Аудиокодек, поддерживающий режимы кодирования во временной области и в частотной области

Аудиокодек, поддерживающий режимы кодирования во временной области и в частотной области

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к аудиокодеку, поддерживающему режимы кодирования во временной области и в частотной области.

Недавно завершено создание MPEG USAC-кодека. USAC (стандартизированное кодирование речи и аудио) является кодеком, который кодирует аудиосигналы с использованием сочетания AAC (усовершенствованного кодирования аудио), TCX (возбуждения кодированием с преобразованием) и ACELP (линейного прогнозирования с возбуждением алгебраическим кодом). В частности, MPEG USAC использует длину кадра в 1024 выборок и дает возможность переключения между AAC-подобными кадрами в 1024 или 8×128 выборок, 1024 TCX-кадрами или, в одном кадре, комбинации из ACELP-кадров (256 выборок), 256 и 512 TCX-кадров.

Недостаток состоит в том, что MPEG USAC-кодек не подходит для вариантов применения, требующих низкой задержки. Варианты применения для двусторонней связи, например, требуют таких малых задержек. Вследствие длины USAC-кадра в 1024 выборок USAC не подходит для этих вариантов применения с низкой задержкой.

В WO 2011147950 предложено обеспечивать применимость USAC-подхода для вариантов применения с низкой задержкой посредством ограничения режимов кодирования USAC-кодека только TCX и ACELP-режимами. Дополнительно, предложено повысить детализацию структуры кадра таким образом, чтобы удовлетворять требованию низкой задержки, накладываемому посредством вариантов применения с низкой задержкой.

Тем не менее, по-прежнему существует потребность в предоставлении аудиокодека, обеспечивающего низкую задержку при кодировании при повышенной эффективности с точки зрения отношения скорость/искажения. Предпочтительно, кодек должен иметь возможность эффективно обрабатывать аудиосигналы различных типов, такие как речь и музыка.

Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять аудиокодек, предлагающий низкую задержку для вариантов применения с низкой задержкой, но при повышенной эффективности кодирования с точки зрения, например, отношения скорость/искажения по сравнению с USAC.

Эта цель достигается посредством предмета изобретения в находящихся на рассмотрении независимых пунктах формулы изобретения.

