Bundespatentgericht (Bundesrepublik Deutschland, Ordentliche Gerichtsbarkeit)
Urteil vom 2024-05-17, Aktenzeichen 4 Ni 49/22 (EP)
ECLI: ECLI:DE:BPatG:2024:170524U4Ni49.22EP.0

Tenor:
BPatG München, 17.05.2024, 4 Ni 49/22 (EP)
In der Patentnichtigkeitssache
…
betreffend das europäische Patent 2 940 685
(DE 60 2013 070 229)
hat der 4. Senat (Nichtigkeitssenat) des Bundespatentgerichts auf die mündliche Verhandlung vom 26. Januar 2024durch die Richterin Werner M. A. als Vorsitzende und die Richter Schwarz, Dipl.-Ing. Altvater,Dipl.-Ing. Matter undDipl.-Phys. Univ. Dr. Haupt
I. Das europäische Patent 2 940 685 wird mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland für nichtig erklärt.
II. Die Beklagte trägt die Kosten des Rechtsstreits.
III. Das Urteil ist gegen Sicherheitsleistung in Höhe von 120 % des jeweils zu vollstreckenden Betrages vorläufig vollstreckbar.

Tatbestand:
Die Beklagte ist eingetragene Inhaberin des auch mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland in englischer Sprache erteilten Europäischen Patents 2 940 685(Streitpatent), das unter Inanspruchnahme der Priorität der chinesischen Anmeldung CN 201310034240 vom 29. Januar 2013 am 23. Juli 2013 als PCT/CN2013/079883 international angemeldet worden ist. Die Anmeldung ist am 7. August 2014 als WO 2014/117484 A1 und die Erteilung des Streitpatents am 24. Juni 2020als EP 2 940 685 B1 veröffentlicht worden.
Das Deutsche Patent- und Markenamt führt das Streitpatent unter dem Aktenzeichen 60 2013 070 229.2.Es trägt die Bezeichnung
„PREDICTION METHOD AND DECODING DEVICE FOR BAND WIDTH EXPANSION BAND SIGNAL”
und in der deutschen Übersetzung:
„Vorhersageverfahren und Decodierungsvorrichtung für ein
Bandbreitenerweiterungs-Bandsignal“.
Das Patent umfasst in der erteilten Fassung zehn Patentansprüche, die die Klägerin zu 1 mit ihrer Nichtigkeitsklage vom 12. April 2022 im Umfang der Patentansprüche 1, 3, 4, 5 (zweite Alternative), 6, 8, 9 und 10 (zweite Alternative) und die Klägerin zu 2 mit ihrer Nichtigkeitsklage vom 1. Mai 2022 in vollem Umfang angreift.
Der das Verfahren zur Vorhersage eines Bandbreiterweiterungs-Frequenzbandsignals betreffende unabhängige Patentanspruch 1 und der die Dekodiervorrichtung betreffende unabhängige Patentanspruch 6 lauten in der erteilten Fassung in der Verfahrenssprache Englisch laut Streitpatentschrift:
1. A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal, comprising:
demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal;
determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a preset start frequency bin of a bandwidth extension frequency band;
predicting (102) an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band when the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
predicting (103) the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highestfrequency bin to which a bit is allocated whenthe highest frequency bin to which a bit is allocated is no less than the preset start frequencybin of the bandwidth extension frequency band;
and
predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predictedexcitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of thebandwidth extension frequency band;
wherein the predicting an excitation signal of the bandwidth extension frequency band accordingto an excitation signal within a predeterminedfrequency band range of the frequency domainsignal and the preset start frequency bin of thebandwidth extension frequency band comprises:
making n copies of the excitation signalwithin the predetermined frequency bandrange of the frequency domain signal, andusing the n copies of the excitation signalas an excitation signal between the presetstart frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequencyband, wherein n is an integer or a non-integer greater than 0, and n is equal to a ratioof a quantity of frequency bins between thepreset start frequency bin of the bandwidthextension frequency band and the highestfrequency bin of the bandwidth extensionfrequency band to a quantity of frequencybins within the predetermined frequencyband range of the frequency domain signal;
where n is an integer or a non-integer greater than 0; and
wherein the predicting the excitation signalof the bandwidth extension frequency bandaccording to the excitation signal within thepredetermined frequency band range of thefrequency domain signal, the preset startfrequency bin of the bandwidth extensionfrequency band, and the highest frequencybin, to which a bit is allocated comprises:
making a copy of an excitation signal fromthe mth frequency bin fexc_start+ above astart frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency binfexc_end of the predetermined frequencyband range of the frequency domain signaland n copies of the excitation signal withinthe predetermined frequency band range ofthe frequency domain signal,and using thetwo parts of excitation signals as an excitation signal between the highest frequencybin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band, wherein n is 0 or an integeror a non-integer greater than 0, m is a positive integer, and m is equal to a value of aquantity of frequency bins between thehighest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin ofthe bandwidth extension frequency band.
