BRPI1010165B1 - codificador de extensão de largura de banda, decodificador de extensão de largura de banda e codificador de voz de fase - Google Patents
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Abstract
CODIFICADOR DE EXTENSÃO DE LARGURA DE BANDA, DECODIFICADOR DE EXTENSÃO DE LARGURA DE BANDA E CODIFICADOR DE VOZ DE FASE Codificador de extensão de largura de banda para codificação de um sinal de áudio compreende um analisador de sinal, um codificador de núcleo e um calculador de parâmetros. O sinal de áudio compreende um sinal de baixafrequência que compreende uma banda de frequência de núcleo e um sinal de alta-frequência, que compreende uma banda de frequência superior. O analisador de sinal é configurado para analisar o sinal de áudio, em que o sinal de áudio apresenta um bloco de amostras de áudio, em que o bloco apresenta um comprimento em tempo especificado. O analisador de sinal é, além disso, configurado para determinar a partir de um pluralidade de janelas de análise, uma janela de análise a ser usada para realização de uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda. O codificador de núcleo é configurado para codificação do sinal de baixafrequência para obter um sinal codificado ou sinal de frequência. O calculador de parâmetros é configurado para calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de (...).
Description
A presente invenção refere-se a um processamento de sinal de áudio e, particularmente, a um codificador de extensão de largura de banda, a um método para codificação de um sinal de áudio, a um decodificador de extensão de largura de banda, a um método de decodificaçâo de sinal de 10 áudio codificado, a um codificador de voz de fase de sinal de áudio.
Além disso, concretizações da presente invenção referem-se a uma aplicação de um codificador de voz de fase para expansão de tempo pura, independente de uma extensão de largura 15 de banda.
Armazenamento ou transmissão de sinais de áudio é muitas vezes sujeito a restrições de taxa de bites rigorosas. Essas restrições em geral são levadas em conta pelo uso de codificadores/decodificadores ("codecs") que comprimem 20 eficientemente o sinal de áudio em termos da taxa de informação necessária para armazenar ou transmitir o sinal. No passado, codificadores eram forçados a reduzir drasticamente a largura de banda de áudio quando somente uma taxa de bites muito baixa estava disponivel. Codificadores modernos de audio são capazes 25 de codificar sinais de banda larga utilizando métodos de extensão de largura de banda (BWE), conforme descrito em M. Dietz, L. Liljeryd, K. Kjõrling e O. Kunz, "Spectral Band Replication, a novel approach in audio coding," na 112a
Convenção AES, Munique, maio de 2002; S. Meltzer, R. Bõhm e F. Henn, "SBR enhanced audio codecs for digital broadcasting such as "Digital Radio Mondiale" (DRM)," na 112a Convenção AES, Munique, maio de 2002; T. Ziegler, A. Ehret, P. Ekstrand e M. 5 Lutzky, "Enhancing mp3 with SBR: Features and Capabilities of the new mp3PRO Algorithm," na 112a Convenção AES, Munique, maio de 2002; Padronização Internacional ISO/IEC 14496-3:2001/FPDAM 1, "Bandwidth Extension," ISO/IEC, 2002; "Speech bandwidth extension method and apparatus", Vasu Iyengar et al. Patente 10 Americana US 5,455, 888; E. Larsen, R. M. Aarts, e M. Danessis.
Efficient high-frequency bandwidth extension of music and speech. Na 112a Convenção AES, Munique, Alemanha , maio de 2002; R. M. Aarts, E. Larsen, e 0. Ouweltjes. A unified approach to lowand high frequency bandwidth extension. Na 115a Convenção 15 AES, New York, EUA, outubro de 2003; K. Kãyhkõ. A Robust
Wideband Enhancement for Narrowband Speech Signal. Research Report, Helsinki University of Technology, Laboratory of Acoustics and Audio Signal Processing, 2001; E. Larsen e R. M. Aarts. Audio Bandwidth Extension Application to 20 psychoacoustics, Signal Processing and Loudspeaker Design. John Wiley & Sons, Ltd, 2004; E. Larsen, R. M. Aarts, e M. Danessis. Efficient high-frequency bandwidth extension of music and speech. Na 112a Convenção , Munique, Alemanha, maio de 2002; J. Makhoul. Spectral Analysis of Speech by Linear Prediction. IEEE 25 Transactions on Audio and Electroacoustics, AU-21 (3), junho de 1973; pedido de patente dos EUA 08/951,029, Ohmori, et al. Audio band width extending system and method; patente Americana 6895375, Malah, D & Cox, R. V.: System for bandwidth extension of Narrow-band speech e Frederik Nagel, Sascha Disch, "A harmonic bandwidth extension method for audio codecs," ICASSP International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE CNF, Taipei, Taiwan, abril de 2009. 5 Esses algoritmos contam com uma representação paramétrica do conteúdo de baixa-frequência (HF) . Esta representação é gerada a partir da parte de baixa-frequência (LF) do sinal decodificado por meio de transposição na região HF espectral ("patching") e aplicação de um pós-processamento 10 baseado em parâmetro.
No estado da técnica, são conhecidos métodos de extensão de largura de banda tais como replicação de banda espectral (SBR) ou extensão de largura de banda harmônica (HBE). A seguir, esses dois métodos BWE serão resumidamente descritos. 15 Por um lado, replicação de banda espectral (SBR), conforme descrito em M. Dietz, L. Liljeryd, K. Kjõrling e O. Kunz, "Spectral Band Replication, a novel approach in audio coding," na 112a Convenção AES, Munique, maio de 2002, utiliza urn banco de filtros em espelho de quadratura (QMF) para gerar a 20 informação HF. A aplicação do assim chamado algoritmo de "patching" (de correção), sinais de bandas inferiores de filtro em espelho de quadratura QMF são copiados em bandas superiores QMF, que conduzem a uma replicação da informação da parte de baixa frequência LF para a parte de alta frequência HF.
Subsequentemente, a parte HF gerada é adaptada para combinar estritamente a parte de alta frequência HF original com a ajuda de parâmetros que ajustam o envelope espectral e a tonalidade.
Por outro lado, a extensão de largura de banda harmônica (HBE) é um esquema de extensão de largura de banda alternativo baseado em codificadores de vozes de fase. HBE permite uma continuação harmônica do espectro em oposição a SBR, que conta com um deslocamento espectral não-harmônico. Ele pode ser utilizado para substituir ou emendar o algoritmo de correção SBR.
O pedido de patente provisório Americano com o número US 61/079,841 descreve um método BWE, que pode selecionar entre algoritmos de correção alternativos que operam seja no domínio de frequência ou no domínio de tempo. Na transformada de tempo-frequência pelo banco de filtro, é aplicada uma determinada janela de análise pré-determinada. Além disso, implementações de codificador de voz de fase clássicas de acordo com o estado da técnica usam um formato de janela pré-definido tal como uma janela coseno-elevado ou uma janela Bartlett.
Porém, a seleção de uma janela de análise prédeterminada para aplicações de codificador de voz de fase sempre abrange os sistemas de tomada de decisão a serem feitos através do designer de aplicação em termos de qualidade de áudio perceptual total obtida para diferentes classes de sinais de áudio. Desse modo, embora a qualidade de áudio média possa ser otimizada pela seleção inicial de uma determinada janela, a qualidade de áudio para cada classe individual permanece sendo sub-ótima.
Além disso, verificou-se que determinados sinais se beneficiam utilizando-se janelas de análise especializadas para o codificador de voz de fase, que podem ser ■4 especialmente usados para a difusão temporária do sinal de áudio sem modificar a frequência real do mesmo.
Portanto, é necessário um conceito para selecionar as janelas de análise ideais tal como dentro de um 5 esquema BWE. Porém, medidas contra a degradação ainda agora mencionada da qualidade percepcional de áudio não resultariam preferivelmente em uma complexidade computacional significativamente aumentada dos codificadores empregados.
É objeto da presente invenção prover uma 10 codificação e/ou decodificação do conceito ou conceito de codificador de voz de fase provendo uma qualidade de áudio melhorada .
Este objeto é obtido através de um codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 15 1, um decodificador de extensão de largura de banda de acordo com a reivindicação 2, de um codificador de voz de fase de acordo com a reivindicação 12, um método para a codificação de acordo com a reivindicação 13, um método para decodificação de acordo com a reivindicação 14, um sinal codificado de áudio de 20 acordo com a reivindicação 15 ou um programa de computador de acordo com a reivindicação 16.
Uma idéia que subjaz à presente invenção é que uma qualidade perceptual melhorada pode ser obtida quando o sinal de áudio que apresenta um bloco de amostras de áudio com 25 um comprimento especifico quando um sinal de áudio que apresenta um bloco de amostras de áudio com um comprimento especificado em tempo é analisado a fim de determinar a partir de uma pluralidade de janelas de análise uma janela de análise a ser usada para executar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda. Através dessa medida, a redução da qualidade de áudio que resulta da aplicação de uma janela de análise pré-determinada pode ser impedida e consequentemente, a qualidade de áudio perceptual pode ser melhorada com esforços relativamente pequenos em comparação com métodos BWE do estado da técnica.
De acordo com uma concretização da presente invenção, um codificador de extensão de largura de banda para codificar um sinal de áudio compreende um analisador de sinal , um codificador de núcleo e um calculador de parâmetros. 0 sinal de áudio compreende um sinal de baixa frequência que compreende uma banda de frequência de núcleo e um sinal de alta-frequência, compreendendo uma banda de frequência superior. 0 analisador de sinal é configurado para analisar o sinal de áudio, sendo que o sinal de áudio apresenta um bloco de amostras de áudio, em que o bloco apresenta um comprimento especificado em tempo. 0 analisador de sinal é, além disso, configurado para determinar a partir de uma pluralidade de janelas de análise uma janela de análise a ser usada para executar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda. 0 codificador de núcleo é configurado para codificar o sinal de baixa-frequência para obter um sinal de baixa-frequência codificado. O calculador de parâmetros é configurado para calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta-frequência.
De acordo com outra concretização da presente invenção , um decodificador de extensão de largura de banda para decodificação de um sinal de áudio codificado compreende um decodificador de núcleo, um módulo de correção e um combinador. O sinal de áudio codificado compreende um sinal de baixafrequência codificado e parâmetros de banda superior. O decodificador de núcleo é configurado para decodificar o sinal de baixa-frequência codificado, sendo que o sinal de baixafrequência decodificado compreende uma banda de frequência de núcleo. O modulo de correção é configurado para gerar um sinal corrigido com base no sinal de baixa-frequência decodificado e nos parâmetros de banda superior, sendo que o sinal corrigido compreende uma banda de frequência superior gerada a partir da banda de frequência de núcleo. O combinador é configurado para combinar o sinal corrigido e o sinal de baixa-frequência decodificado para obter um sinal de salda combinado.
