ES2637741T3 - Método de codificación, método de decodificación, dispositivo de codificación y dispositivo de decodificación - Google Patents

Método de codificación, método de decodificación, dispositivo de codificación y dispositivo de decodificación Download PDF

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Abstract

Un método de codificación para codificar una señal de voz, que comprende: dividir una señal de dominio temporal a codificar en una señal de banda baja y una señal de banda alta; realizar una codificación en la señal de banda baja para obtener un parámetro de codificación de baja frecuencia; realizar una codificación en la señal de banda alta para obtener un parámetro de codificación de alta frecuencia, y obtener una señal de banda alta sintetizada en función del parámetro de codificación de baja frecuencia y del parámetro de codificación de alta frecuencia; estando el método caracterizado por: realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duración en la señal de banda alta sintetizada para obtener una señal filtrada de corta duración, en donde, en comparación con una forma de una envolvente espectral de la señal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la señal filtrada de corta duración es más próxima a una forma de una envolvente espectral de la señal de banda alta; y calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la señal de banda alta y la señal filtrada de corta duración.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de codificacion, metodo de decodificacion, dispositivo de codificacion y dispositivo de decodificacion CAMPO TECNICO
Las formas de realizacion de la presente invencion se refieren al campo de tecnologfas de comunicaciones y en particular, a un metodo de codificacion, un metodo de decodificacion, un aparato de codificacion, un aparato de decodificacion, un transmisor, un receptor y un sistema de comunicaciones.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Con el continuo progreso de las tecnologfas de comunicaciones, los usuarios estan imponiendo una exigencia cada vez mas alta sobre la calidad de la voz. En general, la calidad de la voz se mejora aumentando el ancho de banda de la calidad de voz. Si una senal cuyo ancho de banda es mas amplio se codifica en una manera de codificacion tradicional, una tasa binaria se mejora en gran medida y, en consecuencia, resulta diffcil realizar una codificacion debido a una condicion de limitacion del ancho de banda de red actual. Por lo tanto, la codificacion necesita realizarse sobre una senal cuyo ancho de banda es mas amplio en un caso en el que una tasa binaria no se cambia o se cambia ligeramente, y una solucion propuesta para resolver este inconveniente es utilizar una tecnologfa de extension de ancho de banda. La tecnologfa de extension de ancho de banda puede realizarse en el dominio temporal o en un dominio de la frecuencia. Un principio basico de la realizacion de una extension del ancho de banda en un dominio temporal es que dos metodos de procesamiento diferentes se utilizan para una senal de banda baja y una senal de banda alta. Para una senal de banda baja en una senal original, la codificacion se realiza en un lado del codificador de conformidad con una exigencia operativa utilizando varios codificadores; en un lado del decodificador, un decodificador correspondiente al codificador del lado del codificador se utiliza para decodificar y restablecer la senal banda baja. Para una senal de banda alta, en el lado del codificador, un codificador utilizado por la senal de banda baja se utiliza para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia con el fin de predecir una senal de excitacion de alta frecuencia, siendo el procesamiento realizado sobre una senal de banda alta en una senal original para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia, y una senal de banda alta sintetizada se obtiene en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia y de la senal de excitacion de alta frecuencia; a continuacion, la senal de banda alta sintetizada y la senal de banda alta en la senal original son comparadas para obtener una ganancia de alta frecuencia que se utiliza para ajustar una ganancia de la senal de banda alta, y la ganancia de alta frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia se transfieren al lado del decodificador para restablecer la senal de banda alta. En el lado del decodificador, el parametro de codificacion de baja frecuencia que se extrae cuando la senal de banda baja se decodifica se utiliza para restablecer la senal de excitacion de alta frecuencia, obteniendose la senal de banda alta sintetizada sobre la base de la senal de excitacion de alta frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia que se extrae cuando se decodifica la senal de banda alta, a continuacion, una ganancia de alta frecuencia se ajusta para la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal de banda alta final, y la senal de banda alta y la senal de banda baja se combinan para obtener una senal de salida final.
La solicitud de patente internacional WO2006/116025 A1 da a conocer un metodo de procesamiento de senal que comprende la determinacion de una ganancia de banda alta sobre la senal de banda alta sintetizada comparada con la senal de banda alta original. En el lado de decodificacion, las ganancias de banda alta se reciben y aplican a la senal de banda alta sintetizada.
En la tecnologfa anterior de realizacion de una extension del ancho de banda en un dominio temporal, la senal de banda alta se restablece en una condicion de una tasa espedfica; sin embargo, un indicador de rendimiento es deficiente. Puede conocerse esta circunstancia comparando un espectro de frecuencia de una senal de voz que se restablece mediante decodificacion y un espectro de frecuencia de una senal de voz original que, una senal de voz restablecida suena como un susurro y un sonido no es suficientemente claro.
SUMARIO DE LA INVENCION
Las formas de realizacion de la presente invencion dan a conocer un metodo de codificacion, un metodo de decodificacion, un aparato de codificacion, un aparato de decodificacion, un transmisor, un receptor y un sistema de comunicaciones, que pueden mejorar la articulacion de una senal restablecida, mejorando, de este modo, el rendimiento de codificacion y de decodificacion.
En conformidad con un primer aspecto de la idea inventiva, se da a conocer un metodo de codificacion para codificar una senal de voz, que incluye: dividir una senal de dominio temporal a codificar en una senal de banda baja y una senal de banda alta; realizar una codificacion sobre la senal de banda baja para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia; realizar una condicion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia, y obtener una senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia; realizar un procesamiento de post- filtro del tipo de polo-cero sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion,
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en donde, comparada con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta; y calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y de la senal filtrada de corta duracion.
Con referencia al primer aspecto de la idea inventiva, en una manera de puesta en practica del primer aspecto, la realizacion de un procesamiento del post-filtro del tipo de polo-cero sobre la senal de banda alta sintetizada incluye: establecer un coeficiente de un post-filtro del tipo de polo-cero sobre la base del parametro de codificacion de alta frecuencia y realizar el procesamiento de filtrado en la senal de banda alta sintetizada utilizando el post-filtro del tipo de polo-cero.
Con referencia al primer aspecto y a la manera de puesta en practica anterior, en otra manera de puesta en practica del primer aspecto de la idea inventiva, la realizacion del procesamiento de post-filtro del tipo de polo-cero sobre la senal de banda alta sintetizada puede incluir, ademas: despues de realizar el procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada utilizando el post-filtro del tipo de polo-cero, realizar, utilizando un filtro de primer orden cuyo funcion de transferencia del dominio z es Ht(z) = 1 - pz, un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada que ha sido procesada por el post-filtro del tipo de polo-cero, en donde p es una constante prestablecida o un valor obtenido mediante el calculo adaptativo que se realiza en conformidad con el parametro de codificacion de alta frecuencia y la senal de banda alta sintetizada.
Con referencia al primer aspecto y las maneras de puesta en practica anteriores, en otra manera de puesta en practica del primer aspecto de la idea inventiva, la realizacion de la codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia incluye: realizar, utilizando una tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal, una codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un coeficiente LPC y utilizar el coeficiente LPC como el parametro de codificacion de alta frecuencia, en donde una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de polo-cero es una formula como sigue:
(7)
\-alPzx-alfz^-...-aMPMzM
[-ajz-l-a2fz2-...-aMrMz-M
en donde a-i, a2,.....au es el coeficiente LPC, M es un orden de coeficiente LPC y p y y son constantes
prestablecidas que satisfacen la relacion 0 < < y < 1.
