PT2905777T - Método de codificação, método de descodificação, dispositivo de codificação e dispositivo de descodificação - Google Patents

Método de codificação, método de descodificação, dispositivo de codificação e dispositivo de descodificação Download PDF

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Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE CODIFICAÇÃO, MÉTODO DE DESCODIFICAÇÃO, DISPOSITIVO DE CODIFICAÇÃO E DISPOSITIVO DE DESCODIFICAÇÃO"
ÁREA TÉCNICA
Formas de realização da presente invenção referem-se ao campo das tecnologias de comunicações e, em particular, a um método de codificação, a um método de descodificação, a um aparelho de codificação, a um aparelho de descodificação, a um transmissor, a um recetor e a um sistema de comunicações.
ANTECEDENTES
Com o progresso continuado das tecnologias de comunicações, os utilizadores estão a exigir requisitos cada vez mais elevados de qualidade da voz. Geralmente, a qualidade da voz é melhorada aumentando-se a largura de banda da qualidade da voz. Se um sinal com maior largura de banda for codificado dum modo tradicional de codificação, a taxa de bits é grandemente melhorada e como resultado, é difícil implementar a codificação devido a uma condição de limitação da atual largura de banda da rede. Por conseguinte, a codificação necessita de ser executada num sinal com maior largura de banda num caso em que a taxa de bits fique inalterada ou ligeiramente alterada, e uma solução proposta para esta questão é usar uma tecnologia de extensão de largura de banda. A tecnologia de extensão de largura de banda pode ser concluída num domínio do tempo ou num domínio da frequência. Um princípio básico de realização de extensão de largura de banda num domínio do tempo é o de serem usados dois métodos de processamento diferentes para um sinal de banda baixa e um sinal de banda alta. Para um sinal de banda baixa num sinal original, a codificação é executada dum lado do codificador de acordo com um requisito utilizando-se vários codificadores; dum lado do descodificador, é usado um descodificador correspondendo ao codificador do lado do codificador para descodificar e restaurar o sinal de banda baixa. Para um sinal de banda alta, no lado do codificador, é usado um codificador usado para o sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência de modo a prever um sinal de excitação de alta frequência, o processamento é executado num sinal de banda alta num sinal original para obter um parâmetro de codificação de alta frequência, e um sinal de banda alta sintetizado é obtido com base no parâmetro de codificação de alta frequência e no sinal de excitação de alta frequência; depois o sinal de banda alta sintetizado e o sinal de banda alta no sinal original são comparados para obter um ganho de alta frequência que é usado para ajustar um ganho do sinal de banda alta, e o ganho de alta frequência e o parâmetro de codificação de alta frequência são transferidos para o lado do descodificador para restaurar o sinal de banda alta. No lado do descodificador, o parâmetro de codificação de baixa frequência que é extraído quando o sinal de banda baixa é descodificado é usado para restaurar o sinal de excitação de alta frequência, o sinal de banda alta sintetizado é obtido com base no sinal de excitação de alta frequência e no parâmetro de codificação de alta frequência que é extraído quando o sinal de banda alta é descodificado, depois um ganho de alta frequência é ajustado para o sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal final de banda alta, e o sinal de banda alta e o sinal de banda baixa são combinados para obter um sinal final de saída. 0 pedido de patente internacional W02006/116025A1 divulga um método de processamento de sinal compreendendo a determinação de um ganho de banda alta com base num sinal de banda alta sintetizado comparado com o sinal original de banda alta. No lado do descodificador, os ganhos de banda-alta são recebidos e aplicados ao sinal sintetizado de banda-alta .
Na tecnologia acima mencionada de realização de extensão de largura de banda num dominio do tempo, o sinal de banda alta é restaurado numa condição duma taxa especifica, no entanto, um indicador de desempenho é insuficiente. Pode constatar-se, ao comparar-se um espetro de frequências dum sinal de conversação que é restaurado por descodificação e um espetro de frequência dum sinal de conversação original, que um sinal de conversação restaurado soa como um ruido e o som não é suficientemente claro.
SUMARIO
Formas de realização da presente invenção proveem um método de codificação, um método de descodificação, um aparelho de codificação, um aparelho de descodificação, um transmissor, um recetor e um sistema de comunicações que podem melhorar a articulação de um sinal restaurado, desse modo melhorando o desempenho da codificação e da descodificação.
De acordo com um primeiro aspeto, é fornecido um método de codificação para codificar um sinal de conversação, incluindo: dividir um sinal do domínio-tempo para ser codificado num sinal de banda baixa e num sinal de banda alta; executar a codificação no sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência; executar a codificação num sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência e obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta; e calcular um ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração.
Relativamente ao primeiro aspeto, numa forma de implementação do primeiro aspeto, a execução de processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado inclui: estabelecer um coeficiente dum pós-filtro de polos-zeros baseado no parâmetro de codificação de alta frequência, e executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado utilizando o pós-filtro de polos-zeros.
Relativamente ao primeiro aspeto e à forma de implementação acima mencionada, noutra forma de implementação do primeiro aspeto, a execução do processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado pode ainda incluir: após a execução do processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado usando o pós-filtro de polos-zeros, executar, usando um filtro de primeira ordem cuja função de transferência no domínio z é Ht(z)= 1 - μζ_1, processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado que foi processado pelo pós-filtro de polos-zeros, em que μ é uma constante pré-estabelecida ou um valor obtido por cálculo adaptativo que é executado de acordo com o parâmetro de codificação de alta frequência e o sinal de banda alta sintetizado.
Relativamente ao primeiro aspeto e às formas de implementação acima mencionadas, noutra forma de implementação do primeiro aspeto, a execução de codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência inclui: executar, usando uma tecnologia de codificação linear preditiva LPC, codificação no sinal de banda alta para obter um coeficiente LPC e usar o coeficiente LPC como parâmetro de codificação de alta frequência, em que uma função de transferência no domínio z do pós-filtro de polos-zeros é uma formula como segue:
em que ai, a2,......an é o coeficiente LPC, M é uma ordem do coeficiente LPC, e β e γ são constantes pré-estabelecidas e satisfazem 0 < β < γ < 1.
Relativamente ao primeiro aspeto e às formas de implementação acima mencionadas, noutra forma de implementação do primeiro aspeto, o método de codificação pode ainda incluir: gerar e codificar fluxos de bits de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência, com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o ganho de alta frequência.
De acordo com um segundo aspeto, é provido um aparelho de codificação para codificar um sinal de conversação, incluindo: uma unidade de divisão, configurada para dividir um sinal do domínio-tempo para ser codificado num sinal de banda baixa e num sinal de banda alta; uma unidade de codificação de baixa frequência, configurada para executar codificação no sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência; uma unidade de codificação de alta frequência, configurada para executar codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência; uma unidade de sintetização, configurada para obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; uma unidade de filtragem, configurada para executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta; e uma unidade de cálculo, configurada para calcular um ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração.
