BRPI0910796B1 - Codificador de áudio e decodificador de áudio - Google Patents

Abstract

codificador de áudio e decodificador de áudio. um decodificador de áudio (110) para segmentos de codificação de coeficientes, os segmentos de coeficientes representando resoluções diferentes de tempo e frequência de um sinal de áudio amostrado, o codificador de áudio (100) compreendendo um processador (110) para derivar um contexto de codificação para o coeficiente codificado atual baseado em um coeficiente codificado anterior de um segmento anterior, o coeficiente previamente codificado representando uma diferente resolução de tempo ou frequência do que o coeficiente codificado atual. o codificador de áudio (100) compreende ainda um codificação de entropia (120) para codificação de entropia do atual coeficiente baseado no contexto de codificação para obter um fluxo de áudio codificado.

Description

ESPECIFICAÇÃO

A presente invenção está no campo de codificação de áudio, especialmente no campo de codificação de entropia 5 baseada em contexto.

Os conceitos tradicionais de codificação de áudio incluem um esquema de codificação de entropia para redução de redundância. Tipicamente, a codificação de entropia é aplicada à coeficientes espectrais quantizados para esquemas de codificação 10 baseados em dominio de frequência ou amostras de dominio de tempo quantizadas para esquemas de codificação baseados em dominio de è „ tempo. Esses esquemas de codificação de entropia tipicamente fazemuso da transmissão de uma palavra-código em combinação com umindice de codebook de acordo, que permite a um decodificador 15 procurar uma certa página_do _codebopk para_decodif icar uma-palavra de informação codificada correspondente a palavra-código - transmitida em tal página. Em alguns conceitos de codificação, a transmissão do índice do codebook pode não ser obrigatória, por exemplo, para casos em que o índice do codebook pode ser 20 determinado a partir do contexto e um símbolo, que é, por exemplo, - codificado por entropia como descrito em Meine, Edler, "Improved

Quantization and Lossless Coding for Subband Audio Coding" e Meine, "Vektorquantisierung und kontextabhãngige arithmetische Codierung fur MPEG-4 AAC", Dissertação, Gottfried Wilhelm Leibnitz 25 Universitãt Hannover, Hanover 2007.

Para codificação de áudio baseada em domínio espectral ou de frequência, um contexto pode descrever símbolos ou espectrais quantizados, que sâo anteriores em tempo e/ou frequência. Em alguns dos conceitos convencionais, esses símbolos podem estar disponíveis em ambos, o lado do codificador e do decodificador, e baseado nesses simbolos, um codebook ou contextopode ser determinado de forma sincrona no lado do decodificador e do codificador.

A Fig. 9 deve ilustrar um exemplo de um contextoe suas dependências. A Fig. 9 mostra um plano de frequência detempo, no qual um número de simbolos é indicado. Simbolo Sn,ra denotaum simbolo no tempo n e frequência m. A Fig. 9 ilustra que para codificar um certo simbolo, seu contexto é usado para determinar o codebook associado. Por exemplo, para um simbolo SnO,mo, seriam ,+ todos -símbolos-com - - — - -n < n0 e qualquer m, ou com n n0 e m < m0.

Em implementações_ práticas.,. um .contexto não- éinfinito, mas limitado. No exemplo descrito na Fig. 9, o contexto para o símbolo S0r3 poderia ser, por exemplo,So,2, Sofi( S-1(5, S-1,4, S-1,3, S-1,2, S-x,l, 5-2,5, S-2,4, S-2,3, S_2,2, S-2,1 20 Para codificação de áudio baseada em frequência,- variante de tempo, bancos de filtros adaptativos de sinal ou oschamados de transformações de bloco podem ser usados, como por exemplo, descrito em Edler, B., "Codierung von Audiosignalen mit überlappender Transformation und adaptiven Fensterfunktionen",Frequenz, Ausgabe 43, Setembro 1989.

Em outras palavras, mudanças de resolução de frequência/tempo podem ocorrer com o tempo dentro desses conceitos de codificação de áudio. Um conceito popular de codificação de áudio é o chamado de AAC (AAC = Codificação de Áudio Avançada) , nesse caso dois comprimentos de bloco são usados, para quais são codificados por exemplo tanto coeficientes de transformada de 128 ou 1024 representando os componentes de frequência de amostras de 5 dominio de tempo janeladas de 256 ou 2048, respectivamente.

Esses conceitos permitem uma comutação entre as resoluções diferentes, dependendo de certas características do sinal, como por exemplo ocorrência de transitórios ou tonalidade ou se o sinal lembra música ou fala, etc. No caso de comutação 10 entre resoluções diferentes de tempo/frequência, como por exemplo entre tipos de diferentes de bloco AAC, o contexto não é consistente. Os conceitos convencionais ou implementações no •• estado da 'arte podem utrirfzar-redef inição de contexto, ou seja, é basicamente alternado para um estado, no qual nenhum contexto está 15 disponível, no qual _o contextq é_ construído desde o-começo. Essa abordagem pode funcionar de forma suficientement_e_b_em, p.o.r_exemp-lo-em AAC, já que garante ao menos dois longos blocos ou oito blocos curtos em sequência, onde pode presumir-se que comutação raramente ocorre.

Contudo, conceitos convencionais redefinindo ocontexto são em geral sub-adequados em termos da eficiência da codificação, já que cada vez que o contexto é redefinido, aseleção do codebook subsequente é baseado nos valores, que são planejados como soluções de recuo para contexto desconhecido.

Geralmente, codebooks sub-adequados são, então, selecionados. Orecuo na eficiência de codificação pode ser ínfima para casos que comutação ocorre raramente. Para um cenário, contudo, com maisisso leva a uma perda significativa da eficiência de codificação. De um lado, uma comutação mais frequente é fortemente desejada para taxas mais baixas de dados/taxas de amostragem, já que especialmente aqui, uma adaptação adequada do comprimento da transformada para a 5 característica do sinal é desejada. Do outro lado, a eficiência de codificação diminui significativamente quando a comutação ocorre frequentemente.

É objeto da presente invenção fornecer um conceito para comutação entre comprimentos diferentes de 10 transformada na codificação de áudio fornecendo uma eficiência t aprimorada de codificação,í

O objeto é alcançado por um codificador de áudioM de—acordo com a ’reivindicação” 1, um método para codificação de áudio de acordo com a reivindicação 8, um decodificador de áudio 15 para reivindicação_ 9,_ e _um_método. para-decodificação -de -áudio--de - acordo com reivindicação 16.

A presente invenção é baseada na descoberta que em codificação baseada em contexto como, por exemplo, codificação de entropia baseada em contexto, que pode ser aplicada à 20 resoluções diferentes de tempo/frequência, um mecanismo de - mapeamento de contexto pode ser usado, no caso de mudança com otempo da resolução de tempo/frequência, com isso alcançando uma eficiência melhorada de codificação. É uma descoberta da presente invenção que quando a comutação entre resoluções diferentes de 25 frequência ou tempo, contextos para coeficientes tendo que as novas resoluções podem ser derivadas de coeficientes tendo as velhas resoluções. É uma descoberta da presente invenção que, porexemplo, interpolação, extrapolação, sub-amostragem, downsampling upsampling, etc, podem ser usados para adaptação de contexto e/ou derivação quando acontece a comutação de resoluções de tempo/frequência na codificação de áudio.As materializações da presente invenção fornecemum método de mapeamento, que mapeia a frequência ou coeficientes espectrais de um contexto armazenado, que se refere a uma resolução velha, para a resolução de frequência de um contexto atual ou uma estrutura atual. Em outras palavras, as informações de contexto anterior podem ser utilizadas para determinação do 10 codebook, ou seja, para obter informações sobre novo contexto.