Con referencia al primer aspecto y a las maneras de puesta en practica anteriores, en otra manera de puesta en practica del primer aspecto de la idea inventiva, el metodo de codificacion puede incluir, ademas: generar un flujo binario de codificacion en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia, el parametro de codificacion de alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia.
En conformidad con un segundo aspecto de la idea inventiva, se da a conocer un aparato de codificacion para codificar una senal de voz, que incluye: una unidad de division, configurada para dividir una senal de dominio temporal a codificar en una senal de banda baja y una senal de banda alta; una unidad de codificacion de baja frecuencia, configurada para realizar una codificacion sobre la senal de banda baja para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia; una unidad de codificacion de alta frecuencia, configurada para realizar una codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia; una unidad de sintetizacion, configurada para obtener una senal de banda alta sintetizada en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia; una unidad de filtrado, configurada para realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta; y una unidad de calculo, configurada para calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y la senal filtrada de corta duracion.
Con referencia al segundo aspecto de la idea inventiva, en una manera de puesta en practica del segundo aspecto, la unidad de filtrado puede incluir: un post-filtro del tipo de polo-cero, configurado para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada, en donde un coeficiente del post-filtro del tipo de polo-cero puede establecerse sobre la base del parametro de codificacion de alta frecuencia.
Con referencia al segundo aspecto y la manera de puesta en practica anterior, en otra manera de puesta en practica del segundo aspecto, la unidad de filtrado puede incluir, ademas: un filtro de primer orden, que esta situado detras del post-filtro del tipo de polo-cero y cuya funcion de transferencia del dominio z es Ht(z) = 1 - pz-1, configurada para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada que ha sido procesada por el post-filtro del tipo de polo-cero, en donde p es la constante prestablecida o un valor obtenido mediante un calculo adaptativo que se realiza en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia y de la senal de banda alta sintetizada.
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Con referencia al segundo aspecto y a las maneras de puesta en practica anteriores, en otra manera de puesta en practica del segundo aspecto, la unidad de codificacion de alta frecuencia puede realizar una codificacion sobre la senal de banda alta utilizando una tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal para obtener un coeficiente LPC y utilizar el coeficiente LPC como el parametro de codificacion de alta frecuencia y una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de polo-cero es una formula como sigue:
HXz)
-a101z~1 -...-aMPu z 1 -ajzA-a2y2z~2z~‘
en donde ai, a2,.....au es el coeficiente LPC, M es un orden de coeficiente LPC y p y y son constantes
prestablecidas que satisfacen la relacion 0 < < y < 1.
Con referencia al segundo aspecto y a las maneras de puesta en practica anteriores, en otra manera de puesta en practica del segundo aspecto, el aparato de codificacion puede incluir, ademas: una unidad de generacion de flujo binario, configurada para generar un flujo binario de codificacion en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia, el parametro de codificacion de alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia.
En la solucion tecnica anterior en conformidad con las formas de realizacion de la presente invencion, cuando una ganancia de alta frecuencia se calcula sobre la base de una senal de banda alta sintetizada en un proceso de codificacion y decodificacion, se realiza un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, y la ganancia de alta frecuencia se calcula sobre la base de la senal filtrada de corta duracion, lo que puede reducir, o incluso eliminar, un susurro de una senal restablecida, y mejorar un efecto de codificacion y decodificacion.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para describir las soluciones tecnicas en las formas de realizacion de la presente invencion con mayor claridad, a continuacion, se introducen brevemente los dibujos adjuntos requeridos para describir las formas de realizacion o la tecnica anterior. Evidentemente, los dibujos adjuntos en la siguiente descripcion ilustran simplemente algunas formas de realizacion de la presente invencion y un experto en esta tecnica puede derivar todavfa otros dibujos a partir de estos dibujos adjuntos, sin necesidad de esfuerzos creativos.
La Figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra esquematicamente un metodo de codificacion de conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion;
La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra esquematicamente un metodo de decodificacion en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion,
La Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un aparato de codificacion en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion;
La Figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente una unidad de filtrado en un aparato de codificacion en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion;
La Figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un aparato de decodificacion en conformidad con una realizacion a modo de ejemplo;
La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un transmisor en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion;
La Figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un receptor en conformidad con una realizacion ejemplo; y
La Figura 8 es un diagrama de bloques esquematico de un aparato de conformidad con otra forma de realizacion de la presente invencion.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACION
A continuacion, se describe, de forma clara y completa, las soluciones tecnicas en las formas de realizacion de la presente invencion con referencia a los dibujos adjuntos en las formas de realizacion de la presente invencion. Evidentemente, las formas de realizacion descritas son algunas, pero no la totalidad de las formas de realizacion de la presente invencion. Todas las demas formas de realizacion obtenidas por un experto en esta tecnica sobre la base de las formas de realizacion de la presente invencion, sin necesidad de esfuerzos creativos, deberan caer dentro del alcance de la proteccion de la presente invencion.
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Las soluciones tecnicas de la presente invencion pueden aplicarse a varios sistemas de comunicaciones, tales como: GSM, Acceso Multiple por Division de Codigo (CDMA, Code Division Multiple Access), Acceso Multiple por Division de Codigo de Banda Ancha (WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access), servicio de radio en paquetes general (GPRS, General Packet Radio Service) y Evolucion a Largo Plazo (LTE, Long Term Evolution).
Una tecnologfa de extension de ancho de banda puede realizarse en un dominio temporal o en un dominio de la frecuencia y en la presente invencion, la extension del ancho de banda se realiza en un dominio temporal.
La Figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra esquematicamente un metodo de codificacion 100 en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion. El metodo de codificacion 100 incluye: dividir una senal en el dominio temporal a codificar en una senal de banda baja y una senal de banda alta (110); realizar una codificacion sobre la senal de banda baja para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia (120); realizar una codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia y obtener una senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de Fase de Debida Diligencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia (130); realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta (140); y calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y la senal filtrada de corta duracion (150).
En 110, la senal en el dominio temporal a codificar se divide en la senal de banda baja y la senal de banda alta. Esta division consiste en dividir la senal de dominio temporal en dos senales para procesamiento, de modo que la senal de banda baja y la senal de banda alta se puedan procesar por separado. La division puede realizarse utilizando cualquier tecnologfa de division convencional o futura. El significado de la baja frecuencia, en este caso, es relativo al significado de la alta frecuencia. A modo de ejemplo, un umbral de frecuencia puede establecerse, en donde una frecuencia mas baja que el umbral de frecuencia es una baja frecuencia, y una frecuencia mas alta que el umbral de frecuencia es una alta frecuencia. En la practica, el umbral de frecuencia puede establecerse en conformidad con una exigencia operativa, y una componente de senal de banda baja y una componente de alta frecuencia en una senal pueden diferenciarse tambien utilizando otra manera, con el fin de realizar la division.