Relativamente ao segundo aspeto, numa forma de implementação do segundo aspeto, a unidade de filtragem pode incluir: um pós-filtro de polos-zeros, configurado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado, em que um coeficiente do pós-filtro de polos-zeros pode ser estabelecido com base no parâmetro de codificação de alta frequência.
Relativamente ao segundo aspeto e à forma de implementação acima mencionada, noutra forma de implementação do segundo aspeto, a unidade de filtragem pode ainda incluir: um filtro de primeira ordem que está localizado a seguir ao pós-filtro de polos-zeros e cuja função de transferência no domínio z é Ht(z)= 1 - μζ_1, configurado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado que foi processado pelo pós-filtro de polos-zeros, em que μ é uma constante pré-estabelecida ou um valor obtido por cálculo adaptativo que é executado de acordo com o parâmetro de codificação de alta frequência e o sinal de banda alta sintetizado.
Relativamente ao segundo aspeto e às formas de implementação acima mencionadas, noutra forma de implementação do segundo aspeto, a unidade de codificação de alta frequência pode executar codificação no sinal de banda alta usando uma tecnologia de codificação linear preditiva LPC para obter um coeficiente LPC e usar o coeficiente LPC como parâmetro de codificação de alta frequência, e uma função de transferência no domínio z do pós-filtro de polos-zeros é uma fórmula como segue:
em que ai, a2,......ãM é o coeficiente LPC, M é uma ordem do coeficiente LPC, e β e γ são constantes pré-estabelecidas e satisfazem 0 < β < γ < 1.
Relativamente ao segundo aspeto e às formas de implementação acima mencionadas, noutra forma de implementação do segundo aspeto, o aparelho de codificação pode ainda incluir: uma unidade de geração de fluxos de bits, configurada para gerar e codificar fluxos de bits de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência, com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o ganho de alta frequência.
Na solução técnica acima mencionada de acordo com as formas de realização da presente invenção, quando um ganho de alta frequência é calculado com base num sinal de banda alta sintetizado num processo de codificação e descodificação, o processamento de pós-filtragem de curta duração é executado no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, e o ganho de alta frequência é calculado com base no sinal filtrado de curta duração, o qual pode reduzir ou mesmo remover um ruido de um sinal restaurado, e melhorar um efeito de codificação e descodificação.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Para descrever mais claramente as soluções técnicas nas formas de realização da presente invenção, faz-se a seguir uma breve introdução aos desenhos anexos, necessários para descrever as formas de realização ou a técnica anterior. É evidente que os desenhos anexos, na descrição seguinte, mostram meramente algumas formas de realização da presente invenção, e um perito na técnica pode ainda derivar outros desenhos a partir destes desenhos anexos sem esforços criativos. A FIG. 1 é um fluxograma que mostra esquematicamente um método de codificação de acordo com uma forma de realização da presente invenção; A FIG. 2 é um fluxograma que mostra esquematicamente um método de descodificação de acordo com um exemplo; A FIG. 3 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um aparelho de codificação de acordo com uma forma de realização da presente invenção; A FIG. 4 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente uma unidade de filtragem num aparelho de codificação de acordo com uma forma de realização da presente invenção; A FIG. 5 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um aparelho de descodificação de acordo com um exemplo; A FIG. 6 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um transmissor de acordo com uma forma de realização da presente invenção; A FIG. 7 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um recetor de acordo com um exemplo; e A FIG. 8 é um diagrama de blocos esquemático de um aparelho de acordo com outra forma de realização da presente invenção.
DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO
Seguidamente são descritas claramente e completamente as soluções técnicas nas formas de realização da presente invenção fazendo referência aos desenhos anexos nas formas de realização da presente invenção. É evidente que as formas de realização descritas são algumas mas não todas as formas de realização da presente invenção. Todas as outras formas de realização obtidas por um perito na técnica com base nas formas de realização da presente invenção sem esforços criativos encontram-se no âmbito de proteção da presente invenção.
As soluções técnicas da presente invenção podem ser aplicadas a vários sistemas de comunicações, tais como: GSM, Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA, Code Division Multiple Access), Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga (WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access), serviço de rádio de pacote geral (GPRS, General Packet Radio Service), e Evolução de Longo Prazo (LTE, Long Term Evolution).
Uma tecnologia de extensão de largura de banda pode ser efetuada num domínio do tempo ou num domínio da frequência e, na presente invenção, a extensão de largura de banda é efetuada num domínio do tempo. A FIG. 1 é um fluxograma que mostra esquematicamente um método de codificação 100 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. O método de codificação 100 inclui: dividir um sinal do domínio-tempo para ser codificado num sinal de banda baixa e num sinal de banda alta (110); executar codificação no sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência (120); executar codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência e obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência (130); executar processamento pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta (140); e calcular um ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração (150).
Em 110, o sinal do domínio-tempo para ser codificado é dividido no sinal de banda baixa e no sinal de banda alta. Esta divisão é para dividir o sinal no domínio-tempo em dois sinais para processamento, de modo a que o sinal de banda baixa e o sinal de banda alta possam ser processados separadamente. A divisão pode ser implementada usando-se qualquer tecnologia de divisão convencional ou futura. O significado da baixa frequência, aqui, é relativo ao significado da alta frequência. Por exemplo, pode ser estabelecido um limiar de frequência, em que uma frequência mais baixa do que o limiar de frequência é uma baixa frequência e uma frequência mais alta do que o limiar de frequência é uma alta frequência. Na prática, o limiar de frequência pode ser estabelecido de acordo com um requisito, e um componente de sinal de banda baixa e um componente de alta frequência num sinal podem também ser distinguidos usando-se uma outra forma, tal como implementar a divisão.
Em 120, o sinal de banda baixa é codificado para obter o parâmetro de codificação de baixa frequência. Através da codificação, o sinal de banda baixa é processado de modo a obter o parâmetro de codificação de baixa frequência, para que um lado do descodificador restaure o sinal de banda baixa de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência. O parâmetro de codificação de baixa frequência é um parâmetro requerido pelo lado do descodificador para restaurar o sinal de banda baixa. Como exemplo, a codificação pode ser executada usando-se um codificador (codificador ACELP) que usa um algoritmo de predição linear com excitação por código algébrico (ACELP, Algebraic Code Excited Linear Prediction); e um parâmetro de codificação de baixa frequência obtido neste caso pode incluir, por exemplo, um livro de código algébrico, um ganho de livro de código algébrico, um livro de código adaptativo, um ganho de livro de código adaptativo, e um período de passo, e pode também incluir outro parâmetro. 0 parâmetro de codificação de baixa frequência pode ser transferido para o lado do descodificador para restaurar o sinal de banda baixa. Adicionalmente, quando o livro de código algébrico e o livro de código adaptativo são transferidos dum lado do codificador para o lado do descodificador, só podem ser transferidos um índice de livro de código algébrico e um índice de livro de código adaptativo, e o lado do descodificador obtém um livro de código algébrico e um livro de código adaptativo correspondentes, de acordo com o índice de livro de código algébrico e com o índice de livro de código adaptativo, de modo a implementar a restauração. Na prática, o sinal de banda baixa pode ser codificado usando-se uma tecnologia de codificação apropriada, de acordo com um requisito. Quando uma tecnologia de codificação muda, a composição do parâmetro de codificação de baixa frequência pode também mudar.
