PT2076901T

PT2076901T - Aparelho e método para gerar valores de sub-banda de áudio e aparelho e método para gerar amostras de áudio de domínio de tempo

Info

Publication number: PT2076901T
Application number: PT78192598T
Authority: PT
Inventors: Edler Bernd; Schuller Gerald; Grill Bernhard; Schnell Markus; Lohwasser Markus; Schmidt Markus; Gayer Marc; Mellar Michael; Multrus Markus; Geiger Ralf; Lutzki Manfred
Original assignee: Fraunhofer Ges Forschung
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2017-08-23
Also published as: ES2947516T3; AR063400A1; PT3848928T; CN101606194B; AU2007308416B2; US20100023322A1; TWI357065B; NO342691B1; BRPI0709310B1; US8438015B2; ZA200902199B; EP4325723A2; EP2076901B1; NO20084012L; ES2966657T3; AR063394A1; DE602007001460D1; FI3848928T3; EP2109098A3; JP4936569B2

Description

DESCRIÇÃO

APARELHO E MÉTODO PARA GERAR VALORES DE SUB-BANDA DE ÁUDIO E

APARELHO E MÉTODO PARA GERAR AMOSTRAS DE ÁUDIO DE DOMÍNIO DE

TEMPO

Campo Técnico

As formas de realização da presente invenção estão relacionadas com um aparelho e um método para gerar valores de sub-banda de áudio, um aparelho e um método para gerar amostras de áudio de domínio de tempo e sistemas compreendendo quaisquer aparelhos de entre as supracitadas que possam, por exemplo, ser implementados no campo da codificação de áudio moderno, descodificação de áudio ou outras aplicações relacionadas com a transmissão de áudio. 0 processamento moderno de áudio digital é tipicamente baseado em esquemas de codificação que possibilitam uma redução significativa em termos de taxas de bits, largura de banda de transmissão e espaço de armazenamento em comparação com uma transmissão ou armazenamento diretos dos respetivos dados de áudio. Isto é obtido codificando os dados de áudio no lado do emissor e descodifiçando os dados codificados no lado do recetor antes de, por exemplo, fornecer os dados de áudio descodificado a um ouvinte ou a um processamento de sinal seguinte.

Tais sistemas de processamento de áudio digital podem ser implementados com respeito a uma ampla variedade de parâmetros, tipicamente influenciando a qualidade dos dados de áudio transmitidos ou de outra forma processados por um lado, e em relação à eficiência computacional, largura de banda e outros parâmetros relacionados com o desempenho por outro lado. Muito frequentemente, qualidade superior requer taxas de bits superiores, uma complexidade computacional elevada e uma exigência de armazenamento maior para os dados de áudio codificados correspondentes. Por conseguinte, dependendo da aplicação em mente, fatores como taxas de bits permissiveis, uma complexidade computacional aceitável e montantes aceitáveis de dados devem estar equilibrados com uma qualidade desejável e obtenível.

Outro parâmetro, que é especialmente importante em aplicações em tempo real tais como uma comunicação bidirecional ou monodirecional, o atraso imposto pelos diferentes esquemas de codificação pode também ter um papel importante. Como consequência, o atraso imposto pela codificação e descodificação de áudio representa uma outra restrição em termos dos parâmetros previamente mencionados ao ponderar as necessidades e os custos de diferentes esquemas de codificação contendo um campo específico de aplicação em mente. Já que tais sistemas de áudio digital podem ser aplicados em vários campos diferentes de aplicações desde transmissões de qualidade ultrabaixa até às transmissões mais sofisticadas, diferentes parâmetros e diferentes restrições são impostas com bastante frequência sobre os respetivos sistemas de áudio. Em algumas aplicações, um atraso menor pode, por exemplo, requerer uma taxa de bits mais alta, por conseguinte, uma largura de banda de transmissão elevada em comparação com um sistema de áudio com um atraso maior, com niveis de qualidade comparáveis.

No entanto, em muitos casos, pode haver a necessidade de se fazerem concessões em termos de diferentes parâmetros tais como taxa de bits, complexidade computacional, requisitos de memória, qualidade e atraso. 0 artigo Enhanced MPEG-4 Low Delay AAC - Low Bitrate High Quality Communication, AES Convention Paper 6998, Maio 5, 2007 revela um melhoramento ao AAC. - Baixo Atraso que reduz a necessidade de taxa de bits em 25-33%. Isto é atingido mediante a utilização de uma versão com o atraso otimizado da ferramenta de Replicação de Banda Espectral e pela utilização de um banco de filtros de baixo atraso dedicado que tem a mesma função de modelação de cosseno que a tradicional MDCT. A EP 1 199 711 Al revela a codificação de um sinal de áudio utilizando a expansão de largura de banda. Fontes acústicas de banda larga e banda estreita são codificadas de tal forma que a perceção da qualidade sonora dos correspondentes sinais reconstruídos é melhorada. Uma unidade de estimação de melhoramento perceptualmente aprimora uma fonte acústica reconstruída pela utilização de um espectro de melhoramento. Uma função de janela assimétrica é colocada em cima da totalidade de um frame relevante e estende-se sobre pelo menos de pelo menos o último frame. 0 artigo The Use of Asymetric Windows for Reducing the Time Delay In Real-Time Spectral Analysis, D. Floréncio, ICRSP - 91, Volume 5, Abril 14, 1991 apresenta a ideia de janelas assimétricas como a forma de reduzir o atraso temporal na análise espectral. Especificamente, a aplicação à codificação de discurso LP e especialmente, CELP e LD-CELP é discutida.

Sumário

Uma forma de realização de um aparelho para gerar valores complexos para valores de áudio de sub-banda tal como definido na reivindicação 1. Uma forma de realização de um aparelho para gerar valores reais de amostras de áudio no domínio de tempo tal como definido na reivindicação 2.

Os métodos correspondentes são definidos nas reivindicações 3 e 4 .

Breve Descrição das Ilustrações

As formas de realização da presente invenção são no que se segue descritas, fazendo referência às ilustrações em anexo. A Fig. 1 mostra um diagrama de blocos de uma forma de realização de um aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio; A Fig. 2a mostra um diagrama de blocos de uma forma de realização de um aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo; A Fig. 2b ilustra um princípio funcional de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de um aparelho para gerar amostras de domínio de tempo; A Fig. 3 ilustra o conceito de interpolar coeficientes de janela de acordo com uma forma de realização da presente invenção; A Fig. 4 ilustra coeficientes de janela de interpolação no caso de uma função janela de seno; A Fig. 5 mostra um diagrama de blocos de uma forma de realização da presente invenção compreendendo um descodificador SBR e um codificador SBR; A Fig. 6 ilustra as origens de atraso de um sistema SBR; A Fig. 7a mostra um fluxograma de uma forma de realização de um método para gerar valores de sub-banda de áudio; A Fig. 7b ilustra uma etapa da forma de realização do método mostrado na Fig. 7a; A Fig. 7c mostra um fluxograma de uma forma de realização de um método para gerar valores de sub-banda de áudio; A Fig. 8a mostra um fluxograma de uma forma de realização de um método para gerar amostras de domínio de tempo; A Fig. 8b mostra um fluxograma de uma forma de realização de um método para gerar amostras de domínio de tempo; A Fig. 8c mostra um fluxograma de uma outra forma de realização de um método para gerar amostras de domínio de tempo; A Fig. 8d mostra um fluxograma de outra forma de realização de um método para gerar amostras de domínio de tempo; A Fig. 9a mostra uma possível implementação de uma forma de realização de um método para gerar valores de sub-banda de áudio; A Fig. 9b mostra uma possível implementação de uma forma de realização de um método para gerar valores de sub-banda de áudio; A Fig. 10a mostra uma possível implementação de uma forma de realização de um método para gerar amostras de domínio de tempo; A Fig. 10b mostra uma outra implementação possível de uma forma de realização de um método para gerar amostras de domínio de tempo; A Fig. 11 mostra uma comparação de uma função janela de síntese de acordo com uma forma de realização da presente invenção e uma função janela de seno; A Fig. 12 mostra uma comparação de uma função janela de síntese de acordo com uma forma de realização da presente invenção e uma função do filtro protótipo SBR QMF; A Fig. 13 ilustra os diferentes atrasos causados pela função janela e a função filtro protótipo mostrada na Fig. 12; A Fig. 14a mostra uma tabela ilustrando diferentes contribuições para o atraso de um codec AAC-LD+SBR convencional e um codec AAC-ELD compreendendo uma forma de realização da presente invenção; A Fig. 14b mostra uma outra tabela compreendendo detalhes a respeito do atraso de diferentes componentes de diferentes codecs; A Fig. 15a mostra uma comparação de uma resposta de frequência de um aparelho com base numa função janela de acordo com uma forma de realização da presente invenção e um aparelho baseado numa função janela de seno; A Fig. 15b mostra mais de perto a resposta de frequência mostrada na Fig. 15a; A Fig. 16a mostra uma comparação da resposta de frequência de 4 diferentes funções janela; A Fig. 16b mostra mais de perto as respostas de frequência mostradas na Fig. 16a; A Fig. 17 mostra uma comparação da resposta de frequência de duas diferentes funções janela, uma função janela de acordo com a presente invenção e uma função janela sendo uma função janela simétrica; e A Fig. 18 mostra esquematicamente a propriedade de mascaramento temporal geral do ouvido humano; A Fig. 19 ilustra uma comparação de um sinal de tempo de áudio original, um sinal de tempo gerado com base no codec HEAAC e um sinal de tempo com base num codec compreendendo uma forma de realização da presente invenção.

Descrição Detalhada das Formas de Realização

As Figuras 1 a 19 mostram diagramas de blocos e outros diagramas descrevendo as propriedades funcionais e caracteristicas de diferentes formas de realização de aparelhos e métodos para gerar valores de sub-banda de áudio, de aparelhos e métodos para gerar amostras de domínio de tempo e sistemas compreendendo ao menos um dos métodos ou aparelhos mencionados anteriormente. Contudo, antes de descrever uma primeira forma de realização da presente invenção com mais detalhes, deve-se notar que as formas de realização da presente invenção podem ser implementadas em hardware e em software. Por conseguinte, as implementações descritas em termos de diagramas de blocos de implementações de hardware das respetivas formas de realização podem também ser consideradas como fluxogramas de uma forma de realização apropriada de um método correspondente. Um fluxograma descrevendo uma forma de realização da presente invenção também pode ser considerado um diagrama de blocos de uma implementação de hardware correspondente. A seguir, serão descritas implementações de bancos de filtros que podem ser implementadas como um banco de filtros de análise ou um banco de filtros de síntese. Um banco de filtros de análise é um aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio com base em amostras de áudio de domínio de tempo (entrada) estando numa sequência temporal estendendo-se de uma amostra mais antinga para uma amostra posterior. Por outras palavras, o termo banco de filtros de análise pode ser sinonimamente utilizado para uma forma de realização da presente invenção na forma de um aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio. Desta maneira, um banco de filtros de síntese é um banco de filtros para gerar amostras de áudio de domínio de tempo a partir de valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio. Por outras palavras, o termo banco de filtros de síntese pode ser utilizado sinonimamente para uma forma de realização de acordo com a presente invenção na forma de um aparelho para gerar as amostras de áudio de domínio de tempo.

Tanto o banco de filtros de análise como o banco de filtros de síntese, que também são resumidamente denominados bancos de filtros, podem, por exemplo, ser implementados como bancos de filtros modulados. Os bancos de filtros modulados, exemplos e formas de realização dos quais serão salientados com mais detalhes abaixo, são baseados em oscilações contendo frequências que são baseadas ou derivadas de frequências centrais de sub-bandas correspondentes no domínio de frequência. 0 termo "modulado" refere-se nesse contexto ao facto de que as oscilações mencionadas anteriormente são usadas em contexto com uma função janela ou uma função de filtro protótipo, dependendo da implementação concreta de tal banco de filtros modulado. Os bancos de filtros modulados podem, em princípio, ser baseados em oscilações de representação real tais como uma oscilação harmónica (oscilação seno ou oscilação cosseno) ou oscilações de representação complexa correspondentes (oscilações exponenciais complexas). Assim sendo, os bancos de filtros modulados são denominados bancos de filtros modulados reais ou bancos de filtros modulados de filtro complexo, respetivamente.

Na descrição a seguir, formas de realização da presente invenção na forma de bancos de filtros modulados complexos de baixo atraso e bancos de filtros modulados reais de baixo atraso e métodos e implementação de software correspondentes serão descritos mais detalhadamente. Uma das principais aplicações de tais bancos de filtros modulados de baixo atraso é uma integração com um sistema de replicação de banda (SBR) espectral de baixo atraso, que atualmente se baseia na utilização de um complexo banco de filtros de QMF com um filtro protótipo simétrico (QMF = Quadrature Mirror Filter).

Conforme se irá tornar aparente no enquadramento da presente descrição, uma implementação de bancos de filtros de baixo atraso de acordo com as formas de realização da presente invenção fornecerá a vantagem de uma decisão aprimorada entre atraso, resposta de frequência, dispersão de ruído temporal e qualidade de reconstrução. 0 compromisso aprimorado mencionado anteriormente, especialmente entre atraso e qualidade de reconstrução, é baseado numa abordagem a fazer uso das assim chamadas técnicas de atraso zero para estender a resposta de impulso do filtro dos respetivos bancos de filtros sem introduzir atraso adicional. Um atraso mais baixo num nível de qualidade pré-definido, melhor qualidade num nível de atraso pré-definido ou uma melhoria simultânea tanto do atraso quanto da qualidade, pode ser obtida empregando-se um banco de filtros de análise ou um banco de filtros de síntese de acordo com a forma de realização da presente invenção.

As formas de realização da presente invenção são baseadas na descoberta de que essas melhorias podem ser obtidas empregando-se uma nova função janela para qualquer um dos dois bancos de filtros descritos acima. Por outras palavras, a qualidade e/ou atraso podem ser aprimorados no caso de um banco de filtros de análise empregando-se uma função janela de análise compreendendo uma sequência de coeficientes de janela, que abrange um primeiro grupo envolvendo uma primeira porção consecutiva da sequência de coeficientes de janela e o segundo grupo de coeficientes de janela envolvendo uma segunda porção consecutiva da sequência de coeficientes de janela. A primeira e segunda porções compreendem todos os coeficientes de janela da função janela. Para além disto, a primeira porção compreende menos coeficientes de janela do que a segunda porção, mas o valor de energia dos coeficientes de janela na primeira porção é maior do que o valor de energia dos coeficientes de janela da segunda porção. 0 primeiro grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela em amostras de domínio de tempo mais recentes e o segundo grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janelas nas amostras de domínio de tempo mais antigas. Esta forma da função janela fornece a oportunidade de processar amostras de domínio de tempo com coeficientes de janela contendo valores de energia maiores mais cedo. Este é um resultado da descrição da distribuição de coeficientes de janela para as duas porções e sua aplicação para a sequência de amostras de áudio de domínio de tempo. Como consequência, empregar tal função de janela pode reduzir o atraso introduzido pelo banco de filtros para um nível de qualidade constante ou possibilita um nível de qualidade melhorado com base num nível de atraso constante.

Nesta medida, no caso de uma forma de realização da presente invenção na forma de um aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo e um método correspondente, um janelador de síntese utiliza uma função janela de síntese, que compreende uma sequência de coeficientes de janela ordenados de forma correspondente numa primeira porção (consecutiva) e numa segunda porção (consecutiva). Também no caso de uma função janela de síntese, um valor de energia ou um valor de energia global de um coeficiente de janela na primeira porção é maior do que um valor de energia ou um valor de energia global de um coeficiente de janela de uma segunda porção, onde a primeira porção compreende menos coeficientes de janela que a segunda porção. Devido a essa distribuição dos coeficientes de janela entre as duas porções e ao facto de que o janelador de síntese utiliza a primeira porção dos coeficientes do janelador para trabalhar com janela em amostras de domínio de tempo mais recentes e a segunda porção de coeficientes de janela para trabalhar com janela em amostras de domínio de tempo mais antigas, os efeitos e vantagens previamente descritos também se aplicam a um banco de filtros de síntese ou a uma forma de realização correspondente de um método.

Descrições detalhadas de funções janela de síntese e funções janela de análise empregadas na estrutura de formas de realização da presente invenção serão descritas posteriormente com mais detalhes. Em muitas formas de realização da presente invenção, a sequência de coeficientes de janela da função janela de síntese e/ou da função janela de análise compreende exatamente o primeiro grupo e o segundo grupo de coeficientes de janela. Para além disto, cada um dos coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela pertence exatamente a um dos primeiro grupo e do segundo grupo de coeficientes de janela.

Cada um dos dois grupos compreende exatamente uma porção da sequência de coeficientes de janela de maneira consecutiva. Na presente descrição, uma porção compreende um conjunto consecutivo de coeficientes de janela de acordo com a sequência de coeficientes de janela. Em formas de realização de acordo com a presente invenção, cada um dos dois grupos (primeiro e segundo grupos) compreende exatamente uma porção da sequência dos coeficientes de janela da maneira explicada acima. Os respetivos grupos de coeficientes de janela não compreendem quaisquer coeficientes de janela que não pertencem a exatamente uma porção do respetivo grupo. Por outras palavras, em muitas formas de realização da presente invenção, cada um dos primeiro e segundo grupos de coeficientes de janela compreende somente a primeira e a segunda porções de coeficientes de janela sem abranger outros coeficientes de janela.

Na estrutura da presente descrição, uma porção consecutiva da sequência de coeficientes de janela deve ser entendida como um conjunto conectado de coeficientes de janela na lógica matemática, onde não faltam coeficientes de janela ao conjunto em comparação à sequência de coeficientes de janela que estariam situados numa faixa (por exemplo, faixa de índice) dos coeficientes de janela da respetiva porção. Como consequência, em muitas formas de realização da presente invenção, a sequência de coeficientes de janela é dividida exatamente em duas porções conectadas de coeficientes de janela, que formam cada um do primeiro ou segundo grupos de coeficientes de janela. Nesses casos, cada coeficiente de janela compreendido no primeiro grupo de coeficientes de janela é organizado antes ou depois de cada um dos coeficientes de janela do segundo grupo de coeficientes de janela com respeito a sequência geral dos coeficientes de j anela.

Ainda por outras palavras, em muitas formas de realização, de acordo com a presente invenção, a sequência de coeficientes de janela é dividida exatamente em dois grupos ou porções sem deixar nenhum coeficiente de janela de fora. De acordo com a sequência dos coeficientes de janela, que também representa uma ordem destas, cada um dos dois grupos ou porções compreende todos os coeficientes de janela até (mas excluindo) ou a partir de (incluindo) um coeficiente de janela de fronteira. Como exemplo, a primeira porção do primeiro grupo poderá compreender coeficientes de janela contendo indices de 0 a 95 e de 96 a 639 no caso de uma função janela compreendendo 640 coeficientes de janela (contendo indices de 0 a 639) . Aqui, o coeficiente de janela de fronteira seria aquele correspondente ao índice 96. Naturalmente, outros exemplos também são possíveis (por exemplo, 0 a 543 e 544 a 639). A implementação exemplificada em detalhes de um banco de filtros de análise descrito a seguir fornece um comprimento de filtro cobrindo 10 blocos de amostras de entrada causando um atraso de sistema de apenas 2 blocos, que é o atraso correspondente conforme introduzido por uma MDCT (modified discrete cosine transform) [transformada de cosseno discreto modificado] ou uma MDST (modified discrete sine transform) [transformada de seno discreto modificado]. Uma diferença é devido ao comprimento de filtro mais longo cobrindo 10 blocos de amostras de entrada comparado à implementação de uma MDCT ou MDST que a sobreposição é aumentada em 1 no caso de MDCT e MDST a uma sobreposição de 9 blocos. Todavia, outras implementações também podem ser realizadas cobrindo um número diferente de blocos de amostras de entrada, que também são denominados amostras de entrada de áudio. Para além disto, outras decisões podem também ser consideradas e implementadas. A Fig. 1 mostra um diagrama de blocos de um banco de filtros de análise 100 como uma forma de realização de um aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio. 0 banco de filtros de análise 100 compreende um janelador de análise 110 para trabalhar com janela um frame 120 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo. O frame 120 compreende blocos T 130-1, ..., blocos 130-T de amostras de áudio de domínio de tempo (entrada) , onde T é um número inteiro positivo e igual a 10 no caso da forma de realização mostrada na Fig. 1. No entanto, o frame 120 poderá também compreender um número diferente de blocos 130.

Tanto o frame 120 como cada um dos blocos 130 compreendem amostras de entrada de áudio de domínio de tempo num sequência de tempo que se estende de uma amostra mais antinga para uma amostra mais recente de acordo com uma linha de tempo conforme indicado por uma seta 140 na Fig. 1. Por outras palavras, na ilustração conforme mostrado na Fig. 1, quanto mais distante a amostra de áudio de domínio de tempo, que nesse caso é também uma amostra de entrada de áudio de domínio de tempo, estiver à direita, mais atrasada a amostra de áudio de domínio de tempo correspondente está em relação a sequência da amostra de áudio de domínio de tempo. O janelador de análise 110, com base na sequência de amostras de áudio de domínio de tempo, gera amostras com janela no domínio de tempo, que são dispostas num frame 150 de amostras com janela. De acordo com o frame 120 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo, também o frame de amostras com janela 150 compreende blocos T de amostras com janela 160-1, ..., 160- T. Em formas de realização preferidas da presente invenção cada um dos blocos de amostras com janela 160 compreende o mesmo número de amostras com janela que o número de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo de cada bloco 130 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo. Por conseguinte, quando cada um dos blocos 130 compreende amostras de áudio de entrada de domínio de tempo N, o frame 120 e o frame 150 compreendem cada uma das amostras T · N. Nesse caso, N é um número inteiro positivo, que pode, por exemplo, adquirir os valores de 32 ou 64. Para T = 10, os frames 120, 150 compreendem cada um 320 e 640, respetivamente, no caso acima. A janela de análise 110 é ligada a uma calculadora 170 para calcular os valores de sub-banda de áudio com base nas amostras com janela fornecidas pelo janelador de análise 110. Os valores de sub-banda de áudio são fornecidos pela calculadora 170 como um bloco 180 de valores de sub-banda de áudio, onde cada um dos valores de sub-banda de áudio corresponde a um canal de sub-banda de áudio. Numa forma de realização preferida, também o bloco 180 de valores de sub-banda de áudio compreende valores de sub-banda N.

Cada um dos canais de sub-banda de áudio corresponde a uma frequência central de característica. As frequências centrais dos diferentes canais de sub-banda de áudio poderão, por exemplo, ser igualmente distribuídas ou igualmente espaçadas com respeito à largura de banda de frequência do sinal de áudio correspondente conforme descrito pelas amostras de entrada de áudio de domínio de tempo fornecidas ao banco de filtros de análise 100. O janelador de análise 110 é adaptado para trabalhar com janela as amostras de entrada de áudio de domínio de tempo do frame 120 com base na função janela de análise compreendendo uma sequência de coeficientes de janela para obter as amostras com janelas do frame 150. A janela de análise 110 é adaptada para realizar o trabalho com janela do frame de amostras de áudio de domínio de tempo 120 multiplicando os valores das amostras de áudio de domínio de tempo pelos coeficientes de janela da função janela de análise. Por outras palavras, o trabalho com janela compreende uma multiplicação de elementos das amostras de áudio de domínio de tempo com um coeficiente de janela correspondente. Uma vez que tanto o frame 120 de amostras de áudio de domínio de tempo como os coeficientes de janela compreendem uma sequência correspondente, a multiplicação de elementos dos coeficientes de janela e as amostras de áudio de domínio de tempo são realizados de acordo com as respetivas sequências, por exemplo, conforme indicado por uma amostra e índice de coeficiente de janela.

Em formas de realização da presente invenção na forma de um banco de filtros de análise 100 conforme mostrado na Fig. 1, a função janela de análise, bem como a função janela de síntese no caso de um banco de filtros de síntese, compreende somente coeficientes com janela de representação real. Por outras palavras, cada um dos coeficientes de janela atribuídos a um índice de coeficiente de janela é um valor real.

Os coeficientes de janela formam juntos a respetiva função janela, cujo exemplo é mostrado na Fig. 1 como uma função janela de análise 190. Conforme salientado anteriormente, a sequência de coeficientes de janela que forma a função janela de análise 190 compreende um primeiro grupo 200 e um segundo grupo 210 de coeficientes de janela. O primeiro grupo 200 compreende uma primeira porção conectada e consecutiva de coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela, ao passo que o segundo grupo 210 compreende uma segunda porção conectada e consecutiva de um coeficiente de janela. Em conjunto com a primeira porção no primeiro grupo 200, formam toda a sequência de coeficientes de janela da função janela de análise 190. Para além disto, cada coeficiente de janela da sequência de coeficientes de janela pertence à primeira porção ou à segunda porção de coeficientes de janela de modo que toda a função janela de análise 190 seja formada pelo coeficiente de janela da primeira porção e da segunda porção. A primeira porção de coeficientes de janela é, por conseguinte, idêntica ao primeiro grupo 200 de coeficientes de janela e a segunda porção é idêntica ao segundo grupo 210 de coeficientes de janela conforme indicado pelas setas correspondentes 200, 210 na Fig. 1. O número de coeficientes de janela no primeiro grupo 200 da primeira porção de coeficientes de janela é menor do que o número de coeficientes de janela no segundo grupo da segunda porção de coeficientes de janela. Todavia, um valor de energia ou um valor de energia total dos coeficientes de janela no primeiro grupo 200 é maior do que um valor de energia ou valor de energia total dos coeficientes de janela no segundo grupo 210. Conforme será salientado posteriormente, um valor de energia de um conjunto de coeficientes de janela é baseado na soma dos quadrados dos valores absolutos dos coeficientes de janela correspondentes.

Em formas de realização de acordo com a presente invenção, a função janela de análise 190 bem como uma função janela de síntese correspondente é portanto assimétrica com respeito à sequência de coeficientes de janela ou um índice de um coeficiente de janela. Com base num conjunto de definição de índices de coeficientes de janela sobre os quais a função janela de análise 190 é definida, a função janela de análise 190 é assimétrica, quando para todos os números reais n um outro número real no existe de maneira que o valor absoluto do coeficiente de janela correspondente ao coeficiente de janela do índice de coeficiente de janela (no - n) não é igual ao valor absoluto do coeficiente de janela correspondente ao índice de coeficiente de janela (n0 + n) , quando (n0 - n) e (n0 + n) pertencem ao conjunto de definição.

Para além disto, como também mostrado esquematicamente na Fig. 1, a função janela de análise 190 compreende mudanças de sinal nas quais o produto de dois coeficientes de janela consecutivos é negativo. Mais detalhes e outras características de possíveis funções janela de acordo com formas de realização da presente invenção serão discutidos mais detalhadamente no contexto das Figuras 11 a 19.

Conforme indicado anteriormente, o frame das amostras com janelas 150 compreende uma estrutura de bloco similar com blocos individuais 160-1, ..., 160-T como o frame 120 das amostras de entrada de domínio de tempo individuais. Como o janelador de análise 110 é adaptado para trabalhar com janela as amostras de entrada de áudio de domínio de tempo multiplicando esses valores pelos coeficientes de janela da função janela de análise 190, o frame 150 de amostras com janela também está no domínio de tempo. A calculadora 170 calcula os valores de sub-banda de áudio, ou para ser mais preciso, o bloco 180 de valores de sub-banda de áudio usando o frame 150 de amostras com janelas e realiza uma transferência do domínio de tempo para dentro do domínio de frequência. A calculadora 170 pode desta forma ser considerada um conversor de tempo/frequência, capaz de fornecer o bloco 180 de valores de sub-banda de áudio como uma representação espectral do frame 150 de amostras com janelas.