6. A decoding device, comprising:
a decoding module (30), configured to: demul-tiplex a received bitstream, and decode the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal;
a determining module (31), configured to determine whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a preset start frequency bin of a bandwidth extension frequency band;
a first processing module (32), configured to:
when the determining module (31) determines that the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, predict an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
a second processing module (33), configured to:
when the determining module (31) determines that the highest frequency bin to which a bit is allocated is greater than or equal to the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, predict the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated; and
a predicting module (34), configured to predict a bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band;
wherein the first processing module (32) is specifically configured to: make n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and use the n copies of the excitation signal as an excitation signal between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band, wherein n is aninteger or a non-integer greater than 0, and n isequal to a ratio of a quantity of frequency binsbetween the preset start frequency bin of thebandwidth extension frequency band and thehighest frequency bin of the bandwidth extension frequency band to a quantity of frequencybins within the predetermined frequency bandrange of the frequency domain signal; where nis an integer or a non-integer greater than 0; andwherein the second processing module (33) isspecifically configured to: make a copy of an excitation signal fromthe mth frequencybinfexc_start+ above a start frequency bin fexc_startofthe predetermined frequency band range of thefrequency domain signal to an end frequencybin fexc_end ofthe predeterminedfrequencyband range of the frequency domain signal andn copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and use the two parts ofexcitation signals as an excitation signal between the highest frequency bin, to which a bitis allocated, of the frequency domain signal andthe highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band, wherein n is 0 or aninteger or a non-integer greater than 0, m is apositive integer, and m is equal to a value of aquantity of frequency bins between the highestfrequency bin to which a bit is allocated and thepreset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band.
In deutscher Übersetzung gemäß Streitpatentschrift:
1. Verfahren zur Vorhersage eines Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandsignals, umfassend:
Entmultiplexen (100) eines empfangenen Bitstroms und Dekodieren des entmultiplexten Bitstroms, um ein Frequenzdomänensignal zu erhalten;
Bestimmen (101), ob ein höchstes Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, des Frequenzdomänensignals kleiner ist als ein voreingestelltes Anfangs-Frequenzbin eines Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
Vorhersagen (102) eines Erregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes gemäß einem Erregungssignal in einem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals und dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes, wenn das höchste Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, kleiner ist als das voreingestellte Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
Vorhersagen (103) des Erregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes gemäß einem Erregungssignal in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals, dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, wenn das höchste Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, nicht kleiner ist als das voreingestellte Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes; und
Vorhersagen (104) des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandsignals gemäß dem vorhergesagten Erregungssignal des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und einer Frequenzhüllkurve des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
wobei das Vorhersagen eines Erregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzban-des gemäß einem Erregungssignal in einem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals und dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes umfasst:
Erzeugen von n Kopien des Erregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals und Verwenden der n Kopien des Erregungssignals als Erregungssignal zwischen dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzban-des und einem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes, wobei n eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größer als 0 ist und n gleich einem Verhältnis einer Menge von Frequenzbins zwischen dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes zu einer Menge von Frequenzbins in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals ist; wobei n eine ganze Zahl odereine nicht ganze Zahl größer als 0 ist; und wobei das Vorhersagen des Erregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes gemäß dem Erregungssignal in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals, dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin desBandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, umfasst:
Erzeugen einer Kopie des Erregungssignals von dem m-ten Frequenzbin fexc_start+über einem Anfangs-Frequenzbin fexc_startdes vorbestimmten Frequenzbandbereichs des Frequenzdomänensignals bis zu einemEnd-Frequenzbin fexc_end des vorbestimmten Frequenzbandbereichs des Frequenzdomänensignals und n Kopien des Erregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals und Verwenden der beiden Teile der Erregungssignale als Erregungssignal zwischen dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, des Frequenzdomänensignals und dem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes, wobei n 0 oder eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größerals 0 ist, m eine positive ganze Zahl ist und dem gleich einem Wert einer Menge von Frequenzbins zwischen dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, und dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes ist.