En 120, la senal de banda baja se codifica para obtener el parametro de codificacion de baja frecuencia. Mediante la codificacion, la senal de banda baja se procesa con el fin de obtener el parametro de codificacion de baja frecuencia, de modo que un lado del decodificador restablezca la senal de banda baja en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia. El parametro de codificacion de baja frecuencia es un parametro requerido por el lado del decodificador para restablecer la senal de banda baja. A modo de ejemplo, la codificacion puede realizarse utilizando un codificador (ACELP encoder) que utiliza un algoritmo de prediccion lineal excitada por codigo algebraico (ACELP, Algebraic Code Excited Linear Prediction); y el parametro de codificacion de baja frecuencia obtenido en este caso puede incluir, a modo de ejemplo, un libro de codigos algebraicos, una ganancia de libro de codigos algebraicos, un libro de codigos adaptativos, una ganancia de libros de codigos adaptativos y un penodo de paso y puede incluir tambien otro parametro. El parametro de codificacion de baja frecuencia puede transferirse al lado del decodificador para restablecer la senal de banda baja. Ademas, cuando el libro de codigos algebraicos y el libro de codigos adaptativos se transfieren desde un lado del decodificador al lado del decodificador, solamente se pueden transferir un mdice del libro de codigos algebraicos y un mdice del libro de codigos adaptativos y el lado del decodificador obtiene un libro de codigos algebraicos correspondiente y un libro de codigos adaptativos de conformidad con el mdice del libro de codigos algebraicos y el mdice del libro de codigos adaptativos, con el fin de realizar el restablecimiento operativo. En la practica, la senal de banda baja puede codificarse utilizando una tecnologfa de codificacion adecuada de conformidad con una exigencia operativa. Cuando cambia una tecnologfa de codificacion, puede cambiar tambien la composicion del parametro de codificacion de baja frecuencia.
En esta forma de realizacion de la presente invencion, una tecnologfa de codificacion que utiliza el algoritmo ACELP se utiliza a modo de ejemplo para la descripcion.
En 130, la senal de banda alta se codifica para obtener el parametro de codificacion de alta frecuencia, y la senal de banda alta sintetizada se obtiene en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia. A modo de ejemplo, se puede realizar un analisis de codificacion predictiva lineal (LPC, linear Predictive Coding) sobre una senal de banda alta en una senal original para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia tal como un coeficiente LPC, el parametro de codificacion de baja frecuencia se utiliza para predecir una senal de excitacion de alta frecuencia, y la senal de excitacion de alta frecuencia se utiliza para obtener la senal de banda alta sintetizada utilizando un filtro de smtesis que se determina de conformidad con el coeficiente LPC. En la practica, puede adoptarse otra tecnologfa de conformidad con una exigencia operativa con el fin de obtener la senal de banda alta sintetizada en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia.
En un proceso de obtencion de la senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia, un espectro de frecuencia de la senal de
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excitacion de alta frecuencia que se obtiene utilizando el parametro de codificacion de baja frecuencia para realizar una prediccion, es plano; sin embargo, un espectro de frecuencias de una senal de excitacion de alta frecuencia real no es plano. Esta diferencia hace que la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada no cambie con la envolvente espectral de la senal de banda alta en la senal original, y causa, ademas, un susurro en la senal de voz restablecida.
En 140, en procesamiento de post-filtrado de corta duracion se realiza sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener la senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, la forma de la envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta.
A modo de ejemplo, un filtro que se utiliza para realizar un procesamiento de post-filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada puede formarse en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia, y el filtro se utiliza realizar un filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener la senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, la forma de la envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta. A modo de ejemplo, un coeficiente de un post-filtro del tipo de polo-cero puede establecerse sobre la base del parametro de codificacion de alta frecuencia, y el post-filtro del tipo de polo-cero puede utilizarse para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada. Como alternativa, un coeficiente de un post-filtro del tipo de todos los polos puede establecerse sobre la base del parametro de codificacion de alta frecuencia, y el post-filtro del tipo de todos los polos puede utilizarse para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada. Esa codificacion se realiza sobre la senal de banda alta utilizando una tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal que se emplea a modo de ejemplo para la descripcion siguiente.
En un caso en el que la codificacion se realiza sobre la senal de banda alta utilizando la tecnologfa LPC de
codificacion predictiva lineal, el parametro de codificacion de alta frecuencia incluye un coeficiente LPC a-i, a2,.....aw,
M es un orden del coeficiente LPC y un post-filtro del tipo de polo-cero cuya funcion de transferencia de coeficiente se calcula por la formula (1) siguiente que puede establecerse sobre la base del coeficiente LPC:
imagen1
en donde p y y son constantes prestablecidas y satisfacen la relacion 0 < p < y < 1. En la practica, puede hacerse que p=0.5, y=0.8. Una forma de una envolvente espectral de una senal de banda alta sintetizada que ha sido procesada por el post-filtro del tipo de polo-cero cuya funcion de transferencia se ilustra en la formula (1) es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta, con el fin de evitar la presencia de un susurro en la senal restablecida y mejorar un efecto de codificacion. La funcion de transferencia ilustrada en la formula (1) es una funcion de transferencia del dominio z, pero esta funcion de transferencia puede ser, ademas, una funcion de transferencia en otro dominio, tal como un dominio temporal o un dominio de la frecuencia.
Ademas, la senal de banda alta sintetizada despues del procesamiento de post-filtro del tipo de polo-cero tienen un efecto de paso bajo y, por lo tanto, despues de que se realice el procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada utilizando el post-filtro del tipo de polo-cero, el procesamiento puede realizarse, ademas, utilizando un filtro de primer orden cuya funcion de transferencia del dominio z se calcula en la formula (2) siguiente:
H,(z) = l-tn' „{2)
en donde p es una constante prestablecida o un valor obtenido mediante un calculo adaptativo que se realiza en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia y la senal de banda alta sintetizada. A modo de ejemplo, en un caso en el que se realiza una codificacion sobre la senal de banda alta utilizando la tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal, p puede obtenerse mediante calculo utilizando el coeficiente LPC, p y y, y la senal de banda alta sintetizada como una funcion, y un experto en esta tecnica puede utilizar varios metodos existentes para realizar el calculo, y sus detalles no se describen aqrn de nuevo. Comparada con una senal filtrada de corta duracion que se obtiene a partir del procesamiento de filtrado solamente por el post-filtro del tipo de polo-cero, un cambio de una envolvente espectral de una senal filtrada de corta duracion que se obtiene a partir de un procesamiento de filtrado por, a la vez, el post-filtro del tipo de polo-cero y el filtro de primer orden es mas proximo a un cambio de la envolvente espectral de la senal de banda alta original y se puede mejorar todavfa mas un efecto de codificacion.
En un caso en el que se realiza una codificacion sobre la senal de banda alta utilizando la tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal, si el procesamiento de post-filtrado de corta duracion se realiza utilizando un post-filtro del tipo de todos los polos una funcion de transferencia del dominio z de post-filtro del tipo de todos los polos, cuyo
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coeficiente esta basado en el parametro de codificacion de alta frecuencia puede expresarse por la formula siguiente (3):
imagen2
en donde p y y son constantes prestablecidas y satisfacen la relacion 0 < p < y < 1, ai, a2,....au se utiliza como un
coeficiente LPC del parametro de codificacion de alta frecuencia y M es un orden del coeficiente LPC.