Базовая идея, лежащая в основе настоящего изобретения, заключается в том, что аудиокодек, поддерживающий режимы кодирования во временной области и в частотной области, который имеет низкую задержку и повышенную эффективность кодирования с точки зрения отношения скорость/искажения, может быть получен, если аудиокодер выполнен с возможностью работать в различных рабочих режимах, так что, если активный рабочий режим является первым рабочим режимом, зависящий от режима набор из доступных режимов кодирования кадров не пересекается с первым поднабором режимов кодирования во временной области и перекрывается со вторым поднабором режимов кодирования в частотной области, тогда как, если активный рабочий режим является вторым рабочим режимом, зависящий от режима набор из доступных режимов кодирования кадров перекрывается с обоими поднаборами, т.е. с поднабором режимов кодирования во временной области, а также с поднабором режимов кодирования в частотной области. Например, решение в отношении того, к какому из первого и второго рабочего режима осуществляется доступ, может быть выполнено в зависимости от доступной скорости передачи битов для передачи потока данных. Например, зависимость решения может быть такой, что ко второму рабочему режиму доступ осуществляется в случае более низких доступных скоростей передачи битов, в то время как к первому рабочему режиму доступ осуществляется в случае более высоких доступных скоростей передачи битов. В частности, посредством предоставления кодера с рабочими режимами, можно не допускать выбора посредством кодера любого режима кодирования во временной области в случае, если условия кодирования, к примеру, определенные посредством доступных скоростей передачи битов, являются такими, что выбор любого режима кодирования во временной области с большой вероятностью приводит к потере эффективности кодирования, если рассматривать эффективность кодирования с точки зрения отношения скорость/искажения в зависимости от скорости передачи в долгосрочной перспективе. Если точнее, авторы настоящей заявки узнали, что подавление выбора любого режима кодирования во временной области в случае (относительно) высокой доступной полосы пропускания передачи приводит к повышению эффективности кодирования: тогда как в краткосрочной перспективе можно предположить, что режим кодирования во временной области в настоящее время должен предпочитаться по сравнению с режимами кодирования в частотной области, это допущение с большой вероятностью окажется некорректным при анализе аудиосигнала в течение более длительного периода. Тем не менее, такой более длительный анализ или прогнозирование невозможны в вариантах применения с низкой задержкой, и, соответственно, недопущение осуществления доступа посредством кодера к любому режиму кодирования во временной области заранее обеспечивает достижение повышенной эффективности кодирования.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения вышеуказанная идея используется так, что скорость передачи битов потока данных дополнительно увеличивается. Хотя синхронное управление рабочим режимом кодера и декодера является достаточно экономным с точки зрения скорости передачи битов или даже вообще не требует затрат в форме скорости передачи битов, когда синхронность обеспечивается посредством некоторого другого средства, тот факт, что кодер и декодер работают и переключаются между рабочими режимами синхронно, может быть использован для того, чтобы уменьшать объем служебной сигнализации для сигнализации режимов кодирования кадров, ассоциированных с отдельными кадрами потока данных в последовательных частях аудиосигнала, соответственно. В частности, в то время как модуль ассоциирования декодера может быть выполнен с возможностью осуществлять ассоциирование каждого из последовательных кадров потока данных с одним из зависящих от режима наборов из множества режимов кодирования кадров в зависимости от элемента синтаксиса кадрового режима, ассоциированного с кадрами потока данных, модуль ассоциирования может, в частности, изменять зависимость выполнения ассоциирования в зависимости от активного рабочего режима. В частности, изменение зависимости может заключаться в том, что, если активный рабочий режим является первым рабочим режимом, зависящий от режима набор не пересекается с первым поднабором и перекрывается со вторым поднабором, а если активный рабочий режим является вторым рабочим режимом, зависящий от режима набора перекрывается с обоими поднаборами. Тем не менее, также осуществимы менее строгие решения, повышающие скорость передачи битов, которые заключаются в пользовании сведениями относительно условий, ассоциированных с текущим незавершенным рабочим режимом.

Преимущественные аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

В частности, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения подробнее описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг. 1 показывает блок-схему аудиодекодера согласно варианту осуществления;

Фиг. 2 показывает схематический вид взаимно однозначного преобразования между возможными значениями элемента синтаксиса кадрового режима и режимами кодирования кадров зависящего от режима набора в соответствии с вариантом осуществления;

Фиг. 3 показывает блок-схему декодера во временной области согласно варианту осуществления;

Фиг. 4 показывает блок-схему кодера в частотной области согласно варианту осуществления;

Фиг. 5 показывает блок-схему аудиокодера согласно варианту осуществления; и

Фиг. 6 показывает вариант осуществления для кодеров во временной области и в частотной области согласно варианту осуществления.

Относительно описания чертежей следует отметить, что описания элементов на одном чертеже должны в равной степени применяться к элементам, имеющим ассоциированное с ними идентичное позиционное обозначение на другом чертеже, если иное не указано явно.

Фиг. 1 показывает аудиодекодер 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Аудиодекодер содержит декодер 12 во временной области и декодер 14 в частотной области. Дополнительно, аудиодекодер 10 содержит модуль 16 ассоциирования, выполненный с возможностью ассоциировать каждый из последовательных кадров 18a-18c потока 20 данных с одним из зависящего от режима набора из множества 22 режимов кодирования кадров, которые примерно проиллюстрированы на фиг. 1 как A, B и C. Может быть предусмотрено более трех режимов кодирования кадров, и, таким образом, число может меняться с трех на какое-либо другое. Каждый кадр 18a-c соответствует одной из последовательных частей 24a-c аудиосигнала 26, который аудиодекодер должен восстанавливать из потока 20 данных.

Если точнее, модуль 16 ассоциирования подсоединяется между входом 28 декодера 10, с одной стороны, и входами декодера 12 во временной области и декодера 14 в частотной области, с другой стороны, с тем, чтобы предоставлять в них ассоциированные кадры 18a-c способом, подробнее описанным ниже.

