, S1(k) é um espectro com freqüência k do primeiro espectro e S2(k) é um espectro com freqüência k do segundo espec tro.

A seção de modificação de espectro 112 investiga uma maneira de modificar de modo a obter uma faixa dinâmica apropriada por meio da 20 mudança da faixa dinâmica do primeiro espectro através da modificação, variavelmente, do primeiro espectro S1 (k). A informação a cerca dessa modificação (informação de modificação) é codificada e fornecida para a seção de multiplexação 115. Esse processamento de modificação de espectro é descrito em detalhes mais tarde. Ainda, a seção de modificação de espectro 25 112 sai o primeiro espectro S1 (k), tendo uma faixa dinâmica apropriada, para a seção de codificação de espectro de banda de freqüência de extensão 114.

A seção de codificação de espectro de banda de freqüência de extensão 114 estima um espectro (espectro de banda de freqüência de ex30 tensão, que será incluído na banda de alta freqüência (FL.k<FH) de primeiro espectro S1 (k) usando segundo espectro S2(k) como um sinal de referência, codifica informação a cerca desse espectro estimado e fornece essa

informação para a seção de multiplexação 115. Aqui, a estimativa de um espectro de banda de freqüência de extensão é realizada com base no primeiro espectro após a modificação ST (k).

A seção de multiplexação 115, então, multiplexa e emite o códi5 go codificado da informação de modificação emitida da seção de modificação de espectro 112 e código codificado de informação de estimativa a cerca do espectro de banda de freqüência de extensão emitido da seção de codificação de espectro de banda de freqüência de extensão 114.

A figura 5 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração 10 principal da parte interna da seção de modificação de espectro 112 descrita acima.

A seção de modificação de espectro 112 aplica a modificação de modo que a faixa dinâmica do primeiro espectro S1(k) se torna o mais perto da faixa dinâmica do espectro da banda de alta freqüência FL.k<FH do se15 gundo espectro S2(k). A informação de modificação nesse momento, então, é codificada e emitida.

O armazenamento temporário 121 armazena temporariamente o primeiro espectro S1 (k) introduzido e fornece o primeiro espectro S1 (k) para a seção de modificação 122, conforme necessário.

A seção de modificação 122, então, modifica, variavelmente, o primeiro espectro S1 (k) de acordo com o procedimento descrito abaixo de modo a gerar primeiro espectro modificado sT (j, k) e este é fornecido para a seção de cálculo de energia de sub-banda 123. Aqui, j é um índice para identificar cada processamento de modificação.

A seção de cálculo de energia de sub-banda 123, então, divide a banda de freqüência de primeiro espectro modificado sT G, k) em uma pluralidade de sub-bandas e obtém energia de sub-banda (energia de sub-banda) de uma faixa predeterminada. Por exemplo, quando uma faixa para obtenção de energia de sub-banda é determinada como F'L.k<F1H, a largura de sub-banda BSW, no caso onde essa largura de banda é dividida em N, é expressa pelo seguinte (equação 1).

BWS=(F1 H-F1L+1 )/N (Equação 1)

Μ

Como um resultado, freqüência mínima F1L(n) da n-ésima subbanda e freqüência máxima F1H(n) são expressas, respectivamente, pela (equação 2) e pela (equação 3).

F1 L(n)=F1 L+n.BWS (Equação 2)

F1H(n)=F1L+(n+1).BWS-1 (Equação 3) onde n é um valor de 0 a N-1.

Nesse momento, a energia de sub-banda P1(j,n) é calculada, conforme mostrado a seguir (Equação 4).

FlH(n)

Z^sl'(yU)² k=FlL(n)

BWS (Equação 4)

Ainda, isso pode ser obtido como um valor médio de um espec10 tro incluído na sub-banda, conforme mostrado na (Equação 5) abaixo.

(Equação 5)

A energia de sub-banda P1(j,n), obtida dessa maneira, então, é fornecida para a seção de cálculo de variância 124.

A seção de cálculo de variância 124 calcula a variância σ1²θ) de acordo com a equação 6) abaixo, a fim de indicar o grau de variação de e15 nergia de sub-banda P1 (j,n).

iV-1 <rl²(j) = -PlmeanÇj)]² (Equação 6.

n=0

Aqui, P1 meio (j) indica o valor médio de energia de sub-banda

P1(j,n) e é calculado da (Equação 7) abaixo.

PlmeaníJ) =

N-l ^PKJ,n) n=0__________

N (Equação 7)

A variância σ1²0) indicando o grau de variação de energia de sub-banda na informação de modificação j, calculada dessa maneira é, en13 tão, fornecida para a seção de busca 125.

Como com uma série de processamentos realizados na seção de cálculo de energia de sub-banda 123 e na seção de cálculo de variância 124, a seção de cálculo de energia de sub-banda 126 e a seção de cálculo 5 de variância 127 calculam a variância σ2², indicando o grau de variação de energia de sub-banda para o segundo espectro S2(k) introduzido. Contudo, o processamento da seção de cálculo de energia de sub-banda 126 e a seção de cálculo de variância 127 diferem do processamento acima com rela-

ção aos seguintes pontos. A saber, a faixa predeterminado para cálculo de energia de sub-banda do segundo espectro S2(k) é determinada como F2L.k<F2H. Aqui, uma vez que é necessário que a faixa dinâmica do primeiro espectro esteja perto da faixa dinâmica do espectro da banda de alta freqüência do segundo espectro, F2L é ajustado de modo a satisfazer as condições de FL.F2L<F2H. Ainda, não é necessário que o número de sub15 bandas para o segundo espectro, para corresponder com o número de subbandas N do primeiro espectro. Contudo, o número de sub-bandas do se gundo espectro é ajustado de modo que a largura de sub-banda do primeiro

espectro corresponde, substancialmente, à largura de sub-banda do segundo espectro.

A seção de busca 125 determina a variância a1²(j) da sub-banda do primeiro espectro para o caso onde a variância a1²(j) da sub-banda do primeiro espectro está o mais perto da variância σ2² da sub-banda do segundo espectro, através de busca. Especificamente, a seção de busca 125 calcula a variância a1²(j) da sub-banda do primeiro espectro para todas as 25 candidatas a modificação de O.j<J, compara os valores calculados com a variância σ2² da sub-banda do segundo espectro, determina um valor de j para o caso onde ambos são os mais próximos (informação de modificação ótima jopt) e sai jopt para fora da seção de modificação de espectro 112 e da seção de modificação 128.

A seção de modificação 128 gera um primeiro espectro S' modificado (jopt, k) correspondendo a essa informação de modificação ótima jopt e sai esta para o lado de fora da seção de modificação de espectro 112. A informação de modificação ótima jopt é transmitida para a seção de multiplexação 115 e o primeiro espectro modificado ST (jopt, k) é transmitido para a seção de codificação de espectro de banda de freqüência de extensão 114.

A figura 6 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal da parte interna da seção de modificação 122 descrita acima. A configuração da parte interna da seção de modificação 128 é basicamente a mesma que a seção de modificação 122.

A seção de extração de sinal positivo/ negativo 131 obtém sinal

(k) de informação de codificação para cada sub-banda do primeiro espectro e sai o resultado para a seção de atribuição de sinal positivo/ negativo 134.

A seção de cálculo de valor absoluto 132 calcula um valor absoluto de amplitude para cada sub-banda do primeiro espectro e fornece esse valor para a seção de cálculo de valor de expoente 133.

A tabela de variáveis de valores de expoentes 135 registra a va15 riável de expoente a(.) a ser usada na modificação do primeiro espectro. Um valor correspondente a j out das variáveis incluídas nesta tabela sai da tabela de variáveis de expoente 135. Especificamente, na tabela de variáveis de

expoente 135, candidatas à variáveis de expoente, por exemplo, quatro variáveis de expoente αθ) = {1.0, 0.8, 0.6, 0.4} são registrados e uma variável de 20 expoente a(j) é selecionada com base no índice j indicado pela seção de busca 125 e fornecida para a seção de cálculo de valor de expoente 133.

A seção de cálculo de valor de expoente 133 calcula um valor de expoente de um espectro (valor absoluto) saído da seção de cálculo de valor absoluto 132, isto é, um valor em que um valor absoluto de amplitude para 25 cada sub-banda é elevado à potência de a(.), usando a variável de expoente que sai da tabela de variáveis de expoente 135.

A seção de atribuição de sinal positivo/ negativo 134 atribui sinal (k) de informação codificada obtido antecipadamente na seção de extração de sinal positivo/ negativo 131 para o valor de expoente que sai da seção de 30 cálculo de valor de expoente 133 e sai o resultado como primeiro espectro modificado S1'(j, k).

O primeiro espectro modificado S1'(j, k) que sai da seção de

modificação 122 é expresso conforme mostrado na (Equação 8) abaixo.

sr(₇u) = «w)-|W)r'^y> (Equação 8)

A figura 7 mostra um exemplo de um espectro modificado obtido pela seção de modificação 122 (ou seção de modificação 128).

Aqui, um caso de variável de expoente aO) = {1.0, 0.6, 0.4} é explicado como um exemplo. Ainda, aqui, a fim de simplificar a comparação de cada espectro, o espectro S71 para o caso de a(j) = 1,0 é deslocado por

dB e o espectro S72 para o caso de oc(j) = 0,6 é deslocado em apenas 20 dB. Desse desenho, pode ser compreendido que é possível mudar a faixa dinâmica do espectro de acordo com a variável de expoente a(j).

Como descrito acima, de acordo com o aparelho de codificação (seção de codificação de espectro 106) desta modalidade, a banda de alta freqüência.FL.k<FH. do segundo espectro obtido de um segundo sinal ,0.k<FH. é estimado usando o primeiro espectro obtido de um primeiro sinal .O.k<FL.,

e, quando a informação de estimativa é codificada, a estimativa descrita a15 cima é realizada após aplicação de modificação ao primeiro espectro, sem usar o primeiro espectro como é. Nesse momento, informação (informação de modificação), indicando como a modificação foi realizada é codificada e transmitida para o lado de decodificação.

O método específico de aplicação de modificação ao primeiro 20 espectro é dividir o primeiro espectro em sub-bandas, obter a média de amplitude absoluta do espectro (amplitude média de sub-banda) incluído em cada sub-banda e modificar o primeiro espectro de modo que a variância obtida pela realização de processamento estatístico nessas amplitudes médias de sub-bandas se torna a mais próxima da variância de amplitude mé25 dia da sub-banda obtida de maneira similar do espectro da banda de alta freqüência do segundo espectro. A saber, o primeiro espectro é modificado de modo que o desvio médio da amplitude absoluta do primeiro espectro e o desvio médio da amplitude absoluta do espectro de banda de alta freqüência do segundo espectro tenham o valor similar. Ainda, informação de modifica30 ção, indicando esse método de modificação específico é codificada. Tam16 bém é possível usar energia do espectro incluído em cada sub-banda, em lugar da amplitude média da sub-banda.

