BRPI0721467A2 - Método para processar um sinal recebido em um nó em uma rede, nó para processar um sinal recebido de uma rede, nó arranjado para processar um sinal recebido de uma rede, e, programa de computador - Google Patents

Description

“MÉTODO PARA PROCESSAR UM SINAL RECEBIDO EM UM NÓ EM UMA REDE, NÓ PARA PROCESSAR UM SINAL RECEBIDO DE UMA REDE, NÓ ARRANJADO PARA PROCESSAR UM SINAL RECEBIDO DE UMA REDE, E, PROGRAMA DE COMPUTADOR”

Campo da Invenção

A presente invenção se refere à sistemas de comunicação, mais particularmente, a presente invenção se refere à um método e aparelho para processamento de sinais digitais, particularmente pacotes baseados em transmissão de informação de fala em um sistema de comunicação.

Fundamentos da Invenção

Em um sistema de comunicação, uma rede de comunicação é fornecida, que pode ligar dois terminais de comunicação tal que os terminais podem enviar informação cada um ao outro em uma chamada ou outro evento de comunicação. Informação pode incluir fala, texto, imagens ou vídeo.

Sistemas de comunicação modernos são baseados na transmissão de sinais digital. Informação analógica tal como fala é entrada em um conversor de analógico para digital no transmissor de um terminal e convertido em um sinal digital. O sinal digital é então codificado e colocado em pacotes de dados para transmissão ao longo de um canal para o receptor de um outro terminal.

Um tipo de rede de comunicação adequado para transmitir pacotes de dados é a internet. Protocolos que são usados para transportar sinais de voz sobre uma rede de protocolo de Internet são comumente referidos como voz sobre IP (VoIP). VoIP é o encaminhamento de conversações de voz sobre a Internet ou através de qualquer outra rede baseada em IP.

Um pacote de dados inclui uma porção de cabeçalho e uma porção de carga útil. A porção de cabeçalho do pacote de dados contém dados para transmitir e processar o pacote de dados. Esta informação pode incluir um número de identificação e endereço de origem que de modo único, identifica o pacote, uma verificação de soma do cabeçalho usado para detectar erros de processamento e o endereço de destino. A porção de carga útil do pacote de dados inclui informação do sinal digital pretendido para transmissão. Esta informação pode ser incluída na carga útil como quadros codificados tal como quadros de voz, onde cada quadro representa uma porção do sinal analógico.

Degradações no canal em que a informação é enviada vão afetar a informação recebida no terminal de recepção. Degradações no canal podem causar mudanças na seqüência de pacote, retardo da chegada de alguns pacotes no receptor e causar a perda de outros pacotes. As degradações podem ser causadas pelas imperfeições do canal, ruído e sobrecarga no canal. Este último resulta em uma redução da qualidade do sinal emitido pelo terminal de recepção.

De modo a assegurar que os dados nos pacotes de dados possam ser emitidos continuamente no terminal de destino, é necessário introduzir um retardo entre receber um pacote de dados e emitir os dados no pacote, de modo a superar variações aleatórias no retardo entre pacotes chegando no terminal.

Uma área de armazenamento temporário de variações é usada no terminal de recepção para introduzir um retardo entre receber pacotes de dados da rede e emitir os dados a partir do terminal. A área de armazenamento temporário de variações armazena pacotes ou quadros temporariamente para enfrentar as variações nos tempos de chegada de pacotes, tal que a área de armazenamento temporário de variações pode, de modo contínuo, fornecer quadros a serem emitidos para um decodificador.

Um gerenciador de área de armazenamento temporário de variações é arranjado para controlar a quantidade de quadros na área de armazenamento temporário de variações ao longo do tempo. Um gerenciador de área de armazenamento temporário de variações pode controlar o número de quadros em uma área de armazenamento temporário de variações, e por meio disso, ajustar o retardo introduzido pela área de armazenamento temporário de variações, solicitando que o decodificador efetua uma ação que 5 vai afetar o tempo no qual o decodificador requer o próximo quadro a partir da área de armazenamento temporário de variações.

De modo a retardar o tempo que o decodificador requer o próximo quadro, o gerenciador de área de armazenamento temporário de variações pode ser arranjado para solicitar que o decodificador insira uma cópia do último quadro ou estenda o tempo de execução de um quadro, por exemplo esticando o comprimento do quadro de 20ms para 30ms. Inversamente, de modo a reduzir o tempo que o decodificador requer o próximo quadro, o gerenciador de área de armazenamento temporário de variações pode ser arranjado para solicitar que o decodificador salta um quadro ou encurta o tempo de execução de um a quadro, por exemplo comprimindo o comprimento do quadro, de 20 ms para 10 ms. Contudo, se o retardo introduzido pela área de armazenamento temporário de variações não necessita ser alterado, o gerenciador de área de armazenamento temporário de variações pode solicitar que o decodificador decodifica o quadro sem modificar o sinal.

Simples áreas de armazenamento temporário de variações introduz um retardo adaptando o retardo tal que um pré-determinado número de pacotes ou quadros são mantidos na área de armazenamento temporário de variações. Contudo é vantajoso adaptar o número de pacotes mantidos na área 25 de armazenamento temporário para eficazmente tratar mudanças nas condições da rede. Por conseguinte, em alguns métodos conhecidos na arte, um número alvo de quadros a serem armazenados na área de armazenamento temporário de variações pode ser calculado de forma adaptativo.