En 150, la ganancia de alta frecuencia se calcula sobre la base de la senal de banda alta y la senal filtrada de corta duracion. La ganancia de alta frecuencia se utiliza para indicar una diferencia energetica entre la senal de banda alta original y la senal filtrada de corta duracion (es decir, una senal de banda alta sintetizada despues de un procesamiento de post-filtrado de corta duracion). Cuando se realiza una decodificacion de senal, despues de que se obtenga la senal de banda alta sintetizada, la ganancia de alta frecuencia puede utilizarse para restablecer una senal de banda alta.
Despues de que se obtengan la ganancia de alta frecuencia, el parametro de codificacion de alta frecuencia y el parametro de codificacion baja frecuencia, se genera un flujo binario de codificacion en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia, del parametro de codificacion de alta frecuencia y de la ganancia de alta frecuencia, con lo que se realiza una codificacion. En el metodo de codificacion anterior, en conformidad con esta forma de realizacion de la presente invencion, se realiza un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre una senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, y se calcula una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal filtrada de corta duracion, lo que puede reducir o incluso eliminar una presencia de susurro desde una senal restablecida, y mejorar un efecto de codificacion.
La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra esquematicamente un metodo de decodificacion 200 en conformidad con una realizacion a modo de ejemplo. El metodo de decodificacion 200 incluye: diferenciar un parametro de codificacion de baja frecuencia, un parametro de codificacion de alta frecuencia y una ganancia de alta frecuencia a partir de la informacion codificada (2l0); realizar una decodificacion del parametro de codificacion de baja frecuencia para obtener una senal de banda baja (220); obtener una senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia (230); realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de una senal de banda alta (240); ajustar la senal filtrada de corta duracion utilizando la ganancia de alta frecuencia para obtener una senal de banda alta (250); y combinar la senal de banda baja y la senal de banda alta para obtener una senal de decodificacion final (260).
En la referencia 210, el parametro de codificacion de baja frecuencia, el parametro de codificacion de alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia se diferencian a partir de la informacion codificada. El parametro de codificacion de baja frecuencia puede incluir, a modo de ejemplo, un libro de codigos algebraicos, una ganancia de libro de codigos algebraicos, un libro de codigos adaptativos, una ganancia de libro de codigos adaptativos, un penodo de paso y otro parametro, y el parametro de codificacion de alta frecuencia puede incluir, a modo de ejemplo, un coeficiente LPC y otro parametro. Ademas, el parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia pueden incluir, de forma alternativa, otro parametro de conformidad con una tecnologfa de codificacion diferente.
En la referencia 220, se realiza una decodificacion sobre el parametro de codificacion de baja frecuencia para obtener la senal de banda baja. Una manera de decodificacion espedfica corresponde a una manera de codificacion de un lado del codificador. A modo de ejemplo, cuando un codificador ACELP que utiliza un algoritmo aceptacion se utiliza en el lado del codificador para realizar una codificacion, en la referencia 220, un decodificador ACELP se utiliza para obtener la senal de banda baja.
En la referencia 230, la senal de banda alta sintetizada se obtiene en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia. A modo de ejemplo, el parametro de codificacion de baja frecuencia se utiliza para restablecer una senal de excitacion de alta frecuencia, el coeficiente LPC en el parametro de codificacion de alta frecuencia se utiliza para genera un filtro sintetizado y el filtro sintetizado se utiliza para realizar un filtrado sobre la senal de excitacion de alta frecuencia para obtener la senal de banda alta sintetizada. En la practica, otra tecnologfa puede adoptarse, ademas, en funcion de una exigencia operativa con el fin de obtener la senal de banda alta sintetizada en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia.
Segun se describio con anterioridad, en un proceso de obtencion de la senal de banda alta sintetizada en funcion del
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parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia, un espectro de frecuencias de la senal de excitacion de alta frecuencia que se obtiene utilizando el parametro de codificacion de baja frecuencia para realizar una prediccion, es plano; sin embargo, un espectro de frecuencias de una senal de excitacion de alta frecuencia real no es plano. Esta diferencia causa que la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada no cambie con una envolvente espectral de la senal de banda alta en una senal original y causa, ademas, la presencia de un susurro en la senal de voz restablecida.
En la referencia 240, se realiza el procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener la senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, la forma de la envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta.
A modo de ejemplo, un filtro se utiliza para realizar un procesamiento de post-filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada puede formarse en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia, y el filtro se utiliza para realizar el filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con la senal de banda alta sintetizada, la forma de la envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta. A modo de ejemplo, un coeficiente de un post-filtro del tipo de polo-cero puede establecerse sobre la base del parametro de codificacion de alta frecuencia y el post-filtro del tipo de polo-cero puede utilizarse para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada. Como alternativa, un coeficiente de un post-filtro del tipo de todos los polos puede establecerse en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia y el post-filtro del tipo de todos los polos puede utilizarse para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada.
En un caso en el que se realiza una codificacion sobre la senal de banda alta utilizando una tecnologfa LPC de
codificacion predictiva lineal, el parametro de codificacion de alta frecuencia incluye un coeficiente LPC a-i, a2,.....aw,
M es un orden del coeficiente LPC, una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de polo-cero que se establece sobre la base del coeficiente LPC puede ser la formula anterior (1), una funcion de transferencia del dominio z de un post-filtro del tipo de todos los polos que se establece sobre la base del coeficiente LPC puede ser la formula (3) anterior. Comparada con la forma de una envolvente espectral de una senal de banda alta sintetizada que no ha sido procesada por el post-filtro del tipo de polo-cero (o el post-filtro del tipo de todos los polos), una forma de una envolvente espectral de una senal de banda alta sintetizada que ha sido procesada por el post-filtro del tipo de polo-cero (o el post-filtro del tipo de todos los polos) es mas proxima a la forma de una envolvente espectral de una senal de banda alta original, lo que evita la presencia de un susurro en una senal restablecida, con lo que se mejora un efecto de codificacion.
Ademas, segun se describio con anterioridad, la senal de banda alta sintetizada despues del procesamiento de post- filtro del tipo de polo-cero ilustrado en la formula (1) tiene un efecto de paso bajo, y por lo tanto, despues de que se realice el procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada utilizando el post-filtro del tipo de polo- cero, se puede realizar, ademas, un procesamiento utilizando un filtro de primer orden cuya funcion de transferencia del dominio z se expresa en la formula anterior (2), con el fin de mejorar todavfa mas el efecto de decodificacion.
Para la descripcion de 240, puede hacerse referencia a la descripcion anterior que es la de 140 y se realiza con referencia a la Figura 1.
En la referencia 250, la ganancia de alta frecuencia se utiliza para ajustar la senal filtrada de corta duracion para obtener la senal de banda alta. En correspondencia con lo que antecede, en el lado del decodificador, la ganancia de alta frecuencia se obtiene utilizando la senal de banda alta y la senal filtrada de corta duracion (150 en la Figura 1), en la referencia 250, la ganancia de alta frecuencia se utiliza para ajustar la senal filtrada de corta duracion para restablecer la senal de banda alta.