Cada valor de sub-banda de áudio do bloco 180 corresponde a uma sub-banda contendo uma frequência característica. O número de valores de sub-banda de áudio contido no bloco 180 é também às vezes denominado número de banda.

Em muitas formas de realização de acordo com a presente invenção, o número de valores de sub-banda de áudio no bloco 180 é idêntico ao número de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo de cada um dos blocos 130 do frame 120. No caso em que o frame 150 de amostras com janelas compreende a mesma estrutura em blocos que o frame 120 de maneira que cada um dos blocos 160 de amostras com janelas também compreendem o mesmo número de amostras com janelas que o bloco dessas amostras de entrada de áudio de domínio de tempo 130, o bloco 180 de valores de sub-banda de áudio naturalmente compreende também o mesmo número que o bloco 160. 0 frame 120 pode opcionalmente ser gerado, com base num bloco de amostras recentes de entrada de áudio de domínio de tempo 220 trocando os blocos 130-1, ..., 130-(T-l) por um bloco na direção oposta da seta 140 indicando a direção de tempo. Com isso, um frame 120 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo a ser processado é gerado trocando-se os blocos mais recentes (ΤΙ) de um frame diretamente anterior 120 de amostras de áudio de domínio de tempo por um bloco em direção às amostras de áudio de domínio de tempo mais antigas e adicionando o bloco recente 220 de amostras recentes de áudio de domínio de tempo como o novo bloco 130-1 compreendendo as mais recentes amostras de áudio de domínio de tempo do presente frame 120. Na Fig. 1 isso também é indicado por uma série de setas tracejadas 230 indicando a troca dos blocos 130-1, ..., 130-(T-l) na direção oposta da seta 140.

Devido a esta troca dos blocos 130 na direção oposta do tempo conforme indicado pela seta 140, um frame 120 atual a ser processado, compreende o bloco 130-(T-l) do frame diretamente anterior 120 como o novo bloco 130-T. Da mesma maneira, os blocos 130-(T-l), ..., 130-2 do presente frame 120 a ser processado são iguais ao bloco 130-(T-2), ..., 130-1 do frame diretamente anterior 120. O bloco 130-T do frame diretamente anterior 120 é descartado.

Como consequência, cada amostra de áudio de domínio de tempo do bloco recente 220 será processada T-vezes na estrutura de T processamentos consecutivos de T frames consecutivos 120 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo. Por conseguintes, cada amostra de entrada de áudio de domínio de tempo do bloco recente 220 contribui, não somente para T diferentes frames 120, mas também para T diferentes frames 150 de amostras com janelas e blocos T 180 de valores de sub-banda de áudio. Conforme indicado anteriormente, numa forma de realização preferida de acordo com a presente invenção, o número de blocos T no frame 120 é igual a 10, para que cada amostra de áudio de domínio de tempo fornecida ao banco de filtros de análise 100 contribua para 10 diferentes blocos 180 de valores de sub-banda de áudio.

No início, antes de um único frame 120 ser processado pelo banco de filtros de análise 100, o frame 120 pode ser inicializado para um valor absoluto pequeno (abaixo de um limiar pré- determinado) , por exemplo o valor 0. Conforme será explicado mais detalhadamente abaixo, a forma da função janela de análise 190 compreende um ponto central ou um "centro de massa", que corresponde tipicamente a ou se situa entre dois índices de coeficiente de janela do primeiro grupo 200.

Como consequência, o número de blocos recentes 220 a ser inserido no frame 120 é pequeno, antes de o frame 120 ser preenchido pelo menos até um ponto em que porções do frame 120 sejam ocupadas por valores não evanescentes (ou seja, de valor não igual a zero) que correspondem a coeficientes de janela contendo uma contribuição significativa em termos de seus valores de energia. Tipicamente, o número de blocos a ser inserido no frame 120 antes que um processo "expressivo" possa começar, é de 2 a 4 blocos dependendo da forma da função janela de análise 190. Por conseguinte, o banco de filtros de análise 100 é capaz de fornecer blocos 180 mais rápido do que um banco de filtros correspondente empregando, por exemplo, uma função janela simétrica. Como tipicamente os blocos recentes 220 são disponibilizados ao banco de filtros de análise 100 como um todo, cada um dos blocos recentes corresponde a um tempo de amostragem ou gravação, que é essencialmente dado pelo comprimento do bloco 220 (ou seja, o número de amostras de entrada de áudio compreendidas no bloco 220) e a taxa de amostragem ou frequência de amostragem. Portanto, a função janela de análise 190, conforme incorporada numa forma de realização da presente invenção, conduz a um atraso reduzido antes que o primeiro bloco e os blocos subsequentes 180 de valores de sub-banda de áudio possam ser disponibilizados ou produzidos pelo banco de filtros 100.

Como uma outra opção, o aparelho 100 pode ser capaz de gerar um sinal ou incorporar uma informação respeitante à função janela de análise 190 utilizada ao gerar o frame 180 ou com respeito à função janela de sintese a ser usada na estrutura de um banco de filtros de sintese. Assim, a função de filtro de análise 190 pode, por exemplo, ser uma versão de tempo ou índice invertidos da função janela de síntese a ser usada pelo banco de filtros de síntese. A Fig. 2a mostra um diagrama de blocos de uma forma de realização de um aparelho 300 para gerar amostras de áudio de domínio de tempo com base no bloco de valores de sub-banda de áudio. Conforme previamente explicado, uma forma de realização da presente invenção na forma de um aparelho 300 para gerar amostras de áudio de domínio de tempo é também geralmente denominada banco de filtros de síntese 300 uma vez que o aparelho é capaz de gerar amostras de áudio de domínio de tempo, que podem, em princípio, ser reproduzidas, com base em valores de sub-banda de áudio que compreendem informações espectrais com respeito a um sinal de áudio. Por conseguinte, o banco de filtros de síntese 300 é capaz de sintetizar amostras de áudio de domínio de tempo com base em valores de sub-banda de áudio que podem, por exemplo, ser gerados por um banco de filtros de análise correspondente 100. A Fig. 2a mostra um diagrama de blocos do banco de filtros de síntese 300 compreendendo uma calculadora 310 para a qual é fornecido um bloco 320 de valores de sub-banda de áudio (no domínio de frequência). A calculadora 310 é capaz de calcular um frame 330 compreendendo uma sequência de amostras de domínio de tempo intermédias a partir dos valores de sub-banda de áudio do bloco 320. O frame 330 das amostras de domínio de tempo intermédias compreende também em muitas formas de realização, de acordo com a presente invenção, uma estrutura de bloco similar como por exemplo, o frame 150 de amostras com janelas do banco de filtros de análise 100 da Fig. 1.

Nesses casos, o frame 330 compreende os blocos 340-1, ..., blocos 340-T de amostras de domínio de tempo intermédias. A sequência de amostras de domínio de tempo intermédias do frame 330, bem como cada bloco 340 de amostras de domínio de tempo intermédias compreende uma ordem de acordo com o tempo conforme indicado por uma seta 350 na Fig. 2a. Como consequência, o frame 330 compreende uma amostra de domínio de tempo anterior no bloco 340-T e uma última amostra de domínio de tempo intermédia no bloco 340-1, que representam respetivamente a primeira e a última amostras de domínio de tempo intermédias para o frame 330. Para além disto, cada um dos blocos 340 compreende uma ordem similar. Como consequência, em formas de realização de um banco de filtros de síntese os termos "frame" e "sequência" podem ser usados com frequência de forma sinónima. A calculadora 310 é ligada a um janelador de síntese 360 ao qual é fornecido o frame 330 de amostras de domínio de tempo intermédias. O janelador de síntese é adaptado para trabalhar com janela a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias usando uma função janela de síntese 370 representada esquematicamente na Fig. 2a. Como uma saída, o janelador de síntese 360 fornece um frame 380 de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas, que podem também compreender uma estrutura em blocos dos blocos 390-1, ..., 390-T.

Os frames 330 e 380 podem compreender blocos T 340 e 390, respetivamente, em que T é um número inteiro positivo. Numa forma de realização preferida de acordo com a presente invenção na forma de um banco de filtros de síntese 300, o número de blocos T é igual a 10. Todavia, em formas de realização diferentes, também podem ser compreendidos diferentes números de blocos num dos frames. Para ser mais preciso, em princípio, o número de blocos T pode ser maior ou igual a 3, ou maior ou igual a 4, dependendo das circunstâncias da implementação e das decisões explicadas previamente para formas de realização de acordo com a presente invenção compreendendo uma estrutura em blocos de frames para um banco de filtros de síntese 100 e um banco de filtros de síntese 300. 0 janelador de síntese 360 é ligado a um estágio de saída adicionador de sobreposição 400, ao qual é fornecido o frame 380 de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas. O estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 é capaz de processar as amostras de domínio de tempo intermédias com janelas para obter um bloco 410 de amostras de domínio de tempo. O bloco 410 das amostras de domínio de tempo (saída) pode então, por exemplo, ser fornecido a outros componentes para futuro processamento, armazenamento ou transformada em sinais de áudio audíveis. A calculadora 310 para calcular a sequência de amostras de domínio de tempo compreendidas no frame 330 é capaz de transferir dados do domínio de frequência para dentro do domínio de tempo. Portanto, a calculadora 310 pode compreender um conversor de frequência/tempo capaz de gerar um sinal de domínio de tempo da representação espectral compreendida no bloco 320 de valores de sub-banda de áudio. Conforme explicado no contexto da calculadora 170 do banco de filtros de análise 100 mostrado na Fig. 1, cada um dos valores de sub-banda de áudio do bloco 320 corresponde a um canal de sub-banda de áudio contendo uma frequência central característica.

Em contraste com isto, as amostras de domínio de tempo intermédias compreendidas no frame 330 representam, em princípio, informações no domínio de tempo. O janelador de síntese 360 é capaz e adaptado para trabalhar com janela a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias compreendidas no frame 330 usando a função janela de síntese 370 conforme esquematicamente representado na Fig. 2a. A função janela de síntese 370 compreende uma sequência de coeficientes de janela, que também compreende um primeiro grupo 420 e um segundo grupo 430 de coeficientes de janela conforme explicado anteriormente no contexto da função janela 190 com um primeiro grupo 200 e um segundo grupo 210 de coeficientes de janela. O primeiro grupo 420 de coeficientes de janela da função janela de síntese 370 compreende uma primeira porção consecutiva da sequência de coeficientes de janela. De forma similar, o segundo grupo 430 de coeficientes também compreende uma segunda porção consecutiva da sequência de coeficientes de janela, onde a primeira porção compreende menos coeficientes de janela do que a segunda porção e onde um valor de energia ou valor de energia total dos coeficientes de janela na primeira porção é maior do que o valor de energia correspondente dos coeficientes de janela da segunda porção. Outras características e propriedades da função janela de síntese 370 podem ser similares às características e propriedades correspondentes da função janela de análise 190 conforme representado esquematicamente na Fig. 1. Como consequência, referência é aqui feita à descrição correspondente no enquadramento da função janela de análise 190 e a outra descrição das funções janela com respeito às figuras 11 a 19, onde o primeiro grupo 200 corresponde ao primeiro grupo 420 e o segundo grupo 210 corresponde ao segundo grupo 430.

Por exemplo as porções compreendidas nos dois grupos 420, 430 de coeficientes de janela formam cada um geralmente, um conjunto consecutivo e conectado de coeficientes de janela compreendendo juntos todos os coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela da função janela 370. Em muitas formas de realização de acordo com a presente invenção, a função janela de análise 190 conforme representada na Fig. 1 e a função janela de síntese 370 conforme representada na Fig. 2a são baseadas uma na outra. Por exemplo, a função janela de análise 190 pode ser uma versão de inversão de tempo ou índice da função janela de síntese 370. No entanto, também outras relações entre as duas funções janela 190, 370 podem ser possíveis. Pode ser aconselhável empregar uma função janela de síntese 370 na estrutura do janelador de síntese 360, que está relacionado com a função janela de análise 190, empregada na geração (opcionalmente antes de maiores modificações) do bloco 320 de valores de sub-banda de áudio fornecidos ao banco de filtros de síntese 300.

Conforme salientado no contexto da Fig. 1, o banco de filtros de síntese 300 na Fig. 2a pode opcionalmente ser adaptado de modo que o bloco de chegada 320 possa compreender sinais adicionais ou informações adicionais a respeito das funções janela. Como exemplo, o bloco 320 pode compreender informações a respeito da função janela de análise 190 usada para gerar o bloco 320 ou em relação à função janela de síntese 370 a ser utilizada pelo janelador de síntese 360. Por conseguinte, o banco de filtros 300 pode ser adaptado para isolar as respetivas informações e fornecê-las ao janelador de síntese 360. O estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 é capaz de gerar o bloco 410 de amostras de domínio de tempo processando as amostras de domínio de tempo intermédias com janelas contidas no frame 380. Em diferentes formas de realização de acordo com a presente invenção, o estágio de saída do adicionador de sobreposição 4000 pode compreender uma memória para armazenar temporariamente frames 380 previamente recebidos de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas. Dependendo dos detalhes de implementação, o estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 pode, por exemplo, compreender T diferentes posições de armazenamento contidas na memória para armazenar um número geral de frames T 380 de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas. Contudo, também um número diferente de posições de armazenamento pode estar contido no estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 conforme requerido. Para além disto, em diferentes formas de realização de acordo com a presente invenção, o estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 pode ser capaz de fornecer o bloco 410 de amostras de domínio de tempo com base em apenas um único frame 380 de amostras de domínio de tempo intermédias. Formas de realização de diferentes bancos de filtros de síntese 300 serão explicadas com mais detalhes posteriormente. A Fig. 2b ilustra um princípio funcional de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de um banco de filtros de síntese 300. 0 bloco 320 de valores de sub-banda de áudio é primeiro transferido do domínio de frequência para dentro do domínio de tempo pela calculadora 310, ilustrada na Fig. 2b por uma seta 440. O frame resultante 320 de amostras de domínio de tempo intermédias compreendendo os blocos 340-1, . .., 340-T de amostras de domínio de tempo intermédias está então com janela para o janelador de síntese 360 (não mostrado na Fig. 2b) multiplicando a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias do frame 320 com a sequência de coeficientes de janela da função janela de síntese 370 para obter o frame 380 de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas. O frame 380 compreende novamente os blocos 390-1, ..., 390-T de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas, formando juntos o frame 380 de amostras de domínio de tempo intermédias com j anelas.

Na forma de realização mostrada na Fig. 2b de um banco de filtros de síntese inventivo 300, o estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 é então capaz de gerar o bloco 410 de amostras de saída de domínio de tempo adicionando para cada valor de índice das amostras de áudio de domínio de tempo do bloco 410, as amostras de domínio de tempo intermédias com janelas de um bloco 390 de diferentes frames 380. Conforme ilustrado na Fig. 2b, as amostras de áudio de domínio de tempo do bloco 410 são obtidas adicionando para cada índice de amostra de áudio uma amostra de domínio de tempo intermédia com janela do bloco 390-1 do frame 380, processada pelo janelador de síntese 360 no turno atual e conforme descrito anteriormente, a amostra de domínio de tempo intermédia correspondente do segundo bloco 390-2 de um frame 380-1 processado imediatamente antes do frame 380 e armazenado numa posição de armazenamento no estágio de salda adicionador de sobreposição 400. Conforme ilustrado na Fig. 2b, outras amostras de domínio de tempo intermédias com janelas correspondentes de outros blocos 390 (ex. bloco 390-3 do frame 380-2, bloco 390-4 do frame 380-3, bloco 390-5 do frame 380-4) processados pelo banco de filtros de síntese 300 anterior podem ser utilizadas. Os frames 380-2, 380-3, 380-4 e opcionalmente outros frames 380 foram processados pelo banco de filtros de síntese 300 em voltas anteriores. O frame 380-2 foi imediatamente processado antes do frame 380-1 e, proporcionalmente, o frame 380-3 foi imediatamente gerado antes do frame 380-2 e assim por diante. O estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 conforme empregue na forma de realização é capaz de somar para cada índice do bloco 410 de amostras de domínio de tempo (saída) diferentes blocos T 390-1, . .., 390-T de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas de T diferentes frames 380, 380-1, ..., 380-(T — 1) . Por conseguinte, com exceção dos primeiros blocos T processados, cada uma das amostras de domínio de tempo (saída) do bloco 410 em diferentes blocos T 320 de valores de sub-banda de áudio.

Como no caso da forma de realização da presente invenção um banco de filtros de análise 100 descrito na Fig. 1, devido à forma da função janela de síntese 370, o banco de filtros de síntese 300 oferece a possibilidade de fornecer rapidamente o bloco 410 de amostras de domínio de tempo (saída). Isto é também uma consequência da forma da função janela 370. Como o primeiro grupo 420 de coeficientes de janela corresponde a um valor de energia superior e compreende menos coeficientes de janela do que o segundo grupo 430, o janelador de síntese 360 é capaz de fornecer frames "expressivos" 380 de amostras com janelas quando o frame 330 de amostras de domínio de tempo intermédias estiver preenchido de modo que ao menos os coeficientes de janela do primeiro grupo 420 contribuam para o frame 380. Os coeficientes de janela do segundo grupo 430 apresentam uma contribuição menor devido ao seu inferior valor de energia.

Portanto, quando no começo, o banco de filtros de síntese 300 é iniciado com 0, a provisão de blocos 410 pode, em princípio, ser iniciada somente quando alguns blocos 320 de valores de sub-banda de áudio tiverem sido recebidos pelo banco de filtros de síntese 300. Assim, também o banco de filtros de síntese 300 possibilita uma redução de atraso significativa em comparação ao banco de filtros de síntese contendo, por exemplo, uma função janela de síntese simétrica.

Conforme indicado anteriormente, as calculadoras 170 e 310 das formas de realização mostradas nas Figuras 1 e 2a podem ser implementadas como calculadoras de representação real gerando ou sendo capazes de processar valores de representação real de sub-banda de áudio dos blocos 180 e 320, respetivamente. Nestes casos, as calculadoras podem, por exemplo, ser implementadas como calculadoras de representação real com base em funções de oscilação harmónica tais como a função seno ou a função cosseno. Em formas de realização as calculadoras de representação complexa também podem ser implementadas como as calculadoras 170, 310. Nesses casos as calculadoras podem, por exemplo, ser implementadas com base em funções exponenciais complexas ou outras funções harmónicas de representação complexa. A frequência das oscilações de representação real ou complexa geralmente depende do índice do valor de sub-banda de áudio, que também é, às vezes, denominado índice de banda ou o índice de sub-banda da sub-banda específica. Para além disto, a frequência pode ser idêntica ou depender da frequência central da sub-banda correspondente. Por exemplo, a frequência da oscilação pode ser multiplicada por um fator constante, trocada com respeito a frequência central da sub-banda correspondente ou pode ser dependendo de uma combinação de ambas as modificações.

Uma calculadora de representação complexa 170, 310 pode ser construída ou implementada com base em calculadoras de representação real. Por exemplo, para uma calculadora de representação complexa uma implementação eficiente pode ser, em princípio, utilizada para ambas as partes de cosseno e seno moduladas de um banco de filtros representando as partes real e imaginária de um componente de representação complexa. Isto significa que é possível implementar ambas, a parte modulada por cosseno e a parte modulada por seno com base em, por exemplo, as estruturas modificadas DCT-IV e DST-IV. Para além disto, outras implementações poderão empregar o uso de um FFT (FFT = Fast Fourier Transform) [Transformada Rápida de Fourier] sendo opcionalmente implementada juntamente para ambas, a parte real e a parte das calculadoras moduladas complexas usando um FFT ou ao invés disso usando um estágio de FFT separado para cada transformada.

Descrição Matemática

As seções a seguir descreverão um exemplo das formas de realização de um banco de filtros de análise e o banco de filtros de síntese com múltiplas sobreposições de 8 blocos para a parte, que não causa atraso posterior, conforme explicado acima, e um bloco para o futuro, que causa o mesmo atraso quanto a uma estrutura-MDCT/MDST (MDCT = Modified Discrete Cosine Transform; MDST = Modified Discrete Sine Transform). Por outras palavras, no exemplo a seguir, o parâmetro T é igual a 10. Primeiro, uma descrição de um banco de filtros de análise de baixo atraso modulado complexo. Conforme ilustrado na Fig. 1, o banco de filtros de análise 100 compreende as etapas de transformada de um trabalho com janela de análise realizado pelo janelador de análise 110 e uma modulação de análise realizada pela calculadora 170. O trabalho com janela de análise é baseado na equação zi n - w(10N - 1 — n) · xlrn for 0 < n < 10 · N , (1) em que, ζ±ιΓι é a amostra com janela (de representação real) correspondente ao índice de bloco i e ao índice de amostra n do frame 150 mostrado na Fig. 1. O valor xi;n é a amostra de entrada de tempo (de representação real) correspondente ao mesmo índice de bloco i e índice de amostra η. A função janela de análise 190 é representada na equação (1) por seus coeficientes de janela de representação real w(n), onde n é também o índice de coeficiente de janela na faixa indicada na equação (1). Conforme previamente explicado, o parâmetro N é o número de amostras num bloco 220, 130, 160, 180. A partir dos argumentos da função janela de análise w(lON-l-n) é possível notar que a função janela de análise representa uma versão invertida ou uma versão anti temporal da função janela de síntese, que é na verdade representada pelo coeficiente de janela w (n) . A modulação de análise realizada pela calculadora 170 na forma de realização mostrada na Fig. 1, é baseada nas duas equações e

para o índice de coeficiente espectral ou índice de banda k sendo um número inteiro na faixa de 0 < k < N . (4)

Os valores XReai,i,k e Ximag,i,k representam a parte real e a parte imaginária do valor de sub-banda de áudio de representação complexa correspondendo ao índice de bloco i e o índice de coeficiente espectral k do bloco 180. O parâmetro n0 representa uma opção de índice, que é igual a n0 = -N / 2 + 0.5 . (5) O banco de filtros de síntese de baixo atraso modulado complexo correspondente compreende as etapas de transformada de uma modulação de síntese, um trabalho com janela de síntese e uma adição de sobreposição conforme será descrito. A modulação de síntese é baseada na equação

Ο < η < 10 · Ν (6) em que x'i,n é uma amostra de domínio de tempo intermédia do frame 330 correspondente ao índice de amostra n e o índice de bloco i. Novamente o parâmetro N é um número inteiro indicando o comprimento do bloco 320, 340, 390, 410, que também é denominado comprimento do bloco de transformada ou, devido à estrutura em blocos dos frames 330, 380, como um desvio ao bloco anterior. As outras variáveis e parâmetros também foram introduzidos acima, tais como o índice de coeficiente espectral k e o desvio n0. O trabalho com janela de síntese realizado pelo janelador de síntese 360 na forma de realização mostrada na Fig. 2a é baseado na equação z'Un - w(n) · x'lrn for 0 < n < 10 N , (7) em que z'±iT1 é o valor da amostra de domínio de tempo intermédia com janela correspondente ao índice de amostra n e o índice de bloco i do frame 380. A marca de transformada da adição de sobreposição é baseada na equação

em que outi,n representa a amostra de domínio de tempo (saída) correspondente ao índice de amostra n e o índice de bloco i. A equação (8), por conseguinte, ilustra a operação de adição de sobreposição conforme realizado no estágio de saída do adicionador de sobreposição 400 conforme ilustrado na parte inferior da Fig. 2b.

Como comparação, por exemplo, as equações (2) e (6) em termos de parte cosseno revelam a contribuição cosseno da modulação de análise e a modulação de síntese mostra uma estrutura comparável quando consideramos a de um MDCT. Apesar de o método de projeto, em princípio, permitir uma extensão do MDCT em ambas as direções em relação ao tempo, somente uma extensão de blocos E (= T-2) para o passado é aplicada aqui, onde cada um dos blocos T compreende amostras N. O coeficiente de frequência Xi(k da banda k e o bloco i dentro de um banco de filtros de análise de canal N ou de banda N pode ser resumido por

para o índice de coeficiente espectral k conforme definido pela equação (4). Aqui, mais uma vez n é um índice de amostra e wa é a função janela de análise.

Em nome da completitude, a descrição matemática dada anteriormente do banco de filtros de análise de baixo atraso modulado complexo pode ser dada na mesma forma resumida como a equação (9) trocando a função cosseno pela função exponencial de representação complexa. Para se ser mais preciso, com a definição e variáveis dadas acima, as equações (1), (2), (3) e (5) podem ser resumidas e estendidas de acordo com

em que em contraste às equações (2) e (3), a extensão de 8 blocos para o passado foi substituída pela variável E ( = 8) .

As etapas da modulação de síntese e o trabalho com janela de síntese, conforme descrito para o caso complexo nas equações (6) e (7), podem ser resumidos no caso de um banco de filtros de síntese de representação real. 0 frame 380 de amostras de domínio de tempo intermédias com janelas, que também é denominado vetor desmodulado, é dado por

onde z'i,n é a amostra de domínio de tempo intermédia com janela correspondente ao índice de banda i e o índice de amostra η. O índice de amostra n é mais uma vez um número inteiro na faixa de 0 < n < N(2 + e) = N T ^12) e ws (n) é a janela de síntese, que é compatível com a janela de análise wa(n) da equação (9). A etapa de transformada da adição de sobreposição é então dada por

(13) em que x'i,n é o sinal reconstruído, ou mais especificamente uma amostra de domínio de tempo do bloco 410 conforme fornecido pelo estágio de saída de adição de sobreposição 400 mostrado na Fig. 2a.

Para o banco de filtros de síntese de representação complexa 300, as equações (6) e (7) podem ser resumidas e generalizadas com respeito à extensão de blocos E(=8) para o caminho de acordo com

onde j = v — 1 é a unidade imaginária. A equação (13) representa a forma generalizada da equação (8) e é válida também para o caso de representação complexa.

Como mostra uma comparação direta da equação (14) com a equação (7), a função janela w(n) da equação (7) é a mesma função janela de síntese de ws(n) da equação (14). Conforme salientado antes, a comparação similar da equação (10) com o coeficiente da função janela de análise wa(n) com a equação (1) mostra que a função janela de análise é a versão anti temporal da função janela de síntese no caso da equação (1).

Como ambos, um banco de filtros de análise 100 conforme mostrado na Fig. 1 e um banco de filtros de síntese 300 conforme mostrado na Fig. 2a oferecem uma melhoria significativa em termos de uma decisão entre o atraso de um lado, e a qualidade do processo de áudio do outro, os bancos de filtros 100, 300 são frequentemente denominados bancos de filtros de baixo atraso. A versão de representação complexa deles próprios é, às vezes, denominada complex-low-delay filterbank [banco de filtros de baixo atraso complexo], abreviado por CLDFB. Em algumas circunstâncias, o termo CLDFB não é usado apenas para a versão de representação complexa mas também para a versão de representação real do banco de filtros.