Декодер 12 во временной области выполнен с возможностью декодировать кадры, имеющие ассоциированный с ними один из первого поднабора 30 из одного или более из множества 22 режимов кодирования кадров, и декодер 14 в частотной области выполнен с возможностью декодировать кадры, имеющие ассоциированный с ними один из второго поднабора 32 из одного или более из множества 22 режимов кодирования кадров. Первый и второй поднаборы не пересекаются друг с другом, как проиллюстрировано на фиг. 1. Если точнее, декодер 12 во временной области имеет выход для того, чтобы выводить восстановленные части 24a-c аудиосигнала 26, соответствующие кадрам, имеющим ассоциированный с ними один из первых поднаборов 30 режимов кодирования кадров, и декодер 14 в частотной области содержит выход для вывода восстановленных частей аудиосигнала 26, соответствующих кадрам, имеющим ассоциированный с ними один из второго поднабора 32 режимов кодирования кадров.

Как показано на фиг. 1, аудиодекодер 10 необязательно может иметь модуль 34 комбинирования, который соединяется между выходами декодера 12 во временной области и декодера 14 в частотной области, с одной стороны, и выходом 36 декодера 10, с другой стороны. В частности, хотя фиг. 1 предлагает то, что части 24a-24c не перекрывают друг друга, а идут непосредственно друг за другом во времени t, в этом случае модуль 34 комбинирования может отсутствовать, также возможно то, что части 24a-24c являются, по меньшей мере частично, последовательными во времени t, но частично перекрывают друг друга, к примеру, для получения возможности подавления искажения во времени, связанного с перекрывающимся преобразованием, используемым посредством декодера 14 в частотной области, например, как имеет место с нижеприведенным более подробным вариантом осуществления декодера 14 в частотной области.

Перед продолжением описания варианта осуществления согласно фиг. 1 следует отметить, что число режимов A-C кодирования кадров, проиллюстрированных на фиг. 1, является просто иллюстративным. Аудиодекодер согласно фиг. 1 может поддерживать более трех режимов кодирования. Далее, режимы кодирования кадров поднабора 32 называются режимами кодирования в частотной области, тогда как режимы кодирования кадров поднабора 30 называются режимами кодирования во временной области. Модуль 16 ассоциирования перенаправляет кадры 15a-c любого режима 30 кодирования во временной области в декодер 12 во временной области, а кадры 18a-c любого режима кодирования в частотной области - в декодер 14 в частотной области. Модуль 34 комбинирования корректно регистрирует восстановленные части аудиосигнала 26, выводимые посредством декодеров 12 и 14 во временной области и в частотной области, так что они размещаются последовательно во времени t, как указано на фиг. 1. Необязательно, модуль 34 комбинирования может выполнять функциональность суммирования с перекрытием между частями 24 режима кодирования в частотной области или предпринимать другие конкретные меры при переходах между непосредственно последовательными частями, к примеру функциональность суммирования с перекрытием, для выполнения подавления искажения между частями, выводимыми посредством декодера 14 в частотной области. Прямое подавление искажения может быть выполнено между непосредственно смежными частями 24a-c, выводимыми посредством декодеров 12 и 14 во временной области и в частотной области отдельно, т.е. для переходов от частей 24 режима кодирования в частотной области к частям 24 режима кодирования во временной области, и наоборот. Для получения дополнительной информации в отношении возможных реализаций, следует обратиться к более подробным вариантам осуществления, описанным дополнительно ниже.

Как подробнее указано ниже, модуль 16 ассоциирования выполнен с возможностью осуществлять ассоциирование последовательных кадров 18a-c потока 20 данных с режимами A-C кодирования кадров таким способом, который не допускает использования режима кодирования во временной области в случаях, если использование такого режима кодирования во временной области является несоответствующим, к примеру, в случаях высоких доступных скоростей передачи битов, на которых режимы кодирования во временной области с большой вероятностью являются неэффективными с точки зрения отношения скорость/искажения по сравнению с режимами кодирования в частотной области, так что использование режима кодирования кадров во временной области для определенного кадра 18a-18c с большой вероятностью должно приводить к снижению эффективности кодирования.