6. Dekodiervorrichtung, umfassend:
ein Dekodiermodul (30), das dafür ausgelegt ist:
einen empfangenen Bitstrom zu entmultiplexenund den entmultiplexten Bitstrom zu dekodieren, um ein Frequenzdomänensignal zu erhalten;
ein Bestimmungsmodul (31), das dafür ausgelegt ist zu bestimmen, ob ein höchstes Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, des Frequenzdomänensignals kleiner ist als ein voreingestelltes Anfangs-Frequenzbin eines Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
ein erstes Verarbeitungsmodul (32), das ausgelegt ist zum: wenn das Bestimmungsmodul (31)bestimmt, dass das höchste Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, kleiner als das voreingestellte Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes ist, Vorhersagen eines Erregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes gemäß einem Erregungssignal in einem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals und dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
ein zweites Verarbeitungsmodul (33), das ausgelegt ist zum: wenn das Bestimmungsmodul(31) bestimmt, dass das höchste Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, größer oder gleich dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin desBandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes ist, Vorhersagen des Erregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes gemäß dem Erregungssignal in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals, dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist; und
ein Vorhersagemodul (34), das dafür ausgelegt ist, ein Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandsignal gemäß dem vorhergesagten Erregungssignal des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und einer Frequenzhüllkurve desBandbreitenerweiterungs-Frequenzbandesvorherzusagen;
wobei das erste Verarbeitungsmodul (32) speziell ausgelegt ist zum: Erzeugen von Kopien des Erregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals und Verwenden der n Kopien des Erregungssignals als Erregungssignal zwischen dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin desBandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und einem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes, wobei n eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größer als 0 ist und n gleich einem Verhältnis einer Menge von Frequenzbins zwischen dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes zu einer Menge von Frequenzbins in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignals ist; wobei n eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größer als 0 ist; und
wobei das zweite Verarbeitungsmodul (33) speziell ausgelegt ist zum: Erzeugen einer Kopie des Erregungssignals von dem m-ten Frequenzbin fexc_start+ über einem Anfangs-Frequenzbin fexc_start des vorbestimmten Frequenzbandbereichs des Frequenzdomänensignals bis zu einem End-Frequenzbin fexc_end des vorbestimmten Frequenzbandbereichs des Frequenzdomänensignals und n Kopien des Erregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenzdomänensignalsund Verwenden der beiden Teile von Erregungssignalen als Erregungssignal zwischen dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, des Frequenzdomänensignals und dem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes, wobei n 0 oder eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größer als 0 ist, m eine positive ganze Zahl ist und m-gleich einem Wert einer Menge von Frequenzbins zwischen dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, und dem voreingestelltenAnfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes ist.
Die Patentansprüche 2 bis 5 sind unmittelbar oder mittelbar auf Patentanspruch 1 und die Patentansprüche 7 bis 10 sind unmittelbar oder mittelbar auf Patentanspruch 6 rückbezogen; wegen ihres Wortlauts wird auf die Akte verwiesen.
Die Klägerinnen sind der Ansicht, der jeweilige Gegenstand gemäß den Patentansprüchen 1 und 6 sei nicht patentfähig.
Die Klägerinnen stützen ihr Vorbringen u. a. auf folgende Dokumente:
CHAN
MFG10
YAO, S.; CHAN, Ch.-F.: Block-based speech bandwidth extension system with separated envelope energy ratio estimation. In: 13th European Signal Processing Conference, 2005 September 4-8, Antalya, Turkey. January 2008, 4 Seiten
CN‘072
MFG16
CN 101471072 B mit englischer Übersetzung als Anlage MFG16a
CN‘664
MFG17
CN 101853664 A mit englischer Übersetzung als Anlage MFG17a
DEN BRINKER
MFG20 / NK10
DEN BRINKER, A. C. et. al.: An Overview of the Coding Standard MPEG-4 Audio Amendments 1 and 2: HE-AAC, SSC, and HE-AAC v2. In: EURASIP Journal on Audio, Speech, and Music Processing 2009, Published on: 3 June 2009, S. 1 - 21
DIETZ
MFG9
DIETZ, M. et. al.: Spectral Band Replication, a novel approach in audio coding. In: Audio Engineering Society Convention Paper 5553, Presented at the 112th Convention, 2002 May 10-13, Munich. S. 1 - 8
GAO
NK3
US 2012/0016667 A1
MFG25
Technisches Gutachten zu EP 2 940 685 B1, 12. Januar 2024, …
HOEG
NK8
Hoeg, W.; Lauterbach, Th.: Digital Audio Broadcasting, Principles and Applications of DAB, DAB+ and DMB, Third Edition, John Wiley and Sons, Ltd., Copyright 2009, ISBN 978-0-470-51037-7, S. v – xi, 107 - 109
KIM
MFG12 / NK1