Conforme mostrado pela discussão anterior acerca dos antecedentes matemáticos, o enquadramento usado para implementar os bancos de filtros de baixo atraso propostos utiliza uma estrutura do tipo MDCT- ou IMDCT (IMDCT = MDCT Inverso), conforme conhecido do Padrão MPEG-4, usando uma sobreposição estendida. As regiões de sobreposição adicionais podem ser anexadas em blocos ao lado esquerdo e ao lado direito do núcleo similar a MDCT. Aqui, somente a extensão para o lado direito (para o banco de filtros de síntese) é usada, o que funciona somente a partir de amostras passadas e portanto não causa nenhum atraso adicional. A inspeção das equações (1), (2) e (14) mostrou que o processamento é bastante similar àquele de um MDCT ou IMDCT. Através de apenas ligeiras modificações compreendendo uma função janela de análise modificada e uma função janela de síntese, respetivamente, o MDCT ou IMDCT é estendido para um banco de filtros modulado capaz de lidar com múltiplas sobreposições e é bastante flexível em relação ao seu atraso. Por exemplo, as equações (2) e (3) mostraram que a versão complexa é, em princípio, obtida simplesmente adicionando um seno modulado à dada modulação cosseno.

Interpolação

Conforme salientado no contexto das Figuras 1 e 2a, ambos, o janelador de análise 110 e o janelador de síntese 360 ou os respetivos bancos de filtros 100, 300 são adaptados ao trabalho com janela dos respetivos frames de amostras de domínio de tempo multiplicando cada uma das respetivas amostras de áudio de domínio de tempo por um coeficiente de janela individual. Cada uma das amostras de domínio de tempo é, por outras palavras, multiplicada por um coeficiente de janela (individual), como por exemplo as equações (1), (7), (9), (10), (11), e (14) demonstraram. Como consequência, o número de coeficientes de janela da respetiva função janela é tipicamente idêntica ao número das respetivas amostras de áudio de domínio de tempo. Contudo, em determinadas circunstâncias de implementação, pode ser aconselhável implementar uma função janela contendo um segundo número maior de coeficientes de janela em comparação à função janela atual contendo um primeiro número menor de coeficientes, que é na verdade utilizado durante o trabalho com janela do respetivo frame ou sequência de amostras de áudio de domínio de tempo. Isto pode por exemplo ser aconselhável no caso de quando os requisitos de memória de uma implementação específica podem ser mais valiosos do que a eficiência computacional. Um outro cenário em que uma redução dos coeficientes de janela pode tornar-se útil é no caso da assim chamada abordagem de taxa dupla, que é, por exemplo, empregue na estrutura dos sistemas SBR (SBR = Spectral Band Replication) [SBR = Repetição de Banda Espectral]. O conceito de SBR será explicado com mais detalhes no contexto das Figuras 5 e 6.

Num caso destes, o janelador de análise 110 ou o janelador de síntese 360 pode ser posteriormente adaptado de maneira a que a respetiva função janela usada para trabalhar com janela as amostras de áudio de domínio de tempo fornecidas ao respetivo janelador 110, 360 seja deduzido por uma interpolação de coeficientes de janela da função janela maior contendo um segundo número maior de coeficientes de janela. A interpolação pode, por exemplo ser realizada por uma interpolação linear, polinomial ou com base em interpolação spline. Por exemplo, no caso da interpolação linear, mas também no caso de uma interpolação polinomial ou com base em spline, o respetivo janelador 100, 360 pode então ser capaz de interpolar os coeficientes de janela da função janela usada para trabalho com janela baseado em dois coeficientes consecutivos de janela da função janela maior de acordo com uma sequência de coeficientes de janela da função janela maior para obter um coeficiente de janela da função janela.

Especialmente no caso de um número par de amostras de áudio de domínio de tempo e coeficientes de janela, uma implementação de uma interpolação conforme descrito previamente, resulta numa melhoria significativa da qualidade de áudio. Por exemplo, no caso de um número par N · T de amostras de áudio de domínio de tempo num dos frames 120, 330, não usando uma interpolação, por exemplo, uma interpolação linear, resultará em efeitos de distorção de espectro graves durante o processamento posterior das respetivas amostras de áudio de domínio de tempo. A Fig. 3 ilustra um exemplo de uma interpolação linear baseada numa função janela (uma função janela de análise ou uma função janela de síntese) a ser empregue em relação a frames compreendendo N · T/2 amostras de áudio de domínio de tempo.

Devido a restrições de memória ou outros detalhes de implementação, os coeficientes de janela da função janela em si não são armazenados numa memória, mas uma função janela maior compreendendo N · T coeficientes de janela são armazenados durante memória apropriada ou estão disponíveis de outra forma. A Fig. 3 ilustra no gráfico superior, os coeficientes de janela c(n) correspondentes como uma função dos índices dos coeficientes de janela n na faixa entre 0 e N · T-l.

Com base numa interpolação linear de dois coeficientes consecutivos de janela da função janela contendo o maior número de coeficientes de janela, conforme representado no gráfico superior da Fig. 3, uma função janela interpolada é calculada com base na equação

0 número de coeficientes de janela interpolados ci(n) da função janela a serem aplicados num frame contendo N · T/2 amostras de áudio de domínio de tempo compreende a metade do número de coeficientes de janela.

Para ilustrar tal mais aprofundadamente, na Fig. 3 os coeficientes de janela 450-0, ..., 450-7 são mostrados na parte superior da Fig. 3, correspondendo a um coeficiente de janela c(0), . .., c(7). Com base nesses coeficientes de janela e os outros coeficientes de janela da função janela, uma aplicação da equação (15) leva aos coeficientes de janela ci(n) da função janela interpolada representada na parte inferior da Fig. 3. Por exemplo, com base nos coeficientes de janela 450-2 e 450-3, o coeficiente de janela 460-1 é gerado com base na equação (15), conforme ilustrado pelas setas 470 na Fig. 3. Na mesma proporção, o coeficiente de janela 460-2 da função janela interpolada é calculado com base no coeficiente de janela 450-4, 450-5 da função janela representada na parte superior da Fig. 3. A Fig. 3 mostra a geração de outros coeficientes de janela ci(n) .

Para ilustrar o cancelamento do serrilhamento obtenível através da redução de amostras interpoladas da função janela, a Fig. 4 ilustra a interpolação dos coeficientes de janela no caso de uma função janela seno, que pode, por exemplo, ser empregada num MDCT. Em prol da simplicidade, a metade esquerda da função janela e a metade direita da função janela são trazidas uma para a outra. A Fig. 4 mostra uma versão simplificada de uma janela seno, compreendendo apenas 2 · 4 coeficientes de janela ou pontos para um MDCT contendo um comprimento de 8 amostras. A Fig. 4 mostra quatro coeficientes de janela 480-1, 480-2, 480-3 e 480-4 da primeira metade da janela seno e quatro coeficientes de janela 490-1, 490-2, 490-3 e 390-4 da segunda metade da janela seno. O coeficiente de janela 490-1, . .., 490-4 corresponde aos indices de coeficiente de janela 5, . .., 8. Os coeficientes de janela 490-1, ..., 490-4 correspondem à segunda metade do comprimento da função janela de modo que, para que os indices dados N' = 4 deve ser adicionado para se obterem os indices reais.

Para reduzir ou até mesmo para obter o cancelamento dos efeitos de serrilhamento de espectro conforme descrito antes, o coeficiente de janela deve satisfazer a condição w(n) · (Ν'-l - n) = w(N'+n) · w(2N'-l - n) (16) o melhor possível. Quão melhor relação (16) for satisfeita, melhor a supressão ou cancelamento de serrilhamento de espectro.

Assumindo uma situação em que uma nova função janela tendo metade do número de coeficientes de janela deva ser determinada para a metade esquerda da função janela, surqe o problema seguinte. Devido ao facto de que a função janela compreende um número par de coeficientes de janela (redução de amostras em quantidades pares), sem empregar um esquema de interpolação conforme salientado na Fig. 3, os coeficientes de janela 480-1 e 480-3 ou 480-2 e 480-4 correspondem a somente um valor de serrilhamento de espectro da função janela original ou filtro original.

Isto leva a uma proporção desequilibrada de energia espectral e a uma redistribuição assimétrica do ponto central (centro da massa) da função janela correspondente. Com base na equação de interpolação (15) para o coeficiente de janela w(n) da Fig. 4, os valores interpolados li e I2 cumprem a relação de serrilhamento do espectro (16) bastante melhor, e irão, por conseguinte, levar a uma melhoria significativa no que diz respeito à qualidade dos dados de áudio processados.

No entanto, através do uso de um esquema de interpolação ainda mais elaborado, por exemplo, um spline ou outro esquema de interpolação similar, poderá até resultar em coeficientes de janela, que satisfaçam a relação (16) ainda melhor. Uma interpolação linear é na maioria dos casos suficiente e possibilita uma implementação rápida e eficiente. A situação no caso de um sistema típico de SBR empregando um banco de filtros de SBR-QMF (QMF = Quadrature Mirror Filter) [QMF = Filtro de Espelho de Quadratura], uma interpolação linear ou outro esquema de interpolação não deve ser necessariamente implementada uma vez que o filtro protótipo SBR-QMF compreende um número impar de coeficientes de filtro protótipo. Isso significa que o filtro protótipo SBR-QMF compreende um valor máximo com respeito a que a redução de amostras pode ser implementada de modo a que a simetria do filtro protótipo SBR-QMF permaneça intacta.

Nas Figuras 5 e 6, será descrita uma possível aplicação para formas de realização de acordo com a presente invenção na forma tanto de um banco de filtros de análise quanto de um banco de filtros de síntese. Um importante campo de aplicação é um sistema SBR ou ferramenta SBR (SBR = Spectral Band Replication). Contudo, outras aplicações de formas de realização de acordo com a presente invenção podem vir de outros campos em que existe a necessidade de modificações espectrais (por exemplo, modificações de ganhos ou equalizações), tais como codificação de objeto de áudio espacial, codificação estéreo paramétrica de baixo atraso, codificação surround/espacial de baixo atraso, ocultação de perda de frame, anulação de eco ou outras aplicações correspondentes. A ideia básica por trás de SBR é a observação de que geralmente está presente uma forte correlação entre as características de uma alta amplitude de frequência de um sinal, que será denominada ao assim chamado sinal de banda alta, e as características da amplitude de frequência de banda baixa, mais adiante denominados banda baixa ou sinais de banda baixa, do mesmo sinal. Assim, uma boa aproximação para a representação da banda alta do sinal de entrada original pode ser obtida por uma transposição da banda baixa para a banda alta.

Para além da transposição, a reconstrução da banda alta incorpora a modelação do envelope espectral, que compreende um ajuste dos ganhos. Esse processo é tipicamente controlado por uma transmissão do envelope espectral de banda alta do sinal de entrada original. Outras informações de orientação enviadas dos módulos de síntese adicional do controlo do codificador, tais como uma filtragem inversa, uma adição de ruído e seno para lidar com o material de áudio quando a transposição apenas não for suficiente. Parâmetros correspondentes compreendem os parâmetros "banda alta de ruído" para a adição de ruído e o parâmetro "banda alta de tonalidades" para a adição de seno. Essas informações de orientação são geralmente denominadas por dados SBR. 0 processo de SBR pode ser combinado com qualquer forma de onda convencional ou codec por meio de um pré-processo no lado do codificador e um pós-processo no lado do descodificador. 0 SBR codifica a porção de alta frequência de um sinal de áudio por um custo bastante baixo enquanto que o codec de áudio é usado para codificar a porção da frequência mais baixa do sinal.

No lado do codificador, o sinal de entrada original é analisado, o envelope espectral de banda alta em suas características em relação à banda baixa são codificados e os dados resultantes de SBR são multiplexados com um fluxo de bits do codec para a banda baixa. No lado do descodif icador, os dados de SBR são primeiro desmultiplexados. 0 processo de descodificação é geralmente organizado em etapas. Primeiro, o descodificador central gera a banda baixa e, segundo, o descodificador SBR opera como um processador posterior usando os dados descodificados de SBR para orientar o processo de replicação de banda espectral. Um sinal de saída de largura de banda total é então obtido.

Para obter a mais alta eficiência de codificação possível, e manter a complexidade computacional baixa, codecs de SBR aprimorados são frequentemente implementados como os assim chamados sistemas de taxa dupla. Taxa dupla significa que o codec de núcleo de banda limitada está a operar a metade da taxa de amostragem do áudio externo. Em contraste, a parte de SBR é processada na frequência de amostragem total. A Fig. 5 mostra um diagrama de blocos esquemático de um sistema SBR 500. O sistema SBR 500 compreende, por exemplo, um codificador AAC-LD (AAC-LD = Advanced Audio Codec Low-delay) [AAC-LD = Codec de Áudio de Baixo atraso Aprimorado] 510 e um codificador SBR 520 ao qual os dados de áudio a serem processados são fornecidos em paralelo. O codificador SBR 520 compreende um banco de filtros de análise 530, que é mostrado na Fig. 5 como banco de filtros de análise QMF. O banco de filtros de análise 530 é capaz de fornecer valores de áudio de sub-banda correspondente a sub-bandas baseadas nos sinais de áudio fornecidos ao sistema SBR 500. Esses valores de áudio de sub-banda são então fornecidos a um módulo de extração de parâmetros SBR 540, que gera os dados de SBR conforme descrito anteriormente, por exemplo, compreendendo o envelope espectral para a banda alta, o parâmetro de ruído de banda alta e o parâmetro de tonalidade de banda alta. Esses dados de SBR são então fornecidos ao codificador AAC-LD 510. O codificador AAC-LD 510 é mostrado na Fig. 5 como um codificador de taxa dupla. Por outras palavras, o codificador 510 opera a metade da frequência de amostragem em comparação à frequência de amostragem dos dados de áudio fornecidos ao codificador 510. Para facilitar isto, o codificador AAC-LD 510 compreende um estágio de redução do número de amostras 550, que opcionalmente pode compreender um filtro passa-baixo para evitar distorções causadas por, por exemplo, uma violação da Teoria de Nyquist-Shannon. Os dados de áudio que passaram por redução do número de amostras como saida pelo estágio de redução do número de amostras 550 são então fornecidos a um codificador 560 (banco de filtros de análise) na forma de um banco de filtros MDCT. Os sinais fornecidos pelo codificador 560 são então quantizados e codificados no estágio de quantização e codificação 570. Para além disto, os dados de SBR conforme fornecidos pelo módulo de extração de parâmetros SBR 540 são também codificados para se obter um fluxo de bits, que serão então produzidos pelo codificador ACC-LD 510. O estágio de quantização e codificação 570 pode, por exemplo, quantizar os dados de acordo com as propriedades de listagem do ouvido humano. O fluxo de bits é então fornecido a um descodificador AAC-LD 580, que é parte do lado do descodif icador para o qual o fluxo de bits é transportado. O descodificador AAC-LD compreende um estágio de descodificação e desquantização 590, que extrai os dados de SBR do fluxo de bits e os dados de áudio desquantizados ou requantizados no domínio de frequência representando a banda baixa. Os dados de banda baixa são então fornecidos para um banco de filtros de síntese 600 (banco de filtros MDCT inverso) . O estágio de MDCT inverso (MDCT-1) 600 converte os sinais fornecidos ao estágio MDCT inverso do domínio de frequência para o domínio de tempo para fornecer um sinal de tempo. Esse sinal de domínio de tempo é então fornecido ao descodificador SBR 610, que compreende um banco de filtros de análise 620, mostrado na Fig. 5 como um banco de filtros de análise de QMF. O banco de filtros de análise 620 realiza uma análise espectral do sinal de tempo fornecido ao banco de filtros de análise 620 representando a banda baixa. Esses dados são então fornecidos à um gerador de alta frequência 630, também denominado gerador de AF. Com base nos dados de SBR fornecidos pelo codificador AAC-LD 580 e seu estágio de descodificação e desquantização 590, o gerador de AF 630 gera a banda alta com base nos sinais de banda baixa fornecidos pelo banco de filtros de análise 620. Ambos os sinais de banda baixa e banda alta são então fornecidos a um banco de filtros de síntese 640, que transfere os sinais de banda baixa e banda alta do domínio de frequência para o domínio de tempo para fornecer um sinal de saída de áudio de domínio de tempo do sistema SBR 500.

Em nome da completitude, deve notar-se que em muitos casos o sistema SBR 500 conforme mostrado na Fig. 5 não é implementado desta forma. Para ser mais preciso, o codificador AAC-LD 510 e o codificador SBR 520 são geralmente implementados no lado do codificador, que é geralmente implementado separadamente do lado do descodificador compreendendo o descodificador AAC-LD 580 e o descodificador SBR 610. Por outras palavras, o sistema 500 mostrado na Fig. 5 representa essencialmente a conexão de dois sistemas, ou seja um codificador compreendendo os codificadores 510 e 520 mencionados acima e um descodificador compreendendo os descodificadores 580 e 610 mencionados anteriormente.

As formas de realização de acordo com a presente invenção na forma de bancos de filtros de análise 100 e bancos de filtros de síntese 300 podem, por exemplo, ser implementadas no sistema 500 mostrado na Fig. 5, como uma substituição do banco de filtros de análise 530, o banco de filtros de análise 620 e o banco de filtros de síntese 640. Por outras palavras, bancos de filtros de síntese ou de análise dos componentes de SBR do sistema 500 podem, por exemplo, ser substituídos por formas de realização correspondentes de acordo com a presente invenção. Para além disto, o MDCT 560 e o MDCT 600 inverso podem também ser substituídos por bancos de filtros de análise e de síntese de baixo atraso, respetivamente. Nesse caso, se todas as substituições descritas tiverem sido implementadas, o assim chamado codec de baixo atraso aprimorado AAC (codec = codificador-descodificador) será realizado.

O AAC de baixo atraso aprimorado (AAC-ELD) visa combinar as características de baixo atraso de um AAC-LD (Advanced Audio Codec - Low-delay) [Codificação de Áudio Aprimorado - Baixo atraso] com a alta eficiência de codificação do HE-AAC (High Efficiency Advanced Audio Codec) [Codificação de Áudio Aprimorado de Alta Eficiência] utilizando SBR com AAC-LD. O descodif icador SBR 610 atua neste cenário como um pós-processador, que é fornecido após o descodificador central 580 incluindo um banco de filtros de análise completo e um banco de filtros de síntese 640. Desta forma, os componentes do descodificador SBR 610 adicionam mais atraso de descodificação, o que é ilustrado na Fig. 5 pelo sombreado dos componentes 620, 630, 540.

Em muitas implementações dos sistemas SBR 500, a parte de frequência mais baixa ou banda baixa varia geralmente de 0 kHz a 5-15 kHz e é codificada usando um codificador de forma de onda, denominado codec central. O codec central pode, por exemplo, ser um da família dos codecs de áudio MPEG. Adicionalmente, uma reconstrução da parte de alta frequência ou banda alta é obtida por uma transição da banda baixa. A combinação de SBR com uma codificação central é, em muitos casos, implementada como um sistema de taxa dupla, onde o codif icador/descodif icador AAC subjacente é operado na metade da taxa de amostragem do codificador/descodificador de SBR. A maioria dos dados de controlo é usada para a representação do envelope espectral, que possui uma resolução de tempo e de frequência variável para poder controlar o processo de SBR da melhor forma possível com o mínimo de excesso de taxa de bits possível. Os outros dados de controlo tentam essencialmente controlar a razão tonal- ruído da banda alta.

Conforme mostrado na Fig. 5, a saída do descodif icador AAC 580 subjacente é tipicamente analisada com um banco de filtros QMF 620 de 32 canais. Então, o módulo gerador de AF 630 recria a banda alta transferindo sub-bandas de QMF da banda baixa existente para a banda alta. Para além disto, a filtragem inversa é feita por sub-banda, com base nos dados de controlo obtidos do fluxo de bits (dados de SBR). 0 ajustador do envelope modifica o envelope espectral da banda alta regenerada e adiciona componentes adicionais tais como ruído e sinusoides são adicionadas de acordo com os dados de controlo no fluxo de bits. Uma vez que todas as operações são feitas no domínio de frequência (também conhecido como QMF ou domínio de sub-banda), a etapa final do descodif icador 610 é uma síntese de QMF 640 para reter um sinal de domínio de tempo. Por exemplo, no caso em que a análise de QMF no lado do codificador é feita num sistema de sub-banda QFM 32 para 1024 amostras de domínio de tempo, a reconstrução da alta frequência resulta em sub-bandas QMF 64 sobre as quais a síntese é feita produzindo 2048 amostras de domínio de tempo, de maneira que é obtido um incremento de amostras por um fator de 2.

Adicionalmente, o atraso do codificador central 510 é duplicado operando na metade da taxa de amostragem original no modo de taxa dupla, o que dá origem a fontes adicionais de atraso nos processos tanto do codificador como no descodificador de um AAC-LD em combinação com SBR. A seguir, tais fontes de atraso são examinadas e seu atraso associado é minimizado. A Fig. 6 mostra um diagrama de blocos simplificado do sistema 500 mostrado na Fig. 5. A Fig. 6 concentra-se nas fontes de atraso no processo do codificador/descodificador usando bancos de filtros de baixo atraso e SBR para codificação. Comparando a

Fig. 6 com a Fig. 5, o MDCT 560 e o MDCT 600 inverso foram substituídos por módulos de atraso otimizado, o assim chamado MDCT 560' de baixo atraso (LD MDCT) e o MDCT 600' inverso de baixo atraso (LD IMDCT) . Para além disto, o gerador de AF 630 também foi substituído por um módulo de atraso otimizado 630'.

Com exceção do MDCT 560' de baixo atraso e o MDCT 600' de baixo atraso inverso, um enquadramento de SBR modificado e um gerador de AF 630' modificado são empregues no sistema mostrado na Fig. 6. Para evitar atraso por um enquadramento diferente de um codificador/descodificador central 560, 600 e os respetivos módulos SBR, o enquadramento de SBR é adaptado para se encaixar no comprimento de enquadramento de 480 ou 512 amostras do AAC-LD. Para além disto, a grelha de tempo variável do gerador de AF 630, que implica 384 amostras de atraso, é restrito no que diz respeito à dispersão de dados de SBR sobre frames AAC-LD adjacentes. Assim, as únicas fontes de atraso remanescentes no módulo de SBR são os bancos de filtros 530, 620 e 640.

De acordo com a situação descrita na Fig. 6, representando uma implementação parcial do codec AAC-ELD, algumas otimizações de atraso já foram implementadas incluindo a utilização de um banco de filtros de baixo atraso no núcleo AAC-LD e a remoção de uma sobreposição de SBR previamente mencionada. Para mais melhorias do atraso, os módulos restantes precisam de ser investigados. A Fig. 6 mostra as fontes de atraso no processo do codificador/descodificador usando SBR e os bancos de filtros de baixo atraso aqui chamados LD-MDCT e LD-IMDCT. Comparado à Fig. 5, na Fig. 6 cada caixa representa uma fonte de atraso, onde os módulos de otimização de atraso são desenhados de maneira sombreada. Os modelos parecidos não foram otimizados para baixo atraso até ao momento. A Fig. 7a ilustra um fluxograma compreendendo um pseudocódigo C ou C++ para ilustrar uma forma de realização de acordo com a presente invenção na forma de um banco de filtros de análise ou um método correspondente para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio. Para se ser ainda mais preciso, a Fig. 7a representa um fluxograma de um banco de filtros de análise de representação complexa para 32 bandas. Conforme salientado anteriormente, o banco de filtros de análise é usado para repartir o sinal de domínio de tempo, por exemplo,

saída do codificador central em N = 32 sinais de sub-banda. A saída do banco de filtros, as amostras de sub-banda ou valores de sub-banda de áudio, estão no caso de um banco de filtros de análise de representação complexa e assim são sobreamostradas por um fator de 2, comparado com um banco de filtros de representação real. A filtragem envolve e compreende as etapas a seguir, onde uma matriz x (n) compreende exatamente 320 amostras de domínio de tempo. Quanto maior o índice das amostras n na matriz, mais velhas são as amostras.

Após o início das formas de realização do método na etapa S100, primeiro, as amostras na matriz x(n) são trocadas por 32 posições na etapa S110. As 32 amostras mais antigas são descartadas e 32 novas amostras são armazenadas nas posições 31 a 0 na etapa S120. Conforme mostrado na Fig. 7a, as amostras de áudio de domínio de tempo de entrada são armazenadas em posições correspondentes a um indice decrescente n na faixa de 31 a 0. Isso resulta numa inversão de tempo das amostras armazenadas no frame ou vetor correspondente de modo que a inversão do indice da função janela para obter a função janela de análise baseada na (igualmente longa) função janela de síntese já foi executada. Durante a etapa S130, os coeficientes de janela ci(j) são obtidos por uma interpolação linear dos coeficientes c(j) com base na equação (15) . A interpolação é baseada num tamanho de bloco (comprimento do bloco ou número de valores de sub-banda) de N = 64 valores e baseado num frame compreendendo T = 10 blocos. Por conseguinte, o índice dos coeficientes de janela da função janela interpolada estão na faixa entre 0 e 319 de acordo com a equação (15) . Os coeficientes de janela c (n) são dados na tabela do Anexo 1 da descrição. Contudo, dependendo dos detalhes de implementação, para se obterem os coeficientes de janela com base nos valores dados nas tabelas dos anexos 1 e 3, alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos índices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) devem ser consideradas.

Nestes casos, os coeficientes de janela w(n) ou c(n) a serem usados, podem ser obtidos de acordo com

(16a) com a função de alteração de sinal s(n) de acordo com

para n = 0 a 639, onde wtabie(n) são os valores dados nas tabelas dos Anexos.

Todavia, os coeficientes de janela não precisam de ser implementados de acordo com a tabela no Anexo 1 para se obter, por exemplo, a redução de atraso descrita anteriormente. Para obter essa redução de atraso, enquanto se mantém o nível de qualidade dos dados de áudio processados ou para obter outro compromisso, os coeficientes de janela c(n) para o índice de coeficiente de janela n na faixa entre 0 e 639, podem atender um dos conjuntos de relações conforme dado num dos Anexos de 2 a 4. Para além disto, deve notar-se que também outros coeficientes de janela c (n) podem ser empregues em formas de realização de acordo com a presente invenção. Naturalmente, também outras funções janela compreendendo um número de coeficientes de janela diferente de 32 0 ou 64 0 podem ser implementadas, embora as tabelas nos Anexos de 1 a 4 se apliquem somente a funções janela contendo 640 coeficientes de janela. A interpolação linear de acordo com S130 leva a uma melhoria de qualidade significativa e à redução ou anulação dos efeitos de serrilhamento de espectro no caso de uma função janela compreendendo um número par de coeficientes de janela. Deve ainda ser assinalado que a unidade complexa não é j como nas equações (1), (2) e (16), mas é denotada por i =v- 1 .

Na etapa S140, as amostras da matriz x (n) são então multiplicadas em elementos pelos coeficientes ci (n) da janela interpolada.