Outro detalhe do método de modificação específica é elevar o espectro do primeiro espectro até a potência de α (0.α.1) e variação de con5 trole (desvio) na amplitude absoluta do espectro dentro da sub-banda. A informação acerca de α usado é transmitida para o lado de decodificação.

Através da adoção da configuração descrita acima, mesmo no caso onde a faixa dinâmica do primeiro espectro é substancialmente diferen-

te da faixa dinâmica da banda de alta freqüência do segundo espectro, é possível ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro estimado e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

Ainda, na configuração acima, através da elevação de todo o primeiro espectro à potência de α (O.cc.1), limitação é aplicada uniformemente à amplitude do espectro. Como um resultado, é possível aliviar picos pon15 tudos (pronunciados). Ainda, por exemplo, no caso de realizar a modificação simplesmente cortando os picos de um valor predeterminado ou mais, o espectro pode ser descontínuo e gerar um ruído estranho. Contudo, pela adoção da configuração descrita acima, é possível manter o espectro homogêneo e impedir a ocorrência de um ruído estranho.

Nessa modalidade, foi descrito um caso como um exemplo onde a variância é usada como um índice indicando o grau de variação (desvio) da amplitude absoluta do espectro, mas isso não é de modo algum limitador, e outro índice, tal como um desvio padrão, por exemplo, também pode ser aplicado.

Nessa modalidade, foi descrito um caso como um exemplo onde uma função exponencial é usada na seção de modificação 122 (ou seção de modificação 128) dentro do aparelho de codificação 100, mas também é possível usar o método mostrado abaixo.

A figura 8 é um diagrama em blocos mostrando uma configura30 ção de outra variação (seção de modificação 122a) da seção de modificação. Aos componentes que são idênticos à seção de modificação 122 (ou seção de modificação 128) serão atribuídos os mesmos numerais de refe17 rência sem outras explanações.

Na seção de modificação 122 descrita acima (ou seção de modificação 128), a quantidade de cálculo tende a aumentar uma vez que a função exponencial seja usada. Portanto, o aumento da quantidade de cálculo é 5 evitado pela mudança da faixa dinâmica do espectro sem usar a função exponencial.

A seção de cálculo de valor absoluto 132 calcula um valor absoluto para cada espectro de primeiro espectro S1 (k) introduzido e sai o resul-

tado para a seção de cálculo de valor médio 143. A seção de cálculo de valor médio 143 calcula o valor médio S1 mean do valor absoluto do espectro de acordo com o seguinte (Equação 9).

FL-l

Slmean = X|51(A;)| (Equação 9) k=0

Os candidatos a multiplicadores para uso na seção de cálculo de espectro modificado 143 são registrados na tabela de multiplicadores 144 e um multiplicador é selecionado com base no índice indicado pela seção de 15 busca 125 e é enviado para a seção de cálculo de espectro modificado 143.

Aqui, é suposto que quatro candidatos a multiplicadores g(j) ..1.0, 0.9, 0.8, 0.7. são registrados na tabela de multiplicadores.

A seção de cálculo de espectro modificado 143 calcula o valor absoluto do espectro modificado ST (k) de acordo com a (Equação 10) se20 guinte, usando o valor absoluto do primeiro espectro que saiu da seção de cálculo de valor absoluto 132 e o multiplicador g(j) que saiu da tabela de multiplicadores 144 e sai o resultado para a seção de atribuição de sinal positivo/ negativo 134.

|5Ί’(Λ k)\ = g(j) · l^lWl + (1 - g(»)· SXmean (Equação 10)

A seção de atribuição de sinal positivo/ negativo 134 atribui sinal (k) de informação codificada obtido na seção de extração de sinal positivo/ negativo 131 para o valor absoluto do espectro modificado ST (k) que saiu da seção de cálculo de espectro modificado 143 e gera e sai espectro modi18 ficado S1' (k) final expresso pela (Equação 11) seguinte.

(Ã = sign(k) · 151' (j, k)\ (Equação 11)

Ainda, nesta modalidade, foi descrito um caso como um exemplo onde uma seção de modificação é dotada de seção de extração de sinal positivo/ negativo, seção de cálculo de valor absoluto e seção de atribuição de 5 sinal positivo/ negativo, mas essas configurações não são necessárias, quando o espectro introduzido é sempre positivo.

A seguir, a configuração de aparelho de decodificação hierárquica 150 capaz de decodificar o código codificado gerado no aparelho de codificação 100 será descrita em detalhes.

A figura 9 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal de aparelho de decodificação hierárquica de acordo com esta modalidade.

A seção de separação 151 implementa o processamento de separação no código codificado introduzido e gera código codificado S51 para 15 a seção de decodificação de primeira camada 152 e código codificado S52 para a seção de decodificação de espectro 153. A seção de decodificação de primeira camada 152 decodifica um sinal decodificado com banda de sinal de O.k<FL, usando código codificado obtido na seção de separação 151 e esse sinal decodificado S53 é fornecido para a seção de decodificação de 20 espectro 153. Ainda, a saída da seção de decodificação de primeira camada 152 também é conectada a um terminal de saída de aparelho de decodificação 150. Por esse meio, quando for necessário sair o sinal decodificado de primeira camada, gerado na seção de decodificação de primeira camada 152, o sinal pode ser enviado através desse terminal de saída.

A seção de decodificação de espectro 153 é dotada de código codificado S52 separado na seção de separação 151 e o sinal de decodificação de primeira camada S53 que saiu da seção de decodificação de primeira camada 152. A seção de decodificação de espectro 153 realiza a decodificação de espectro a seguir e gera e sai um sinal de decodificação de banda larga de 0.k<FH. Na seção de decodificação de espectro 153, o sinal

de decodificação de primeira camada S53 fornecido da seção de decodificação de primeira camada 152 é considerado como um primeiro sinal e processamento é realizado.

A figura 10 é um diagrama em blocos mostrando a configuração 5 principal da parte interna da seção de decodificação de espectro 153.

O código codificado S52 e o sinal decodificado de primeira camada S53 (um primeiro sinal com banda de freqüência válida de O.k<FL) são introduzidos na seção de decodificação de espectro 153.

A seção de separação 161, então, separa a informação de modificação e a informação codificada de espectro de banda de freqüência de extensão geradas na seção de modificação de espectro 112 do lado de codificação descrito acima, do código codificado introduzido S52 e sai informa-

ção de modificação para a seção de modificação 162 e informação codificada de espectro de banda de freqüência para a seção de geração de espectro 15 de banda de freqüência de extensão 163.

A seção de conversão de domínio de freqüência 164 realiza a conversão de freqüência no sinal de decodificação de primeira camada S53 que é um sinal de domínio de freqüência introduzido e calcula o primeiro espectro S1(k). Transformação Discreta de Fourier (DFT), Transformação Dis20 ereta de Co-seno (DCT), Transformação Discreta de Co-seno Modificada (MSCT) ou semelhante é usada como o método de conversão de freqüência.

A seção de modificação 162 aplica modificação ao primeiro espectro S1(k) fornecido da seção de conversão de domínio de freqüência 164 com base na informação de modificação fornecia da seção de separação 25 161 e gera primeiro espectro modificado S1'(k). A configuração interna da seção de modificação 162 é a mesma que a seção de modificação 122 (refira-se à figura 6) do lado de codificação já descrito e explanações serão, portanto, omitidas.

A seção de geração de espectro de banda de freqüência de ex30 tensão 163 gera um valor de estimativa S2(k) para um segundo espectro, que será incluído na banda de freqüência de extensão de FL.k<FH do primeiro espectro S1 (k), usando primeiro espectro após modificação S1'(k) e

fornece valor de estimativa S2(k) do segundo espectro para a seção de configuração de espectro 165.

A seção de configuração de espectro 165, então, integra o primeiro espectro S1(k) fornecido da seção de conversão de domínio de fre5 qüência 164 e valor de estimativa S2 (k) do segundo espectro fornecido da seção de geração de espectro de banda de freqüência de extensão 163 e gera espectro decodificado S3(k). Esse espectro decodificado S3(k) é expresso pela (Equação 12) seguinte.

S3(k) =

Sl(k)

S2(k) (0<k< FL) (FL<k< FH) (Equação 12)

Esse espectro decodificado S3(k) é fornecido para a seção de conversão de domínio de tempo 166.

Após o espectro decodificado S3(k) é convertido em um sinal do domínio de tempo, a seção de conversão de domínio de tempo 166 realiza processamento apropriado, tal como enquadramento e adição sobreposta, conforme necessário, de modo a evitar descontinuidades que ocorrem entre 15 quadros e sai um sinal de decodificação final.

Dessa maneira, de acordo com o aparelho de decodificação (seção de decodificação de espectro 153) desta modalidade, é possível decodificar um sinal codificado no aparelho de codificação desta modalidade. (Modalidade 2)

Na Modalidade 2 da presente invenção, um segundo espectro é estimado usando um filtro de passo, tendo um primeiro espectro como um estado interno e as características deste filtro de passo são codificadas.

A configuração do aparelho de codificação hierárquica de acordo com esta modalidade é a mesma que a do aparelho de codificação hierár25 quica, mostrado na Modalidade 1 e, portanto, a seção de codificação de espectro 201, que tem uma configuração diferente, será explicada usando o diagrama em blocos da figura 11. Aos componentes que são idênticos à seção de codificação de espectro 106 (refira-se à figura 4) mostrada na Modalidade 1 serão atribuídos os mesmos numerais de referência, sem outras explanações.

A seção de ajuste de estado interno 203 estabelece o estado interno s(k) de um filtro usado na seção de filtragem 204, usando o primeiro espectro modificado S1'(k), gerado na seção de modificação de espectro 112.

A seção de filtragem 204 realiza filtragem com base no estado interno S(k) do filtro estabelecido na seção de ajuste de estado interno 203 e coeficiente de atraso T fornecido da seção de ajuste de coeficiente de atraso 206 e calcula o valor de estimativa S2(k) do segundo espectro. Nesta modalidade, um caso de uso de um filtro expresso pela (Equação 13) a seguir

será descrito.

P(z) =

M

1i=-M (Equação 13)

Aqui, T expressa um coeficiente fornecido da seção de ajuste de coeficiente de atraso 206 e é suposto que M = 1. Conforme mostrado na (Equação 14) a seguir, o processamento de filtragem na seção de filtragem 15 204 calcula um valor de estimativa pela multiplicação de coeficiente β correspondente, usando os espectros com freqüência menor pela freqüência T como um centro e realizando adição na ordem ascendente das freqüências.