Kim, M.et. al.: High-quality scalable audio codec. In: Proceedings of SPIE, Vol. 6777, 67770E, 10 September 2007, Seiten 67770E-1 – 67770E-11
KORNAGEL
MFG7 / NK6
KORNAGEL, U.: Spectral Widening of the Excitation Signal for Telephone-Band Speech Enhancement. In: 7th International Workshop on Acoustic Echo and Noise control, Darmstadt University of Technology, 10.-13. September 2001, Proceedings, S. 215-218
LARSEN
NK5
Larsen, E.; Aarts, R. M.: Audio Bandwidth Extension. Applications of Psychoacoustics, Signal Processing and Loudspeaker Design. John Wiley & Sons, Ltd., Copyright 2004. ISBN 0-470-85864-8, S. v – xxiii, 1 – 287
LIU
MFG14
Liu, Ch.-M. et. al.: Compression Artifacts in Perceptual Audio Coding. In: IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, Vol. 16, No. 4, Mai 2008, S. 681 - 695
MELTZER
MFG21 / NK13
MELTZER, S.; MOSER, G.: MPEG-4 HE-AAC v2 – audio coding for today’s digital media world. In: EBU Technical Review – Januar 2006, S. 1 - 12
MPEG-4
MFG8/ NK2
International Standard ISO/IEC 14496-3 Fourth edition 2009-09-1: Information technology – Coding of audio-visual objects – Part 3: Audio. Reference number ISO/IEC 14496-3:2009(E). 1416 Seiten
NAGEL
NK11
NAGEL, F.; DISCH, S.: A Harmonic Bandwidth Extension Method for Audio Codecs. In: IEEE ICASSP 2009, S. 145 - 148
NEUENDORF
MFG11
WO 2012/126893 A1
NK2b
Erläuterungen der Klägerin zu 2 zum MPEG-4 Standard, eine Seite
NK2c
Erläuterungen der Klägerin zu 2 zum MPEG-4 Standard, zwei Seiten
NK2d
Fraunhofer FDK AAC Codec Library for Android, Copyright 1995 – 2012 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS, acht Seiten
NK2e
Erläuterungen der Klägerin zu 2 zum MPEG-4 Standard: Bestimmung von bs_start_freq in der Fraunhofer-Implementierung des MPEG-4-SBR-Encoderes, fünf Seiten
RAMABADRAN
NK4
WO 2010/091013 A1
SAMSUNG
HLNK10
KR 10-2004-0086879 mit englischsprachiger Übersetzung als Anlage HLNK10a
SAMSUNG_1
MFG22
WO 2012/036487 A2
SENG
NK7
SENG, Ch. K. et. al.: Low Power Spectral Band Replication Technology for the MPEG-4 Audio Standard. In: IEEE ICICS-PCM 2003, 15-18 December 2003, Singapore, S. 1408 - 1412
TALEB
HLNK9
US 2010/0241437 A1
TANG
MFG15
Tang, Sh.-H.: Efficient Design of Time/Frequency Grid in HE-AAC Encoder. Masterarbeit, Juni 2006, Institute of Computer Science and Information Engineering National Chiao Tung University, S. i – ix, 1 - 65
TSUJINO
MFG24
TSUJINO, K.; KIKUIRI, K.: Low-Complexity Bandwidth Extension in MDCT Domain for Low-Bitrate Speech Coding. ICASSP 2009, S. 4145 - 4148
VARY
MFG23
VARY, P.; MARTIN, R.: Digital Speech Transmission. Enhancement, Coding and Error Concealment, John Wiley & Sons, Ltd., England. 2006. ISBN 0-471-56018-9, S. v – xvi, 73 - 117
VOLBERT
HLNK13
Volbert, K.: Grundlagen der Informatik – Einführung in Berechenbarkeit und Komplexität, Hochschule für angewandte Wissenschaften Fakultät Informatik und Mathematik, Wintersemester 2010/11, Regensburg, 12./13. Januar 2011, 14 Seiten
Wolters
NK9
Wolters, M. et. al.: A closer look into MPEG-4 High Efficiency AAC. In: Audio Engineering Society, Convention Paper 5871, Presented at the 115th Convention, 2003 October 10-13, New York, NY, USA, S. 1 – 16
Die Klägerinnen sind der Ansicht, die Gegenstände nach den Ansprüchen 1 und 6 seien bereits nicht neu, insbesondere aus dem MPEG-4 – Standard, DEN BRINKER, KORNAGEL, KIM, TALEB und SAMSUNG bekannt. Zumindest beruhten die Gegenstände nach den Ansprüchen 1 und 6 nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit gegenüber dem verfahrensgegenständlichen Stand der Technik.
Die Klägerin zu 1 beantragt,
das europäische Patent 2 940 685 mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland im Umfang der Patentansprüche 1, 3, 4, 5 (zweite Alternative), 6, 8, 9 und 10 (zweite Alternative) für nichtig zu erklären.
Die Klägerin zu 2 beantragt,
das europäische Patent 2 940 685 mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland in vollem Umfang für nichtig zu erklären.
Die Beklagte beantragt,
die Klagen abzuweisen,
hilfsweise, die Klagen abzuweisen,
soweit sie sich auch gegen eine der Fassungen des Streitpatents nach den Hilfsanträgen
Hilfsantrag 0, eingereicht mit Schriftsatz vom 10. November 2023,
Hilfsanträgen 1 und 2, jeweils eingereicht mit den Widerspruchsbegründungen vom 13. September 2022 (Verfahren 4 Ni 49/22 (EP)) bzw. vom 12. Juli 2022 (Verfahren 4 Ni 53/22 (EP)),
Hilfsantrag 3.0, eingereicht mit Schriftsatz vom 10. November 2023,
Hilfsantrag „Abhängig 1“, überreicht in der mündlichen Verhandlung am 26. Januar 2024,
Hilfsantrag 3.0‘, überreicht in der mündlichen Verhandlung am 26. Januar 2024,
Hilfsantrag 3.0‘‘, überreicht in der mündlichen Verhandlung am 26. Januar 2024,
Hilfsantrag 3, eingereicht mit den Widerspruchsbegründungen vom 13. September 2022 (Verfahren 4 Ni 49/22 (EP)) bzw. vom 12. Juli 2022 (Verfahren 4 Ni 53/22 (EP))
Hilfsantrag 3a vom 28. Februar 2023,
Hilfsanträgen 4 und 5, jeweils eingereicht mit den Widerspruchsbegründungen vom 13. September 2022 (Verfahren 4 Ni 49/22 (EP)) bzw. vom 12. Juli 2022 (Verfahren 4 Ni 53/22 (EP)), sowie
Hilfsantrag „Abhängig 2“, überreicht in der mündlichen Verhandlung am 26. Januar 2024,
und zwar in dieser angegebenen Reihenfolge, richten, mit der Maßgabe, dass die Hilfsanträge jeweils als geschlossener Anspruchssatz gestellt werden.
