BRPI0711190A2 - método e aparelho para codificação sem perdas de um sinal de origem usando um fluxo de dados codificado com perdas e um fluxo de dados de extensão sem perdas - Google Patents
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Abstract
MéTODO E APARELHO PARA CODIFICAçãO SEM PERDAS DE UM SINAL DE ORIGEM USANDO UM FLUXO DE DADOS CODIFICADO COM PERDAS E UM FLUXO DE DADOS DE EXTENSãO SEM PERDAS Na codificação sem perdas baseada na com perdas, um sinal de áudio POM passa através de um codificador com perdas (41) para um decodificador com perdas (42). O codificador com perdas provê um fluxo de bits com perdas. O sinal da diferença (SDff) entre o sinal PCM e a saída do decodificador com perdas é codificado sem perdas (52), provendo um fluxo de bits de extensão. A invenção facilita o enriquecimento de uma codificação/decodificação de áudio perceptiva com perdas por uma extensão que possibilita a re- produção matematicamente exata da forma de onda original usando a anulação de correlação enriquecida, e provê dados adicionais para reconstruir no local do decodificador um sinal de áudio de qualidade intermediária. A extensão sem perdas pode ser usada para estender a codificação/decodificação de mp3 amplamente usada para codificação/decodificaçáo sem perdas e codificação/decodificação de mp3 de qualidade superior.
Description
"MÉTODO E APARELHO PARA CODIFICAÇÃO SEM PERDAS DE UM SINÁL DEORIGEM USANDO UM FLUXO DE DADOS CODIFICADO COM PERDAS E UM FLUXO DEDADOS DE EXTENSÃO SEM PERDAS"
A invenção refere-se a um método e a um aparelho para a codificação sem perdasde um sinal de origem, usando um fluxo de dados codificado com perdas e um fluxo de da-dos de extensão sem perdas que juntos formam um fluxo de dados codificado sem perdaspara o dito sinal de origem. Os dados de codificação de áudio perceptivos com perdas sãoenriquecidos pelos dados de extensão que possibilitam a reprodução matematicamente exa-ta (sem perdas) da forma de onda do sinal de áudio original.
Antecedentes
O princípio básico da codificação de áudio sem perdas é representado na figura 1.As amostras do sinal de áudio PCM digital não são independentes entre si. Uma anulaçãoda correlação de sinal 11 é usada para reduzir essa dependência antes da codificação porentropia 12. Esse processo precisa ser reversível para ser capaz de restaurar o sinal origi-nal. As técnicas de anulação de correlação conhecidas são usar a filtragem profética linear(também conhecida como codificação profética linear LPC), bancos de filtro de número intei-ro e abordagens baseadas na com perdas.
O princípio básico da codificação sem perdas baseada na com perdas é represen-tado na figura 2 e na figura 3. Na parte de codificação (lado esquerdo) na figura 2, um sinalde entrada de áudio PCM SPcm passa através de um codificador com perdas 21 para umdecodificador com perdas 22 e como um fluxo de bits com perdas para um decodificadorcom perdas 25 na parte de decodificação (lado direito). A codificação e a decodificação comperdas são usadas para anular a correlação do sinal. O sinal de saída do decodificador 22 éremovido do sinal de entrada SPCm em um mecanismo de subtração 23 e o sinal da diferençaresultante passa através de um codificador sem perdas 24 como um fluxo de bit de extensãopara um decodificador sem perdas 27. Os sinais de saída dos decodificadores 25 e 27 sãocombinados 26 de modo a recuperar o sinal original Spcm- Esse princípio básico é reveladopara codificação de áudio em EP-B-0756386 e US-B-6498811 e é também discutido em P.Craven, M. Gerzon1 "Lossless Coding for Áudio Discs", J. Audio Eng. Soc., Vol. 44, No. 9,setembro de 1996 e em J.Koller1 Th. Sporer, K.H. Brandenburg1 "Robust Coding of HighQuaIityAudio Signals", AES 103rd Convention1 Prepint 4621, agosto de 1997.
No codificador com perdas na figura 3, o sinal da entrada de áudio PCM Spom passaatravés de um banco de filtro de análise 31 e uma quantização 32 das amostras de sub-banda para uma codificação e compactação do fluxo de bits 33. A quantização é controladapor uma calculadora de modelo perceptivo 34 que recebe o sinal SPCM e informação corres-pondente do banco do filtro de análise 31. No lado do decodificador, o fluxo de bits com per-das codificado entra em um dispositivo 35 para descompactar o fluxo de bits, seguido pordispositivo 36 para decodificar as amostras de sub-banda e por um banco de filtro de sínte-se 37 que libera o sinal PCM com perdas decodificado SDec· Exemplos para codificação edecodificação com perdas são descritos em detalhes no padrão ISO/IEC 11172-3 (MPEG-1áudio).
Pelo fato de que um codificador com perdas produz um sinal de erro SDiff que é pro-porcional aos limiares de máscara no domínio da freqüência, o sinal não é muito bem anula-do da correlação e, portanto, não é ótimo para codificação por entropia. Como uma conse-qüência, as publicações seguintes focalizam em uma manipulação especial do sinal de erroSDitf. A abordagem comum é aplicar variações de esquemas de anulação de correlação deLPC no sinal de erro SDiff: WO-A-9953677, US-A-20040044520, WO-A-2005098823. Em EP-A-0905918 a amplitude do sinal de erro SDiff é usada com um laço de realimentação para oestágio de quantização da parte do codificador com perdas a fim de controlar a quantizaçãono codificador com perdas e, assim, gerar uma melhor anulação de correlação do sinal deerro Soiff.
Invenção
Quando provendo uma extensão de codificação sem perdas para a codificação comperdas, é desejável facilitar isso em uma maneira escalável.
Um problema a ser resolvido pela invenção é prover uma extensão de codifica-ção/decodificação sem perdas melhorada para codificação/decodificação com perdas emuma maneira escalável, a codificação/decodificação com perdas sendo baseada, por exem-plo, em mp3 (MPEG-1 Camada de áudio 3). Esse problema é resolvido pelo método de co-dificação revelado na reivindicação 1 e nos métodos de decodificação nas reivindicações 3 e5. Aparelhos que utilizam esses métodos são revelados nas reivindicações 2, 4 e 6, respec-tivamente.
A invenção facilita o enriquecimento de uma codificação/decodificação de áudioperceptivo com perdas por uma extensão que possibilita a reprodução matematicamenteexata (isto é, codificação/decodificação sem perdas) da forma de onda original. A codifica-ção sem perdas baseada na com perdas faz uso da anulação da correlação enriquecida pormeio da anulação da correlação espectral construída no codificador-decodificador com per-das e anulação da correlação LPC temporal adicional, onde os parâmetros do filtro LPC nãoprecisam ser transmitidos. Vantajosamente, a extensão sem perdas inventiva pode ser usa-da para estender a codificação/decodificação de mp3 amplamente usada para codifica-ção/decodificação sem perdas.