De acorco com outra concretização, um processador de codificador de voz de fase para processor um sinal de áudio compreende ura janelador de análise, um conversor tempo/espectro, um processador de dominio de frequência, um conversor de frequência/tempo, um janelador de sintese, um comparador de um somador de sobreposição. O janelador de análise é configurado para aplicar uma pluralidade de funções de janela de análise ao sinal de áudio ou a um sinal derivado de um sinal de áudio, sendo que o sinal de áudio apresenta um bloco de amostras de áudio, sendo que o bloco apresenta um comprimento especificado em tempo, para obter uma pluralidade de sinais de áudio janelados. O conversor tempo/espectro é configurado para converter os sinais de áudio janelados em espectros. O processador de dominio de frequência é configurado para processar os espectros em um domínio de frequência a fim de obter espectros modificados, 0 conversor de frequência/tempo é configurado para converter os espectros modificados em sinais de domínio de tempo modificados. 0 janelador de síntese é 5 configurado para aplicar uma pluralidade de funções de janela de síntese aos sinais de domínio de tempo modificados, sendo que as funções de janela de síntese são igualadas às funções de janela de análise, para obter sinais de domínio de tempo modificado janelados. 0 comparador é configurado para determinar uma 10 pluralidade de parâmetros de comparação baseado em uma comparação da pluralidade de sinais de domínio de tempo modificados janelados e o sinal de aúdio ou um sinal derivado do sinal de áudio, sendo que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde â pluralidade de funções de janela de 15 análise. O comparador é além disso configurado para selecionar uma função de janela de análise e uma função de janela de síntese pelas quais um parâmetro de comparação satisfaz uma condição pré-determinada . O somador de sobreposição é configurado para somar blocos de sobreposição de um sinal de 20 domínio de tempo modificado janelado a fim de obter um sinal temporariamente difuso. O somador de sobreposição é além disso configurado para processor blocos do sinal de domínio de tempo modificado janelado que havia sido modificado por uma função de janela de análise e uma função de janela de síntese selecionadas 25 pelo comparador.
Concretizações da presente invenção são baseadas no conceito de que uma pluralidade de sinais corrigidos pode ser gerada a partir de uma pluralidade de funções de janela de análise aplicada ao sinal de áudio que compreende a banda de frequência de núcleo. A pluralidade de sinais corrigidos pode ser comparada com um sinal de referência que é o sinal de áudio original ou um sinal derivado do sinal de áudio. Isso resultará 5 em uma pluralidade de parâmetros de comparação, que podem ser relacionados a medidas da qualidade de áudio. Além disso, a partir da pluralidade de funções de janela de análise pode ser selecionada uma função de janela de análise pela qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição pré-determinada. 10 Portanto, o uso da função de janela de análise selecionada pode assegurar redução minima da qualidade de áudio, possibilitando uma qualidade de áudio perceptual ideal no contexto de um cenário BWE.
Outras concretizações da presente invenção 15 referem-se a um analisador de sinal que compreende um classificador de sinal, sendo que o classificador de sinal é configurado para analisar/classificar o sinal de áudio ou um sinal derivado a partir do sinal de áudio. Neste caso, a função de janela de análise a ser usada para execução de uma extensão 20 de largura de banda no decodificador de extensão de largura de banda é selecionada com base em uma característica de sinal do sinal analisado/classifiçado.
Portanto, concretizações provêem um método para selecionar a janela de análise ideal para a extensão de largura 25 de banda no decodificador. Parâmetros de controle podem ser avaliados a fim de decidir qual janela de análise é a mais apropriada. Para tanto, pode ser usado um esquema de análisepor-sintese, i.e., um conjunto de janelas pode ser aplicado e o melhor de acordo com um objetivo adequado é selecionado. No modo preferido da invenção, o objetivo é assegurar qualidade de áudio perceptual ideal da restituição. Em modos alternativos, uma função objetiva pode ser otimizada. Por exemplo, o objetivo 5 pode ser preservar a planura espectral da alta-frequência t original HF o máximo possivel.
Por outro lado, a seleção por janela pode ser feita apenas no codificador considerando-se o sinal original, o sinal sintetizado ou ambos. Uma decisão A (indicação de janela) 10 é em seguida transmitida ao decodificador. Por outro lado, a seleção pode ser executada sincronicamente no lado de codificador e o do decodificador considerando apenas a largura de banda de núcleo do sinal decodificado. Este último método não precisa gerar informações secundárias adicional, que é favorável 15 em termos de eficiência de taxa de bites do codificador.
A invenção é vantajosa pelo fato de ela otimizar a qualidade perceptual do sinal de saida do codificador de voz. Concretizações provêem uma seleção adaptativa de sinal de janelas de análise e de sintese apropriadas para o processo 20 de codificação de voz, sendo possiveis diferentes respostas de tempo ou respostas de frequência das janelas de análise e/ou de síntese .
Outra vantagem da invenção é que ela permite um trade-off (sistema de tomada de decisão) entre redução da 25 degradação acima citada e a complexidade computacional tal como dentro de um esquema BWE.
A seguir, concretizações da presente invenção serão esclarecidas com referência aos desenhos em anexo, onde: A figura 1 mostra um diagrama em bloco de uma concretização de um codificador de extensão de largura de banda; A figura 2 mostra um diagrama em bloco de uma concretização de um decodificador de extensão de largura de banda; A figura 3 mostra um diagrama em bloco de uma outra configuração de um codificador de extensão de largura de banda; A figura 4 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um decodificador de extensão de largura de banda; A figura 5 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um codificador de extensão de largura de banda; A figura 6 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um decodificador de extensão de largura de banda; A figura 7 mostra um diagrama em bloco de uma implementação de um comparador; A figura 8 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um codificador de extensão de largura de banda; A figura 9 mostra um diagrama em bloco de uma implementação de um classificador de sinal; A figura 10 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um codificador de extensão de largura de banda ; A figura 11 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um decodificador de extensão de largura de banda; A figura 12 mostra um diagrama em bloco de uma 5 concretização de um processador de codificador de voz de fase; A figura 13 mostra um diagrama em bloco de uma concretização de um aparelho para comutação entre diferentes janelas de análise e de sintese em função de uma informação de controle ; e 10 A figura 14 mostra um panorama de uma concretização de um decodificador de extensão de largura de banda dirigido a codificador e voz de fase. A figura 1 mostra um diagrama em bloco de um codificador de extensão de largura de banda 100 para codificação 15 de um sinal de áudio 101-1 de acordo com uma concretização da presente invenção. O sinal de áudio 101-1 compreende um sinal de baixa-frequência 101-2 que compreende uma banda de frequência de núcleo 101-3 e um sinal de alta-frequência 101-4, que compreende uma banda de frequência superior 101-5. O codificador de 20 extensão de largura de banda 100 compreende um analisador de sinal 110, um codificador de núcleo 120 e um calculador de parâmetro 130. O analisador de sinal 110 é configurado para a análise do sinal de audio 101-1, sendo que o sinal de áudio 1011 apresenta um bloco 101-6 de amostras de áudio, em o bloco 10125 6 apresenta um comprimento especificado em tempo. O analisador de sinal 110 é além disso configurado para determinar a partir de uma pluralidade 111-1 de janelas de análise uma janela de análise 111-2 a ser usada para executar uma extensão de largura de banda tal como no decodificador de extensão de largura de banda 200. O codificador de núcleo 120 é configurado para codificar o sinal de baixa-frequência 101-2 para obter um sinal de baixa-frequência codificado 121. Finalmente, o calculador de 5 parâmetros 130 é configurado para calcular parâmetros de extensão de largura de banda 131 a partir do sinal de altafrequência 101-4. Os parâmetros de extensão de largura de banda 131, a janela de análise 111-2 a ser usada no decodificador de extensão de largura de banda 200 e o sinal de baixa-frequência 10 codificado 121 constituem um sinal de áudio codificado 103-1 provido pelo codificador de extensão de largura de banda 100. A figura 2 mostra um diagrama em bloco de um decodificador de extensão de largura de banda 200 para decodificar ura sinal de áudio codificado 201-1, de acordo com 15 outra concretização da presente invenção. O sinal de audio codificado 201-1 compreende um sinal de baixa-frequência codificado 201-2 e parâmetros de banda superior 201-3. Neste caso, o sinal de audio codificado 201-1 pode corresponder ao sinal de áudio codificado 103-1 como provido pelo codificador de 20 extensão de largura de banda 100 mostrado na figura 1. O decodificador de extensão de largura de banda 200 compreende um decodificador de núcleo 210, um módulo de correção 220 e um combinador 230. O decodificador de núcleo 210 é configurado para decodificação do sinal de baixa-frequência codificado 201-2 para 25 obter um sinal de baixa-frequência decodificado 211-1. O sinal de baixa-frequência decodificado 211-1 compreende uma banda de frequência de núcleo 211-2. O módulo de correção 220 é configurado para gerar um sinal corrigido 221-1 com base no sinal de baixa-frequência decodificado 211-1 e nos parâmetros de ‘ banda superior 201-3, sendo que o sinal corrigido 221-1 compreende uma banda de frequência superior 221-2 gerada a partir da banda de frequência de núcleo 211-2. Finalmente, o 5 combinador 230 é configurado para combinar o sinal corrigido 221-1 e o sinal de baixa-frequência decodificado 211-1 para obter um sinal de saida combinado 231-1. Particularmente, o sinal corrigido 221-1 pode ser um sinal em uma faixa de frequência-alvo de um algoritmo de extensão de largura de banda, 1 10 enquanto o sinal de saida combinado 231-1 provido pelo decodificador de extensão de largura de banda 200 pode ser um sinal manipulado com uma largura de banda estendida (231-2). A figura 3 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um codificador de extensão de largura de 15 banda 300. O codificador de extensão de largura de banda 300 pode compreender um filtro passa-baixo (LP) e um filtro passaalto (HP) . Os filtros podem ser implementados para gerar uma versão filtrada em passa-baixo do sinal de áudio 101-1 que é o sinal de baixa-frequência 101-2 e uma versão filtrada em passa20 alto do sinal de áudio 101-1 que é o sinal de alta-frequência 101-4. Conforme mostrado na figura 3, o codificador de extensão de largura de banda 300 pode compreender também um sinal de alta-frequência 310 para prover informação de controle de janela 311 a ser usado por um calculador de parâmetros 320 e um módulo 25 de correção 330. A informação de controle de janela 311 provida I pelo sinal de alta-frequência 310 pode indicar uma pluralidade 111-1 de funções de janela de análise a ser aplicada ao bloco 101-6 de amostras de áudio derivadas do sinal de áudio 101-1. O _. .. ... 15/46 calculador de parâmetros 320, particularmente, pode compreender um janelador controlado pelo sinal de alta-frequência 310, sendo que o janelador do calculador de parâmetros 320 é configurado para aplicar a pluralidade 111-1 de funções de janela de análise 5 e uma função de janela de análise 111-2 a ser selecionada pelo comparador 340 ao sinal de alta-frequência 101-4. Neste caso, são obtidos parâmetros de extensão de largura de banda 321-1, 321-2 correspondentes à pluralidade 111-1 de funções de janela de análise conforme indicado pela informação de controle de 10 janela 311 e correspondentes à função de janela de análise 111-2 selecionada conforme provido por uma indicação de janela 340-1 na saida do comparador 340, respectivamente.
Na concretização mostrada na figura 3, o analisador de sinal 110 compreende um módulo de correção 330, 15 que é configurado para gerar uma pluralidade 331-1 de sinais corrigidos com base no sinal de baixa-frequência 101-2, na informação de controle de janela 311 e nos parâmetros de extensão de largura de banda 321-1. Neste caso, os sinais corrigidos 331-1 compreendem uma banda de frequência superior 20 331-2 gerada da banda de frequência de núcleo 101-3. O módulo de correção 330, particularmente, compreende um janelador controlado pelo sinal de alta-frequência 310, sendo que o janelador do módulo de correção 330 é configurado para aplicar a pluralidade 111-1 de funções de janela de análise ao sinal de 25 baixa-frequência 101-2.