Materializações podem com isso permitir uma troca mais frequente do comprimento do bloco e, portanto, uma melhor adaptação às características~do sinal sem perder a eficiência de codificação.

Manifestações da presente invenção serãodetalhadas com as f iguras_de-acompanhamento, -em -que- Fig. 1 Mostra um— materialização de— UIU codificador de áudio; Fig. 2 Mostra um materialização de um decodificador de áudio; 20 Fig. 3 Mostra uma materialização para umr upsampling de contexto Fig. 4 Mostra uma materialização para um downsampling de contexto; Fig. 5 Ilustra res oluções de tempo e 25 frequência da comutação de áudio; Fig. 6 Ilustra uma implementação de umamaterialização; Fig. 7a Mostra um fluxograma de uma materialização de um método para codificação;Fig. 7b Ilustra o procedimento de atualização do contexto geral de uma materialização;5 Fig. 7c Ilustra o procedimento de atualizaçãodo contexto de uma materialização para mudanças de resolução;Fig. 8 Mostra um fluxograma de umamaterialização de um método para codificação; eFig. 9 Mostra um esquema de codificação de1 10 tempo frequência do estado da arte.

A Fig. 1 mostra uma materialização de um Í codificador de áudio 100 para os segmentos de codificação defj coeficientes, "os- "segmentos" de coeficientes representandodiferentes resoluções de tempo ou frequência de um sinal de áudioamostrado. O codificador de_áudio 100. dispõe- de um processador 110 para obter um contexto de codificação .para um coe-f-i-c-iente-codificado de um segmento atual com base em um coeficiente previamente codificado de um segmento anterior, o coeficiente previamente codificado representando uma diferente resolução detempo ou frequência do que o coeficiente codificado atual. A• materialização do codificador de áudio inclui ainda um codificadorde entropia 120 para codificação de entropia do atual coeficiente baseado no contexto de codificação para obter um fluxo de áudio codificado.

Em materializações, os coeficientes podemcorresponder às amostras de áudio, amostras quantizadas de áudio, coeficientes espectrais ou de frequência, coeficientes escalonados, coeficientes filtrados ou transformados etc. ou qualquer combinação destes.

Em materializações, o codificador de áudio 100 pode ainda compreender um meio para fornecer os segmentos dos coeficientes de um fluxo de áudio, os coeficientes formando uma 5 representação espectral de um sinal de áudio em uma resolução espectral variando entre os coeficientes. Os meios de fornecer os segmentos podem ser adaptados para determinar os segmentos baseados em comprimentos de janelas diferentes de dominio de tempo ou estruturas diferentes de áudio, ou seja, estruturas de áudio 10 tendo diferentes tamanhos ou números diferentes de coeficientes por largura de banda, ou seja, uma resolução espectral ou de frequência diferente. Os meios para fornecer podem ser adaptados - = - =pa-ra- determinar segmentos’ cie' tempo 1024 e 128, coeficientes espectrais, de frequência e tempo.

O processador_ 11.0_po.de., _em materializações; seradaptado para derivar o contexto d_e_ _codificação—baseado—nas- representações do dominio espectral ou de frequência dos coeficientes e segmentos atuais e anteriores. Em outras palavras, em materializações os segmentos sucessivos podem ser representados 20 em tempo e/ou frequência diferente ou dominios espectrais. O processador 110 pode ser adaptado para derivar o contexto de codificação por frequência ou faixa espectral do segmento atual, por exemplo baseado em coeficientes espectrais vizinhos de segmentos anteriores e/ou segmento atual. Em materializações, os 25 segmentos podem ser determinados inicialmente no dominio de tempo, por exemplo, através do janelamento do fluxo de áudio. Baseado nesses segmentos ou coeficientes de dominio de tempo segmentos ou coeficientes de dominio espectral pode ser determinado por meio de transformação. Os segmentos podem ser representados no dominio espectral ou de frequência nos termo de energia, uma amplitude e fase, uma amplitude e sinal, etc. Por frequência ou faixa espectral, ou seja, os segmentos podem ser subdivididos em 5 diferentes faixas espectrais ou de frequência. O processador 110 pode então derivar contextos de código por frequência ou faixa espectral em algumas materializações.

O processador 110 e o codificador de entropia 120 podem ser configurados para operar baseados em um downsampling de 10 frequência ou coeficientes espectrais de um segmento anterior quando o segmento anterior pertencendo ao contexto compreende uma melhor resolução espectral ou de frequência do que o segmento - - atual s— Em materia~li’Zãçõês7' Õ processador 110 e o codificador de entropia 120 podem ser configurados para operar baseados em um 15 upsampling de frequência_ou coeficientes- espectrais de -um segmento anterior quando o segmento anterior pertencendo ao eontextcrcompreende uma melhor resolução espectral ou de frequência do que o segmento atual.

Materializações podem fornecer um método para 20 codificação de segmentos de coeficientes representando diferentes resoluções de tempo ou frequência de um sinal de áudio amostrado. 0 método pode compreender uma etapa de derivação de um contexto de codificação para um coeficiente atual ou atualmente codificado de um segmento atual baseado em um coeficiente anterior ou 25 anteriormente codificado de um segmento anterior e opcionalmente também está baseado no coeficiente atual ou atualmente codificado, onde o coeficiente anterior ou anteriormente codificado representa uma resolução diferente do que o coeficiente atual ou atualmente codificado. O método pode ainda compreender uma etapa da codificação de entropia de um coeficiente atual baseado no contexto de codificação para obter um fluxo de áudio codificado.

De forma correspondente, as materializações podemcompreender um decodificador de áudio 200 do qual uma materialização é descrita na Fig. 2. O decodificador de áudio 200 é adaptado para decodificação de um fluxo de áudio codificado para obter segmentos de coeficientes representando resoluções diferentes de tempo ou frequência de um sinal de áudio amostrado, ‘ 10 o decodificador de áudio 200 compreende um processador 210 para . derivar um contexto de codificação para um coeficiente atual, ouatualmente decodificado baseado em um coeficiente atual ou atualmente decodificado, "o Coeficiente anterior ou anteriormente decodificado representando uma resolução diferente de tempo efrequência do que o coeficiente. atualmentedecodifiçador *Além“dô mais, o decodificador de áudio 200 compreende de_um-de— cod-i-f-icador-de áudio 220 para decodificação de entropia do atual coeficiente baseado no contexto de codificação e no fluxo de áudio codificado.

Em materializações, o decodificador de áudio 200compreende um decodificador de entropia 220, que é adaptado para I- determinar os segmentos dos coeficientes decodificados baseados emcomprimentos diferentes de janela de domínio de tempo ou comprimentos diferentes de estrutura de áudio. O decodificador de entropia 220 pode ser adaptado para determinar segmentos de, porexemplo, 1024 e 128, amostras de domínio de tempo ou frequência ou coeficientes espectrais. De forma correspondente, o processador 210 pode ser adaptado para derivar o contexto de codificação baseado em uma representação de domínio espectral ou de frequência de coeficientes de segmentos anteriores e/ou o segmento atual.

Em materializações, o processador 210 pode ser adaptado para derivar o contexto de codificação por frequência ou faixa espectral do segmento atual, por exemplo baseado emcoeficientes espectrais vizinhos de segmento anterior e de forma opcional do segmento atual. Em outras palavras, os segmentos podem ser processados no dominio de frequência ou espectral, que pode ser executado por faixa de frequências ou espectral. De forma correspondente, o processador 210 pode, então, ser adaptado para11 10 derivar um contexto específico de faixa espectral ou defrequência.í. O decodificador de entropia 200 pode ser adaptadoç - para decodif icação'-de entropia do’coeficiente atual baseado em uma entropia ou regra de codificação de comprimento variável.

