PT98900B - Metodo para codificar um sinal analogico tendo uma natureza repetitiva e um dispositivo para codificar utilizando o referido metodo - Google Patents
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Description
MÉTODO PARA CODIFICAR UM SINAL ANÁLOGO TENDO UMA NATUREZA REPETITIVA E UM DISPOSITIVO PARA CODIFICAR UTILIZANDO 0 REFERIDO MÉTODO
De acordo com o método, após se determinar o número de amostras D entre o inicio do segmento a ser codificado e o inicio do segmento nais similar determinado de acordo com o principio LTP, o número de amostras no segmento a ser codificado é incrementado por um factor pré-determinado Ob colocando sempre (Ob-1) amostras tendo um valor igual a 0 entre duas amostras consecutivas e o número de amostras no segmento precedente é também incrementado pelo factor Ob; no segmento precedente, os segmentos parciais Cd são determinados para os quais seja o caso em que o número de amostras Dd, expresso nos números de amostras após a amostragem, entre o instante de tempo inicial do segmento a ser codificado e o instante de tempo inicial de um segmento parcial Cd cumprir: Dd = (D * Ob)/d no qual d=l, 2, 3, 4, ...n onde n é um inteiro positivo e onde Ob e nsão escolhidos de modo tal que Dd é sempre um inteiro após o qual, nos segmentos Cd, os valores de amostragem são determinados por meio de uma técnica de interpolação em posições pré-determinadas as quais estão situadas a um espacejamento Dd das amostras originais no segmento a ser codificado; dos segmentos Cd, o segmento Cd éescolhido como o segmento mais similar o qual tem um valor de correlação Rd com as amostras do segmento a ser codificado para os quais é o caso que Rd - q * R onde max q 41 e Rmax é o valor máximo de correlação o qual foi encontrado correlacionando os segmentos Cd e o segmento a ser codificado e é esse segmento que produzirá o menor valor associado de Dd.
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A invenção refere-se a um método para codificar um sinal análogo por amostragem tendo uma natureza repetitiva, no qual, para um segmento de sinal a ser codificado consistindo de um primeiro número pré-determinado de amostras, é sempre feita uma pesquisa num segmento precedente contendo um segundo número pré-determinado de amostras o qual é maior do que o primeiro número de amostras para um segmento de sinal o qual é tão similar quanto possível ao comparar sempre o segmento de sinal a ser codificado em passos de um intervalo de amostragem, com um segmento contendo o primeiro número de amostras o qual por uma parte do segmento contendo o segundo número de amostras, no qual o sinal de diferença é determinado entre o segmento mais similar encontrado e o segmento a ser codificado bem como a diferença entre um instante de tempo de referência no segmento a ser codificado e um instante de tempo de referência no segmento mais similar encontrado expresso no número de amostras D entre os dois instantes de tempo.
É sabido que os sinais análogos tendo uma natureza fortemente consistente, tais como por exem pio, sinais convencionais podem ser codificados após amostragem de uma forma eficiente levando a cabo consecutivamente um número de diferentes transformações em segmentos consecutivos do sinal em que cada um tem uma duração de tempo particular .
Uma das transformações conhecidas para estes propósitos é a predição linear de codificação (LPC) para a explicação da qual se pode fazer uma referência ao livro intitulado Digital Processing of Speech Signals por L.R. Rabiner e R. W. Schaper, Prentice Hall,
New Jersey, capitulo 8. Conforme se declarou, o LPC é sempre usado para segmentos de sinais tendo um tempo de duração particular, no caso de sinais conversacionais, por exemplo 20 ms e é considerada uma codificação de curto período.
É também sabido de se fazer uso não apenas de uma predição de pequeno periodo mas também de predição de longo periodo (LTP) no qual uma codificação muito eficiente se obtém por uma combinação destas duas técnicas. O principio de LTP está descrito em Frequenty (Frequência) volume 42, no. 2-3, 1988; páginas 85-93, P. Vary et al. , Sprach codec fíir dass Europãische Fukfernsprechnetz (Codificador/descodificador de Conversação para a rede Europeia de Rádio telefone).