Nesta forma de realização da presente invenção, é usada uma tecnologia de codificação que usa o algoritmo ACELP como exemplo para descrição.
Em 130, o sinal de banda alta é codificado para obter o parâmetro de codificação de alta frequência, e o sinal de banda alta sintetizado é obtido de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência. Por exemplo, a análise de codificação linear preditiva (LPC, Linear Predictive Coding) pode ser executada num sinal de banda alta num sinal original para obter um parâmetro de codificação de alta frequência tal como um coeficiente LPC, o parâmetro de codificação de baixa frequência é usado para prever um sinal de excitação de alta frequência, e o sinal de excitação de alta frequência é usado para obter o sinal de banda alta sintetizado usando um filtro de síntese que é determinado de acordo com o coeficiente LPC. Na prática, pode ser adotada outra tecnologia de acordo com um requisito de modo a obter o sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência.
Num processo de obtenção do sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência, um espetro de frequências do sinal de excitação de alta frequência que é obtido através do uso do parâmetro de codificação de baixa frequência para executar uma predição é plano; no entanto, um espetro de frequências dum sinal real de excitação de alta frequência não é plano. Esta diferença faz com que o envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado não se altere com o envelope espetral do sinal de banda alta no sinal original, e ainda causa um ruído num sinal de conversação restaurado.
Em 140, o processamento de pós-filtragem de curta duração é executado no sinal de banda alta sintetizado para obter o sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com a forma do envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, a forma do envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima da forma do envelope espetral do sinal de banda alta.
Por exemplo, um filtro que é usado para executar processamento de pós-filtragem no sinal de banda alta sintetizado pode ser formado com base no parâmetro de codificação de alta frequência, e o filtro usado para executar filtragem no sinal de banda alta sintetizado para obter o sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com a forma do envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, a forma do envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima da forma do envelope espetral do sinal de banda alta. Por exemplo, pode ser estabelecido um coeficiente dum pós-filtro de polos-zeros com base no parâmetro de codificação de alta frequência, e o pós-filtro de polos-zeros pode ser usado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado. Alternativamente, pode ser estabelecido um coeficiente dum pós-filtro de todos-polos com base no parâmetro de codificação de alta frequência, e o pós-filtro de todos-polos pode ser usado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado. Essa codificação é executada no sinal de banda alta usando uma tecnologia de codificação linear preditiva LPC, que é usada como exemplo para a descrição abaixo.
Num caso em que a codificação seja executada no sinal de banda alta através do uso de tecnologia de codificação linear preditiva LPC, o parâmetro de codificação de alta frequência inclui um coeficiente LPC ai, 32,......bm, M é uma ordem do coeficiente LPC, e um pós-filtro de polos-zeros cuja função de coeficientes de transferência é calculada na fórmula (1) seguinte pode ser estabelecido com base no coeficiente LPC:
fórmula (1) onde β e y são constantes pré-estabelecidas e satisfazem 0 < β < γ < 1. Na prática, pode fazer-se com que /3=0,5, γ=0,8. Uma forma dum envelope espetral de um sinal de banda alta sintetizado que tenha sido processado pelo pós-filtro de polos-zeros cuja função de transferência é mostrada na fórmula (1) está mais próxima da forma dum envelope espetral do sinal de banda alta, de modo a evitar ruído no sinal restaurado e melhorar um efeito de codificação. A função de transferência mostrada na fórmula (1) é uma função de transferência no domínio z, mas esta função de transferência pode também ser uma função de transferência noutro domínio tal como um domínio do tempo ou um domínio da frequência.
Adicionalmente, o sinal de banda alta sintetizado, após o processamento de pós-filtragem de polos-zeros, tem um efeito passa-baixo, por conseguinte, após o processamento de filtragem ser executado no sinal de banda alta sintetizado através do uso do pós-filtro de polos-zeros, o processamento pode ainda ser executado através do uso dum filtro de primeira ordem cuja função de transferência no domínio z é calculada na fórmula (2) seguinte:
onde μ é uma constante pré-estabelecida ou um valor obtido por cálculo adaptativo que é executado de acordo com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o sinal de banda alta sintetizado. Por exemplo, num caso em que a codificação seja executada no sinal de banda alta através do uso de tecnologia de codificação linear preditiva LPC, μ pode ser obtido por cálculo usando o coeficiente LPC, β e γ, e o sinal de banda alta sintetizado como uma função, e uma pessoa perita na técnica pode usar vários métodos existentes para executar o cálculo, e os detalhes não são de novo aqui descritos. Comparada com um sinal filtrado de curta duração que é obtido a partir de processamento de filtragem apenas pelo pós-filtro de polos-zeros, uma alteração dum envelope espetral dum sinal filtrado de curta duração que é obtido a partir de processamento de filtragem por ambos o pós-filtro de polos-zeros e o filtro de primeira ordem, está mais próxima duma alteração do envelope espetral do sinal original de banda alta, e um efeito de codificação pode ser ainda mais melhorado.
Num caso em que a codificação seja executada no sinal de banda alta através do uso da tecnologia de codificação linear preditiva LPC, se o processamento de pós-filtragem de curta duração for implementado usando o pós-filtro de todos-polos, uma função de transferência no domínio z do pós-filtro de todos-polos cujo coeficiente é estabelecido com base no parâmetro de codificação de alta frequência pode ser mostrada na fórmula (3) seguinte:
onde β e γ são constantes pré-estabelecidas e satisfazem 0 < β < γ < 1, ai, 32,......ãM é usado como coeficiente LPC do parâmetro de codificação de alta frequência, e M é uma ordem do coeficiente LPC.
Em 150, o ganho de alta frequência é calculado com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração. 0 ganho de alta frequência é usado para indicar uma diferença de energia entre o sinal original de banda alta e o sinal filtrado de curta duração (isto é, um sinal de banda alta sintetizado após processamento de pós-filtragem de curta duração). Quando a descodificação de sinal é executada, após o sinal de banda alta sintetizado ser obtido, o ganho de alta frequência pode ser usado para restaurar um sinal de banda alta.