O processador 210 pode ser adaptado para* derivaro contexto de codificação baseado em um dowaaamplinq— de—trequêrrcrra- ou coeficientes espectrais de um segmento anterior quando o segmento anterior compreende mais coeficientes por largura de banda (ou seja, uma resolução de frequência ou espectral melhorajustada) do que o segmento atual. Em outras materializações, oprocessador 210 e o codificador de entropia 220 podem serconfigurados para operar baseados em um upsampling de coeficientes espectrais de um segmento anterior, quando o segmento anterior compreender menos coeficientes por largura de banda (ou seja, umaresolução de frequência ou espectral grosseira) do que o segmento atual.

Consequentemente, materializações podem fornecerum método para decodificar um fluxo de áudio codificado para obter segmentos de coeficientes representando amostras de áudio decodificadas. O método para decodificação pode compreender uma etapa de derivar um contexto de codificação para um coeficiente atual ou atualmente decodificado de um segmento atual baseado em um coeficiente anterior ou anteriormente decodificado, o coeficiente anterior ou anteriormente codificado representando uma resolução diferente de frequência ou tempo do que o coeficiente decodificado atual. Além do mais, o método pode compreender uma etapa de decodificação de entropia do coeficiente atual baseado no contexto de decodificação e o fluxo de áudio codificado. De forma opcional, o método pode compreender uma etapa para determinar os segmentos de coeficientes de áudio codificado do fluxo de áudio codificado, cs" segmentes representando números diferentes de coeficientes de áudio._ A_ Fig. _3 4-lustra .como -um- processador -110; 210‘ pode’ derivar um contexto de codificação .para o—segmento—atual—decoeficientes Mc,new baseados em um segmento anterior de coeficientes Mc,oidz onde o segmento anterior compreende um número diferente de coeficientes de áudio do que o segmento atual. Na materialização descrita na Fig. 3, o número de coeficientes do segmento M determina a resolução espectral ou de frequência do segmento. A materialização pode compreender um método de mapeamento, que mapeia os coeficientes MCrOid de um segmento anterior para coeficientes Mc,new tendo a mesma resolução espectral ou de frequência do contexto como segmento atual. Fig. 3 mostra dois conjuntos de coeficientes dentro de dois segmentos, ou seja o segmento anterior original 310 representando coeficientes Mc,oid, Sn,0, Sn,i, Srt,2, etc., e de forma correspondente, o segmento anterior mapeado 320, que tem maior resolução, ou seja, Mc,new é maior do que Mc_old, representando coeficientes MC(new, Sn,0, Sn<1, Sn,2/ Sn_3, etc.

De forma geral, duas materializações podem serdistinguidas, dependendo se a resolução do contexto do segmento atual é maior ou menor que a resolução do contexto do segmento anterior. Fig. 3 ilustra uma materialização, na qual a resolução do segmento anterior dos coeficientes MC/Old é menor do que a resolução do segmento atual dos coeficientes Mc,new. Fig. 3 mostra 10 os coeficientes do segmento anterior 310 e os simbolos para o segmento anterior mapeado 320. Da Fig. 3 pode ser visto que a resolução do segmento atual dos coeficientes Mc?new é maior que a „ resolução do-segmento anterior" 310“ tendo apenas coeficientes Mc,oid.

Em uma materialização o segmento anterior 310 é aumentada a 15 amostra para o segmento 320_de coeficientes. Mc<new- para-combinar ‘a resolução espectral ou de frequência do segment-O__at-ua-1.—I-s-se—pode— incluir upsampling puro com duplicação de simbolo e mecanismos de decimação como por exemplo, repetir cada valor Mc,new vezes antes de decimar o segmento com amostra aumentada resultante mantendo 20 apenas 1 coeficiente a cada MC/Old. Outros mecanismos de interpolação e extrapolação também podem ser usados.

Em materializações, o mapeamento pode ser realizado para todos os segmentos anteriores 310, que são necessários para determinar os contextos para o segmento atual, 25 por exemplo, no tempo n, ou seja, vários segmentos anteriores podem ser levados em conta, ou seja, segmentos anteriores nos tempos n-1, n-2, etc. Em geral, as materializações podem levar emconta múltiplos periodos de tempo ou segmentos anterior, o número de slots de tempo necessários para definir um contexto completo pode ser diferente para implementações ou materializações diferentes.

A Fig. 4 ilustra uma outra materialização, em que 5 os coeficientes de um segmento anterior 410 têm as amostras diminuidas para um segmento 420 usado para computar os contextos do segmento atual, ou seja, no qual o número de coeficientes Mc,old do segmento anterior 410 é maior que o número de coeficientes Mc.new do segmento atual. A Fig. 4 usa uma ilustraçãoL 10 semelhante à figura 3, de acordo coeficientes múltiplos são » mostrados em cada segmento 410 e 420. Como ilustrado na figura». 4,« Mc. old é maior que Mc. new. Portanto os coeficientes Mc,old sãodiminuídos ’as 'amostras, ’para corresponder à resolução espectral ou de frequência do segmento atual de coeficientes Mc,new, ou seja, em 15 materializações,= segmentos anteriores- com-maior-resolução podem ser sub -amostrados para corresponder à ,res.o.l-U-ção—do—segme n-to—atua±- com uma resolução mais baixa. Em materializações, podem incluir downsampling puro com duplicação de coeficiente e mecanismos de decimação como, por exemplo, repetir cada valor Mc,new vezes antes 20 de decimar o segmento com aumento de amostra resultante mantendoapenas 1 coeficiente a cada MCfOld. Em outras materializações, asoperações do filtro, como por exemplo média de dois ou vários valores adjacentes podem ser levadas em consideração.

A Fig. 5 ilustra uma outra materialização, em quea comutação entre diferentes resoluções é realizada. A Fig» 5 mostra um plano de tempo/f requência, em que três segmentos subsequentes dos coeficientes de áudio são mostrados, ou seja, 510, 520 e 530. Cada um dos segmentos 510, 520 e 530 corresponde a um único conjunto de coeficientes. Na materialização ilustrada na fig. 5, presume-se que o segundo segmento 520 é duas vezes mais longo que o primeiro e terceiro segmentos 510 e 530. Isto pode ser obtido através de diferentes janelas quando ocorrer segmentação nodominio do tempo, como por exemplo, feito em AAC. Na materialização na fig. 5, presume-se que a taxa de amostragem se mantém constante, em outras palavras, o segundo maior segmento 520 compreende duas vezes mais coeficientes por largura de banda do que o primeiro ou terceiro segmento 510 ou 530.

A Fig. 5 mostra que, neste caso, a resolução nasescalas de dominio espectral ou de frequência com a extensão do segmento no dominio de tempo. Em outras palavras, quanto menor a _ ^janela no. dominio de tempor mais'baixõ a resolução no dominio de frequência ou espectral. Ao avaliar os contextos de codificação deamostras no dominio de frequêncija __ou .espectral, -a- Fig. - 5” mostra' que as necessidades de codificação para ter uma versão—de—atta-resolução do segmento 510 quando ocorrer a codificação do segundo segmento 520, como no exemplo considerado, uma resolução dupla do segmento 510 tem de ser derivada. Em outras materializações, 20 especialmente quando se utiliza outras transformações tempo- frequência ou bancos de filtro, outras relações entre resoluçõesi do dominio de tempo e dominio de frequência podem acontecer.

De acordo com uma materialização, os coeficientes codificados durante o primeiro segmento 510 fornecem uma base para 25 determinar o contexto para o segundo segmento 520, por exemplo, por meio de um upsampling intermediário. Em outras palavras, o conteúdo do contexto proveniente do primeiro segmento 510 pode ser obtido por um up-sampling do primeiro segmento 510, por exemplo, em termos de interpolação ou extrapolação, a fim de obter o contexto para o segundo segmento 520, tendo uma resolução maior.