Além disso, o analisador de sinal 110 do codificador de extensão de largura de banda 300 compreende um comparador 340, que é configurado para determinar pluralidade 341-2 de parâmetros de comparação com base em uma comparação dos sinais corrigidos 331-1 e um sinal de referência, que é o sinal de áudio 101-1 ou um sinal derivado do sinal de áudio tal como o sinal de alta-frequência 101-4, indicado pela 5 linha tracejada, sendo que a pluralidade 341-2 de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade 111-1 de funções de janela de análise. 0 comparador 340 é, além disso, configurado para prover uma indicação de janela 341-1 correspondente a uma função de janela de análise 111-2, pela qual um parâmetro de comparação 10 satisfaz uma condição pré-determinada. Finalmente, o codificador de extensão de largura de banda 300 compreende uma interface de saida 350 para prover um sinal de áudio codificado351, sendo que o sinal de áudio 351 codificado compreende a indicação de janela 341-1. 1 15 Com relação a uma implementação da comparação acima, a figura 7 mostra um diagrama em bloco de uma concretização de um comparador 700, que pode compreender uma medida de planura espectral (SFM) calculador de parâmetros 710, um comparador de parâmetros SFM 720e um extrator de indicação de 20 janela 730, O calculador SFM de parâmetros 710 pode ser implementado para calcular, por exemplo, uma pluralidade 703-1 de parâmetros SFM a partir de uma pluralidade 701-1 de sinais de entrada e um parâmetro SFM de referência 703-2 a partir de um sinal de entrada de referência 701-2. Particularmente, cada 25 parâmetro SFM pode ser calculado pela divisão da media geométrica do espectro de potência pela media aritmética do espectro de potência derivado do sinal de entrada correspondente, sendo que um parâmetro SFM relativamente elevado 17/46 indica que o espectro apresenta uma quantidade similar de potência em todas as bandas espectrais, enquanto um parâmetro SFM relativamente baixo indica que a potência espectral está concentrada em um número relativamente pequeno de bandas. Além 5 disso, o parâmetro SFM também pode ser medido dentro de uma determinada banda parcial (subbanda) ao invés de cruzar toda a banda do sinal de entrada. 0 comparador de parâmetro SFM 720 pode ser implementado para comparar os parâmetros SFM 703-1 com o parâmetro SFM de referência 703-2 para obter uma pluralidade 10 705 de parâmetros de comparação, sendo que os parâmetros de comparação 705 podem ser baseados, por exemplo, nos desvios nos parâmetros SFM comparados. 0 extrator de indicação de janela 730 pode ser implementado para selecionar a partir de uma pluralidade de parâmetros de comparação 705, um parâmetro de 15 comparação, pelo qual uma condição pré-determinada será satisfeita. A condição pré-determinada pode, por exemplo, ser selecionada de forma que o parâmetro de comparação selecionado será um valor minimo da pluralidade de parâmetros de comparação 705. Neste caso, o parâmetro de comparação selecionado 20 corresponderá a um sinal de entrada a partir de uma pluralidade de sinais de entrada 701-1, que é caracterizado por um desvio minimo do sinal de entrada de referência 701-2 em termos de planura espectral.
Especificamente, os sinais de entrada 701-1 25 podem corresponder aos sinais corrigidos 331-1, sendo que os sinais corrigidos 331-1 foram obtidos após a aplicação da pluralidade 111-1 de funções de janela de análise ao sinal de áudio 101-1 ou a um sinal derivado do sinal de áudio 101-1 tal como o sinal de baixa-frequência 101-2, enquanto o sinal de entrada de referência 701-2 pode corresponder ao sinal original de áudio 101-1. Além disso, a pluralidade 705 de parâmetros de comparação do comparador 700 pode corresponder à pluralidade 341-2 de parâmetros de comparação do codificador de extensão de largura de banda 300. Portanto, uma função de janela de análise 111-2 pode ser selecionada que corresponde ao parâmetro de comparação selecionado em que o desvio nos parâmetros SEM dos sinais corrigidos 331-1 e do sinal de áudio 101-1 original, por exemplo, será minimo. A função de janela de análise 111-2 selecionada também pode ser referenciada por uma indicação de janela 707, que pode corresponder à indicação de janela 341-1, provida na saida do comparador 700 ou do comparador 340, respectivamente. Consequentemente, a qualidade de áudio perceptual conforme medida por uma planura espectral, por exemplo, será alterada ou reduzida o menos possivel se a função de janela de análise 111-2 selecionada for escolhida para executar uma extensão de largura de banda tal como dentro de um decodificador de extensão de largura de banda.
Além disso, a pluralidade 111-1 de funções de janela de análise indicada pela informação de controle de janela 311 na saida do sinal de alta-frequência 310 pode compreender diferentes funções de janela de análise, que apresentam diferentes características de janela que por sua vez apresentam o mesmo comprimento de janela com o bloco 101-6 em tempo. Particularmente, as diferentes funções de janela de análise podem ser caracterizadas por diferentes funções de resposta de frequência ("funções de transferência") obtidas a partir de uma análise espectral. As funções de transferência, por sua vez, podem ser distinguidas por funções características tais como suas larguras de lobo principais, niveis de lobo laterais ou atenuações de lobo laterais. As diferentes funções de janela de análise também podem ser divididas em diversos grupos com relação às suas características de desempenho tais como resolução espectral ou faixa dinâmica. Por exemplo, janelas de alta e moderada resolução podem ser representadas por funções de janela retangular, triangular, coseno, coseno-elevado, de Hamming, de Hann, de Bartlett, de Blackman, de Gaussian, de Kaiser ou de Bartlett-Hann, enquanto janelas de alta faixa dinâmica ou de baixa resolução podem ser representados por funções de janela flat-top, Blackman-Harris ou Tukey. Em concretizações alternativas, também pode ser possivel usar funções de janela que apresentam um número diferente de amostras (i.e. janelas de diferentes comprimentos).
Especificamente , a aplicação de diferentes funções de janela de análise 111-1, que podem pertencer a diferentes grupos de funções de janela de análise, ao bloco 1016 de amostras de áudio pelo uso do módulo de correção 330, por exemplo,resultará em sinais corrigidos 331-1 que apresentam diferentes funções características tais como diferentes parâmetros SEM.
A figura 4 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um decodificador de extensão de largura de banda 400, que pode fazer uso explicitamente da indicação de janela 341-1 conforme previsto, por exemplo pelo codificador de extensão de largura de banda 300 ilustrado na figura 3. O decodificador de extensão de largura de banda 400, particularmente, é implementado para atuar sobre um sinal de áudio 401-1 codificado, que compreende, além de um sinal de baixa-frequência codificado 401-2 e parâmetros de banda superior 401-3, uma indicação de janela 401-4. Neste caso, o sinal de baixa-frequência codificado 401-2, os parâmetros de banda superior 401-3 e a indicação de janela 401-4 podem corresponder ao sinal de baixa-frequência codificado 121, aos parâmetros de extensão de largura de banda 321-2 e â saida de indicação de janela 341-1 a partir da interface de saida 350 do codificador de extensão de largura de banda 300, respectivamente. Na concretização mostrada na figura 4, o decodificador de extensão de largura de banda 400 compreende um decodificador de núcleo 410, que pode corresponder ao decodif icador de núcleo 210 do decodificador de extensão de largura de banda 200, sendo que o decodificador de núcleo 410 é configurado para decodificar o sinal de baixa-frequência codificado 401-2, sendo que o sinal de baixa-frequência decodificado 411-1 compreende uma banda de frequência de núcleo 411-2. Além disso, o decodificador de extensão de largura de banda 400 compreende um módulo de correção 420, que pode corresponder ao módulo de correção 220 do decodificador de extensão de largura de banda 200, sendo que o módulo de correção 420 compreende um janelador controlável para selecionar uma função de janela de análise a partir de uma pluralidade de funções de janela de análise baseadas na indicação de janela 401-4 e para aplicação da função de janela de análise selecionada ao sinal de baixa-frequência decodificado 411-1. Desse modo, um sinal corrigido 421 será obtido na saida do módulo de correção 420. 0 sinal corrigido 421 também pode ser combinado com o sinal de baixa-frequência 411-1 através de um combinador 430 de forma que um sinal de saida combinado 431 será emitido a partir do decodificador de extensão de largura de 5 banda 400. Neste caso, o sinal corrigido 421, o sinal de baixafrequência decodificado 411-1, o combinador 430 e o sinal de saida combinado 431 podem corresponder ao sinal corrigido 221-1, ao sinal de baixa-frequência decodificado 211-1, ao combinador 230 e ao sinal de saida combinado 231-1, respectivamente. Como 10 antes, o sinal de saida combinado 431 pode ser um sinal manipulado com uma largura de banda estendida.
Com relação às figuras 3 e 4, pode ser vantajoso que a indicação de janela 341-1; 401-4 correspondente a uma função ótima de janela de análise obtida com uma análise 15 de sinal no lado de codificador (figura 3), possa ser transmitida dentro do sinal de áudio 351 codificado; 401-1 e em seguida ser usada pelo módulo de correção 420 de forma que uma extensão de largura de banda possa ser executada sem necessidade de uma outra análise de sinal no lado de decodificador (figura 20 4) .
A figura 5 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um codificador de extensão de largura de banda 500. O codificador de extensão de largura de banda 500 compreende essencialmente os mesmos blocos como o codificador de 25 extensão de largura de banda 300 na figura 3. Portanto, blocos idênticos que apresentam implementações similares e /ou funções são assinalados pelos mesmos números. Porém, diferentemente da concretização ilustrada na figura 3, o codificador de extensão de largura de banda 500 compreende um comparador 510, que é configurado para comparar a pluralidade de sinais corrigidos 333-1 com um sinal de referência 1 de baixa-frequência derivado do sinal de áudio 101-1. O codificador de extensão de largura de 5 banda 500 também pode compreender opcionalmente um decodificador de núcleo 520, que é implementado para prover um sinal de baixafrequência decodificado 521 mediante decodificação do sinal de baixa-frequência codificado 121 a partir da saida do codificador de núcleo 120. Para o sinal de baixa-frequência de referência, 10 por exemplo, pode ser usado o sinal de baixa-frequência 101-2 que é uma versão filtrada em passa-baixo do sinal de áudio 101-1 ou do sinal de baixa-frequência decodificado 521 a partir da saida do decodificador de núcleo 520. Além disso, o comparador 510 é configurado para prover uma indicação de janela 511 15 correspondente a uma função (ótima) selecionada de janela de análise, sendo que, neste caso, a seleção por janela é baseada na comparação dos sinais corrigidos 331-1 com o sinal de baixafrequência 101-2 ou 521 de referência. Como com a indicação de janela 341-1 na concretização ilustrada na figura 3, a indicação 20 de janela 511 pode ser fornecida ao calculador de parâmetros 320 de forma que apenas os parâmetros BWE 321-2 correspondentes à indicação de janela 511, serão obtidos. Os parâmetros BWE 321-2, junto com o sinal de baixa-frequência codificado 121, podem ser fornecidos a uma interface de saida 530. Neste caso, a indicação 25 de janela 511, porém, não pode ser fornecida à interface de saida 530. Finalmente, a interface de saida 530 é configurada para prover um sinal de áudio 531 codificado, sendo que o sinal de áudio 531 codificado nâo compreende a indicação de janela 511.