Na LTP, para um segmento de sinal a ser codificado é feita uma pesquisa para um segmento com a maior similaridade possivel num periodo de sinal precedendo o referido segmento tendo uma duração particular e um sinal que é representativo de tempo de duração que decorreu desde que o segmento encontrado é transmitido em forma de código o que pode resultar numa apreciável redução da informação a ser transmitida. Porque o principio básico de LTP não parece resultar em todos os casos em se encontrar um segmento de isnal com uma similaridade óptima, um melhoramento do principio da LTP., foi proposto sob o nome HLTP (LTP de alta resolução). Uma possivel implemantação da HLTP está descrita no Eurospeach 89, European Conference of Speech Communication and Tecnology, Paris, um artigo intitulado Pitch Prediction with Fractional Delays in CELP coding por J.S. Marques et al., No caso HLTP, a hipótese de que o segmento de sinal com a maior similaridade seja encontrado é aumentada por um incremento na frequência de amostragem do periodo do sinal precedente por meio de interpolação. Uma desvantagem do HLTP é contudo que conforme será explicado em maior detalhe abaixo, a complexidade de codificar é muito maior que no caso de LTP como resultado de um aumento apreciável no número de operações.
objectivo da invenção é o de providenciar um método no qual um melhoramento no principio LTP se obtem em que a hipótese de que o segmento com a maior semelhança num período precedente tendo uma duração particular seja encontrado aumenta consideravelmente sem que o número de operações necessárias para fazer isto aumente da mesma maneira como é o caso no HLTP.
Para este fim, a invenção providencià um método do tipo acima referido, caracterizado por, o número de amostras no segmento a ser codificado seja aumentado por um factor pré-determinado Ob colocando sempre (Ob-1) amostras tendo um valor igual a 0 entre duas amostras consecutivas em que o número de amostras no segmento precedente seja também aumentado pelo factor Cfc, em que, no segmento precedente segmentos parciais Cd, são determinados para os quais seja o caso de que o número de amostras Dd expresso no número de amostras após a amostragem, entre o instante de tempo de referência no segmento a ser codificado e o instante de referência num segmento parcial Cd cumpra:
Dd = (D * Ob)/d, no qual d = 1, 2, 3, 4, ... n onde n é um inteiro positivo e Ob e n são escolhidos, de tal maneira que Dd seja sempre um inteiro, em que, nos segmentos Cd, os valores de amostragem são detemrinados por uma técnica de interpolação em posições pré-determinadas, cujas posições pré-determinadas estão situadas a um espaço Dd das amostras originais no segmento a ser codificado ates que o seu número de amostras fosse aumentado, e em que um segmento parcial Cd seja determinado o qual é o mais similar com o segmento a ser codificado.
A invenção também providencia um dispositivo para a aplicação do método de acordo com a invenção, compreendendo meios para amostragem do sinal a ser codificado, meios para seccionar um segmento de sinal
a ser codificado contendo um número pré-determinado de amostras , meios para seccionar um segmento de sinal precedente contendo um segundo número de amostras, meios para comparar sempre em passos de um intervalo de amostragem, os valores de amostragem do primeiro segmento com os correspondentes valores de amostragem de um segmento parcial contendo o primeiro número de amostras o qual faz parte do segmento precedente; meios para determinar o segmento parcial o qual mostre a maior semelhança com o segmento de sinal a ser codi ficado; meios para determinar um sinal que seja representativo da diferença entre o segmento a ser codificado e o segmento parcial encontrado e meios para determinar o número de amostras D entre um instante de tempo de referência no segmento a ser codificado e um instante de tempo de referência no segmento parcial encontrado caracterizado por meio de amostragem de sinal a ser codificado por um factor pré determinado Ob, por meios de determinar o valor Dd = = (D * Ob)/d onde d = 1, 2, 3,4 ..., n, por meios de determinar para cada valor de D, por meio de interpolação, as amostras em todos os instantes de tempo que diferem de Dd dos instantes de tempo associados com os valores originais da amostra; e por meios de correlacionar os valores de amostragem do segmento a ser codificado e os valores de amostragem determinados para um valor de d.