En la referencia 260, la senal de banda baja y la senal de banda alta se combinan para obtener la senal de decodificacion final (260). Esta manera de combinacion corresponde a una manera de division en la referencia 110 de la Figura 1, con lo que se realiza una decodificacion para obtener una senal de salida final.
En el metodo de decodificacion anterior de conformidad con esta realizacion a modo de ejemplo, un procesamiento de post-filtrado de corta duracion se realiza sobre una senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion y se calcula una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal filtrada de corta duracion, lo que puede reducir o incluso eliminar la presencia de un susurro en una senal restablecida, y mejorar un efecto de decodificacion.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un aparato de codificacion 300 en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion. El aparato de codificacion 300 incluye: una unidad de division 310, configurada para dividir una senal en el dominio temporal a codificar en una senal de banda baja y una senal de banda alta, una unidad de codificacion de baja frecuencia 320, configurada para realizar una codificacion sobre la senal de banda baja para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia; una unidad de codificacion de alta frecuencia 330, configurada para realizar una codificacion sobre la senal de banda alta para
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obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia; una unidad de sintetizacion 340, configurada para obtener una senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia; una unidad de filtrado 350, configurada para realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta; y una unidad de calculo 360, configurada para calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y la senal filtrada de corta duracion.
Despues de recibir una senal de dominio temporal de entrada, la unidad de division 310 divide la senal del dominio temporal a codificar en dos senales (una senal de banda baja y una senal de banda alta) para realizar el procesamiento. La division puede ponerse en practica utilizando cualquier tecnologfa de division convencional o futura. El significado de la baja frecuencia, en este caso, esta en relacion con el significado de la alta frecuencia. A modo de ejemplo, se puede establecer un umbral de frecuencias; en donde una frecuencia inferior al umbral de frecuencias es una baja frecuencia, y una frecuencia superior al umbral de frecuencias es una alta frecuencia. En la practica, el umbral de frecuencia puede establecerse de conformidad con una exigencia operativa, y una componente de senal de banda baja y una componente de alta frecuencia en una senal pueden diferenciarse tambien utilizando otra manera, con el fin de realizar la division.
La unidad de codificacion de baja frecuencia 320 puede utilizar una tecnologfa de codificacion adecuada en conformidad con una exigencia operativa con el fin de realizar una codificacion sobre la senal de banda baja. A modo de ejemplo, la unidad de codificacion de baja frecuencia 320 puede utilizar un codificador ACELP para realizar una codificacion con el fin de obtener el parametro de codificacion de baja frecuencia (que puede incluir, a modo de ejemplo, un libro de codigos algebraicos, una ganancia de libro de codigos algebraicos, un libro de codigos adaptativos, una ganancia de libro de codigos adaptativos y un penodo de paso). Cuando cambia una tecnologfa de codificacion utilizada, tambien puede cambiar la composicion del parametro de codificacion de baja frecuencia. El parametro de codificacion baja frecuencia obtenido es un parametro requerido para restablecer la senal banda baja, y el parametro de codificacion de baja frecuencia obtenido se transfiere a un decodificador para restablecer la senal de banda baja.
La unidad de codificacion de alta frecuencia 330 realiza una codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia. A modo de ejemplo, la unidad de codificacion de alta frecuencia 330 puede realizar un analisis de codificacion predictiva lineal (LPC, Linear Predictive Coding) sobre una senal de banda alta en una senal original para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia tal como un coeficiente LPC. Una tecnologfa de codificacion que se utiliza para realizar una codificacion sobre la senal de banda alta no constituye ninguna limitacion en las formas de realizacion de la presente invencion.
La unidad de sintetizacion 340 utiliza el parametro de codificacion de baja frecuencia para predecir una senal de excitacion de alta frecuencia, y permite que la senal de excitacion de alta frecuencia pase por un filtro sintetizado que se determina en funcion del coeficiente LPC con el fin de obtener la senal de banda alta sintetizada. En la practica, otra tecnologfa puede adoptarse, ademas, de conformidad con una exigencia operativa con el fin de obtener la senal de banda alta sintetizada en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia. Un espectro de frecuencia de la senal de excitacion de alta frecuencia que se obtiene por la unidad de sintetizacion 340 realizando una prediccion utilizando el parametro de codificacion de baja frecuencia es plano, sin embargo, un espectro de frecuencias de una senal de excitacion de alta frecuencia real no es plano. Esta diferencia causa que la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada no cambie con la envolvente espectral de la senal de banda alta en la senal original y causa, ademas, la presencia de un susurro en una senal de voz restablecida.
La unidad de filtrado 350 esta configurada para realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener la senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, la forma de la envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta. A continuacion se describe la unidad de filtrado 350 con referencia a la Figura 4.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente la unidad de filtrado 350 en el aparato de codificacion 300 en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion.
La unidad de filtrado 350 puede incluir un post-filtro del tipo de polo-cero 410, que esta configurado para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada, en donde un coeficiente del post-filtro del tipo de polo-cero se puede establecer en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia. En un caso en el que la unidad de codificacion de alta frecuencia 330 realice una codificacion sobre la senal de banda alta utilizando una tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal, una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de polo-cero 410 puede expresarse en la formula (1) anterior. Una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada que se procesa por el post-filtro del tipo de polo-cero 410 es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta original, lo que evita la presencia de un susurro en una senal
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restablecida, con lo que se mejora un efecto de codificacion. De modo opcional, la unidad de filtrado 350 puede incluir, ademas, un filtro de primer orden 420, que esta situado detras del post-filtro del tipo de polo-cero. Una funcion de transferencia del dominio z del filtro de primer orden 420 puede expresarse en la formula (2) anterior. En comparacion con una senal filtrada de corta duracion que se obtiene a partir del procesamiento de filtrado por el post-filtro del tipo de polo-cero 410 solamente, un cambio de una envolvente espectral de una senal filtrada de corta duracion que se obtiene a partir de un procesamiento de filtrado por, a la vez, el post-filtro del tipo de polo-cero 410 y el filtro de primer orden 420 es mas proximo a un cambio de la envolvente espectral de la senal de banda alta original y se puede mejorar todavfa mas un efecto de codificacion.
Como una sustitucion de la unidad de filtrado 350 ilustrada en la Figura 4, un post-filtro del tipo de todos los polos puede utilizarse, ademas, para realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion para obtener la senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, la forma de la envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a la forma de la envolvente espectral de la senal de banda alta. En un caso en el que se realiza una codificacion sobre la senal de banda alta utilizando la tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal, una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de todos los polos puede expresarse en la formula anterior (3).
Para una descripcion de la unidad de filtrado 350, puede hacerse referencia a la descripcion anterior que es de la referencia 140 y se realiza en relacion con la Figura 1.
La unidad de calculo 360 calcula la ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta que se proporciona por la unidad de division y la senal filtrada de corta duracion que es objeto de salida por la unidad de filtrado 350. La ganancia de alta frecuencia y el parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de
codificacion de alta frecuencia constituyen, juntos, una informacion de codificacion, que se utiliza para el
restablecimiento de la senal en el lado del decodificador.