— ΣΑ'S^k-T-i) (Equação 14) í=-l

O processamento de acordo com esta equação é realizado entre FL.k<FH. Aqui, S(k) indica um estado interno do filtro. S(k) calculado neste 20 momento (onde FL.k<FH) é usado como valor de estimativa S2(k) do segundo espectro.

A seção de busca 205, então, calcula um grau de similaridade de segundo espectro S2(k) fornecido da seção de conversão de domínio de freqüência 113 e valor de estimativa S2(k) do segundo espectro fornecido 25 da seção de filtragem 204.

Existem várias definições para esse grau de similaridade, mas, nesta modalidade, um grau de similaridade, calculado de acordo com a (Equação 15) a seguir, definido com base em um erro quadrado mínimo, su70 pondo que os coeficientes de filtro β e β são 0, é usado.

FH—\

E=XS2(kfk=FL ( FH-\ λ ² ^S2(k) -S2(£) \k=FL______________J

FH-\

Ysn.tk}¹ k-FL (Equação 15)

Neste método, o coeficiente de filtro β é determinado após coeficiente de atraso T ótimo é calculado. Aqui, E indica o erro quadrado entre S2(k) e S2'(k). Ainda, o primeiro termo no lado direito de (Equação 15) é um 5 valor fixo, independente do coeficiente de atraso T. Portanto, o coeficiente de atraso T, gerando S2(k), que torna o segundo termo no lado direito da (Equação 15) um máximo é buscado. Nesta modalidade, o segundo termo no lado direito da (Equação 15) é referido como o grau de similaridade.

A seção de ajuste de coeficiente de atraso 206, então, sai, se10 qüencialmente o coeficiente de atraso T incluído em uma faixa de busca palavra de controla de TMIN a TMAX para a seção de filtragem 204. Portanto, na seção de filtragem 204, cada vez que o coeficiente de atraso T é fornecido da seção de ajuste de coeficiente de atraso 206, a filtragem é realizada após S(k) com uma faixa de FL.k<FH é limpo para zero e a seção de busca

205 calcula o grau de similaridade a cada vez. A seção de busca 205, então, determina o coeficiente Tmax para o caso onde o grau calculado de similaridade é um máximo, de entre TMIN a TMAX e fornece esse coeficiente Tmax para a seção de cálculo de coeficiente de filtro 207, a seção de codificação de esboço de espectro 208 e a seção de multiplexação 115.

A seção de cálculo de coeficiente de filtro 207 obtém coeficiente de filtro β, usando coeficiente Tmax fornecido da seção de busca 205. Aqui, o coeficiente de filtro β é obtido de modo que erro quadrado E de acordo com a (Equação 16) a seguir é mínimo.

(Equação 16)

A seção de cálculo de coeficiente de filtro 207 tem uma combinaÔ!

ção de uma pluralidade de β como uma tabela antecipada, determina uma combinação de β, de modo que erro quadrado E da (Equação 16) descrita acima é mínimo, sai o código para a seção de multiplexação 115 e fornece coeficientes de filtro β para a seção de codificação de esboço de espectro 208.

A seção de codificação de esboço de espectro 208, então, realiza a filtragem, usando estado interno s(k) fornecido da seção de ajuste de estado interno 203, o coeficiente de atraso Tmax, fornecido a seção de busca 205 e coeficientes de filtro β, fornecido da seção de cálculo de coeficiente de filtro 207 e obtém valor de estimativa S2(k) do segundo espectro com 10 banda de FL.k<FH. A seção de codificação de esboço de espectro 208, então, codifica um coeficiente de ajuste de um esboço de espectro, usando segundo valor de estimativa de espectro S2(k) e segundo espectro S2(k).

Nesta modalidade, um caso será descrito onde essa informação de esboço de espectro é expressão com potência espectral para cada sub15 banda. Nesse momento, a potência espectral da j-ésima sub-banda é expressa pela (Equação 17) a seguir.

bhíj)

B(j) ⁼ (Equação 17) k=BL(j)

Aqui, BL(j) indica a freqüência mínima da j-ésima sub-banda e BHO). A potência espectral da sub-banda do segundo espectro obtida dessa maneira é, então, considerada como a informação de esboço de espectro do 20 segundo espectro.

Similarmente, a seção de codificação de esboço de espectro 208 calcula a potência espectral B(j) da sub-banda do valor de estimativa S2(k) do seção de separação 151 de acordo com a (Equação 19) seguinte.

BH(j) / xo

5(/) = (Equação IS) k=BL(J)

(Equação 19.

A seguir, a seção de codificação de esboço de espectro 208 co24 difica a quantidade de flutuação V(j) e transmite esse código para a seção de multiplexação 115.

A seção de multiplexação 115, então, multiplexa a informação de modificação obtida da seção de modificação de espectro 112, informação de 5 coeficiente de atraso Tmax ótimo, obtida da seção de busca 205, informação do coeficiente de filtro, obtida da seção de cálculo de coeficiente de filtro 207 e informação do coeficiente de ajuste de esboço de espectro, obtida da seção de codificação de esboço de espectro 208 e sai o resultado.

De acordo com essa modalidade, o segundo espectro é estima10 do usando um filtro de passo, tendo o primeiro espectro como um estado interno e, portanto, é necessário apenas codificar apenas a característica desse filtro de passo, de modo que uma baixa taxa de bits pode ser concebida.

Nessa modalidade, é descrito um caso onde uma seção de con15 versão de domínio de frequência é proporcionada, mas esse é um componente necessário, quando um sinal de domínio de tempo é usado como entrada e a seção de conversão de domínio de freqüência não é necessária, quando o espectro é introduzido diretamente.

Ainda, nesta modalidade, foi descrito um caso, como um exem-

pio, onde M = 1 na (Equação 13) descrita acima, mas o valor de M não está limitado a 1 e é possível usar inteiros de 0 ou mais.

Além disso, nesta modalidade, foi descrito um caso, como um exemplo, onde o filtro de passo usa uma função de filtro (função de transferência) na (Equação 13) descrita acima, mas o filtro de passo também pode 25 ser um filtro de passo de primeira ordem.

A figura 12 é um diagrama em blocos, mostrando uma configuração de outra variação (seção de codificação de espectro 201a) da seção de codificação de espectro 201, de acordo com essa modalidade. Aos componentes que são idênticos aos da seção de codificação de espectro 201 serão atribuídos os mesmos numerais de referência, sem outras explanações.

O filtro usado na seção de filtragem 204 pode ser simplificado,

conforme mostrado na (Equação 20) a seguir.

A^z) ⁼ τ---zy (Equação 20) — z

Esta equação é uma função de filtro para o caso onde M=0 e β .. na (Equação 13) descrita acima. O valor de estimativa S2(k) do segundo espectro gerado por esse filtro pode ser obtido pela cópia seqüencial de um 5 espectro de banda de freqüência baixa S(k) separado por T, usando a (Equação 21) a seguir.

S(k) = S(k-T) (Equação 21)

Ainda, a seção de busca 205 determina coeficiente ótimo Tmax pela busca do coeficiente de atraso T que torna a (Equação 15) descrita ΒΙΟ cima um mínimo. O coeficiente Tmax obtido dessa maneira é, então, fornecido para a seção de multiplexação 115.

Através da adoção da configuração descrita acima, a configuração do filtro usado na seção de filtragem 204 é simples e a seção de cálculo de coeficiente de filtro 207 é desnecessária, de modo que é possível estimar 15 o segundo espectro com uma pequena quantidade de cálculo. De acordo com essa configuração, a configuração do aparelho de codificação é simplificada e a quantidade de cálculo no processamento de codificação pode ser reduzida.

A seguir, uma configuração de seção de decodificação de es20 pectro 251 no lado de decodificação capaz de decodificar código codificado gerado na seção de codificação de espectro 201 descrita acima (ou seção de codificação de espectro 201a) será descrita em detalhes.

A figura 13 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da seção de decodificação de espectro 251 de acordo com esta 25 modalidade. Essa seção de decodificação de espectro 251 tem a mesma configuração básica que a seção de decodificação de espectro 153 (refira-se à figura 10) mostrada na modalidade 1 e, portanto, aos componentes serão atribuídos os mesmos numerais de referência, sem outras explanações. A diferença está na configuração interna da seção de geração de espectro de

banda de freqüência de extensão 163a.

A seção de ajuste de estado interno 252 ajusta o estado interno

S(k) do filtro usado na seção de filtragem 253, usando primeiro espectro modificado S1'(j, k) saído da seção de modificação 162.

A seção de filtragem 253 obtém informação referente ao filtro através da seção de separação 161 do código codificado gerado na seção de codificação de espectro 201 (201a) no lado de codificação. Especificamente, no caso da seção de codificação de espectro 201, o coeficiente de

atraso Tmax e o coeficiente de filtro β são obtidos e, no caso da seção de codificação de espectro 201a, apenas o coeficiente de atraso Tmax é obtido.

A seção de filtragem 253, então, realiza a filtragem como na informação de filtro obtida usando primeiro espectro modificado S1'(k) gerado na seção de modificação 162 como estado interno S(k) do filtro e calcula espectro decodificado S(k). Esse método de filtragem depende da função de filtro usada na seção de codificação de espectro 201 (201a) no lado de codificação e, no caso da seção de codificação de espectro 201, filtragem também é realizada no lado de decodificação de acordo com a (Equação 13) descrita acima, enquanto no caso da seção de codificação de espectro 201a, a filtragem também é realizada no lado de decodificação de acordo com a (Equação 20) descrita acima.

A seção de decodificação de esboço de espectro 254 decodifica a informação de esboço de espectro com base na informação de esboço de espectro fornecida da seção de separação 161. Nesta modalidade, um caso será descrito como um exemplo onde valor de quantificação VgG) da quanti25 dade de flutuação para cada sub-banda é usado.

A seção de ajuste de espectro 255 ajusta a forma do espectro com banda de freqüência de FL.k<FH de espectro S(k) pela multiplicação do espectro S(k) obtido da seção de filtragem 253 pelo valor de quantificação Vg(j) da quantidade de flutuação para cada sub-banda obtida da seção 30 de decodificação de esboço de espectro 254 de acordo com a (Equação 22) a seguir e gera valor de estimativa S2(k) do segundo espectro.

S2(í) = S”(t) K,(y) (BL(j)<k<BH(j\forallj) (Equação 22)

Λ.