Em princípio, o método de codificação inventivo é adequado para codificação semperdas de um sinal de origem, usando um fluxo de dados codificado com perdas e um fluxode dados de extensão sem perdas que juntos formam um fluxo de dados codificado semperdas para o dito sinal de origem, o dito método incluindo as etapas:- codificar corâ perdas o dito sinal de origem, em que a dita codificação com perdasprovê o dito fluxo de dados codificado com perdas, bem como os dados de branqueamentoespectral,
- adequadamente decodificar com perdas os ditos dados codificados com perdas,dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão e, usando os ditos dados debranqueamento espectral, construir a partir do dito sinal decodificado padrão um sinal deco-dificado de qualidade superior,
- formar um sinal de diferença entre o dito sinal de origem e o dito sinal decodifica-do de qualidade superior e codificar sem perdas o dito sinal de diferença,
- compactar o dito sinal de diferença codificado junto com os ditos dados de bran-queamento espectral para formar o dito fluxo de dados de extensão sem perdas.
Em princípio, o aparelho de codificação inventivo é adequado para a codificaçãosem perdas de um sinal de origem, usando um fluxo de dados codificado com perdas e umfluxo de dados de extensão sem perdas que juntos formam um fluxo de dados codificadosem perdas para o dito sinal de origem, o dito aparelho incluindo:
- dispositivo sendo adaptado para codificar com perdas o dito sinal de origem, emque a dita codificação com perdas provê o dito fluxo de dados codificado com perdas bemcomo dados de branqueamento espectral,
- dispositivo sendo adaptado para adequadamente decodificar com perdas os ditosdados codificados com perdas, dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrãoe, usando os ditos dados de branqueamento espectral, construir a partir do dito sinal decodi-ficado padrão, um sinal decodificado de qualidade superior,
- dispositivo sendo adaptado para formar um sinal de diferença entre o dito sinal deorigem e o dito sinal decodificado de qualidade superior e para codificar sem perdas o ditosinal da diferença e para compactar o dito sinal de diferença codificado junto com os ditosdados de branqueamento espectral para formar o dito fluxo de dados de extensão sem perdas.
Em princípio, o método de decodificação inventivo é adequado para decodificar umfluxo de dados do sinal de origem codificado sem perdas, cujo fluxo de dados foi derivadode um fluxo de dados codificado com perdas e um fluxo de dados de extensão sem perdasque juntos formam um fluxo de dados codificado sem perdas para o dito sinal de origem,
em que o dito sinal de origem foi codificado com perdas, a dita codificação comperdas provendo o dito fluxo de dados codificado com perdas bem como dados de branque-amento espectral,
e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perdas, dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão e, usando osditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidade superior foiconstruído a partir do dito sinal decodificado padrão,
e em que um sinal de diferença entre o dito sinal de origem e o dito sinal decodifi-cado de qualidade superior foi formado e codificado sem perdas,
e em que o dito sinal de diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral para formar o dito fluxo de dados de extensãosem perdas,
o dito método incluindo as etapas:
- descompactar o dito fluxo de dados de extensão sem perdas e decodificar o ditosinal da diferença codificado sem perdas de modo a prover o dito sinal da diferença e osditos dados de branqueamento espectral,
- decodificar com perdas o dito fluxo de dados codificado com perdas, dessa manei-ra reconstruindo o dito sinal decodificado padrão e, usando os ditos dados de branqueamen-to espectral, reconstruir o dito sinal decodificado de qualidade superior a partir do dito sinaldecodificado padrão,
- formar, a partir do dito sinal de diferença codificado sem perdas decodificado e apartir do dito sinal decodificado de qualidade superior, um sinal de origem reconstruído.
Em princípio, o aparelho de decodificação inventivo é adequado para decodificarum fluxo de dados do sinal de origem codificado sem perdas, cujo fluxo de dados foi deriva-do de um fluxo de dados codificado com perdas e um fluxo de dados de extensão sem per-das que juntos formam um fluxo de dados codificado sem perdas para o dito sinal de ori-gem, em que o dito sinal de origem foi codificado com perdas, a dita codificação com perdasprovendo o dito fluxo de dados codificado com perdas bem como dados de branqueamentoespectral,
e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perdas, dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão e, usando osditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidade superior foiconstruído a partir do dito sinal decodificado padrão,
e em que um sinal de diferença entre o dito sinal de origem e o dito sinal decodifi-cado de qualidade superior foi formado e codificado sem perdas,
e em que o dito sinal de diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral para formar o dito fluxo de dados de extensãosem perdas,
o dito aparelho incluindo:
- dispositivo sendo adaptado para descompactar o dito fluxo de dados de extensãosem perdas e para decodificar o dito sinal de diferença codificado sem perdas de modo aprover o dito sinal de diferença e os ditos dados de branqueamento espectral,
- dispositivo sendo adaptado para decodificar com perdas o dito fluxo de dados co-dificado com perdas, dessa maneira reconstruindo o dito sinahdecodificado padrão e, usan-do os ditos dados de branqueamento espectral, reconstruir o dito sinal decodificado de qua-lidade superior a partir do dito sinal decodificado padrão,
- dispositivo sendo adaptado para formar, a partir do dito sinal da diferença codifi-cado sem perdas decodificado e a partir do dito sinal decodificado de qualidade superior, umsinal de origem reconstruído.
Em princípio, o método de decodificação inventivo adicional é adequado para deco-dificar um fluxo de dados de sinal de origem codificado sem perdas, cujo fluxo de dados foiderivado de um fluxo de dados codificado com perdas e um fluxo de dados de extensão semperdas que juntos formam um fluxo de dados codificado sem perdas para o dito sinal deorigem,
em que o dito sinal de origem foi codificado com perdas, a dita codificação comperdas provendo o dito fluxo de dados codificado com perdas bem como dados de branque-amento espectral,
e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perdas, dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão e, usando osditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidade superior foiconstruído a partir do dito sinal decodificado padrão,
e em que um sinal da diferença entre o dito sinal de origem e o dito sinal decodifi-cado de qualidade superior foi formado e codificado sem perdas,
e em que o dito sinal da diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral para formar o dito fluxo de dados de extensãosem perdas,
o dito método incluindo as etapas:
- descompactar o dito fluxo de dados de extensão sem perdas de modo a prover osditos dados de branqueamento espectral,
- decodificar com perdas o dito fluxo de dados codificado com perdas, dessa manei-ra reconstruindo o dito sinal decodificado padrão e, usando os ditos dados de branqueamen-to espectral, reconstruir o dito sinal decodificado de qualidade superior a partir do dito sinaldecodificado padrão.