Ademas, el aparato de codificacion 300 puede incluir, ademas, una unidad de generacion de flujo binario, en donde la unidad de generacion de flujo binario esta configurada para generar un flujo binario de codificacion en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia, el parametro de codificacion de alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia. El lado de decodificador que recibe el flujo binario de codificacion puede realizar una decodificacion sobre la base del parametro de codificacion de baja frecuencia, el parametro de codificacion de alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia. Para las operaciones que se realizan por unidades del aparato de
codificacion, que se ilustra en la Figura 3, puede hacerse referencia a la descripcion que es la del metodo de
codificacion y se realiza con referencia a la Figura 1.
En el aparato de codificacion anterior 300 en conformidad con esta forma de realizacion de la presente invencion, se realiza un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre una senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, y se calcula una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal filtrada de corta duracion, lo que puede reducir o incluso eliminar la presencia de un susurro en una senal restablecida y mejorar un efecto de codificacion.
La Figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un aparato de decodificacion 500 de conformidad con una realizacion a modo de ejemplo. El aparato de decodificacion 500 incluye: una unidad de diferenciacion 510, configurada para diferenciar un parametro de codificacion de baja frecuencia, un parametro de codificacion de alta frecuencia y una ganancia de alta frecuencia a partir de la informacion codificada; una unidad de decodificacion de baja frecuencia 520, configurada para realizar una decodificacion sobre el parametro de codificacion de baja frecuencia para obtener una senal de banda baja; una unidad de sintetizacion 530, configurada para obtener una senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia; una unidad de filtrado 540, configurada para realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, compara con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta; una unidad de decodificacion de alta frecuencia 550, configurada para ajustar la senal filtrada de corta duracion utilizando la ganancia de alta frecuencia para obtener una senal de banda alta; y una unidad de combinacion 560, configurada para combinar la senal de banda baja y la senal de banda alta para obtener una senal de decodificacion final.
La unidad de diferenciacion 510 diferencia el parametro de codificacion de baja frecuencia, el parametro de codificacion de alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia a partir de la informacion codificada. El parametro de codificacion de baja frecuencia puede incluir, a modo de ejemplo, un libro de codigos algebraicos, una ganancia de libro de codigos algebraicos, un libro de codigos adaptativos, una ganancia de libro de codigos adaptativos, un penodo de paso y otro parametro y el parametro de codificacion de alta frecuencia puede incluir, a modo de ejemplo, un coeficiente LpC y otro parametro. Ademas, el parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia pueden incluir, de forma alternativa, otro parametro de conformidad con una tecnologfa de codificacion diferente.
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La unidad de decodificacion de baja frecuencia 520 utiliza una manera de decodificacion correspondiente a una manera de codificacion de un lado del codificador, y realiza una decodificacion sobre el parametro de codificacion de baja frecuencia para obtener la senal de banda baja. A modo de ejemplo, cuando un codificador ACELP se utiliza en el lado del codificador para realizar una codificacion, la unidad de decodificacion de baja frecuencia 520 utiliza un decodificador ACELP para obtener la senal de banda baja.
El hecho de que un coeficiente LPC (es decir, el parametro de codificacion de alta frecuencia) se obtenga utilizando un analisis de LPC se utiliza como una realizacion a modo de ejemplo. La unidad de sintetizacion 530 utiliza el parametro de codificacion de baja frecuencia para restablecer una senal de excitacion de alta frecuencia, utiliza el coeficiente LPC para generar un filtro sintetizado y utiliza el filtro sintetizado para realizar un filtrado sobre la senal de excitacion de alta frecuencia para obtener la senal de banda alta sintetizada. En la practica, puede adoptarse, ademas, otra tecnologfa de conformidad con una exigencia operativa con el fin de obtener la senal de banda alta sintetizada en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia.
Un espectro de frecuencias de la senal de excitacion de alta frecuencia que se obtiene por la unidad de sintetizacion 530 realizando una prediccion utilizando el parametro de codificacion de baja frecuencia es plano; sin embargo, un espectro de frecuencias de una senal de excitacion de alta frecuencia real no es plano. Esta diferencia causa que la envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada no cambie con la envolvente espectral de la senal de banda alta en una senal original, y causa, ademas, la presencia de un susurro en una senal de voz restablecida.
A modo de ejemplo, una estructura de la unidad de filtrado 540 puede ser segun se ilustra en la Figura 4. Como alternativa, la unidad de filtrado 540 puede utilizar, ademas, un post-filtro del tipo de todos los polos para realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion. En un caso en el que la codificacion se realiza sobre la senal de banda alta utilizando una tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal, una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de todos los polos puede expresarse por la formula anterior (3). La unidad de filtrado 540 es la misma que la unidad de filtrado 350 ilustrada en la Figura 3; por lo tanto, puede hacerse referencia a la descripcion anterior que se realiza con referencia a la unidad de filtrado 350.
En correspondencia con una operacion, en un aparato de codificacion 300, de calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y una senal filtrada de corta duracion, la unidad de decodificacion de alta frecuencia 550 utiliza la ganancia de alta frecuencia para ajustar la senal filtrada de corta duracion con el fin de obtener la senal de banda alta.
En una manera de combinacion correspondiente a una manera de division utilizada por una unidad de division en el aparato de codificacion 300, la unidad de combinacion 560 combina la senal de banda baja y la senal de banda alta, con lo que se realiza una decodificacion y se obtiene una senal de salida final.
En el aparato de decodificacion anterior 500 en conformidad con esta realizacion a modo de ejemplo, se realiza un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre una senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, y se calcula una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal filtrada de corta duracion, lo que puede reducir o incluso eliminar la presencia de un susurro en una senal restablecida, y mejorar un efecto de decodificacion.
La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un transmisor 600 en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion. El transmisor 600 en la Figura 6 puede incluir un aparato de codificacion 300 ilustrado en la Figura 3 y, por lo tanto, se omite una descripcion repetida cuando se apropiado. Ademas, el transmisor 600 puede incluir, ademas, una unidad de transmision 610, que esta configurada para asignar bits a un parametro de codificacion de alta frecuencia y un parametro de codificacion de baja frecuencia que se generan por el aparato de codificacion 300, con el fin de generar un flujo binario, y transmitir el flujo binario.
La Figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra esquematicamente un receptor 700 en conformidad con una realizacion a modo de ejemplo. El receptor 700 en la Figura 7 puede incluir un aparato de decodificacion 500 ilustrado en la Figura 5 y, por lo tanto, se omite una descripcion repetida cuando sea apropiado. Ademas, el receptor 700 puede incluir, ademas, una unidad de recepcion 710, que esta configurada para recibir una senal de codificacion para un procesamiento por el aparato de decodificacion 500.
En otra forma de realizacion de la presente invencion, se da a conocer, ademas, un sistema de comunicaciones, que puede incluir un transmisor 600 que se describe con referencia a la Figura 6 o un receptor 700 que se describe con referencia a la Figura 7.