Aqui, BL(j) e BH(j) indicam a freqüência mínima e a freqüência máxima da j-ésima sub-banda, respectivamente. O valor de estimativa S2(k) calculado de acordo com a (Equação 22) descrita acima é fornecido para a seção de configuração de espectro 165.

Conforme descrito acima na modalidade 1, a seção de configuração de espectro 165 integra o primeiro espectro S1(k) e o valor de estimativa S2(k) do segundo espectro, gera espectro decodificado S3(k) e fornece este para a seção de conversão de domínio de tempo 166.

Dessa maneira, de acordo com o aparelho de decodificação (se10 ção de decodificação de espectro 251) de acordo com a presente modalidade, é possível decodificar um sinal codificado no aparelho de codificação de acordo com esta modalidade.

(Modalidade 3)

A figura 14 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal de uma seção de codificação de espectro de acordo coma modalidade 3 da presente invenção. Na figura 14, blocos aos quais foram atribuídos os mesmos nomesTe os mesmos numerais de referência que na figura 4 têm as mesmas funções e, portanto, explanações serão omitidas. Na modalidade 3, a faixa dinâmica do espectro é ajustada com base em informação 20 comum entre o lado de codificação e o lado de decodificação. Por esse meio, não é necessário sair código codificado, indicando um coeficiente de ajuste de faixa dinâmica para ajustar a faixa dinâmica do espectro. Não é necessário sair código codificado, indicando o coeficiente de ajuste de faixa dinâmica, de modo que uma taxa de bits pode ser reduzida.

A seção de codificação de espectro 301, na figura 14, tem seção de cálculo de faixa dinâmica 302, seção de estimativa de informação de modificação 303 e seção de modificação 304 entre a seção de conversão de domínio de freqüência 111 e a seção de codificação de espectro de banda de freqüência de extensão 114, em lugar da seção de modificação de espec30 tro 112 na figura 4. A seção de modificação de espectro 112, na modalidade 1, investiga uma maneira de modificar (informação de modificação) de modo a obter uma faixa dinâmica apropriada pela mudança da faixa dinâmica do primeiro espectro, modificando variavelmente o primeiro espectro S1(k) e codifica e sai essa informação de modificação. Por outro lado, na modalidade 3, essa informação de modificação é estimada com base em informação comum entre o lado de codificação e o lado de decodificação e modalidade do primeiro espectro S1(k) é realizada de acordo com a informação de modificação estimada.

Portanto, na modalidade 3, em lugar da seção de modificação de espectro 112, a seção de cálculo de faixa dinâmica 302, a seção de estima-

tiva de informação de modificação 303 e a seção de modificação 304, que modifica o primeiro espectro com base nesta informação de modificação estimada são proporcionadas. Além disso, uma vez que informação de modifi-

cação pode ser obtida pela estimativa do interior da seção de codificação de espectro e da seção de decodificação de espectro descritas mais tarde, não é necessário sair informação de modificação como código codificado da se15 ção de codificação de espectro 301 e, portanto, a seção de multiplexação

115 proporcionada na seção de codificação de espectro 106 na figura 4 não é mais necessária.

O primeiro espectro S1(k) é, então, saído da seção de conversão de domínio de freqüência 111 e é fornecido para a seção de cálculo de 20 faixa dinâmica 302 e a seção de modificação 304. A seção de cálculo de faixa dinâmica 302 quantifica a faixa dinâmica do primeiro espectro S1(k) e sai o resultado como informação de faixa dinâmica. Como com a modalidade

1, o método para quantificar a faixa dinâmica é dividir a banda de freqüência do primeiro espectro em uma pluralidade de sub-bandas, obter energia para uma faixa predeterminada de sub-bandas (energia de sub-banda), calcular um valor de variância de energia de sub-banda apropriado e sair o valor de variância como informação dinâmica.

A seguir, a seção de estimativa de informação de modificação 303 será descrita usando a figura 15. Na seção de estimativa de informação 30 de modificação 303, a informação de faixa dinâmica é introduzida da seção de cálculo de faixa dinâmica 302 e fornecida para a seção de comutação

305. A seção de comutação 305, então seleciona e sai uma informação de

modificação estimada de candidatos para a informação de modificação estimada, registrada na tabela de informação de modificação 306 com base na informação de faixa dinâmica. Uma pluralidade de candidatos para informação de modificação estimada, tomando valores entre 0 e 1, são registrados na tabela de informação de modificação 306 e esses candidatos são determinados, antecipadamente, através de estudo, de modo a corresponder à informação de faixa dinâmica.

A figura 16 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da seção de modificação 304. Blocos a que foram atribuídos os

mesmos nomes e os mesmos numerais de referência que na figura 6 têm as mesmas funções e, portanto, explanações serão omitidas. A seção de cálculo de valor de expoente 307 da seção de modificação 304 na figura 16 sai um valor de expoente de amplitude absoluta de um espectro saído da seção de cálculo de valor absoluto 132 -- um valor que é elevado à potência de informação de modificação estimada -- para seção de atribuição de sinal positivo/ negativo 134 de acordo com a informação de modificação estimada (tomando valores entre 0 e 1) fornecida da seção de estimativa de informação de modificação 303. A seção de atribuição de sinal positivo/ negativo

134 atribui informação codificada obtida, antecipadamente, na seção de ex20 tração de sinal positivo/ negativo 131, para o valor de expoente saído da seção de cálculo de valor de expoente 307 e sai o resultado como primeiro espectro modificado.

Conforme descrito acima, de acordo com o aparelho de codificação (seção de codificação de espectro 301) desta modalidade, através da 25 estimativa da banda de alta freqüência (FL.k<FH.) do segundo espectro (O.k<FH), obtido do segundo sinal, usando o primeiro espectro (O.k<FL), obtido do primeiro sinal e realizando a estimativa descrita acima, após aplicação de modalidade ao primeiro espectro, sem usar o primeiro espectro como é no caso onde a informação de estimativa é codificada, é possível ajustar, 30 apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro estimado e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado. Nesse momento, informação indicando como a modificação foi realizada (informação de modificação) é defi-

nida com base em informação comum entre o lado de codificação e o lado de decodificação (o primeiro espectro na modalidade 3), de modo que não é necessário transmitir código codificado em relação à informação de modificação para a segundo espectro e a taxa de bits pode ser reduzida.

Na seção de estimativa de informação de modificação 303, também é possível usar uma função de mapeamento, tomando informação de faixa dinâmica de um primeiro espectro como um valor de entrada e infor-

mação de modificação estimada como um valor de saída, em lugar de fazer informação de faixa dinâmica do primeiro espectro corresponder à informa10 ção de modificação estimada, usando a tabela de informação de modificação

306. Nesse caso, a informação de modificação estimada, que é um valor de saída de uma função, é limitada de modo a tomar valores entre 0 e 1.

A figura 17 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal da seção de decodificação de espectro 353, de acordo com a mo15 dalidade 3. Nessa configuração, blocos a que foram atribuídos os mesmos nomes e os mesmos numerais de referência que na figura 10 têm as mesma funções e, portanto, explanações serão omitidas. A seção de cálculo de faixa dinâmica 361, a seção de estimativa de informação de modificação 362 e a

seção de modificação 363 são proporcionadas entre a seção de conversão 20 de domínio de freqüência 164 e a seção de geração de espectro de banda de freqüência de extensão 163. A seção de modificação 162, na figura 10, recebe informação de modificação gerada na seção de modificação de espectro 112 no lado de codificação e realiza modificação no primeiro espectro

S1(k) fornecido da seção de conversão de domínio de freqüência 164, com base nessa informação de modificação. Por outro lado, na modalidade 3, como com a seção de codificação de espectro 301 descrita acima, informação de modificação é estimada com base na informação comum entre o lado de codificação e o lado de decodificação e modificação do primeiro espectro S1(k) é realizada de acordo com a informação de modificação estimada.

Portanto, na modalidade 3, a seção de cálculo de faixa dinâmica

361, a seção de estimativa de informação de modificação 362 e a seção de modificação 363 são proporcionadas. Como com a seção de codificação de espectro 301, uma vez que a informação de modificação pode ser obtida pela estimativa no interior da seção de decodificação de espectro, informação de modificação não é incluída no código codificado introduzido. Portan-

to, a seção de separação 161, proporcionada na seção de decodificação de 5 espectro 153 na figura 10 não é mais necessária.

O primeiro espectro S1(k) é, então, saído das seção de conversão de domínio de freqüência 164 e fornecido para a seção de cálculo de faixa dinâmica 361 e seção de modificação 363. No seguinte, a operação da seção de cálculo de faixa dinâmica 361, da seção de estimativa de informa10 ção de modificação 362 e da seção de modificação 363 é a mesma que a seção de cálculo de faixa dinâmica 302, da seção de estimativa de informação de modificação 303 e da seção de modificação 304 no interior da seção de codificação de espectro 301 no lado de codificação descrito previamente e, portanto, explanações serão omitidas. Na tabela de informação de modifi15 cação no interior da seção de estimativa de informação de modificação 362, os mesmos candidatos para a informação de modificação estimada que na tabela de informação de modificação 306 no interior da seção de estimativa de informação de modificação 303 da seção de codificação de espectro 301 são registrados.

Ainda, a operação da seção de geração de espectro de banda de freqüência de extensão 163, a seção de configuração de espectro 165 e a seção de conversão de domínio de tempo 166 é a mesma que a descrita na figura 10 da modalidade 1 e, portanto explanações serão omitidas.

De acordo com o aparelho de decodificação (seção de decodifi25 cação de espectro 353) desta modalidade, pela decodificação de um sinal codificado no aparelho de codificação de acordo com essa modalidade, é possível ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro estimado e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

Nesta modalidade, a informação de modificação estimada pode 30 ser obtida na seção de estimativa de informação de modificação 303 e essa informação de modificação estimada é aplicada à seção de codificação de espectro 106, mostrada na figura 4 da modalidade 1 para fornecer a infor70

mação de modificação estimada para a seção de modificação de espectro 112. Na seção de modificação de espectro 112, a informação de modificação adjacente é selecionada da tabela de variáveis de expoente 135, usando a informação de modificação estimada fornecida da seção de estimativa de 5 informação de modificação 303 como uma referência e a informação de modificação ótima é determinada da informação de modificação limitada na seção de busca 125. Nesta configuração, o código codificado da informação de modificação finalmente selecionada é indicado como um valor relativo da informação de modificação estimada suada como a referência. Dessa ma10 neira, informação de modificação precisa é codificada e transmitida para a seção de decodificação, de modo que é possível obter a vantagem de reduzir o número de bits indicando a informação de modificação enquanto mantém a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

(Modalidade 4)

Na modalidade 4 da presente invenção, informação de modificação estimada, saída para a seção de modificação, no interior da seção de codificação de espectro, é determinada com base no ganho de passo fornecido da seção de codificação de primeira camada.