Como mostrado na figura. 5, quando comuta-se do segundo segmento 520 para o terceiro segmento 530, o elementoconstitutivo do contexto tem que mudar também, pois a resolução já diminuiu. De acordo com uma materialização, os coeficientescodificados durante o segundo segmento 520 podem ser usados a fim de obter o contexto para o terceiro segmento, por meio de umdownsampling intermediário. Isto pode ser realizado, por exemplo, 1 10 em termos de média ou simplesmente usando apenas o cada segundovalor ou outras medidas para downsampling.* Manifestações alcançam a vantagem de uma<s eficiência- aumentada" de" codTfícãção, “levando em conta o contextopassado proveniente de segmentos anteriores, mesmo quando mudanças 15 na resolução ou comprimejito_ _da_ . _ janela, .ocorreram.* * Edementõs constitutivos de contexto podem ser ada.p_tados pa-ra novas'resoluções, em termos de upsampling e downsampling, por exemplo, com interpolação e extrapolação, filtragem ou média, etc.

A seguir uma materialização mais especifica será 20 apresentada em termos de codificação sem ruido espectral. A codificação espectral silenciosa pode ser usada para reduzir aindamais a redundância de um espectro quantizado na codificação de áudio. Codificação espectral silenciosa pode ser baseada em uma codificação aritmética em conjunto com uma adaptação de contexto 25 de forma dinâmica.

A codificação silenciosa pode ser baseada em valores espectrais quantizados e podem usar tabelas de frequência cumulativa dependentes de Contexto resultantes de, quatro tuplas vizinhas previamente codificadas. A Fig. 6 ilustra outra materialização. A Fig. 6 mostra um plano de frequência de tempo, onde ao longo do eixo de tempo três horários são indexados N, N-l e n-2. Além disso, a Fig. 6 ilustra quatro bandas espectrais ou de 5 frequência que são rotuladas por m-2, m-1, m e m +1. A Fig. 6 mostra dentro de caixa de slot de tempo-frequência, que representam tuplas de amostras a serem codificadas oudecodificadas. Três tipos diferentes de tuplas são ilustradas na fig. 6, em que as caixas com uma borda tracejada ou pontilhada 10 indicam tuplas restantes a serem codificadas ou decodificadas, caixas brancas com uma borda sólida indicam codificação ou decodificação prévia e caixas cinzas com uma borda sólida indicam tuplas previamente decodificadas, que sãò usadas para determinar o contexto para a tupla atual a ser codificada ou decodificada.

Observe que os_ segmentos, atuais- >e anterioresreferidos nas materializações descritas acima podem__corresponder-a~ uma tupla na presente materialização, em outras palavras, os segmentos podem ser processados na forma de banda no dominio espectral ou de frequência. Como ilustrado na Fig. 6, tuplas ou 20 segmentos na vizinhança da tupla atual (ou seja, no dominio espectral, de tempo ou de frequência) podem ser levadas em consideração para resultar em contexto. Tabelas de frequência cumulativa podem então serem usadas pelo codificador aritmético para gerar um código binário de comprimento variável. O 25 codificador aritmético pode produzir um código binário para um dado conjunto de simbolos e suas respectivas probabilidades. O código binário pode ser gerado mapeando um intervalo deprobabilidade, onde o conjunto de simbolos está, para uma palavra- código. 0 codificador aritmético pode corresponder a um codificador de entropia 120, respectivamente o codificador de entropia 220 nas materializações mencionadas acima.

Na presente materialização, codificaçãoaritmética baseada em contexto pode ser realizada com base em 4tuplas (ou seja, em quatro indices de coeficiente espectral, os quais são também rotulados como q(n,m), representando os coeficientes espectrais após quantização, os quais são vizinhos no dominio espectral ou de frequência e qual está codificado porentropia em uma etapa. De acordo com a descrição acima, codificação pode ser realizada baseando-se no contexto de codificação. Como indicado na Fig. 6, de forma adicional para as 4_ tuplas, -que é -codificado” (ou seja', o segmento atual) quatro 4 tuplas codificadas previamente são levadas em consideração paraderivar o contexto. Essas 4 tuplas determinam, o- contexto e ~ são* prévias na frequência e/ou prévias no dominio de tempo. —

A Fig. 7a mostra um fluxograma de uma USAC (USAC= Codificador de Áudio E Fala Universal) codificador aritmético dependente de contexto para o esquema de codificação para oesquema de codificação dos coeficientes espectrais. O processo de codificação depende das 4 tuplas atuais mais o contexto, onde o contexto é usado para selecionar a distribuição de probabilidades do codificador aritmético e para predizer a amplitude dos coeficientes espectrais. Na Fig. 7a a caixa 705 representadeterminação de contexto, que é baseada em t0, tl, t2 e t3 correspondendo a q(n-l, m) , q(n, m-1) , q (n-1, m-1) e q (n-1, m+1) , que são as caixas cinzas com bordas sólidas na Fig. 6.

Geralmente, em materializações, o codificador de entropia pode ser adaptado para codificar o segmento atual nas unidades de 4 tuplas de coeficientes espectrais e para predizer um alcance de amplitude de 4 tuplas baseadas no contexto de codificação.

Na presente materialização o esquema decodificação compreende vários estágios. Primeiro, a palavra-código literal é codificada usando um codificador aritmético e uma distribuição especifica de probabilidade. A palavra-código representa quatro coeficientes espectrais vizinhos (a,b,c,d), 10 contudo, cada a,b,c,d é limitado no alcance: . -5 < a,b,c,d < 4 ., Geralmente, em materializações, o codificador de. entropia _ 120 pode -ser- adaptada " pára ' dividir as 4 tuplas por umfator pré-determinado sempre que necessário para caber o resultado 15 da divisão no alcance predito ou em jam alcance- pré-determinado e 1 para codificar um número de divisões necessárias, _um Lembrete—de • "divisão e o resultado da divisão quando as 4 tuplas não está no alcance predito, e para codificação de um lembrete de divisão e o resultado da divisão de outra forma.

A seguir, se o termo (a,b,c,d), ou seja qualquer> coeficiente a, b, c, d, exceder o dado alcance nessamaterialização, isso pode em geral ser considerado por divisão (a,b,c,d) geralmente pelo fator (por exemplo, 2 ou 4) como for necessário, para encaixar o a palavra-código resultante no dadoalcance. A divisão pelo fator de 2 corresponde a uma mudança binária para o lado direito, ou seja (a,b,c,d)>> 1. Essa .diminuição é feita em uma representação integral, ou seja as informações podem ser perdidas. Os bits menos significantes, que •Ipodem se perder na troca para a direita, são armazenados e mais tarde codificados usando um codificador aritmético e uma distribuição de probabilidade uniforme. O processo de troca para a direita é realizado para todos os quatro coeficientes espectrais 5 (a, b, c, d) .