La Figura 8 es un diagrama de bloques esquematico de un aparato en conformidad con otra forma de realizacion de la presente invencion. Un aparato 800 de la Figura 8 puede utilizarse para realizar etapas y metodos en las formas de realizacion del metodo anteriores. El aparato 800 puede aplicarse a una estacion base o un terminal en varios sistemas de comunicaciones. En la forma de realizacion ilustrada en la Figura 8, el aparato 800 incluye un circuito de transmision 802, una unidad de recepcion 803, un procesador de codificacion 804, un procesador de decodificacion
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805, una unidad de procesamiento 806, una memoria 807 y una antena 801. La unidad de procesamiento 806 controla una operacion del aparato 800 y la unidad de procesamiento 806 puede referirse, ademas, como una CPU (Central Processing Unit, unidad central de procesamiento). La memoria 807 puede incluir una memoria de solamente lectura y una memoria de acceso aleatorio y proporciona una instruccion y datos para la unidad de procesamiento 806. Una parte de la memoria 807 puede incluir, ademas, una memoria de acceso aleatorio no volatil (NVRAM). En una aplicacion espedfica, el aparato 800 puede construirse en un dispositivo de comunicaciones inalambricas o el aparato 800 por sf mismo puede ser un dispositivo de comunicaciones inalambricas, tal como un telefono movil, y el aparato 800 puede incluir, ademas, una portadora que admite el circuito de transmision 802 y el circuito de recepcion 803, con el fin de permitir la transmision y recepcion de datos entre el aparato 800 y una localizacion distante. El circuito de transmision 802 y el circuito de recepcion 803 pueden acoplarse a la antena 801. Los componentes del aparato 800 estan acoplados juntos utilizando un sistema de bus 809, en donde ademas de un bus de datos, el sistema de bus 809 incluye, ademas, un bus de potencia, un bus de control y un bus de senal de estado operativo. Sin embargo, para mayor claridad de la descripcion, varios buses se marcan como el sistema de bus 809 en una Figura. El aparato 800 puede incluir, ademas, la unidad de procesamiento 806 para procesar una senal y, ademas, incluye el procesador de codificacion 804 y el procesador de decodificacion 805.
El metodo de codificacion dado a conocer en las formas de realizacion anteriores de la presente invencion puede aplicarse al procesador de codificacion 804 o ponerse en practica por el procesador de codificacion 804 y el metodo de decodificacion dado a conocer en las realizaciones a modo de ejemplo anteriores puede aplicarse al procesador de decodificacion 805 o puede ponerse en practica por el procesador de decodificacion 805. El procesador de codificacion 804 o el procesador de decodificacion 805 pueden ser un circuito integrado y tiene una capacidad de procesamiento de senales. En un proceso de puesta en practica, las etapas en los metodos anteriores pueden completarse por medio de un circuito logico integrado de hardware en el procesador de codificacion 804 o en el procesador de decodificacion 805 o una instruccion en una forma de software. La instruccion puede ponerse en practica o controlarse por medio de la cooperacion por el procesador 806 y se utiliza para realizar el metodo dado a conocer en las formas de realizacion de la presente invencion. El procesador de decodificacion anterior puede ser un procesador de uso general, un procesador de senal digital (DSP), un circuito integrado espedfico de la aplicacion (ASIC), un conjunto matricial de puertas logicas programables in situ (FPGA) u otro componente de logica programable, una puerta discreta o un componente logico de transistores o un conjunto de hardware discreto y puede implantar o realizar metodos, etapas y diagramas de bloques logicos dados a conocer en las formas de realizacion de la presente invencion. El procesador de uso general puede ser un microprocesador, y el procesador puede ser tambien cualquier procesador convencional, un decodificador y dispositivo similar. Las etapas de los metodos dados a conocer con referencia a las formas de realizacion de la presente invencion pueden realizarse directamente y completarse utilizando un procesador de decodificacion de hardware o pueden realizarse y completarse utilizando una combinacion de modulos de hardware y de software en el procesador de decodificacion. Un modulo de software puede estar situado en un soporte de memorizacion conocido en esta tecnica, tal como una memoria de acceso aleatorio, una memoria instantanea, una memoria de solamente lectura, una memoria de solamente lectura programable, una memoria programable electricamente borrable o un registro. El soporte de memorizacion esta situado en la memoria 807 y el procesador de codificacion 804 o el procesador de decodificacion 805 realiza la lectura de la informacion procedente de la memoria 807, y completa las etapas de los metodos anteriores en combinacion con el hardware. A modo de ejemplo, la memoria 807 puede memorizar el parametro de codificacion de baja frecuencia obtenido para uso por el procesador de codificacion 804 o el procesador de decodificacion 805 durante la codificacion o la decodificacion.
A modo de ejemplo, un aparato de codificacion 300 en la Figura 3 puede ponerse en practica por el procesador de codificacion 804 y un aparato de decodificacion 500 en la Figura 5 puede ponerse en practica por el procesador de decodificacion 805.
Ademas, a modo de ejemplo, un transmisor 610 ilustrado en la Figura 6 puede ponerse en practica por el procesador de codificacion 804, el circuito de transmision 802, la antena 801 y dispositivo similar. Un receptor 710 ilustrado en la Figura 7 puede ponerse en practica por la antena 801, el circuito de recepcion 803, el procesador de decodificacion 805 y dispositivo similar. Sin embargo, el ejemplo anterior es simplemente ilustrativo y no esta previsto para limitar las formas de realizacion de la presente invencion en esta manera de puesta en practica espedfica.
Mas concretamente, la memoria 807 memoriza una instruccion que permite al procesador 806 y/o al procesador de codificacion 804 realizar las operaciones siguientes: dividir una senal de dominio temporal a codificar en una senal de banda baja y una senal de banda alta; realizar una codificacion sobre la senal de banda baja para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia; realizar una codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia y obtener una senal de banda alta sintetizada en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia; realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta; y calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y senal filtrada de corta duracion. La memoria 807 memoriza una instruccion que permite al procesador 806 o al procesador de decodificacion 805 poner en practica las operaciones siguientes: diferenciar un
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parametro de codificacion de baja frecuencia, un parametro de codificacion de alta frecuencia, y una ganancia de alta frecuencia a partir de la informacion codificada; realizar una decodificacion sobre el parametro de codificacion de baja frecuencia para obtener una senal de banda baja; obtener una senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia; realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, comparada con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de una senal de banda alta; ajustar la senal filtrada de corta duracion utilizando la ganancia de alta frecuencia para obtener una senal de banda alta; y combinar la senal de banda baja y la senal de banda alta para obtener una senal de decodificacion final.
El sistema de comunicaciones o el aparato de comunicaciones en conformidad con las formas de realizacion de la presente invencion puede incluir una parte de, o la totalidad de los anteriores aparatos de codificacion 300, transmisor 610, aparato de decodificacion 500, receptor 710 y dispositivos similares.
Un experto en esta tecnica puede tener conocimiento de que, en combinacion con las realizaciones a modo de ejemplo descritas en las formas de realizacion dadas a conocer en esta especificacion, pueden implantarse unidades y etapas de algoritmos mediante un hardware electronico o una combinacion de programas informaticos y hardware electronico. El hecho de que las funciones se realicen por hardware o software depende de las aplicaciones particulares y de las condiciones de limitacion del diseno de las soluciones tecnicas. Un experto en esta tecnica puede utilizar diferentes metodos para poner en practica las funciones descritas para cada aplicacion particular, pero no debe considerarse que la puesta en practica vaya mas alla del alcance de la presente invencion.
Puede entenderse claramente por un experto en esta tecnica que, para la finalidad de una descripcion breve y conveniente, para un proceso funcional detallado del sistema, aparato y unidad anteriores, puede hacerse referencia a un proceso correspondiente en las formas de realizacion del metodo anteriores, y sus detalles no se describen aqrn de nuevo.