A figura 18 é um diagrama em blocos mostrando a configuração 20 de ganho do aparelho de codificação hierárquica 400 de acordo com essa modalidade. Na figura 18, os blocos com os mesmos nomes e os mesmos numerais de referência atribuídos que na figura 3 têm as mesmas funções e, portanto, explanações serão omitidas.

No aparelho de codificação hierárquica 400 da modalidade 4, o 25 ganho de passo, obtido na seção de codificação de primeira camada 402, é fornecido para a seção de codificação de espectro 406. Especificamente, na seção de codificação de primeira camada 402, ganho de vetor de código adaptativo, multiplicado com vetores de código adaptativo, saídos de um livro de código adaptativo (não mostrado) dentro da seção de codificação de 30 primeira camada 402, sai como ganho de passo e é introduzido para a seção de codificação de espectro 406. Esse ganho de vetor de código adaptativo tem uma característica de tomar um valor grande, quando periodicidade do sinal de entrada é forte e um valor pequeno quando periodicidade do sinal de entrada é fraca.

A figura 19 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal da seção de codificação de espectro 406 de acordo com a modali5 dade 4. Na figura 19, blocos aos quais são atribuídos os mesmos nomes e os mesmos numerais de referência que na figura 14 têm as mesmas funções

e, portanto, explanações serão omitidas. A seção de estimativa de informação de modificação 411 sai informação de modificação estimada, usando ganho de passo fornecido da seção de codificação de primeira camada 402.

a seção de estimativa de informação de modificação 411 adota a mesma configuração que a seção de estimativa de informação de modificação 303 descrita acima na figura 15. Contudo, uma tabela de informação de modificação, destinada ao ganho de passo, é aplicada. Nessa modalidade também é possível adotar uma configuração usando um coeficiente de mapeamento em lugar da configuração usando a tabela de informação de modificação.

De acordo com o aparelho de codificação (seção de codificação de espectro 406) desta modalidade, é possível ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro estimado com periodicidade de um sinal de entrada levado em consideração e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

A seguir, a configuração do aparelho de decodificação hierárquica 450 capaz de decodificar o código codificado gerado no aparelho de codificação hierárquica 400 descrito acima será descrita.

A figura 20 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal do aparelho de decodificação hierárquica 450 de acordo com esta modalidade. Na figura 20, o ganho de passo saído da seção de decodificação de primeira camada 452 é fornecido para a seção de decodificação de espectro 453. Na seção de decodificação de primeira camada 452, o ganho de vetor de código adaptativo multiplicado pelo vetor de código adaptativo saído do livro de código adaptativo (não mostrado) dentro da seção de decodificação de primeira camada 452 é saído como ganho de passo e introduzido na seção de codificação de espectro 453.

A figura 21 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal de seção de decodificação de espectro 453 de acordo com a modalidade 4. A seção de estimativa de informação de modificação 461 sai informação de modificação estimada, usando ganho de passo fornecido da se-

ção de decodificação de primeira camada 452. A seção de estimativa de informação de modificação 461 adota a mesma configuração que a seção de estimativa de informação de modificação 303 descrita acima, na figura 15. Contudo, uma tabela de informação de modificação é aplicada, que é a mesma que aquela dentro da seção de estimativa de informação de modifi10 cação 411 e é destinada a ganho de passo. Nesta modalidade, também é possível adotar uma configuração usando o coeficiente de mapeamento em lugar da configuração usando a tabela de informação de modificação.

De acordo com o aparelho de decodificação (seção de decodificação de espectro 453) desta modalidade, pela decodificação de um sinal 15 codificado no aparelho de codificação desta modalidade, é possível ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro estimado com periodicidade de um sinal de entrada levado em consideração e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

Também é possível adotar uma configuração de informação de 20 modificação de estimativa, usando ganho de passo e período de passo (atraso obtido como um resultado da busca do livro de código adaptativo dentro da seção de codificação de primeira camada 402). Nesse caso, pelo uso do período de passo, é possível realizar estimativa de informação de modificação adequada para cada uma de fala com um período de passo curto (por 25 exemplo, uma voz feminina) e fala com um período de passo longo (por exemplo, uma voz masculina) e, assim, aperfeiçoar a precisão de estimativa.

Ainda, nesta modalidade, a informação de modificação estimada pode ser obtida na seção de estimativa de informação de modificação 411 e, como na modalidade 3, essa informação de modificação estimada é aplicada 30 à seção de codificação de espectro 106 mostrada na figura 4 da modalidade e a informação de modificação estimada é fornecida para a seção de modificação de espectro 112. Na seção de modificação de espectro 112, a infor-

mação de modificação adjacente é selecionada da tabela de variáveis de expoente 135, usando a informação de modificação estimada fornecida da seção de estimativa de informação de modificação 411 como uma referência e a informação de modificação ótima é determinada da informação de modi5 ficação limitada na seção de busca 125. Nessa configuração, código codificado da informação de modificação finalmente selecionada é indicado como um valor relativo de informação de modificação estimada, usada como a referência. Dessa maneira, informação de modificação precisa é codificada e transmitida para a seção de decodificação, de modo que é possível obter

uma vantagem de redução do número de bits, indicando a informação de modificação enquanto mantém qualidade subjetiva do sinal decodificado. (Modalidade 5)

Na modalidade 5 da presente invenção, informação de modificação estimada saída para a seção de modificação dentro da seção de codifi15 cação de espectro é determinada com base nos coeficientes de LPC fornecidos para a seção de codificação de primeira camada.

A configuração do aparelho de codificação hierárquica de acordo com a modalidade 5 é a mesma que a da figura 18 descrita acima. Contudo,

um parâmetro saído da seção de codificação de primeira camada 402 para a 20 seção de codificação de espectro 406 não é ganho de passo, mas coeficientes de LPC.

A configuração principal da seção de codificação de espectro

406 de acordo com essa modalidade é como mostrado na figura 22. A diferença da figura 19 descrita acima é que o parâmetro fornecido para a seção 25 de estimativa de informação de modificação 511 não é ganho de passo, mas coeficientes de LPC e é a configuração interna da seção de estimativa de informação de modificação 511.

A figura 23 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da seção de estimativa de informação de modificação 511 de acor30 do com essa modalidade. A seção de estimativa de informação de modificação 511 é configurada com a tabela de determinação 512, a seção de de terminação de grau de similaridade 513, a tabela de informação de modifica-

ção 514 e a seção de comutação 515. Como com a tabela de informação de modificação 306 na figura 15, candidatos para a informação de modificação estimada são registrados na tabela de informação de modificação 514. Contudo, candidatos para a informação de modificação estimada, destinados a

coeficientes de LPC, são aplicados. Candidatos aos coeficientes de LPC são armazenados na tabele de determinação 512 e a tabela de determinação 512 corresponde à tabela de informação de modificação 514. A saber, quando um j-ésimo candidato para os coeficientes de LPC é selecionado da tabela de determinação 512, informação de modificação estimada, adequada 10 para esse candidato para coeficientes de LPC, é armazenada em j-ésimo da tabela de informação de modificação 514. Os coeficientes de LPC têm uma característica de serem capazes de expressar, precisamente, o esboço de espectro (envelope de espectro) com poucos parâmetros e é possível fazer esse esboço de espectro corresponder à informação de modificação estima15 da, controlando a faixa dinâmica. Essa modalidade é configurada usando essa característica.

A seção de determinação de grau de similaridade 513 obtém coeficientes de LPC que são os mais similares aos coeficientes de LPC fornecidos da seção de codificação de primeira camada 402 da tabela de de20 terminação 512. Nessa determinação do grau de similaridade, a distância (distorção) entre os coeficientes de LPC ou distorção entre os coeficientes de LPC e os coeficientes de LPC convertidos em outros parâmetros, tais como coeficientes de LSP (Line Spectrum Pairs - Pares de Espectros de Linha), são obtidos e os coeficientes de LPC para o caso onde a distorção é 25 um mínimo são, então, obtidos da tabela de determinação 512.

Um índice indicando um candidato para os coeficientes de LPC dentro da tabela de determinação 512 para o caso onde a distorção é um mínimo (isto é, o grau de similaridade é maior) sai da seção de determinação de grau de similaridade 513 e fornecido para a seção de comutação 515. A 30 seção de comutação 515, então, seleciona um candidato para a informação de modificação estimada, indicada por esse índice e isso é emitido da seção de estimativa de informação de modificação 511.

De acordo com o aparelho de codificação (seção de codificação de espectro 406) desta modalidade, é possível ajustar apropriadamente a faixa dinâmica do espectro estimado com esboço espectral de um sinal de entrada também levado em consideração e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

A seguir, a configuração do aparelho de decodificação hierárquica capaz de decodificar o código codificado gerado no aparelho de codificação de acordo com a modalidade 5 será descrita.

A configuração do aparelho de decodificação hierárquica de a10 cordo com a modalidade 5 é a mesma que a da figura 20 descrita acima. Contudo, um parâmetro saído da seção de decodificação de primeira camada 452 para a seção de decodificação de espectro 453 não é um ganho de passo, mas coeficientes de LPC.

A configuração principal da seção de decodificação de espectro 15 453 de acordo com essa modalidade é como mostrado na figura 24. A diferença da figura 21 descrita acima é que o parâmetro fornecido para a seção de estimativa de informação de modificação 561 não é ganho de passo, mas coeficientes de LPC e é a configuração interna da seção de estimativa de informação de modificação 561.

A configuração interna da seção de estimativa de informação de modificação 561 é a mesma que a da seção de estimativa de informação de modificação 511 dentro da seção de codificação de espectro 406 na figura 22, isto é, a mesma que aquela mostrada na figura 23 e informação registrada na tabela de determinação 512 e na tabela de informação de modificação

511 é comum entre o lado de codificação e o lado de decodificação.

De acordo com o aparelho de decodificação (seção de decodificação de espectro 453) desta modalidade, pela decodificação de um sinal codificado no aparelho de codificação desta modalidade, é possível ajustar, apropriadamente, a faixa dinâmica do espectro estimado com o esboço de espectro do sinal de entrada também levado em consideração e aperfeiçoar a qualidade subjetiva do sinal decodificado.