Em princípio, o aparelho de decodificação inventivo adicional é adequado para de-codificar um fluxo de dados de sinal de origem codificado sem perdas, cujo fluxo de dadosfoi derivado de um fluxo de dados codificado com perdas e um fluxo de dados de extensãosem perdas que juntos formam um fluxo de dados codificado sem perdas para o dito sinalde origem,
em que o dito sinal de origem foi codificado com perdas, a dita codificação comperdas provendo o dito fluxo de dados codificado com perdas bem como dados de branque-amento espectral,
e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perda, dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão e, usando osditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidade superior foiconstruído a partir do dito sinal decodificado padrão,
e em que um sinal de diferença entre o dito sinal de origem e o dito sinal decodifi-cado de qualidade superior foi formado e codificado sem perdas,
e em que o dito sinal de diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral para formar o dito fluxo de dados de extensãosem perdas,
o dito aparelho incluindo:
- dispositivo sendo adaptado para descompactar o dito fluxo de dados de extensãosem perdas de modo a prover os ditos dados de branqueamento espectral,
- dispositivo sendo adaptado para decodificação com perdas do dito fluxo de dadoscodificado com perdas, dessa maneira reconstruindo o dito sinal decodificado padrão e, u-sando os ditos dados de branqueamento espectral, reconstruir o dito sinal decodificado dequalidade superior a partir do dito sinal decodificado padrão.
Modalidades adicionais vantajosas da invenção são reveladas nas reivindicaçõesdependentes respectivas.
Desenhos
Modalidades exemplares da invenção são descritas com referência aos desenhosacompanhantes que mostram na:
Figura 1 princípio conhecido da compactação do sinal de áudio sem perdas,Figura 2 diagrama de blocos básico para um codificador e decodificador sem per-das baseados na com perdas conhecidos,
Figura 3 operação de princípio conhecida de um codificador com perdas e um de-codificador com perdas,
Figura 4 diagrama de blocos para a codificação sem perdas inventiva baseada nacom perdas,
Figura 5 diagrama de blocos para a decodificação sem perdas inventiva baseadana com perdas,
Figura 6 diagrama de blocos mais detalhado para o codificador com perdas na figu-ra 4,
Figura 7 sinais exemplares:
a) espectro do sinal discreto no domínio da sub-banda do codificador com perdas,
b) sinal de erro seguinte à quantização perceptivamente controlada,
c) sinal de erro seguinte ao branqueamento,d) modelagem do ruído espectral para se adaptar a um dado sinal de filtro LPC1Figura 8 diagrama de blocos mais detalhado para o decodificador com perdas na fi-gura 5,
Figura 9 diagrama de blocos mais detalhado para o codificador sem perdas e com-pactador na figura 4,
Figura 10 anulador de correlação LPC
Figura 11 diagrama de blocos mais detalhado para o mecanismo de descompactarsem perdas e decodificador na figura 5,
Figura 12 estrutura do arquivo de extensão
Figura 13 formatação do fluxo de bits.Modalidades exemplares
A invenção resolve o problema da anulação da correlação abaixo de ótima da codi-ficação sem perdas baseada na com perdas fazendo uso de um codificador semelhante aocodificador com perdas modificado 41 mostrado na figura 4. Além de produzir a partir dosinal de entrada original SPCm um fluxo de bits com perdas complacente 411, esse codifica-dor gera dados de branqueamento espectral especiais que são enviados, além de outrasinformações, como informação secundária 412 para um decodificador com perdas modifica-do correspondente 42 e para um codificador sem perdas e compactador 45 liberando umfluxo de bits de extensão sem perdas. O codificador com perdas 41 é mostrado em maisdetalhes na figura 6. Os dados de branqueamento espectral são formados como explicadoem conjunto com as figuras 6 e 7. No decodificador com perdas modificado 42, o fluxo debits com perdas 411 é decodificado e o espectro de freqüência para o quadro corrente dosinal de entrada é restaurado, por meio do que os dados de branqueamento espectral dosinal 412 são adicionados no espectro. A seguir, no decodificador 42, um banco de filtro desíntese é aplicado e um sinal de erro de domínio de tempo SDiff é calculado em um meca-nismo de subtração 44 subtraindo o sinal de saída S'Dec do decodificador correspondente 42do sinal de entrada SPCm que foi adequadamente retardado por um armazenamento tempo-rário 43 a fim de compensar o tempo de processamento requerido no codificador 41 e deco-dificador 42. O sinal de erro S0iff agora tem um espectro de potência de freqüência branco(isto é, um plano) que é equivalente a ter uma alta anulação da correlação, e assim é ade-quado para codificação por entropia eficiente. O sinal SDiff é alimentado para um codificadorsem perdas e compactador 45 que contém um codificador por entropia e inclui no seu fluxode extensão sem perdas 451 os dados da informação secundária do codificador com perdasde saída 412 providos do codificador 41 e dados de informação secundária do decodificadorcom perdas 421 providos pelo decodificador 42.
Para aumentar a eficiência da codificação sem perdas, o codificador com perdasmodificado 41 pode reduzir a quantidade dos dados de branqueamento (e assim a taxa detransferência relacionada) em favor de um filtro LPC adicional colocado dentro do codifica-dor sem perdas e compactador 45. Os coeficientes do filtro LPC são determinados usandoelementos de fluxo de bits com perdas como fatores de escala ou o espectro do bloco nodecodificador 42 na modalidade preferida, e somente uma quantidade muito pequena dedados adicionais precisa ser transmitida para possibilitar o cálculo dos coeficientes de filtrono lado do decodificador.
Na decodificação sem perdas baseada na com perdas na figura 5, o fluxo de bitscom perdas 411 é decodificado em um decodificador com perdas modificado 51 que liberaum sinal de saída decodificado e codificado com perdas (conhecido) SDec> por exemplo, umsinal mp3 decodificado, que pode ser representado como modo com perdas 1.
Quando recebendo o fluxo de extensão sem perdas 451, a consistência para igua-lar o fluxo de bits com perdas 411 e uma verificação de permissão para permitir a decodifi-cação para modos diferentes podem ser executadas, por exemplo, em um anulador decompactação sem perdas e decodificador 52. Os modos diferentes podem ser o modo comperdas 1, um modo com perdas 2 e um modo sem perdas 3.
Se não operando no modo 1 somente, os dados de branqueamento espectral rece-bidos são descompactados no dispositivo 52 e são enviados (entre outras informações) co-mo informação secundária 521 para o decodificador com perdas 51, no qual os dados debranqueamento espectral são adicionados no espectro restaurado e um banco de filtro desíntese é aplicado para criar o sinal de saída S'Dec· No modo com perdas 2, S'Dec é o sinal desaída. Esse é um sinal com perdas que é superior ao sinal S0ec em termos de qualidadeperceptiva e é chamado 'qualidade intermediária' na descrição seguinte. Não é necessáriodecodificar o sinal da diferença codificado sem perdas SDiff-
No modo sem perdas 3, o fluxo de extensão sem perdas 451 é também descom-pactado no dispositivo 52 e a decodificação por entropia é aplicada nele, e uma síntese LPCopcional pode ser aplicada se sinalizado adequadamente no fluxo de bits de extensão semperdas 451. Em uma modalidade preferida, os coeficientes do filtro de síntese LPC são de-terminados usando itens de informação correspondentes dos elementos de dados do fluxode bits com perdas 411 como fatores de escala ou o espectro dos blocos do coeficiente comperdas relacionado no domínio da sub-banda do decodificador com perdas 51, bem comoitens de informação de ajudante opcionais transmitidos dentro do fluxo de extensão semperdas 451. O sinal de erro S0iff é restaurado no dispositivo 52 e é sincronizado com o sinalS'Dec. O sinal de erro Soiff e o sinal S'Dec (isto é, o sinal de qualidade intermediária) são com-binados em um somador 53 de modo a recuperar a reconstrução matematicamente semperdas do sinal original SPCm·
O decodificador com perdas 51 opera exatamente como o decodificador com per-das 42 na parte de codificação em termos de cálculo do sinal S'Dec· O sinal S'Dec na parte dedecodificação e o sinal S'Dec na parte de codificação são matematicamente idênticos;, bemcomo os sinais SDrff na parte de decodificação e SDitf na parte de codificação.