Alterando o tempo no qual o decodificador pega o próximo quadro da área de armazenamento temporário de variações através dos métodos descritos acima vai freqüentemente resultado em uma distorção do sinal de saída, e. g. resultando da esticada ou compressão de quadros. Perda e métodos de encobrimento de variações (LJC) são designados para minimizar 5 a distorção causada adaptando o retardo. A operação de uma área de armazenamento temporário de variações e uma unidade de LJC será agora descrita com referência à Figura 2.

Figura 2 mostra um exemplo de conjunto de circuitos de recepção 10 em um terminal usado para receber pacotes de dados transmitidos 10 a partir da rede 104, de acordo com a arte anterior. O conjunto de circuitos de recepção inclui um bloco de área de armazenamento temporário de variações 12, um bloco de decodificador 14, um unidade de LJC 15 e um conversor de digital para analógico.

O bloco de área de armazenamento temporário de variações 12 15 recebe pacotes de dados a partir da rede 104. O bloco de área de armazenamento temporário de variações 12 compreende um depósito de área de armazenamento temporário de variações arranjado para temporariamente armazenar pacotes de dados recebidos da rede, e o gerenciador de área de armazenamento temporário de variações que é arranjado para determinar a 20 ação requerida pelo bloco de decodificador 14. A ação requerida é reportada ao bloco de decodificador 14 como mostrado através da conexão 22.

O bloco de decodificador 14 recebe dados fornecido na carga útil dos pacotes de dados na forma de uma seqüência de bit emitida a partir do bloco de área de armazenamento temporário de variações 12, como mostrado através da conexão 20. O bloco de decodificador 14 decodifica a seqüência de bit de acordo com o esquema de codificação aplicada.

Os parâmetros do sinal são analisados para determinar a presença de atividade de voz no sinal. A partir disso, a unidade de LJC 15 é arranjada para determinar se a ação emitida a partir do bloco de área de armazenamento temporário de variações na conexão 22 pode ser aplicada ao sinal no decodificador. Tipicamente ações que ajustam o retardo introduzido na área de armazenamento temporário de variações são preferidas durante períodos de silencio tal que modificações no retardo são menos audíveis no 5 sinal. Contudo o retardo também pode ser ajustado durante períodos de voz ativos analisando os parâmetros no sinal que indica o tipo de dados de voz no sinal. Como um exemplo, é conhecido que ajustando o retardo durante sons de voz estáveis tal como o som de ‘s’ em ‘sing’ ou o som de ‘a’ em ‘car’ causa menos distorção para o sinal do que durante sons de voz explosiva 10 instáveis tal como o som de ‘k’ em ‘kid\ Em alguns métodos conhecidos a resposta do decodificador ou unidade de LJC para a ação requerida é reportada pelo bloco de decodificador 14 para o bloco de área de armazenamento temporário de variações 12 como mostrado através da conexão 24.

Deve ser notado que a ação pode ser realizada no

decodificador 14 ou na unidade de LJC 15. Isto é um problema de implementação.

O sinal atrasado é emitido através do decodificador 14 como um sinal digital decodificado para o conversor de digital para analógico 16. O conversor de digital para analógico 16 converte o sinal digital decodificado em um sinal analógico. O sinal analógico pode então ser emitido através de um dispositivo de saída tal com um alto-falante.

Controlar o retardo de acordo com tipo de dados de voz no sinal para minimizar a distorção no sinal reduz o grau para o qual o retardo 25 introduzido para o sinal recebido pode ser ajustado de acordo com a mudança das condições da rede. Isto pode causar problemas, tal como perda de dados e artefatos perceptuais no encobrimento ou desnecessariamente alto retardo de armazenamento temporário, especialmente quando as condições da rede mudam de forma rápida. r E, por conseguinte, um objetivo da presente invenção melhorar a qualidade percebida do sinal recebido. E um objetivo adicional da presente invenção fornecer um método para melhorar a qualidade do sinal recebido melhorando a qualidade do sinal recebido sem o uso de métodos computacionais complexos.

Sumário da Invenção

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é fornecido um método para processar um sinal recebido em um nó em uma rede, compreendendo os estágios de; receber o sinal no nó; determinar características de uma primeira parte do sinal; determinar características de uma segunda parte do sinal que é subseqüente à primeira parte do sinal; quantificar um efeito no sinal causado aplicando uma ação para a primeira parte do sinal, com base nas características da primeira parte do sinal; quantificar um efeito no sinal causado não aplicando a ação na primeira parte do sinal, com base nas características da segunda parte do sinal; aplicar a ação à primeira parte do sinal se é determinado que o efeito no sinal causado aplicando a ação para a primeira parte do sinal é menos prejudicial para pelo menos, uma medida da qualidade de sinal do que o efeito no sinal causado não aplicando a ação à primeira parte do sinal.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é fornecido um método para processar um sinal recebido de uma rede, compreendendo; meios para receber o sinal; meios para determinar características de uma primeira parte do sinal; meios para determinar características de uma segunda parte do sinal que é subseqüente à primeira parte do sinal; meios para quantificar um efeito no sinal causado aplicando uma ação para a primeira parte do sinal, com base nas características da primeira parte do sinal; meios para quantificar um efeito no sinal causado não aplicando a ação na primeira parte do sinal, com base nas características da segunda parte do sinal; meios para aplicar a ação à primeira parte do sinal se é determinado que o efeito no sinal causado aplicando a ação para a primeira parte do sinal é menos prejudicial para pelo menos, uma medida da qualidade de sinal do que o efeito no sinal causado não aplicando a ação à primeira parte do sinal.