Соответственно, модуль 16 ассоциирования выполнен с возможностью осуществлять ассоциирование кадров с режимами кодирования кадров в зависимости от элемента синтаксиса кадрового режима, ассоциированного с кадрами 18a-c в потоке 20 данных. Например, синтаксис потока 20 данных может иметь такую конфигурацию, в которой каждый кадр 18a-c содержит такой элемент 38 синтаксиса кадрового режима для определения режима кодирования кадров, которому принадлежит соответствующий кадр 18a-c.

Дополнительно, модуль 16 ассоциирования выполнен с возможностью работать в активном одном из множества рабочих режимов или выбирать текущий рабочий режим из множества рабочих режимов. Модуль 16 ассоциирования может выполнять этот выбор в зависимости от потока данных или в зависимости от внешнего управляющего сигнала. Например, как подробнее указано ниже, декодер 10 изменяет свой рабочий режим синхронно с изменением рабочего режима в кодере, и, для того чтобы реализовывать синхронность, кодер может сигнализировать активный рабочий режим и изменение активного из рабочих режимов в потоке 20 данных. Альтернативно, кодер и декодер 10 может быть синхронно управляемым посредством некоторого внешнего управляющего сигнала, такого как управляющие сигналы, предоставляемые посредством нижних транспортных уровней, таких как EPS или RTP и т.п. Управляющий сигнал, предоставляемый извне, например, может указывать на некоторую доступную скорость передачи битов.

Чтобы осуществлять или реализовывать недопущение несоответствующих вариантов выбора или несоответствующего использования режимов кодирования во временной области, как указано выше, модуль 16 ассоциирования выполнен с возможностью изменять зависимость выполнения ассоциирования кадров 18 с режимами кодирования в зависимости от активного рабочего режима. В частности, если активный рабочий режим является первым рабочим режимом, зависящий от режима набор из множества режимов кодирования кадров является, например, режимом, показанным как 40, который не пересекается с первым поднабором 30 и перекрывает второй поднабор 32, тогда как, если активный рабочий режим является вторым рабочим режимом, зависящий от режима набор является, например, таким, как показано посредством 42 на фиг. 1, и перекрывает первый и второй поднаборы 30 и 32.

Иными словами, в соответствии с вариантом осуществления согласно фиг. 1, аудиодекодер 10 является управляемым посредством потока 20 данных или внешнего управляющего сигнала таким образом, чтобы изменять свой активный рабочий режим между первым и вторым рабочим режимом, за счет этого изменяя зависящий от рабочего режима набор режимов кодирования кадров соответствующим образом, а именно между 40 и 42, так что в соответствии с одним рабочим режимом, зависящий от режима набор 40 не пересекается с набором режимов кодирования во временной области, при этом в другом рабочем режиме зависящий от режима набор 42 содержит по меньшей мере один режим кодирования во временной области, а также по меньшей мере один режим кодирования в частотной области.

Чтобы подробнее пояснять изменение зависимости выполнения ассоциирования модуля 16 ассоциирования, следует обратиться к фиг. 2, который в качестве примера показывает фрагмент из потока 20 данных, причем фрагмент включает в себя элемент 38 синтаксиса кадрового режима, ассоциированный с некоторым одним из кадров 18a-18c согласно фиг. 1. В этом отношении следует вкратце отметить, что структура потока 20 данных, проиллюстрированная на фиг. 1, применена просто в качестве иллюстрации, и что также может применяться другая структура. Например, хотя кадры 18a-18c на фиг. 1 показаны как просто соединенные или непрерывные части потока 20 данных без чередования между ними, такое чередование также может применяться. Кроме того, хотя фиг. 1 предлагает то, что элемент 38 синтаксиса кадрового режима содержится в кадре, на который он ссылается, это не обязательно имеет место. Наоборот, элементы 38 синтаксиса кадрового режима могут быть размещены в потоке 20 данных вне кадров 18a-18c. Дополнительно, число элементов 38 синтаксиса кадрового режима, содержащихся в потоке 20 данных, не обязательно должно быть равно числу кадров 18a-18c в потоке 20 данных. Наоборот, элемент 38 синтаксиса кадрового режима согласно фиг. 2, например, может быть ассоциирован с несколькими кадрами 18a-18c в потоке 20 данных.