Vantajosamente, as implementações do decodificador com perdas 51 e 42 e os e-Iementos LPC opcionais no dispositivo 52 e dispositivo 45 podem ser realizadas indepen-dentes da plataforma usando aritmética de número inteiro.
O codificador com perdas 41 da figura 4 é explicado em mais detalhes em conjuntocom a figura 6. O decodificador com perdas 51 da figura 5 é explicado em mais detalhes emconjunto com a figura 8. Pela combinação do codificador com perdas 41 e decodificadorcom perdas 42 na figura 4, simplificações são possíveis.
Codificador com perdas
O codificador com perdas 41 inclui um banco de filtro de análise 61 e uma calcula-dora de modelo perceptivo 64 que recebem ambos o sinal de entrada original SPCm· O sinalde saída do banco de filtro 61 passa para a primeira entrada de um mecanismo de subtra-ção 65 e através de um primeiro dispositivo de quantização 62 para a segunda entrada deum primeiro mecanismo de subtração 65 e para um dispositivo de compactação de fluxo debits e codificação 63 que provê o fluxo de bits com perdas 411. O banco de filtro de análise61 converte o sinal SPCm para o domínio da sub-banda.
Um espectro exemplar do sinal 611 é representado na figura 7a, mostrando as am-plitudes A do espectro contra a freqüência f.
O sinal 611 é quantizado no primeiro quantizador 62 de acordo com o controle domodelo perceptivo provido pela calculadora 64. Um sinal de erro 651 é calculado pela sub-tração das amostras da sub-banda quantizadas 621 das amostras da sub-banda original611. Geralmente, a amplitude desse sinal de erro é proporcional aos limiares de máscaradeterminados no modelo perceptivo. Um sinal de erro exemplar 651 é representado na figu-ra 7b em comparação com o sinal 611.
O sinal de erro 651 é quantizado em um segundo dispositivo de quantização 66 emuma tal maneira que um sinal de erro adicional 681 é calculado dentro de um laço de contro-le de adaptação formado por um segundo mecanismo de subtração 68 e um controlador deadaptação 67, cujo sinal de erro adicional 681 é a diferença entre o sinal 651 e o sinal desaída do segundo quantizador 66 e se aproxima de um espectro branco, como representadona figura 7c junto com os sinais 611 e 651. O sinal de saída do segundo quantizador 66 re-presenta os dados de branqueamento espectral 661 que são enviados como parte da infor-mação secundária 412 para o decodificador com perdas 42 e para o codificador sem perdase compactador 45. O controle de adaptação 67 controla o segundo quantizador 66 e tomacuidado para encontrar a quantização certa e a taxa de transferência correta para o sinal661. Se a taxa de transferência excede um valor limiar predeterminado e o espectro de erro681 não é, portanto, estimado 'branco', dentro da informação secundária 411, um sinal defuga 671 é enviado indicando que o codificador sem perdas e compactador 45 usará umaanulação de correlação LPC adicional. O controle de adaptação 67 ajusta a etapa de quanti-zação ótima para o quantizador 66 para possibilitar um piso de ruído plano, ver sinal 681 nafigura 7c. Esse controle pode incluir uma análise de potência do sinal 651. Um processoiterativo não é necessário.
A segunda tarefa do controle de adaptação 67 é observar uma estimativa da taxade transferência do sinal codificado por entropia 661. O sinal 661 é posteriormente codifica-do por entropia na etapa ou estágio 93. A taxa de transferência do sinal codificado por en-tropia 661 é uma contribuição principal para a taxa geral do fluxo de bits 'sem perda' 451. Nocaso que essa estimativa da taxa de transferência exceda um limiar, o sinal de fuga 671 ausar a anulação da correlação LPC adicional no domínio de tempo é enviado.
Em uma outra modalidade, o controle de adaptação 67 pode otimizar o sinal 661 talque o sinal 681 não é mais branco (isto é, ele usa etapas de quantização diferentes sobre oeixo geométrico do receptáculo da freqüência). O piso do ruído 681 é então formado paraigualar as características de um dado filtro de anulação de correlação LPC dentre um dicio-nário de filtros LPC diferentes. O processo de controle de adaptação então se torna iterativoa fim de encontrar a correspondência mais próxima do sinal 681 com menores custos (istoé, compartilhamento da taxa de transferência). Essa modalidade é representada na figura 7d.
Decodificador com perdas
O decodificador com perdas 42 mostrado na figura 8 recebe o fluxo de bits comperdas 411 que é descompactado em um mecanismo de descompactação de fluxo de bits81 e é decodificado (incluindo o processamento do fator de escala do quantizador inverso seaplicável) em um decodificador de amostra de sub-banda 82 para criar um sinal de amostrade sub-banda 821 que é idêntico ao sinal 621 no codificador com perdas na figura 6. O sinal821 é transformado de volta para o domínio de tempo em um banco de filtro de síntese 83que restaura em cada caso um bloco dos valores de dados do sinal SDec. Os dados de bran-queamento espectral 661 (que são recebidos do fluxo de extensão sem perdas seguinte àdescompactação) são adicionados em um combinador 84 para o sinal 821, a fim de formarum sinal 841 que tem um erro de quantização no domínio da sub-banda que é idêntico aoerro de quantização do sinal 681 nas figuras 6 e 7c. Um banco de filtro de síntese 85 trans-forma o sinal 841 de volta para o domínio do tempo e restaura em cada caso um bloco dosvalores de dados do sinal S'Dec. Pelo fato de que normalmente qualquer sinal SDec ou sinalS'Dec é liberado, um filtro de síntese único pode ser usado que é conectado no sinal 821 ousinal 841, respectivamente.
O decodificador com perdas deve ser realizado em uma maneira independente daplataforma usando operações especiais aritméticas de número inteiro. A decodificação deum dado fluxo de bits para o sinal S'Dec dentro do decodificador sem perdas na codificaçãoou no lado da decodificação precisa produzir resultados numericamente equivalentes emcada plataforma como plataformas com base em ARM, com base em Intel Pentium ou combase em DSP.
Armazenamento temporário e sincronização
A codificação e a decodificação com perdas induzem um retardo entre os sinaisSpcm e S'Dec na figura 4. Quando operando o codificador sem perdas nas aplicações emtempo real de transferência contínua, o codificador com perdas está ciente desse retardo econtrolará o armazenamento temporário de primeiro a entrar primeiro a sair no armazena-mento temporário 43 para garantir a operação exata da amostra (isto é, sincronizada) nomecanismo de subtração 44 na figura 4. Quando operando o codificador sem perdas paraoperações de arquivo para arquivo, por exemplo, convertendo arquivos de áudio PCM paraarquivos codificados sem perdas, o armazenamento temporário 43 pode ser substituído u-sando dispositivo de sincronização como descrito em US-B-6903664.