Descrição Breve dos Desenhos

Para uma melhor entendimento da presente invenção e para mostrar como a mesma pode ser realizada em efeito, modalidades da presente invenção serão agora descritos com referência aos seguinte desenhos:

Figura 1 é um diagrama de um sistema de comunicação;

Figura 2 é um diagrama de conjunto de circuitos de recepção usado em um terminal de acordo com a arte anterior;

Figura 3 é um diagrama de conjunto de circuitos de recepção usado em um terminal de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

Figura 4 é um fluxograma ilustrando um algoritmo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

Primeiro, referência será feita à Figura 1, que mostra um terminal 100 e um terminal 112 conectado a uma rede de comunicação 104. O terminal 100 é arranjado para transmitir dados para o terminal 112 através da rede de comunicação 104. Em uma modalidade da invenção a rede de comunicações é uma rede de VoIP fornecida pela internet. Deve ser apreciado que mesmo embora o sistema de comunicações exemplificado mostrado e descrito em mais detalhes aqui use a terminologia de uma rede de VoIP, modalidades da presente invenção podem ser usados em qualquer outro sistema de comunicação adequado que facilita a transferência de dados.

Os terminais 100 e 112 podem ser, por exemplo, um computador pessoal, um dispositivo de jogo, um assistente digital pessoal, um telefone de comunicação habilitado de forma adequada ou outro dispositivo de comunicação móvel, uma televisão ou outro dispositivo capaz de se conectar à rede 104.

Os inventores da presente invenção identificaram que a urgência de ajustar o retardo durante uma parte do sinal depende das características futuras do sinal recebido.

Os inventores identificaram que monitorando ou prognosticando as características futuras do sinal recebido, pode ser determinado se o retardo pode ser ajustado mais vantajosamente no futuro. Pode, por conseguinte, ser determinado que a ação ótima pode ser ajustar o retardo durante a subseqüente parte do sinal.

Os inventores também identificaram que decisões para ajustar o retardo durante uma parte do sinal têm um efeito nas subseqüentes partes do sinal. Conseqüentemente monitorando ou prognosticando as características futuras do sinal recebido, o efeito que o ajuste do retardo durante uma parte do sinal tem nas subseqüentes partes do sinal pode ser considerado quando decidindo se ajusta o retardo.

As características do sinal futuras podem se relacionar ao estado presente e, ou futuro de transmissão da rede.

Avaliando o efeito que o ajuste do retardo vai ter nas subseqüentes partes do sinal, uma ação ótima pode ser determinada comparando as conseqüências imediatas de tomar a ação para as conseqüência a longo prazo de tomar a ação. Por exemplo, as conseqüências imediatas de aumentar o retardo durante o som de fala atual pode ser aquele de distorções audíveis que vão ocorre no sinal de saída. Contudo se o retardo da rede está aumentando de forma rápida, a conseqüência de longo prazo de não aumentar o retardo pode ser aquele da área de armazenamento temporário de variações ficar vazia e potencialmente um artefato muito pior no sinal de saída do que aquele causado adicionando retardo ao som de fala atual pode ocorrer. Pode, por conseguinte, ser determinado que a ação ótima pode ser aumentar o retardo durante o som de fala atual, mesmo se ajustar o som de retardo durante o som de fala atual vai causar uma distorção de sinal que se considerado isoladamente seria evitada.

De acordo com uma modalidade da invenção a decisão de ajustar o retardo durante uma parte do sinal recebido é dependente das características futuras do sinal recebido.

Em uma modalidade da invenção as características futuras do sinal se relacionam ao tempo de chegada estimado dos pacotes no sinal que não foram ainda recebidos no terminal.

A maneira na qual uma modalidade da invenção pode ser

implementada será agora descrita com referência à Figura 3. Figura 3 mostra o conjunto de circuitos de recepção 10’ do terminal 112 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Os componentes no conjunto de circuitos de recepção 10’ que são descritos em relação à Figura 2, são referidos na 15 figura 3 usando numerais de referência parecidos. Será prontamente apreciado que o conjunto de circuitos de recepção descrito em relação à Figura 3 também pode estar presente no terminal 100.

O conjunto de circuitos de recepção 10’ mostrado na figura 3 compreende um bloco de área de armazenamento temporário de variações 12, um decodificador 14, uma LJC unidade 15 e um conversor de digital para analógico 16.

De acordo com uma modalidade da invenção, o conjunto de circuitos de recepção 10’ compreende adicionalmente um bloco de ação otimizado 18. O bloco de ação otimizado 18 é arranjado para determinar uma

ação otimizada a ser tomada pelo decodificador 14 ou a unidade de LJC 15 na parte do sinal sendo decodificada.