Após o ganho de alta frequência, o parâmetro de codificação de alta frequência e o parâmetro de codificação de baixa frequência serem obtidos, é gerado um fluxo de bits de codificação de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência, com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o ganho de alta frequência, desse modo implementando a codificação. No método de codificação acima mencionado de acordo com esta forma de realização da presente invenção, o processamento de pós-filtragem de curta duração é executado num sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, e o ganho de alta frequência é calculado com base no sinal filtrado de curta duração, o qual pode reduzir ou mesmo remover um ruido de um sinal restaurado, e melhorar um efeito de codificação. A FIG. 2 é um fluxograma que mostra esquematicamente um método de descodificação 200 de acordo com um exemplo. O método de descodificação 200 inclui: distinguir um parâmetro de codificação de baixa frequência, um parâmetro de codificação de alta frequência e um ganho de alta frequência a partir de informação codificada (210); executar descodificação no parâmetro de codificação de baixa frequência para obter um sinal de banda baixa (220); obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência (230); executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral dum sinal de banda alta (240); ajustar o sinal filtrado de curta duração usando o ganho de alta frequência para obter um sinal de banda alta (250); e combinar o sinal de banda baixa e o sinal de banda alta para obter um sinal de descodificação final (260).
Em 210, o parâmetro de codificação de baixa frequência, o parâmetro de codificação de alta frequência e o ganho de alta frequência são distinguidos a partir da informação codificada. O parâmetro de codificação de baixa frequência pode incluir, por exemplo, um livro de código algébrico, um ganho de livro de código algébrico, um livro de código adaptativo, um ganho de livro de código adaptativo, um período de passo e outro parâmetro, e o parâmetro de codificação de alta frequência pode incluir, por exemplo, um coeficiente LPC e outro parâmetro. Adicionalmente, o parâmetro de codificação de baixa frequência e o parâmetro de codificação de alta frequência podem alternativamente incluir outro parâmetro de acordo com uma tecnologia de codificação diferente.
Em 220, a descodificação é executada no parâmetro de codificação de baixa frequência para obter o sinal de banda baixa. Um modo de descodificação específico corresponde a um modo de codificação dum lado do codificador. Por exemplo, quando um codificador ACELP que usa um algoritmo ACELP é usado do lado do codificador para executar codificação, em 220, um descodificador ACELP é usado para obter o sinal de banda baixa.
Em 230, o sinal de banda alta sintetizado é obtido de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência. Por exemplo, o parâmetro de codificação de baixa frequência é usado para restaurar um sinal de excitação de alta frequência, o coeficiente LPC no parâmetro de codificação de alta frequência é usado para gerar um filtro sintetizado e o filtro sintetizado é usado para executar filtragem no sinal de excitação de alta frequência para obter o sinal de banda alta sintetizado. Na prática, outra tecnologia pode também ser adotada de acordo com um requisito de modo a obter o sinal de banda alta sintetizado com base no parâmetro de codificação de baixa frequência e no parâmetro de codificação de alta frequência.
Tal como acima descrito, num processo de obtenção do sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência, um espetro de frequências do sinal de excitação de alta frequência que é obtido através do uso do parâmetro de codificação de baixa frequência para executar uma predição é plano, no entanto, um espetro de frequências dum sinal real de excitação de alta frequência não é plano. Esta diferença faz com que o envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado não se altere com um envelope espetral do sinal de banda alta num sinal original, e ainda causa um ruido num sinal de conversação restaurado.
Em 240, o processamento de pós-filtragem de curta duração é executado no sinal de banda alta sintetizado para obter o sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com a forma do envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, a forma do envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima da forma do envelope espetral do sinal de banda alta.
Por exemplo, um filtro que é usado para executar processamento de pós-filtragem no sinal de banda alta sintetizado pode ser formado com base no parâmetro de codificação de alta frequência, e o filtro ser usado para executar filtragem no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com o sinal de banda alta sintetizado, a forma do envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima da forma do envelope espetral do sinal de banda alta. Por exemplo, pode ser estabelecido um coeficiente dum pós-filtro de polos-zeros com base no parâmetro de codificação de alta frequência, e o pós-filtro de polos-zeros pode ser usado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado. Alternativamente, pode ser estabelecido um coeficiente dum pós-filtro de todos-polos com base no parâmetro de codificação de alta frequência, e o pós-filtro de todos-polos pode ser usado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado.
Num caso em que a codificação é executada no sinal de banda alta através do uso duma tecnologia de codificação linear preditiva LPC, o parâmetro de codificação de alta frequência inclui um coeficiente LPC ai, 32,......bm, M é uma ordem do coeficiente LPC, uma função de transferência no domínio z dum pós-filtro de polos-zeros que é estabelecida com base no coeficiente LPC pode ser a fórmula (1) acima mencionada, e uma função de transferência no domínio z dum pós-filtro de todos-polos que é estabelecida com base no coeficiente LPC pode ser a fórmula (3) acima mencionada. Comparada com uma forma dum envelope espetral de um sinal de banda alta sintetizado que não tenha sido processado pelo pós-filtro de polos-zeros (ou pós-filtro de todos-polos), uma forma dum envelope espetral de um sinal de banda alta sintetizado que tenha sido processado pelo pós-filtro de polos-zeros (ou pós-filtro de todos-polos) está mais próxima duma forma dum envelope espetral de um sinal original de banda alta, o que evita um ruído num sinal restaurado, desse modo melhorando um efeito de codificação.
Adicionalmente, tal como acima descrito, o sinal de banda alta sintetizado após o processamento de pós-filtragem de polos-zeros mostrado na fórmula (1) tem um efeito passa-baixo, portanto, após o processamento de filtragem ser executado no sinal de banda alta sintetizado usando o pós-filtro de polos-zeros, o processamento pode ainda ser executado usando um filtro de primeira ordem cuja função de transferência de domínio z é a fórmula (2) acima mencionada, de modo a melhorar ainda mais o efeito de codificação.
Para a descrição de 240, pode ser feita referência à descrição acima exposta referente a 140 e realizada fazendo referência à FIG. 1.
Em 250, o ganho de alta frequência é usado para ajustar o sinal filtrado de curta duração para obter o sinal de banda alta. Correspondendo a isso, no lado do descodificador, o ganho de alta frequência é obtido através do uso do sinal de banda alta e do sinal filtrado de curta duração (150 na FIG. 1), em 250, o ganho de alta frequência é usado para ajustar o sinal filtrado de curta duração para restaurar o sinal de banda alta.
Em 260, o sinal de banda baixa e o sinal de banda alta são combinados para obter o sinal de descodificação final (260) . Esta forma de combinação corresponde a uma forma de divisão em 110 da FIG. 1, deste modo implementando a descodificação para obter um sinal de saída final.