A invenção será explicada em maior detalhe abaixo com uma referência ao desenho, no que:
A figura la-c mostra várias formas de sinais para explicar o principio de LTP e as dificuldades com ele associadas;
A figura 2 mostra um fluxograma para explicar um aspecto da invenção;
-ΊΑ figura 3a, b mostra um diagrama de blocos de um encorporamento exemplar de um dispositivo de acordo com a invenção.
A figura la mostra, no dominio do tempo, um exemplo da sessão de amostragem de um sinal tendo uma natureza fortemente repetitiva, tal como um sinal de conservação. A fim de explicar os principios do LTP e HLTP será assumido que, antes de um segmento tendo uma duração de 5 ms, é sempre feita uma pesquisa num periodo precedente de 15 ms para o segmento de semelhança de 5 ms tendo a maior semelhança e que a frequência de amostragem é de 8 KHz. 0 segmento a ser codificado nesta conexão será denominado segmento A. 0 periodo de 15 ms segmento B e o segmento desejado com a maior semelhança, segmento C.
Estes segmentos são mostrados na figura 1-a. Agora, o principio do LTP é que, antes da transmissão do segmento A, não são transmitidos sinais que estejam directamente relacionados com as amostras no segmento A, mas os sinais primários que estejam relacionados com os valores de amostragem que são produzidos se o sinal de diferença entre o segmento A e o segmento C é determinado e no segundo lugar, os sinais que estão relacionados com a diferença de tempo entre o segmento A e o segmen to C, expresso, por exemplo, no número de amostras D entre o inicio do segmento A e o inicio do segmento C. Num descodificador que receba o referido sinal transmitido o segmento A pode agora ser posicionado porque o segmento C está em principio já conhecido no descodificador, por exemplo porque as amostras sobre os precedentes 15 ms estão já armazenados numa memória por forma a que as amostras do segmento podem ser lidas da memória com o sinal recebido o qual é representativo da diferença D em número de amostras entre o inicio dos segmentos A e C, após o qual, o segmento A pode ser formado com o sinal, também referido o qual é representativo da diferença entre os valores de amostragem
do segmento A e o segmento C.
A complexidade do principio do LTP pode ser definido como se segue. No segmento A, estão presentes 40 amostras e no segmento B, 120 amostras. Assim, o segmento B tem de ser investigado em 81 passos trocando o segmento A por inteiro em passos iguais a um intervalo de amostragem sobre o segmento B e a cada passo determinando o grau de concordância, expresso em um valor de correlação por meio de técnicas de correlação. 0 referido valor de correlação R (k) pode ser calculado por meio da fórmula:
N-l
R(k) = zl A(m) * B (m+k) (1) m=o
Onde: N=40, onúmero de amostras no segmento A; k=o,..., 80 o valor inicial de um segmento parcial (um possivel segmento C) dentro do segmento B; e m = número da amostra no segmento
A.
Para uma explicação mais detalhada desta técnica de correlação, pode-se fazer referência à página 147 do livro acima mencionado por L.R. Rabiner. Naturalmente que podem também ser usadas outras técnicas de correlação no principio, bem como outras técnicas para determinar a concordância entre dois grupos de valores de amostras, outras técnicas que supostamente caiam no âmbito da definição de correlação.
A fim de calcular o valor de correlação, são necessárias 40 multiplicações e 39 adições para cada valor de k, por forma a que o número total de operações necessárias é igual a: 81 * 79 = 6399.
Conforme foi já acima mencionado, um problema no uso do principio LTP é que o segmento C com a maior semelhança no segmento A nem sempre pode ser encontrado. Isto é mostrado diagramáticamente na Figura lb, da qual é evidente que, em termos de forma de sinal (o envólucro das amostras), o segmento Cl mostra a maior similaridade com o segmento A, mas a amostra de valores do segmento C2 mostra a maior similaridade com as do segmento A de forma a que o segmento C2 é incorrectamente escolhido como o segmento mais adequado para subtracção do segmento A para formar uma diferença de sinal. O principio do HLTP efectua um melhoramento misto porque a frequência de amostragem no segmento B, foi aumentada, por exemplo, por um factor 12. Isto aumenta a possibiloidade que seja encontrado o segmento correeto C. Conforme foi já referido isto dá-se à custa de um apreciável aumento na complexidade conforme pode ser calculado como se segue: A frequência de amostragem do segmento B é aumentada por meio de técnicas de interpolação por um factor de 12, sendo isto assumido que cada amostra intermédia seja calculada de 7 amostras já conhecidas.