Em materializações gerais, o codificador de entropia 120 pode ser adaptado para codificação do resultado da divisão ou as 4 tuplas usando um indice de grupo ng, o indice de grupo ng referindo-se a um grupo de um ou mais palavras-códigos c 10 para quais uma distribuição de probabilidade está baseado no. contexto de codificação, e um indice de elemento ne no caso dos grupo compreender mais de uma palavra-código, o indice de elementos jie»- referindo-se a ‘palavta-código” dentro do grupo e o indice deelemento pode ser presumido de forma uniformemente distribuída, e 15 para codificação o número de divisões. pelo-número de-simbolos de “ fuga, um simbolo de fuga sendo um indice de jgr.upo—espec-i-f-ico—ng apenas usado para indicar a divisão e para codificação dos restantes das divisões baseadas na distribuição uniforme usando uma regra de codificação aritmética. O codificador de entropia 120 20 pode ser adaptado para uma codificação de uma sequência de 1 simbolos no fluxo de áudio codificado usando um alfabeto desimbolos compreendendo o simbolo de fuga, e simbolo de grupo correspondentes ao conjunto de indices de grupo disponíveis, um alfabeto de simbolo compreendendo os indices de elemento 25 correspondentes, e um alfabeto de simbolo compreendendo os valores diferentes dos restantes.

Na materialização da Fig. 7a, a distribuição deprobabilidade para codificação de palavra-código literal e também auma estimativa do número de estágios da redução de alcance pode ser derivada de um contexto. Por exemplo, todas as palavras- código, em um total de 84 = 4096, aparecem um total de 544 grupos, que consistem de um ou mais elementos. A palavra-código pode ser 5 representada em um fluxo de bits enquanto o indice de grupo ng e oelemento de grupo ne. Ambos os valores podem ser codificados usando um codificador aritmético, usando certas distribuições de probabilidade. Em uma materialização, a distribuição de probabilidade para ng pode ser obtida do contexto, considerando a ' 10 distribuição de probabilidade para ne pode ser presumido ser, uniforme. Uma combinação de ng e ne pode identificar de forma. ambígua uma palavra-código. O restante da divisão, ou seja os, planos de bit alternados-, "poctertl ser’ presumido como uniformementedistribuído.Na Fig. 7 a, na etapa 710,. as 4 .tuplas- q(n,m)-, ~ quesão (a,b,c,d) ou o segmento atual é fornecido e um__parâmetro—lev—é— iniciado definindo para 0.

Na etapa 715 do contexto, o alcance de (a,b,c,d) está estimado. De acordo com essa estimativa, (a,b,c,d) pode serreduzido por levO níveis, ou seja dividido por um fator de 2lev0. Os ' planos de bit menos significantes de levO são armazenados para usoposterior na etapa 750.Na etapa 720 é verificado se (a, b, c, d) excedeo alcance determinada e em caso afirmativo, o intervalo de (a, b,c, d) é reduzido por um fator de 4 na etapa 725. Em outraspalavras, na etapa 725 (a, b, c, d) são modificadas por 2 para adireita e os planos de bit removidos são armazenados para posterior utilização na etapa 750.

Para indicar esta etapa de redução, ng está definido para 544 na etapa 730, ou seja ng = 544 serve como uma palavra-código de fuga. Esta palavra-código é, então, escrito ao fluxo de bits na etapa 755, onde para derivar a palavra-código_/na — etapa 730 um codificador aritmético com uma distribuição de probabilidade derivada a partir do contexto é usado. Caso essa etapa de redução seja aplicado a primeira vez, ou seja se lev==lev0, o contexto é ligeiramente adaptado. Caso a etapa de redução seja aplicado mais de uma vez, o contexto é descartado e 10 uma distribuição padrão é usada adiante. O processo então continua com etapa 720.

Se na etapa 720 uma combinação para o intervalo for, detectada,- mais • especificartfenté,' se" (á, b, c, d) correspondem à condição de alcance, o (a, b, c, d) é mapeado para um grupo ng, 15 e, se aplicável, o índice de elemento de grupo ne.. Esse=mapeamento- - - - não é ambíguo, isto é, (a,b, c,d) pode ser obtido do_—ng—e—ne^—Q -índice do grupo ng é então codificado pelo codificador aritmético, utilizando uma distribuição de probabilidades utilizada para o contexto adaptado/descartado na etapa 735. O índice do grupo ng éentão inserido no fluxo de bits na etapa 755. Em uma etapa seguinte 740, é verificado que se o número de elementos do grupo é maior que 1. Se necessário, isto é, se os grupos indexados por ng consistem em mais de um elemento, o índice de elemento de grupo ne é codificado pelo codificador aritmético na etapa 745, assumindo 25 uma distribuição uniforme na presente materialização.

Seguindo a etapa 745, o índice de grupo de elemento ne é inserido no fluxo de bits na etapa 7 55. Finalmente, na etapa 750, todos os planos de bit são codificados usando codificador aritmético, assumindo uma distribuição uniforme de probabilidade. Os planos de bit codificados armazenados são então inseridos no fluxo de bits na etapa 755.

Em materializações, o codificador de entropia 220pode ser adaptado para decodificação de um indice do grupo ng do fluxo de áudio codificado com base em uma distribuição de probabilidade derivada a partir do contexto de codificação, onde o indice do grupo ng representa um grupo de uma ou mais palavras- código, e, com base em uma distribuição de probabilidade uniforme, 10 para decodificar um indice do elemento ne do fluxo de áudio codificado se o indice do grupo ng indica um grupo composto por mais de uma palavra-código, e definir 4 tuplas de coeficientes . „ .espectrais do segmento-atual “com "base no’índice do grupo ng e o indice do elemento ne, obtendo assim a representação do dominioespectral nas tuplas de coeficientes^ espectrais.= "

O decodif icador de áudio 220 pode ser adap-tadopara decodificação de uma sequência de símbolos do fluxo de áudio codificado com base em uma distribuição de probabilidade derivada a partir do contexto de codificação usando um alfabeto de símbolocompreendendo um simbolo de fuga e simbolos de grupo correspondentes a um conjunto de indices disponíveis de grupo ng, para obter quatro tuplas preliminares de coeficientes espectrais baseados em um indice disponível de grupo ng para qual um simbolo de grupo da sequência de simbolos correspondentes, e baseado noindice de elemento ne, e para multiplicar as 4 tuplas preliminares com o fator dependendo do número de simbolos de fuga na sequência dos simbolos para obter a tupla dos coeficientes espectrais.

O decodificador de áudio 220 pode ser adaptado para decodificação de restante de divisão do fluxo de áudio codificado baseado em uma distribuição de probabilidade uniforme usando uma regra de codificação aritmética e para adição do restante às 4 tuplas preliminares multiplicadas para obter as, 4 5 tuplas dos coeficientes espectrais.

O decodificador de entropia 220 pode ser adaptado para multiplicar as 4 tuplas com um fator pré-determinado, bem como quando um simbolo de fuga é decodificado do fluxo de áudio codificado, um simbolo de fuga sendo um indice de grupo ng 10 especifico apenas usado para indicar uma multiplicação, e para a decodificação de um restante do fluxo de áudio codificado com base em uma distribuição de probabilidade uniforme utilizando uma regra de codificação aritmética, o -decodificador “dê 'entropia 22 0 ainda pode ser adaptado para adicionar o restante ao multiplicado, as 4 15 tuplas para obter o segmento atual. .. w ‘ ’

Na sequência de uma mater i a 1 i zaçÃo de um — codificador aritmético USAC dependente do contexto o regime de decodificação será descrito. Correspondente à materialização acima do esquema de codificação, 4 tuplas correspondentes aoscoeficientes espectrais quantizados, que são codificados sem ruido, são considerados. Além disso, supõe-se que as 4 tuplas são transmitidas a partir da menor frequência ou coeficiente espectral e progredindo para a maior frequência ou coeficientes espectrais. Os coeficientes podem, por exemplo, corresponder aos coeficientesAAC, que são armazenados em uma matriz e, a ordem de transmissão das palavras-código de codificação sem ruido é suposto ser de tal forma que quando elas são decodifiçadas na ordem recebida e armazenada no array, bin é o indice mais rapidamente incrementável e g é o índice mais lentamente incrementável. Dentro de uma palavra-chave, a ordem de decodificação é a, b, c, d.