Na modalidade preferida, o codificador com perdas inserirá itens de informação in-dicando o retardo da codificação e o comprimento do arquivo original na parte de dados au-xiliares do fluxo de bits com perdas dos primeiros um ou dois quadros de áudio, bem comono primeiro quadro da extensão sem perdas. O decodificador com perdas 42 e 51 lerá essainformação e pulará as primeiras amostras decodificadas (zero) indicadas pela informaçãode retardo.
Codificador sem perdas e compactador
O codificador sem perdas e compactador 45 da figura 4 é mostrado em mais deta-lhes na figura 9. Durante a operação regular, o sinal de erro Soiff é altamente anulado dacorrelação e pode ser codificado por entropia no codificador por entropia 93, para cuja codi-ficação a modalidade preferida usa uma codificação Golomb-Rice. Os dados de branquea-mento espectral 661 (do barramento 412) são também codificados por entropia no codifica-dor 93 usando um método de codificação por entropia diferente, por exemplo, codificaçãoHuffman. O compactador 94 forma um fluxo de bits com base no quadro usando os dadoscodificados por entropia 931 e os itens de informação adicionais 412 como sinal de fuga 671do codificador com perdas 41 e libera o fluxo de extensão sem perdas 451. Se indicado pelocodificador com perdas 41 com o sinal de fuga 671, o sinal de erro SDiff pode ser tambémanulado da correlação usando uma predição linear em um anulador de correção LPC 91,que é mostrado em mais detalhes na figura 10. O anulador da correlação LPC 91 recebeinformação do ajudante do barramento 421. A comutação de acordo com o sinal de fuga 671(do barramento 412) é executada pela chave 92.
Anulador da correlação LPC
No anulador de correlação LPC na figura 10, do sinal de entrada S0iff, uma versãopassada através do prognosticador 102 é subtraída em urrumecanismo de subtração 101. Oseu sinal de saída é alimentado para a chave 92. O prognosticador 102 usa um filtro que écalculado usando um determinador de filtro 103, os coeficientes de filtro do qual são deriva-dos do sinal da informação do ajudante do barramento 421. O determinador do filtro 103pode operar como segue:
Modo 1
Os fatores de escala do decodificador são transmitidos como sinal 421 para o de-terminador de filtro 103. Esses fatores de escala si são usados para estimar a potência es-pectral do residual no domínio da transformação:
See(i) = 2-3/8si, com i = 0,...,Nband-1 (número de receptáculos), por meio do que a es-timativa da potência semelhante a etapa pode ficar retificada. Esses valores de potênciaespectral são duplicados para formar uma seqüência igual S'ee(i) com i = 0, ..., Nband-1.....
2Nband - 1- Isso é feito para possibilitar uma seqüência FFT inversa de valor real. A seguir, aauto-correlação é calculada por iFFT (S'ee(i)). O algoritmo de Levison-Durbin pode ser usadopara determinar os coeficientes LPC.
Esse procedimento pode também ser usado no decodificador sem perdas. Se par-tes relevantes do espectro de freqüência superior não são transmitidas dentro do fluxo debits do codificador com perdas 411, essa informação ausente 631 é enviada da eta-pa/estágio 63 no codificador com perdas para o compactador 94 para transmissão, e doanulador de compactação 111 para o determinador de filtro 103.
Modo 2
Um conjunto de coeficientes de filtro LPC é selecionado de um diretório de conjun-tos de coeficiente de filtro LPS pelo controlador de adaptação 67. A seguir o sinal 631 setorna o índice do diretório para o conjunto selecionado de coeficientes e é passado para ocompactador 94 para transmissão.
Informação Secundária
Os barramentos de informação secundária 412 e 421 transportam dados do codifi-cador com perdas 41 para o decodificador com perdas 42 e de qualquer um para o codifica-dor sem perdas e compactador 45, e esses barramentos incluem os seguintes elementos dedados:
- dados de branqueamento espectral codificados 661 (enviados via o barramento412 do codificador 41 para o decodificador 42 e para o codificador/compactador 45),
- um sinal de fuga 671 para indicar a anulação da correlação LPC adicional (envia-da via o barramento 412 do codificador 41 para o codificador/compactador 45), isto é, indi-cando que a anulação da correlação LPC e a síntese LPC estão ativas,
- um sinal de informação do ajudante (enviado via o barramento 421 do decodifica-dor 42 para o codificador/compactador 45 ou 94, respectivamente), isto é, fatores de escalapara determinaçãodo filtro LPC,
- uma informação do ajudante 631 enviada do codificador com perdas 41 para ocompactador do codificador 45/94, para transmitir fatores de escala ausentes para bandasde alta freqüência ou um índice para um conjunto de coeficientes de filtro LPC pré-definidos,
- para aplicações de arquivo para arquivo, valor de retardo do codificador com per-das e/ou valor do comprimento do arquivo original (enviado via o barramento 412 do codifi-cador 41 para o decodificador 42 e para o codificador/compactador 45).
Decodificação sem perdas baseada na com perdas
Como já descrito em conjunto com a figura 2, a decodificação é executada usandoum decodificador com perdas 25 e um decodificador sem perdas 27, os sinais de saída dosquais são combinados para recuperar as amostras de sinal de entrada originais SPCm· Vanta-josamente, a decodificação pode ser executada em modos diferentes.
Modo 1
O decodificador pode decodificar qualquer fluxo de bits com perdas complacente411 sem um fluxo de extensão sem perdas 451 estar presente e provê o sinal S^Dec- Essemodo fica também ativo quando um fluxo de extensão sem perdas 451 está presente, porémnenhuma permissão é provida para usar um outro modo. De preferência, o decodificadorverificará o fluxo da extensão sem perdas para um ID de permissão correspondente no seubanco de dados de direitos.
Modo 2
Esse modo de qualidade intermediária é também habilitado por uma verificação depermissão no decodificador quando examinando os dados do fluxo de extensão sem perdas.Somente os dados de branqueamento 661 são descompactados e usados pelo decodifica-dor com perdas para prover o sinal S'Dec.
Modo 3
A decodificação do modo sem perdas é iniciada seguinte a um resultado de verifi-cação de permissão positiva e o sinal S^PCm é liberado.
O decodificador com perdas correspondente 51 é representado na figura 8 em maisdetalhes. Os modos de operação são sinalizados dentro da informação secundária 521 doanulador de compactação sem perdas e decodificador 52. Basicamente, os mesmos deta-lhes se aplicam como descrito para o decodificador com perdas 42. O fluxo de bits com per-das codificado 411 entra em um dispositivo 81 para descompactar o fluxo de bits, seguidopelo dispositivo 82 para decodificar as amostras da sub-banda e por um banco de filtro desíntese 83 que libera o sinal PCM com perdas decodificado S^Dec- O sinal de saída 821 dodispositivo 82 é combinado em um somador 84 com os dados de branqueamento espectralcorrespondentes 661. O sinal combinado 841 entra em um segundo banco de filtro de sínte-se 85 que libera o sinal PCM com perdas decodificado S^Dec.Anulador de compactação sem perdas e decodificador
A figura 11 mostra o anulador de compactação sem perdas e decodificador 52 emmais detalhes. O anulador de compactação sem perdas 111 recebe o fluxo de extensão semperdas 451 que é analisado e descompactado.