В любом случае в зависимости от способа, которым элемент 38 синтаксиса кадрового режима вставлен в поток 20 данных, существует преобразование 44 между элементом 38 синтаксиса кадрового режима, содержащимся и передаваемым через поток 20 данных, и набором 46 возможных значений элемента 38 синтаксиса кадрового режима. Например, элемент 38 синтаксиса кадрового режима может быть вставлен в поток 20 данных непосредственно, т.е. с использованием двоичного представления, такого как, например, PCM, либо с использованием кода переменной длины и/или с использованием энтропийного кодирования, такого как кодирование методом Хаффмана или арифметическое кодирование. Таким образом, модуль 16 ассоциирования может быть выполнен с возможностью извлекать 48, к примеру посредством декодирования, элемент 38 синтаксиса кадрового режима из потока 20 данных с тем, чтобы извлекать любой набор 46 возможных значений, при этом возможные значения типично иллюстрируются на фиг. 2 посредством небольших треугольников. На стороне кодера вставка 50 выполняется соответствующим образом, к примеру посредством кодирования.

Иными словами, каждое возможное значение, которое может допускать элемент 38 синтаксиса кадрового режима, т.е. каждое возможное значение в диапазоне 46 возможных значений элемента 38 синтаксиса кадрового режима ассоциировано с определенным одним из множества режимов A, B и C кодирования кадров. В частности, предусмотрено взаимно однозначное преобразование между возможными значениями набора 46, с одной стороны, и зависящим от режима набором режимов кодирования кадров, с другой стороны. Преобразование, проиллюстрированное посредством двунаправленной стрелки 52 на фиг. 2, изменяется в зависимости от активного рабочего режима. Взаимно однозначное преобразование 52 является частью функциональности модуля 16 ассоциирования, который изменяет преобразование 52 в зависимости от активного рабочего режима. Как пояснено относительно фиг. 1, в то время как зависящий от режима набор 40 или 42 перекрывается с обоими поднаборами 30 и 32 режимов кодирования кадров в случае второго рабочего режима, проиллюстрированного на фиг. 2, зависящий от режима набор не пересекается, т.е. не содержит каких-либо элементов, с поднабором 30 в случае первого рабочего режима. Другими словами, взаимно однозначное преобразование 52 преобразует область возможных значений элемента 38 синтаксиса кадрового режима в ко-область режимов кодирования кадров, называемую зависящим от режима набором 50 и 52, соответственно. Как проиллюстрировано на фиг. 1 и фиг. 2 посредством использования сплошных линий треугольников для возможных значений набора 46, область взаимно однозначного преобразования 52 может оставаться неизменной в обоих рабочих режимах, т.е. в первом и втором рабочем режиме, в то время как ко-область взаимно однозначного преобразования 52 изменяется, как проиллюстрировано и описано выше.

Тем не менее, даже число возможных значений в наборе 46 может изменяться. Это указывается посредством треугольника, нарисованного с использованием пунктирной линии на фиг. 2. Если точнее, число доступных режимов кодирования кадров может отличаться между первым и вторым рабочим режимом. Тем не менее, в таком случае модуль 16 ассоциирования в любом случае по-прежнему реализуется таким образом, что ко-область взаимно однозначного преобразования 52 имеет такой характер, как указано выше: отсутствует перекрытие между зависящим от режима набором и поднабором 30 в случае, если первый рабочий режим является активным.