As características futuras do sinal se relacionam às características das subseqüentes partes do sinal que segue a parte do sinal onde o retardo pode ser ajustado. Na modalidade mostrada na figura 3, a parte do sinal onde o retardo pode ser ajustado é a parte do sinal no decodificador 14. Como tal as características futuras do sinal pode se relacionar às características da parte do sinal que é armazenada na área de armazenamento temporário de variações e, ou, às características da parte do sinal que ainda 5 não chegaram ao terminal 112.

As características do sinal podem se relacionar às características do sinal que efetuam a distorção do sinal quando uma ação para ajustar o retardo é aplicada, por exemplo características associada com informação de fala. As características de sinal podem também se relacionar às 10 características do sinal que se relacionam ao retardo de propagação do sinal na rede. Características de uma parte do sinal que ainda não chegaram no terminal pode ser prognosticadas a partir das características do sinal recebido.

Na Figura 3 o sinal recebido é mostrado como uma linha sólida. Informação derivada a partir do sinal recebido, por outro lado referida como metadados, é mostrada como uma linha tracejada enquanto ações são mostradas como uma linha pontilhada e tracejada.

Metadados do sinal podem ser fornecidos ao bloco de ação otimizada a partir da área de armazenamento temporário de variações 12, do decodificador 14 e da unidade de LJC 15. Como mostrado na figura 3 metadados também podem ser fornecidas a partir do bloco de modelo de rede

26 e um bloco de modelo de origem 28. O bloco de modelo de rede 26 e o bloco de modelo de origem 28 será descrito em mais detalhes daqui em diante. Metadados, mais propriamente do que o sinal, são fornecidos para o bloco de ação otimizada para reduzir a complexidade da informação que o bloco de otimização 18 é requerido processar.

Os metadados fornecidos para o bloco de ação otimizada 18 pode compreender informação derivada do sinal que pode ser usada para determinar distorção de sinal resultando de uma ação. Alternativamente, ou adicionalmente, os metadados fornecidos para o bloco de ação otimizada podem compreender informação derivada do sinal que pode ser usado para determinar o retardo de propagação de sinal ou a variação do retardo de propagação. Os metadados podem, por conseguinte, incluir informação relacionado atividade de voz e tipo de voz e parâmetros de sinal incluindo 5 estabilidade de estágio, potência do sinal e a periodicidade do sinal.

Em particular, o bloco de ação otimizada 18 pode ser arranjado para monitorar metadados relacionando: informação presente no sinal, o estado presente da área de armazenamento temporário de variações, o estado de transmissão presente da rede, o estado presente do decodificador, o estão 10 presente da unidade de LJC, uma estimativa da informação futura no sinal, uma estimativa do estado da área de armazenamento temporário de variações, uma estimativa do estado de transmissão futura da rede, uma estimativa do estado futuro do decodificador e, ou, uma estimativa do estado futuro da unidade de LJC. Esta lista é um exemplo dos tipos de metadados que podem 15 ser fornecidos para o bloco de otimização e não é exaustiva.

Metadados fornecidos do bloco de área de armazenamento temporário de variações 12 podem ser usados para determinar retardo de propagação de sinal ou variações no retardo de propagação de sinal para subseqüentes partes do sinal. Por exemplo, os metadados fornecidos do bloco 20 de área de armazenamento temporário de variações 12 podem definir o tempo de chegada dos pacotes na área de armazenamento temporário de variações. O bloco de ação otimizada 18 pode monitor o retardo entre os tempos de chegada de cada pacote sobre um período de tempo para determinara as variações no retardo de propagação de sinal para os pacotes recebidos pela 25 área de armazenamento temporário de variações. O bloco de ação otimizada 18 pode também usar o retardo entre os tempos de chegada de pacotes recebidos para prognosticar o retardo de propagação de subseqüentes partes do sinal ainda não recebidas no terminal 112.

Alternativamente os metadados fornecidos do bloco de área de armazenamento temporário de variações 12 podem definir o número de pacotes no depósito da área de armazenamento temporário de variações. Se há um pequeno número de pacotes armazenados no depósito da área de armazenamento temporário de variações, por exemplo menor do que um limite pré-determinado, o bloco de ação otimizada 18 pode prognosticar que o retardo de propagação da rede para subseqüentes partes do sinal é alto. Também monitorando o número de pacotes que estão presentes no depósito da área de armazenamento temporário de variações sobre um período de tempo a unidade de otimização pode também determinar a taxa na qual o retardo de propagação de sinal está mudando e usar esta informação para prognosticar o retardo de propagação das partes do sinal ainda não recebidos no terminal 112.

Metadados fornecidos do bloco de área de armazenamento temporário de variações 12 também podem ser usados para determinar atividade de voz nas subseqüentes partes do sinal que pode causar distorções se uma ação é aplicada. Os metadados podem definir parâmetros que podem ser extraídos a partir dos quadros de voz codificados na área de armazenamento temporário de variações para indicar características tal como a presença de atividade de voz ou a estabilidade do som com voz.

Metadados fornecidos a partir do decodificador 14 e da unidade de LJC 15 podem ser usados para determinar características na parte do sinal no decodificador. Parâmetros podem ser extraídos da seqüência de bit codificado antes do sinal ser decodificado ou do sinal decodificado após o sinal ter sido decodificado. Os parâmetros podem ser relacionados para informação de fala no sinal. Em uma modalidade da invenção os metadados indicando o comprimento da seqüência de bit decodificado representando um quadro ou uma coleção de quadros podem ser fornecidos.