A informação de controle é guiada para o controlador de operação 115 no qual nocaso de aplicações de arquivo para arquivo uma verificação de consistência pode ser execu-tada para identificara integridade com relação ao fluxo de bits com perdas 411. Como umaopção, uma impressão digital de referência (por exemplo, dados CDC) é extraída do fluxo deextensão sem perdas 451 e uma impressão digital corrente é calculada sobre um certo blo-co de dados do fluxo de bits com perdas 411. Se ambas as impressões digitais são idênti-cas, a operação normal prossegue. Uma verificação de permissão pode ser executada comouma próxima etapa para identificar o modo ou modos de operação permitidos. Itens de in-formação correspondentes 1151 recebidos de um banco de dados externo são usados paracomparação com identificadores de permissão do fluxo de bits recebido. O modo corrente édeterminado e um sinal correspondente 1152 é usado para enviar a informação relacionadapara o decodificador com perdas 51 usando o canal de informação secundária 521. Em mo-dalidades especiais, um dispositivo para decifrar um fluxo de extensão sem perdas cripto-grafado poderia também ser usado. Seguinte a descompactação, os dados do sinal da ex-tensão de áudio 1111 são decodificados por entropia em um decodificador por entropia 112.Os itens de dados de branqueamento espectral codificados por entropia são adequadamen-te decodificados por entropia, por exemplo, no codificador 112. Os dados de branqueamentodecodificados 661 são enviados para o decodificador com perdas 51 e os dados do sinal dadiferença SDiff são enviados para o combinador ou unidade de soma 53. Se a informação defuga para aplicar a síntese LPC adicional é identificada no fluxo de bits 451 pelo anulador decompactação 111 e controlador de operação 115, esse controlador usará o sinal 1153 paraalternar o comutador 113 para a trajetória de síntese LPC. Os coeficientes do filtro de sínte-se LPC 114 são calculados usando informação do ajudante 1141 que é provida do anuladorde compactação 111, ou que podem ser determinados a partir dos fatores de escala do fluxode bits com perdas ou do sinal da sub-banda do decodificador 841 e informação adicionaltransmitida no fluxo de bits da extensão sem perdas 451 como fatores de escala ausentesou informação de potência espectral das bandas de alta freqüência não transmitidas no fluxode bits com perdas 411, ou um valor de índice apontando para um conjunto de coeficientesLPC pré-definidos.
Informação secundária
A informação secundária 521 trocada entre o decodificador com perdas 51 e o anu-lador de compactação sem perdas e decodificador 52 inclui a seguinte informação e elementos de dados:- um sinal indicador de modo 1152 (enviado para o decodificador 52),
- dados de branqueamento espectral 661 (enviados para o decodificador 52),
- informação do ajudante 1141 do decodificador com perdas 42 para determinar co-eficientes de filtro LPC (enviada para o anulador de compactação sem perdas e decodifica-5 dor 52),
- valor do retardo do codificador com perdas e/ou valor do comprimento do arquivooriginal para aplicações de arquivo para arquivo (enviado para o decodificador 52).
Fluxo de bits da extensão sem perdas
Os seguintes elementos de dados podem ser providos dentro do fluxo de bits da ex-tensão sem perdas como elementos de dados do cabeçalho:
- uma impressão digital para identificar de maneira não ambígua fluxo de bits comperdas correspondente. Esse elemento é necessário especificamente para duas aplicaçõesde arquivos e poderia ser desconsiderado para recipiente (um arquivo) e aplicações detransferência contínua,
- indicadores de modo e informação DRM correspondente,
- informação de sincronização (retardo de codificação com perdas, comprimento doarquivo original, indicador de fim de arquivo),
- tamanho da palavra PCM do sinal original (16, 20 ou 24 bits),
- informação de ponto de aviso possibilitando um endereçamento mais rápido dosquadros de dados sem perdas dentro do fluxo (taxa de transferência variável), consistindo
de uma tabela de ponteiros de intervalo de quadro constante e um indicador de comprimen-to de intervalo do quadro.
Nas aplicações de arquivo para arquivo, esses itens de informação precisam serprovidos somente uma vez no começo do fluxo de bits sem perdas. Nas aplicações de trans-ferência contínua, esses itens de informação, excluindo os dados de ponto de aviso, preci-sam ser enviados a cada N quadros.
Elementos de dados do quadro do fluxo de bit do fluxo de bit de extensão sem per-das são:
- um indicador de limiar de quadro para possibilitar a operação síncrona do quadropara o fluxo de bits com perdas,
- dados de erro espectral codificados (isto é, branqueamento),
- informação de fuga indicando o uso de síntese LPC adicional e informação do a-judante LPC,
- os dados do sinal de erro de tempo codificado.
Um formato de arquivo de fluxo de extensão sem perdas é mostrado na figura 12.Um cabeçalho do arquivo provê informação secundária para iniciar o processo de decodifi-cação. Seguinte aos dados do cabeçalho, quadros de dados de comprimento variável con-tendo dados para reconstruir um sinal de áudio de qualidade intermediária e para reconstruirum sinal de áudio de qualidade sem perdas são arranjados.
Dados do cabeçalho do arquivo:
- ID do cabeçalho,
- comprimento do cabeçalho,
- impressão digital (por exemplo, dados CRC32),
- bloco de informação de indicação de modo,
- informação secundária: retardo do codec, comprimento do arquivo original, tama-nho da palavra PCM, taxa de amostra,
- um bloco de dados da tabela do ponto de aviso: valor do comprimento do bloco,informação de intervalo nos quadros, número de entradas na tabela, tabela de ponteiros.
Dados de quadro:
- palavra de sincronização (opcional) e comprimento do quadro,
- dados do erro espectral codificados (isto é, branqueamento): comprimento do blo-co, dados codificados. Esses são os dados requeridos para decodificar para a qualidadeintermediária (modo 2). Decodificadores operando no modo 2 pularão o resto dos dados doquadro se tais dados estão presentes,
- informação do ajudante LPC: valor do comprimento do bloco, indicador de modoLPC, dados codificados,
- sinal de erro de tempo codificado: valor do comprimento do bloco, dados codificados.
Formatos do fluxo de bits e gerenciamento de direitos
O fluxo de bits com perdas 411 e o fluxo de extensão sem perdas 451 podem serformatados para aplicações de armazenamento diferente ou transferência contínua, ver figu-ra 13. Os sinais de saída 411 e 451 da codificação sem perdas baseada na com perdas 131são alimentados para um mecanismo de formatação de fluxo de bits 132. O sinal de saídaresultante 1322 pode ser um fluxo ou arquivo único ou pode consistir de dois fluxos ou doisarquivos. Um processamento de gerenciamento de direitos pode ser aplicado suprindo omecanismo de formatação 132 com dados de gerenciamento de dados correspondentes 1321.