A Fig. 7-B ilustra o procedimento de atualização do contexto geral de uma materialização. Os detalhes sobre o 5 contexto de adaptação de acordo com um mecanismo de previsão de profundidade de bits serão considerados na presentematerialização. A Fig. 7b mostra um plano 760 exibindo a possívelgama de 4 tuplas (a, b, c, d) em termos de planos de bits. Aprofundidade de bits, ou seja, número de planos de bitsnecessários para representar 4 tuplas, pode ser prevista pelo contexto das atuais 4 tuplas, por meio do cálculo da variável chamada levO, que também é indicada na figura 7b. As 4 tuplas são então _divididas, por- 2lev0-, - ou- seja “lev=lév0 “planos de bits são retirados e armazenados para uso posterior de acordo com a etapa 15 715 acima descrito.

Se as 4 tuplas estão no intervalo -5 <a, b-,—c,— d <4, a profundidade de bit levO predita foi corretamente predita ou superestimada. As 4 tuplas podem ser então codificadas pelo índice de grupo ng, o índice de elemento ne e os planos de bits levrestantes, em conformidade com a descrição acima. A codificação das 4 tuplas atuais então é finalizada. A codificação do índice de elemento ne é indicada na figura 7b pela distribuição de probabilidade uniforme 762, que será a seguir sempre utilizado para os índices de elemento de codificação, que na fig. 7B oparâmetro r representa o restante das 4 tuplas após a divisão e p(r) representa a função de densidade de probabilidade uniforme correspondente.

Se as 4 tuplas não estão no intervalo -5 <a, b, •Ic, d <4, a predição com base no contexto de codificação 764 émuito baixa, um símbolo de fuga (ng = 544) é codificado 766 e as 4 tuplas estão divididas por 4 e o lev incrementado por 2, conforme a etapa 730 na fig. 7a. O contexto é adaptado como segue. Se 5 lev==lev0+2 o contexto é ligeiramente adaptado, correspondendo à768 na Fig. 7b. üma bandeira pode ser definida na representação do contexto, t, e um novo modelo de distribuição de probabilidade então será usado para codificação de símbolos ng futuros.Se lev> levO outro símbolo de fuga é codificadode acordo com a etapa 770 na fig. 7b o contexto é completamente redefinido, cf. 772, descartados como na etapa 730 na fig. 7a, respectivamente. Nenhuma adaptação do contexto é utilizada ainda porque ..não. é. considerada- relevante parã "a 'atual codificação das 4 tuplas. O modelo atual de probabilidade, o utilizado quando nenhumcontexto está disponível, é então usad.o_p.ara _ os = futuros -símbolosng, que é indicado pelas etapas 774 e 776 na fig. 7bentão repetido para outras tuplas.

Para resumir, a adaptação de contexto é um mecanismo a fim de reduzir o significado de contexto na 20 codificação adaptativa de contexto. A adaptação de contexto pode ser acionada quando a levO predita e o lev real não combinam. Ela é facilmente detectada pelo número de símbolos codificados de fuga (ng = 544), cf. 766 e 770 na fig. 7b, e portanto pode ser realizada no decodificador de forma semelhante também.

A adaptação do contexto pode ser feitadesencadeando uma bandeira na representação do estado de contexto t. O valor t é calculado pela função get_state(), como levO,usando o contexto derivado da estrutura anterior e/ou atual ou segmento das 4 tuplas atuais, que são armazenadas em uma tabela q [][]. O estado do contexto pode, por exemplo, ser representado por 24 bits. Existem 1905800 estados possiveis em uma materialização. Esses estados podem ser representados por apenas 21 bits. Os bits 5 23 e 24 de t são reservados para a adaptação do estado docontexto. De acordo com os valores dos bits 23 e 24, o get_pk() produzirá modelos diferentes de distribuição de probabilidade. Em uma materialização, o bit 23 de t pode ser definido como um, quando as 4 tuplas são divididas por 4, depois de previamente 10 divididas por levO, ou seja, lev==lev0+2.

Em consequência, o mapeamento entre o estado de contexto t e o modelo de distribuição de probabilidade pki, é diferente para =lev==lev0+2~ do qúé ’pará "íêv==íev0. O mapeamento entre o estado de contexto t e o modelo pki é pré-definido durante 15 a fase de formação através da ^realização. _ de otimizações - nas estatísticas gerais da sequência de t r e inamento- Quando lev>lev0+2, o contexto e t pode ser definido como zero. As saidas Get_pk(), então o modelo padrão de distribuição de probabilidade pki, o que corresponde a t=0.

A seguir, os detalhes de um mapeamento decontexto em uma materialização serão descritas. O mapeamento do contexto é a primeira operação feita na codificação adaptativa de contexto após a redefinição eventual do contexto na presente materialização. É feito em duas etapas.

Primeiro, antes da codificação, a tabela de contexto qs[] de tamanho previous_lg / 4, salva na estrutura anterior, é mapeada em uma tabela de contexto q[0][] de tamanho lg / 4 correspondente ao tamanho da estrutura atual. O mapeamento é feito na função arith_map_context, o que é exemplificado pelo seguinte pseudocódigo :

Como pode ser visto a partir do pseudo-código, o mapeamento pode não ser exatamente o mesmo para todas as estratégias de codificação. Na presente materialização, o 25 mapeamento se difere quando AAC (Codificação de Áudio Avançada) é usado (corejnode == 0) para um coeficiente de quando TCX (base de Codificação de Transformada) é usado (corejnode == 1) . Uma das diferenças está no modo como os limites das tabelas são manipulados. Em AAC, o mapeamento pode começar a partir do indice0 (primeiro valor da tabela), enquanto para TCX pode iniciar a partir do indice 1 (segundo valor na tabela), sabendo que o primeiro valor é sempre definido como "desconhecido" (estadoespecifico utilizado para redefinir o contexto). A proporção de previous_lg sobre lg irá determinar a ordem do upsampling (proporção<l) ou o downsampling (proporção> 1), que será realizado na presente materialização. A Fig. 7c ilustra o caso do TCX na conversão de uma tabela de contexto salva de tamanho 1024 / 4, cf.' 10 lado esquerdo 780 da Fig. 7c, para um tamanho de 512/4, cf. lado> direito 782 da Fig. 7c. Pode-se observar que, enquanto para a. tabela de contexto atual 782 incrementos de etapas 1 sãoutilizados,, , para a-^ tabela-- de- contexto salva 78 0 incrementos de etapa da proporção descrita acima são utilizados.A Fig. 7c ilustra o procedimento- de- atualização -de contexto de uma materialização para alterações__de resolução^

Uma vez que o mapeamento é feito, a codificação adaptativa de contexto é realizada. No final da codificação, os elementos da estrutura atual são salvos na tabela qs [ ] para a próximaestrutura. Pode ser feito em ari th_update_context (), que é exemplificado pelo seguinte pseudo-código;

Na presente materialização, o salvamento é feitocom o programador principal (AAC ou <)TCX). Em TCX o contexto é sempre salvo em uma tabela qs[] de valores 1024/4. Esse mapeamento adicional pode ser feito por causa da decisão de malha fechada da AMR-WB + (Adaptive Multirate WideBand Codec). Na decisão de malha fechada muitos procedimentosde cópia de estados do codificador são necessários para testar cada combinação possível de TCXs e ACELP (Arithmetic Coded Excited Linear Prediction) . A cópia do estado é mais fácil de implementar quando todos os modos TCX compartilham o mesmo tamanho para a tabela qs[]. Um mapeamento é, então, usado para converter de formasistemática a partir de lg/4 para 1024/4. Por outro lado, AACsalva somente o contexto e não executa o mapeamento durante esta' fase.