Os metadados fornecidos a partir da unidade de LJC 15 pode se relacionar para o estado interno da unidade de LJC. O estado interno da unidade de LJC pode, por exemplo, se relacionar ao sinal que geram amostras de encobrimento ou de valores residuais que são dependentes na parte do sinal que foi anteriormente usado para gerar as amostras de encobrimento. Alternativamente os metadados fornecidos a partir da unidade de LJC 15 5 podem indicar a ação aplicada mais recentemente pela unidade de LJC. Por exemplo, a unidade de LJC pode reportar que a última ação que ela efetuou foi inserir um quadro no sinal. Monitorando essas ações o bloco de ação otimizada 18 pode determinar as mudanças no retardo de propagação de sinal e deste prognosticar o retardo de propagação de sinal para subseqüentes partes 10 do sinal.

O bloco de modelo de rede 26 é arranjado para monitorar características do sinal que se relacionam à propagação do sinal ao longo da rede. Por exemplo, o bloco de modelo de rede 26 pode monitorar o tempo de chegada de quadros do sinal, ou a degradação de transmissão do sinal. O 15 bloco de modelo de rede aplica esta informação a um modelo de estatísticas que permite o retardo de propagação do sinal na rede a ser prognosticado. O retardo de propagação prognosticado é reportado ao bloco de ação otimizada 18 como mostrado pela conexão de metadados na figura 3.

O bloco de modelo de origem 28 é arranjado para monitorar o 20 sinal decodificado emitido a partir do decodificador 14 para determinar características no sinal que se relacionam à informação transmitida no sinal. O bloco de modelo de origem pode ser arranjado para modelar os padrões de voz no sinal decodificado de modo a prognosticar informação de fala no futuro. Em uma modalidade da invenção o modelo de origem também recebe 25 um entrada a partir de um detector de atividade de voz (não mostrado) arranjado para detectar informação de fala no sinal transmitido a partir do terminal 112. Esta informação é usada para avaliar a interatividade da conversação de modo a prognosticar períodos futuros de silêncio no sinal recebido. A informação de fala prognosticada é fornecida ao bloco de ação otimizada 18 como mostrado pela conexão de metadados emitida a partir do bloco de modelo de origem como mostrado na figura 3.

Deve ser apreciado que o exemplo acima sobre atividade de voz, é dado meramente para exemplificar os metadados derivados a partir do modelo de origem que pode ser medido ou estimado para avaliar o efeito no sinal causado aplicando uma ação. Uma pessoa com qualificação na arte vai apreciar que outros metadados podem ser derivados a partir do sinal emitido a partir do decodificador, tal como sonorização, energia de envelope no tempo ou freqüência, fonema, e a evolução dessas características ao longo do tempo, para avaliar o efeito sobre o sinal para aplicar a ação sem divergir do escopo geral desta invenção.

A ação ótima pode ser derivada pelo bloco de ação otimizada 18a partir dos metadados recebidos de pelo menos, um dos componentes do conjunto de circuitos de recepção. De acordo com uma modalidade da invenção a ação ótima é determinada, de forma determinística, aplicando aos metadados uma regra que determina a ação otimizada. De acordo com uma outra modalidade da invenção a ação ótima é determinada, de forma estocástica, monitorando as estatísticas dos metadados e determinar uma ação com base nas probabilidades ou expectativas dos efeitos de efetuar uma ação. Em uma modalidade preferida da invenção a ação ótima é determinada combinando métodos estocásticos e determinísticos.

O seguinte descreve um exemplo de uma regra que pode ser aplicada no bloco de ação otimizada para determinar uma ação ótima a ser efetuada no sinal recebido.

Referência será agora feita à Figura 4 que descreve os estágios de um algoritmo realizado pelo bloco de ação otimizada 18 para determinar uma ação otimizada de acordo com uma modalidade da presente invenção.

De modo a avaliar o efeito imediato que ajustar o retardo vai ter no sinal, metadados na parte do sinal para os quais uma ação, tal como uma inserção ou um salto, esticada ou compressão pode ser aplicada é fornecida para o bloco de ação otimizada 18.

Conforme mostrado no estágio 1 da Figura 4, as conseqüências imediatas de aplicar um número de ações possíveis são determinadas pelo bloco de ação otimizada 18. Por exemplo, cada uma das conseqüências de aplicar uma inserção, salto, ou decodificar o sinal sem tomar qualquer ação adicional, é determinadas. Essas conseqüências podem ser quantificadas relativamente, tal que as conseqüências de cada ação podem ser comparadas. Por exemplo, um valor graduado pode ser aplicado para quantificar a conseqüência de cada ação.

Em uma modalidade da invenção a conseqüência imediata de aplicar uma inserção pode ser determinada a partir do quadro mais recentemente emitido a partir do decodificador, já que este é o quadro que a unidade de LJC vai copiar para inserir um quadro.