No lado da decodificação, um anulador de formatação do fluxo de bits correspon-dentes pode ser usado.
Claims (15)
1. Método para a codificação sem perdas de um sinal de origem (SPCm). usando umfluxo de dados codificado com perdas (411) e um fluxo de dados de extensão sem perdas(451) que juntos formam um fluxo de dados codificado sem perdas (1322) para o dito sinalde origem, CARACTERIZADO pelas etapas:- codificar com perdas (41) o dito sinal de origem, em que a dita codificação comperdas provê o dito fluxo de dados codificado com perdas (411), bem como os dados debranqueamento espectral (661),- adequadamente decodificar com perdas (42) os ditos dados codificados com per-das, dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão (SDec) e, usando os ditosdados de branqueamento espectral, construir a partir do dito sinal decodificado padrão umsinal decodificado de qualidade superior (S'Dec)>- formar (43, 44) um sinal de diferença (SDiff) entre o dito sinal de origem (SPCm) e odito sinal decodificado de qualidade superior (S'Dec) e codificar sem perdas (45) o dito sinalde diferença,- compactar o dito sinal de diferença codificado junto com os ditos dados de bran-queamento espectral (661) para formar o dito fluxo de dados de extensão sem perdas (451).
2. Aparelho para a codificação sem perdas de um sinal de origem (SPCm), usandoum fluxo de dados codificado com perdas (411) e um fluxo de dados de extensão sem per-das (451) que juntos formam um fluxo de dados codificado sem perdas (1322) para o ditosinal de origem, o dito aparelho CARACTERIZADO pelo fato de que inclui:- dispositivo (41) sendo adaptado para codificar com perdas o dito sinal de origem,em que a dita codificação com perdas provê o dito fluxo de dados codificado com perdas(411) bem como dados de branqueamento espectral (661),- dispositivo (42) sendo adaptado para adequadamente decodificar com perdas osditos dados codificados com perdas, dessa maneira reconstruindo um sinal decodificadopadrão (S0ec) e, usando os ditos dados de branqueamento espectral, construir a partir dodito sinal decodificado padrão, um sinal decodificado de qualidade superior (S'Dec),- dispositivo (43, 44, 45) sendo adaptado para formar um sinal de diferença (Soiff)entre o dito sinal de origem (SPCm) e o dito sinal decodificado de qualidade superior (S'Dec) epara codificar sem perdas o dito sinal da diferença e para compactar o dito sinal de diferen-ça codificado junto com os ditos dados de branqueamento espectral (661) para formar o ditofluxo de dados de extensão sem perdas (451).
3. Método para decodificar um fluxo de dados do sinal de origem codificado semperdas (SPCm), cujo fluxo de dados foi derivado de um fluxo de dados codificado com perdas(411) e um fluxo de dados de extensão sem perdas (451) que juntos formam um fluxo dedados codificado sem perdas (1322) para o dito sinal de origem,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sinal de origem foi codificado com per-das (41), a dita codificação com perdas provendo o dito fluxo de dados codificado com per-das (411) bem como dados de branqueamento espectral (661),e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perdas (42), dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão (S0ec) e,usando os ditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidadesuperior (S'Dec) foi construído a partir do dito sinal decodificado padrão,e em que um sinal de diferença (SDiff) entre o dito sinal de origem (SPCm) e o dito si-nal decodificado de qualidade superior (S'Dec) foi formado (43, 44) e codificado sem perdas(45),e em que o dito sinal de diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral (661) para formar o dito fluxo de dados de ex-tensão sem perdas (451),o dito método incluindo as etapas:- descompactar (52) o dito fluxo de dados de extensão sem perdas (451) e decodifi-car (52) o dito sinal da diferença codificado sem perdas de modo a prover o dito sinal dadiferença (S0iff) e os ditos dados de branqueamento espectral (661),- decodificar com perdas (51) o dito fluxo de dados codificado com perdas (411),dessa maneira reconstruindo o dito sinal decodificado padrão (S0ec) e, usando os ditos da-dos de branqueamento espectral, reconstruir (51) o dito sinal decodificado de qualidade su-perior (S0ec) a partir do dito sinal decodificado padrão,- formar (53), a partir do dito sinal de diferença codificado sem perdas decodificado(S0Hf) e a partir do dito sinal decodificado de qualidade superior (S0ec)1 um sinal de origemreconstruído (SPCm)·
4. Aparelho para decodificar um fluxo de dados do sinal de origem codificado semperdas (SPcm), cujo fluxo de dados foi derivado de um fluxo de dados codificado com perdas(411) e um fluxo de dados de extensão sem perdas (451) que juntos formam um fluxo dedados codificado sem perdas (1322) para o dito sinal de origem,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sinal de origem foi codificado com per-das (41), a dita codificação com perdas provendo o dito fluxo de dados codificado com per-das (411) bem como dados de branqueamento espectral (661),e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perdas (42), dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão (S0ec) e,usando os ditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidadesuperior (S'0ec) foi construído a partir do dito sinal decodificado padrão,e em que um sinal de diferença (S0iff) entre o dito sinal de origem (SPCm) e o dito si-nal decodificado de qualidade superior (S0ec) foi formado (43, 44) e codificado sem perdas(45),e em que o dito sinal de diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral (661) para formar o dito fluxo de dados de ex-tensão sem perdas (451),o dito aparelho incluindo:- dispositivo (52) sendo adaptado para descompactar o dito fluxo de dados de ex-tensão sem perdas (451) e para decodificar o dito sinal de diferença codificado sem perdasde modo a prover o dito sinal de diferença (SDiff) e os ditos dados de branqueamento espec-tral (661),- dispositivo (51) sendo adaptado para decodificar com perdas o dito fluxo de dadoscodificado com perdas (411), dessa maneira reconstruindo o dito sinal decodificado padrão(SDec) e, usando os ditos dados de branqueamento espectral, reconstruir (51) o dito sinaldecodificado de qualidade superior (S'Dec) a partir do dito sinal decodificado padrão,- dispositivo (53) sendo adaptado para formar a partir do dito sinal da diferença co-dificado sem perdas decodificado (SDiff) e a partir do dito sinal decodificado de qualidadesuperior (S'Dec), um sinal de origem reconstruído (SPCM)·
5. Método para decodificar um fluxo de dados de sinal de origem codificado semperdas (SPCm). cujo fluxo de dados foi derivado de um fluxo de dados codificado com perdas(411) e um fluxo de dados de extensão sem perdas (451) que juntos formam um fluxo dedados codificado sem perdas (1322) para o dito sinal de origem,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sinal de origem foi codificado com per-das (41), a dita codificação com perdas provendo o dito fluxo de dados codificado com per-das (411) bem como dados de branqueamento espectral (661),e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perdas (42), dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão (SDec) e,usando os ditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidadesuperior (S'Dec) foi construído a partir do dito sinal decodificado padrão,e em que um sinal da diferença (SDiff) entre o dito sinal de origem (SPCm) e o dito si-nal decodificado de qualidade superior (S'Dec) foi formado (43, 44) e codificado sem perdas(45),e em que o dito sinal da diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral (661) para formar o dito fluxo de dados de ex-tensão sem perdas (451),o dito método incluindo as etapas:- descompactar (52) o dito fluxo de dados de extensão sem perdas (451) de modo aprover os ditos dados de branqueamento espectral (661),- decodificar com perdas (51) o dito fluxo de dados codificado com perdas (411),dessa maneira reconstruindo o dito sinal decodificado padrão (SDec) e, usando os ditos da-dos de branqueamento espectral, reconstruir (51) o dito sinal decodificado de qualidade su-perior (S'oec) a partir do dito sinal decodificado padrão.