Na etapa S150, as amostras com janelas são somadas de acordo com a equação dada no fluxograma da Fig. 7a para criar a matriz de 64 elementos u(n) . Na etapa S160, 32 novas amostras de sub-banda ou valores de sub-banda de áudio W(k,l) são calculadas de acordo com a operação da matriz Mu, onde os elementos da matriz M são dados por

onde exp() denota a função exponencial complexa e, conforme mencionado anteriormente, i é a unidade imaginária. Antes que o laço de um fluxograma termine com uma etapa S17 0, cada um dos valores de sub-banda W(k,l) (= W[k][1]) podem ser produzidos, o que corresponde à amostra de sub-banda 1 na sub-banda contendo o índice k. Por outras palavras, cada laço no fluxograma mostrado na Fig. 7a produz 32 valores de sub-banda de representação complexa, cada um representando a saída de uma sub-banda de banco de filtros. A Fig. 7b ilustra a etapa S150 de colapsar o frame 150 de amostras de áudio de domínio de tempo com janelas compreendendo 10 blocos 160-1, ..., 160-10 de amostras de áudio de domínio de tempo com janelas z(n) para o vetor u(n) por uma soma de 5 vezes os dois blocos do frame 150 cada. A colapsação ou retração é feita por elementos para que as amostras de áudio de domínio de tempo com janelas correspondentes ao mesmo índice de amostra dentro de cada um dos blocos 160-1, 160-3, 160-5, 160-7 e 160-9 sejam adicionadas para se obter o valor correspondente nos primeiros blocos 650-1 do vetor u(n). Da mesma maneira, com base nos blocos 160-2, 160-4, 160-6, 160-8 e 160-10 os elementos correspondentes do vetor u(n) no bloco 160-2 são gerados na etapa S150.

Outra forma de realização de acordo com a presente invenção na forma de um banco de filtros de análise pode ser implementada como um banco de filtros de baixo atraso complexo de 64 bandas. 0 processamento desse banco de filtros de baixo atraso complexo como um banco de filtros de análise é basicamente similar ao banco de filtros de análise conforme descrito no contexto da Fig. 7a. Devido às similaridades e basicamente o mesmo processamento conforme descrito no contexto da Fig. 7a, as diferenças entre o banco de filtros de análise complexo descrito para 32 bandas da Fig. 7a e o banco de filtros de análise complexo para 64 sub-bandas serão salientados agui.

Em contraste com as 32 sub-bandas compreendendo banco de filtros de análise conforme mostrado na Fig. 7a, o vetor do frame x(n) compreende, no caso de um banco de filtros de análise de 64 bandas 640 elementos contendo indices de 0 a 639. Por conseguinte, a etapa S110 é modificada de tal forma gue as amostras na matriz x(n) são trocadas por 64 posições, onde as 64 amostras mais antigas são descartadas. Na etapa S120 ao invés de 32 novas amostras, 64 novas amostras são armazenadas nas posições de 63 a 0. Conforme mostrado na Fig. 7c, as amostras de áudio de domínio de tempo recém chegadas são armazenadas nas posições correspondentes a um índice decrescente n na faixa de 63 a 0. Isso resulta numa inversão de tempo das amostras armazenadas no frame ou vetor correspondente de modo que a inversão do índice da função janela para obter a função janela de análise com base na (igualmente longa) função janela de síntese que já foi realizada.

Dado que a janela c(n) usada para trabalhar com janelas os elementos do vetor do frame x(n) compreende tipicamente 640 elementos, a etapa S130 de interpolar linearmente os coeficientes de janela para se obterem as janelas interpoladas ci(n) pode ser omitida.

Depois, durante a etapa S140, as amostras da matriz x(n) são multiplicadas ou com janelas através do uso da sequência de coeficientes de janela c (n), que são, mais uma vez, baseados nos valores da tabela do Anexo 1. No caso do coeficiente de janela c(n) são aqueles da função janela de síntese, o trabalho com janela ou multiplicação da matriz x (n) pela janela c (n) são executados de acordo com a equação z(n) = x(n) c(n)' (18) para an = 0, ..., 639. Mais uma vez, para consequir as propriedades de baixo atraso da função janela, não é necessário implementar a função janela exatamente de acordo com os coeficientes de janela com base nos valores dados na tabela do Anexo 1. Para muitas aplicações, uma implementação na qual os coeficientes de janela preenchem os dois conjuntos de relações conforme dados nas tabelas nos Anexos de 2 a 4 será suficiente para conseguir um compromisso aceitável entre qualidade e uma redução significativa do atraso. Todavia, dependendo dos detalhes de implementação, para obter os coeficientes de janela com base nos valores dados nas tabelas dos Anexos 1 e 3, alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos índices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) devem ser consideradas de acordo com as equações (16a) e (16b). A etapa S150 do fluxograma mostrado na Fig. 7a é então substituída por uma soma das amostras do vetor do frame z (n) de acordo com a equação

(19) para criar a matriz u(n) de 128 elementos. A etapa S160 da Fig. 7a é então substituída por uma etapa em que 64 novas amostras de sub-banda são calculadas de acordo com a operação de matriz Mu, onde os elementos de matriz da matriz M são dados por

onde exp() denota a função exponencial complexa e i é, conforme explicado, a unidade imaginária. A Fig. 7c ilustra um fluxograma de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de banco de filtros de análise de representação real para 32 canais de sub-banda. A forma de realização conforme ilustrada na Fig. 7c não difere significativamente da forma de realização mostrada na Fig. 7a. A principal diferença entra as duas formas de realização é que a etapa SI60 do cálculo dos 32 novos valores de áudio de sub-banda de representação complexa é substituída na forma de realização mostrada na Fig. 7c por uma etapa S162 na qual 32 amostras de áudio de sub-banda de representação real são calculadas de acordo com a operação de matriz Mru, onde os elementos da Mr são dados por

Como consequência, cada laço no fluxograma produz 32 amostras de sub-banda de representação real onde W(k,l) corresponde à amostra de áudio de sub-banda 1 da sub-banda k. 0 banco de filtros de análise de representação real pode, por exemplo, ser empregue no enquadramento de um modo de baixa energia de um sistema SBR, conforme mostrado na Fig. 5. 0 modo de baixa energia da ferramenta SBR difere da ferramenta de SBR de alta qualidade essencialmente no que respeita ao facto de que bancos de filtros de representação real são empregues. Isto reduz a complexidade computacional e o esforço computacional por um fator de 2, de modo que o número de operações por unidade de tempo é reduzido essencialmente por um fator de 2 já que não há necessidade de se calcular nenhuma parte imaginária.

Os novos bancos de filtros propostos de acordo com a presente invenção são totalmente compatíveis com o modo de baixa energia de sistemas SBR. Assim, com bancos de filtros de acordo com a presente invenção, sistemas SBR ainda podem ser executados tanto no modo normal como no modo de alta qualidade com bancos de filtros complexos e no modo de baixa energia com bancos de filtros de representação real. 0 banco de filtros de representação real pode, por exemplo, ser derivado do banco de filtros complexo usando apenas as representações reais (contribuições moduladas por cosseno) e omitindo os valores imaginários (contribuições moduladas por seno). A Fig. 8a mostra um fluxograma de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de um banco de filtros de síntese de representação complexa para 64 canais de sub-banda. Conforme salientado anteriormente, a filtragem de síntese dos sinais de sub-banda processados por SBR é obtida utilizando um banco de filtros de síntese de 64 sub-bandas de acordo com uma forma de realização da presente invenção. A saída do banco de filtros é um bloco de amostras de domínio de tempo de representação real conforme salientado no contexto da Fig. 1. 0 processo é ilustrado pelo fluxograma na Fig. 8a, que também ilustra uma forma de realização da presente invenção na forma de um método para gerar amostras de áudio de domínio de tempo. A filtragem de síntese compreende após o início (etapa S200), as etapas a seguir, onde uma matriz v compreende 1280 amostras. Na etapa S210, as amostras na matriz v são trocadas em 128 posições, onde as 128 amostras mais antigas são descartadas. Na etapa S220, os 64 novos valores de sub-banda de áudio de representação complexa são multiplicados por uma matriz N, onde os elementos da matriz N(k,n) são dados por

em que exp() denota a função exponencial complexa e i é a unidade imaginária. A parte real do resultado dessa operação é armazenada na posição 0-127 da matriz v, conforme ilustrado na Fig. 8a.

Na etapa S230, as amostras, que estão agora no domínio de tempo, são extraídas da matriz v de acordo com a equação dada na Fig. 8a para criar uma matriz de 640 elementos g(n) . Na etapa S240, as amostras de representação real no domínio de tempo da matriz g são multiplicadas pelo coeficiente de janela c(n) para produzir uma matriz w, onde os coeficientes de janela de uma forma de realização preferida de acordo com a presente invenção são, mais uma vez, os coeficientes de janela baseados nos valores dados na tabela do Anexo 1.

Porém, conforme salientado anteriormente, os coeficientes de janela não precisam ser exatamente baseados nos valores dados na tabela do Anexo 1. Em diferentes formas de realização de acordo com a presente invenção basta que, se os coeficientes de janela satisfizerem um dos conjuntos de relações conforme dados nas tabelas dos anexos 2 a 4 para obter a propriedade desejada de baixo atraso do banco de filtros de síntese. Para além disto, conforme explicado no contexto do banco de filtros de análise, também outros coeficientes de janela podem ser utilizados na estrutura do banco de filtros de síntese. Contudo, dependendo dos detalhes de implementação, para obter os coeficientes de janela com base nos valores dados nas tabelas dos Anexos 1 e 3, alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos índices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) devem ser consideradas.

Na etapa S250, 64 novas amostras de saída são calculadas por uma soma das amostras da matriz w(n) de acordo com a última etapa e a fórmula dada no fluxograma da Fig. 8a, antes de um laço de um fluxograma terminar na etapa S260. No fluxograma conforme mostrado na Fig. 8a, X[k][1] (= X(k,l)) corresponde ao valor de sub-banda de áudio 1 na sub-banda contendo o índice k. Cada novo laço conforme representado na Fig. 8a produz 64 amostras de áudio de domínio de tempo de representação real, como resultado. A implementação conforme mostrada na Fig. 8a de um banco de filtros de análise de representação complexa para 64 bandas não requer um armazenamento temporário de adição/sobreposição compreendendo diversas posições de armazenamento conforme explicado no contexto da forma de realização mostrada na Fig. 2b. Aqui, o armazenamento temporário de adição de sobreposição que está "oculto" nos vetores v e g, é calculado com base nos valores armazenados no vetor v. 0 armazenamento temporário de adição de sobreposição é implementado na estrutura desses vetores com esses índices sendo maiores que 128, para que os valores correspondam aos valores de blocos anteriores ou passados. A Fig. 8b ilustra um fluxograma de um banco de filtros de síntese de representação real para 64 canais de sub-banda de áudio de representação real. 0 banco de filtros de síntese de representação real de acordo com a Fig. 8b pode também ser implementado no caso de uma implementação de SBR de baixa energia como um banco de filtros de SBR correspondente. 0 fluxograma da Fig. 8b difere do fluxograma da Fig. 8a, principalmente com respeito à etapa S222, que substitui S220 da Fig. 8a. Na etapa S222, os 64 novos valores de sub-banda de áudio de representação real são multiplicados por uma matriz Nr, onde os elementos da matriz Nr(k,n) são dados por

onde o resultado dessa operação é mais uma vez armazenado nas posições 0-127 da matriz v.

Com exceção dessas modificações, o fluxograma conforme mostrado na Fig. 8b no caso de um banco de filtros de síntese de representação real para o modo de SBR de baixa energia, não difere do fluxograma mostrado na Fig. 8a do banco de filtros de síntese de representação complexa para o modo de SBR de alta qualidade. A Fig. 8c ilustra um fluxograma de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de um banco de filtros de síntese de representação complexa que passa por redução de amostras e o método apropriado, que pode, por exemplo, ser implementado numa implementação de SBR de alta qualidade. Para ser mais preciso, o banco de filtros de síntese descrito na Fig. 8c está relacionado a um banco de filtros de síntese de representação complexa capaz de processar valores de sub-banda de áudio de representação complexa para 32 canais de sub-banda. A filtragem de síntese que passa por redução de amostras dos sinais de sub-banda do processo de SBR é obtida utilizando um banco de filtros de síntese de 32 canais conforme ilustrado na Fig. 8c. A produção do banco de filtros é um bloco de amostras de domínio de tempo de representação real. O processo é dado no fluxograma da Fig. 8c. A filtragem de síntese compreende após o início (etapa S300), as etapas a seguir, onde uma matriz v compreende 640 amostras de domínio de tempo de representação real.

Na etapa S310, as amostras na matriz v são trocadas em 64 posições, onde as 64 amostras mais antigas são descartadas. Então, na etapa S320, as 32 novas amostras de sub-banda de representação complexa ou valores de sub-banda de áudio de representação complexa são multiplicados por uma matriz N, cujos elementos são dados por

em que exp()denota a função exponencial complexa e i é novamente a unidade imaginária. A parte real do resultado dessa operação é então armazenado nas posições 0-63 da matriz v.

Na etapa S330, as amostras são extraídas do vetor v de acordo com a equação dada no fluxograma da Fig. 8c para criar uma matriz de 320 elementos g. Na etapa S340, os coeficientes de janela ci (n) de uma função janela interpolada são obtidos através de uma interpolação linear dos coeficientes c(n) de acordo com a equação (15), onde o índice n está mais uma vez na faixa entre 0 e 319 (N=64, T=10 para a equação (15)). Conforme ilustrado anteriormente, os coeficientes de uma função janela c (n) são baseados nos valores dados na tabela do Anexo 1. Para além disto, para obter a propriedade de baixo atraso conforme ilustrado anteriormente, os coeficientes de janela c(n) não precisam ser exatamente os números dados na tabela do Anexo 1. Basta que os coeficientes de janela c(n) atendam a, ao menos, um conjunto de relações conforme dado nos anexos 2 a 4. No entanto, dependendo dos detalhes de implementação, para obter os coeficientes de janela com base nos valores dados nas tabelas dos Anexos 1 e 3, alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos indices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) devem ser consideradas de acordo com as equações (16a) e (16b) . Para além disto, também diferentes funções janela compreendendo diferentes coeficientes de janela c(n) podem naturalmente ser empregues em formas de realização da presente invenção.

Na etapa S350, as amostras da matriz g são multiplicadas pelo coeficiente de janela interpolado ci(n) da função janela interpolada para obter a amostra de domínio de tempo com janela w (n) .

Então, na etapa S360, 32 novas amostras de saida são calculadas através da soma de amostras da matriz w(n) de acordo com a última etapa S360, antes da etapa final S370 no fluxograma da

Fig. 8c.

Conforme indicado anteriormente, no fluxograma da Fig. 8c, X([k] [1]) (= x(k,l)) corresponde a um valor de sub-banda de áudio 1 no canal de sub-banda de áudio k. Mais ainda, cada novo laço de um fluxograma conforme indicado na Fig. 8c produz 32 amostras de domínio de tempo de representação real como resultado. A Fig. 8d mostra um fluxograma de uma forma de realização de acordo com a presente invenção na forma de um banco de filtros de síntese de representação real que passa por redução de amostras, que pode, por exemplo, ser empregue no caso de um banco de filtros de SBR de baixa energia. A forma de realização e o fluxograma mostrado na Fig. 8d difere do fluxograma mostrado na Fig. 8c do banco de filtros de síntese de representação complexa passa por redução de amostras apenas com respeito à etapa S320, que é substituída no fluxograma mostrado na Fig. 8d pela etapa S322.

Na etapa S322, os 32 novos valores de sub-banda de áudio de representação real ou amostras de sub-banda são multiplicados pela matriz Nr, onde os elementos da matriz Nr são dados por

em que o resultado dessa operação é armazenado nas posições de 0 a 64 da matriz v. A Fig. 9a mostra outra implementação de uma forma de realização de acordo com a presente invenção na forma de um método correspondente a um banco de filtros de análise de representação complexa para 64 sub-bandas. A Fig. 9a mostra uma implementação como uma implementação de MATLAB, que fornece como saída um vetor y e um vetor "estado". A função conforme definida nesse documento e mostrada na Fig. 9a é chamada LDFB80 para a qual um vetor x compreendendo amostras de áudio recentes e o vetor "estado" é fornecido como entrada. 0 nome da função LDFB80 é uma abreviação para low-delay filterbank [banco de filtros de baixo atraso] para 8 blocos estendendo-se para o passado e 0 blocos para o futuro.

Na linguagem de programação do MATLAB, o sinal de percentagem (%) indica observações, que não são realizadas, mas servem meramente para o propósito de comentar e ilustrar o código fonte. Na descrição a seguir, diferentes segmentos do código fonte serão explicados com respeito a suas funções.

Na sequência de código S400, o armazenamento temporário que é representado pelo vetor "estado" é atualizado de modo que o conteúdo do vetor "estado" contendo os indices de 577 a 640 sejam substituídos pelo conteúdo do vetor x compreendendo as amostras de entrada de áudio de domínio de tempo recentes. Na sequência de código S410, os coeficientes de janela da função janela de análise armazenados na variável LDFB80_win são transferidos para o vetor win_ana.

Na etapa S420, que presume que as últimas amostras estejam alinhadas com o lado direito do armazenamento temporário, o trabalho com janela real é realizado. No bloco S420, o conteúdo do vetor estado é multiplicado em elementos (.*) pelos elementos do vetor win_ana compreendendo a função janela de análise. O resultado dessa multiplicação é então armazenado no vetor x_win_orig.

Na etapa S430, o conteúdo do vetor x_win_orig é remodelado para formar uma matriz de tamanho 128 · 5 elementos chamada x_stack. Na etapa S440, a alteração de sinal da pilha x_stack é realizada com respeito à segunda e quarta colunas da matriz x_stack.

Na etapa S450, a pilha x_stack é colapsada ou retraída somando os elementos de x_stack com respeito ao segundo índice e simultaneamente invertendo a ordem dos elementos e transpondo o produto antes de armazená-lo novamente para os diversos x stack. No segmento de código S460, a transformada do domínio de tempo para o domínio de frequência é realizada computando uma Transformada Rápida de Fourier (FFT) complexa do conteúdo multiplicado em elementos da pilha x_stack multiplicada pela função exponencial complexa para a qual o argumento (-i π n/128) é fornecido, com os indices e na faixa de 0 a -127 e a unidade imaginária i.

No segmento de código S470, um baralhamento ligeiro posterior é realizado definindo a variável m = (64 + l)/2 e calculando o bloco que compreende os valores de sub-banda de áudio como um vetor y de acordo com a equação

0 índice k cobre a faixa de números inteiros de 1-64 na implementação mostrada na Fig. 9a. 0 vetor y é então produzido como o vetor ou bloco que compreende os valores de sub-banda de áudio 180 da Fig. 1. A barra acima da segunda equação de factorização (26) bem como a função conj() segmento de codificação S417 na Fig. 9a refere-se ao conjugado complexo do argumento do respetivo número complexo.

Num segmento de código final S480, o vetor-estado é trocado por 64 elementos. O vetor-estado na sua forma deslocada pode então ser fornecido para a função LDFB80 como uma entrada novamente num outro laço da função. A Fig. 9b mostra uma implementação de MATLAB de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de um método correspondente a um banco de filtros de análise de representação complexa para 32 sub-bandas. De acordo, a função definida é denominada LDFB80_32 indicando que a implementação representa um banco de filtros de baixo atraso para 32 sub-bandas com base numa sobreposição adicional de 8 blocos para o passado e 0 blocos para o futuro. A implementação da Fig. 9b difere da implementação mostrada na Fig. 9a, apenas no que diz respeito a algumas sequências de código, conforme será salientado na descrição a seguir. As sequências de código S400, S430, S460, S470 e S480 são substituídas pelas sequências de código correspondentes S400', S430', S460', S470' e S480' levando em conta principalmente o facto de que o número de sub-bandas ou o número de valores de sub-banda produzidos pela função LDFB80 32 é reduzido por um fator de 2. De acordo, a etapa S400' está relacionada ao vetor estado sendo atualizado com respeito às 32 últimas entradas correspondentes aos índices 289 a 320 com as 32 amostras de entrada de áudio de domínio de tempo correspondentes do bloco recente 220 conforme mostrado na Fig. 1.

Todavia, a maior diferença entre as implementações conforme mostrado nas Figuras. 9a e 9b aparece na sequência de código S410 da Fig. 9a, que é substituída por uma sequência de código S412 na implementação mostrada na Fig. 9b. A sequência de código para S412 da Fig. 9b compreende primeiro uma cópia dos 640 coeficientes de janela compreendendo janelas armazenadas no vetor LDFB80_win para o vetor local win_ana. Depois, ocorre uma interpolação de acordo com equação (15) , na qual dois coeficientes de janela consecutivos representados pelos elementos de vetor do vetor win_ana são adicionados e divididos por 2 e então armazenados de volta no vetor win_ana. A próxima sequência de código S420 é idêntica à sequência de código S420 mostrada na Fig. 9a, a qual executa a real multiplicação em elementos (.*) do trabalho com janela dos valores, ou elementos, do vetor estado com os elementos do vetor win ana compreendendo os coeficientes de janela interpolados da função janela interpolada. 0 produto dessa operação é armazenado no vetor x_win_orig. Todavia, a diferença entre a sequência de código S420 da Fig. 9b e a sequência de código correspondente S420 da Fig. 9a, é aquela do caso da Fig. 9b, não 640, mas apenas 320 multiplicações são realizadas no enquadramento do trabalho com janela.

Na sequência de código S430' que substitui a sequência de código S430, a pilha x_stack está preparada para remodelar o vetor x_win_orig. Todavia, como o vetor X_win_orig compreende apenas 320 elementos, em comparação ao vetor correspondente da Fig. 9a compreendendo 640 elementos, a matriz x_stack é somente uma matriz de 64 · 5 elementos.

As sequências de código S440 da alteração de sinal e a sequência de código S450 de colapsar a pilha são idênticas em ambas as implementações de acordo com as Figuras 9a e 9b, com exceção do número reduzido de elementos (320 comparado com 640).

Na sequência de código S460' que substitui a sequência de código S460 uma Transformada Rápida de Fourier (FFT) complexa impar de dados de janela é realizada, o que é bastante similar à transformada da sequência de código S460 da Fig. 9a. Todavia, mais uma vez, devido ao número reduzido de valores de sub-banda de áudio de saida, o vetor temp é fornecido com o produto de uma Transformada Rápida de Fourier, a multiplicação em elementos dos elementos da pilha x_stack e a função exponencial complexa do argumento (-i · π · n/64), onde o índice n está na faixa entre 0 e 63.

Subsequentemente, na sequência de código modificada S470', o baralhamento ligeiro posterior é realizado definindo a variável m =(32+1)/2 e gerando o vetor de saída y de acordo com a equação (26) , onde o índice k cobre somente a faixa de 1 a 32 e onde o número 128 que aparece no argumento da função exponencial complexa é substituído pelo número 64.

Na sequência de código final S480', o estado de armazenamento temporário é trocado por 32 elementos no caso da implementação mostrada na Fig. 9b, ao passo que na sequência de código correspondente S480, o armazenamento temporário é trocado por 64 elementos. A Fig. 10a mostra um script de MATLAB ilustrando uma implementação de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de um método correspondente ao banco de filtros de síntese de representação complexa para 64 sub-bandas. O script mostrado na Fig. 10a define a função ILDFB80 para a qual o vetor x que representa o bloco 320 de valores de sub-banda de áudio da Fig. 2a e um vetor-estado "estado" é fornecido como parâmetro de entrada. O nome ILDFB80 indica que a função definida é um banco de filtros inverso de baixo atraso correspondente a 8 blocos de dados de áudio do passado e 0 blocos do futuro. A função fornece um vetor y e um vetor-estado "estado" novo ou redefinido como produto, onde o vetor y corresponde ao bloco 410 de amostras de áudio de domínio de tempo da Fig. 2a.

Numa sequência de código S500, é realizado um pré-baralhamento, no qual uma variável m =(64 + l)/2 bem como um vetor temp são definidos. Os elementos temp(n) do vetor temp são definidos de acordo com a equação

onde a barra acima do elemento do vetor x (n) e a função conj () representam o conjugado complexo, exp() representa a função exponencial complexa, i representa a unidade imaginária e n é um índice na faixa de 1 a 64.

Na sequência de código S510, o vetor temp é expandido numa matriz compreendendo na primeira coluna os elementos do vetor temp e na segunda coluna, o conjugado complexo do vetor temp invertido com respeito à ordem dos elementos conforme definidos pelo índice do vetor. Por conseguinte, na sequência de código S510 uma simetria ímpar da matriz temp é estabelecida com base no vetor temp.

Numa sequência de código S520 uma Transformada Rápida de Fourier (FFT) impar é executada com base na matriz temp, nessa sequência de código, a parte real da multiplicação em elementos do produto da Transformada de Fourier inversa da matriz temp com a função exponencial contendo o argumento de (i · π/128) é executado e produzido para um vetor y_knl, onde o índice n está na faixa de 0 a 127.

Na sequência de código S530, uma extensão dos dados e uma inversão de sinal alternada é formada. Para conseguir isto, a ordem dos elementos do vetor y_knl é invertida e ao mesmo tempo é realizada uma inversão de sinal. Depois, é definida uma matriz tmp, compreendendo a primeira, terceira e quinta colunas do vetor y_knl, onde a segunda e a quarta colunas compreendem o vetor de sinal invertido y_knl.

Numa sequência de código S540, os coeficientes de janela tal como armazenados no vetor LDFB80_win são primeiro copiados para o vetor win_ana. Depois, os coeficientes de janela de síntese são determinados com base nos coeficientes de janela de análise armazenados no vetor win_ana gerando uma versão anti temporal da função janela de análise de acordo com

onde N · T é o número total de coeficientes de janela e n é o índice dos coeficientes de janela.

Numa sequência de código S550, a janela de síntese é aplicada ao vetor tmp por uma multiplicação ao nível dos elementos do vetor pela função janela de síntese. Numa sequência de código S560, o armazenamento temporário é atualizado definindo os elementos do vetor estado com os índices 577 a 640 a 0 e adicionando o conteúdo do vetor com janela tmp ao estado vetor-estado.

Numa sequência de código S570, o vetor de saída y que compreende as amostras de áudio de domínio de tempo é extraído do vetor-estado extraindo os elementos do vetor-estado extraindo os elementos do vetor-estado (sic) com os índices 1 a 64.

Numa sequência de código S580, a sequência de código final da função mostrada na Fig. 10a, o estado vetor-estado é trocado por 64 elementos para que os elementos com índices de 65 a 640 sejam copiados para os primeiros 576 elementos do vetor estado. A Fig. 10b mostra um script de MATLAB de uma implementação de acordo com uma forma de realização da presente invenção na forma de um banco de filtros de síntese de representação complexa para 32 valores de sub-banda. 0 nome da função conforme definido pelo script mostrado na Fig. 10b ilustra isto uma vez que a função definida é chamada ILDFB80_32 indicando que a função definida é um banco de filtros inverso de baixo atraso para 32 bandas com 8 blocos sobrepostos do passado e 0 blocos sobrepostos do futuro. Conforme discutido em relação à comparação da implementação mostrada nas Figuras. 9a e 9b, a implementação de acordo com o script da Fig. 10b está também estreitamente relacionada com a implementação do banco de filtros de síntese de 64 sub-bandas de acordo com a Fig. 10a. Como consequência, os mesmos vetores são fornecidos para a função e são produzidos pela função que, todavia, compreende somente metade do número de elementos em comparação à implementação da Fig. 10a. A implementação para um banco de filtros de síntese de 32 bandas para 32 bandas difere da versão de 64 sub-bandas ilustrada na Fig. 10a, essencialmente no que diz respeito a dois aspetos. As sequências de código S500, S510, S520, S535, S560, S570 e S580 são substituídas por sequências de código nas quais o número de elementos a serem endereçados e o número adicional de parâmetros relacionados com elementos são divididos por 2. Para além disto, a sequência de código S540 de geração da função janela de síntese é substituída por uma sequência de código S542, na qual a função janela de síntese é gerada como a função janela de síntese interpolada linearmente de acordo com a equação (15).