As conseqüências de saltar um quadro podem ser determinadas a partir do próximo quadro imediatamente seguinte ao quadro que será saltado. Em particular os ganhos adaptativos do seguinte quadro podem ser usados para calcular a conseqüência de saltar o quadro. Se o ganho é alto, o seguinte quadro é altamente dependente do quadro a ser saltado, e assim sendo saltar o quadro é provável ter maior impacto na qualidade de sinal percebida.

Conforme mostrado no estágio 2, as conseqüências determinadas para cada ação (i) são atribuídas a um valor relativo. O valor relativo de uma conseqüência para cada ação pode ser referido como o custo da ação (CoA). Já que as conseqüências se relacionam ao efeito que a encobrimento de variações tem no sinal, as conseqüências para cada uma dessas ações podem ser mais especificamente definidas como o custo de ação para encobrimento de variações (CoA_JC). Em uma modalidade da invenção quanto maior a distorção do sinal causado aplicando a ação, maior o valor de CoAJC.

De modo a determinar o CoA_JC para um particular ação, uma função CoA_JC é aplicada no bloco de ação de otimização para os metadados na parte do sinal para os quais a ação é para ser aplicada. Se os metadados 5 fornecidos para o bloco de otimização definem o tipo de voz no sinal, a função de CoA pode determinar que o CoA JC para um ajuste no retardo durante um som explosivo é alto e deve ser evitado, ao estágio que o CoA JC para um ajuste no retardo durante um período de inatividade de voz é baixo e facilmente tolerado.

Em uma modalidade da invenção, o CoA_JC, que descreve o

efeito imediato de aplicar uma ação, pode ser ajustado com base nas características de sinal futuras tal como a presença de informação de fala nas subseqüentes partes do sinal.

Em uma modalidade da invenção, o CoA_JC para cada ação pode ser ajustado com base no efeito de aplicar uma ação durante as subseqüentes partes do sinal em vez da parte do sinal correntemente no decodificador.

No estágio 3 um valor ajustado CoA_JC para cada ação (i) é determinado como base na informação nas subseqüentes partes do sinal. Por 20 exemplo, se a informação de fala na subseqüente parte do sinal indica que uma ação vai causar menos distorção de sinal se a ação é aplicada durante a subseqüente parte do sinal, o valor de CoA_JC é aumentando para aquela ação de modo a diminuir a possibilidade da ação sendo aplicada imediatamente. Inversamente, se a informação de fala na subseqüente parte do 25 sinal indica que uma ação vai causar mais distorção de sinal se a ação é aplicada durante a subseqüente parte do sinal, o valor de CoA JC é baixado para aquela ação de modo a aumentar a possibilidade da ação sendo aplicada imediatamente.

Por exemplo, em uma modalidade da invenção os metadados são extraídos a partir dos quadros na área de armazenamento temporário de variações para calcular o valor ajustado CoA_JC para o quadro corrente. Um valor de CoA_JC para cada ação é calculada para cada quadro na área de armazenamento temporário de variações. Isto permite um valor ajustado de CoAJC para aplicar a ação ao quadro presente a ser determinada considerando a diferença no valor da CoA_JC para o quadro presente e CoA_JC para quadros na área de armazenamento temporário de variações.

Em uma modalidade adicional, os metadados são prognosticados para fornecer ajuste de CoA_JC em CoA JC’ com base nas características esperadas nas características de sinal no futuro.

No estágio 4 o bloco de ação otimizada é arranjado para considerar o retardo de propagação de subseqüentes partes do sinal na rede.

De acordo com uma modalidade da invenção o bloco de ação otimizada 18 é arranjado para determinar o retardo de propagação de subseqüentes partes do sinal de modo a determinar o efeito a longo prazo de aplicar uma ação com relação às condições de rede.

O retardo de propagação ou variação de retardo de propagação das subseqüentes partes do sinal podem ser determinadas a partir dos metadados fornecidos a partir do decodificador 14, a unidade de LJC 15, a área de armazenamento temporário de variações 12 ou o bloco de modelo de rede 26. Não é necessário para determinar um valor para o retardo de propagação absoluta. Uma indicação do retardo de propagação é suficiente para avaliar as condições da rede, Ainda mais o retardo de propagação pode ser uma estimativa do tempo de chegada do próximo pacote a ser recebido pelo terminal.

Já que o retardo de propagação de subseqüentes partes do sinal é uma condição futura do sinal, a importância relativa de aplicar a ação pode ser determinada. Por exemplo, se é determinado que o retardo de propagação da rede vai permanecer alto para subseqüentes partes do sinal, a importância de aplicar uma ação de inserção é alta. Se contudo pe determinado que o retardo de propagação da rede está aumentando a importância de aplicar uma ação de inserção é alta.

A importância relativa de efetuar uma ação para compensar o retardo de propagação de sinal na rede será referida como o custo de ação para compensar as condições da rede (CoA_NW). No estágio 5, o bloco de ação otimizada é arranjado para determinar a CoA_NW para cada possível ação. Em uma modalidade da invenção quanto maior a importância de aplicar uma ação para compensar o retardo da rede, mais baixo o valor de CoA_NW. Quanto mais baixo o valor de CoA_NW, mais provável que o bloco de ação ótima vai aplicar a ação.