No método de descodificação acima mencionado de acordo com este exemplo, o processamento de pós-filtragem de curta duração é executado num sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, e o ganho de alta frequência é calculado com base no sinal filtrado de curta duração, o que pode reduzir ou mesmo remover um ruído de um sinal restaurado, e melhorar um efeito de descodificação. A FIG. 3 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um aparelho de codificação 300 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. O aparelho de codificação 300 inclui: uma unidade de divisão 310, configurada para dividir um sinal do domínio-tempo para ser codificado num sinal de banda baixa e num sinal de banda alta; uma unidade de codificação de baixa frequência 320, configurada para executar codificação no sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência; uma unidade de codificação de alta frequência 330, configurada para executar codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência; uma unidade de sintetização 340, configurada para obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; uma unidade de filtragem 350, configurada para executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta; e uma unidade de cálculo 360, configurada para calcular um ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração.
Após receber um sinal de entrada do domínio-tempo, a unidade de divisão 310 divide o sinal do domínio-tempo para ser codificado em dois sinais (um sinal de banda baixa e um sinal de banda alta) para executar processamento. A divisão pode ser implementada através do uso de qualquer tecnologia de divisão convencional ou futura. O significado da baixa frequência, aqui, é relativo ao significado da alta frequência. Por exemplo, pode ser estabelecido um limiar de frequência; em que uma frequência mais baixa do que o limiar de frequência é uma baixa frequência e uma frequência mais alta do que o limiar de frequência é uma alta frequência. Na prática, o limiar de frequência pode ser estabelecido de acordo com um requisito, e um componente de sinal de banda baixa e um componente de alta frequência num sinal podem também ser distinguidos usando-se uma outra forma, tal como implementar a divisão. A unidade de codificação de baixa frequência 320 pode usar uma tecnologia de codificação apropriada de acordo com um requisito de modo a executar codificação no sinal de banda baixa. Por exemplo, a unidade de codificação de baixa frequência 320 pode usar um codificador ACELP para executar codificação de modo a obter o parâmetro de codificação de baixa frequência (o qual pode incluir, por exemplo, um livro de código algébrico, um ganho de livro de código algébrico, um livro de código adaptativo, um ganho de livro de código adaptativo e um período de passo). Quando uma tecnologia de codificação usada muda, a composição do parâmetro de codificação de baixa frequência pode também mudar. O parâmetro de codificação de baixa frequência obtido é um parâmetro requerido para restaurar o sinal de banda baixa, e o parâmetro de codificação de baixa frequência obtido é transferido para um descodificador para restaurar o sinal de banda baixa. A unidade de codificação de alta frequência 330 executa codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência. Por exemplo, a unidade de codificação de alta frequência 330 pode executar análise de codificação linear preditiva (LPC, Linear Predictive Coding) num sinal de banda alta num sinal original para obter um parâmetro de codificação de alta frequência, tal como um coeficiente LPC. Uma tecnologia de codificação que é usada para executar codificação no sinal de banda alta não constitui limitação nas formas de realização da presente invenção. A unidade de sintetização 340 usa o parâmetro de codificação de baixa frequência para prever um sinal de excitação de alta frequência, e permite que o sinal de excitação de alta frequência passe para um filtro sintetizado que é determinado de acordo com o coeficiente LPC de modo a obter o sinal de banda alta sintetizado. Na prática, outra tecnologia pode ainda ser adotada de acordo com um requisito de modo a obter o sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência. Um espetro de frequências do sinal de excitação de alta frequência que é obtido pela unidade de sintetização 340 por realização de predição através do uso do parâmetro de codificação de baixa frequência é plano; no entanto, um espetro de frequências dum sinal real de excitação de alta frequência não é plano. Esta diferença faz com que o envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado não se altere com o envelope espetral do sinal de banda alta no sinal original, e ainda causa um ruido num sinal de conversação restaurado. A unidade de filtragem 350 está configurada para executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter o sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com a forma do envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, a forma do envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima da forma do envelope espetral do sinal de banda alta. Seguidamente é descrita a unidade de filtragem 350 fazendo referência à FIG. 4. A FIG. 4 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente a unidade de filtragem 350 no aparelho de codificação 300 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. A unidade de filtragem 350 pode incluir um pós-filtro de polos-zeros 410, que está configurado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado, onde um coeficiente do pós-filtro de polos-zeros pode ser estabelecido com base no parâmetro de codificação de alta frequência. Num caso em que a unidade de codificação de alta frequência 330 executa codificação no sinal de banda alta usando uma tecnologia de codificação linear preditiva LPC, uma função de transferência de domínio z do pós-filtro de polos-zeros 410 pode ser mostrada na fórmula (1) acima mencionada. Uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado que é processado pelo pós-filtro de polos-zeros 410 está mais próxima da forma do envelope espetral do sinal original de banda alta, o que evita um ruído num sinal restaurado, desse modo melhorando um efeito de codificação. Opcionalmente, a unidade de filtragem 350 pode ainda incluir um filtro de primeira ordem 420, que está localizado a seguir ao pós-filtro de polos-zeros. Uma função de transferência de domínio z do filtro de primeira ordem 420 pode ser mostrada na fórmula (2) acima mencionada. Comparada com um sinal filtrado de curta duração que é obtido a partir de processamento de filtragem pelo pós-filtro de polos-zeros 410 apenas, uma alteração dum envelope espetral dum sinal filtrado de curta duração que é obtido a partir de processamento de filtragem por ambos o pós-filtro de polos-zeros 410 e o filtro de primeira ordem 420 está mais próxima duma alteração do envelope espetral do sinal original de banda alta, e um efeito de codificação pode ser ainda mais melhorado.
Como substituição da unidade de filtragem 350 mostrada na FIG. 4, um pós-filtro de todos-polos pode ainda ser usado para executar processamento de pós-filtragem de curta duração para obter o sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com a forma do envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, a forma do envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima da forma do envelope espetral do sinal de banda alta. Num caso em que a codificação é executada no sinal de banda alta através do uso duma tecnologia de codificação linear preditiva LPC, uma função de transferência do domínio z do pós-filtro de todos-polos pode ser mostrada na fórmula (3) acima mencionada.
Para a descrição da unidade de filtragem 350, pode ser feita referência à descrição acima exposta referente a 140 e realizada fazendo referência à FIG. 1. A unidade de cálculo 360 calcula o ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta que é fornecido pela unidade de divisão e o sinal filtrado de curta duração que é o resultado da unidade de filtragem 350. O ganho de alta frequência e o parâmetro de codificação de baixa frequência e o parâmetro de codificação de alta frequência constituem, juntos, informação de codificação que é usada para restauração de sinal num lado do descodificador.