Segmento B conterá agora * 120 = 1440 amostras. Para calcular as amostras intermédias, (120 * 11) * 7 = 9240 são necessárias e (120 * 11)* 6 = 7920 adições, isto é 17160 operações.
A frequência de amostragem do segmento A é também aumentada de um factor 12 inserindo sempre 11 amostras tendo um valor 0 entre duas amostras subsequentes conhecidas. 0 segmento B de 1440 amostras tem agora de ser pesquisado em 961 passos trocando novamente o segmento A sobre o segmento B. Ao calcular o valor de correlação R (k) a fórmula acima explicada para o principio LTP pode ser usada. Ao mesmo tempo, não é necessário calcular o valor de correlação também, para os valores intermédios da amostra, de forma a que para qualquer valor de k (k = 0, ..., 960) são necessárias 79 operações tal como no caso de LTP.
O número total de operações necessárias em HLTP é portanto de (961 * 79) + 17160 = 93097.
Isto significa que, com as assunções acima referidas para o aumento da frequência de amostragem e o modo de interpolação a complexidade do principio HLTP é aproximadamente 14.5 vezes mais complexo que o principio LTP.
No exemplo do principio HLTP descrito, o espacejamento D entre o inicio do segmento A e o inicio do segmento C encontrado pode novamente ser expresso no número de amostras entre os dois instantes de tempo (não mais que 961) e pode portanto ser reproduzido em 10 bits.
De acordo com a invenção, o segmento C com a maior similaridade é pesquisado da forma a ser descrita abaixo, o qual é menos complicado do que o principio HLTP a possibiloidade que o segmento encontrado seja de facto o segmento com a maior similaridade sendo apreciavelmente maior do que no caso do principio HLTP.
De acordo com a invenção, o segmento C tendo a maior similaridade com o segmento A é pesquisado de inicio, de acordo com o principio LTP acima explicado, num segmento B precedendo o segmento A a ser codificado. Este segmento C está situado num número D de amos tras do segmento A. De acordo com a invenção, a frequência de amostragem é então novamente aumentada por um factor Ob por exemplo também por um factor de Ob = 12. Como resultado disto, o segmento C encontrado termina num espacejamento igual a (D * Ob) do segmento A. Após isto, se um segmento Cd a um espacejamento de Dd = (D * Ob)/d do segmento A possivelmente mostre maior similaridade com o segmento A que o segmento C encontrado com o auxilio da técnica LTP para o valor d=l, o que por conseguinte misto após estar terminado Cl, é determinado. Os valores possiveis de d são: d = 1,2,3,4...
Para valores de d os quais se pode fazer uma investigação de se um segmento Cd concorda melhor com o segmento A do que o segmento Cl, decorre dos comprimentos dos segmentos A e B. 0 vábr de d no qual a melhor concordância é observada é denotado de d optimum
A complexidade do método de acordo com a invenção com respeito ao de LTP, e de HLTP pode ser calculado como se segue.
No método de acordo com a invenção, se o mesmo tempo de duração dos segmentos A e B (5 e 15 ms) respectivamente) e a mesma frequência de amostragem (8 KHz) for assumido comono exemplo do principio LTP acima descrito são necessárias 6399 operações para encontrar o segmento Cl.
Para encontrar o segmento com d = 2, 3 e 4 no exemplo presente, a frequência de amostragem é aumentada por um factor de 12, por exemplo, pondo sempre 11 valores de amostragem igual a 0 entre duas amostras conhecidas consecutivas e calculando apenas o valor actual de amostragem para amostras em posições pré-determinadas por exemplo por meio de interpolar 7 amostras já conhecidas.
Estas posições pré-determinadas são as posições das amostras que estão situadas a um espacejamento Dd das amostras originais no segmento A.