No estágio 6 o bloco de ação otimizada 18 é arranjado para determinar a ação ótima a ser aplicada à parte do sinal correntemente no decodificador combinando CoA_JC e CoAJNW para cada ação de acordo com:

J(i) = CoA_JC’(i) + CoA_NW(i) Equação (1 )

onde J é o custo combinado de aplicar uma ação e i denota

uma ação.

No estágio 7 o bloco de ação otimizada determina o valor mínimo de J(i). A correspondente ação (i) que tem o valor mínimo de J é determinada para ser a ação ótima.

No estágio 8 o bloco de ação otimizada instrui ou a unidade de LJC 15 ou o decodificador 14 para aplicar a ação requerida.

Em uma modalidade alternativa da invenção as ações possíveis não são limitadas àquelas que aumentam o retardo, diminuem o retardo ou não ajustam o retardo. Outras possíveis ações podem incluir ações que preparam o sinal para ações que ajustam o retardo. Por exemplo, a ação pode aplicar uma perturbação para o sinal compensar a distorção causada aplicando a ação. Alternativamente, a energia do envelope do sinal pode ser modificada em preparação para uma ação de inserção. Modalidades alternativas da invenção podem aplicar ações que alteram a seqüência de ações de inserção ou de esticada para evitar tonalidade ou artefato musical.

Em adição a essas, outras ações podem ser implementadas, tal como ações relacionando o tratamento específico de pacotes perdidos, sem divergir a partir do espírito da invenção.

Em uma modalidade alternativa da invenção o fundamentos sobre o decodificador e a unidade de LJC pode ser usada para determinar uma função de CoA_JC. A função de CoA_JC pode ser sintonizada para determinar uma CoA_JC para particulares valores de certos parâmetros definidos nos metadados. Alternativamente, de modo a configurar a função de CoA_JC no bloco de otimização 18, a unidade de LJC pode efetuar inserções ou saltos em posições aleatórias em um grande número de seqüências de pacotes de fala e então medir a degradação de fala localmente em tomo do ponto da operação usando e. g. PESQ (Avaliação Perceptual de Qualidade de Fala). Nesta maneira, pares de metadados e degradações são obtidas. Um método de mapeamento tal como regressão linear variada ou Modelagem de Mistura Gaussiana pode ser empregada para determinar a degradação provável dos metadados a partir dos quais a CoA_JC pode ser determinada.

Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a CoA_JC não é ajustado para levar em conta o efeito de aplicar ações durante as subseqüentes partes do sinal. Nesta modalidade da invenção o bloco de ação otimizada 18 é arranjado para determinar a ação ótima a ser aplicada à parte do sinal correntemente no decodificador combinando CoA_JC e CoA_NW para cada ação de acordo com:

J(i) = CoA JC(i) + CoA_NW(i) Equação (2)

Em uma modalidade alternativa da invenção não é necessário determinar, de forma explícita, os efeitos de aplicar cada ação possível. Por exemplo, em uma modalidade alternativa da invenção, os efeitos de aplicar uma ação pode ser, de forma implícita, levado em consideração usando a função que calcula a ação ótima a partir dos metadados fornecidos.

Em modalidades da presente invenção, o processamento requerido pode ser implementado como hardware ou usando software adequado apropriadamente executado em um processador. Software para implementar a invenção pode ser armazenada no e fornecido por meio de um meio de transporte tal como um disco de transporte, um cartão ou fita. Uma possibilidade é baixar o software através de uma rede de dados. Isto é um problema de implementação.

Enquanto esta invenção foi particularmente mostrada e descrita com referência às modalidades preferidas, será entendido para aqueles com qualificação na arte que várias mudanças na forma e detalhes podem ser feitas sem fugir do escopo da invenção como definido pelas reivindicações.

Claims (31)

1. Método para processar um sinal recebido em um nó em uma rede, caracterizado pelo fato de compreender os estágios de: - receber o sinal no nó; - determinar características de uma primeira parte do sinal; - determinar características de uma segunda parte do sinal que é subseqüente à primeira parte do sinal; - quantificar um efeito no sinal causado aplicando uma ação à primeira parte do sinal, com base nas características da primeira parte do sinal; - quantificar um efeito no sinal causado não aplicando a ação na primeira parte do sinal, com base nas características da segunda parte do sinal; - aplicar a ação para a primeira parte do sinal se é determinado que o efeito no sinal causado aplicando a ação para a primeira parte do sinal é menos prejudicial para pelo menos, uma medida da qualidade do sinal do que o efeito no sinal causado não aplicando a ação à primeira parte do sinal.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que estágio de determinar as características da segunda parte do sinal compreende prognosticar as características da segunda parte do sinal com base nas características da primeira parte do sinal.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as características da segunda parte do sinal são determinadas a partir da segunda parte do sinal recebido no terminal.

4. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o sinal compreende uma grande quantidade de quadros de dados.

5. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a primeira parte do sinal compreende pelo menos, um da grande quantidade de quadros de dados.

6. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a segunda parte do sinal compreende pelo menos, um da grande quantidade de quadros de dados.

7. Método de acordo com as reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a ação se refere a ajustar um retardo entre receber pelo menos, um da grande quantidade de quadros de dados mencionada no nó e emitir o pelo menos, um da grande quantidade de quadros de dados mencionada a partir do nó.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a ação compreende aumentar o retardo inserindo um quadro de dados no sinal.