En las diversas formas de realizacion dadas a conocer en la presente solicitud de patente, debe entenderse que el sistema, aparato y metodo dados a conocer pueden ponerse en practica en otras maneras. A modo de ejemplo, la forma de realizacion del aparato descrita es simplemente a modo de ejemplo. Por ejemplo, la division de la unidad es simplemente una division de funcion logica y puede ser otra division en la puesta en practica real. A modo de ejemplo, una pluralidad de unidades o componentes pueden combinarse o integrarse en otro sistema, o algunas de sus caractensticas pueden ignorarse o no realizarse.
Las unidades descritas como partes separadas pueden estar, o no, ffsicamente separadas y las partes visualizadas como unidades pueden ser o no, unidades ffsicas, pueden estar situadas en una sola posicion o pueden distribuirse en una pluralidad de unidades de red. Algunas o la totalidad de las unidades pueden seleccionarse de conformidad con las necesidades reales para conseguir los objetivos de las soluciones de las formas de realizacion.
Las descripciones anteriores son simplemente maneras de puesta en practica espedficas de la presente invencion, pero no estan previstas para limitar el alcance de proteccion de la presente invencion. Cualquier variacion o sustitucion facilmente determinada por un experto en esta tecnica dentro del alcance tecnico dado a conocer en la presente invencion deberan caer dentro del alcance de proteccion de la presente invencion. Por lo tanto, el alcance de proteccion de la presente invencion estara sujeto al alcance de proteccion de las reivindicaciones.

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de codificacion para codificar una senal de voz, que comprende:
    dividir una senal de dominio temporal a codificar en una senal de banda baja y una senal de banda alta;
    realizar una codificacion en la senal de banda baja para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia;
    realizar una codificacion en la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia, y obtener una senal de banda alta sintetizada en funcion del parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia;
    estando el metodo caracterizado por:
    realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion en la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, en comparacion con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta; y
    calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y la senal filtrada de corta duracion.
  2. 2. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la realizacion del procesamiento de post-filtrado de corta duracion en la senal de banda alta sintetizada comprende:
    establecer un coeficiente de post-filtro del tipo de polo-cero en funcion del parametro de codificacion de alta frecuencia; y
    realizar un procesamiento de filtrado en la senal de banda alta sintetizada utilizando el post-filtro del tipo de polo- cero.
  3. 3. El metodo de codificacion segun la reivindicacion 2, en donde la realizacion del procesamiento de post-filtro del tipo de polo-cero sobre la senal de banda alta sintetizada comprende, ademas:
    despues de realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada utilizando el post-filtro del tipo de polo-cero, realizar, utilizando un filtro de primer orden cuya funcion de transferencia del dominio z es Ht(z)=1- juz'1, realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada que ha sido procesada por el post-filtro del tipo de polo-cero, en donde
    |j es una constante prestablecida o un valor obtenido mediante calculo adaptativo que se realiza en conformidad con el parametro de codificacion de alta frecuencia y la senal de banda alta sintetizada.
  4. 4. El metodo de codificacion segun la reivindicacion 2 o 3, en donde la realizacion de la codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia comprende: realizar, utilizando una tecnologfa de codificacion predictiva lineal LPC, una codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un coeficiente de LPC y utilizar el coeficiente de LPC como el parametro de codificacion de alta frecuencia, en donde
    una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de polo-cero se calcula utilizando la formula siguiente:
    \-chPzl-alp2
    -a2y2.
    1 nM -M
    _ „ y«7-W
    ... uMy
    en donde a-i, a2,.....au es el coeficiente LPC, M es un orden de coeficiente LPC y p y y son constantes
    prestablecidas que satisfacen la relacion 0 < < y < 1.
  5. 5. El metodo de codificacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el metodo de codificacion comprende, ademas:
    generar un flujo binario de codificacion en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y del parametro de codificacion de alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia.
  6. 6. Un aparato de codificacion para codificar una senal de voz, que comprende:
    una unidad de division (310), configurada para dividir una senal de dominio temporal a codificar en una senal de banda baja y una senal de banda alta;
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    una unidad de codificacion de baja frecuencia (320), configurada para realizar una codificacion sobre la senal de baja frecuencia para obtener un parametro de codificacion de baja frecuencia;
    una unidad de codificacion de alta frecuencia (330), configurada para realizar una codificacion sobre la senal de banda alta para obtener un parametro de codificacion de alta frecuencia;
    una unidad de sintetizacion (340), configurada para obtener una senal de banda alta sintetizada en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia y el parametro de codificacion de alta frecuencia;
    estando dicho aparato caracterizado por:
    una unidad de filtrado (350), configurada para realizar un procesamiento de post-filtrado de corta duracion sobre la senal de banda alta sintetizada para obtener una senal filtrada de corta duracion, en donde, en comparacion con una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta sintetizada, una forma de una envolvente espectral de la senal filtrada de corta duracion es mas proxima a una forma de una envolvente espectral de la senal de banda alta; y
    una unidad de calculo (360), configurada para calcular una ganancia de alta frecuencia sobre la base de la senal de banda alta y la senal filtrada de corta duracion.
  7. 7. El aparato de codificacion segun la reivindicacion 6, en donde la unidad de filtrado comprende:
    un post-filtro del tipo de polo-cero, configurado para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada, en donde
    un coeficiente del post-filtro del tipo de polo-cero se establece sobre la base del parametro de codificacion de alta frecuencia.
  8. 8. El aparato de codificacion segun la reivindicacion 7, en donde la unidad de filtrado comprende, ademas:
    un filtro de primer orden, que esta situado detras del post-filtro del tipo de polo-cero y cuya funcion de transferencia del dominio z es Ht(z)=1-pz'1, configurado para realizar un procesamiento de filtrado sobre la senal de banda alta sintetizada que ha sido procesada por el post-filtro del tipo de polo-cero, en donde
    |j es una constante prestablecida o un valor obtenido mediante el calculo adaptativo que se realiza en conformidad con el parametro de codificacion de alta frecuencia y la senal de banda alta sintetizada.
  9. 9. El aparato de codificacion segun la reivindicacion 7 o 8, en donde la unidad de codificacion de alta frecuencia realiza una codificacion sobre la senal de banda alta utilizando una tecnologfa LPC de codificacion predictiva lineal para obtener un coeficiente LPC y utilizar el coeficiente LPC como el parametro de codificacion de alta frecuencia y una funcion de transferencia del dominio z del post-filtro del tipo de polo-cero se calcula utilizando la formula siguiente:
    \-chPzl-alp2
    -a2y2.
    1 nM -M
    _ „ y«7-W
    ... uMy
    en donde ai, a2,.....au es el coeficiente LPC, M es un orden de coeficiente LPC y p y y son constantes
    prestablecidas que satisfacen la relacion 0 < < y < 1.
  10. 10. El aparato de codificacion segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde el aparato de codificacion comprende, ademas:
    una unidad de generacion de flujo binario, configurada para generar un flujo binario de codificacion en conformidad con el parametro de codificacion de baja frecuencia, el parametro de codificacion alta frecuencia y la ganancia de alta frecuencia.
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