A Fig. 8 ilustra- um fluxograma da materializaçãodo esquema de decodificação. Na etapa 805, correspondente à etapa15 705, o contexto é derivado_ com base _em ,T0,_ TL, JT.2- e- T3. -Na- etapa ’ - '810, o primeiro nível de redução levO è estimado a—partir—d© -contexto, e o leve variável é definido como levO. Na etapa seguinte 815, o grupo NG é lido a partir do fluxo de bits e adistribuição de probabilidade para a decodif icação de ng é20 derivado do contexto. Na etapa 815, o grupo ng pode então serdecodificado a partir do fluxo de dados.

Na etapa 820 é determinado se o ng é igual a 54 4, que correspondeao valor de fuga. Se assim for, o variável lev pode ser aumentadaem 2 antes de voltar para a etapa 815. Caso essa seção seja usadapela primeira vez, ou seja, se lev==levθ, a distribuição de probabilidade, respectivamente, o contexto pode ser adaptado em conformidade, respectivamente descartada se a seção não for usada pela primeira vez, em consonância com o mecanismo de adaptação de contexto acima descrito, cf. Figs. 7B e 7C. No caso do indice do grupo ng não ser igual a 54 4 na etapa 820, em uma etapa seguinte 825 é determinado se o número de elementos de um grupo é maior que 1, e sendo assim, na etapa 830, o elemento do grupo ne é lido edecodificado a partir do fluxo de bits, assumindo uma distribuição de probabilidade uniforme. O indice do elemento ne é derivado do fluxo de bits usando codificação aritmética e uma distribuição de probabilidade uniforme.

Na etapa 835 a palavra-código literal (a, b, c,' 10 d) é derivada de ng e ne, por exemplo, por um processo de> visualização nas tabelas, por exemplo, referem-se a dgroups [ng] e, acod_ne[ne].

Na-etapa -8 4 0 para todos os planos de bit sem lev,os planos são lidos a partir do fluxo de bits usando codificação aritmética e assumindo uma distribuição^ de probabilidade uniforme.

Os planos de bits podem então ser anexados a (a, b,ç, d.) tr.o.cando-(a, b, c, d) para a esquerda e acrescentando o plano de bit bp: ((a, b, c, d)«=l) 1= bp. Este processo pode ser repetido levvezes.Finalmente na etapa 845 as 4 tuplas q(n, m) , ouseja, (a, b, c, d) podem ser fornecidas.

A seguir, pseudocódigos e detalhes de implementação são fornecidos de acordo com uma materialização. As definições a seguir serão utilizadas.(a,b,c,d) 4 tuplas para decodificarng índice de grupo do plano de 2 bits maissignificante das 4 tuplas, onde 0 <= ng <= 54 4. O último valor 54 4 corresponde ao símbolo de fuga, ARITH_ESCAPE. ne índice de elemento dentro do grupo, ne está entre 0 e o cardinal de cada grupo mm. O número máximo de elementos dentro de um grupo é 73.5 lev Nivel dos planos de bits restantes.

Corresponde ao número de planos de bits menos significantes do que os mais significantes planos de 2 bits.egroups Tabela de indice de grupo [a] [b] [c] [d] . Permite mapear o plano de 2 bits mais significante das 4 tuplas 10 (a,b,c,d) nos 544 grupos.mm Cardinal do grupoog Offset do grupo- ~ dgroups [] Mapeiá" o- indice de grupo ng para ocardinal de cada grupo mm (primeiros 8 bits) e o offset do grupoog em dgvectors []_ (últimos 8jDÍts)dgvectors [ ]Mapeia o offset do grupo—og—e—o-indice do elemento ne para o plano de 2 bits mais significante das 4 tuplas (a,b,c,d).arith_cf_ng_hash[] Tabela hash mapeando o estadodo contexto para um indice cumulativo de tabela de frequências pki .arith_cf_ng[pki] [545] Modelos das frequências cumulativas para o simbolo do indice de grupo ng.arith_cf_ne[ ] Frequências cumulativas parao simbolo de indice do elemento ne.r Plano de bit das 4 tuplas menos significantes do que o plano de 2 bits mais significante.arith_cf_r [] Frequências cumulativas para o símbolo dos planos de bits ne menos significantes.

A seguir, o processo de decodificaçâo é considerado primeiro. Os coeficientes espectrais quantizados de 4 tuplas são silenciosamente codificados e transmitidos a partir damenor frequência ou o coeficiente espectral e progredindo para a maior frequência ou coeficiente espectral. Os coeficientes da AAC são armazenados na matriz x_ac_quant[g][win][sfb][bin], e a ordem de envio das palavras-código de codificação sem ruído é tal que, quando eles são decodificados na ordem recebida e armazenada namatriz, bin é o índice que aumenta mais rápido e g é o índice mais lentamente incrementado. Dentro de uma palavra-código, a ordem de decodif icação é a, b, c, d. O coeficiente do TCX é armazenado .diretamente -na- matriz - x^tcxjinvquant [wíhp[bin] , e a ordem de transmissão das palavras-código de codificação sem ruído é talque, quando eles são decodificados na ordem, recebida- e- armazenada * na matriz, Bin é o índice mais rapidamente incrementado e win—é—o— índice mais lentamente incrementado. Dentro de uma palavra-código da ordem de decodificação é a, b, c, d. Primeiro, a bandeira arith_reset_flag determina se o contexto deve ser redefinido. Se abandeira for VERDADEIRA a função a seguir é chamada:

Caso contrário, quando a arith_reset_flag. for

FALSA, o mapeamento é feito entre _o contexto, passado e- do contexto-atual:

O decodificador sem ruído emite 4 tuplas de coeficientes espectrais quantizados assinados. No começo, o estado 10 do contexto é calculado com base em quatro grupos previamente decodificados em torno de 4 tuplas para decodificar. O estado do contexto é dado pela função arith_get_context ():

Uma vez que o estado é conhecido o grupo a quem pertence o plano de 2 bits mais significativo de 4 tuplas é decodificado usando o arith_decode () alimentado com a tabela apropriada de frequências cumulativas correspondente ao estado de 25 contexto. A correspondência é feita pela função arith_get_pk ):

Então a função arith_decode() é chamada com a tabela de frequências cumulativas, correspondente ao retorno do indice pelo arith_get_pk (). O codificador aritmético é uma 5 implementação inteira gerando tag com escalonamento. O seguinte pseudo-código C descreve o algoritmo utilizado.

Enquanto-o índice de grupo- decodif icado _ng é o_símbolo—de—fug-a-7—AR-I-T-H—ESCAPE-,—um—índice g.r-up-θ_adicional ng édecodificado e a variável lev é incrementada por dois. Uma vez que o índice do grupo decodificado não é o símbolo de fuga, ARITH_ESCAPE, o número de elementos, mm, dentro do grupo e o 20 offset de grupo, og, são deduzidos através da observação da tabela dgroups[]:mm=dgroups[nq]&255 og = dgroups [nq] »8 O índice do elemento ne é, então, decodificadochamando o arith_decode() com a tabela de frequências cumulativas (arith_cf_ne + ((mm * (mm-l))>> 1) [] - Uma vez que o índice doelemento é decodificado, o plano de 2 bits mais significativo das 4 tuplas pode ser obtido com a tabela dgvector[] ; .a=dgvectors[4*(og+ne)] b=dgvectors[4*(og+ne)+ 1] c=dgvectors[4*(og+ne) +2] d=dgvectors[4*(og+ne)+3]

Os pianos de bits restantes são, então,decodificados a partir do nivel mais significante para o menos significante chamando lev vezes o arith_decode () com a tabela de frequências cumulativas arith_cf_r []. O plano de bit decodificado r permite refinar as 4 tuplas da seguinte forma:

Uma vez que—,as _<» tuplas . (a, b, c. d)_ sâo_ completamente de.cod£flc.a.das_as tabelas de contexto q e qs são atualizadas chamando a função arith_update_context () .