Na sequência de código S500' que substitui a sequência de código S500, a variável m é definida para ser igual a m = (32 + 1)/2 e o vetor temp é definido de acordo com a equação (27), onde o índice n cobre somente faixa de 1 a 32 e onde o fator de 1/128 é substituído pelo fator de 1/64 no argumento da função exponencial.

Pelo mesmo critério, na sequência de código S510' que substitui a sequência de código S510, a faixa do índice cobre somente os índices dos 32 elementos que compreendem o vetor temp. Por outras palavras, o índice cobre apenas os valores de 1 a 32. Na mesma proporção, na sequência de código S520' substituindo a sequência de código S520, o argumento da função exponencial é substituído por (i · π · n/64), onde o índice n está na faixa de 0 a 63. Na estrutura da sequência de código S530', a faixa do índice é também reduzida por um fator de 2 comparada com a sequência de código S530. A sequência de código S542 que substitui a sequência de código S540 da Fig. 10a também copia a função janela armazenada no vetor LDFB80_win para o vetor win_ana e gera uma versão anti temporal win_syn de acordo com a equação (28). Contudo, a sequência de código S542 da implementação mostrada na Fig. 10b compreende ainda uma etapa de interpolação de acordo com a equação (15), na qual para cada elemento do vetor redefinido win_syn compreendendo os coeficientes de janela da função janela de síntese, uma interpolação linear de dois coeficientes de janela consecutivos da função janela de síntese original. A sequência de código S550 da aplicação de janela ao vetor tmp e a substituição dos elementos tmp pela versão com janela dela própria é idêntica em termos do código como uma comparação direta das respetivas sequências de código nas Figuras 10a e 10b. Contudo, devido ao tamanho menor do vetor tmp na implementação da Fig. 10b, durante uma implementação, somente metade do número de multiplicações é realizado.

Também na estrutura das sequências de código S560', S570' e S580' substituindo as sequências de código S560, S570 e S580, respetivamente, os indices 640 e 64 são substituídos por 320 e 32, respetivamente. Assim, estas três sequências de código finais somente diferem das sequências de código da implementação mostrada na Fig. 10a no que respeita ao tamanho do vetor estados tmp e y.

Como ilustraram as formas de realização descritas até o momento, o janelador de análise assim como o janelador de síntese são adaptados para trabalhar com janela as respetivas amostras no domínio de tempo compreendidas nos respetivos frames pela multiplicação destes ao nível dos elementos pelos coeficientes de janela de uma função janela.

Antes de descrever uma função janela, que pode ser empregue, por exemplo, como uma função janela de síntese e como uma função janela de análise na sua versão de tempo inverso mais estreitamente, as vantagens das formas de realização de acordo com a presente invenção serão esboçadas com mais detalhe, especialmente em vista de uma implementação no enquadramento de uma ferramenta SBR ou um sistema conforme mostrado nas Figuras 5 e 6.

Entre as vantagens que podem ser oferecidas, as formas de realização de acordo com a presente invenção e sistemas compreendendo mais de uma forma de realização de acordo com a presente invenção está uma redução significativa do atraso de acordo com outros bancos de filtros. Todavia, essa propriedade de baixo atraso será abordada no contexto das Figuras 13 e 14 com mais detalhes. Um aspeto importante neste contexto é notar que o comprimento da função janela, por outras palavras, o número de coeficientes de janela a ser aplicado a um frame ou bloco de amostras de dominio de tempo é independente do atraso. Para além disto, conforme será salientado no contexto das Figuras 17 e 18 com mais detalhes, em termos da psicoacústica, formas de realização de acordo com a presente invenção frequentemente fazem uso das propriedades de mascaramento temporal do ouvido humano melhor do que muitos outros bancos de filtros. Para além disto, conforme será salientado mais de perto no contexto das Figuras 15, 16 e 19, formas de realização de acordo com a presente invenção oferecem uma excelente resposta de frequência.

Também, em muitos bancos de filtros de acordo com uma forma de realização da presente invenção, uma perfeita reconstrução é obtenível se um banco de filtros de análise e o banco de filtros de síntese estiverem interconectados. Por outras palavras, formas de realização de acordo com a presente invenção não somente oferecem uma saída audivelmente indistinguível em comparação à entrada de tal conjunto interconectado de um banco de filtros de análise e um banco de filtros de síntese, mas (com exceção dos erros de quantização, efeitos de arredondamento computacional e outros efeitos causados pela discretização necessária), uma saida idêntica comparada à entrada.

Uma integração no módulo SBR de bancos de filtros de acordo com a presente invenção pode ser facilmente ser obtida. Enquanto tipicamente módulos SBR operam em modo de taxa dupla, os bancos de filtros de baixo atraso de representação complexa de acordo com formas de realização da presente invenção são capazes de fornecer uma reconstrução perfeita no modo de taxa única, enquanto bancos de filtros QMF SBR originais são capazes apenas de fornecer uma reconstrução quase perfeita. No modo de taxa dupla, a versão de 32 bandas da resposta de impulso é obtida através de interpolação linear também denominada downsampling de duas derivações adjacentes ou coeficientes de janela da resposta de impulso de 64 bandas ou função janela conforme explicado no contexto da Fig. 3.

No caso de uma implementação de representação complexa de um banco de filtros, pode ser obtido um atraso de análise (ou sintetização) reduzido significativamente para bancos de filtros amostrados criticamente, em que a frequência de processamento ou amostragem corresponde à frequência de fronteira de acordo com a Teoria de Nyquist-Shannon. No caso de uma implementação de representação real de um banco de filtros, uma implementação eficiente pode ser obtida empregando-se algoritmos otimizados, como por exemplo ilustrado no contexto da implementação MATLAB mostrada nas Figuras 9 e 10. Essas implementações podem, por exemplo, ser empregues para o modo de baixa energia da ferramenta SBR conforme descrito no contexto das Figuras 5 e 6.

Conforme salientado no contexto das Figuras 5 e 6, é possível obter maior redução sobre o atraso no caso de um sistema SBR usando um banco de filtros de baixo atraso de representação complexa de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Como salientado antes, no descodificador SBR 610 mostrado na Fig. 5, o banco de filtros de análise QMF 620 é substituído por um banco de filtros de baixo atraso complexo (CLDFB) de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Essa substituição pode ser feita de maneira computável mantendo o número de bandas (64), o comprimento da resposta de impulso (640) e usando uma modulação complexa. O atraso obtido por essa ferramenta é minimizado a tal ponto para atingir um atraso geral baixo o suficiente para uma comunicação bidirecional sem sacrificar um nível de qualidade obtenível.

Em comparação, por exemplo, com um sistema que contém um MDCT e um MDST para formar um sistema como um MDCT de representação complexa, uma forma de realização de acordo com a presente invenção provê uma resposta de frequência muito melhor. Em comparação ao banco de filtros de QMF, por exemplo, usado hoje no SBR MPEG-4, um sistema contendo um ou mais bancos de filtros de acordo com formas de realização da presente invenção provê um atraso significativamente mais baixo.

Até mesmo em comparação com um banco de filtros de QMF de baixo atraso, formas de realização de acordo com a presente invenção oferecem a vantagem de uma reconstrução perfeita combinada com o atraso menor. As vantagens originadas da propriedade de reconstrução perfeita em contraste com a reconstrução quase perfeita de bancos de filtros de QMF são conforme as seguintes. Para reconstrução quase perfeita, uma alta atenuação de interrupção de banda é necessária para atenuar a dispersão de espectro a um nivel suficientemente baixo. Isto restringe a possibilidade de atingir um atraso bastante baixo no desenho do filtro. Em contraste, empregar uma forma de realização de acordo com a presente invenção dá agora a possibilidade de desenhar independentemente o filtro de modo que não é necessária alta atenuação de interrupção de banda para atenuar a dispersão de espectro para níveis suficientemente baixos. A atenuação de interrupção de banda tem apenas de ser baixa o suficiente para permitir a redução da dispersão de espectro suficiente para a aplicação de processamento de sinal desejado. Assim, uma melhor decisão dirigida a um atraso mais baixo pode ser obtida no desenho do filtro. A Fig. 11 mostra uma comparação de uma função janela 700 que pode, por exemplo, ser empregue numa forma de realização de acordo com a presente invenção junto com a função janela seno 710. A função janela 700, que também é denominada janela de CMLDFB de "síntese" (CMLDFB = complex modulated low-delay filterbank)[ Banco de Filtros Complexo de Baixo Atraso

Modelado], compreende 640 coeficientes de janela com base nos valores dados na tabela do Anexo 1. No que diz respeito à magnitude das funções janela, deve notar-se que fatores gerais de amplificação ou de amortecimento para ajustar uma amplitude do sinal com janela não são considerados a seguir. As funções janela podem, por exemplo, ser normalizadas com respeito a um valor correspondente ao centro de atraso, conforme salientado no contexto da Fig. 13, ou com respeito a um valor n = N, n = N - 1 ou n = N + 1, onde N é o comprimento do bloco e n é o índice dos coeficientes de janela. Em comparação, a função janela seno 710 é definida somente sobre 128 amostras e é, por exemplo, empregue no caso de um módulo de MDCT ou MDST.

Todavia, dependendo dos detalhes de implementação, para obter os coeficientes de janela com base nos valores dados nas tabelas dos Anexos 1 e 3, alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos índices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) devem ser consideradas de acordo com as equações (16a) e (16b).

Antes de discutir as diferenças das duas funções janela 700 e 710, deve ser notado que ambas as funções janela compreendem somente coeficientes de janela de representação real. Para além disto, em ambos os casos, um valor absoluto do coeficiente de janela correspondente ao índice n = 0 é menor que 0,1. No caso de uma janela de CMLDFB 700, o respetivo valor é ainda menor que 0,02.

Considerando as duas funções janela 700 e 710 com respeito aos seus conjuntos de definição, diversas diferenças significativas são evidentes. Enquanto a função janela seno 710 é simétrica, a função janela 700 mostra um comportamento assimétrico. Para definir isto mais claramente, a função janela seno é simétrica já que existe um valor de representação real no para que, com respeito a todos os números reais n, de modo que a função janela 710 seja definida para (n0+n) e (n0-n), a relação

(29) é preenchida numa margem desejável (ε > 0; o valor absoluto da diferença do termos nos dois lados da equação (29) é menor ou igual a ε) , onde w(n) representa o coeficiente de janela correspondente ao indice n. No caso da janela seno o índice correspondente n0 está exatamente no meio dos dois coeficientes de janela superiores. Por outras palavras, para a janela seno 710 o índice é n0 = 63.5. A função janela seno é definida para índices n = 0, ..., 127.

Em contraste, a função janela 700 é definida sobre o conjunto de indices n = 0, ..., 639. A função janela 700 é claramente assimétrica no sentido de que para todos os números de representação real no existe pelo menos um número real para que (n0+n) e (n0-n) pertençam ao conjunto de definição da função janela, para a qual a desigualdade

(30) exige uma (quase deliberadamente) margem definível (ε > 0; o valor absoluto da diferença dos termos dos dois lados da equação (29) é maior ou igual a ε) , onde mais uma vez w(n) é o coeficiente de janela correspondente ao índice n.

Mais diferenças entre as duas funções janela, as quais estão ambas relacionadas a tamanhos de blocos de amostras N = 64, são que o valor máximo da função janela 700 é maior que 1 e é adquirido para índices na faixa de

(31) para a janela de síntese. No caso da função janela 700 mostrada na Fig. 11, o valor máximo adquirido é maior que 1,04 adquirido no índice de amostra n = 77. Em oposição, os valores máximos da janela seno 710 são menores ou iguais a 1, os quais são adquiridos em n = 63 e n = 64.

Todavia, também a função janela 700 adquire um valor de aproximadamente 1 em índices de amostra em torno de n = N. Para se ser mais preciso, o valor absoluto ou o próprio valor do coeficiente de janela w(N-l) correspondente ao índice n = N-l é menor que 1, enquanto o valor absoluto ou o próprio valor do coeficiente de janela w(N) correspondente ao índice n = N é maior que 1. Em algumas formas de realização de acordo com a presente invenção, esses dois coeficientes de janela obedecem às relações

(32) que são um resultado da otimização da qualidade de áudio dos bancos de filtros de acordo com formas de realização da presente invenção. Em muitos casos é desejável ter um coeficiente de janela w(0) compreendendo um valor absoluto menor possível. Nesse caso, um determinante dos coeficientes de janela

(33) deve estar tão perto de 1 quanto possível para obter uma qualidade de áudio, que é otimizada com respeito aos parâmetros possíveis. O sinal do determinante conforme dado pela equação (33) pode, no entanto, ser livremente escolhido. Como consequência do coeficiente de janela w(0) sendo menor ou aproximadamente 0, o produto de w(N-l) · w(N) ou seus valores absolutos devem estar tão próximos quando possível de +/- 1.

Neste caso, o coeficiente de janela w(2N-l) pode então ser escolhido quase que livremente. A equação (33) é o resultado do uso da técnica de matrizes de atraso zero conforme descrito na "New Structure for Modulated Perfect Reconstruction Filter Banks" [Nova Estrutura para Bancos de Filtros de Reconstrução Perfeita Modulada] de G.D.T. Schuller e M.J.T. Smith, IEEE Transactions on Siqnal Processinq, Vol. 44, N° 8, agosto de 1996.

Para além disto, conforme será salientado com mais detalhes no contexto da Fig. 13, os coeficientes de janela correspondentes aos índices N-l e N estão compreendidos no meio do núcleo de modulação e portanto correspondem à amostra que contém um valor de aproximadamente 1,0 e coincide com o atraso do banco de filtros conforme definido pela função de filtro protótipo ou a função janela. A função janela de síntese 700 mostrada na Fig. 11 mostra ainda um comportamento de oscilação com coeficientes de janela de aumento estritamente monótono do coeficiente de janela da sequência de coeficientes de janela correspondente ao índice (n = 0) usado para trabalhar com janela a última amostra de áudio de domínio de tempo até o coeficiente de janela compreendendo o mais alto valor absoluto de todos os coeficientes de janela da função janela de síntese 700. Naturalmente, no caso da função janela de análise anti temporal, o comportamento oscilante compreende uma diminuição estritamente monótona dos coeficientes de janela do coeficiente de janela contendo o valor absoluto mais alto de todos os coeficientes de janela de uma função janela de análise correspondente (de inversão de tempo) para os coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela correspondente ao índice (n = 639) usado para trabalhar com janela na última amostra de áudio de domínio de tempo.

Como consequência do comportamento oscilante, o desenvolvimento da função janela de síntese 700 começa com um coeficiente de janela correspondente ao índice n = 0 contendo um valor absoluto menor que 0,02 e um valor absoluto do coeficiente de janela correspondente ao índice n = 1 menor que 0,03, adquirindo um valor em torno de 1 num índice n = N, adquirindo um valor máximo de mais de 1,04 num índice de acordo com a equação (31), adquirindo um outro valor de aproximadamente 1 num índice n = 90 e 91, uma primeira alteração de sinal nos valores de índice de n = 162 e n = 163, adquirindo um valor mínimo de menos de -0,1 ou -0, 12755 num índice de aproximadamente η = 3N e uma outra alteração de sinal em valores de índice n = 284 e n = 285.

Todavia, a função janela de síntese 700 pode posteriormente compreender outras alterações de sinal em outros valores de índice n. Ao comparar os coeficientes de janela com os valores dados nas tabelas dos Anexos 1 e 3, as alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos índices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) devem ser consideradas de acordo com as equações (16a) e (16b). 0 comportamento oscilante da função janela de síntese 700 é similar àquele de uma oscilação de grande amortecimento, que é ilustrada pelo valor máximo de aproximadamente 1,04 e o valor mínimo de aproximadamente -0,12. Como consequência, mais de 50% de todos os coeficientes de janela compreende valores absolutos menores ou iguais a 0,1. Conforme salientado no contexto das formas de realização descritas nas Figuras 1 e 2a, o desenvolvimento da função janela compreende um primeiro grupo 420 (ou 200) e um segundo grupo 430 (ou 210), onde o primeiro grupo 420 compreende uma primeira porção consecutiva de coeficientes de janela e o segundo grupo 430 compreende uma segunda porção consecutiva de coeficientes de janela. Conforme salientado antes, a sequência de coeficientes de janela da janela compreende apenas o primeiro grupo 420 de coeficientes de janela e o segundo grupo de funções janela 430, onde o primeiro grupo 420 de coeficientes de janela compreende exatamente a primeira sequência consecutiva de coeficientes de janela, e onde o segundo grupo 430 compreende exatamente a segunda porção consecutiva de coeficientes de janela. Por conseguinte, os termos primeiro grupo 420 e primeira porção de coeficientes de janela assim como os termos segundo grupo 430 e segunda porção de coeficientes de janela podem ser usados de forma sinónima.

Os mais de 50% de todos os coeficientes de janela contendo valores absolutos menores ou iguais a 0,1 estão compreendidos no segundo grupo ou na segunda porção 430 de coeficientes de janela como uma consequência do comportamento oscilador fortemente amortecido da função janela 700. Para além disto, também mais de 50% de todos os coeficientes de janela compreendidos no segundo grupo ou na segunda porção 430 de coeficientes de janela compreendem valores absolutos menores ou iguais a 0,01. A primeira porção 420 de coeficientes de janela compreende menos de um terço de todos os coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela. Na mesma proporção, a segunda porção 430 de coeficientes de janela compreende mais de dois terços dos coeficientes de janela. No caso de um número total de blocos T a serem processados num dos frames 120, 150, 330, 380 de mais de quatro blocos, a primeira porção compreende tipicamente 3/2 · N coeficientes de janela, onde N é o número de amostras de domínio de tempo de um bloco. Correspondentemente, a segunda porção compreende o resto dos coeficientes de janela ou, para ser mais preciso, (T-3/2)N coeficientes de janela. No caso de T = 10 blocos por frame como mostrado na Fig. 11, a primeira porção compreende 3/2 · N coeficientes de janela, enquanto a segunda porção 210 compreende 8,5 · N coeficientes de janela. No caso de um tamanho de bloco de N = 64 amostras de áudio de domínio de tempo por bloco, a primeira porção compreende 96 coeficientes de janela, enquanto a segunda porção compreende 544 coeficientes de janela. A função janela de síntese 700 conforme mostrada na Fig. 11 adquire um valor de aproximadamente 0,96 na fronteira da primeira porção e a segunda porção num índice em torno de n = 95 ou 96.

Apesar do número de coeficientes de janela compreendidos na primeira porção 420 e na segunda porção 430, um valor de energia ou um valor de energia total de coeficientes de janela correspondentes difere significativamente um do outro. 0 valor de energia conforme definido por

, (34) onde w(n) é um coeficiente de janela e o índice n sobre o qual a soma na equação (34) é avaliada corresponde aos índices das porções respetivas 420, 430, o conjunto inteiro de coeficientes de janela ou qualquer outro conjunto de coeficientes de janela aos quais correspondem os respetivos valores de energia E. Apesar da diferença significativa de coeficientes de janela, o valor de energia da primeira porção 420 é igual ou superior a 2/3 do valor de energia geral de todos os coeficientes de janela. Correspondentemente, o valor de energia da segunda porção 430 é inferior ou igual a 1/3 do valor de energia geral de todos os coeficientes de janela.

Para ilustrar isto, o valor de energia da primeira porção 420 de coeficientes de janela da função janela 700 é aproximadamente 55,85, enquanto o valor de energia dos coeficientes de janela da segunda porção 430 é aproximadamente 22,81. O valor de energia geral de todos os coeficientes de janela da função janela 700 é aproximadamente 78,03, de modo que o valor de energia da primeira porção 420 é aproximadamente 71,6% do valor de energia geral, enquanto o valor de energia da segunda porção 430 é aproximadamente 28,4% do valor de energia geral de todos os coeficientes de janela.

Naturalmente, a equação (34) pode ser expressa numa versão normalizada dividindo o valor de energia E por um fator de normalização E0, que pode, em principio, ser qualquer valor de energia. 0 fator de normalização E0 pode, por exemplo, ser o valor de energia geral de todos os coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela calculada de acordo com a equação (34) .

Com base nos valores absolutos dos coeficientes de janela ou com base nos valores de energia dos respetivos coeficientes de janela, também um ponto central ou um "centro de massa" da sequência de coeficientes de janela pode ser determinado. 0 centro de massa ou o ponto central da sequência de coeficientes de janela é um número real e tipicamente encontra-se na faixa de indices da primeira porção 420 dos coeficientes de janela. No caso dos respetivos frames compreendendo mais de quatro blocos de amostras de áudio de domínio de tempo (T > 4), o centro de massa nca baseado nos valores absolutos dos coeficientes de janela ou o centro de massa nce com base nos valores de energia dos coeficientes de janela é menor do que 3/2 · N. Por outras palavras, no caso de T = 10 blocos por frame, o centro de massa encontra-se exatamente dentro da região de índices da primeira porção 200. O centro de massa nca com base nos valores absolutos dos coeficientes de janela w(n) são definidos de acordo com

(35) e o centro de massa nce em vista dos valores de energia dos coeficientes de janela w(n) são definidos de acordo com

, (36) onde N e T são números inteiros positivos que indicam o número de amostras de áudio de domínio de tempo por bloco e o número de blocos por frame, respetivamente. Naturalmente, os pontos centrais de acordo com as equações (35) e (36) podem também ser calculados com respeito a um conjunto limitado de coeficientes de janela substituindo os limites das somas acima proporcionalmente.

Para a função janela 700 conforme mostrada na Fig. 1, o centro de massa nca com base nos valores absolutos dos coeficientes de janela w(n) é igual ao valor de nca « 87,75 e o ponto central ou centro de massa nce com relação aos valores de energia dos coeficientes de janela w(n) é nce « 80,04. Como a primeira porção 200 de coeficientes de janela da função janela 700 compreende 96 (= 3/2 · N; N = 64) coeficientes de janela, ambos os pontos centrais estão exatamente dentro da primeira porção 200 dos coeficientes de janela, conforme salientado anteriormente.

Os coeficientes de janela w(n) da função janela 700 são baseados nos valores dados na tabela do Anexo 1. Todavia, para obter, por exemplo, a propriedade de baixo atraso do banco de filtros conforme salientado antes, não é necessário implementar a função janela conforme dado precisamente pelos coeficientes de janela na tabela do Anexo 1. Em muitos casos, é mais do que suficiente para os coeficientes de janela de uma função janela compreendendo 640 coeficientes de janela atender a qualquer uma das relações ou equações dadas nas tabelas dos anexos 2 a 4. Os coeficientes de janela ou coeficientes de filtro dados na tabela do Anexo 1 representam valores preferidos, que poderão ser adaptados de acordo com as equações (16a) e (16b) em algumas implementações. Todavia, conforme indicado, por exemplo, pelas outras tabelas dadas nos outros Anexos, os valores preferidos podem ser variados do segundo, terceiro, quarto, quinto dígitos após a vírgula decimal de modo que os filtros ou funções janela resultantes ainda tenham as vantagens das formas de realização de acordo com a presente invenção. Todavia, dependendo dos detalhes de implementação, para obter os coeficientes de janela com base nos valores dados nas tabelas dos Anexos 1 e 3, alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos índices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) devem ser consideradas de acordo com as equações (16a) e (16b).

Naturalmente, outras funções janela compreendendo um número diferente de coeficientes de janela podem igualmente ser definidas e utilizadas no enquadramento de formas de realização de acordo com a presente invenção. Neste contexto deve ser notado que tanto o número de amostras de áudio de domínio de tempo por bloco quanto o número de blocos por frame assim como a distribuição dos blocos com respeito a amostras passadas e amostras futuras pode variar dentro de uma ampla gama de parâmetros. A Fig. 12 mostra uma comparação de uma complex modulated low- delay filterbank window (CMLDFB-window) [janela de banco de filtros complexo de baixo atraso modulada] 700 conforme mostrado na Fig. 11 e o filtro protótipo QMF SBR original 720 conforme empregue, por exemplo, na ferramenta de SBR de acordo com os padrões MPEG. Conforme mostrado na Fig. 11, a janela CMLDFB 700 é mais uma vez uma janela de síntese de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

Enquanto a função janela 700 de acordo com uma forma de realização da presente invenção é claramente assimétrica conforme definido no contexto da equação (30), o filtro protótipo original SBR QMF 720 é simétrico com respeito aos índices n = 319 e 320, já que a função janela 700 e o filtro protótipo SBR QMF 720 são ambos definidos com respeito a 640 índices cada um. Por outras palavras, com respeito à equação (29) o "valor de índice" n0 representando o índice do centro de simetria é dado por no = 319,5 no caso do filtro protótipo SBR QMF 720.

Mais ainda, devido à simetria do filtro protótipo SBR QMF 720, também o ponto central nca e nce de acordo com as equações (35) e (36), respetivamente, são idênticos ao centro de simetria n0. O valor de energia do filtro protótipo SBR QMF 720 é 64,00 já que o filtro protótipo é um filtro ortogonal. Em contraste, a função janela claramente assimétrica 700 compreende um valor de energia de 78,0327 conforme salientado antes.

Nas seções a seguir da descrição, serão considerados sistemas de SBR conforme salientado no contexto das Figuras 5 e 6, nos quais o descodificador de SBR 610 compreende formas de realização de acordo com a presente invenção na forma de um banco de filtros de análise como o banco de filtros 620 e uma forma de realização de acordo com a presente invenção na forma de um banco de filtros de síntese para o banco de filtros de síntese 640. Conforme será salientado com mais detalhes, o atraso geral de um banco de filtros de análise de acordo com a presente invenção empregando a função janela 700 conforme mostrado nas Figuras 11 e 12 compreende um atraso geral de 127 amostras, ao passo que a ferramenta de SBR baseada em filtro protótipo SBR QMF original resulta num atraso geral de 640 amostras. A substituição dos bancos de filtros de QMF no módulo de SBR, por exemplo, no descodificador de SBR 610, por um complex-valued low-delay filterbank (CLDFB) [banco de filtros de baixo atraso de representação complexa] resulta numa redução de atraso de 42 ms para 31,3 ms sem introduzir nenhuma degradação de qualidade de áudio ou complexidade computacional adicional. Com o novo banco de filtros tanto o modo de SBR padrão (modo de alta qualidade) quanto o modo de baixa energia empregando apenas bancos de filtros de representação real, são suportados, conforme mostrou a descrição de formas de realização de acordo com a presente invenção com respeito às Figuras 7 a 10. Especialmente no campo de telecomunicações e comunicação bidirecional, um atraso baixo é de grande importância. Enquanto o A AC de baixo atraso aprimorado já é capaz de obter um atraso baixo o suficiente para aplicações de comunicação de 42 ms, o seu atraso algorítmico é ainda mais alto do que aquele do codec central AAC de baixo atraso, capaz de obter atrasos descendo até 20 ms e aquele de outros codecs de comunicação. No descodif icador SBR 610, as etapas de análise e síntese de QMF ainda causam um atraso de reconstrução de 12 ms. Uma abordagem prometedora para reduzir este atraso é utilizar uma técnica de banco de filtros de baixo atraso de acordo com uma forma de realização da presente invenção e substituir os atuais bancos de filtros de QMF por uma respetiva versão de baixo atraso de acordo com as formas de realização da presente invenção. Por outras palavras, outra redução do atraso é obtida simplesmente substituindo os bancos de filtros regulares utilizados no módulo de SBR 610 por um banco de filtros complexo de baixo atraso de acordo com as formas de realização da presente invenção.