A figura 6 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um decodificador de extensão de largura de banda 600. O decodificador de extensão de largura de banda 600, particularmente, é implementado para atuar sobre um sinal de áudio 601-1 codificado, que compreende um sinal de baixafrequência codificado 601-2 e parâmetros de banda superior 6013. Neste caso, o sinal de áudio 601-1 codificado, i sinal de baixa-frequência codificado 601-2 e os parâmetros de banda superior 601-3 podem corresponder ao sinal de áudio 201-1 codificado, ao sinal de baixa-frequência codificado 201-2 e aos parâmetros de banda superior 201-3, respectivamente. Especialmente na concretização, ilustrada na figura 6, o sinal de áudio 601-1 codificado, que é alimentado no decodificador de extensão de largura de banda 600, não compreende uma indicação de janela. Por essa razão, uma análise de sinal com o objetivo de selecionar uma função de janela apropriada a ser aplicada tal como dentro de um esquema de extensão de largura de banda é necessária neste caso no lado de decodificador (figura 6).
Conforme ilustrado na figura 6, o módulo de correção 220 do decodificador de extensão de largura de banda 600 compreende um janelador de análise 610, um conversor de tempo/espectro 620, um processador de dominio de frequência 630, um conversor de frequência/tempo 640, um janelador de sintese 650, um comparador 660 e um módulo de extensão de largura 670. Além disso, o decodificador de extensão de largura de banda 600 compreende um decodificador de núcleo 680 para a decodificação do sinal de baixa-frequência codificado 601-2, sendo que o sinal de baixa-frequência decodificado 681-1 compreende uma banda de frequência de núcleo 681-2. Neste caso, o decodificador de núcleo 680 e o sinal de baixa-frequência decodificado 681-1 5 podem corresponder ao decodificador de núcleo 210 e o sinal de baixa-frequência decodificado 211-1, respectivamente.
O janelador 610 de analise é configurado para aplicação de uma pluralidade de funções de janela de análise tal como as funções de janela de análise 111-1 nas concretizações do 10 codificador de extensão de largura de bandas 300; 500 ao sinal de baixa-frequência decodificado 681-1 para obter uma pluralidade 611 de sinais de baixa-frequência janelados. O conversor de tempo/espectro 620 é configurado para converter os sinais de baixa-frequência janelados 611 em espectros 621. O 15 processador de dominio de frequência 630 é configurado para processor os espectros 621 em um dominio de frequência para obter espectros modificados 631. O conversor de frequência/tempo 640 é configurado para converter os espectros modificados 631 em sinais de dominio de tempo modificados 641, O janelador de 20 sintese 650 é configurado para aplicar uma pluralidade de funções de janela de sintese aos sinais de dominio de tempo modificados 641, sendo que as funções de janela de sintese são combinadas com as funções * de janela de análise, para obter sinais de dominio de tempo modificados janelados 651. 25 Particularmente, as funções de janela de sintese podem ser combinadas com as funções de janela de análise de forma que a aplicação das funções de janela de sintese compensará o efeito das funções de janela de análise correspondentes. O comparador 660 é configurado para determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação da pluralidade 651 de sinais de dominio de tempo modificados janelados e o sinal de baixa-frequência decodificado 681-1, sendo que uma pluralidade 5 de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade 111-1 de funções de janela de análise que havia sido aplicada ao sinal de baixa-frequência decodificado 681-1 pelo janelador de analise 610. O comparador 660 é além disso configurado para selecionar uma função de janela de análise pela qual um parâmetro de 10 comparação satisfaz uma condição pré-determinada. Neste caso, o comparador 660 pode ser especialmente configurado conforme discutido anteriormente no contexto da figura 7. A função de janela de análise selecionada e a função de janela de sintese podem constituir uma indicação de janela 661, provida na saida 15 do comparador 660. Porém, em oposição à concretização do decodificador de extensão de largura de banda 400 ilustrado na figura 4, sendo que a indicação de janela 401-4 usada para executar uma extensão de largura de banda no lado de decodificador está presente no sinal de áudio 401-1 codificado, 20 a indicação de janela 661 do decodificador de extensão de largura de banda 600 ilustrado na figura 6 não está disponível no sinal de áudio 601-1 codificado, de forma que a indicação de janela 661 deve ser determinada a partir da análise do sinal de baixa-frequência decodificado 681-1, derivado do sinal de áudio 25 601-1 codifico, primeiro. Além disso, o módulo de correção 220 do decodificador de extensão de largura de banda 600 pode compreender um módulo de extensão de largura 670, que é configurado para realizar um algoritmo de extensão de largura de banda em que o módulo de correção 220 gerará um sinal corrigido 671 com base no sinal de baixa-frequência decodificado 681-1, na função de janela de análise e na função de janela de sintese selecionadas pelo comparador 660 e no parâmetro de banda 5 superior 601-3. Finalmente, os sinais corrigidos 671 e o sinal de baixa-frequência decodificado 681-1 podem ser combinados por um combinador 690 para obter um sinal de saída combinado 691 que apresenta uma largura de banda estendida. Neste caso, o sinal corrigido 671, o sinal de baixa-frequência decodificado 10 681-1, o combinador 690 e o sinal de saída combinado 691 podem corresponder ao sinal corrigido 221-1, ao sinal de baixafrequência decodificado 211-1, ao combinador 230 e ao sinal de saída combinado 231-1 do decodificador de extensão de largura de banda 200 ilustrado na figura 2, respectivamente. 15 Nas concretizações dos codificadores/decodifiçados de extensão de largura de bandas anteriormente apresentados, os comparadores empregados podem corresponder ao comparador 700 conforme descrito na figura 7. Especificamente, o comparador 700 pode ser implementado para 20 receber, como a pluralidade de sinais de entrada 701-1, a pluralidade 331-1 de sinais corrigidos do codificador de extensão de largura de bandas 300 e 500 nas figuras 3 e 5 ou a pluralidade 651 de sinais de domínio de tempo modificados janelados do decodificador de extensão de largura de banda 600 25 na figura 6 e, com o sinal de entrada de referência 701-2, o sinal de áudio 101-1 assinalado pelo 'sinal de referência' na figura 3 ou o sinal de alta-frequência 101-4 indicado pela linha tracejada na figura 3, o sinal de baixa-frequência 101-2 27/46 indicado peio ' sinal de baixa-frequência de referência' na figura 5 ou o sinal de baixa-frequência decodificado 521 indicado pela linha tracejada na figura 5 ou pelo sinal de baixa-frequência decodificado 681-1 do decodificador de 5 extensão de largura de banda 600 na figura 6. O comparador 700 é além disso configurado para prover a indicação de janela 707, que pode corresponder à indicação de janela 341-1 do codificador de extensão de largura de banda 300 na figura 3, à indicação de janela 511 do codificador de extensão de largura de banda 500 na 10 figura 5 ou à indicação de janela 661 do decodificador de extensão de largura de banda 600 na figura 6. Conforme acima discutido, a comparação, por exemplo, ser baseada em um cálculo dos parâmetros SFM dos sinais de entrada.
Alternativamente, os sinais de entrada 701-1 também podem ser 15 comparados aos sinais de entrada 701-2 de referência com base em um cálculo em termos de amostra das diferenças em seu s valores de sinal de áudio.
Nas concretizações anteriores, a seleção por janela é feita através de uma análise de sinal em que uma 20 pluralidade de diferentes funções de janela de análise é aplicada ao sinal de áudio ou a um sinal derivado do sinal de áudio, gerando uma pluralidade de diferentes sinais (sintetizados) corrigidos. A partir dessa pluralidade de sinais sintetizados, uma função de janela ideal é selecionada com base 25 em um critério pré-definido baseado em uma comparação dos sinais sintetizados com o sinal de áudio original ou um sinal derivado do sinal de áudio. A função de janela selecionada é em seguida aplicada ao sinal de áudio ou a um sinal derivado do 28/46 sinal de áudio tal como dentro de um esquema de extensão de largura de banda de forma que um sinal (sintetizado) corrigido especifico será gerado. 0 procedimento acima, particularmente, corresponde a um loop fechado e pode ser denominado como 5 esquema "de análise-por-sintese'. Alternativamente, a seleção por janela também pode ser feita através de uma análise direta de um sinal de entrada que é o sinal de áudio ou um sinal derivado do sinal de áudio, sendo que o sinal de entrada original é analisado/classificado com relação a determinada 10 característica de sinal tal como uma medida da tonalidade. Este esquema de análise alternativo que corresponde a um loop aberto será apresentado nas concretizações a seguir.
A figura 8 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um codificador de extensão de largura de 15 banda 800. Neste caso, a estrutura básica do codificador de extensão de largura de banda 800 corresponde à aquela do codificador de extensão de largura de banda 300 ilustrado na figura 3. Portanto, blocos idênticos mostrados nas figuras 3 e 8 podem ser assinalados pelos mesmos números. 20 0 analisador de sinal 110 do codificador de extensão de largura de banda 800 compreende um classificador de sinal 810, sendo que o classificador de sinal 810 é configurado para classificar o sinal de áudio 101-1 ou um sinal derivado do sinal de áudio tal como o sinal de alta-frequência 25 101-4 (linha tracejada) para determinar uma indicação de janela 811 que corresponde a uma função de janela de análise baseada em uma característica de sinal do sinal classificado. Por exemplo, o classificador de sinal 810 pode ser implementado para determinar a indicação de janela 811 calculando-se uma medida de tonalidade a partir do sinal de áudio 101-1 ou do sinal de alta-frequência 101-4, sendo que a medida de tonalidade pode indicar como a energia espectral é distribuída em suas bandas. 5 No caso da energia espectral ser distribuída relativamente uniformemente em uma banda, um sinal bastante não-tonal ('sinal ruidoso') existirá nesta banda e a indicação de janela 811 pode ser referida a uma primeira que apresenta uma primeira característica adaptada a ser aplicada ao sinal não-tonal, 10 enquanto no caso da energia espectral ser relativamente fortemente concentrada e um determinado local nesta banda, um sinal bastante tonal existirá para esta banda e a indicação de janela 811 poderá ser referida a uma segunda função de janela, que apresenta uma segunda característica adaptada para ser 15 aplicada ao sinal tonal. Além disso, o codificador 800 compreende um sinal de alta-frequência 820 para prover informação de controle de janela 821, com base na indicação-de janela 811 determinada pelo classificador de sinal 810. O calculador de parâmetros 830 do codificador 800 compreende um 20 janelador controlado pelo sinal de alta-frequência 820, sendo que o janelador do calculador de parâmetros 830 é configurado para aplicar uma função de janela de análise com base na informação de controle de janela 821 ao sinal de alta-frequência 101-4 para obter parâmetros BWE 831. O sinal de alta-frequência 25 820 pode, por exemplo, ser implementado para prover a informação de controle de janela 821 para o calculador de parâmetros 830 de forma que uma primeira janela caracterizada por uma função de transferência com uma primeira largura de um lobo principal será aplicada pelo janelador do calculador de parâmetros 830, quando a medida de tonalidade determinada estiver abaixo de um limiar pré-definido ou uma segunda janela caracterizada por uma função de transferência com uma segunda largura de um lobo 5 principal será aplicada pelo janelador do calculador de parâmetros 830, quando a medida de tonalidade determinada for igual ou estiver acima do limiar pré-definido , sendo que a primeira largura do lobo principal da função de transferência é maior do que a segunda largura do lobo principal da função de 10 transferência. Particularmente, no contexto de um esquema de extensão de largura de banda, pode ser vantajoso usar a função de janela que apresenta um lobo principal bastante amplo da função de transferência no caso de um sinal não-tonal e um lobo principal bem pequeno da função de transferência, em caso de um 15 sinal tonal. O codificador de núcleo 120 do codificador de extensão de largura de banda 800 é configurado para codificar o sinal de baixa-frequência 101-2 para obter um sinal de baixafrequência codificado 121. Conforme na concretização mostrada 20 na figura 3, o sinal de baixa-frequência codificado 121, a indicação de janela 811 e os parâmetros BWE 831 podem ser fornecido a uma interface de saida 840 para prover um sinal de áudio codificado 841 compreendendo a indicação de janela 811.