A frequência de amostragem do segmento A é também aumentada e apenas como no caso de HLTP, isto é feito colocando sempre 11 amostras tendo um valor igual a 0 entre duas amostras conhecidas. 0 segmento A consiste portanto de 480 amostras do qual um máximo de 40 não são iguais a 0.
Como resultado disto, em principio, apenas um máximo de 40 valores de amostragem intermédio têm de ser calculadas interpolando nosegmento e não, como no caso do HLTP,
440 valores intermédios. Apenas um máximo de 40 x (7 multiplicações + 6 adições) = 520 operações são portanto necessá rias para cada segmento Cd para calcular os valores intermédios de amostragem por meio de interpolação. Isto signifi_ ca por conseguinte que 1560 operações para 3 segmentos Cd. A comparação actual do segmento A com os segmentos O por meio da técnica de correlação acima descrita requere para cada segmento Cd: 40 multiplicações + 39 adições = 79 operações. Isto é para 3 segmentos Cd: 237 operações.
O número total de operações necessário para determinar o segmento Cl e a subsequente comparação de 3 segmentos adequados Cd, com o segmento A é, com o método de acordo com a invenção, portanto 6399 + 1360 + 237 = 8197. Se os valores determinados de Dd são divisíveis por 12, isto significa que o segmento
associado Cd já foi investigado no primeiro procedimento de pesquisa de acordo com o principio LTP, de forma a que isto não necessita de ser feito de novo. Num tal caso, o número de operações necessário é portanto menor que 8197.
Será claro que, com o método de acordo com a invenção, uma simplificação apreciável se obtem com respeito ao principio HLTP, enquanto a hipótese de que o segmento C mais similar seja encontrado é não obstante apreciávelmente maior que no caso do principio LTP.
Mesmo nos segmentos Cd para serem inestigados para maiores valores de d que 4 no caso de, por exemplo, outros comprimentos do segmento A e do segmento Β, o método de acordo com a invenção permanece mais simples do que o concordante com o principio HLTP.
Uma vez o segmento Cd com a maior similariodade tenha sido encontrado a d optimum seja consequentemente conhecido, o Dd com ele associado pode também ser calculado. No exemplo o valor de Dd pode estar situado entre 1 e 120 e que o de d optimum entre 1 e 4, de modo que um total de não mais que 9 bits são necessários para transmitir estes 2 valores o que novamente é mais eficiente, do que no caso de HLTP.
De acordo com um outro aspecto da invenção, para aumentar mais a possibilidade que o segmen to mais similar C seja encontrado, os segmentos Cd a espaços de Dd = (D * Ob)/d + eps são também examinados, onde eps = -(Ob-1), ..., -2, -1, 1,2 ... (Ob-1) ou uma porção destes valores; na prática, os valores eps = 2, -1,1,2, são por exemplo suficientes.
O· c X' Ζ
Mesmo se o principio HLTP for usado, a situação pode levantar-se o que se mostra na Figura lc. 0 segmento C2 parace mostrar maior semelhança com o segmento A que o segmento situado mais próximo do segmento A. Uma análise mais detalhada mostra contudo que este último segmento é de facto o segmento desejado porque a regularidade fundamental P a qual está presente no sinal e o qual, por exemplo no caso da conservação, é determinado pela frequência fundamental das cordas vocais é determinado pela espacejamento Dl entre o segmento A e o segmento Cl e não pelo espacejamento D2 entre o segmento A e o segmento C2· Este fenómeno pode ser devido, por exemplo à presença de ruido.
É importante que a regularidade fundamental P no sinal seja encontrada tantas vezes quanto possível sempre que um segmento C seja pesquisado porque no fim onde o sinal codificado transmitido é descodificado, esta regularidade expressa no espacejamento D, é de novo providenciada no sinal descodificado pelo descodificador.
Se esta regularidade é muitas vezes perturbada entre segmentos codificados consecutivos isto resulta em interferências indesejáveis no sinal descodificado. A referida interferência é um problema conhecido em HLTP e no LTP.