Другими словами, необходимо отметить следующее. Внутренне, значение элемента 38 синтаксиса кадрового режима может быть представлено посредством некоторого двоичного значения, диапазон возможных значений которого вмещает набор 46 возможных значений, независимых от текущего активного рабочего режима. Еще точнее, модуль 16 ассоциирования внутренне представляет значение элемента синтаксиса кадра 38 с помощью двоичного значения двоичного представления. С использованием этих двоичных значений возможные значения набора 46 сортируются в порядковую шкалу, так что возможные значения набора 46 остаются сравнимыми друг с другом даже в случае изменения рабочего режима. Первое возможное значение набора 46 в соответствии с этой порядковой шкалой, например, может быть задано таким образом, что оно является значением, ассоциированным с наибольшей вероятностью из возможных значений набора 46, причем второе из возможных значений набора 46 всегда является значением со следующей более низкой вероятностью, и т.д. Соответственно, возможные значения элемента 38 синтаксиса кадрового режима за счет этого сравнимы друг с другом, несмотря на изменение рабочего режима. Во втором примере, может возникать такая ситуация, что область и ко-область взаимно однозначного преобразования 52, т.е. набор 46 возможных значений и зависящий от режима набор режимов кодирования кадров остаются идентичными, несмотря на изменения активного рабочего режима между первым и вторым рабочими режимами, но взаимно однозначное преобразование 52 изменяет ассоциирование между режимами кодирования кадров зависящего от режима набора, с одной стороны, и сравнимыми возможными значениями набора 46, с другой стороны. Во втором варианте осуществления декодер 10 согласно фиг. 1 по-прежнему имеет возможность использовать преимущество кодера, который работает в соответствии с нижепоясненными вариантами осуществления, а именно посредством исключения выбора несоответствующих режимов кодирования во временной области в случае первого рабочего режима. Выполняется ассоциирование более вероятных возможных значений набора 46 исключительно с режимами 32 кодирования в частотной области в случае первого рабочего режима при одновременном использовании более низких вероятных возможных значений набора 46 для режимов 30 кодирования во временной области только в течение первого рабочего режима, тогда как изменение этой политики в случае второго рабочего режима приводит к более высокому коэффициенту сжатия для потока 20 данных при использовании энтропийного кодирования для вставки/извлечения элемента 38 синтаксиса кадрового режима в/из потока 20 данных. Другими словами, тогда как в первом рабочем режиме ни один из режимов 30 кодирования во временной области не может быть ассоциирован с возможным значением набора 46, имеющим ассоциированную вероятность, превышающую вероятность для возможного значения, преобразованного посредством преобразования 52 в один из режимов 32 кодирования в частотной области, во втором рабочем режиме предусмотрен такой случай, в котором по меньшей мере один режим 30 кодирования во временной области ассоциирован с таким возможным значением, имеющим ассоциированную более высокую вероятность относительно другого возможного значения, ассоциированного, согласно преобразованию 52, с режимом 32 кодирования в частотной области.

Вышеуказанная вероятность, ассоциированная с возможными значениями 46 и необязательно используемая для их кодирования/декодирования, может быть статической или адаптивно изменяемой. Различные наборы оценок вероятности могут использоваться для различных рабочих режимов. В случае адаптивного изменения вероятности может быть использовано контекстно-адаптивное энтропийное кодирование.

Как проиллюстрировано на фиг. 1, один предпочтительный вариант осуществления для модуля 16 ассоциирования заключается в том, что зависимость выполнения ассоциирования зависит от активного рабочего режима, и элемент 38 синтаксиса кадрового режима кодируется и декодируется из потока 20 данных, так что число дифференцируемых возможных значений в наборе 46 является независимым от того, является активный рабочий режим первым или вторым рабочим режимом. В частности, в случае фиг. 1 число дифференцируемых возможных значений равняется двум, как также проиллюстрировано на фиг. 2 со ссылкой на треугольники со сплошными линиями. В этом случае, например, модуль 16 ассоциирования может иметь такую конфигурацию, в которой, если активный рабочий режим является первым рабочим режимом, зависящий от режима набор 40 содержит первый и второй режим A и B кодирования кадров из второго поднабора 32 режимов кодирования кадров, и декодер 14 в частотной области, который отвечает за эти режимы кодирования кадров, выполнен с возможностью использовать различные частотно-временные разрешения при декодировании кадров, имеющих ассоциированный с ними один из первого и второго режимов A и B кодирования кадров. За счет этой меры, например, одного бита достаточно для того, чтобы передавать элемент 38 синтаксиса кадрового режима непосредственно в потоке 20 данных, т.е. без дальнейшего энтропийного кодирования, причем только взаимно однозначное преобразование 52 изменяется при переключении с первого рабочего режима на второй рабочий режим, и наоборот.

Как подробнее указано ниже относительно фиг. 3 и 4, декодер 12 во временной области может быть декодером на основе линейного прогнозирования с возбуждением по коду, и декодер в частотной области может быть декодером с преобразованием, выполненным с возможностью декодировать кадры, имеющие ассоциированный с ними любой из второго поднабора режимов кодирования кадров, на основе уровней коэффициентов преобразования, кодируемых в поток 20 данных.