Die Beklagte tritt der Argumentation der Klägerinnen entgegen und ist der Auffassung, der Gegenstand des Streitpatents nach den Patentansprüchen 1 und 6 sei gegenüber dem Stand der Technik neu und beruhe auch auf einer erfinderischen Tätigkeit. Der Gegenstand des Streitpatents im angegriffenen Umfang sei wenigstens in einer der verteidigten Fassungen nach den eingereichten Hilfsanträgen schutzfähig.
Zur Stützung ihrer Argumentation verweist die Beklagte u. a. auf die folgenden Dokumente:
Kopiervorgang
NB6
Grafische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung
BESSETTE
NB10
Bessette, B. et. al.: The Adaptive Multirate Wideband Speech Codec (AMR-WB). In: IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, Vol. 10, No. 8, November 2002, S. 620 - 636
NB11
Gutachterliche Stellungnahme zum Europäischen Patent EP 2 940 685 B1,…
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 0 lauten (Änderungsfassung):
1. A method for predicting in a decoding device a bandwidth extension frequency band signal, comprising:
pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band by the decoding device;
determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a the preset start frequency bin of a the bandwidth extension frequency band;
predicting (103) the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated when the highest frequency bit to which a bit is allocated is no less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band; and
predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band;
wherein the predicting an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band comprises:
making n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
using the n copies of the excitation signal as an excitation signal between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
wherein n is an integer or a non-integer greater than 0, and n is equal to a ratio of a quantity of frequency bins between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band to a quantity of frequency bins within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal; where n is an integer or a non-integer greater than 0; and
wherein the predicting the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin, to which a bit is allocated comprises:
making a copy of an excitation signal from the m th frequency bin fexc_start+ above a start frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc_end of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
using the two parts of excitation signals as an excitation signal between the highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
wherein n is 0 or an integer or a non-integer greater than 0, m is a positive integer, and m is equal to a value of a quantity of frequency bins between the highest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band.
a decoding module (30), configured to: demultiplex a received bitstream, and decode the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal;
wherein the decoding device is configured to pre-set a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band;
the decoding device further comprising:
a determining module (31), configured to determine whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a the preset start frequency bin of a the bandwidth extension frequency band;
a first processing module (32), configured to: when the determining module (31) determines that the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, predict an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
a second processing module (33), configured to: when the determining module (31) determines that the highest frequency bin to which a bit is allocated is greater than or equal to the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, predict the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated; and
wherein the first processing module (32) is specifically configured to:
make n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
use the n copies of the excitation signal as an excitation signal between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
wherein n is an integer or a non integer greater than 0, and n is equal to a ratio of a quantity of frequency bins between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band to a quantity of frequency bins within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal; where n is an integer or a non-integer greater than 0; and
wherein the second processing module (33) is specifically configured to:
make a copy of an excitation signal from the m th frequency bin fexc_start+ above a start frequency bin fexc start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc_end of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
use the two parts of excitation signals as an excitation signal between the highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band.
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 1 lauten (Änderungsfassung):
pre setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
predicting (102) an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band when the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
predicting (103) the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated when the highest frequency bin to which a bit is allocated is no less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band; and
using the two parts of excitation signals as an excitation signal between the highest frequency bin, to which bit is allocated, of the frequency domain signal and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
wherein the decoding device is configured to pre-set a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band and to select a predetermined frequency band range of the frequency domain signal;
a first processing module (32), configured to: when the determining module (31) determines that the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, predict an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
make a copy of an excitation signal from the m th frequency bin fexc_start+ above a Start frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc_end of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
use the two parts of excitation signals as an excitation signal between the highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 2 lauten (Änderungsfassung):
pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on an encoding bit-rate and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bin is allocated, of the frequency domain signal is less than a the preset start frequency bin of a the bandwidth extension frequency band;
making a copy of an excitation signal from the m th frequency bin fexc start+ above a start frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc_end of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
wherein the decoding device is configured to pre-set a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on an encoding bit-rate and to select a predetermined frequency band range of the frequency domain signal;
a second processing module (33), configured to: when the determining module (31) determines that the highest frequency bin to which a bit is allocated is greater than or equal to the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, predict the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated: and
make n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and
make a copy of an excitation signal from the m th frequency bin fexc_start+ above a start frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc_end of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 3.0 lauten (Änderungsfassung):
1. A method for predicting in a decoding device a bandwidth extension frequency band signal according to an encoding bit-rate and a signal type, comprising:
demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal and a frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on the encoding; bit-rate by the decoding device;
predicting (103) the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated when the highest frequency bin to which a bin is allocated is no less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band; and
predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired based on the signal type;
using the n copies of the excitation signal as an excitation signal between the preset Stan frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
a decoding module (30), configured to: demultiplex a received bitstream, and decode the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal and a frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
wherein the decoding device is configured to pre-set a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on an encoding bit-rate;
a predicting module (34), configured to predict a bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band,
wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired by an acquiring module (35) based on a signal type;
wherein n 0 or an integer or a non-integer greater than 0, m is a positive integer, and m is equal to a value of a quantity of frequency bins between the highest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band.