6. Aparelho para decodificar um fluxo de dados de sinal de origem codificado semperdas (SPCm), cujo fluxo de dados foi derivado de um fluxo de dados codificado com perdas(411) e um fluxo de dados de extensão sem perdas (451) que juntos formam um fluxo dedados codificado sem perdas (1322) para o dito sinal de origem,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sinal de origem foi codificado com per-das (41), a dita codificação com perdas provendo o dito fluxo de dados codificado com per-das (411) bem como dados de branqueamento espectral (661),e em que os ditos dados codificados com perdas foram adequadamente decodifica-dos com perdas (42), dessa maneira reconstruindo um sinal decodificado padrão (Soec) e,usando os ditos dados de branqueamento espectral, um sinal decodificado de qualidadesuperior (S'Dec) foi construído a partir do dito sinal decodificado padrão,e em que um sinal de diferença (SDiff) entre o dito sinal de origem (SPCm) e o dito si-nal decodificado de qualidade superior (S'Dec) foi formado (43, 44) e codificado sem perdas(45),e em que o dito sinal de diferença codificado sem perdas foi compactado junto comos ditos dados de branqueamento espectral (661) para formar o dito fluxo de dados de ex-tensão sem perdas (451),o dito aparelho incluindo:- dispositivo (52) sendo adaptado para descompactar o dito fluxo de dados de ex-tensão sem perdas (451) de modo a prover os ditos dados de branqueamento espectral(661),- dispositivo (51) sendo adaptado para decodificação com perdas do dito fluxo dedados codificado com perdas (411), dessa maneira reconstruindo o dito sinal decodificadopadrão (S0ec) e, usando os ditos dados de branqueamento espectral, reconstruir (51) o ditosinal decodificado de qualidade superior (S'Dec) a partir do dito sinal decodificado padrão.
7. Método de acordo com uma das reivindicações 1, 3 e 5, ou aparelho de acordocom uma das reivindicações 2, 4 e 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos dados debranqueamento espectral (661) são ou eram, respectivamente, gerados por:- processamento do dito sinal de origem (SPCm) em um banco do filtro de análise(61) e quantização (62) do seu sinal de saída e formação (65) do sinal de diferença (651)entre o sinal de saída do banco do filtro de análise (611) e o sinal de saída de quantização(621), em que a dita quantização é, ou era, controlada por uma calculadora de modelo per-ceptivo (64),- quantização (66) do dito sinal de diferença (651) dessa maneira controlando (67)essa quantização adicional tal que o sinal da diferença (681) entre a entrada e a saída dadita quantização adicional aproxima-se de um espectro branco, por meio do que o sinal desaída da dita quantização adicional forma os ditos dados de branqueamento espectral (661).
8. Método ou aparelho de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelofato de que:- a dita quantização adicional (66) é controlada por um controlador de adaptação(67) que verifica a taxa de transferência corrente dos ditos dados de branqueamento espec-tral (661) e, se a dita taxa de transferência corrente excede um valor limiar predeterminado,ajusta um sinal de fuga (671),- a dita codificação sem perdas do dito sinal da diferença (SDiff) usa um codificadorpor entropia (93), o sinal de entrada do qual passa através de um anulador de correlaçãoLPC se o dito sinal de fuga é ajustado e, respectivamente,a dita decodificação sem perdas do dito sinal de diferença codificado sem perdas(SDiff) usa um decodificador por entropia (112), o sinal de saída do qual passa através deuma síntese LPC (114) se o dito sinal de fuga foi ajustado no local da codificação.
9. Método, de acordo com uma das reivindicações 1, 3, 5, 7 e 8, ou aparelho de a-cordo com uma das reivindicações 2, 4, e 6 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que os di-tos dados de branqueamento espectral (661) são ou eram, respectivamente, codificados porentropia (93) no local da codificação e, respectivamente, são decodificados por entropia(112) no local de decodificação.
10. Método ou aparelho de acordo com a reivindicação 8 ou 9, CARACTERIZADOpelo fato de que o dito anulador de correlação LPC e a dita síntese LPC são um filtro LPC,os coeficientes de filtro do qual são determinados usando itens de informação como fatoresde escala e/ou o espectro dos blocos de coeficiente relacionados no domínio da sub-bandado dito fluxo de bits com perdas (411) e/ou itens de informação do ajudante.
11. Método, de acordo com uma das reivindicações 1, 3, 5 e 7 a 10, ou aparelho deacordo com uma das reivindicações 2, 4, e 6 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que odito fluxo de dados de extensão sem perdas (451) inclui- dados de branqueamento espectral codificados (661),- um sinal de fuga (671) indicando que a anulação da correlação LPC está ativa,- um sinal de informação do ajudante,- para aplicações de arquivo para arquivo, um valor de retardo do codificador comperdas e/ou um valor de comprimento do arquivo original.
12. Fluxo de bits de extensão sem perdas (451), CARACTERIZADO pelo fato deque inclui:- dados do sinal da diferença codificado por entropia (Sdís),- dados de branqueamento espectral codificados (661),- um sinal de fuga-(671) indicando que a anulação da correlação LPC está ativa,- um sinal de informação do ajudante,- para aplicações de arquivo para arquivo, um valor de retardo do codificador comperdas e/ou um valor de comprimento de arquivo original,cujos itens de dados e sinais facilitam a execução do método de acordo com as rei-vindicações 3 ou 5.
13. Fluxo de bits codificado sem perdas (1322), CARACTERIZADO pelo fato deque inclui dados de sinal codificados com perdas (411), por exemplo, dados de mp3, e ositens de dados e sinais e opcionalmente valores definidos na reivindicação 12.
14. Meio de armazenamento, por exemplo, um disco ótico, CARACTERIZADO pelofato de que contém ou armazena, ou tem gravado nele, um sinal de vídeo digital codificadode acordo com o método de uma das reivindicações 1 e 7 a 11.
15. Meio de armazenamento, por exemplo, um disco ótico, CARACTERIZADO pelofato de que contém ou armazena, ou tem gravado nele, um fluxo de bits de acordo com areivindicação 12 ou 13.
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| B25A | Requested transfer of rights approved |
Owner name: DOLBY INTERNATIONAL AB (NL) |
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| B15K | Others concerning applications: alteration of classification |
Ipc: G10L 19/00 (2000.01), G10L 19/24 (2013.01) |
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| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
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