A figura 9 mostra um diagrama em bloco de uma 25 implementação de um classificador de sinal 900, que pode ser usado para a análise direta do sinal de áudio 101-1 na concretização das figuras 8, 10 e 11. O classificador de sinal 900 pode compreender uma medida de tonalidade 910, um caracterizador de sinal 920 e uma seletor de janela 930. 0 medidor de tonalidade 910 pode ser configurado para analisar o sinal de áudio 101-1 a fim de determinar uma medida de tonalidade 911 do sinal de áudio 101-1. O caracterizador de 5 sinal 920 pode ser configurado para determinar uma característica de sinal 921 do sinal de áudio 101-1 com base na medida de tonalidade 911 provida pelo medidor de tonalidade 910. Particularmente, o caracterizador de sinal 920 é configurado para determinar se o sinal de áudio 101-1 corresponde a um 10 sinal ruidoso ou melhor a um sinal tonal. Finalmente, o seletor de janela 930 é implementado para prover a indicação de janela 811 com base na característica de sinal 921.
A figura 10 mostra um diagrama em bloco de uma outra concretização de um codificador de extensão de 15 largura de banda 1000, que pode corresponder ao codificador de extensão de largura de banda 500 ilustrado na figura 5. Correspondentemente, blocos idênticos nas concretizações ilustrados nas figuras 5 e 10 são assinalados pelos mesmos números. O analisador de sinal 110 do codificador de extensão de 20 largura de banda 1000 compreende um classificador de sinal 1010, sendo que o classificador de sinal 1010 é configurado para classificar o sinal de baixa-frequência 101-2 derivado do sinal de áudio 101-1 para determinar uma indicação de janela 1011, que corresponde a uma função de janela de análise com 25 base em uma característica de sinal do sinal classificado provido pelo classificador de sinal 1010. Além disso, o codificador 1000 compreende um sinal de alta-frequência 1020 para prover informação de controle de janela 1021 com base na indicação de janela 1011 determinada pelo classificador de sinal 1010. O calculador de parâmetros 1030 do codificador de extensão de largura de banda 1000, compreende um janelador controlado pelo sinal de alta-frequência 1020, sendo que o 5 janelador do calculador de parâmetros 1030 é configurado para aplicar uma função de janela de análise, com base na informação de controle de janela 1021 ao sinal de alta-frequência 101-4 a fim de obter parâmetros BWE 1031. O codificador de extensão de largura de banda 1000 pode compreender um codificador de núcleo 10 120 para codificar o sinal de baixa-frequência 101-2 para obter um sinal de baixa-frequência codificado 121. Além disso, o codificador de extensão de largura de banda 1000 também pode compreender opcionalmente um decodificador de núcleo 1050, indicado pelo bloco tracejado , que é configurado para 15 decodificar o sinal de baixa-frequência codificado 121 para obter um sinal de baixa-frequência decodificado 1051 (seta tracejada). Correspondentemente, o classificador de sinal 1010 pode ser opcionalmente configurado para analisar / classificar o sinal de baixa-frequência decodificado 1051 a fim de determinar 20 a indicação de janela 1011. O sinal de baixa-frequência codificado 121 e os parâmetros BWE 1031 além disso podem ser aplicados a uma interface de saida 1040, que é configurada para prover um sinal de áudio codificado 1041, que não compreende a indicação de janela 1011. Neste caso, o sinal de áudio 25 codificado 1041 pode corresponder ao sinal de áudio codificado 531 ilustrado na figura 5. neste caso, a indicação de janela não está presente no sinal de áudio codificado no lado de codificador (figura 10) , que significa que a indicação de janela deve ser determinada no lado de decodificador (figura 11) como será a seguir ilustrado. A figura 11 mostra um diagrama em bloco de uma 5 outra concretização de um decodificador de extensão de largura de banda 1100, que pode corresponder ao decodificador de extensão de largura de banda 600 ilustrado na figura 6. Correspondentemente, blocos idênticos nas concretizações das figuras 6 e 11 são assinalados pelos mesmos números. 10 Particularmente, o decodificador de extensão de largura de banda 1100 compreende um decodificador de núcleo 680 para decodificar o sinal de baixa-frequência codificado 601-2 para obter um sinal de baixa-frequência decodificado 681-1. 0 módulo de correção 220 do decodificador de extensão de largura de banda 15 1100 compreende um classificador de sinal 1110, que é configurado para analisar/classificar o sinal de baixafrequência decodificado 681-1 para determinar uma indicação de janela 1111 que corresponde a uma função de janela de análise, com base em uma característica de sinal do sinal analisado. Além 20 disso, o decodificador 1100 compreende um sinal de altafrequência 1120 para prover informação de controle de janela 1121, com base na indicação de janela 1111, determinada pelo classificador de sinal 1110. Além disso, o’ decodificador 1100 pode compreender um módulo BWE 1130, que pode ser configurado 25 de forma que o módulo de correção 220 gera um sinal corrigido 671 baseado no sinal de baixa-frequência decodificado 681-1, na função de janela de análise baseada na informação de controle de janela 1121 e no parâmetro de banda superior 601-3. O sinal corrigido 671 e o sinal de baixa-frequência decodificado 681-1 também pode ser combinado através de combinador 690 para obter um sinal de saída combinado 691. O esquema de análise-por-sintese das concretizações anteriores também pode ser usado no contexto de uma implementação de codificador de voz de fase. Correspondentemente, a figura 12 mostra um diagrama em bloco de uma concretização de codificador de voz de fase processor 1200. O processador de codificador de voz de fase 1200 para processamento de um sinal de áudio 1201 pode compreender um janelador de análise 1210, um conversor de tempo/espectro 1220, um processador de domínio de frequência 1230, um conversor de frequência/tempo 1240, um janelador de síntese 1250, um comparador 1260 e um somador de sobreposição 1270. Especificamente, o janelador de análise 1210 pode ser configurado para aplicar uma pluralidade 111-1 de funções de janela de análise ao sinal de áudio 1201 ou a um sinal derivado do sinal de áudio tal como o sinal de baixa-frequência decodificado 1202 indicado pela seta tracejada, sendo que o sinal de áudio 1201 apresenta um bloco de amostras de áudio, em que o bloco apresenta um comprimento especificado em tempo, para obter uma pluralidade 1211 de sinais de áudio janelados. 0 conversor de tempo/espectro 1220 pode ser configurado para converter os sinais de áudio janelados 1211 em espectros 1221. 0 processador de domínio de frequência 1230 pode ser configurado para processor os espectros 1221 em um domínio de frequência para obter espectros modificados 1231. O conversor de frequência/tempo 1240 pode ser configurado para converter os espectros modificados 1231 em sinais de sinais de dominio de tempo modificados 1241. 0 janelador de síntese 1250 pode ser configurado para aplicar uma pluralidade de funções de janela de síntese aos sinais de domínio de tempo modificados 1241, sendo 5 que as funções de janela de síntese são combinadas com as funções de janela de análise, para obter sinais de domínio de tempo modificados janelados 1251. O comparador 1260 além disso pode ser configurado para determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação da 10 pluralidade de sinais de domínio de tempo modificados janelados 1251 e o sinal de áudio 1201 ou um sinal derivado do sinal de áudio tal como o sinal de baixa-frequência decodificado 1202 (linha tracejada), sendo que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade de funções de janela de 15 análise, e sendo que o comparador 1260 é além disso configurado para selecionar uma função de janela de análise e uma função de janela de síntese pela qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição pré-determinada. Neste caso, devemos notar que a função de janela de análise e a função de janela de 20 síntese selecionadas pelo comparador 1260 podem ser determinadas de modo similar conforme descrito anteriormente no contexto das concretizações anteriores. Particularmente, o comparador 1260 pode ser implementado como na concretização mostrada na figura 7. Em seguida, a função de janela de análise selecionada e a 25 função de janela de síntese podem ser usadas para iniciar a trajetória de sinal no janelador de análise 1210 e terminá-la com o janelador de síntese 1250antes do comparador 1260 na cadeia de processamento, conforme ilustrado na figura 12, de forma que um sinal de domínio de tempo modificado janelado 1255 específico (otimizado) seja obtido na saída do janelador de síntese 1250. Finalmente, o somador de sobreposição 1270 pode ser configurado para somar blocos consecutivos sobrepostos do 5 sinal de domínio de tempo modificado janelado 1255 que havia sido modificado pela função de janela de análise e função de janela de síntese selecionadas pelo comparador 1260 para obter um sinal temporariamente difusor 1271. Particularmente, o sinal temporariamente 10 difusor 1271pode ser obtido pelo espaçamento dos blocos consecutivos sobrepostos do sinal de domínio de tempo modificado janelado 1255 mais afastados entre si do que os blocos correspondentes do sinal de áudio 1201 original ou do sinal de baixa-frequência decodificado 1202. Adicionalmente, o somador 15 de sobreposição 1270 neste caso, que age como um difusor de sinal, também pode ser configurado para difundir temporariamente o sinal de áudio 1201 ou o sinal de baixafrequência decodificado 1202, em que o tom do mesmo não será mudado, levando a um cenário de "extensão de tempo puro". 20 Alternativamente, o comparador 1260 também pode ser colocado após o somador de sobreposição 1270 na cadeia de processamento de forma que este último também será incluído no esquema de análise-por-síntese, que pode ser vantajoso na medida em que neste caso, efeitos dos diferentes sinais de domínio de 25 tempo modificados janelados 1251 processados pelo somador de sobreposição 1270 também podem ser considerado por uma comparação subsequente/seleção por janela.
Em outras concretizações alternativas, o processador de codificador de voz de fase 1200 também pode compreender um decimador na forma de, por exemplo, um conversor de taxa de amostra simples , sendo que o decimador pode ser 5 configurado para decimar (comprimir) o sinal difundido de forma que seja obtido um sinal decimado em uma faixa de frequência alvo de um algoritmo de extensão de largura de banda.
Em outras concretizações alternativas, um 10 processador de codificador de voz de fase também pode ser implementado para executar uma análise direta de um sinal de áudio de entrada com o objetivo de selecionar uma função de janela de análise ótima adaptada à característica de sinal do sinal de áudio analisado. Particularmente, verificou-se que 15 determinados sinais se beneficiam do uso de janelas de análise especializadas para o codificador de voz de fase. Por exemplo, sinais ruidosos são melhor analisados mediante aplicação de, por exemplo, uma janela Tukey, enquanto sinais predominantemente tonais se beneficiam de um lobo principal 20 pequeno da função de transferência conforme provido por exemplo pela janela de Bartlett.