Para a utilização no módulo de SBR 610, os novos bancos de filtros de acordo com formas de realização da presente invenção, que são também denominados CLDFBs, são desenhados para serem tão similares aos bancos de filtros de QMF originalmente utilizados quanto possível. Isto inclui, por exemplo, o uso de 64 sub-bandas ou bandas, um comprimento igual das respostas de impulso e uma compatibilidade com modos de taxa dupla como empregues nos sistemas de SBR. A Fig. 13 ilustra a comparação da forma da janela CLDFB 700 de acordo com uma forma de realização da presente invenção e o filtro protótipo original SBR QMF 720. Para além disto, ilustra o atraso dos bancos de filtros modulados, que pode ser determinado analisando o atraso de sobreposição introduzido pelo filtro protótipo ou função janela além do atraso de enquadramento do núcleo de modulação contendo um comprimento de amostras N no caso de um sistema com base em DCT-IV. A situação mostrada na Fig. 13 refere-se mais uma vez ao caso de um banco de filtros de síntese. A função janela 700 e a função de filtro protótipo 720 também representam respostas de impulso dos filtros protótipos de síntese dos dois bancos de filtros envolvidos.

Com respeito à analise de atraso para o banco de filtros de SBR QMF e o CLDFB proposto de acordo com uma forma de realização da presente invenção, na análise e na síntese adicionam atraso somente a sobreposição para o lado direito e o lado esquerdo do núcleo de modulação, respetivamente.

Para ambos os bancos de filtros, o núcleo de modulação é baseado num DCT-IV introduzindo um atraso de 64 amostras, o que é marcado na Fig. 13 como o atraso 750. No caso do filtro protótipo de SBR QMF 720 devido à simetria, o atraso do núcleo de modulação 750 é simetricamente organizado com respeito ao centro de massa ou ponto central da respetiva função do filtro protótipo 720 conforme indicado na Fig. 13. A razão desse comportamento é que o armazenamento temporário do banco de filtros de SBR QMF precisa ser preenchido até um ponto em que a função de filtro protótipo 720 contendo a mais significativa contribuição em termos dos respetivos valores de energia dos valores do filtro protótipo serão considerados no processamento. Devido à forma da função do filtro protótipo 720, isto requer que o armazenamento temporário seja preenchido até pelo menos ao ponto central ou centro de massa da respetiva função do filtro protótipo.

Para ilustrar tal mais aprofundadamente, começando de um armazenamento temporário totalmente inicializado do banco de filtros de QMF SBR correspondente, o armazenamento temporário precisa de ser preenchido até um ponto em que um processamento de dados resulte num processamento de dados significativos, o que requer que a respetiva função janela ou função de filtro protótipo tenha uma contribuição significativa. No caso da função de filtro protótipo de SBR QMF, a forma simétrica do filtro protótipo 720 rende um atraso, que é da ordem do centro de massa ou ponto central da função de filtro protótipo.

Todavia, como o atraso introduzido pelo núcleo de modulação do sistema com base em DCT-IV de N = 64 para amostras está sempre presente e o sistema também compreende um atraso de um bloco, pode ser observado que o protótipo de síntese para o SBR QMF introduz um atraso de sobreposição de 288 amostras.

Conforme indicado anteriormente, no caso dos bancos de filtros de síntese aos quais se relaciona a Fig. 13, essa sobreposição adicional do lado esquerdo 760 causa o atraso, enquanto a sobreposição do lado direito 770 se relaciona com amostras passadas e portanto não introduz um atraso adicional no caso de um banco de filtros de síntese.

Em contraste, começando com um armazenamento temporário todo inicializado do CLDFB de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o banco de filtros de síntese e o banco de filtros de análise são capazes de oferecer dados "significativos" mais cedo em comparação com o banco de filtros de SBR QMF devido à forma da função janela. Por outras palavras, devido à forma da função janela de síntese ou análise 700, amostras processadas pelas funções janela indicativas da significante contribuição são possíveis mais cedo. Como consequência, o protótipo de síntese ou função janela de síntese do CLDFB introduz apenas um atraso de sobreposição de 32 amostras levando em conta o atraso já introduzido pelo núcleo de modulação 750. A primeira porção 420 ou primeiro grupo 420 de coeficientes de janela da função janela 700 de acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção compreende numa forma de realização de acordo com a presente invenção os 96 coeficientes de janela correspondentes ao atraso causado pela sobreposição do lado esquerdo 760 junto com o atraso do núcleo de modulação 750. O mesmo atraso é introduzido pelo banco de filtros de análise ou a função do protótipo de análise. A razão é que o banco de filtros de análise é baseado na versão anti temporal da função janela de síntese ou função protótipo. Assim, o atraso de sobreposição é introduzido no lado direito compreendendo o mesmo tamanho de sobreposição quanto ao banco de filtros de síntese. Por conseguinte, no caso de um banco de filtros de protótipo de QMF original, também um atraso de 288 amostras é introduzido enquanto que para um banco de filtros de análise de acordo com uma forma de realização da presente invenção somente 32 amostras são introduzidas como um atraso. A tabela mostrada na Fig. 14a fornece uma visão geral do atraso com diferentes etapas de modificação presumindo um comprimento de frame de 480 amostras e uma taxa de amostragem de 48 kHz.

Numa forma de realização padrão compreendendo um codec AAC-LD junto com uma ferramenta de SBR padrão, os bancos de filtros MDCT e IMDCT no modo de taxa dupla causam um atraso de 40 ms. Para além disto, a ferramenta de QMF em si causa um atraso de 12 ms. Para além disto, devido a uma sobreposição de SBR, outro atraso de 8 ms é gerado de modo que o atraso geral desse codec está na faixa de 60 ms.

Em comparação, um codec AAC-ELD compreendendo versões de baixo atraso do MDCT e do IMDCT gera na abordagem de taxa dupla um atraso de 30 ms. Em comparação com o banco de filtros de QMF original de uma ferramenta de SBR, empregando um banco de filtros de baixo atraso de representação complexa de acordo com uma forma de realização da presente invenção resultará num atraso de apenas 1 ms comparado com os 12 ms da ferramenta de QMF original. Evitando a sobreposição de SBR a sobreposição adicional de 8 ms de uma combinação direta de um AAC-LD e a ferramenta de SBR pode ser completamente evitada. Então, o codec AAC de baixo atraso aprimorado é capaz de um atraso algorítmico geral de 31 ms ao invés dos 60 ms para a combinação direta esboçada previamente. Portanto, é possível ver que a combinação dos métodos de redução de atraso descritos resulta de facto num ganho de atraso total de 29 ms. A tabela na Fig. 14b dá uma visão geral mais detalhada do atraso de codec geral causado pelas versões do banco de filtros original e do proposto num sistema conforme mostrado nas Figuras 5 e 6. Os dados e valores dados na Fig. 14b são baseados numa taxa de amostragem de 48 kHz e um tamanho de frame codificador central de 480 amostras. Devido à abordagem de taxa dupla de um sistema de SBR conforme mostrado e discutido nas Figuras 5 e 6, o codificador central está a ser executado efetivamente a uma taxa de amostragem de 24 kHz. Já que o atraso de enquadramento de 64 amostras para o núcleo de modulação já está introduzido pelo codificador central, pode ser subtraído dos valores de atraso autónomos dos dois bancos de filtros conforme descrito no contexto da Fig. 13. A tabela na Fig. 14b enfatiza que é possível reduzir o atraso geral do codec AAC de baixo atraso aprimorado compreendendo as versões de baixo atraso do MDCT e do IMDCT (LD MDCT e LD IMDCT). Enquanto um atraso de algoritmo geral de 42 ms é obtenível apenas empregando as versões de baixo atraso do MDCT e do IMDCT assim como os bancos de filtros de QMF originais, usando bancos de filtros de baixo atraso de representação complexa de acordo com formas de realização da presente invenção ao invés dos bancos de filtros de QMF convencionais, o atraso de algoritmo geral pode ser reduzido significativamente para apenas 31,3 ms. Para avaliar a qualidade dos bancos de filtros de acordo com formas de realização da presente invenção e sistemas contendo um ou mais bancos de filtros, foram realizados testes de audição, a partir dos quais pode concluir-se que bancos de filtros de acordo com formas de realização da presente invenção mantêm a qualidade de áudio de AAC-ELD no mesmo nível e não introduzem nenhuma degradação, nem para o modo de SBR complexo nem para o modo de SBR de baixa energia de representação real. Assim, os bancos de filtros de atraso otimizado de acordo com formas de realização da presente invenção não introduzem nenhum fardo na qualidade de áudio embora sejam capazes de reduzir o atraso em mais de 10 ms. Para os itens transitórios ainda pode observar-se que algumas melhorias leves, mas não estatisticamente significativas podem ser obtidas. As melhorias mencionadas acima foram observadas durante testes de audição de castanholas e carrilhões.

Para verificar com mais detalhamento que o processo de downsample no caso de um banco de filtros de 32 bandas de acordo com uma forma de realização da presente invenção funciona igualmente bem para os bancos de filtros de acordo com a presente invenção em comparação aos bancos de filtros de QMF, foi realizada a avaliação a seguir. Primeiro, um varrimento de seno logarítmica foi analisada com um banco de filtros de 32 bandas que passou por downsample, onde as 32 bandas superiores, iniciadas com zeros, foram adicionadas. Mais tarde, o produto foi sintetizado por um banco de filtros de 64 bandas, passado por downsample novamente e comparado ao sinal original. Usando um filtro protótipo de SBR QMF convencional resulta num signal-to-noise ratio (SNR) [razão de sinal para ruido] de 59,5 dB. Um banco de filtros de acordo com a presente invenção, todavia, obtém um valor de SNR de 78,5 dB, o qual ilustra que bancos de filtros de acordo com formas de realização da presente invenção também executam a versão que passou por downsample pelo menos tão bem quanto os bancos de filtros de QMF originais.

Para mostrar que essa abordagem de banco de filtros não simétrica de atraso otimizado conforme empregue em formas de realização de acordo com a presente invenção fornece valor adicional em comparação a um banco de filtros clássico com um protótipo simétrico, protótipos assimétricos serão comparados com protótipos simétricos que contém o mesmo atraso no que se seque. A Fig. 15a mostra uma comparação de uma resposta de frequência numa ilustração de campo distante de um banco de filtros de acordo com a presente invenção empregando uma janela de baixo atraso (gráfico 800) em comparação com a resposta de frequência de um banco de filtros empregando uma janela seno, contendo um comprimento de 128 derivações (gráfico 810). A Fig. 15b mostra uma ampliação da resposta de frequência no quase campo dos mesmos bancos de filtros empregando as mesmas funções janela conforme salientado antes.

Uma comparação direta dos dois gráficos 800 e 810 mostra que a resposta de frequência do banco de filtros empregando um banco de filtros de baixo atraso de acordo com uma forma de realização da presente invenção é significativamente melhor do que a resposta de frequência correspondente de um banco de filtros empregando uma janela seno de 128 derivações contendo o mesmo atraso.

Também, a Fig. 16a mostra uma comparação de diferentes funções janela com um atraso geral de 127 amostras. O banco de filtros (CLDFB) com 64 bandas compreende um atraso geral de 127 amostras incluindo o atraso de enquadramento e o atraso de sobreposição. Um banco de filtros modulado com um protótipo simétrico e o mesmo atraso teria, portanto, um protótipo de comprimento de 128, conforme ilustrado no contexto das Figuras 15a e 15b. Para estes bancos de filtros com 50% de sobreposição, como, por exemplo, o MDCT, janelas seno ou janelas derivadas de Kaiser-Bessel geralmente fornecem uma boa escolha para protótipos. Por conseguinte, na Fig. 16a, uma visão geral de uma resposta de frequência de um banco de filtros, empregando uma janela de baixo atraso como um protótipo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção é comparada às respostas de frequência de protótipos simétricos alternativos com o mesmo atraso. A Fig. 16a mostra, com exceção da resposta de frequência do banco de filtros de acordo com a presente invenção (gráfico 800) e a resposta de frequência de um banco de filtros empregando uma janela seno (gráfico 810), conforme já mostrado nas Figuras 15a e 15b, além disso duas janelas KBD baseadas nos parâmetros α = 4 (gráfico 820) e α = 6 (gráfico 830) . Tanto a Fig. 16a como a aproximação da Fig. 16a mostrada na Fig. 16b, mostram claramente que uma resposta de frequência muito melhor pode ser obtida com um banco de filtros de acordo com uma forma de realização da presente invenção contendo uma função janela não simétrica ou uma função de filtro com o mesmo atraso.

Para ilustrar essa vantagem de maneira mais geral, na Fig. 17 são comparados dois protótipos de banco de filtros com valores de atraso diferentes do banco de filtros descrito anteriormente. Enquanto que o banco de filtros de acordo com a presente invenção, que foi considerado nas Figuras 15 e 16, possui um atraso geral de 127 amostras, o que corresponde a uma sobreposição de 8 blocos para o passado e 0 blocos para o futuro (CLDFB 80), a Fig. 17 mostra uma comparação das respostas de frequência de dois diferentes protótipos de banco de filtros com um mesmo atraso de 383 amostras. Para se ser mais preciso, a Fig. 17 mostra uma resposta de frequência de um filtro protótipo não simétrico (gráfico 840) de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o que é baseado numa sobreposição de 6 blocos de amostras de domínio de tempo para o passado e 2 blocos de amostras de domínio de tempo para o futuro (CLDFB 62) . Para além disto, a Fig. 17 também mostra a resposta de frequência (gráfico 850) de uma função de filtro protótipo simétrica correspondente também contendo um atraso de 383 amostras. Pode notar-se que, com o mesmo valor de atraso, um protótipo ou função janela não simétrico obtém uma melhor resposta de frequência do que um banco de filtros com uma função janela ou filtro protótipo simétrico. Isto demonstra a possibilidade de uma melhor decisão entre atraso e qualidade, conforme indicado anteriormente. A Fig. 18 ilustra o efeito de mascaramento temporal do ouvido humano. Quando um som ou um tom aparece num momento no tempo indicado por uma linha 860 na Fig. 18, um efeito de mascaramento sobre a frequência do tom ou do som e frequências adjacentes é originado aproximadamente 20 ms antes do som verdadeiro ser iniciado. Esse efeito é chamado pré-mascaramento e é um aspeto das propriedades psicoacústicas do ouvido humano.

Na situação ilustrada na Fig. 18, o som permanece audível por aproximadamente 200 ms até um momento no tempo ilustrado por uma linha 870. Durante esse tempo, um mascarador do ouvido humano está ativo, o que é também chamado mascaramento simultâneo. Depois do som parar (ilustrado pela linha 870), o mascaramento da frequência na frequência adjacente à do tom decai lentamente ao longo de um período de tempo de aproximadamente 150 ms conforme ilustrado na Fig. 18. Esse efeito psicoacústico é também referido como pós-mascaramento. A Fig. 19 ilustra uma comparação de um comportamento de pré-eco de um sinal codificado HE-AAC convencional e um sinal codificado HE-AAC que é baseado num banco de filtros empregando um banco de filtros de baixo atraso (CMLDFB) de acordo com uma forma de realização da presente invenção. A Fig. 19a ilustra o sinal de tempo original das castanholas, que foi processado com um sistema compreendendo um codec HE-AAC (HE-AAC = high-efficiency advanced audio codec)[codec de áudio avançado de alta eficiência]. O produto do sistema baseado no HE-AAC convencional é ilustrado na Fig. 19b. Uma comparação direta dos dois sinais, o sinal de tempo original e o sinal de saída do codec HE-AAC mostra que previamente ao início do som das castanholas na área ilustrada por uma seta 880 o sinal de saída do codec HE-AAC compreende efeitos de pré-eco evidentes. A Fig. 19c ilustra um sinal de saída de um sistema compreendendo um HE-AAC com base em bancos de filtros compreendendo janelas CMLDFB de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Os mesmos sinais de tempo originais indicados na Fig. 19a e processados usando bancos de filtros de acordo com uma forma de realização da presente invenção mostram uma aparência significativamente reduzida de efeitos de pré-eco bem antes do início de um sinal de castanholas conforme indicado por uma seta 890 na Fig. 19c. Devido ao efeito de pré-mascaramento conforme descrito no contexto da Fig. 18, os efeitos de pré-eco indicados pela seta 890 da Fig. 19c serão muito melhor mascarados do que os efeitos de pré-eco indicados pela seta 880 no caso do codec HE-AAC convencional. Portanto, o comportamento de pré-eco de bancos de filtros de acordo com a presente invenção, que é também um resultado de atraso reduzido significativamente em comparação a bancos de filtros convencionais, torna a saída muito melhor adaptada às propriedades de mascaramento temporal e a psicoacústica do ouvido humano. Como consequência, conforme já foi indicado na descrição dos testes de audição, empregar bancos de filtros de acordo com uma forma de realização da presente invenção pode levar até a uma melhoria na qualidade causada pelo atraso reduzido.

As formas de realização de acordo com a presente invenção não aumentam a complexidade computacional em comparação com bancos de filtros convencionais. Bancos de filtros de baixo atraso utilizam o mesmo comprimento de filtro e o mesmo modo de modulação do que, por exemplo, bancos de filtros de QMF no caso de sistemas de SBR de tal modo que a complexidade computacional não aumenta. Em termos de requisitos de memória devido à natureza assimétrica dos filtros protótipo, o requisito de memória ROM (read-only memory) [memória somente de leitura] para o banco de filtros de síntese aumenta aproximadamente em 320 palavras no caso de um banco de filtros baseado em N = 64 amostras por bloco e T = 10 blocos por frame. Para além disto, no caso de um sistema relacionado a SBR, o requisito de memória aumenta em mais 320 palavras se o filtro de análise for armazenado separadamente.

Todavia, uma vez que os atuais requisitos de ROM para um núcleo AAC-ELD são de aproximadamente 2,5 mil palavras e para a implementação de SBR outras 2,5 mil palavras, o requisito de ROM é apenas aumentado moderadamente em cerca de 10%. Como uma possível ponderação entre memória e complexidade, se um baixo consumo de memória for primordial, uma interpolação linear pode ser usada para gerar o filtro de análise a partir do filtro de síntese conforme salientado no contexto da Fig. 3 e na equação (15) . Esta operação de interpolação aumenta o número instruções necessárias em apenas aproximadamente 3,6%. Então, uma substituição dos bancos de filtros de QMF convencionais na estrutura de módulos de SBR por bancos de filtros de baixo atraso de acordo com formas de realização da presente invenção, o atraso pode ser reduzido em algumas formas de realização em mais de 10 ms sem qualquer degradação de qualidade de áudio ou aumento notável na complexidade.

As formas de realização de acordo com a presente invenção estão relacionadas então a uma janela de síntese ou análise ou aparelho ou método para trabalhar com janela. Para além disto, é descrito um banco de filtros de análise ou síntese ou método de analisar ou sintetizar um sinal utilizando uma janela. Naturalmente, o programa de computador que implementa um dos métodos acima é também revelado.

Implementações de acordo com formas de realização da presente invenção podem ser realizadas como implementações de hardware, implementações de software ou uma combinação de ambos. Dados, vetores, variáveis geradas, recebidas ou de outra forma armazenados a serem processados podem ser armazenadas em diferentes tipos de memórias tais como memórias de acesso aleatório, armazenamento temporários, memórias somente leitura, memórias não voláteis (por exemplo, EEPROMs, memórias flash) ou outras memórias tais como memórias ópticas ou magnéticas. Uma posição de armazenamento pode, por exemplo, ser uma ou mais unidades de memória requeridas para armazenar ou salvar os respetivos montantes de dados, tais como variáveis, parâmetros, vetores, matrizes, coeficientes de janela ou outras informações ou dados.

Implementações de Software podem ser operadas em diferentes computadores, sistemas como computadores, processadores, ASICs (application-specific integrated circuits) [circuitos integrados específicos de uma aplicação] ou outros circuitos integrados (ICs) .

Dependendo de certos requisitos de implementação de formas de realização dos métodos inventivos, formas de realização dos métodos inventivos podem ser implementadas em hardware, software ou numa combinação de ambos. A implementação pode ser realizada usando um meio de armazenamento digital, em especial um CD, um DVD ou outro disco que contenha um sinal de controlo legível eletronicamente nele armazenado que coopere com um sistema de computador programável, processador ou circuito integrado tal que uma forma de realização método inventivo seja realizada.

Geralmente, uma forma de realização da presente invenção é, então, um produto de programa de computador com um código de programa armazenado num portador legível por máquina, o código de programa sendo operado para realizar uma forma de realização dos métodos inventivos quando o produto de programa de computador é executado num computador, processador ou circuito integrado. Por outras palavras, formas de realização dos métodos inventivos são, portanto, um programa de computador contendo um código de programa para executar ao menos uma forma de realização dos métodos inventivos quando o programa de computador é executado num computador, processador ou circuito integrado.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que a primeira porção da função janela de análise compreende um coeficiente de janela contendo um valor máximo absoluto maior que 1.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que a função janela de análise compreende um comportamento oscilante.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que todos os coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela são coeficientes de janela de representação real.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que o frame (12 0) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo compreende uma sequência de T blocos (130) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo indo desde as mais antigas até as mais novas amostras de entrada de áudio de domínio de tempo do frame (120), cada bloco contendo N amostras de entrada de áudio de domínio de tempo, onde T e N são números inteiros positivos e T é maior que 4.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que trabalhar com janela compreende uma multiplicação ao nível dos elementos das amostras de entrada de áudio de domínio de tempo do frame (120) com os coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que cada amostra de entrada de áudio de domínio de tempo é multiplicada em elementos por um coeficiente de janela da função janela de análise de acordo com uma sequência de amostras de entrada de áudio domínio de tempo e a sequência de coeficientes de janela.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que para cada amostra de entrada de áudio de domínio de tempo do frame (120) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo é gerada exatamente uma amostra com janela.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que o coeficiente de janela correspondente a um índice dos coeficientes de janela n = (T — 3) · N compreende um valor de menos de -0,1, onde o índice da sequência de coeficientes de janela é um número inteiro na faixa de 0 a N · T - 1, e onde o coeficiente de janela usado para trabalhar com janela na última amostra de entrada de áudio de domínio de tempo é o coeficiente de janela correspondente ao índice N · T - 1.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que a primeira porção de coeficientes de janela compreende 3/2 · N coeficientes de janela e a segunda porção de coeficientes de janela compreende (T-3/2) · N coeficientes de janela da sequência de coeficientes de janela.

[0268] Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que os coeficientes de janela c(n) satisfazem as relações dadas na tabela do Anexo 3.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que os coeficientes de janela c(n) satisfazem as relações dadas na tabela do Anexo 2.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) é adaptado de tal forma que os coeficientes de janela c(n) compreendem os valores dados na tabela do Anexo 1.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) ou o aparelho (100) são adaptados de tal forma que a função janela de análise (190) compreende um primeiro número de coeficientes de janela derivados de uma função janela maior que compreende uma sequência de um segundo número maior de coeficientes de janela, onde os coeficientes de janela da função janela são derivados por uma interpolação de coeficientes de janela da função janela maior, e onde o segundo número é um número par.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) ou o aparelho (100) são adaptados de tal forma que os coeficientes de janela da função janela são interpolados linearmente.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) ou o aparelho (100) são adaptados de tal forma que os coeficientes de janela da função janela de análise são interpolados com base em dois coeficientes consecutivos de janela da função janela maior de acordo com a sequência de coeficientes de janela da função janela maior para obter um coeficiente de janela da função j anela.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise (110) ou o aparelho (100) são adaptados para obterem os coeficientes de janela c (n) da função janela de análise com base na equação c(n) = j (c2 (2n) + c2(2n + l)) em que n é um número inteiro que indica um índice dos coeficientes de janela c (n), e C2 (n) é um coeficiente de janela da função janela maior.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho (100) é adaptada de tal forma que o presente frame (120) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo a serem processadas é gerado trocando blocos mais novos (T — 1) de um frame diretamente anterior (120) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo por um bloco em direção às amostras de entrada de áudio de domínio de tempo mais antigas e adicionando um bloco (220) de amostras de áudio de domínio de tempo recentes como o bloco compreendendo as últimas amostras de entrada de áudio de domínio de tempo do presente frame (120).

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho (100) é adaptada de tal forma que o presente frame (120) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo x (n) a serem processadas é gerado com base na troca de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo xprev(n) do frame diretamente anterior (120) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo com base na equação x(n - 32) = xprev(n) para um índice de amostra ou tempo n = 32, ..., 319, e onde o aparelho (100) é posteriormente adaptada para gerar as amostras de entrada de áudio de domínio de tempo x (n) do presente frame (120) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo incluindo as 32 próximas amostras de entrada de domínio de tempo a entrar de acordo com uma ordem das amostras de entrada de áudio de domínio de tempo a entrar de índices de amostra ou tempo decrescentes n para as amostras de entrada de áudio de domínio de tempo x(n) do presente frame (120) começando no índice de amostra ou tempo n = 31.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (170) compreende um conversor de tempo/frequência adaptado para gerar os valores de sub-banda de áudio tal que todos os valores de sub-banda baseados num frame (150) de amostras com janelas representa uma representação espectral das amostras com janelas do frame (150) de amostras com janelas.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o conversor de tempo/frequência é adaptado para gerar valores de sub-banda de áudio de representação real ou de representação complexa.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (170) é adaptada para calcular um valor de sub-banda de áudio para cada amostra de entrada de áudio de domínio de tempo de um bloco (130) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo, onde o cálculo de cada valor de sub-banda de áudio ou cada uma das amostras de entrada de áudio de domínio de tempo de um bloco (130) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo são baseados nas amostras com janelas do frame com janela (150).