Adicionalmente, o aparelho de codificação 300 pode ainda incluir uma unidade de geração de fluxos de bits, em que a unidade de geração de fluxos de bits está configurada para gerar fluxos de bits de codificação de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência, com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o ganho de alta frequência. O lado do descodificador que recebe o fluxo de bits de codificação pode executar descodificação com base no parâmetro de codificação de baixa frequência, no parâmetro de codificação de alta frequência e no ganho de alta frequência. Para operações que são executadas por unidades do aparelho de codificação mostrado na FIG. 3, pode ser feita referência à descrição referente ao método de codificação e realizada fazendo referência à FIG. 1.
No aparelho de codificação 300 acima mencionado de acordo com esta forma de realização da presente invenção, o processamento de pós-filtragem de curta duração é executado num sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, e o ganho de alta frequência é calculado com base no sinal filtrado de curta duração, o qual pode reduzir ou mesmo remover um ruído de um sinal restaurado, e melhorar um efeito de codificação. A FIG. 5 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um aparelho de descodificação 500 de acordo com um exemplo. O aparelho de descodificação 500 inclui: uma unidade de distinção 510, configurada para distinguir um parâmetro de codificação de baixa frequência, um parâmetro de codificação de alta frequência e um ganho de alta frequência a partir de informação codificada; uma unidade de descodificação de baixa frequência 520, configurada para executar descodificação no parâmetro de codificação de baixa frequência para obter um sinal de banda baixa; uma unidade de sintetização 530, configurada para obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; uma unidade de filtragem 540, configurada para executar processamento pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta; uma unidade de descodificação de alta frequência 550, configurada para ajustar o sinal filtrado de curta duração usando o ganho de alta frequência para obter um sinal de banda alta; e uma unidade de combinação 560, configurada para combinar o sinal de banda baixa e o sinal de banda alta para obter um sinal de descodificação final. A unidade de distinção 510 distingue o parâmetro de codificação de baixa frequência, o parâmetro de codificação de alta frequência e o ganho de alta frequência a partir de informação codificada. O parâmetro de codificação de baixa frequência pode incluir, por exemplo, um livro de código algébrico, um ganho de livro de código algébrico, um livro de código adaptativo, um ganho de livro de código adaptativo, um período de passo e outro parâmetro, e o parâmetro de codificação de alta frequência pode incluir, por exemplo, um coeficiente LPC e outro parâmetro. Adicionalmente, o parâmetro de codificação de baixa frequência e o parâmetro de codificação de alta frequência podem alternativamente incluir outro parâmetro de acordo com uma tecnologia de codificação diferente. A unidade de descodificação de baixa frequência 520 usa uma forma de descodificação correspondente a uma forma de codificação dum lado do codificador, e executa descodificação no parâmetro de codificação de baixa frequência para obter o sinal de banda baixa. Por exemplo, quando um codificador ACELP é usado no lado do codificador para executar codificação, a unidade de descodificação de baixa frequência 520 usa um descodificador ACELP para obter o sinal de banda baixa.
Um coeficiente LPC (isto é, o parâmetro de codificação de alta frequência) que é obtido por utilização de análise LPC é usado como um exemplo. A unidade de sintetização 530 usa o parâmetro de codificação de baixa frequência para restaurar um sinal de excitação de alta frequência, usa o coeficiente LPC para gerar um filtro sintetizador, e usa o filtro sintetizador para executar filtragem no sinal de excitação de alta frequência para obter o sinal de banda alta sintetizado. Na prática, outra tecnologia pode também ser adotada de acordo com um requisito de modo a obter o sinal de banda alta sintetizado com base no parâmetro de codificação de baixa frequência e no parâmetro de codificação de alta frequência.
Um espetro de frequências do sinal de excitação de alta frequência que é obtido pela unidade de sintetização 530 por execução de predição através do uso do parâmetro de codificação de baixa frequência é plano; no entanto, um espetro de frequências dum sinal real de excitação de alta frequência não é plano. Esta diferença faz com que o envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado não se altere com o envelope espetral do sinal de banda alta num sinal original, e ainda causa um ruido num sinal de conversação restaurado.
Por exemplo, uma estrutura da unidade de filtragem 540 pode ser mostrada na FIG. 4. Alternativamente, a unidade de filtragem 540 pode ainda usar um pós-filtro de todos-polos para executar processamento de pós-filtragem de curta duração. Num caso em que a codificação é executada no sinal de banda alta usando uma tecnologia de codificação linear preditiva LPC, uma função de transferência do domínio z do pós-filtro de todos-polos pode ser mostrada na fórmula (3) acima mencionada. A unidade de filtragem 540 é a mesma que a unidade de filtragem 350 na FIG. 3; por conseguinte, pode ser feita referência à descrição acima exposta realizada em relação à unidade de filtragem 350.
Correspondendo a uma operação de, num aparelho de codificação 300, calcular um ganho de alta frequência com base num sinal de banda alta e num sinal filtrado de curta duração, a unidade de descodificação de alta frequência 550 usa o ganho de alta frequência para ajustar o sinal filtrado de curta duração de modo a obter o sinal de banda alta.
Duma forma combinada correspondendo a uma forma de dividir usada pela unidade de divisão no aparelho de codificação 300, a unidade de combinação 560 combina o sinal de banda baixa e o sinal de banda alta, deste modo implementando descodificação e obtendo um sinal de saída final.
No aparelho de descodificação 500 acima mencionado de acordo com este exemplo, o processamento de pós-filtragem de curta duração é executado num sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, e o ganho de alta frequência é calculado com base no sinal filtrado de curta duração, o que pode reduzir ou mesmo remover um ruído de um sinal restaurado, e melhorar um efeito de descodificação. A FIG. 6 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um transmissor 600 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. O transmissor 600 na FIG. 6 pode incluir um aparelho de codificação 300 mostrado na FIG. 3, e, por conseguinte, considera-se apropriado omitir uma descrição repetida. Adicionalmente, o transmissor 600 pode ainda incluir uma unidade de transmissão 610, que está configurada para alocar bits a um parâmetro de codificação de alta frequência e a um parâmetro de codificação de baixa frequência que são gerados pelo aparelho de codificação 300, de modo a gerar um fluxo de bits e a transmitir o fluxo de bits. A FIG. 7 é um diagrama de blocos que mostra esquematicamente um recetor 700 de acordo com um exemplo. O recetor 700 na FIG. 7 pode incluir um aparelho de descodificação 500 mostrado na FIG. 5 e, por conseguinte, considera-se apropriado omitir uma descrição repetida. Adicionalmente, o recetor 700 pode ainda incluir uma unidade de receção 710, que está configurada para receber um sinal codificado para processamento pelo aparelho de descodificação 500.