Например, см. фиг. 3. Фиг. 3 показывает пример для декодера 12 во временной области и кадра, ассоциированного с режимом кодирования во временной области, в котором кадр проходит через декодер 12 во временной области, чтобы давать в результате соответствующую часть 24 восстановленного аудиосигнала 26. В соответствии с вариантом осуществления согласно фиг. 3 и в соответствии с вариантом осуществления согласно фиг. 4, который должен описываться ниже, декодер 12 во временной области, а также декодер в частотной области являются декодерами на основе линейного прогнозирования, выполненными с возможностью получать коэффициенты фильтрации с линейным прогнозированием для каждого кадра из потока 12 данных. Хотя фиг. 3 и 4 предлагают, что каждый кадр 18 может иметь включенные коэффициенты фильтрации с линейным прогнозированием 16, это не обязательно имеет место. Скорость LPC-передачи, на которой коэффициенты 60 линейного прогнозирования передаются в потоке 12 данных, может быть равна частоте кадров для кадров 18 или может отличаться от нее. Тем не менее, кодер и декодер могут синхронно обрабатывать или применять коэффициенты фильтрации с линейным прогнозированием, по отдельности ассоциированные с каждым кадром, посредством интерполяции из скорости LPC-передачи на скорость LPC-применения.

Как показано на фиг. 3, декодер 12 во временной области может содержать синтезирующий фильтр 62 линейного прогнозирования и конструктор 64 сигналов возбуждения. Как показано на фиг. 3, в синтезирующий фильтр 62 линейного прогнозирования вводятся коэффициенты фильтрации с линейным прогнозированием, полученные из потока 12 данных для текущего кадра 18 режима кодирования во временной области. В конструктор 64 сигналов возбуждения вводятся параметр или код возбуждения, такой как индекс 66 кодовой книги, полученный из потока 12 данных для текущего декодированного кадра 18 (имеющего ассоциированный с ним режим кодирования во временной области). Конструктор 64 сигналов возбуждения и синтезирующий фильтр 62 линейного прогнозирования соединяются последовательно так, что они выводят восстановленную соответствующую часть 24 аудиосигнала на выходе синтезирующего фильтра 62. В частности, конструктор 64 сигналов возбуждения выполнен с возможностью конструировать сигнал 68 возбуждения с использованием параметра 66 возбуждения, который, как указано на фиг. 3, может содержаться в текущем декодированном кадре, имеющем ассоциированный с ним любой режим кодирования во временной области. Сигнал 68 возбуждения является видом остаточного сигнала, спектральная огибающая которого формируется посредством синтезирующего фильтра 62 линейного прогнозирования. В частности, синтезирующий фильтр линейного прогнозирования управляется посредством коэффициентов фильтрации с линейным прогнозированием, передаваемых в потоке 20 данных для текущего декодированного кадра (имеющего ассоциированный с ним любой режим кодирования во временной области), с тем, чтобы давать в результате восстановленную часть 24 аудиосигнала 26.

Для получения дальнейшей информации, например, в отношении возможной реализации CELP-декодера согласно фиг. 3, следует обратиться к известным кодекам, таким как вышеуказанные USAC- [2] или AMR-WB+-кодек [1]. Согласно означенным кодекам, CELP-декодер согласно фиг. 3 может быть реализован как ACELP-декодер, согласно которому сигнал 68 возбуждения формируется посредством комбинирования управляемого кодом/параметрами сигнала, т.е. усовершенствованного возбуждения и непрерывно обновляемого адаптивного возбуждения, возникающего в результате модификации итогового полученного и применяемого сигнала возбуждения для непосредственно предыдущего кадра режима кодирования во временной области, в соответствии с параметром адаптивного возбуждения, также передаваемым в потоке 12 данных для текущего декодированного кадра 18 режима кодирования во временной области. Параметр адаптивного возбуждения, например, может задавать запаздывание и усиление основного тона, которые предписывают то, как модифицировать предыдущее возбуждение в смысле основного тона и усиления для того, чтобы получать адаптивное возбуждение для текущего кадра. Усовершенствованное возбуждение может извлекаться из кода 66 в текущем кадре, причем код задает число импульсов и их позиции в сигнале возбуждения. Код 66 может использоваться для поиска в кодовой книге либо иным образом (логически или арифметически) задавать импульсы усовершенствованного возбуждения, например, с точки зрения числа и местоположения.