Por forma a oferecer uma solução para isto igualmente, de acordo com um outro aspecto da invenção, após o segmento Cd com a maior similaridade tenha sido encontrado com o auxilio do método acima descrito, o qual é estabelecido em que o maior valor é encontrado para esse segmento ao calcular de correlação o valor de correlação Rd com o auxilio da fórmula (1) misto e após ser denominado Emax, é investigado se há segmentos Cd que estão situados a um menor espacejamento D do segmento A e tem um valor de correlação Rd que é maior do que q * R , onde q <1 por exemplo q = 0.8.
De todos os segmentos Cd, o valor de correlação rd do qual cumpre esta condição, o segmento Cd o qual está situado mais próximo do segmento A isto é o segmento tendo o menor valor para D, seja então escolhido como o segmento mais adequado, apesar do facto que há um ou mais segmentos com maior similaridade. Esta escolha é baseada na óptica que um tal segmento C situado mais próximo do segmento A é mais provavelmente e correcta por causa do menor valor de D em vista das propriedades especificas de (conversação) sinal a ser codificado. Se nenhum dos segmentos Cd investigados cumpre as referidas condições, o segmento Cl é escolhido. O método acima descrito para pesquisar o segmento C mais adequado, tendo em conta a regularidade P no sinal, é mostrado num fluxograma na Figura 2. É apontado que este principio para determinar a regularidade fundamental tanto quanto possivel pode também ser usada nas técnicas convencionais LTP e HLTP.
Nesse caso é também necessário investigar que valores de correlação Ri são maiores do que q * R max, onde q < 1 por exemplo, q = 0.8. Dos espacejamentos Di, ou Di * Ob respectivamente, aí associados, o espacejamento menor é seleccionado o qual é notado por D óptimum. D optimum nunca será maior que D porque, nofim de contas, é o caso em que Rm_v > Rm * q. A invenção consequentemente também diz respeito a um método para codificar um sinal análogo por amostragem tendo uma natureza repetitiva, no qual para um segmento de sinal a ser codificado consistindo num número primeiro pré-determinado de amostras, ésempre feita uma pesquisa num segmento precedente contendo um segundo número pré-determinado de amostras o qual é maior do que o primeiro número de amostras para um segmento de sinal o qual concorde tanto quanto possivel comparando sempre :o segmento de sinal a ser codificado, em passos de um intervalo de amostragem com um segmento contendo o primeiro número de amostras o qual faz parte do segmento contendo o segundo número de amostras, e no qual a diferença de sinal é determinada entre
X c o segmento mais similar encontrado eo segmento a ser codificado bem como a diferença entre um instante de tempo de referência no segmento mais similar encontrado, expresso no número de amostras D entre os dois instantes de tempo, caracterizado em que dos segmentos parciais comparados com o segmento a ser codificado esse segmento é escolhido como o segmento parcial com a maior concordância o qual tenha um valor de correlação R com as amostras do segmento a ser codificado para o qual é o caso que R q. R , onde q <1 m 3.x e R é o máximo valor de correlação o qual foi encontrado ao correlacionar o segmento parcial dos segmentos precedentes e o segmento a ser codificado, e é esse segmento o qual conduz ao menor valor associado de D.
A figura 3a mostra um diagrama de blocos de um sistema de codificação/descodificação para levar a cabo o método de acordo com a invenção no caso de um sinal de conversação compreendendo uma unidade de codifi cação 10 e uma unidade de descodificação 30. Um sinal análo go enviado por um microfone 11 está limitado a uma largura de banda por um filtro de passagem baixa 12 e convertido num conversor análogo digital numa série de valores de amostragem os quais são representativos do sinal análogo.
O sinal de saida do conversor 131é alimentado às entradas de um filtro de predição de periodo curto 14 e de uma unidade de análise de periodo curto 15. Estas duas unidades providenciam a predição de periodo curto acima mencionadas e a unidade de análise 15 providencia o sinal de saida sob a forma de coeficientes de filtros de predição de periodo curto, cujo sinal de saida é transmitido ao descodificador 30. A estrutura e a operação do filtro 14 e a unidade 15 bem conhecidas aos práticos no campo de codificação da conversação e não são de maior importância para a essência da presente invenção, de forma a que se pode omitir uma maior explicação.