Mit Hilfsantrag „Abhängig 1“ verteidigt die Beklagte ausschließlich die Patentansprüche 4 und 5 sowie 9 und 10 nach erteilter Fassung.
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 3.0‘ lauten (Änderungsfassung):
1. A method for presiding in a decoding device a bandwidth extension frequency band signal according to an encoding bit-rate and a signal type, comprising:
demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal, a signal type, and a frequency envelope or a bandwidth extension frequency band;
pre-setting a start frequency bin of, a bandwidth extension frequency band depending on the encoding bit-rate by the decoding device;
wherein the predicting an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a predetermined frequency band range or the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band comprises:
making n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and
a decoding module (30), configured to: demultiplex a received bitstream, and decode the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal, a signal type, and a frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
wherein the decoding device is configured to pre-set start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on an encoding bit-rate;
wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired by an acquiring module (35) based on a signal type:
In Hilfsantrag 3.0‘‘ ändert die Beklagte gegenüber Hilfsantrag 3.0‘ lediglich die unbestimmten Artikel in Zeile 4 von Patentanspruch 1 in der Ergänzung „obtain a frequency domain signal, a signal type, and a frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;“ bzw. in Patentanspruch 6 in dem Einschub „wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired by an acquiring module (35) based on a signal type“ in bestimmte Artikel „… the signal type …“.
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 3 lauten (Änderungsfassung):
pre-setting a start frequency bin a bandwidth extension frequency band depending on the encoding bit-rate and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired based on the signal type;
using the n copies of thie excitation signal as an excitation signal between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
making a copy of an excitation signal from the m the frequency bin fexc_start+ above a start frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc end of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and
a predicting module (34), configured to predict a bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band,
Die Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 3a lauten (Änderungsfassung):
pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on the encoding bit-rate and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
predicting (104) the bandwidth extension frequency bond signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired based on the signal type;
wherein the decoding device is configured to pre set a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on an encoding bit-rate and to select a predetermined frequency band range of the frequency domain signal;
wherein the second processing modulo (33) is specifically configured to:
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 4 lauten (Änderungsfassung):
1. A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal, comprising;
demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal by using decoded frequency domain coefficients of an excitation signal of the frequency domain signal;
predicting (102) an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band when the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency of the bandwidth extension frequency band;
wherein n is 0 or an integer or a non-integer greater than 0, m is a positive integer, and m is equal to a value of a quantity of frequency bins between the highest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
wherein the copies are made by mirror copying.
a decoding module (30), configured to: demultiplex a received bitstream, and decode the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal by using decoded frequency domain coefficients of an excitation signal of the frequency domain signal;
a second processing module (33), configured to; when the determining module (31) determines that the highest frequency bin to which a bit is allocated is greater than equal to the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, predict the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated; and
wherein n is 0 or an integer or a non-integer greater than 0, in is a positive integer, and m is equal to a value of a quantity of frequency bins between the highest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
Patentansprüche 1 und 6 in der Fassung nach Hilfsantrag 5 lauten (Änderungsfassung):
1. A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal for a harmonic signal, comprising:
demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal and an initial frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a preset start frequency bin of a the bandwidth extension frequency band;
predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band,
wherein the determination of the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band comprises using a value that is obtained by performing weighting; calculation on the initial frequency envelope and N adjacent initial frequency envelopes, wherein N is greater than or equal to 1;
a decoding module (30), configured to: demultiplex a received bitstream, and decode the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal and an initial frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
a determining module (31), configured to determine whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a preset start frequency bin of a the bandwidth extension frequency band;
a predicting module (34), configured to predict a bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, wherein, when the bandwidth extension frequency band signal is predicted for a harmonic signal, the determination of the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band comprises using a value that is obtained by performing weighting calculation on the initial frequency envelope and N adjacent initial frequency envelopes, wherein N is greater than or equal to 1;
wherein the first processing module (32) in specifically configured to:
Mit Hilfsantrag „Abhängig 2“ verteidigt die Beklagte ausschließlich die Patentansprüche 5 (2. Alternative) sowie 10 (2. Alternative) nach erteilter Fassung.
Wegen des jeweiligen Wortlauts der abhängigen Ansprüche der Hilfsanträge wird auf die Akte verwiesen.
Die Klägerinnentreten auch den Hilfsanträgen entgegen und sehen die Gegenstände nach den unabhängigen Patentansprüchen in der Fassung der jeweiligen Hilfsanträge als nicht schutzfähig an. Die Gegenstände nach den Hilfsanträgen seien bereits unzulässig erweitert und den ursprünglichen Unterlagen nicht als zur Erfindung gehörend zu entnehmen. Darüber hinaus seien die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche nach den Hilfsanträgen auch mit den hinzugefügten Merkmalen nicht neu und nicht erfinderisch. Die in der mündlichen Verhandlung vom 26. Januar 2024 von der Beklagten überreichten Hilfsanträge 3.0‘ und 3.0‘‘seien als verspätet zurückzuweisen, soweit der Senat deren Zulässigkeit bejahen würde.