Noutra forma de realização da presente invenção, é também fornecido um sistema de comunicações, que pode incluir um transmissor 600 que é descrito fazendo referência à FIG. 6 ou um recetor 700 que é descrito fazendo referência à FIG. 7 . A FIG. 8 é um diagrama de blocos esquemático de um aparelho de acordo com outra forma de realização da presente invenção. Um aparelho 800 da FIG. 8 pode ser usado para implementar etapas e métodos nas formas de realização do método acima mencionadas. O aparelho 800 pode ser aplicado a uma estação ou terminal base em vários sistemas de comunicações. Na forma de realização da FIG. 8, o aparelho 800 inclui um circuito de transmissão 802, um circuito de receção 803, um processador de codificação 804, um processador de descodificação 805, uma unidade de processamento 806, uma memória 807 e uma antena 801. A unidade de processamento 806 controla uma operação do aparelho 800, e a unidade de processamento 80 6 pode ainda ser referida como um CPU (Central Processing Unit, unidade de processamento central) . A memória 807 pode incluir uma memória só de leitura e uma memória de acesso aleatório e fornece instruções e dados para a unidade de processamento 806. Uma parte da memória 807 pode ainda incluir uma memória de acesso aleatório não- volátil (NVRAM). Numa aplicação específica, o aparelho 800 pode ser construído num dispositivo de comunicações sem fios ou o próprio aparelho 800 pode ser um dispositivo de comunicações sem fios, como por exemplo um telefone móvel, e o aparelho 800 pode ainda incluir um suporte que acomoda o circuito de transmissão 802 e o circuito de receção 803, de modo a permitir transmissão e receção de dados entre o aparelho 800 e uma localização remota. O circuito de transmissão 802 e o circuito de receção 803 podem estar acoplados à antena 801. Componentes do aparelho 800 estão acoplados uns aos outros através do uso de um sistema de barramentos 809, onde para além dum barramento de dados, o sistema de barramentos 809 inclui ainda um barramento de potência, um barramento de controlo e um barramento de estado de sinal. Contudo, para clareza da descrição, vários barramentos são marcados como o sistema de barramentos 809 numa figura. O aparelho 800 pode ainda incluir a unidade de processamento 806 para processamento dum sinal e, adicionalmente, inclui também o processador de codificação 804 e o processador de descodificação 805. O método de codificação divulgado nas formas de realização acima mencionadas da presente invenção pode ser aplicado ao processador de codificação 804 ou ser implementado pelo processador de codificação 804, e o método de descodificação divulgado nos exemplos acima mencionados pode ser aplicado ao processador de descodificação 805 ou ser implementado pelo processador de descodificação 805. O processador de codificação 804 ou o processador de descodificação 805 podem ser um chipe de circuito integrado e ter capacidade de processamento de sinal. Num processo de implementação, etapas nos métodos acima mencionados podem ser concluídas por meio de um circuito lógico integrado de hardware no processador de codificação 804 ou no processador de descodificação 805 ou numa instrução na forma de software. A instrução pode ser implementada ou controlada por meio de cooperação pelo processador 806, e ser usada para executar o método divulgado nas formas de realização da presente invenção. O processador de descodificação acima mencionado pode ser um processador para fins gerais, um processador de sinais digitais (DSP), um circuito integrado de aplicação especifica (ASIC), uma rede de portas lógicas programáveis (FPGA) ou outro componente lógico programável, uma porta discreta ou um componente lógico transistor, ou um conjunto de hardware discreto, e pode implementar ou executar métodos, etapas e diagramas de blocos lógicos divulgados nas formas de realização da presente invenção. O processador para fins gerais pode ser um microprocessador, e o processador pode também ser qualquer processador convencional, descodificador e similares. Etapas dos métodos divulgados com referência às formas de realização da presente invenção podem ser diretamente executados e concluídos pela utilização dum processador de descodificação, de hardware, ou podem ser executados e concluídos pela utilização duma combinação de módulos de hardware e software no processador de descodificação. Um módulo de software pode estar localizado num meio de armazenamento maduro na técnica, tal como uma memória de acesso aleatório, uma memória flash, uma memória só de leitura, uma memória programável só de leitura, uma memória programável apagável eletricamente, ou um registador. O meio de armazenamento está localizado na memória 807, e o processador de codificação 804 ou o processador de descodificação 805 lê informação da memória 807, e conclui as etapas dos métodos acima mencionados em combinação com o hardware. Por exemplo, a memória 807 pode armazenar o parâmetro de codificação de baixa frequência obtido para utilização pelo processador de codificação 804 ou o processador de descodificação 805 durante a codificação ou descodificação.
Por exemplo, um aparelho de codificação 300 na FIG. 3 pode ser implementado pelo processador de codificação 804, e um aparelho de descodificação 500 na FIG. 5 pode ser implementado pelo processador de descodificação 805.
Adicionalmente, por exemplo, um transmissor 610 na FIG. 6 pode ser implementado pelo processador de codificação 804, pelo circuito de transmissão 802, pela antena 801, e similares. Um recetor 710 na FIG. 7 pode ser implementado pela antena 801, pelo circuito recetor 803, pelo processador de descodificação 805, e similares. Contudo, o exemplo acima mencionado é meramente exemplificativo, e não pretende limitar as formas de realização da presente invenção neste modo especifico de implementação.
Especificamente, a memória 807 armazena uma instrução que permite ao processador 806 e/ou ao processador de codificação 804 implementar as seguintes operações: dividir um sinal do domínio-tempo para ser codificado num sinal de banda baixa e num sinal de banda alta; executar a codificação no sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência; executar a codificação num sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência e obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta; e calcular um ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração. A memória 807 armazena uma instrução que permite ao processador 806 ou ao processador de descodificação 805 implementar as seguintes operações: distinguir um parâmetro de codificação de baixa frequência, um parâmetro de codificação de alta frequência e um ganho de alta frequência a partir de informação codificada; executar descodificação no parâmetro de codificação de baixa frequência para obter um sinal de banda baixa; obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; executar processamento pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral dum sinal de banda alta; ajustar o sinal filtrado de curta duração usando o ganho de alta frequência para obter um sinal de banda alta; e combinar o sinal de banda baixa e o sinal de banda alta para obter um sinal de descodificação final. O sistema de comunicações ou aparelho de comunicações de acordo com as formas de realização da presente invenção podem incluir uma parte, ou todos, dos acima mencionados aparelho de codificação 300, transmissor 610, aparelho de descodificação 500, recetor 710, e similares.