Em suma, podemos verificar que o procedimento de seleção da função de janela ótima pode ser executado apenas no lado de codificador tal como dentro do codificador de 25 extensão de largura de bandas 300 e 800 das figuras 3 e 8, sendo que a indicação de janela provida é transmitida para o lado de decodificador tal como o decodificador de extensão de largura de ou ambos no lado de codificador e no ‘ lado de decodificador tai como com relação aos !i • . codificadores/decodificadores de extensão de largura de bandas 500 e 600 das figuras 5 e 6 ou aos codificadores/decodificadores de extensão de largura de bandas 1000 e 1100 das figuras 10 e . 5 11. I
Neste contexto, pode ser vantajoso que neste 'I ‘ " ultimo caso, a indicação de janela não precisa ser armazenada como informação adicional lateral dentro do sinal codificado de áudio de forma que a taxa de bites para armazenamento ou 10 transmissão do sinal de áudio codificado possa ser reduzida.
A figura 13 ilustra uma concretização de um aparelho 1300, que pode ser usada para a comutação entre diferentes análises e janelas de sintese dependentes de informação de controle no contexto de transformadas tempo15 frequência aplicável a aplicações de codificador de voz de fase. O fluxo de bites de entrada 1301-1 pode ser interpretado por um interpretador de fluxo de dados, que é implementado para separar a informação de controle 1301-2 a partir dos dados de áudio 1301-3. Além disso, dependendo da informação de controle 20 1301-2, uma função de janela de análise 1311-1 a partir de uma pluralidade 1311-2 de janelas de análise pode ser aplicada aos dados de áudio 1301-3. Neste caso, a titulo de exemplo, a pluralidade 1311-2 de janelas de análise compreende quarto diferentes janelas de análise assinaladas pelos blocos "janela 25 de análise 1" para "janela de análise 4", sendo que a "janela de análise 1" de bloco refere-se à janela de análise aplicada 1311-1. A informação de controle 1301-2, particularmente, havia sido obtida através de um cálculo direto da característica de sinal ou um esquema de análise-por-sintese descrito correspondentemente. No caso de um sinal ruidoso por exemplo, uma janela Tukey pode ser selecionada, enquanto no caso de um sinal tonal, por exemplo, uma janela Bartlett pode ser selecionada. A janela Tukey, que também pode ser denominada como um ajanela coseno-afilada , pode ser imaginada como um lobo coseno de largura (cx ■ 2) N convolvida com uma janela retangular de largura (1.0 a-2) N. A janela Tukey pode ser definida por
Sendo que a janela envolve da janela retangular para a janela de Hanning como o parâmetro cx varia de 0 para unidade. A janela de Bartlett que representa uma janela triangular pode ser definida como
(2) nas equações (1) e (2), n é um valor integral e N a largura ( amostras) das funções de janela tempo-discreto w (n) .
O sinal de audio janelado obtido após aplicação da janela de análise 1311-1 pode ainda ser transformado em um bloco 1320 assinalado por "transformação de tempo-frequência" a partir do dominio de tempo para um dominio de frequência. O espectro obtido pode ser então processado em um bloco 1330 assinalado por "processamento de dominio de frequência". Particularmente, o bloco 1330 pode compreender um modificador de fase para modificar fases de valores espectrais do espectro. Então, o espectro processado pode ser transformado em um bloco 1340 assinalado por "transformação de frequência-tempo" novamente para o dominio de tempo para obter um sinal de dominio de tempo modificado. Finalmente, dependendo da informação de controle 1301-2, uma janela de sintese 1351-1 a partir de uma pluralidade de janelas de sintese 1351-2 assinalada por "janela de sintese 1" a janela de sintese 4", sendo que a janela de sintese 1351-1 compensa o efeito da janela de análise 1311-1, pode ser aplicada ao sinal de dominio de tempo modificado para obter, após soma de contribuições a partir de todas as possíveis trajetórias de sinal em um bloco 1360 indicado por um símbolo mais, o sinal de domínio de tempo modificado janelado 1361 na saída do aparelho 1300.
A figura 14 mostra uma visão geral de uma concretização de um decodificador de extensão de largura de banda 1400 acionador por codificador de voz de fase. Particularmente, um fluxo de áudio de dados 1411-1 pode ser separado em um sinal de baixa-frequência codificado 1411-2 e dados HBE/SBR 1411-3. O sinal de baixa-frequência codificado 1411-2 pode ser decodificado por um decodificador de núcleo 1420 para obter um sinal de baixa-frequência decodificado 1421 compreendendo uma banda de frequência de núcleo 1425. O sinal de baixa-frequência decodificado 1421 por, por exemplo, representar dados PCM (modulação de código de pulso) que apresentam um 5 tamanho de quadro de 1024. O sinal de baixa-frequência decodificado 1421 é ainda fornecido a um estágio de retardo 1430 para obter um sinal atrasado 1431. Em seguida, o sinal atrasado 1431 é emitido a uma banda a um banco de análise 32 QMF (filtro de espelho em quadratura) 1440, que gera por 10 exemplo, subbandas de frequência 32 1441 do sinal atrasado 1431. Os dados HBE/SBR 1411podem compreender informação de controle para controlar uma chave de correção 1450, sendo que a chave de correção 1450 é configurada para comutar entre um algoritmo SBR de correção e um algoritmo de correção HBE. No 15 caso do algoritmo SBR de correção , as subbandas de frequência 1441 são fornecidas a um dispositivo SBR de correção 1460-1 a fim de obter dados QMF corrigidos 1461. Os dados QMF corrigidos 1461 presentes na saida do dispositivo de correção SBR 1460-1 são fornecidos a uma ferramenta HBE/SBR 1470-1 que 20 compreende, por exemplo, uma unidade de arquivamento de ruido 1470-2, uma unidade de reconstrução de harmônicos ausentes 1470-3 ou uma unidade filtrante inversa 1470-4. Particularmente, a ferramenta HBE/SBR 1470-1 pode implementar técnicas conhecidas de replicação de banda espectral a serem usadas nos dados QMF 25 corrigidos 1461. O algoritmo de correção usado pelo dispositivo de correção SBR 1460-1 pode, por exemplo, usar espelhamento ou copiagem dos dados espectrais dentro do dominio de frequência.
Além disso, a ferramenta HBE/SBR 1470-1 é controlada pelos dados HBE/SBR 1411-3. Os dados QMF corrigidos 14 61 e a saida 1471 da ferramenta HBE/SBR 1470-1 são fornecidos a um formatador de envelope 1470. O formatador de envelope 1470 é implementado para ajustar o envelope para a correção gerada de 5 forma que um sinal corrigido de envelope ajustado 1471, que compreende uma banda de frequência superior seja gerada. O sinal de envelope ajustado 1471 é fornecido a um banco de síntese QMF 1480, que é configurado para combinar os componentes da banda de frequência superior com o sinal de áudio no domínio de 10 frequência 1441. Finalmente, um sinal de áudio 1481 de síntese assinalado por "forma de onda" é obtido.
No caso do algoritmo de correção HBE (bloco 1460-2) , o sinal de baixa-frequência decodificado 1421 pode ser reduzido em taxa de amostragem através de um sub-amostrador 15 1490 por , por exemplo um fator de 2 para obter uma versão reduzida em taxa de amostragem do sinal de baixa-frequência decodificado 1491. O sinal reduzido em taxa de amostragem 1491 pode ainda ser processado em um esquema de processamento avançado de um algoritmo harmônico de extensão de largura de 20 banda utilizando-se um codificador de voz de fase.
Por um lado, um esquema de processamento sinaldependente pode ser empregado, fazendo uso da comutação entre um algoritmo padrão conforme ilustrado por uma trajetória de sinal 1500 assinalada por "não" quando um evento transiente não é 25 detectado em um bloco do sinal de baixa-frequência decodificado 1421 através de um detector transiente 1485 e um algoritmo avançado conforme ilustrado por uma trajetória de sinal 1510 assinalada por "sim" partindo da operação de preenchimento (bloco 1515) quando um evento transiente é detectado no bloco.
Por ouro lado, basicamente, pode ser feita uma comutação sinal-dependente de características de janela de 5 análise dentro de um codificador de voz de fase para uma implementação de transformada tempo-frequência conforme descrito anteriormente em detalhes, particularmente, na figura 14, as caixas referenciadas por 1520; 1530 com bordas pontilhadas indicam as janelas que podem ser alteradas pela sinalização. 10 Basicamente, a figura 14 mostra a aplicação da concretização da figura 13 dentro de uma extensão de largura de banda acionada por codificador de voz de fase.
Neste caso, os blocos assinalados por "FFT" (Fast Fourier Transform), "adaptação de fase" e "iFFT" (inverse 15 Fast Fourier Transform) podem corresponder aos blocos 1320, 1330 e 1340 ilustrados na figura 13, respectivamente. Especificamente, os blocos FFT e iFFT de processamento podem ser implementados para aplicar uma transformada Fourier de pequenos intervalos (STFT) ou uma transformada Fourrier discreta 20 (DFT) e uma transformada Fourrier em pequenos intervalos inversos (iSTFT) ou uma transformada Fourrier discreta inversa (iDFT) a um bloco do sinal de baixa-frequência decodificado 1421, respectivamente. Além disso, o decodificador de extensão de largura de banda 1400 ilustrado na figura 14 também pode 25 compreender um estágio de sobre-amostragem 1540, um estágio de somador de sobreposição (OLA) 1550 e um estágio de decimação 1560. possivel comutar entre diferentes janelas em posições aleatórias no sinal de áudio.
Embora a presente invenção tenha sido descrita no contexto de diagrama em blocos, onde os blocos representam componentes de hardware atuais ou lógicos, a presente invenção também pode ser implementada por um método implementado por computador. No ultimo caso, os blocos representam etapas de método correspondentes onde essas etapas significam as funcionalidades realizadas por blocos de hardware fisicos ou lógicos correspondentes.
As concretizações descritas são meramente ilustrativas para os princípios da presente invenção. Naturalmente que modificações e variações dos arranjos e os detalhes descritos aqui são óbvios ao versado na técnica. Portanto, ela é limitada somente pelo escopo das reivindicações de patente impeditivas e não pelos detalhes específicos por meio de descrição e explanação das aqui.
Em função de determinadas exigências de implementação dos métodos inventivos, os métodos inventivos podem ser implementados em hardware ou em software, A implementação pode ser realizada utilizando-se um meio de armazenamento digital , particularmente um disco, um DVD ou um CD que apresenta sinais de controle eletronicamente legíveis ali armazenados, que cooperam com sistemas e computador programáveis, de forma a realizar os métodos inventivos . Em geral, a presente invenção pode portanto ser implementada como um produto de programa de computador com o código de programa armazenado em um portador legível por máquina, sendo que o código de programa é operado para executar os métodos inventivos quando o produto de programa de computador roda em um computador. Em outras palavras, os métodos inventivos são, 5 portanto, um programa de computador que apresenta um código de programa para executar pelo menos um dos métodos inventivos quando o programa de computador roda em um computador. 0 sinal de áudio codificado inventivo pode ser armazenado em qualquer meio de armazenamento legível por máquina tal como um meio de 10 armazenamento digital.
As vantagens do processamento novo são que as concretizações acima referidas, i.e. aparelho, métodos ou programas de computador, descritos neste pedido permitem melhorar a qualidade de áudio perceptual de aplicações de 15 extensão de largura de banda. Particularmente, ele utiliza uma comutação sinal-dependente de características de janela de análise tal como dentro de uma extensão de largura de banda acionada por codificador de voz de fase .