Ainda, nesta modalidade, informação de modificação estimada é

QC obtida na seção de estimativa de informação de modificação 511 e, como na modalidade 4, essa informação de modificação estimada é aplicada à seção de codificação de espectro 106, mostrada na figura 4 da modalidade 1 e a informação de modificação estimada é fornecida para a seção de modifica5 ção de espectro 112. Na seção de modificação de espectro 112, a informação de modificação adjacente é selecionada da tabela de variáveis de expo-

ente 135, usando a informação de modificação estimada fornecida da seção de estimativa de informação de modificação 511 como uma referência e a informação de modificação ótima é determinada da informação de modificação limitada na seção de busca 125. Nessa configuração, código codificado da informação de modificação finalmente selecionada é indicado como o valor relativo da informação de modificação estimada usada como a referência. Dessa maneira, informação de modificação precisa pode ser codificada e transmitida para a seção de decodificação, de modo que é possível obter uma vantagem de redução do número de bits, indicando a informação de modificação enquanto mantém qualidade subjetiva do sinal decodificado. (Modalidade 6)

A configuração básica do aparelho de codificação hierárquica de acordo com a modalidade 6 da presente invenção é a mesma que a do apa20 relho de codificação hierárquica mostrado na modalidade 1 e, portanto, ex-

planações serão omitidas e apenas a seção de modificação de espectro 612, com uma configuração diferente da seção de modificação de espectro 112 será descrita abaixo.

A seção de modificação de espectro 612 aplica a seguinte modi25 ficação ao primeiro espectro S1(k), de modo que a faixa dinâmica do primeiro espectro S1(k) [O.k<FL] se toma perto da faixa dinâmica de ma banda de alta freqüência do segundo espectro S2(k) [FL.k<FH]. A seção de modificação de espectro 612, então, codifica e sai a informação de modificação a cerca dessa modalidade.

A figura 25 ilustra um método de modificação de espectro de acordo com esta modalidade.

Esse desenho mostra a distribuição de amplitude do primeiro espectro S1(k). O primeiro espectro S1(k) indica amplitude diferente de acordo com os valores de freqüência k [O.k<FL]. Aqui, quando o eixo horizontal é tomado como amplitude e o eixo vertical é tomado como probabilidade de aparecimento nesta amplitude, uma distribuição similar à distribuição 5 normal, mostrada no desenho, aparece centralizada no valor médio m1 da amplitude.

Nesta modalidade, primeiro, essa distribuição pode ser dividida, aproximadamente, em um grupo (região B no desenho) perto do valor médio m1 e um grupo (região A no desenho), longe do valor médio m1. A seguir, 10 valores típicos de amplitude desses dois grupos, especificamente, um valor médio de amplitude espectral, incluído na região A, e um valor médio de amplitude espectral, incluída na região B, são obtidos. Aqui, o valor absoluto de amplitude para o caso onde valor médio m1 é re-convertido para zero (valor médio m1 é subtraído de cada valor) é usado. Por exemplo, a região A é composta de duas regiões de uma região onde a amplitude é maior do que o valor médio m1 e uma região onde a amplitude é menor do que o valor médio m1, mas por reconversão de valor médio m1 para zero, os valores absolutos de amplitude espectral incluídos nas duas regiões têm o mesmo valor. Conseqüentemente, no caso do valor médio da região A, por exemplo, isso corresponde à obtenção de um valor típico de amplitude desse grupo

com um espectro em que amplitude convertida (valor absoluto) é relativamente grande fora do primeiro espectro tomado como um grupo e, no caso do valor médio da região B, isso corresponde à obtenção de um valor típico de amplitude desse grupo com um espectro em que a amplitude convertida é 25 relativamente pequena fora do primeiro espectro tomado como um grupo.

Como um resultado, esses dois valores típicos são parâmetros expressando um esboço da faixa dinâmica do primeiro espectro.

A seguir, nesta modalidade, o mesmo processamento que aquele realizado no primeiro espectro é realizado no segundo espectro e valores 30 típicos correspondentes aos respectivos grupos do segundo espectro são obtidos. Uma relação entre o valor típico do primeiro espectro e o valor típico do segundo espectro na região A (especificamente, uma relação do valor típico do primeiro espectro para o valor típico do segundo espectro) e uma relação entre o valor típico do primeiro espectro e o valor típico do segundo espectro na região B são obtidos. Portanto, é possível, obter, aproximada-

mente, a relação entre a faixa dinâmica do primeiro espectro e a faixa dinâ5 mica do segundo espectro. A seção de modificação de espectro de acordo com essa modalidade codifica esta relação como informação de modificação de espectro e sai essa informação.

A figura 26 é um diagrama em blocos mostrando a configuração principal da parte interna da seção de modificação de espectro 612.

A seção de modificação de espectro 612 pode ser classificada aproximadamente em: um sistema que calcula valores típicos dos respectivos grupos descritos acima do primeiro espectro; um sistema que calcula valores típicos dos respectivos grupos descritos acima do segundo espectro;

a seção de determinação de informação de modificação 626, que determina informação de modificação com base nos valores típicos calculados por esses dois sistemas; e seção de geração de espectro modificado 627, que gera um espectro modificado com base nesta informação de modificação.

Especifica mente, o sistema que calcula os valores típicos do

primeiro espectro é composto de: seção de cálculo de grau de variação 62120 1; seção de ajuste do primeiro valor 622-1; seção de ajuste de segundo valor limite 623-1; seção de cálculo de primeiro espectro médio 624-1; e seção de cálculo de segundo espectro médio 625-1. O sistema que calcula os valores típicos do segundo espectro , basicamente, tem, também, a mesma configu ração que o sistema que calcula os valores típicos do primeiro espectro. Aos mesmos componentes nos desenhos serão atribuídos os mesmos numerais de referência e diferenças do sistema de processamento são idênticas aos números de ramificação após os numerais de referência. Explanações a cerca dos mesmos componentes serão omitidos.

A seção de cálculo de grau de variação 621-1 calcula grau de variação do valor médio m1 do primeiro espectro da distribuição de amplitude de primeiro espectro S1(k) introduzido e sai este para a seção de ajuste de primeiro valor limite 622-1 e seção de ajuste de segundo valor limite 623<6

1. Especificamente, grau de variação é desvio padrão σ, da distribuição de amplitude do primeiro espectro.

A seção de ajuste de primeiro valor limite 622-1 obtém primeiro valor limite TH1, usando desvio padrão σ de primeiro espectro, obtido na 5 seção de cálculo de grau de variação 621-1. Aqui, o primeiro valor limite TH1 é um valor limite para especificação de um espectro com amplitude absoluta relativamente grande, incluída na região A, descrita acima, fora do primeiro espectro e um valor onde uma constante predeterminada a é multiplicada pelo desvio padrão σ. é usado.

A operação da seção de ajuste de segundo valor limite 623-1 também é a mesma que a operação da seção de ajuste de primeiro valor limite 622-1, mas o segundo valor limite obtido TH2 é um valor limite para especificação de um espectro com amplitude absoluta relativamente pequena, incluída na região B fora do primeiro espectro e um valor onde a cons15 tante predeterminada b(<a) é multiplicada pelo desvio padrão σ. é usado.

A seção de cálculo de primeiro espectro médio 624-1 obtém um espectro posicionado no lado de fora do primeiro valor limite TH1 -- um valor médio de amplitude de um espectro incluído na região A (aqui depois referi-

da como um primeiro valor médio) -- e sai o resultado para a seção de de20 terminação de informação de modificação 626.

Especificamente, a seção de cálculo de primeiro espectro médio 624-1 compara a amplitude (aqui, um valor antes da conversão) do primeiro espectro com um valor (m1 + TH1), onde o primeiro valor limite TH1 é adicionado ao valor médio m1 do primeiro espectro e especifica um espectro tendo amplitude maior do que esse valor (etapa 1). A seguir, a seção de cálculo de primeiro espectro médio e especifica um espectro tendo maior amplitude do que esse valor (etapa 1). A seguir, a seção de cálculo de primeiro espectro médio 624-1 compara a amplitude do primeiro espectro com um valor (m1 - TH1) onde o primeiro valor limite TH1 é subtraído do valor médio m1 do primeiro espectro e especifica um espectro tendo amplitude menor do que esse valor (etapa 2). As amplitudes dos espectros obtidos na etapa 1 e na etapa 2 são convertidas de modo que o valor médio m1 descrito acima se torna zero e os valores médios dos valores absolutos dos valores convertidos obtidos são calculados e saídos para a seção de determinação de informação de modificação 626.

A seção de cálculo de segundo espectro médio obtém um es5 pectro posicionado no interior do segundo valor limite TH2 - um valor médio de amplitude do espectro incluído na região B (aqui antes referido como o segundo valor médio) -- e sai o resultado para a seção de determinação de informação de modificação 626. A operação específica é a mesma que a seção de cálculo de primeiro espectro médio 624-1.

O primeiro valor médio e o segundo valor médio, obtidos no processamento descrito acima, são valores típicos para a região A e a região B do primeiro espectro.

O processamento para obtenção de valores típicos do segundo espectro é basicamente o mesmo que o descrito acima. Contudo, o primeiro 15 espectro e o segundo espectro são espectros diferentes. Um valor onde o desvio padrão σ. do segundo espectro é multiplicado por constante predeterminada c, é, então, usado como um terceiro valor limite TH3, correspondendo ao primeiro valor limite TH1 e um valor onde o desvio padrão σ. do

segundo espectro é multiplicado pela constante predeterminada d (<c) é u20 sado como quarto valor limite TH4, correspondendo ao segundo valor limite TH2.

A seção de determinação de informação de modificação 626 determina informação de modificação como abaixo usando o primeiro valor médio obtido na seção de cálculo de primeiro espectro médio 624-1, o se25 gundo valor médio obtido na seção de cálculo de segundo espectro médio 625-1, o terceiro valor médio obtido na seção de cálculo de terceiro espectro médio 624-2 e o quarto valor médio, obtido na seção de cálculo de quarto espectro médio 625-2.

A saber, seção de determinação de informação de modificação

626 calcula uma relação entre o primeiro valor médio e o terceiro valor médio (aqui depois referido como primeiro ganho) e uma relação entre o segundo valor médio e o quarto valor médio (aqui depois referido como segun5f do ganho). A seção de determinação de informação de modificação 626 é dotada, internamente de uma tabela de dados em que uma pluralidade de candidatos à decodificação para informação de modificação são armazenados. A seção de determinação de informação de modificação 626, então, 5 compara o primeiro ganho e o segundo ganho com esses candidatos à decodificação, seleciona o candidato à codificação mais similar e sai um índice, indicando esse candidato à codificação como informação de modificação. Esse índice também é transmitido para a seção de geração de espectro modificado 627.

A seção de geração de espectro modificado 627 realiza a modificação do primeiro espectro, usando o primeiro espectro que o sinal de entrada, o primeiro valor limite TH1, obtido na seção de ajuste de primeiro valor limite 622-1, o segundo valor limite TH2, obtido na seção de ajuste de segundo valor limite 623-1 e informação de modificação, saída da seção de 15 determinação de informação de modificação 626.