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (170) é adaptada para calcular os valores de sub-banda de áudio com base na multiplicação das amostras com janelas (150) com uma função harmonicamente oscilante para cada valor de sub-banda e somando as amostras com janelas multiplicadas, onde uma frequência da função harmonicamente oscilante é baseada numa frequência central de uma sub-banda correspondente dos valores de sub-banda.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (170) é adaptada de tal forma que a função harmonicamente oscilante é uma função exponencial complexa, uma função seno ou uma função cosseno.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (170) é adaptada para calcular os valores de sub-banda de áudio wki com base na equação

para n = 0, ..., 63 e

para k = 0, . .., 31, onde z (n) é uma amostra com janela correspondente a um índice n, onde k é um índice de sub-banda, onde 1 é um índice de um bloco (180) de valores de sub-banda de áudio e onde fosc(x) é uma função oscilante dependendo de uma variável de representação real x.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (170) é adaptada de tal forma que a função oscilante f0Sc(x) é

ou ou

r onde i é a unidade imaginária.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho (100) é adaptada para processar um frame (12 0) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo de representação real.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho (100) é adaptada para fornecer um sinal indicativo de uma função janela de síntese (370) a ser usada com os valores de sub-banda de áudio ou indicativo de uma função janela de análise (190) usada para gerar os valores de sub-banda de áudio.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho (300) é adaptada para gerar um bloco (410) de amostras de áudio de domínio de tempo, o bloco (410) de amostras de áudio de domínio de tempo compreendendo N amostras de áudio de domínio de tempo, onde N é um número inteiro positivo.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho (300) é adaptada para gerar o bloco (410) de amostras de áudio de domínio de tempo, com base num bloco (320) de valores de sub-banda de áudio compreendendo N valores de sub-banda de áudio e onde a calculadora (310) é adaptada para calcular a sequência (330) de amostras de áudio de domínio de tempo intermédias compreendendo T · N amostras de áudio de domínio de tempo intermédias, onde T é um número inteiro positivo.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que a função janela de síntese é assimétrica com respeito ao coeficiente de janela da sequência.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que a primeira porção compreende um valor máximo de todos os coeficientes de janela da função janela de síntese contendo um valor absoluto maior que 1.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que a função janela de síntese (370) compreende um comportamento oscilante.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que a primeira porção compreende 3/2-N coeficientes de janela e a segunda porção de coeficientes de janela compreende (T-3/2)-N coeficientes de janela, onde T é um índice superior ou igual a 4 indicando um número de blocos 340 compreendidos no frame (330) de amostras de domínio de tempo intermédias.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que o trabalho com janela da sequência de amostras de domínio de tempo intermédias compreende uma multiplicação ao nível dos elementos das amostras de domínio de tempo intermédias por um coeficiente de janela.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que cada amostra de domínio de tempo intermédia é multiplicada ao nível dos elementos pelos coeficiente de janela da função janela de síntese (370) de acordo com a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias e a sequência de coeficientes de janela.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a janela de síntese (360) é adaptada de tal forma que os coeficientes de janela da função janela de síntese (370) são valores de representação real.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que o coeficiente de janela c (n) satisfaz as relações dadas na tabela do Anexo 3.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que os coeficientes de janela c(n) satisfaz as relações dadas na tabela do Anexo 2.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) é adaptado de tal forma que os coeficientes de janela c(n) compreendem os valores dados na tabela do Anexo 1.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) ou o aparelho (300) são adaptados de tal forma que a função janela de síntese compreende um primeiro número de coeficientes de janela derivados de uma função janela maior compreendendo uma sequência de um segundo número maior de coeficientes de janela, onde os coeficientes de janela da função janela são derivados por uma interpolação de coeficientes de janela da função janela maior e onde o segundo número é par.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) ou o aparelho (300) são adaptados de tal forma que os coeficientes de janela da função janela de síntese (370) são linearmente interpolados.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) ou o aparelho (300) são adaptados de tal forma que os coeficientes de janela da função janela de síntese (370) são interpolados com base em dois coeficientes de janela consecutivos da função janela maior de acordo com a sequência de coeficientes de janela da função janela maior para obter um coeficiente de janela da função janela.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese (360) ou o aparelho (300) são adaptados para obter os coeficientes de janela c(n) da função janela de síntese com base na equação c(n) = ~2 (c2(2n) + c2(2n + l)) , onde n é um número inteiro indicando um índice dos coeficientes de janela c(n), e C2(n) é um coeficiente de janela da função janela maior.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (310) é adaptada para calcular as amostras de domínio de tempo intermédias da sequência de amostras de domínio de tempo intermédias com base na multiplicação de valores de sub-banda de áudio por uma função de oscilação harmónica e somando os valores multiplicados de sub-banda de áudio, onde a frequência da função harmonicamente oscilante é baseada numa frequência central da sub-banda correspondente.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (310) é adaptada de tal forma que a função harmonicamente oscilante é uma função exponencial complexa, uma função seno ou uma função cosseno.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (310) é adaptada para calcular amostras de domínio de tempo de representação real intermédias com base nos valores de sub-banda de áudio de representação real ou de representação complexa.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (310) é adaptada para calcular a sequência de amostras de domínio de tempo de representação real intermédias z(i,n) com base na equação

para um número inteiro n na faixa de 0 a N · T-l, em que Re (x) é a parte real do número de representação complexa x, π = 3,14... é o número circular e fosc(x) é uma função harmonicamente oscilante, em que

f quando os valores de sub-banda de áudio fornecidos à calculadora são valores complexos, onde I é a unidade imaginária, e em que

/ quando os valores de sub-banda de áudio fornecidos à calculadora (310) são valores reais.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (310) compreende um conversor de tempo/frequência adaptado para gerar a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias, tal que os valores de sub-banda de áudio fornecidos à calculadora (310) representam uma representação espectral da sequência de amostras de domínio de tempo intermédias.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o conversor de tempo/frequência é adaptado para gerar a sequência de amostras de domínio/tempo intermédias com base em valores de sub-banda de áudio de representação real ou de representação complexa.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (310) é adaptada para calcular a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias g(n) a partir dos valores de sub-banda de áudio X(k) com base na equação

para um número inteiro n na faixa de 20N - 1 e 2N,

para o número inteiro n na faixa de 0 e 2N-1 e

para um número inteiro j na faixa de 0 e 4 para um número inteiro k na faixa de 0 e N-l, em que N é um número inteiro indicando um número de valores de sub-banda de áudio e o número de amostras de áudio de domínio de tempo, onde v é um vetor de representação real, em que vprev é um vetor de representação real v da geração diretamente anterior de amostras de áudio de domínio de tempo, em que i é a unidade imaginária e π é o número circular.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a calculadora (310) é adaptada para calcular a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias g(n) a partir dos valores de sub-banda de áudio X(k) com base na equação vin) = vprev{n - 2N) para um número inteiro n na faixa de 20N - 1 e 2N,

para o número inteiro n na faixa de 0 e 2N-1 e

para um número inteiro j na faixa de 0 e 4 e para um número inteiro k na faixa de 0 e N-l, em que N é um número inteiro indicando o número dos valores de sub-banda de áudio e o número de amostras de áudio de domínio de tempo, em que v um vetor de representação real, em que vprev é um vetor de representação real v da geração diretamente anterior de amostras de áudio de domínio de tempo e em que π é o número circular.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a etapa de saída de adição de sobreposição (400) é adaptada para processar as amostras com janelas de domínio de tempo intermédias de uma maneira sobreposta, com base em T blocos consecutivos disponibilizados (320) de valores de sub-banda de áudio.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a etapa de saída de adição de sobreposição (400) é adaptada para fornecer as amostras de domínio de tempo outi(n) , onde n é um número inteiro indicando um índice de amostra baseado na equação

onde zi,n é uma amostra com janela de domínio de tempo intermédia correspondente a um índice de amostra n e um índice de sequência ou frame 1 na faixa de 0 a T - 1, onde 1 = 0 corresponde ao último frame ou sequência e valores menores que 1 para frames ou sequências gerados anteriormente.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, a etapa de saída de adição de sobreposição (400) é adaptada para fornecer as amostras de domínio de tempo out(k) com base na equação

r em que w é um vetor compreendendo as amostras com janelas de domínio de tempo intermédias e k é um número inteiro indicando um índice na faixa entre 0 e (N-l).

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho (300) é adaptado para receber um sinal indicativo da função janela de análise (190) usada para gerar os valores de sub-banda de áudio, ou indicativo da função janela de sintese (370) a ser usada para gerar as amostras de áudio de dominio de tempo.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um codificador (510) compreende um aparelho (560) para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um codificador (510) compreende ainda um quantizador e um codificador (570) ligados ao aparelho (560) para gerar valores de sub-banda de áudio e adaptados para quantizar e codificar os valores de sub-banda de saida de áudio pelo aparelho (560) e produzindo os valores codificados quantizados de sub-banda de áudio.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um descodificador (580) compreende um aparelho (600) para gerar amostras de áudio de dominio de tempo de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um descodificador (580) compreende ainda um descodificador e um desquantizador (590) adaptados para receber valores de sub-banda de áudio codificados e quantizados, ligados ao aparelho (600) para gerar amostras de áudio de dominio de tempo e adaptados para fornecer os valores de sub-banda de áudio descodificados e desquantizados como os valores de sub-banda de áudio para o aparelho (600).

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um codificador de SBR (520) compreende um aparelho (530) para gerar valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio, com base num frame de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo fornecido ao codificador de SBR (520) e um módulo de extração de parâmetros de SBR (540) ligado ao aparelho (530) para gerar valores de sub-banda de áudio e adaptado para extrair e produzir parâmetros de SBR baseados nos valores de sub-banda de áudio.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um sistema (610) compreende um aparelho (620) para gerar valores de sub-banda de áudio a partir de um frame de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo fornecido ao sistema (610); e um aparelho (640) para gerar amostras de áudio de domínio de tempo com base nos valores de sub-banda de áudio gerados pelo aparelho (640) para gerar valores de sub-banda de áudio.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um sistema (610) é um descodificador de SBR.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um sistema ainda compreende um gerador de AF (630) interconectado entre o aparelho (620) para gerar valores de sub-banda de áudio e o aparelho (640) para gerar amostras de áudio de domínio de tempo e adaptado para receber dados de SBR, adaptado para modificar ou adicionar valores de sub-banda de áudio com base nos dados de SBR e nos valores de sub-banda de áudio do aparelho (620) para gerar valores de sub-banda de áudio.

Com respeito a todos os aparelhos e métodos de acordo com formas de realização da presente invenção, dependendo dos detalhes de implementação, para obter os coeficientes de janela com base nos valores dados nas tabelas dos Anexos 1 e 3, alterações de sinal adicionais com respeito aos coeficientes de janela correspondentes aos indices 128 a 255 e 384 a 511 (multiplicação pelo fator (-1)) podem ser implementadas de acordo com as equações (16a) e (16b). Por outras palavras, os coeficientes de janela da função janela são baseados nos coeficientes de janela dados na tabela do Anexo 1. Para obter os coeficientes de janela da função janela mostrada nas figuras, os coeficientes de janela na tabela correspondente aos indices 0 a 127, 256 a 383 e 512 a 639 têm de ser multiplicados por (+1) (ou seja, sem alteração de sinal) e os coeficientes de janela correspondentes aos indices 128 a 255 e 384 a 511 têm de ser multiplicados por (-1) (ou seja, uma alteração de sinal) para se obterem os coeficientes de janela da função janela mostrada. Correspondentemente, as relações dadas na tabela do Anexo 3 têm de ser tratadas da mesma forma. Ainda por outras palavras, os coeficientes de janela conforme dados nas tabelas dos Anexos 1 a 4 podem ser alterados de acordo com as equações (16a) e (16b).

Deve ser notado que no enquadramento da presente aplicação sob uma equação sendo baseada numa equação, é entendida uma introdução de atrasos adicionais, fatores, coeficientes adicionais e uma introdução de outra função simples. Mais ainda, constantes simples, parcelas constantes etc., podem ser deixados. Para além disto, transformações algébricas, transformações de equivalência e aproximações (por exemplo, uma aproximação de Taylor) que não alterem o resultado da equação totalmente ou de maneira significativa também estão incluídas. Por outras palavras, tanto ligeiras modificações quanto transformações que levem essencialmente em termos de resultado idêntico estão incluídas no caso em que uma equação ou expressão é baseada numa equação ou expressão.

Um aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio de valor complexo em canais de sub-banda de áudio de acordo com uma forma de realização da presente invenção compreende um janelador de análise 110 para trabalhar com janela um frame 120 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo que estão numa sequência de tempo que se prolonga a partir de uma amostra inicial para uma amostra posterior utilizando uma função de janela de análise 190 compreendendo uma sequência de coeficientes de janela para obter amostras em janela. A função de janela de análise 190 compreende um primeiro grupo 200 de coeficientes de janela compreendendo uma primeira porção da sequência de coeficientes de janela e um segundo grupo 210 de coeficientes de janela compreendendo uma segunda porção da sequência de coeficientes de janela. A primeira porção compreende menos coeficientes de janela do que a segunda porção. Um valor de energia global dos coeficientes de janela na primeira porção é maior do que um valor de energia global dos coeficientes de janela da segunda parcela, o primeiro grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela amostras de domínio de tempo mais recentes e o segundo grupo de coeficientes de janela, é usado para janelas anteriores de amostras de domínio de tempo. 0 aparelho compreende ainda uma calculadora 170 para calcular os valores de sub-banda de áudio utilizando as amostras com janelas, em que a calculadora 170 compreende um conversor de tempo / frequência adaptado para gerar os valores de sub-banda de áudio de tal modo que todos os valores de sub-banda baseados num frame 150 de amostras com janelas representam uma representação espectral das amostras com janelas do frame 150 de cimostras com janelas do frame 150 de amostras com janelas, e em que o conversor de tempo / frequência está adaptado para gerar valores de sub-banda de áudio de valor complexo.

Num tal aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio de valor complexo 100 de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise 110 pode ser adaptado de tal modo que o coeficiente de janela correspondente a um índice n = (T — 1) * N compreende um valor absoluto na faixa de 0,9 a 1,1, em que um índice da sequência de coeficientes de janela é um número inteiro na faixa de 0 a N · T-l, em que o coeficiente de janela usado para trabalhar com janela a última amostra de entrada de áudio de domínio de tempo do frame 120 é 0 coeficiente de janela correspondente ao índice N · T-l, em que o janelador de análise 110 é adaptado de tal modo que o frame 120 de amostras de entrada de áudio do domínio de tempo compreende uma sequência de blocos T 130 de amostras de entrada de áudio do domínio de tempo que se estendem das primeiras para ais últimas amostras de entrada de áudio do domínio de tempo do frame 120, cada bloco compreendendo N amostras de entrada de áudio no domínio de tempo, e em que T e N são números inteiros positivos e T é maior do que 4. Num aparelho para. gerar valores de sub-banda de áudio de valor complexo 100 de acordo com tal forma de realizaçao da presente invenção, o janelador de análise 110 pode ainda ser adaptado de tal modo que o coeficiente de janela correspondente ao índice dos coeficientes da janela η = N · T-l compreende um valor absoluto inferior a 0,02.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio de valor complexo 100 de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de análise 110 pode ser adaptado de tal modo que a função de janela compreende a multiplicação das amostras de entrada de áudio no domínio de tempo x(n) do frame 120 para obter as amostras janela z (n) do frame com janelas com ba.se na equação Z (N) = x (n) . c (n) , em que n é um número inteiro que indica um índice da sequência de coeficientes de janela na faixa de 0 a T * N-l, em que c (n) é o coeficiente de janela da função de janela de análise correspondente ao índice n, em que x (N · T-l) é a ultima amostra de entrada de áudio do domínio de tempo de um frame 120 de amostreis de entrada de áudio do domínio de tempo, em que o janelador de análise 110 está adaptado de tal modo que o frame 120 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo compreende uma sequência de blocos T 130 de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo que se estendem desde as primeiras para as últimas amostras de áudio de domínio de tempo do frame 120, cada bloco compreendendo N amostras de entrada de áudio no domínio de tempo, e em que T e N são números inteiros positivos e T é maior do que 4. No aparelho 100 para gerar valores de sub-banda de áudio de valor complexo de acordo com tal forma de realização da presente invenção, o janelador de análise 110 pode ser adaptado de modo a que os coeficientes de janela cín) obedeçam às relações apresentadas na tabela do Anexo 4.

Num aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio de valor complexo 100 de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aparelho 100 pode ser adaptado para usar uma função de janela de análise 190 que é uma versão inversa no tempo ou inversa de índice de uma função de janela de síntese 37 0 para ser usada para os valores de sub-banda de áudio.

Um aparelho 300 para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de valor real de acordo com uma forma de realização da presente invenção compreende uma calculadora 310 para calcular uma sequência 330 de amostras de domínio de tempo intermédio de valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio, a sequência compreendendo amostras do domínio de tempo intermédio mais antigas e amostras de domínio de tempo ruais recentes, em que a calculadora 310 compreende um conversor de frequência/tempo adaptado para gerar a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias, de modo a que os valores de sub-banda de áudio fornecidos ao calculador 310 representam, uma representação espectral da sequência de amostras de domínio de tempo intermédias. O conversor de frequência/tempo é adaptado para gerar a sequencia de amostras de tempo/domínio intermédio cora base em valores de sub-banda de áudio de valor complexo. O aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de valor real 300 de acordo com uma forma de realização da presente invenção compreende ainda um janelador de síntese 360 para trabalhar com janela a sequência 330 de amostras de domínio de tempo intermédio usando uma função de janela de síntese 370 compreendendo uma sequência de coeficientes de janela para obter amostras de domínio de tempo intermédio janeladas, a função de janela de síntese 370 compreendendo um primeiro grupo 420 de coeficientes de janela compreendendo uma primeira porção da sequência de coeficientes de janela e um segundo grupo 430 de coeficientes de janela compreendendo uma segunda porção da sequência de coeficientes de janela, a primeira porção compreendendo menos coeficientes de janela do que a segunda porção. Um valor de energia global dos coeficientes de janela na primeira porção é maior do que um valor de energia global dos coeficientes de janela da segunda porção, em que o primeiro grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela amostras de domínio de tempo intermédio rnais recentes e o segundo grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela amostras de domínio de tempo intermédio mais antigas. O aparelho 300 compreende ainda um estágio de saída de sobreposição-adição 400 para processar as amostras de domínio de tempo intermédias trabalhadas com janela para obter as amostras de domínio de tempo.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de valor rear 300 de acordo com uma rorma de realizaç:ão da presente invenção, o coeficiente de janela correspondente a um. índice n = N pode compreender um valor absoluto na faixa entre 0,9 e 1,1, em que o índice n da sequência de coeficientes de ianela é um número inteiro na faixa de 0 a T · N - 1, em que o coeficiente de janela usado para traoalhar com janela a última amostra de domínio de tempo intermédio é o coeficiente de janela correspondente ao índice n = 0, em que T é um número inteiro superior a 4 que indica o número de blocos compreende no frame 330 de amostras intermédias de domínio de tempo, em que o aparelho 300 pode ser adaptado para gerar um bloco 410 de amostras de áudio de domínio de tempo, o bloco 410 de amostras de áudio de domínio de tempo compreendendo N amostras de áudio do dom_i_nxo de tempo, em que N é um número inteiro p;ositivo. Num aparelno para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de valor real 300 de acordo com uma tal forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese 360 pod.e ainda ser adaptado cie tal modo que o coeficiente de janela, correspondente ao indice n = U compreende um valor absoluto menor do que ou igual a 0,02.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de vaior rear 300 de acordo com umcL forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese 360 pode ser adaptado de tal modo que o coeficiente de janela correspondente a um índice n = 3N seja menor que -0,1, em que o aparelho 300 pode ainda ser adaptaao para gerar um bioco 410 de amostras de áudio de domínio de tempo, o bloco 410 de amostras de áudio de domínio de tempo compreendendo N amostras de áudio de domínio de tempo, em que N é um número inteiro positivo.

Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de valor real 300 de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese 360 pode ser adaptado de tal modo que a janela compreende a multiplicação das amostras intermédias de domínio de tempo g (n) da sequência de amostras de domínio de tempo intermédio para obter mostras janela z (n) do frame com janelas (380) com base na equação Z(n) = g(n) . c (T . N - 1 - n) para n=0, . T · N - 1. Num aparelho para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de valor real 300 de acordo com tal forma de realização da presente invenção, o janelador de síntese 360 pode ainda ser adaptado de tal modo que o coeficiente de •ianel a n (n) satisfaz as relações apresentadas na tabela no Anexo 4.