Dependendo de certos requisitos de implementação dos métodos inventivos, os métodos inventivos podem serimplementados em hardware ou software, A implementação pode ser ' formada usando um meio de armazenamento digital, em particular, umdisco, um DVD ou um CD, com um sinal de controle de leitura eletrônica nele, que coopera com o computador programável, de modo que os métodos inventivos são executados. Geralmente, a presenteinvenção é, portanto, um produto de programa de computador com um código de programa para um portador de leitura óptica, o código do programa sendo operativo para a realização dos métodos inventivos quando o programa de computador é executado em um computador. Em outras palavras, os métodos inventivos são, portanto, um programa de computador com um código de programa para realizar pelo menos um dos métodos inventivos quando o programa de computador for executado em um computador.

Claims (10)

1. “CODIFICADOR DE ÁUDIO E DECODIFICADOR DE ÁUDIO”, caracterizado pelo codificador de áudio (100) para codificar uma sequência de segmentos de coeficientes, os segmentos sendo subsequentes um ao outro no tempo compreender:meios para fornecer a sequência de segmentos dos coeficientes de um fluxo de áudio representando um sinal de áudio amostrado pelo uso de comprimentos diferentes de transformada, tais quais segmentos de coeficientes para os quais comprimentos diferentes de transformada são usados, representa espectralmente o sinal de áudio amostrado em resoluções diferentes de frequência;um processador (110) para obter um contexto de codificação para um coeficiente codificado de um segmento atual com base em um coeficiente previamente codificado de um segmento anterior, os segmentos anteriores e atuais correspondentes a resoluções diferentes de frequência e comprimentos diferentes de transformada, respectivamente; eum codificador de entropia (120) para codificação de entropia do atual coeficiente baseado no contexto de codificação para obter um fluxo de áudio codificado,em que, o processador (110) e o codificador de entropia (120) serem configurados para operar baseados em um downsampling de coeficientes espectrais dos segmentos anteriores, quando o segmento anterior exibe uma melhor resolução espectral do que o segmento atual.

2. Codificador de áudio (100), de acordo com a da reivindicação 1, caracterizado pelo codificador de entropia (120) ser adaptado para codificar o coeficiente atual em unidades de uma tupla dos coeficientes espectrais e para predizer um alcance da tupla baseada no contexto de codificação.

3. Codificador de áudio (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo codificador de entropia (120) ser adaptado para dividir a tupla por um fator pré-determinado tão frequente quanto necessário para encaixar um resultado da divisãoem um alcance pré-determinado e para codificar um número de divisões necessárias, um resto de divisão e o resultado da divisãoquando as tuplas não estão no alcance predito.

4. Codificador de áudio (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo codificador de entropia (120) ser adaptado para codificação do resultado da divisão ou as tuplas usando um índice de grupo, o índice de grupo referindo-se a um grupo de um ou mais palavras-códigos, para as quais uma distribuição de probabilidade está baseado no contexto de codificação, e baseado em uma distribuição de probabilidade uniforme, um índice de elemento no caso do grupo compreender mais de uma palavra-código, o índice de elemento referindo-se a palavra-código dentro do grupo e para codificação o número de divisões pelo número de símbolos de fuga, um símbolo de fuga sendo um índice de grupo específico apenas usado para indicar a divisão e para codificação dos restantes das divisões baseadas na distribuição uniforme usando uma regra de codificação aritmética.

5. Codificador de áudio (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo codificador de entropia (120) ser adaptado para codificação de uma sequência de símbolos no fluxo de áudio codificado usando um alfabeto de símbolos compreendendo o símbolo de fuga, um símbolos de grupo correspondentes ao conjunto de índices de grupo disponíveis, um alfabeto de símbolo compreendendo os índices de elemento correspondentes, e um alfabeto de símbolo compreendendo os valores diferentes dos restantes.

6. Método para codificação de uma sequência de segmentos de coeficientes, caracterizado pelos segmentos sendo subsequentes para cada tempo, compreenderem os passos de:fornecer a sequência de segmentos dos coeficientes de um fluxo de áudio representando um sinal de áudio amostrado pelo uso de comprimentos diferentes de transformada, tais quais segmentos de coeficientes para os quais comprimentos diferentes de transformada são usados, representa espectralmente o sinal de áudio amostrado em resoluções diferentes de frequência;obter um contexto de codificação para um coeficiente codificado de um segmento atual com base em um coeficiente previamente codificado de um segmento anterior, os segmentos anteriores e atuais correspondentes a resoluções diferentes de frequência e comprimentos diferentes de transformada, respectivamente; ecodificação de entropia do atual coeficiente baseado no contexto de codificação para obter um fluxo de áudio codificado;em que, o fornecimento e a derivação são realizados com base em uma amostragem reduzida de coeficientes espectrais do segmento anterior, quando o segmento anterior exibe uma resolução espectral mais fina do que o segmento atual.

7. Decodificador de áudio (200) caracterizado para decodificar um fluxo de dados codificados representando um sinal de áudio amostrado para obter uma sequência de segmentos dos coeficientes de um fluxo de áudio representando um sinal de áudio amostrado pelo uso de comprimentos diferentes de transformada tais quais segmentos de coeficientes para os quais comprimentos diferentes de transformada são usados, representa espectralmente o sinal de áudio amostrado em resoluções diferentes de frequência, compreender:um processador (210) para obter um contexto de codificação para um coeficiente codificado de um segmento atual com base em um coeficiente previamente codificado de um segmento anterior, os segmentos anteriores e atuais correspondentes a resoluções diferentes de frequência e comprimentos diferentes de transformada, respectivamente; eo decodificador de entropia (220) para decodificação de entropia do atual coeficiente baseado no contexto de codificação e no fluxo de áudio codificado,processador (210) e o codificador de entropia (220) serem configurados para operar baseados em um downsampling de coeficientes espectrais dos segmentos anteriores, quando o segmento anterior exibe uma melhor resolução espectral do que o segmento atual.

8. Codificador de áudio (200), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo o processador ser adaptado para obter o contexto de codificação por faixa espectral para o coeficiente atual, baseado em coeficientes espectrais vizinhos previamente decodificados no segmento anterior e opcionalmente no segmento atual.

9. Um método para decodificar um fluxo de áudio codificado que representa um sinal de áudio amostrado para obter uma sequência de segmentos de coeficientes sendo subsequentes uns aos outros no tempo e representando o sinal de áudio amostrado usando diferentes comprimentos de transformação, de modo que os segmentos de coeficientes para os quais diferentes comprimentos de transformação são usados, representam espectralmente o sinal de áudio amostrado em diferentes resoluções de frequência, caracterizado pelo fato das etapas dederivar um contexto de codificação para um coeficiente atualmente decodificado de um segmento atual com base em um coeficiente previamente decodificado de um segmento anterior, os segmentos anterior e atual correspondendo a diferentes resoluções de frequência e diferentes comprimentos de transformação, respectivamente; eentropia decodificando o coeficiente atual com base no contexto de codificação e o fluxo de áudio codificado,em que a derivação e a decodificação de entropia são realizadas com base em um downsampling de coeficientes espectrais do segmento anterior, quando o segmento anterior exibe uma melhor resolução espectral do que o segmento atual.

10. Mídia de armazenamento não transitória tendo gravada instruções lida por um computador caracterizada por compreender instruções que quando executadas realizam o método da reivindicação 6 ou 9.

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