Der Senat hat den Parteien einen Hinweis vom 2. Dezember 2022 zugeleitet und hierin Fristen zur Stellungnahme gesetzt.
Wegen der weiteren Einzelheiten des Sach- und Streitstands wird auf die zwischen den Parteien gewechselten Schriftsätze nebst Anlagen, das Protokoll der mündlichen Verhandlung vom 26. Januar 2024 sowie den weiteren Akteninhalt Bezug genommen. Die Beklagte hat nach Schluss der mündlichen Verhandlung mit nicht nachgelassenen Schriftsatz vom 18. März 2024weiter vorgetragen. Die Klägerin zu 1 hat diesen Vortrag mit Schriftsatz vom 19. März 2024 als verspätet gerügt und mit Schriftsatz vom 7. Mai 2024 erwidert. Die Klägerin zu 2 hat mit Schriftsätzen vom 20. März 2024 und 15. April 2024 zu den Ausführungen der Beklagten Stellung genommen.

Entscheidungsgründe:
A.
Auf die zulässigen Klagen ist das Streitpatent in der erteilten Fassung für nichtig zu erklären. Denn insoweit ist jedenfalls der Nichtigkeitsgrund der mangelnden Patentfähigkeit gemäß Art. II § 6 Abs. 1 Nr. 1 IntPatÜG, Art. 138 Abs. 1 Buchst. a) EPÜ i. V. m. Art. 52, 54, 56 EPÜ gegeben. Auch in den Fassungen nach den Hilfsanträgen erweist sich das Streitpatent als nicht patentfähig.
I. Zum Streitpatent (in erteilter Fassung), zur Aufgabe, zum Fachmann und zur Auslegung
1. Das Streitpatent befasst sich mit einem Verfahren zur Vorhersage eines Bandbreiterweiterungs-Frequenzbandsignals und einer Decodiervorrichtung (Streitpatentschrift, Abs. 0001, Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6).
Zur Reduzierung der Speicher- bzw. Übertragungsressourcen und zur Erhöhung der Qualität von Musiksignalen bei gleichzeitiger Gewährleistung der Qualität von Sprachsignalen sei es weit verbreitet, Audiosignale vom Zeit- in den Frequenzbereich zu transformieren und danach zu komprimieren und zu kodieren (Abs. 0002, 0003). Auch ein Hochfrequenzbandsignal in einem Audiosignal werde mittels einer FFT, MDCT oder einer DCT (Fast Fourier, Modified Discrete Cosine, Discrete Cosine Transform) in den Frequenzbereich transformiert und anschließend kodiert (Abs. 0004). Im Falle einer niedrigen Bitrate würden jedoch die meisten Bits zur präzisen Quantisierung der Niedrigfrequenzbandsignale verwendet und nur einige wenige Bits zur groben Quantisierung und Codierung der spektralen Einhüllenden der Hochfrequenzbandsignale. Die Quantisierungsparameter der Niedrigfrequenzbandsignale, die Anregungssignale und Frequenzeinhüllende umfassen, würden zusammen mit der Einhüllenden der Hochfrequenzbandsignale in einem Bitstrom zur einem Dekodierer übertragen (Abs. 0005).
Dieser stelle die Niedrigfrequenzbandsignale gemäß den empfangenen Quantisierungsparametern wieder her und prädiziere Anregungssignale im Hochfrequenzband anhand der Anregungssignale im niedrigen Frequenzbereich unter Verwendung einer Bandbreitenerweiterungs-Technologie (BWE, Band Width Extension). Die Frequenzeinhüllende des Hochfrequenzbandsignals modifiziere das prädizierte Anregungssignal des Hochfrequenzbandsignals (Abs. 0006).
Hoch- und Niedrigfrequenzband seien getrennt durch den höchsten Frequenzwert, dem ein Bit zugeordnet sei. Bei der BWE-Technologie werde ein Anregungssignal im Niedrigfrequenzband in das Hochfrequenzband kopiert und dort als Anregungssignal verwendet (Abs. 0007).
Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten BWE-Methode zur Vorhersage eines Bandbreitenerweiterungssignals sei, dass in verschiedenen Rahmen Anregungssignale verschiedener Niedrigfrequenzbandsignale in dasselbe Hochfrequenzbandsignal kopiert werden könnten, was zu Diskontinuitäten der Anregungssignale und verringerter Qualität der vorhergesagten Bandbreitenerweiterungssignale und der Hörqualität führen könne (Abs. 0008, 0019). Zudem würde der Dekodierer bei der Prädiktion des Hochfrequenzbandsignals den Signaltyp (bspw. harmonische / nicht-harmonische Signale) nicht berücksichtigen und immer die gleiche spektrale Einhüllende verwenden, was das Rauschen erhöhen und zu einem relativ großen Fehler zwischen dem per BWE erzeugten und dem tatsächlichen Hochfrequenzbandsignal führen könne (Abs. 0019).