Uma pessoa perita na técnica pode estar ciente de que, em combinação com os exemplos descritos nas formas de realização divulgadas neste relatório descritivo, podem ser implementadas unidades e etapas de algoritmos por hardware eletrónico ou uma combinação de software de computador e hardware eletrónico. As funções serem executadas por hardware ou software depende de aplicações particulares e condições restritivas de projeto das soluções técnicas. Uma pessoa perita na técnica pode usar métodos diferentes para implementar as funções descritas para cada aplicação particular, mas não deve ser considerado que a implementação vai além do âmbito da presente invenção.
Pode ser claramente entendido por uma pessoa perita na técnica que, com a finalidade duma descrição conveniente e breve, para um processo de trabalho detalhado do sistema, aparelho e unidade mencionados acima, pode ser feita referência a um processo correspondente nas formas de realização do método mencionadas acima, e os detalhes não serão de novo aqui descritos.
Nas diversas formas de realização fornecidas no presente pedido, deve ser entendido que o sistema, aparelho e método divulgados podem ser implementados doutras maneiras. Por exemplo, a forma de realização descrita do aparelho é meramente exemplificativa. Por exemplo, a divisão de unidade é uma mera divisão de função lógica e pode ser outra divisão em implementação real. Por exemplo, uma pluralidade de unidades ou componentes podem ser combinados ou integrados noutro sistema, ou algumas caracteristicas podem ser ignoradas ou não executadas.
As unidades descritas como partes separadas podem estar ou podem não estar fisicamente separadas, e partes exibidas como unidades podem ser ou podem não ser unidades físicas, podem estar localizadas numa posição, ou podem estar distribuídas numa pluralidade de unidades de rede. Todas ou algumas das unidades podem ser selecionadas de acordo com as necessidades reais para alcançar os objetivos das soluções das formas de realização.
As descrições acima mencionadas são meramente formas específicas de implementação da presente invenção, mas não pretendem limitar o âmbito de proteção da presente invenção. Qualquer variação ou substituição facilmente detetada por uma pessoa perita na técnica dentro do âmbito técnico divulgado na presente invenção deve ser abrangida pelo âmbito de proteção da presente invenção. Por conseguinte, o âmbito de proteção da presente invenção está sujeito ao âmbito de proteção das reivindicações.

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES
1. Um método de codificação para codificar um sinal de conversação, compreendendo: dividir um sinal do domínio-tempo para ser codificado num sinal de banda baixa e num sinal de banda alta; executar codificação no sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência; executar codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência, e obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; o método sendo caracterizado por: executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter um sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta; e calcular um ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração.
2. 0 método de codificação de acordo com a reivindicação 1, em que a execução de processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado compreende: estabelecer um coeficiente dum pós-filtro de polos-zeros com base no parâmetro de codificação de alta frequência; e executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado usando o pós-filtro de polos-zeros.
3. 0 método de codificação de acordo com a reivindicação 2, em que a execução de processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado compreende ainda: após execução do processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado usando o pós-filtro de polos-zeros, executar, usando um filtro de primeira ordem cuja função de transferência no domínio z é Ht (z) = 1-μζ_1, processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado que foi processado pelo pós-filtro de polos-zeros, em que μ é uma constante pré-estabelecida ou um valor obtido por cálculo adaptativo que é executado de acordo com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o sinal de banda alta sintetizado.
4. 0 método de codificação de acordo com a reivindicação 2 ou 3, em que a execução de codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência compreende: executar, usando uma tecnologia de codificação linear preditiva LPC, codificação no sinal de banda alta para obter um coeficiente LPC e usar o coeficiente LPC como parâmetro de codificação de alta frequência, em que uma função de transferência no domínio z do pós-filtro de polos-zeros é calculada através da fórmula seguinte:
em que ai, az,......ãM é o coeficiente LPC, M é uma ordem do coeficiente LPC, e β e γ são constantes pré-estabelecidas e satisfazem 0 < β < γ < 1.
5. 0 método de codificação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o método de codificação compreende ainda: gerar um fluxo de bits de codificação de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência, com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o ganho de alta frequência.
6. Um aparelho de codificação para codificar um sinal de conversação, compreendendo: uma unidade de divisão (310), configurada para dividir um sinal do domínio-tempo para ser codificado num sinal de banda baixa e num sinal de banda alta; uma unidade de codificação de baixa frequência (320), configurada para executar codificação no sinal de banda baixa para obter um parâmetro de codificação de baixa frequência; uma unidade de codificação de alta frequência (330), configurada para executar codificação no sinal de banda alta para obter um parâmetro de codificação de alta frequência; uma unidade de sintetização (340), configurada para obter um sinal de banda alta sintetizado de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência e com o parâmetro de codificação de alta frequência; o aparelho sendo caracterizado por: uma unidade de filtragem (350), configurada para executar processamento de pós-filtragem de curta duração no sinal de banda alta sintetizado para obter o sinal filtrado de curta duração, em que, comparada com uma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta sintetizado, uma forma dum envelope espetral do sinal filtrado de curta duração está mais próxima duma forma dum envelope espetral do sinal de banda alta; e uma unidade de cálculo (360), configurada para calcular um ganho de alta frequência com base no sinal de banda alta e no sinal filtrado de curta duração.
7. O aparelho de codificação de acordo com a reivindicação 6, em que a unidade de filtragem compreende: um pós-filtro de polos-zeros, configurado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado, em que um coeficiente do pós-filtro de polos-zeros é estabelecido com base no parâmetro de codificação de alta frequência.
8. 0 aparelho de codificação de acordo com a reivindicação 7, em que a unidade de filtragem compreende ainda: um filtro de primeira ordem, que está localizado a seguir ao pós-filtro de polos-zeros e cuja função de transferência no domínio z é Ht (z) = 1-μζ_1, configurado para executar processamento de filtragem no sinal de banda alta sintetizado que foi processado pelo pós-filtro de polos-zeros, em que μ é uma constante pré-estabelecida ou um valor obtido por cálculo adaptativo que é executado de acordo com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o sinal de banda alta sintetizado.
9. 0 aparelho de codificação de acordo com a reivindicação 7 ou 8, em que a unidade de codificação de alta frequência executa codificação no sinal de banda alta usando uma tecnologia de codificação linear preditiva LPC para obter um coeficiente LPC e usar o coeficiente LPC como parâmetro de codificação de alta frequência, e uma função de transferência no domínio z do pós-filtro de polos-zeros é calculada através da fórmula seguinte:
em que ai, a2,......aw é o coeficiente LPC, M é uma ordem do coeficiente LPC, e β e γ são constantes pré-estabelecidas e satisfazem 0 < β < γ < 1.
10. O aparelho de codificação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, em que o aparelho de codificação compreende ainda: uma unidade de geração de fluxos de bits, configurada para gerar um fluxo de bits de codificação de acordo com o parâmetro de codificação de baixa frequência, com o parâmetro de codificação de alta frequência e com o ganho de alta frequência.
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