-ΥΙΌ sinal de saida do filtro o qual consiste numa serie de amostras equidistantes do sinal análogo de entrada é alimentado a um circuito 16 no qual um número pré-determinado (40 amostras no exemplo dado acima) é sempre seccionado da serie vinda de amostras, e a uma unidade de análise de predição de periodo longo 17 no qual uma parte do método de acordo com a invenção é levada a cabo. A referida unidade 17 é mostrada em maior detalhe na figura 3b e compreende uma unidade 18 para seccionar o segmento A, provavelmente o sinal de saida da unidade 16 pode também ser usada para este fim e também uma unidade 13 para seccionar o segmento B. Os sinais de saida das unidades 18 e 19 são alimentados a um circuito 20 no qual o valor de correlação Rc^ é calculado para o segmento C2 da forma acima delineada e também é determinado o valor de D. O valor calculado de D é transmitido ao descodificador 30 e é também alimentado a uma unidade 21 a qual é concebida para calcular os diferentes valores de Dd com base nos valores pré-escolhidos para d e Ob. O valor de Dd e o segmento B são alimentados a uma unidade 22 com o pro pósito de cálculo dos segmentos Cd. Os Cd1s calculados são alimentados a um circuito 23 o qual calcula com o auxilio da fórmula (1) os valores de correlação Rc(^ para os diferentes segmentos Cd com base no segmento A também a ele alimentado. Num circuito 24 os valores de correlação Rc^ e Red são comparados com outro (ver também a figura 2) e doptimum é determinado da forma acima descrita e transmitido ao descodifieador.
O segmento óptimo cd determinado na unidade 25 é subtraido amostra por amostra das correspondentes amostras do segmento A numa unidade de subtracção 26 e a diferença de sinal resultante é quantificada de uma forma conhecida per si numa unidade 27 e codificada numa unidade 28 por forma a ser transmitida à unidade de descodificação 30.
na unidade de descodificação , o sinal de diferença recebido é descodificado num descodificador 31 enquanto o segmento cdopt ® reconstruído numa unidade 32 dos valores recebidos de D e Dopt. e do previamente recebido e reconstruido segmento do sinal B.
Num adicionador 33, o sinal de diferença descodificado e o segmento Cd opt. são adicionados amostra por amostra por forma a reconstruir o segmento A. 0 segmento A reconstrui do e os coeficientes do filtro de periodo curto recebidos os quais reconstrói as amostras de sinal tão bem como possivel de uma forma conhecida per si. O sinal de saida dofiltro 34 é convertido num conversor digital/analogo num sinal análogo o qual é alimentado a um altifalante 37 via um filtro de passagem 36.
Claims (5)
- lã. - Método para codificar um sinal análogo por amostragem tendo uma natureza repetitiva, no qual, para um segmento de sinal a ser codificado consistindo de um primeiro número pré-determinado de amostras, é sempre feita uma pesquisa num segmento precedente contendo um segundo número pré-cêterminado de amostras o qual é maior que o primeiro número de amostras para um segmento de sinal o qual é tão semelhante quanto possivel comparando sempre o sinal a ser codificado, em passos de intervalo de amostragem, com um segmento contendo o primeiro número de amostras o qual faz parte do segmato contendo o segundo número de amostras no qual o sinal de diferença é determinado entre o segmento mais similar encontrado e o segmento a ser codificado tem como a diferença entre um instante de tempo de referência no segmento a ser codificado e um instante de tempo no segmento mais similar encontrado expresso no número de amostras D, entre os dois instantes de tempo, caracterizado por o número de amostras no segmento a ser codificado ser incrementado por um factor pré-determinado Oh posicionando sempre (Ob-1) amostras tendo um valor igual a zero entre duas amostras consecutivas, por o número de amostras no segmento precedente ser também incrementado pelo factor Ob por, no segmento precedente, serem determinados segmentos parciais Cd, para os quais se verifique o caso de o número de amostras Dd, expresso nos números de amostras após a exaustão de amostragem, entre o instante de tempo de referência no segmento a ser codificado e o instante de tempo de referência num segmento parcial Cd satisfazer: Dd = = (D * Ob)/d no qual d = 1, 2,3, 4, ...n, onde n é um inteiro positivo e Ob e n são escolhidos por forma a que Dd seja sempre um inteiro, por, nos segmentos Cd, os valores das amostras serem determinados por uma técnica de interpolação em posições pré-determinadas, cujas posições pré-deterX r· minadas estão situadas num espacejamento Dd das amostras originais no segmento a ser codificado antes do seu número de amostras tenha sido incrementado e por um segmento parcial Cd ser determinado o qual é o mais similar com o segmento a ser codificado,
- 2§. - Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a comparação entre o segmento a ser codificado e os segmentos Cd ser também levada a cabo para segmentos para os quais se verifique o caso de Dd = (D * Ob)/d + eps, onde eps é igual a pelo menos uma porção dos valores na gama eps = -(Ob-1) ..., —2, —1, +1, +2 ... (Ob-1).