Anexo 1 w[25] = 4.080154903861317e-001 w[26] = 4.250144186334534e-001 w [0] = 1.129580193872797e-002 w[27] = 4.420013942269341e-001 w [1] = 2.353059744904218e-002 w[28] = 4.589582896478246e-001 w[2] = 3.450718748721251e-002 w[29] = 4.758753745532750e-001 w [3] = 4.634695977000525e-002 w[30] = 4.927463828072591e-001 w[4] = 5.918677345174197e-002 w[31] = 5.095720854151864e-001 w [5] = 7.325978412117062e-002 w[32] = 5.263554446856779e-001 w [6] = 8.829745229234007e-002 w[33] = 5.430990601899994e-001 w [7] = 1.042033024802571e-001 w[34] = 5.598052330684253e-001 w [8] = 1.206924277410051e-001 w[35] = 5.764734796907189e-001 w [9] = 1.376149808913910e-001 w[36] = 5.930981800982896e-001 w[10] = 1.547461142258783e-001 w[37] = 6.096690552916387e-001 w[11] = 1.719726384566089e-001 w[38] = 6.261725236758639e-001 w[12] = 1.891590407342011e-001 w[39] = 6.425939632009995e-001 w[13] = 2.062605107774960e-001 w[40] = 6.589148753746076e-001 w[14] = 2.232276864673650e-001 w[41] = 6.751199626157149e-001 w[15] = 2.400768261284114e-001 w[42] = 6.911981575264606e-001 w[16] = 2.568176309566753e-001 w[43] = 7.071447728928043e-001 w[17] = 2.734977190313227e-001 w[44] = 7.229599104052475e-001 w[18] = 2.901491317310591e-001 w[45] = 7.386515025302785e-001 w[19] = 3.068186515423912e-001 w[46] = 7.542294504292890e-001 w[20] = 3.235298682841570e-001 w[47] = 7.697093346240386e-001 w[21] = 3.403074146062977e-001 w[48] = 7.851012620144958e-001 w[22] = 3.571527896130669e-001 w[49] = 8.004165237845137e-001 w[23] = 3.740643974275026e-001 w[50] = 8.156523162880560e-001 w[24] = 3.910243970160607e-001 w[51] = 8.308039608112368e-001 w[52] = 8.458450064727010e-001 w[79] = 1.041043184216171e+000 w[53] = 8.607492455327098e-001 w[80] = 1.040262316588456e+000 w[54] = 8.754640719350776e-001 w[81] = 1.039061496136853e+000 w[55] = 8.899474405744183e-001 w[82] = 1.03742230015792le+000 w[56] = 9.041286138017367e-001 w[83] = 1.035311720204252e+000 w[57] = 9.179666107725365e-001 w[84] = 1.03271295217712le+000 w[58] = 9.313874086278087e-001 w[85] = 1.029600494883906e+000 w[59] = 9.443802853939540e-001 w[86] = 1.025966756910904e+000 w[60] = 9.568885413848645e-001 w[87] = 1.021798805583990e+000 w[61] = 9.690016637782843e-001 w[88] = 1.017100128250049e+000 w[62] = 9.807691702375303e-001 w[89] = 1.011867706519706e+000 w[63] = 9.927543720639498e-001 w[90] = 1.006109248754940e+000 w[64] = 1.001463112557766e+000 w[91] = 9.998285752401580e-001 w[65] = 1.006893331637123e+000 w[92] = 9.930379854679836e-001 w[66] = 1.012508393574432e+000 w[93] = 9.857387823493258e-001 w[67] = 1.017729040219375e+000 w[94] = 9.779405164766706e-001 w[68] = 1.022470190536100e+000 w[95] = 9.696426101291272e-001 w[69] = 1.026615653698808e+000 w[96] = 9.608519516143015e-001 w[70] = 1.030198648769593e+000 w[97] = 9.515674613550604e-001 w[71] = 1.033205850580933e+000 w[98] = 9.417975696327747e-001 w[72] = 1.035694432087486e+000 w[99] = 9.315442093447622e-001 w [73] = 1.037683165297586e+000 w[100] = 9.208194746232827e-001 w [74] = 1.039227995800217e+000 w[101] = 9.096310803629866e-001 w [75] = 1.040349586463588e+000 w[102] = 8.979959173503500e-001 w [76] = 1.041086497214721e+000 w[103] = 8.859232320517536e-001 w [77] = 1.041443375950143e+000 w[104] = 8.734366852542127e-001 w[78] = 1.041434355650865e+000 w[105] = 8.605542791988831e-001 w [106] = 8.472987145504696e-001 w[133] = -4.095160467543179e-001 w[107] = 8.336863467961255e-001 w[134] = -3.925409172155113e-001 w [108] = 8.197387292306723e-001 w[135] = -3.756821671788237e-001 w [109] = 8.054701312929008e-001 w[136] = -3.589626517817934e-001 w [110] = 7.908995350037713e-001 w[137] = -3.423942311297658e-001 w [111] = 7.760385598209244e-001 w[138] = -3.259993851088293e-001 w [112] = 7.609051036128973e-001 w[139] = -3.097861805973821e-001 w [113] = 7.455111681431031e-001 w[140] = -2.937724988593393e-001 w [114] = 7.298745530879272e-001 w[141] = -2.779637821990255e-001 w [115] = 7.140087729493950e-001 w[142] = -2.623749159488041e-001 w [116] = 6.979336851549095e-001 w[143] = -2.470098299603623e-001 w [117] = 6.816667882498023e-001 w[144] = -2.318815478758375e-001 w[118] = 6.652304141388827e-001 w[145] = -2.169925682529340e-001 w [119] = 6.486437667370537e-001 w[146] = -2.023548005388463e-001 w [120] = 6.319284031798550e-001 w[147] = -1.879711746686855e-001 w [121] = 6.151031151692835e-001 w[148] = -1.738542127021508e-001 w[122] = 5.981877665956570e-001 w[149] = -1.600061812296078e-001 w [123] = 5.811992722116214e-001 w[150] = -1.464389150679625e-001 w [124] = 5.641522833259215e-001 w[151] = -1.331544923127771e-001 w [125] = 5.470652177576862e-001 w[152] = -1.201628679722633e-001 w [126] = 5.299509559653194e-001 w[153] = -1.074630704470568e-001 w [127] = 5.128557121424191e-001 w[154] = -9.506966959632511e-002 w [128] = -4.956175421414453e-001 w[155] = -8.298103104739203e-002 w [129] = -4.782650346610896e-001 w [156] = -7.120356992726613e-002 w [130] = -4.609828932783459e-001 w[157] = -5.973741829536090e-002 w [131] = -4.437530233023859e-001 w[158] = -4.859005767016811e-002 w [132] = -4.265950246465440e-001 w[159] = -3.775928110298274e-002 w [160] = -2.726484300186575e-002 w[187] = 1.251477258491527e-001 w [161] = -1.711323992709580e-002 w[188] = 1.261262023246478e-001 w[162] = -7.298197371320593e-003 w[189] = 1.268280540744526e-001 w[163] = 2.184256929356781e-003 w[190] = 1.272498700590511e-001 w[164] = 1.132324047372148e-002 w[191] = 1.273590703506806e-001 w[165] = 2.012236990754980e-002 w[192] = 1.274567595465545e-001 w[166] = 2.857528272530154e-002 w[193] = 1.275561350483646e-001 w[167] = 3.666942822678171e-002 w[194] = 1.273648326872248e-001 w[168] = 4.439683978044157e-002 w[195] = 1.269415772180714e-001 w[169] = 5.177964768870787e-002 w[196] = 1.262995646340671e-001 w[170] = 5.881296711410786e-002 w[197] = 1.254605188749804e-001 w[171] = 6.550209046893848e-002 w[198] = 1.244269583009826e-001 w[172] = 7.184073822817207e-002 w[199] = 1.232131583108813e-001 w[173] = 7.783299328224960e-002 w[200] = 1.218183974842866e-001 w[174] = 8.347150698567406e-002 w[201] = 1.202545652840080e-001 w[175] = 8.875756217893037e-002 w[202] = 1.185243106889108e-001 w[176] = 9.368651761350569e-002 w[203] = 1.166399102636992e-001 w[177] = 9.826251129465624e-002 w[204] = 1.146042249339280e-001 w[178] = 1.024804711677230e-001 w[205] = 1.124296184976912e-001 w[179] = 1.063454554357498e-001 w[206] = 1.101215600923314e-001 w[180] = 1.098551252869576e-001 w[207] = 1.076972053405737e-001 w[181] = 1.130180022553412e-001 w[208] = 1.051641975499523e-001 w[182] = 1.158358935177899e-001 w[209] = 1.025397604985405e-001 w[183] = 1.183233335449968e-001 w[210] = 9.982957934346254e-002 w[184] = 1.204854506722672e-001 w[211] = 9.705239536075722e-002 w[185] = 1.223371395264402e-001 w[212] = 9.421624116597689e-002 w[186] = 1.238868653862843e-001 w[213] = 9.133590931873967e-002 w[214] = 8.841813387276727e-002 w[241] = 2.296470793543091e-002 w[215] = 8.547715661443602e-002 w[242] = 2.156304510969632e-002 w[216] = 8.251962055343706e-002 w[243] = 2.023524610221679e-002 w[217] = 7.955570759229536e-002 w[244] = 1.897505817503749e-002 w[218 ] = 7.657649751612349e-002 w[245] = 1.778248750467421e-002 w[219] = 7.360559211914287e-002 w[246] = 1.665187994388476e-002 w[220] = 7.064948295960993e-002 w[247] = 1.557759513377242e-002 w[221] = 6.771675107480543e-002 w[248] = 1.456208586604537e-002 w[222] = 6.480448458935215e-002 w[249] = 1.361072086117313e-002 w[223] = 6.192692754258131e-002 w[250] = 1.270747042064656e-002 w[224] = 5.911363249658311e-002 w[251] = 1.186210743261470e-002 w[225] = 5.637219228757212e-002 w [252] = 1.106958962776399e-002 w[226] = 5.368313072045600e-002 w[253] = 1.033126278863177e-002 w[227] = 5.105620793438655e-002 w[254] = 9.640298325700842e-003 w[228] = 4.849284995895640e-002 w[255] = 8.996371481700806e-003 w [229] = 4.599068181839981e-002 w[256] = -8.407748878436545e-003 w [230] = 4.355568588898841e-002 w[257] = -7.876393114319395e-003 w [231] = 4.125570251909672e-002 w[258] = 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Anexo 2 | w[25] | = 4.080154903861317e-001 I w[26] I = 4.250144186334534e-001 I w[0] I = 1.129580193872797e-002 | w[27] | = 4.420013942269341e-001 I w[1] I = 2.353059744904218e-002 | w[28] | = 4.589582896478246e-001 I w[2] I = 3.450718748721251e-002 | w[29] | = 4.758753745532750e-001 I w[3] I = 4.634695977000525e-002 | w[30] | = 4.927463828072591e-001 I w[4] I = 5.918677345174197e-002 | w[31] | = 5.095720854151864e-001 I w[5] I = 7.325978412117062e-002 | w[32] | = 5.263554446856779e-001 I w[6] I = 8.829745229234007e-002 | w[33] | = 5.430990601899994e-001 I w[7] I = 1.042033024802571e-001 | w[34] | = 5.598052330684253e-001 I w[8] I = 1.206924277410051e-001 | w[35] | = 5.764734796907189e-001 I w[9] I = 1.376149808913910e-001 | w[36] | = 5.930981800982896e-001 I w[10] I = 1.547461142258783e-001 | w[37] | = 6.096690552916387e-001 I w[11] I = 1.719726384566089e-001 | w[38] | = 6.261725236758639e-001 I w[12] I = 1.891590407342011e-001 | w[39] | = 6.425939632009995e-001 I w[13] I = 2.062605107774960e-001 | w[40] I = 6.589148753746076e-001 I w[14] I = 2.232276864673650e-001 | w[41] | = 6.751199626157149e-001 I w[15] I = 2.400768261284114e-001 | w[42] | = 6.911981575264606e-001 I w[16] I = 2.568176309566753e-001 | w[43] | = 7.071447728928043e-001 I w[17] I = 2.734977190313227e-001 | w[44] | = 7.229599104052475e-001 I w[18] I = 2.901491317310591e-001 | w[45] | = 7.386515025302785e-001 I w[19] I = 3.068186515423912e-001 | w[46] | = 7.542294504292890e-001 I w[20] I = 3.235298682841570e-001 | w[47] | = 7.697093346240386e-001 I w[21] I = 3.403074146062977e-001 | w[48] I = 7.851012620144958e-001 I w[22] I = 3.571527896130669e-001 | w[49] | = 8.004165237845137e-001 I w[23] I = 3.740643974275026e-001 | w[50] | = 8.156523162880560e-001 I w[24] I = 3.910243970160607e-001 | w[51] | = 8.308039608112368e-001 I w[52] I = 8.458450064727010e-001 | w[79] | = 1.041043184216171e+000 I w[53] I = 8.607492455327098e-001 | w[80] | = 1.040262316588456e+000 I w[54] I = 8.754640719350776e-001 | w[81] | = 1.039061496136853e+000 I w[55] I = 8.899474405744183e-001 | w[82] | = 1.037422300157921e+000 I w[56] I = 9.041286138017367e-001 | w[83] | = 1.035311720204252e+000 I w[57] I = 9.179666107725365e-001 | w[84] | = 1.032712952177121e+000 I w[58] I = 9.313874086278087e-001 | w[85] | = 1.029600494883906e+000 I w[59] I = 9.443802853939540e-001 | w[86] | = 1.025966756910904e+000 I w[60] I = 9.568885413848645e-001 | w[87] | = 1.021798805583990e+000 I w[61] I = 9.690016637782843e-001 | w[88] | = 1.017100128250049e+000 I w[62] I = 9.807691702375303e-001 | w[89] | = 1.011867706519706e+000 I w[63] I = 9.927543720639498e-001 | w[90] | = 1.006109248754940e+000 I w[64] I = 1.001463112557766e+000 | w[91] | = 9.998285752401580e-001 I w[65] I = 1.006893331637123e+000 | w[92] | = 9.930379854679836e-001 I w[66] I = 1.012508393574432e+000 | w[93] | = 9.857387823493258e-001 I w[67] I = 1.017729040219375e+000 | w[94] | = 9.779405164766706e-001 I w[68] I = 1.022470190536100e+000 | w[95] | = 9.696426101291272e-001 I w[69] I = 1.026615653698808e+000 | w[96] | = 9.608519516143015e-001 I w[70] I = 1.030198648769593e+000 | w[97] | = 9.515674613550604e-001 I w[71] I = 1.033205850580933e+000 | w[98] | = 9.417975696327747e-001 I w[72] I = 1.035694432087486e+000 | w[99] | = 9.315442093447622e-001 I w[73] I = 1.037683165297586e+000 | w[100] | = 9.208194746232827e-001 I w[74] I = 1.039227995800217e+000 | w[101] | = 9.096310803629866e-001 I w[75] I = 1.040349586463588e+000 | w[102] | = 8.979959173503500e-001 I w[76] I = 1.041086497214721e+000 | w[103] | = 8.859232320517536e-001 I w[77] I = 1.041443375950143e+000 | w[104] | = 8.734366852542127e-001 I w[78] I = 1.041434355650865e+000 | w[105] | = 8.605542791988831e-001 I w[106] I = 8.472987145504696e-001 | w[133] | = 4.095160467543179e-001 I w[107] I = 8.336863467961255e-001 | w[134] | = 3.925409172155113e-001 I w[108] I = 8.197387292306723e-001 | w[135] | = 3.756821671788237e-001 I w[109] I = 8.054701312929008e-001 | w[136] | = 3.589626517817934e-001 I w[110] I = 7.908995350037713e-001 | w[137] | = 3.423942311297658e-001 I w[111] I = 7.760385598209244e-001 | w[138] | = 3.259993851088293e-001 I w[112] I = 7.609051036128973e-001 | w[139] | = 3.097861805973821e-001 I w[113] I = 7.455111681431031e-001 | w[140] | = 2.937724988593393e-001 I w[114] I = 7.298745530879272e-001 | w[141] | = 2.779637821990255e-001 I w[115] I = 7.140087729493950e-001 | w[142] | = 2.623749159488041e-001 I w[116] I = 6.979336851549095e-001 | w[143] | = 2.470098299603623e-001 I w[117] I = 6.816667882498023e-001 | w[144] | = 2.318815478758375e-001 I w[118] I = 6.652304141388827e-001 | w[145] | = 2.169925682529340e-001 I w[119] I = 6.486437667370537e-001 | w[146] | = 2.023548005388463e-001 I w[120] I = 6.319284031798550e-001 | w[147] | = 1.879711746686855e-001 I w[121] I = 6.151031151692835e-001 | w[148] I = 1.738542127021508e-001 I w[122] I = 5.981877665956570e-001 | w[149] | = 1.600061812296078e-001 I 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1.272498700590511e-001 I w[164] I = 1.132324047372148e-002 | w[191] | = 1.273590703506806e-001 I w[165] I = 2.012236990754980e-002 | w[192] | = 1.274567595465545e-001 I w[166] I = 2.857528272530154e-002 | w[193] | = 1.275561350483646e-001 I w[167] I = 3.666942822678171e-002 | w[194] | = 1.273648326872248e-001 I w[168] I = 4.439683978044157e-002 | w[195] | = 1.269415772180714e-001 I w[169] I = 5.177964768870787e-002 | w[196] | = 1.262995646340671e-001 I w[170] I = 5.881296711410786e-002 | w[197] | = 1.254605188749804e-001 I w[171] I = 6.550209046893848e-002 | w[198] | = 1.244269583009826e-001 I w[172] I = 7.184073822817207e-002 | w[199] | = 1.232131583108813e-001 I w[173] I = 7.783299328224960e-002 | w[200] | = 1.218183974842866e-001 I w[174] I = 8.347150698567406e-002 | w[201] | = 1.202545652840080e-001 I w[175] I = 8.875756217893037e-002 | w[202] | = 1.185243106889108e-001 I w[176] I = 9.368651761350569e-002 | w[203] | = 1.166399102636992e-001 I w[177] I = 9.826251129465624e-002 | 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w[559] I = 2.986488593070417e-009 | w[586] | = 7.301956971603966e-007 I w[560] I = 1.409927495646886e-008 | w[587] | = 5.891904775161025e-007 I w[561] I = 6.977078748707401e-008 | w[588] | = 2.801882088134371e-008 I w[562] I = 1.280675520205100e-008 | w[589] | = 6.322770332405526e-007 I w[563] I = 2.222072007942510e-009 | w[590] | = 2.542598385847351e-007 I w[564] I = 1.775191290895584e-009 | w[591] | = 1.272704908592385e-007 I w[592] I = 8.226599990523664e-008 | w[619] | = 2.443085172403935e-007 I w[593] I = 5.433718768789140e-007 | w[620] | = 1.723217058490933e-009 I w[594] I = 4.211177232106135e-007 | w[621] | = 7.391973323448250e-008 I w[595] I = 3.552991527555180e-008 | w[622] | = 5.303527922331415e-008 I w[596] I = 1.398913109540774e-008 I w[623] | = 8.883499047404846e-010 I w[597] I = 1.356727552196146e-006 | w[624] | = 3.870536804891648e-009 I w[598] I = 1.706941020342299e-005 I w[625] | = 1.846547564287500e-008 I w[599] I = 1.013575160981381e-005 | w[626] | = 4.244090917065736e-009 I w[600] I = 2.285562946018590e-005 | w[627] | = 4.013524925634108e-009 I w[601] I = 8.908041185396514e-008 | w[628] | = 6.325664562585882e-010 I w[602] I = 9.597515277415496e-009 | w[629] | = 6.025110605409611e-010 I w[603] I = 3.225913527455964e-007 | w[630] | = 1.620171502086309e-006 I w[604] I = 1.070242712585309e-006 | w[631] | = 5.490569954646963e-007 I w[605] I = 6.293002327021578e-007 | w[632] | = 6.355303179925355e-008 I w[606] I = 3.575650976036433e-007 | w[633] | = 5.426597100684762e-009 I w[607] I = 2.722295965060517e-005 | w[634] | = 4.292861814894369e-007 I w[608] I = 8.676848186676888e-006 | w[635] | = 6.834209542421138e-007 I w[609] I = 3.428660858940255e-007 | w[636] | = 7.099633014995863e-007 I w[610] I = 4.767793949944890e-007 | w[637] | = 8.109951846981774e-007 I w[611] I = 3.330981930777764e-007 | w[638] | = 4.118359768898598e-007 I w[612] I = 2.399696144635756e-007 | w[639] | = 6.571760029213382e-007 I w[613] I = 7.326611439066549e-009 I w[614] I = 1.349943693297681e-007 I w[615] I = 5.393555749348494e-008 I w[616] I = 3.629067065524143e-006 I w[617] I = 5.690530948134642e-006 I w[618] I = 1.387566465624550e-008

Anexo 3 0.407 < w[25] < 0.409 0.424 < w[26] < 0.426 0.010 < w[0] < 0.012 0.441 < w[27] < 0.443 0.023 < w[1] < 0.025 0.458 < w[28] < 0.460 0.034 < w[2] < 0.036 0.475 < w[29] < 0.477 0.045 < w[3] < 0.047 0.492 < w[30] < 0.494 0.058 < w[4] < 0.060 0.509 < w[31] < 0.511 0.072 < w[5] < 0.074 0.525 < w[32] < 0.527 0.087 < w[6] < 0.089 0.542 < w[33] < 0.544 0.103 < w[7] < 0.105 0.559 < w[34] < 0.561 0.120 < w[8] < 0.122 0.575 < w[35] < 0.577 0.137 < w[9] < 0.139 0.592 < w[36] < 0.594 0.154 < w[10] < 0.156 0.609 < w[37] < 0.611 0.171 < w[11] < 0.173 0.625 < w[38] < 0.627 0.188 < w[12] < 0.190 0.642 < w[39] < 0.644 0.205 < w[13] < 0.207 0.658 < w[40] < 0.660 0.222 < w[14] < 0.224 0.674 < w[41] < 0.676 0.239 < w[15] < 0.241 0.690 < w[42] < 0.692 0.256 < w[16] < 0.258 0.706 < w[43] < 0.708 0.272 < w [17] < 0.274 0.722 < w [44] < 0.724 0.289 < w[18] < 0.291 0.738 < w[45] < 0.740 0.306 < w[19] < 0.308 0.753 < w[46] < 0.755 0.323 < w[20] < 0.325 0.769 < w[47] < 0.771 0.339 < w[21] < 0.341 0.784 < 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Anexo 4 0.407 < | w[25] | < 0.409 0.424 < I w[26] I < 0.426 0.010 < I w[0] I < 0.012 0.441 < | w[27] | < 0.443 0.023 < I w[1] I < 0.025 0.458 < | w[28] | < 0.460 0.034 < I w[2] I < 0.036 0.475 < | w[29] | < 0.477 0.045 < I w[3] I < 0.047 0.492 < | w[30] | < 0.494 0.058 < I w[4] I < 0.060 0.509 < | w[31] | < 0.511 0.072 < I w[5] I < 0.074 0.525 < | w[32] | < 0.527 0.087 < I w[6] I < 0.089 0.542 < | w[33] | < 0.544 0.103 < I w[7] I < 0.105 0.559 < | w[34] | < 0.561 0.120 < I w[8] I < 0.122 0.575 < | w[35] | < 0.577 0.137 < I w[9] I < 0.139 0.592 < | w[36] | < 0.594 0.154 < I w[10] I < 0.156 0.609 < | w[37] | < 0.611 0.171 < I w[11] I < 0.173 0.625 < | w[38] I < 0.627 0.188 < I w[12] I < 0.190 0.642 < | w[39] | < 0.644 0.205 < I w[13] I < 0.207 0.658 < | w[40] | < 0.660 0.222 < I w[14] I < 0.224 0.674 < | w[41] | < 0.676 0.239 < I w[15] I < 0.241 0.690 < | w[42] | < 0.692 0.256 < I w[16] I < 0.258 0.706 < | w[43] | < 0.708 0.272 < I w[17] I < 0.274 0.722 < | w[44] | < 0.724 0.289 < I 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w[634] | < 0.001 -0.001 < I w[608] I < 0.001 -0.001 < | w[635] | < 0.001 -0.001 < I w[609] I < 0.001 -0.001 < | w[636] | < 0.001 -0.001 < I w[610] I < 0.001 -0.001 < I w[637] | < 0.001 -0.001 < I w[611] I < 0.001 -0.001 < I w[638] | < 0.001 -0.001 < I w[612] I < 0.001 -0.001 < | w[639] | < 0.001 -0.001 < I w[613] I < 0.001 -0.001 < I w[614] I < 0.001 -0.001 < I w[615] I < 0.001 -0.001 < I w[616] I < 0.001 -0.001 < I w[617] I < 0.001 -0.001 < I w[618] I < 0.001

Referências citadas na descrição: A lista de referências citada pelo proponente é somente para conveniência do leitor. Não é parte do documento europeu de patente. Apesar de todo o cuidado que foi tido na compilação das referências, erros ou omissões não podem ser excluídas e o EPO recusa quaisquer responsabilidades nesse sentido.

Documentos de Patente Citados na Descrição

• EP 1199711 AI

Literatura, que não patentes, citada na descrição • D. FLORÉNCIO. The Use Of Asymmetric Windows

For Reducing The Time Delay. Real-Time Spectral Analysis, 14

April 1991, vol. 5 • G.D.T. SCHULLER ; M.J.T. SMITH. New Framework for Modulated Perfect Reconstruction Filter Banks. IEEE Transactions on Signal Processing, August 1996, vol. 44

Lisboa, 8 de agosto de 2017

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para gerar valores de sub-banda de áudio de representação complexa em canais de sub-banda de áudio, caracterizado por compreender um janelador de análise (110) para trabalhar com janela um frame (12 0) de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo numa sequência de tempo de uma amostra antiga para uma amostra mais recente usando uma função janela de análise (190) compreendendo uma sequência de coeficientes de janela para obter amostras com janelas, a função janela de análise (190) compreendendo um primeiro grupo (200) de coeficientes de janela compreendendo uma primeira porção da sequência de coeficientes de janela e um segundo grupo (210) de coeficientes de janela compreendendo uma segunda porção da sequência de coeficientes de janela, a primeira porção compreendendo menos coeficientes de janela do que a segunda porção, em que um valor de energia global dos coeficientes de janela na primeira porção é maior do que um valor de energia global dos coeficientes de janela da segunda porção, em que o primeiro grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo mais recentes e o segundo grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo mais antigas, em que o janelador de análise é configurado para operar baseado na equação:

em que, ζ±ιΓ) é a amostra com janela de representação real correspondente ao índice de bloco i e ao índice de amostra n do frame, em que xi,n é um valor de representação real da amostra de entrada de tempo correspondente ao índice de bloco i e ao índice de amostra n, em que w contém coeficientes de janela de representação real da função de janela de análise, e em que N é um parâmetro indicando o número de amostras num bloco; e uma calculadora (170) para calcular os valores de sub-banda de áudio usando as amostras com janelas, em que a calculadora (170) compreende um conversor de tempo/frequência adaptado para gerar os valores de sub-banda de áudio tal que todos os valores de sub-banda baseados no frame (150) de amostras com janelas representam uma representação espectral das amostras com janelas do frame (150) de amostras com janelas, e em que o conversor de tempo/frequência é adaptado para gerar valores de sub-banda de áudio de representação complexa, e em que a calculadora está configurada para operar com base nas equações:

em que um índice de coeficiente espectral ou índice de banda k é um número inteiro na faixa de 0 â k < N, em que XReai,i,k e Ximag,i,k representam a parte real e a parte imaginária do valor de sub- banda de áudio de representação complexa correspondendo ao índice de bloco i e o índice de coeficiente espectral k, e em que o parâmetro no representa uma opção de índice, e em que o aparelho para gerar os valores de sub-banda de áudio de representação complexa nos canais de áudio de sub-banda é um banco de filtros de análise.
2. Aparelho (300) para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de representação real, caracterizado por compreender: uma calculadora (310) para calcular uma sequência (330) de amostras de domínio de tempo intermédias a partir de valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio, a sequência compreendendo amostras de domínio de tempo intermédias mais antigas e amostras de domínio de tempo intermédias mais recentes, em que a calculadora (310) compreende um conversor de frequência/tempo adaptado para gerar a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias, tal que os valores de sub-banda de áudio fornecidos à calculadora (310) representam uma representação espectral da sequência de amostras de domínio de tempo intermédias, e em que o conversor de frequência/tempo é adaptado para gerar a sequência de amostras de domínio de tempo intermédias com base em valores de sub-banda de áudio de representação complexa; em que a calculadora está configurada para operar baseada na equação:

para Ο ^ η < ΙΟΝ, em que x'i,n é uma amostra de domínio de tempo intermédia de um frame correspondente ao índice de amostra n e ao índice de bloco i, em que N é um número inteiro indicando o comprimento do bloco, em que XReai,i,k e Ximag,i,k representam a parte real e a parte imaginária do valor de sub-banda de áudio de representação complexa correspondendo ao índice de bloco i e ao índice de coeficiente espectral k, em que o parâmetro n0 representa uma opção de índice, e em que N é um parâmetro indicando o número de amostras num bloco; um janelador de síntese (360) para trabalhar com janela a sequência (330) de amostras de domínio de tempo intermédias usando uma função janela de síntese (370) compreendendo uma sequência de coeficientes de janela para obter amostras de domínio de tempo intermédias com janelas, a função janela de síntese (370) compreendendo um primeiro grupo (420) de coeficientes de janela compreendendo a primeira porção da sequência de coeficientes de janela e um segundo grupo (430) de coeficientes de janela compreendendo a segunda porção da sequência de coeficientes de janela, a primeira porção compreendendo menos coeficientes de janela do que a segunda porção, em que um valor de energia global dos coeficientes de janela na primeira porção é superior a um valor de energia global dos coeficientes de janela da segunda porção, em que o primeiro grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo intermédias mais recentes e o segundo grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo mais antigas, em que o janelador de síntese está configurado para operar com base na equação: z'in = w(n) · x'iin for 0 < n < 10 · N , em que z'i,n é o valor da amostra de domínio de tempo intermédia com janela correspondente ao índice de amostra n e ao índice de bloco i, e em que w(n) são valores de coeficientes de janela de representação real da função de janela de síntese; e uma etapa de saída de adicionador de sobreposição (400) para processar as amostras de domínio de tempo intermédias com janelas para obter as amostras de domínio de tempo em que a etapa de saída do adicionador de sobreposição está configurada para operar com base na equação:

em que outi,n representa a amostra de domínio de tempo correspondente ao índice de amostra n e ao índice de bloco i, e em que o aparelho para gerar as amostras de áudio de domínio de tempo de representação real é um banco de filtros de síntese.
3. Método para gerar valores de sub-banda de áudio de representação complexa em canais de sub-banda de áudio, caracterizado por compreender: trabalhar com janela num frame de amostras de entrada de áudio de domínio de tempo sendo numa sequência de tempo desde uma amostra mais antiga até uma amostra mais recente usando uma função janela de análise compreendendo um primeiro grupo (200) de coeficientes de janela compreendendo uma primeira porção da sequência de coeficientes de janela e o segundo grupo (210) de coeficientes de janela compreendendo uma segunda porção da sequência de coeficientes de janela, a primeira porção compreendendo menos coeficientes de janela do que a segunda porção, em que um valor de energia global dos coeficientes de janela na primeira porção é maior do que um valor de energia global dos coeficientes de janela da segunda porção, em que o primeiro grupo (200) de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo mais recentes e o segundo grupo (210) de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo mais antigas, em que o trabalho com janela é baseado na equação: zin - >v(l 07V -1 -ri)· xin for 0 < « < 10 · TV , em que, ζ±/Ώ é a amostra com janela de representação real correspondente ao índice de bloco i e ao índice de amostra n do frame, em que χι,η é um valor de representação real da amostra de entrada de tempo correspondente ao índice de bloco i e ao indice de amostra n, em que w contém coeficientes de janela de representação real da função de janela de análise, e em que N é um parâmetro indicando o número de amostras num bloco, calcular os valores de sub-banda de áudio usando as amostras com j anelas, em que o cálculo compreende a conversão de tempo/frequência dos valores de sub-banda de áudio tal que todos os valores de sub-banda baseados num frame (150) de amostras com janelas representam uma representação espectral das amostras com janelas do frame (150) de amostras com janelas, e em que a conversão de tempo/frequência dos valores de sub-banda de áudio compreende a geração da sequência das amostras de dominio/tempo intermédias com base em valores de sub-banda de áudio de representação complexa, e em que o cálculo é baseado nas equações:

em que um índice de coeficiente espectral ou índice de banda k é um número inteiro na faixa de 0 ^ k < N, em que XReai,i,k e Ximag,i,k representam a parte real e a parte imaginária do valor de sub-banda de áudio de representação complexa correspondendo ao índice de bloco i e ao índice de coeficiente espectral k, e em que o parâmetro no representa uma opção de índice, e em que o método para gerar os valores de sub-banda de áudio de representação complexa nos canais de áudio de sub-banda é executado por um banco de filtros de análise.
4. Método para gerar amostras de áudio de domínio de tempo de representação real, caracterizado por compreender: calcular uma sequência de amostras de domínio de tempo intermédias a partir de valores de sub-banda de áudio em canais de sub-banda de áudio, a sequência compreendendo amostras de domínio de tempo intermédias mais antigas e amostras de domínio de tempo intermédias mais recentes; em que o cálculo compreende a conversão de frequência/tempo dos valores de sub-banda de áudio tal que os valores de sub-banda de áudio representam a representação espectral da sequência de amostras de domínio de tempo intermédias; e em que a conversão de frequência/tempo compreende gerar a sequência de amostras de domínio/tempo intermédias com base em valores de sub-banda de áudio de representação complexa; em que o cálculo é baseado na equação:

para 0 ^ n < 10N, em que x'i,n é uma amostra de domínio de tempo intermédia de um frame correspondente ao índice de amostra n e ao índice de bloco i, em que N é um número inteiro indicando o comprimento do bloco, em que XReai,i,k e Ximag,i,k representam a parte real e a parte imaginária do valor de sub-banda de áudio de representação complexa correspondendo ao índice de bloco i e ao índice de coeficiente espectral k, em que o parâmetro n0 representa uma opção de índice, e em que N é um parâmetro indicando o número de amostras num bloco; trabalhar com janela na sequência de amostras de domínio de tempo intermédias usando uma função janela de síntese compreendendo uma sequência de coeficientes com janelas para obter amostras de domínio de tempo intermédias com janelas, a função janela de síntese compreendendo um primeiro grupo (420) de coeficientes de janela compreendendo a primeira porção da sequência de coeficientes de janela e o segundo grupo (430) de coeficientes de janela compreendendo a segunda porção da sequência de coeficientes de janela, a primeira porção compreendendo menos coeficientes de janela do que a segunda porção, em que um valor de energia global de um coeficiente de janela na primeira porção é superior a um valor de energia global de um coeficiente de janela da segunda porção, em que o primeiro grupo de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo intermédias mais recentes e o segundo grupo (420) de coeficientes de janela é usado para trabalhar com janela as amostras de domínio de tempo intermédias mais antigas; em que o trabalho com janelas é baseado na equação: z'in = w(n) · x'in for 0 < n < 10 · N , em que z'i,n é o valor da amostra de domínio de tempo intermédia com janela correspondente ao índice de amostra n e ao índice de bloco i, e em que w(n) são valores de coeficientes de janela de representação real da função de janela de síntese; e sobrepor e adicionar as amostras de domínio de tempo intermédias com janelas para obter as amostras de domínio de tempo, em que sobreposição adição está configurada para operar com base na equação:

em que outi,n representa a amostra de domínio de tempo de representação real correspondente ao índice de amostra n e ao índice de bloco i, e em que o método para gerar as amostras de áudio de domínio de tempo de representação real é executado por um banco de filtros de síntese.
5. Programa com um código de programa caracterizado por ser para executar, ao ser executado num processador, um método de acordo com a reivindicação 3 ou de acordo com a reivindicação 4. Lisboa, 8 de agosto de 2017