O novo processamento também pode ser usado em 20 outras aplicações de codificador de voz de fase tais como ajuste de tempo puro quando for benéfico considerar características de sinal para a escolha de uma janela ótima de análise ou de síntese.
O conceito apresentado permite que extensão de 25 largura de banda leve em conta as características de sinal para o processamento de correção . A decisão pela janela de análise mais adequada pode ser feita dentro de um loop aberto ou dentro de um loop fechado. Portanto, a qualidade de restituição pode ser otimizada e assim melhorada.
Aplicações proeminentes são decodificadores de áudio baseados em princípios de extensão de largura de banda . 5 Porém, o processamento inventivo também pode aumentar as aplicações de codificador de voz de fase para produção musical ou pós-processamento de áudio.
Claims (22)
1. Codificador de extensão de largura de banda para codificação de um sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o codificador caracterizado por compreender: um analisador de sinal para analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um bloco de amostras de áudio, o bloco compreendendo uma duração especificada no tempo, em que o analisador de sinal é configurado para determinar, a partir de uma pluralidade de janelas de análise, uma janela de análise a ser usada para executar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda; um codificador de núcleo para codificar o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; uma calculadora de parâmetros para calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência; um controlador de janela para fornecer informações de controle de janela indicando uma pluralidade de funções de janela de análise, em que a calculadora de parâmetros compreende um windower controlado pelo controlador de janela, em que o windower é configurado para aplicar a pluralidade de funções da janela de análise e uma função da janela de análise a ser selecionada por um comparador ao sinal de alta frequência, o analisador de sinal compreendendo um módulo de correção , que está configurado para gerar uma pluralidade de sinais corrigidos com base no sinal de baixa frequência, nas informações de controle da janela e nos parâmetros de extensão de largura de banda, em que os sinais corrigidos compreendem bandas de frequência superiores geradas a partir da banda de frequência central; e o comparador configurado para determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação dos sinais corrigidos e um sinal de referência sendo o sinal de áudio ou um sinal derivado do sinal de áudio, em que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade de funções da janela de análise, e em que o comparador é ainda configurado para fornecer uma indicação de janela correspondente a uma função de janela de análise para a qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição predeterminada; e uma interface de saída para fornecer um sinal de áudio codificado, compreendendo o sinal de áudio codificado a indicação da janela.
2. Codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um controlador de janela para fornecer informações de controle de janela indicando uma pluralidade de funções da janela de análise, a calculadora de parâmetros compreendendo um windower controlado pelo controlador de janela, em que o windower é configurado para aplicar a pluralidade de funções da janela de análise e uma função da janela de análise a ser selecionada por um comparador com o sinal de alta frequência, o analisador de sinal compreendendo um módulo de correção, que é configurado para gerar uma pluralidade de sinais corrigidos com base no sinal de baixa frequência, nas informações de controle da janela e nos parâmetros de extensão de largura de banda, em que os sinais corrigidos compreendem bandas de frequência superiores gerado a partir da banda de frequência central, e em que o módulo de correção compreende um windower controlado pelo controlador de janela, em que o windower é configurado para aplicar a pluralidade de funções da janela de análise ao sinal de baixa frequência; um comparador que está configurado para determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação dos sinais corrigidos e um sinal de referência de baixa frequência derivado do sinal de áudio, em que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade de funções da janela de análise e em que o além disso, o comparador é configurado para fornecer uma indicação de janela correspondente a uma função de janela de análise para a qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição predeterminada; e uma interface de saída para fornecer um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado não compreendendo a indicação da janela.
3. Codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um decodificador de núcleo para decodificar o sinal de baixa frequência codificado para obter um sinal de baixa frequência decodificado.
4. Codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comparador é configurado para calcular uma pluralidade de parâmetros SFM para os sinais corrigidos ou os sinais no domínio do tempo modificado em janela e um parâmetro SFM de referência derivado do sinal de áudio ou do sinal de baixa frequência decodificado e para determinar a pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação dos parâmetros SFM e o parâmetro SFM de referência.
5. Codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o analisador de sinal compreende um classificador de sinal, em que o classificador de sinal é configurado para classificar o sinal de áudio ou um sinal derivado do sinal de áudio para determinar uma indicação da janela correspondente a uma função da janela de análise baseada em uma característica de sinal do sinal classificado, o codificador compreendendo um controlador de janela para fornecer informações de controle de janela com base na indicação de janela determinada pelo classificador de sinal, a calculadora de parâmetros compreendendo um windower controlado pelo controlador de janela, em que o windower está configurado para aplicar uma função de janela de análise com base nas informações de controle da janela para o sinal de alta frequência e o codificador compreendendo ainda uma interface de saída para fornecer um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado compreendendo a indicação da janela.
6. Codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o analisador de sinal compreende um classificador de sinal, em que o classificador de sinal é configurado para classificar um sinal de baixa frequência derivado do sinal de áudio para determinar uma indicação de janela correspondente a uma função de janela de análise com base em um característica do sinal classificado, o codificador compreendendo um controlador de janela para fornecer informações de controle de janela com base na indicação de janela determinada pelo classificador de sinal, a calculadora de parâmetros compreendendo um windower controlado pelo controlador de janela, em que o windower está configurado para aplicar uma análise função de janela com base nas informações de controle da janela para o sinal de alta frequência e o codificador compreendendo ainda uma interface de saída para fornecer um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado não compreendendo a indicação da janela.
7. Um decodificador de extensão de largura de banda para decodificar um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado compreendendo um sinal de baixa frequência codificado e parâmetros de banda superior, o decodificador caracterizado por compreender: um decodificador de núcleo para decodificar o sinal de baixa frequência codificado, em que o sinal de baixa frequência decodificado compreende uma banda de frequência central; um módulo de correção que está configurado para gerar um sinal corrigido com base no sinal de baixa frequência decodificado e nos parâmetros da banda superior, em que o sinal corrigido compreende uma banda de frequência superior gerada a partir da banda de frequência central; e um combinador que está configurado para combinar o sinal corrigido e o sinal de baixa frequência decodificado para obter um sinal de saída combinado, em que o módulo de correção compreende: um windower de análise para aplicar uma pluralidade de funções de janela de análise ao sinal de baixa frequência decodificado para obter uma pluralidade de sinais de baixa frequência em janela; um conversor de tempo / espectro para converter os sinais de baixa frequência em janela em espectros; um processador de domínio de frequência para processar os espectros em um domínio de frequência para obter espectros modificados; um conversor de frequência / tempo para converter os espectros modificados em sinais modificados no domínio do tempo; um windower de síntese para aplicar uma pluralidade de funções de janela aos sinais do domínio do tempo modificado, em que as funções da janela de síntese são correspondidas às funções da janela de análise para obter sinais do domínio do tempo modificado em janelas; e um comparador que está configurado para determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação da pluralidade de sinais de domínio de tempo modificado em janelas e o sinal de baixa frequência decodificado, em que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade de funções da janela de análise e em que o o comparador é ainda configurado para selecionar uma função da janela de análise e uma função da janela de síntese para a qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição predeterminada e em que o módulo de correção está configurado para gerar um sinal corrigido com base no sinal de baixa frequência decodificado, a função da janela de análise e a função da janela de síntese selecionada pelo comparador e pelos parâmetros da banda superior.
8. Decodificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sinal de áudio codificado compreende uma indicação da janela e em que o módulo de patch compreende um windower controlável para selecionar uma função da janela de análise a partir de uma pluralidade de funções da janela de análise com base na indicação da janela e para aplicar a função da janela de análise selecionada ao sinal de baixa frequência decodificado.
9. Decodificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o módulo de correção compreende: um classificador de sinal que está configurado para classificar o sinal de baixa frequência decodificado para determinar uma indicação de janela correspondente a uma função de janela de análise com base em uma característica de sinal do sinal classificado, o decodificador compreendendo um controlador de janela para fornecer informações de controle de janela com base na indicação de janela determinado pelo classificador de sinal e em que o módulo de correção está configurado para gerar um sinal corrigido com base no sinal de baixa frequência decodificado, uma função de janela de análise com base nas informações de controle da janela e nos parâmetros da banda superior.
10. Processador de vocoder de fase para processar um sinal de áudio, caracterizado pelo fato de que compreende: um windower de análise para aplicar uma pluralidade de funções da janela de análise ao sinal de áudio ou a um sinal derivado do sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um bloco de amostras de áudio, o bloco compreendendo um comprimento especificado no tempo, para obter uma pluralidade de áudio em janela sinais; um conversor de tempo / espectro para converter os sinais de áudio em janelas em espectros; um processador de domínio de frequência para processar os espectros em um domínio de frequência para obter espectros modificados; um conversor de frequência / tempo para converter os espectros modificados em sinais modificados no domínio do tempo; um windower de síntese para aplicar uma pluralidade de funções da janela de síntese aos sinais do domínio do tempo modificados, em que as funções da janela de síntese são correspondidas às funções da janela de análise, para obter sinais do domínio do tempo modificado em janelas; um comparador que está configurado para determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação da pluralidade de sinais no domínio do tempo modificado em janelas e o sinal de áudio ou um sinal derivado do sinal de áudio, em que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade de análise funções de janela, e em que o comparador é ainda configurado para selecionar uma função de janela de análise e uma função de janela de síntese para a qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição predeterminada; e um somador de sobreposição para adicionar blocos sobrepostos de um sinal de domínio de tempo modificado em janela para obter um sinal espalhado temporalmente, em que o somador de sobreposição é configurado para processar blocos do sinal de domínio de tempo modificado em janela tendo sido modificado por uma função de janela de análise e uma função de janela de síntese selecionado pelo comparador.
11. Método para codificar um sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o método caracterizado por compreender: analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um bloco de amostras de áudio, o bloco compreendendo um período especificado no tempo, para determinar, a partir de uma pluralidade de janelas de análise, uma janela de análise a ser usada para realizar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda ; codificar o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência; fornecer informações de controle de janela indicando uma pluralidade de funções de janela de análise, em que os parâmetros de extensão de largura de banda de cálculo compreendem a aplicação da pluralidade de funções da janela de análise e uma função da janela de análise a ser selecionada no sinal de alta frequência, em que a análise compreende gerar uma pluralidade de sinais corrigidos com base no sinal de baixa frequência, nas informações de controle da janela e nos parâmetros de extensão de largura de banda, em que os sinais corrigidos compreendem bandas de frequência superiores geradas a partir da banda de frequência central; determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação dos sinais corrigidos e um sinal de referência sendo o sinal de áudio ou um sinal derivado do sinal de áudio, em que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade de funções da janela de análise e fornecendo uma janela indicação correspondente a uma função da janela de análise para a qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição predeterminada; e fornecer um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado compreendendo a indicação da janela.