- 3â. - Método de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por de entre os segmentos Cd, esse segmento Cd ser escolhido como o segmento mais similar que tenha um valor de correlação Rd com as amostras do segmento a ser codificado para o qual seja o caso deRd - q * R , onde q < 1 e R é o máximo valor decorremax' ' max lação que foi encontrado correlacionado os segmentos Cd e o segmento a ser codificado e por esse segmento que produz o menor valor associado de Dd.
- 4â. - Método para codificar um sinal análogo por amostragem tendo uma natureza repetitiva, no qual, para um segmento de sinal a ser codificado consistindo de um primeiro número pré-determinado de amostras é sempre feita uma pesquisa num segmento precedente contendo um segundo número pré-determinado de amostras o qual é maior do que o primeiro número de amostras para um segmento de sinal o qual é tão semelhante quanto possivel, comparando sempre o segmento de sinal a ser odifiçado, em passos de um intervalo de amostragem com um segmento contendo o primeiro número de amostras o qual faz parte do segmento contendo o segundonúmero de amostras e no qual a diferença de sinal é determinado entre o segmento encontrado mais similar e o segmento a ser codificado bem como a diferença entre um instante de tempo de referência no segmento parcial a ser codificado e um instante de tempo de referência no segmento mais similar encontrado, expresso no número de amostras D entre os dois instantes de tempo, caracterizado por, de entre os segmentos parciais comparados com o segmento a ser codificado, ser escolhido um segmento como o segmento parcial com a maior concordância o qual tenha um valor de correlação R com as amostras do segmento a ser edificado para o qual se verifique o caso de Rd - q * R , onde q <1 e Rmax θ o valor máximo de correlação que foi encontrado correlacionando os segmentos parciais do segmento precedente e o segmento a ser codificado, e ser o segmento parcial que produz o menor valor associado para D.
- 5â. - Dispositivo para codificar um sinal análogo tendo uma.?natureza repetitiva, compreendendo meios para fazer amostras do sinal a ser codificado, meiso para seccionar um segmento de sinal a ser codificado contendo um primeiro número para pré-determinado de amostras, meios para seccionar um segmento de sinal pré-determinado precedente contendo um segundo número de amostras, meios para comparar sempre, em passos de um intervalo de amostragem, os valores de amostragem do primeiro segmento com os correspondentes valores de amostragem de um segmento parcial contendo o primeiro número de amostras os quais fazem parte do segmento precedente; meios para determinar o segmento parcial o qual mostra a maior semelhança com o segmento de sinal a ser codificado; meios para determinar um sinal que é representativo da diferença entre o segmento a ser codificado e o segmento parcial encontrado e meios para determinar o número de amostras D entre um instante de tempo de referência no segmento a ser codificado e um instan-22te de tempo de referência no segmento parcial encontrado, caracterizado por incluir meios para fazer amostras do segmento de isnal a ser codificado e o segmento precedente por um factor Ob pré-determinado; meios para determinar o valor Dd = (D * Ob)/d, onde d =2, 3, 4 ...n; meios para determinar para cada valor de d, por meios de interpolação, as amostras em todos os isntantes de tempo os quais diferem de Dd dos instantes de tempo associados com os valores de amostragem, originais; e meios para correlacionar os valores de amostragem do segmento a ser codificado e os valores de amostragem determinados para um valor de d.
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