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a ação compreende aumentar o retardo esticando o comprimento de pelo menos, um quadro de dados no sinal.

10. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a ação compreende diminuir o retardo saltando um quadro de dados no sinal.

11. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a ação compreende diminuir o retardo comprimindo o comprimento de pelo menos, um quadro de dados no sinal.

12. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que as características da primeira parte do sinal se relaciona à informação de áudio na primeira parte do sinal.

13. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que as características da segunda parte do sinal se relacionam à informação de áudio na segunda parte do sinal.

14. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que as características da primeira parte do sinal se relaciona às características de transmissão do pelo menos, um da grande quantidade de quadros de dados da primeira parte do sinal.

15. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que as características da segunda parte do sinal se relacionam as características de transmissão da segunda parte do sinal.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as características da segunda parte do sinal que se relacionam às características de transmissão compreendem um estimativa relacionando o tempo de chegada de pelo menos, um da grande quantidade de quadros de dados da segunda parte do sinal que ainda não chegou no nó.

17. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o estágio de quantificar o efeito no sinal causado não aplicando a ação para a primeira parte do sinal, compreende: - determinar o efeito no sinal causado aplicando a ação para a segunda parte do sinal.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o efeito de aplicar a ação para a segunda parte do sinal é determinada a partir da informação de áudio na segunda parte do sinal.

19. Método de acordo com as reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o estágio de quantificar o efeito no sinal causado não aplicando a ação para a primeira parte do sinal, é determinado a partir das características de transmissão da segunda parte do sinal.

20. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o efeito no sinal se refere à distorção do sinal.

21. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a primeira parte do sinal compreende pelo menos, uma porção do sinal ao qual a ação é aplicada.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a primeira parte do sinal compreende adicionalmente uma porção do sinal recebido antes da porção do sinal para a qual a ação é aplicada.

23. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a segunda parte do sinal compreende uma porção do sinal que é subseqüente a uma porção do sinal a qual a ação é aplicada.

24. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o estágio de quantificar o efeito no sinal causado não aplicando a ação na primeira parte do sinal, compreende quantificar o efeito de aplicar pelo menos, uma da grande quantidade de ações alternativas para o sinal.

25. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente; - atribuir um primeiro conjunto de valores proporcionais a uma medida de distorção de sinal causada aplicando um conjunto de possíveis ações para o sinal, com base nas características da segunda parte do sinal; e - atribuir um segundo conjunto de valores proporcionais a uma medida de distorção de sinal causada aplicando o conjunto de possíveis ações para o sinal, com base nas características da primeira parte do sinal; onde o conjunto de possíveis ações compreende a ação e a pelo menos, uma ação alternativa.

26. Método de acordo com a reivindicação 25 caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente; - combinar o primeiro conjunto de valores e o segundo conjunto de valores para cada possível ação do conjunto de possíveis ações para determinar um conjunto de valores combinados, onde cada valor combinado do conjunto de valores combinados corresponde a uma das possíveis ações; - determinar o mais baixo valor combinado do conjunto de valores combinados; - determinar a ação ótima a partir da ação correspondendo ao mais baixo valor combinado; e - aplicar a ação ótima para o sinal.

27. Nó para processar um sinal recebido de uma rede, caracterizado pelo fato de compreender; - meios para receber o sinal no nó; - meios para determinar características de uma primeira parte do sinal; - meios para determinar características de uma segunda parte do sinal que é subseqüente à primeira parte do sinal; - meios para quantificar um efeito no sinal causado aplicando uma ação à primeira parte do sinal, com base nas características da primeira parte do sinal; - meios para quantificar um efeito no sinal causado não aplicando a ação na primeira parte do sinal, com base nas características da segunda parte do sinal; - meios para aplicar a ação para a primeira parte do sinal se é determinado que o efeito no sinal causado aplicando a ação para a primeira parte do sinal é menos prejudicial para pelo menos, uma medida da qualidade do sinal do que o efeito no sinal causado não aplicando a ação à primeira parte do sinal.

28. Nó arranjado para processar um sinal recebido de uma rede, caracterizado pelo fato de compreender; - um receptor arranjado para receber o sinal; - um primeiro determinador arranjado para determinar características de uma primeira parte do sinal; - um segundo determinador arranjado para determinar características de uma segunda parte do sinal que é subseqüente à primeira parte do sinal; - um controlador arranjado para quantificar um efeito no sinal causado aplicando uma ação para a primeira parte do sinal, com base nas características da primeira parte do sinal; para quantificar um efeito no sinal causado não aplicando a ação na primeira parte do sinal, com base nas características da segunda parte do sinal; e para aplicar a ação para a primeira parte do sinal se é determinado que o efeito no sinal causado aplicando a ação para a primeira parte do sinal é menos prejudicial para pelo menos, uma medida da qualidade do sinal do que o efeito no sinal causado não aplicando a ação para a primeira parte do sinal.

29. Nó de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o nó é um terminal de usuário.

30. Nó de acordo com a reivindicação 28 caracterizado pelo fato de que o nó é um nó de rede.

31. Programa de computador, caracterizado pelo fato de compreender meios de código de programa adaptados para efetuar qualquer dos estágios de qualquer das reivindicações 1 a 26 quando o programa é executado em um processador.