Аналогично, фиг. 4 показывает возможный вариант осуществления для декодера 14 в частотной области. Фиг. 4 показывает текущий кадр 18, поступающий в декодер 14 в частотной области, причем кадр 18 имеет ассоциированный с ним любой режим кодирования в частотной области. Декодер 14 в частотной области содержит формирователь 70 шума в частотной области, выход которого соединяется с повторным преобразователем 72. Выход повторного преобразователя 72, в свою очередь, является выходом декодера 14 в частотной области, выводящим восстановленную часть аудиосигнала, соответствующего текущему декодируемому кадру 18.

Как показано на фиг. 4, поток 20 данных может передавать уровни 74 коэффициентов преобразования и коэффициенты 76 фильтрации с линейным прогнозированием для кадров, имеющих ассоциированный с ними любой режим кодирования в частотной области. Хотя коэффициенты 76 фильтрации с линейным прогнозированием могут иметь структуру, идентичную структуре коэффициентов фильтрации с линейным прогнозированием, ассоциированных с кадрами, имеющими ассоциированный с ними любой режим кодирования во временной области, уровни 74 коэффициентов преобразования служат для представления сигнала возбуждения для кадров 18 частотной области в области преобразования. Как известно из USAC, например, уровни 74 коэффициентов преобразования могут быть кодированы дифференцированно вдоль спектральной оси. Точность квантования уровней 74 коэффициентов преобразования может управляться посредством общего коэффициента масштабирования или коэффициента усиления. Коэффициент масштабирования может быть частью потока данных и предположительно должен быть частью уровней 74 коэффициентов преобразования. Тем не менее, также может быть использована любая другая схема квантования. Уровни 74 коэффициентов преобразования подаются в формирователь 70 шума в частотной области. То же применимо к коэффициентам 76 фильтрации с линейным прогнозированием для текущего декодированного кадра 18 частотной области. Формирователь 70 шума в частотной области затем выполнен с возможностью получать спектр возбуждения сигнала возбуждения из уровней 74 коэффициентов преобразования и формировать этот спектр возбуждения спектрально в соответствии с коэффициентами 76 фильтрации с линейным прогнозированием. Если точнее, формирователь 70 шума в частотной области выполнен с возможностью деквантовать уровни 74 коэффициентов преобразования, чтобы давать в результате спектр сигнала возбуждения. Затем, формирователь 70 шума в частотной области преобразует коэффициенты 76 фильтрации с линейным прогнозированием в спектр взвешивания таким образом, чтобы обеспечивать соответствие передаточной функции синтезирующего фильтра линейного прогнозирования, заданной посредством коэффициентов 76 фильтрации с линейным прогнозированием. Это преобразование может заключать в себе ODFT, применяемое к LPC с тем, чтобы преобразовывать LPC в значения спектрального взвешивания. Более подробная информация может быть получена из USAC-стандарта. С использованием спектра взвешивания формирователь 70 шума в частотной области формирует (или взвешивает) спектр возбуждения, полученный посредством уровней 74 коэффициентов преобразования, за счет этого получая спектр сигнала возбуждения. Посредством формирования/взвешивания шум квантования, введенный на стороне кодирования посредством квантования коэффициентов преобразования, формируется таким образом, что он является перцепционно (по восприятию) менее значимым. Повторный преобразователь 72 затем повторно преобразует спектр возбуждения определенной формы, выводимый посредством формирователя 70 шума в частотной области, с тем, чтобы получать восстановленную часть, соответствующую только что декодированному кадру 18.

Как уже упомянуто выше, декодер 14 в частотной области согласно фиг. 4 может поддерживать различные режимы кодирования. В частности, декодер 14 в частотной области может быть выполнен с возможностью применять различные частотно-временные разрешения при декодировании кадров частотной области, имеющих ассоциированные с ними различные режимы коди