A figura 27 e a figura 28 ilustram um método de geração de um espectro modificado.

A seção de geração de espectro modificado 627 gera um valor decodificado de uma relação entre o primeiro valor médio e o terceiro valor

médio (aqui depois referido como primeiro ganho decodificado) e um valor decodificado de uma relação entre o segundo valor médio e o quarto valor médio (aqui depois referido como segundo ganho decodificado), usando informação de modificação. Essas relações correspondentes são como mostrado na figura 27.

A seguir, a seção de geração de espectro modificado 627 especifica espectros pertencentes à região A através da comparação do primeiro valor de amplitude espectral com o primeiro valor limite TH1 e multiplica o primeiro ganho decodificado por esses espectros. Similarmente, a seção de geração de espectro modificado 627 especifica os espectros pertencentes à região B por meio da comparação do primeiro valor de amplitude espectral com o segundo valor limite TH2 e multiplica o segundo ganho decodificado por esses espectros.

Por outro lado, conforme mostrado na figura 28, a informação de codificação não existe para espectros pertencentes a uma região (aqui depois, região C) entre o primeiro valor limite TH1 e o segundo valor limite TH2, fora o primeiro espectro. A seção de geração de espectro modificado 5 627 usa ganho tendo um valor médio entre o primeiro ganho decodificado e o segundo ganho decodificado. Por exemplo, o ganho decodificado y, correspondendo a uma dada amplitude x, pode ser obtido de uma curva carac-

terística baseada no primeiro ganho decodificado, no segundo ganho decodificado, no primeiro valor limite TH1 e no segundo valor limite TH2 e a ampli10 tude do primeiro espectro pode ser multiplicada por esse ganho. A saber, o ganho decodificado y é um valor de interpolação linear para o primeiro ganho decodificado e o segundo ganho decodificado.

A figura 29 é um diagrama em blocos, mostrando a configuração principal da parte interna da seção de modificação de espectro 662, usada no aparelho de decodificação. Essa seção de modificação de espectro 662 corresponde à seção de modificação 162, mostrada na modalidade 1.

A operação básica é a mesma que a seção de modificação de espectro 612 descrita acima e, portanto, explanações detalhadas serão omitidas, mas essa seção de modificação de espectro 662 apenas toma o pri20 meiro espectro como um alvo de processamento e, portanto, há apenas um

sistema de processamento.

De acordo com essa modalidade, a distribuição de amplitude do primeiro espectro e a distribuição de amplitude do segundo espectro são obtidas, respectivamente, e divididas em um grupo de amplitude absoluta relativamente grande e um grupo de amplitude absoluta relativamente pequeno. Então, valores típicos das amplitudes para os respectivos grupos são obtidos. A relação da faixa dinâmica entre o primeiro espectro e o segundo espectro - -informação de modificação do espectro - é obtida e codificada usando a relação dos valores típicos de amplitudes para os respectivos gru30 pos do primeiro espectro e do segundo espectro. Como um resultado, é possível obter informação de modificação sem usar uma função com uma grande quantidade de cálculo, tal como uma função exponencial.

De acordo com essa compreendendo, desvio padrão é obtido da distribuição de amplitude do primeiro espectro e do segundo espectro e o primeiro valor limite até o quarto valor limite são obtidos com base nesse desvio padrão. Um valor limite é estabelecido com base no espectro real, de modo que é possível aperfeiçoar a precisão de codificação de informação de modificação.

Ainda, de acordo com essa compreendendo, a faixa dinâmica do primeiro espectro é controlada por ajuste do ganho do primeiro espectro, usando o primeiro ganho decodificado e o segundo ganho decodificado. O

primeiro ganho decodificado e o segundo ganho decodificado são determinados de modo que o primeiro espectro esteja próximo à banda de alta freqüência do segundo espectro. A faixa dinâmica do primeiro espectro, então, está próxima da faixa dinâmica da banda de alta freqüência do segundo espectro. Ainda, não é necessário usar uma função com uma grande quantida15 de de cálculo, tal como uma função exponencial, para cálculo do primeiro ganho decodificado e do segundo ganho decodificado.

Nesta modalidade, foi descrito um caso como um exemplo onde o primeiro ganho decodificado é maior do que o segundo ganho decodificado, mas há casos onde o segundo ganho decodificado é maior do que o primeiro ganho decodificado, dependendo da qualidade do sinal de fala. A saber, há

casos onde a faixa dinâmica da banda de alta freqüência do segundo espectro é maior do que a faixa dinâmica do primeiro espectro. Essa espécie de fenômeno, freqüentemente, ocorre nos casos onde o sinal de fala introduzido é um som tal como uma fricativa. Nesse caso, também é possível aplicar o 25 método de modificação de espectro de acordo com esta modalidade.

Ainda, nesta modalidade, foi descrito um caso como um exemplo onde espectros são divididos em dois grupos, um grupo de amplitude absoluta relativamente grande e um grupo de amplitude absoluta relativamente pequena. Contudo, também é possível dividir em números maiores de gru30 pos de modo a incrementar a capacidade de reprodução da faixa dinâmica.

Além disso, nesta modalidade, foi descrito um caso como um exemplo onde a amplitude é convertida usando um valor médio como uma

referência e espectros são divididos em um grupo de amplitude relativamente grande e um grupo de amplitude relativamente pequena com base na amplitude após a conversão, mas também é possível usar o valor de amplitude original como está e realizar o agrupamento dos espectros com base na am5 plitude.

Além disso, nesta modalidade, foi descrito um caso como um

exemplo onde desvio padrão é usado para calcular o grau de variação da amplitude absoluta do espectro, mas isso não é uma limitação e, por exemplo, é possível usar variância como o mesmo parâmetro estatístico que o 10 desvio padrão.

Ainda, nesta modalidade, foi descrito um caso como exemplo onde um valor médio de amplitude absoluta do espectro para cada grupo é usado como um valor típico de amplitude espectral de cada grupo, mas isso não significa um limite e, por exemplo, é possível usar um valor central da amplitude absoluta do espectro para cada grupo.

Além disso, nesta modalidade, foi descrito um caso como um exemplo onde um valor de amplitude de cada espectro é usado para ajuste da faixa dinâmica, mas também é possível usar um valor de energia espectral em lugar do valor de amplitude.

Ainda, quando um valor típico, correspondente a cada grupo, é obtido, no caso onde amplitude do espectro, originalmente, tem um sinal positivo ou negativo como, por exemplo, com um coeficiente de MDCT, não é necessário converter o valor médio para zero e um valor típico correspondente a cada grupo pode ser obtido simplesmente usando um valor absoluto 25 de amplitude do espectro.

O acima é uma descrição de cada uma das modalidades da presente invenção.

O aparelho de codificação e o aparelho de decodificação da presente invenção não estão limitados, de modo algum, a cada uma das moda30 lidades descritas acima e várias modificações dos mesmos são possíveis.

O aparelho de decodificação e o aparelho de decodificação da presente invenção podem ser carregados em um aparelho de terminal de comunicação e um aparelho de estação base de um sistema de comunicação móvel de modo a tornar possível proporcionar um aparelho de terminal de comunicação e um aparelho de estação base tendo os mesmos efeitos de operação que o descrito acima.

Aqui, um caso foi descrito como um exemplo onde a presente invenção é aplicada a um esquema de codificação escalonável, mas a presente invenção pode ser aplicada também a outros esquemas de codificação.

Além disso, foi descrito um caso como um exemplo onde a pre10 sente invenção é configurada usando hardware, mas também é possível implementar a presente invenção usando software. Por exemplo, pela descrição do algoritmo do método de codificação (método de decodificação) de acordo com a presente invenção em uma linguagem de programação, armazenando este programa em uma memória e fazendo uma seção de proces15 sarnento de informação executar esse programa, é possível implementar a mesma função que o aparelho de codificação (aparelho de decodificação) da presente invenção.

Além disso, esse bloco de função usado para explicar as modalidades descritas acima é implementado, tipicamente, como um LSI constitu20 ído por um circuito integrado. Esses podem ser chips individuais ou podem

estar contidos, parcial ou totalmente, em um único chip.

Além disso, aqui, cada bloco de função é descrito como um LSI, mas este também pode ser referido como IC, LSI de sistema, super LSI, ultra LSI', dependendo das diferentes extensões de integração.

Ainda, o método de integração de circuito não está limitado ao

LSI's e implementação usando circuito dedicado ou processadores para fins gerais também é possível. Após a fabricação de LSI, a utilização de um FPGA (Field Programmable Gate Array) ou um processador reconfigurável, em que conexões e ajustes de células de circuito dentro de um LSI podem ser reconfigurados também é possível.

Ainda, se a tecnologia do circuito integrado surge para substituir

LSI's como um resultado do desenvolvimento de tecnologia de semicondutoSG

res ou um derivado de outra tecnologia, naturalmente, também é possível realizar integração de blocos de funções, usando essa tecnologia. A aplicação na biotecnologia também é possível.

O presente pedido está baseado no Pedido de Patente Japone5 sa N² 2004-145425, depositado em 14 de maio de 2004, no Pedido de Patente Japonesa N² 2004-322953, depositado em 5 de novembro de 2004 e no Pedido de Patente Japonesa N² 2005-133729, depositado em 28 de abril de 2005, todo o conteúdo dos quais é aqui expressamente incorporado através de referência.

Aplicabilidade Industrial

O aparelho de codificação, o aparelho de decodificação e os seus métodos de acordo com a presente invenção podem ser aplicados à codificação/ decodificação escalonável e similares.

Claims (27)

1. Aparelho de codificação caracterizado pelo fato de que compreende:

um codificador, que inclui um processador, que codifica informações estimadas de um espectro de banda de alta frequência de um sinal de entrada que possui um espectro de banda larga que compreende um espectro de banda de baixa frequência e o espectro de banda de alta frequência; e um limitador, que adquire um primeiro espectro de banda de baixa frequência, em que um sinal codificado do espectro de banda de baixa frequência do sinal de entrada é decodificado e gera um segundo espectro de banda de baixa frequência ao modificar uma faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência de modo que uma faixa dinâmica do espectro modificado se aproxima de uma faixa dinâmica de um espectro de banda de alta frequência;

em que o codificador recebe como entrada o espectro de banda larga do sinal de entrada como um sinal de referência, estima, como a informação estimada, um espectro mais semelhante ao espectro de banda de alta frequência do sinal de entrada que usa o espectro de banda larga e o segundo espectro de banda de baixa frequência, e codifica informação acerca do espectro estimado para suplantar o espectro de banda de alta frequência.

2. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um transmissor que transmite informação de modificação de faixa dinâmica usada no limitador junto com a informação codificada obtida pelo codificador.

3. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o limitador modifica a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência de modo que um desvio médio da amplitude do segundo espectro de banda de baixa frequência é equivalente a um desvio médio de amplitude do espectro de banda de alta frequência.

4. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 1,

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 5/17 caracterizado pelo fato de que o limitador gera o segundo espectro de banda de baixa frequência pela elevação uniforme da amplitude do primeiro espectro de banda de baixa frequência até a potência de um valor predeterminado dentro de uma faixa de 0 a 1.

5. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o codificador compreende:

um filtro de passo, que tem o segundo espectro de banda de baixa frequência como um estado interno; e um estimador que estima o espectro de banda de alta frequência do sinal de entrada, usando o filtro de passo;

em que as características do filtro de passo que correspondem a um resultado de estimativa do estimador são codificadas.

6. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as características do filtro de passo são indicadas pela seguinte função de transferência:

1 —z onde

P(z): função de transferência de filtro de passo;

Z: coeficiente de conversão de z

T: coeficiente de atraso

7. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o limitador estima a informação de modificação de faixa dinâmica e gera o segundo espectro de banda de baixa frequência, usando a informação de modificação de faixa dinâmica estimada.

8. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o limitador compreende:

um calculador de faixa dinâmica, que calcula a informação de faixa dinâmica usando o primeiro espectro de banda de baixa frequência;

um estimador de informação de modificação, que estima a informação de modificação para modificar a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência, usando a informação de faixa dinâmica; e um modificador que modifica a faixa dinâmica do primeiro espec

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 6/17 tro banda de baixa frequência, usando a informação de modificação estimada.

9. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o limitador compreende:

um estimador de informação de modificação que estima a informação de modificação para modificar a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência, usando informação de passo, indicando periodicidade do sinal de entrada; e um modificador, que modifica a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência, usando a informação de modificação estimada.

10. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a informação de passo é configurada usando pelo menos um ganho de passo e um período de passo.

11. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o limitador compreende:

um estimador de informação de modificação que estima a informação de modificação para modificar a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência, usando informação de esboço de espectro do sinal de entrada; e um modificador que modifica uma faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência, usando a informação de modificação estimada.

12. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o estimador de informação de modificação compreende:

uma unidade de armazenamento de informação de esboço de espectro, que armazena uma pluralidade de candidatos para a informação de esboço de espectro; e uma unidade de armazenamento de informação de faixa dinâmica que armazena uma pluralidade de candidatos para informação de faixa dinâmica, em que:

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 7/17 um candidato para informação de esboço de espectro correspondente à informação de esboço de espectro do sinal de entrada é selecionado da unidade de armazenamento de informação de esboço de espectro; e a informação de modificação é estimada por meio de seleção de um candidato para informação de faixa dinâmica correspondendo ao candidato selecionado para a informação de esboço de espectro da unidade de armazenamento de informação de faixa dinâmica.

13. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

um primeiro classificador, que classifica o primeiro espectro de banda de baixa frequência em uma pluralidade de grupos de acordo com as diferenças em amplitude;

um primeiro adquirente de valor típico, que adquire um valor típico para amplitude para cada grupo do primeiro espectro de banda de baixa frequência;

um segundo classificador que classifica o espectro de banda de alta frequência em uma pluralidade de grupos de acordo com as diferenças em amplitude; e um segundo adquirente de valor típico, que adquire um valor típico para amplitude para cada grupo do espectro de banda de alta frequência;

em que o limitador modifica a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência com base no valor típico para cada grupo do primeiro espectro de banda de baixa frequência e o valor típico para cada grupo do espectro de banda de alta frequência.

14. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o limitador obtém a amplitude entre os valores típicos pela realização de interpolação linear nos valores típicos.

15. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o limitador modifica a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência com base em uma relação

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 8/17

5 entre o valor típico para cada grupo do primeiro espectro de banda de baixa frequência e o valor típico para cada grupo do espectro de banda de alta frequência.

16. Aparelho de codificação, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo adquirentes de valor típico adquirem o mesmo tipo de valor dentre um valor médio e um valor central da amplitude para cada grupo.

17. Aparelho de decodificação caracterizado pelo fato de que compreende;

um conversor, incluindo um processador, que gera um primeiro espectro de banda de baixa frequência em que um sinal decodificado de código de um espectro de banda de baixa frequência incluído no código gerado em um aparelho de codificação é convertido em um sinal de domínio de frequência;

um decodificador, que decodifica código de um espectro de banda de alta frequência incluído no código gerado no aparelho de codificação; e um limitador que gera um segundo espectro de banda de baixa frequência, em que a faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência é modificada de modo que uma faixa dinâmica do espectro modificado se aproxima à faixa dinâmica do espectro de banda de alta frequência de um sinal inserido no aparelho de codificação de acordo com a informação de modificação de espectro incluída no código gerado no aparelho de codificação;

em que o decodificador gera informações acerca da estimativa do espectro de banda de alta frequência ao decodificar o código do espectro de banda de alta frequência e gera um espectro estimado do espectro de banda de alta frequência ao aplicar a informação acerca da estimativa do espectro de banda de alta frequência ao segundo espectro de banda de baixa frequência.

18. Aparelho de decodificação caracterizado pelo fato de que compreende:

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 9/17 um conversor, incluindo um processador, que gera um primeiro espectro de banda de baixa frequência, em que um sinal decodificado de código de um espectro de banda de baixa frequência incluído no código gerado em um aparelho de codificação é convertido em um sinal de domínio de frequência;

um decodificador, que decodifica o código de um espectro de banda de alta frequência incluído no código gerado no aparelho de codificação; e um limitador que gera um segundo espectro de banda de baixa frequência, em que uma faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência é modificada de modo que uma faixa dinâmica do espectro modificado se aproxima de uma faixa dinâmica do espectro banda de alta frequência de um sinal inserido ao aparelho de codificação, em que:

o limitador estima informação de modificação de faixa dinâmica com base no primeiro espectro de banda de baixa frequência e gera o segundo espectro de banda de baixa frequência ao aplicar a informação de modificação de faixa dinâmica estimada ao primeiro espectro de banda de baixa frequência; e o decodificador gera informação acerca de estimativa do espectro de banda de alta frequência ao decodificar o código do espectro de banda de alta frequência e gera um espectro estimado do espectro de banda de alta frequência ao aplicar a informação acerca da estimativa do espectro de banda de alta frequência ao segundo espectro de banda de baixa frequência.

19. Aparelho de terminal de comunicação caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho de codificação, como definido na reivindicação 1.

20. Aparelho de estação base caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho de codificação como definido na reivindicação 1.

21. Aparelho de terminal de comunicação caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho de decodificação como definido na reivindicação 17.

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 10/17

22. Aparelho de estação base caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho de decodificação como definido na reivindicação 17.

23. Aparelho de terminal de comunicação caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho de decodificação como definido na reivindicação 18.

24. Aparelho de estação base caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho de decodificação como definido na reivindicação 18.

25. Método de codificação caracterizado pelo fato de que compreende:

codificar, por um codificador, informação estimada de um espectro de banda de alta frequência de um sinal de entrada tendo um espectro de banda larga que compreende um espectro de banda de baixa frequência e o espectro de banda de alta frequência;

adquirir um primeiro espectro de banda de baixa frequência, em que um sinal codificado do espectro de banda de baixa frequência do sinal de entrada é decodificado; e gerar um segundo espectro de banda de baixa frequência ao modificar uma faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência de modo que uma faixa dinâmica do espectro modificado se aproxima de uma faixa dinâmica de um espectro de banda de alta frequência;

em que a codificação de informação estimada de um espectro de banda de alta frequência de um sinal de entrada recebe como entrada o espectro de banda larga do sinal de entrada como um sinal de referência, estima, como a informação estimada, um espectro mais similar ao espectro de banda de alta frequência do sinal de entrada ao usar o espectro de banda larga e o segundo espectro de banda de baixa frequência, e codifica informação acerca do espectro estimado para suplantar o espectro de banda de alta frequência.

26. Método de decodificação caracterizado pelo fato de que compreende:

gerar um primeiro espectro de banda de baixa frequência em que um sinal decodificado de código de um espectro de banda de baixa fre

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 11/17 quência, incluído no código gerado em um aparelho de codificação, é convertido em um sinal de domínio de frequência;

decodificar, por um decodificador, código de um espectro de banda de alta frequência incluído no código gerado no aparelho de codificação;

adquirir informação de modificação de espectro incluída no código gerado no aparelho de codificação; e gerar um segundo espectro de banda de baixa frequência, em que uma faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência é modificada de modo que uma faixa dinâmica do espectro modificado se aproxima de uma faixa dinâmica de um espectro de banda de alta frequência de uma entrada de sinal no aparelho de codificação;

em que decodificar código de um espectro de banda de alta frequência gera informação acerca da estimativa de espectro de banda de alta frequência ao decodificar o código do espectro de banda de alta frequência e gera um espectro estimado do espectro de banda de alta frequência ao aplicar a informação estimada ao segundo espectro de banda de baixa frequência.

27. Método de decodificação caracterizado pelo fato de que compreende:

gerar um primeiro espectro de banda de baixa frequência em que um sinal decodificado de código de um espectro de banda de baixa frequência, incluído no código gerado em um aparelho de codificação é convertido em um sinal de domínio de frequência;

decodificar, por um decodificador, código de um espectro de banda de alta frequência incluído no código gerado no aparelho de codificação; e gerar um segundo espectro de banda de baixa frequência, em que uma faixa dinâmica do primeiro espectro de banda de baixa frequência é modificada de modo que uma faixa dinâmica do espectro modificado se aproxima de uma faixa dinâmica de um espectro de banda de alta frequência de uma entrada de sinal no aparelho de codificação, em que:

Petição 870180151547, de 14/11/2018, pág. 12/17 gerar um espectro de banda de baixa frequência estima informação de modificação de faixa dinâmica com base no primeiro espectro de banda de baixa frequência e gera o segundo espectro de banda de baixa frequência ao aplicar a informação de modificação faixa dinâmica estimada 5 para o primeiro espectro de banda de baixa frequência; e decodificar código de um espectro de banda de alta frequência gera informação acerca da estimativa de espectro de banda de alta frequência ao decodificar o código do espectro de banda de alta frequência e gera um espectro estimado do espectro de banda de alta frequência ao aplicar a 10 informação estimada ao segundo espectro de banda de baixa frequência.