12. Método para decodificar um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado compreendendo um sinal de baixa frequência codificado e parâmetros de banda superior, o método caracterizado por compreender: decodificar o sinal de baixa frequência codificado, em que o sinal de baixa frequência decodificado compreende uma banda de frequência central; gerar um sinal corrigido com base no sinal de baixa frequência decodificado e nos parâmetros da banda superior, em que o sinal corrigido compreende uma banda de frequência superior gerada a partir da banda de frequência central; e combinar o sinal corrigido e o sinal de baixa frequência decodificado para obter um sinal de saída combinado, em que a geração de um sinal corrigido compreende: aplicar uma pluralidade de funções de janela de análise ao sinal de baixa frequência decodificado para obter uma pluralidade de sinais de baixa frequência em janela; converter os sinais de baixa frequência em janela em espectros; processar os espectros em um domínio de frequência para obter espectros modificados; converter os espectros modificados em sinais modificados no domínio do tempo; aplicar uma pluralidade de funções de janela aos sinais do domínio do tempo modificado, em que as funções da janela de síntese são correspondidas às funções da janela de análise para obter sinais do domínio do tempo modificado em janelas; determinar uma pluralidade de parâmetros de comparação com base em uma comparação da pluralidade de sinais de domínio de tempo modificado em janelas e o sinal de baixa frequência decodificado, em que a pluralidade de parâmetros de comparação corresponde à pluralidade de funções da janela de análise e selecionar uma função da janela de análise e uma síntese função de janela para a qual um parâmetro de comparação satisfaz uma condição predeterminada e em que o sinal corrigido é gerado com base no sinal de baixa frequência decodificado, na função da janela de análise e na função da janela de síntese selecionada e nos parâmetros da banda superior.
13. Codificador de extensão de largura de banda para codificar um sinal de áudio para obter um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o codificador caracterizado por compreender: um analisador de sinal para analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio tendo um bloco de amostras de áudio, o bloco tendo uma duração especificada no tempo, em que o analisador de sinal é configurado para determinar, a partir de uma pluralidade de funções da janela de análise, uma função da janela de análise para ser usado para executar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda, em que o analisador de sinal compreende um classificador de sinal, em que o classificador de sinal é configurado para classificar o sinal de áudio ou um sinal derivado do sinal de áudio para determinar uma indicação de janela correspondente à análise função de janela com base em uma característica de sinal do sinal de áudio; um controlador de janela para fornecer informações de controle de janela com base na indicação de janela determinada pelo classificador de sinal, em que a pluralidade de funções de janela de análise indicadas pelas informações de controle de janela em uma saída do controlador de janela compreende diferentes funções de janela de análise com diferentes características de janela, em que as funções da janela de análise têm diferentes funções de transferência, diferenciadas por suas larguras principais de lóbulos, níveis de lóbulos laterais ou quedas de lóbulos laterais; um codificador de núcleo para codificar o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; uma calculadora de parâmetros para calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência, a calculadora de parâmetros compreendendo um windower controlado pelo controlador de janela, em que o windower é configurado para aplicar uma função de janela de análise com base nas informações de controle da janela ao sinal de alta frequência; e uma interface de saída para fornecer o sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado compreendendo o sinal de baixa frequência codificado, os parâmetros de extensão de largura de banda e a indicação da janela.
14. Codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o classificador de sinal compreende: um medidor de tonalidade configurado para analisar o sinal de áudio, a fim de determinar uma medida de tonalidade do sinal de áudio; um caracterizador de sinal para determinar uma característica de sinal do sinal de áudio com base na medida de tonalidade; e um seletor de janela para fornecer a indicação da janela com base na característica do sinal.
15. Codificador de extensão de largura de banda, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as informações de controle de janela para o provedor de parâmetros são fornecidas de modo que uma primeira função de janela tendo uma função de transferência com uma primeira largura de um lóbulo principal seja aplicada pelo windower da calculadora de parâmetros, quando uma medida de tonalidade determinada do sinal de áudio estiver abaixo de um limite predefinido e de modo que uma função de segunda janela tendo uma função de transferência com uma segunda largura de um lóbulo principal seja aplicada pelo windower da calculadora de parâmetros, quando a medida de tonalidade determinada do sinal de áudio é igual ou acima do limiar predefinido, em que a primeira largura do lóbulo principal é maior que a segunda largura do lóbulo principal.
16. Um decodificador de extensão de largura de banda para decodificar um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado compreendendo um sinal de baixa frequência codificado e parâmetros de banda superior e uma indicação de janela, o decodificador caracterizado por compreender: um decodificador de núcleo para decodificar o sinal de baixa frequência codificado, em que o sinal de baixa frequência decodificado compreende uma banda de frequência central; um módulo de correção que está configurado para gerar um sinal corrigido com base no sinal de baixa frequência decodificado e nos parâmetros da banda superior, em que o sinal corrigido compreende uma banda de frequência superior gerada a partir da banda de frequência central, em que o módulo de correção compreende um windower controlável para selecionar uma função da janela de análise a partir de uma pluralidade de funções da janela de análise com base na indicação da janela e para aplicar a função da janela de análise selecionada ao sinal de baixa frequência decodificado, de modo que o sinal corrigido seja obtido, em que a pluralidade de funções da janela de análise indicada pela indicação da janela compreende diferentes funções da janela de análise com características diferentes da janela, em que as funções da janela de análise têm diferentes funções de transferência, diferenciadas por suas larguras de lóbulos principais, níveis de lóbulos laterais ou quedas de lóbulos laterais; e um combinador que está configurado para combinar o sinal corrigido e o sinal de baixa frequência decodificado para obter um sinal de saída combinado.
17. Método para codificar um sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o método caracterizado por compreender: analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio com um bloco de amostras de áudio, o bloco com uma duração especificada no tempo, para determinar, a partir de uma pluralidade de funções da janela de análise, uma função da janela de análise a ser usada para executar uma extensão de largura de banda em uma largura de banda decodificador de extensão, em que a análise do sinal de áudio compreende classificar o sinal de áudio ou um sinal derivado do sinal de áudio usando um classificador de sinal para determinar uma indicação de janela correspondente à função da janela de análise com base em uma característica de sinal do sinal de áudio; fornecer informações de controle de janela, usando um controlador de janela, com base na indicação de janela determinada pelo classificador de sinal, em que a pluralidade de funções de janela de análise indicadas pelas informações de controle de janela em uma saída do controlador de janela compreende diferentes funções de janela de análise com diferentes características de janela em que as funções da janela de análise têm diferentes funções de transferência, diferenciadas por suas larguras principais de lóbulos, níveis de lóbulos laterais ou quedas de lóbulos laterais; codificar o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência, o cálculo compreendendo a aplicação de uma função de janela de análise com base nas informações de controle de janela ao sinal de alta frequência por um windower controlado pelo controlador de janela; fornecer um sinal de áudio codificado, por uma interface de saída, o sinal de áudio codificado compreendendo o sinal de baixa frequência codificado, os parâmetros de extensão de largura de banda e a indicação da janela.
18. Método para decodificar um sinal de áudio codificado, o sinal de áudio codificado compreendendo um sinal de baixa frequência codificado e parâmetros de banda superior e uma indicação de janela, o método caracterizado por compreender: decodificar o sinal de baixa frequência codificado, em que o sinal de baixa frequência decodificado compreende uma banda de frequência central; gerar um sinal corrigido com base no sinal de baixa frequência decodificado e nos parâmetros da banda superior, em que o sinal corrigido compreende uma banda de frequência superior gerada a partir da banda de frequência central, em que a etapa de gerar um sinal corrigido compreende selecionar, por um windower controlável, um função da janela de análise a partir de uma pluralidade de funções da janela de análise com base na indicação da janela e aplicação da função da janela de análise selecionada ao sinal de baixa frequência decodificado para que o sinal corrigido seja obtido, em que a pluralidade de funções da janela de análise indicadas pela indicação da janela compreende diferentes funções da janela de análise com diferentes características da janela, em que as funções da janela de análise têm diferentes funções de transferência, diferenciadas por suas larguras de lóbulos principais, níveis de lóbulos laterais ou quedas de lóbulos laterais; e combinar o sinal corrigido e o sinal de baixa frequência decodificado para obter um sinal de saída combinado.
19. Codificador de extensão de largura de banda para codificar um sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o codificador caracterizado por compreender: um analisador de sinal para analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um bloco de amostras de áudio, o bloco compreendendo uma duração especificada no tempo, em que o analisador de sinal é configurado para determinar, a partir de uma pluralidade de janelas de análise, uma janela de análise a ser usada para executar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda; um codificador de núcleo para codificar o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; uma calculadora de parâmetros para calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência, em que o analisador de sinal compreende: um medidor de tonalidade configurado para analisar o sinal de áudio, a fim de determinar uma medida de tonalidade do sinal de áudio; um caracterizador de sinal para determinar uma característica de sinal do sinal de áudio com base na medida de tonalidade; e um seletor de janela para fornecer a indicação da janela com base na característica do sinal.
20. Um codificador de extensão de largura de banda para codificar um sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o codificador caracterizado por compreender: um analisador de sinal para analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um bloco de amostras de áudio, o bloco compreendendo uma duração especificada no tempo, em que o analisador de sinal é configurado para determinar, a partir de uma pluralidade de janelas de análise, uma janela de análise a ser usada para executar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda; um codificador de núcleo para codificar o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; e uma calculadora de parâmetros para calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência, compreendendo a calculadora de parâmetros um windower; em que uma primeira função de janela tendo por uma função de transferência com uma primeira largura de um lóbulo principal é aplicada pelo windower da calculadora de parâmetros, quando uma medida de tonalidade determinada do sinal de áudio está abaixo de um limite predefinido e de modo que uma segunda janela funcione tendo uma função de transferência com uma segunda largura de um lóbulo principal é aplicado pelo windower da calculadora de parâmetros, quando a medida de tonalidade determinada do sinal de áudio é igual ou acima do limiar predefinido, em que a primeira largura do lóbulo principal é maior que a segunda largura do lobo principal.
21. Método de codificação de um sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o método compreendendo: analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um bloco de amostras de áudio, o bloco compreendendo uma duração especificada no tempo, em que a análise compreende determinar, a partir de uma pluralidade de janelas de análise, uma janela de análise a ser usada para realizar uma extensão de largura de banda em um decodificador de extensão de largura de banda; núcleo que codifica o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência, em que a análise compreende: analisar o sinal de áudio para determinar uma medida de tonalidade do sinal de áudio; determinar uma característica do sinal de áudio com base na medida de tonalidade; e fornecendo uma indicação de janela com base na característica do sinal.
22. Método de codificação de um sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um sinal de baixa frequência compreendendo uma banda de frequência central e um sinal de alta frequência compreendendo uma banda de frequência superior, o método compreendendo: analisar o sinal de áudio, o sinal de áudio compreendendo um bloco de amostras de áudio, o bloco compreendendo uma duração especificada no tempo, em que a análise compreende determinar, a partir de uma pluralidade de janelas de análise, uma janela de análise a ser usada para executar uma extensão de largura de banda em uma largura de banda decodificador de extensão; núcleo que codifica o sinal de baixa frequência para obter um sinal de baixa frequência codificado; e calcular parâmetros de extensão de largura de banda a partir do sinal de alta frequência, em que uma primeira função de janela tendo uma função de transferência com uma primeira largura de um lóbulo principal é usada no cálculo, quando uma medida de tonalidade determinada do sinal de áudio está abaixo de um limite predefinido e em que uma segunda função de janela tendo uma função de transferência com uma segunda largura de um lóbulo principal é usado no cálculo, quando a medida de tonalidade determinada do sinal de áudio é igual ou acima do limiar predefinido, em que a primeira largura do lóbulo principal é maior que a segunda largura do lóbulo principal.
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