2. Das Streitpatent stellt sich daher die Aufgabe, mit einem Verfahren zur Vorhersage eines bandbreitenerweiterten Frequenzbandsignals nach Anspruch 1 und einer Dekodiervorrichtung nach Anspruch 6 die vorgenannten technischen Probleme zu lösen, insbesondere für Kontinuität zwischen den prädizierten BWE-Signalen aufeinanderfolgender Rahmen zu sorgen und die Qualität des vorhergesagten bandbreitenerweiterten Frequenzbandsignals und damit die Hörqualität eines Audiosignals zu verbessern (Abs. 0010, 0019, 0021, 0028, 0056, 0057, 0062, 0074).
3. Maßgeblicher Fachmann zur Bearbeitung und Lösung der zuvor geschilderten Aufgabe ist ein Ingenieur mit einem universitären Abschluss (Diplom oder Master) im Bereich der Elektro-, Nachrichten-, oder Informationstechnik, der über eine mehrjährige Berufserfahrung auf dem Gebiet der Audiocodes verfügt. Er verfolgt die Sitzungen der einschlägigen Normierungs- und Standardisierungsgremien und kennt die dort diskutieren Entwicklungsvorschläge.
4. Das Streitpatent weist insgesamt zehn Patentansprüche auf mit dem unabhängigen Verfahrensanspruch 1 und dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch 6 sowie den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 und 7 bis 10, die alle direkt oder indirekt auf die Ansprüche 1 und 6 rückbezogen sind.
Der Patentanspruch 1 lautet mit einer Gliederung, wobei in der deutschen Übersetzung einige in der Streitpatentschrift verwendete Wörter durch fachübliche Begriffe ersetzt sind (Änderungen gegenüber der Streitpatentschrift sind durch Unterstreichung gekennzeichnet):
1 A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal, comprising:
Verfahren zur Vorhersage eines Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandsignals, umfassend:
1.1 demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal;
Demultiplexen (100) eines empfangenen Bitstroms und Dekodieren des demultiplexten Bitstroms, um ein Frequenz bereichs signal zu erhalten;
1.2 determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a preset start frequency bin of a bandwidth extension frequency band;
Bestimmen (101), ob ein höchstes Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, des Frequenz bereichs signals kleiner ist als ein voreingestelltesAnfangs-Frequenzbin eines Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
1.3 predicting (102) an excitation signal of the bandwidth extension frequency band
Vorhersagen (102) eines Anregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes
1.3.1 according to an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band
gemäß einem Anregungssignal in einem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenz bereichs signals und dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes,
1.3.2 when the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
wenn das höchste Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, kleiner ist als das voreingestellte Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
1.4 predicting (103) the excitation signal of the bandwidth extension frequency band
Vorhersagen (103) des Anregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes
1.4.1 according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin to which a bit is allocated
gemäß einem Anregungssignal in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenz bereichs signals, dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist,
1.4.2 when the highest frequency bin to which a bit is allocated is no less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band; and
wenn das höchste Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, nicht kleiner ist als das voreingestellte Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes; und
1.5 predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band;
Vorhersagen (104) des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandsignals gemäß dem vorhergesagten Anregungssignal des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und einer Frequenzhüllkurve des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes;
1.6 wherein the predicting an excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band comprises:
wobei das Vorhersagen eines Anregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes gemäß einem Anregungssignal in einem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenz bereichs signals und dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes umfasst:
1.6.1 making n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
Erzeugen von n Kopien des Anregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenz bereichs signals und
1.6.2 using the n copies of the excitation signal as an excitation signal between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
Verwenden der n Kopien des Anregungssignals als Anregungssignal zwischen dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und einem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes,
1.6.3 wherein n is an integer or a non-integer greater than 0, and n is equal to a ratio of a quantity of frequency bins between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band to a quantity of frequency bins within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal; where n is an integer or a non-integer greater than 0; and
wobei n eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größer als 0 ist und n gleich einem Verhältnis einer Anzahl von Frequenzbins zwischen dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes zu einer Anzahl von Frequenzbins in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenz bereichs signals ist; wobei n eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größer als 0 ist; und
1.7 wherein the predicting the excitation signal of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin, to which a bit is allocated comprises:
wobei das Vorhersagen des Anregungssignals des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes gemäß dem Anregungssignal in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenz bereichs signals, dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes und dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, umfasst:
1.7.1 making a copy of an excitation signal from the mth frequency bin fexc_start+ above a start frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc_end of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and
Erzeugen einer Kopie des Anregungssignals von dem m-ten Frequenzbin f exc_start+ über einem Anfangs-Frequenzbin f exc_start des vorbestimmten Frequenzbandbereichs des Frequenz bereichs signals bis zu einem End-Frequenzbin f exc_end des vorbestimmten Frequenzbandbereichs des Frequenz bereichs signals und
1.7.2 [making] n copies of the excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
[ Erzeugen von ] n Kopien des Anregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich des Frequenz bereichs signals und
1.7.3 using the two parts of excitation signals as an excitation signal between the highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
Verwenden der beiden Teile der Anregungssignale als Anregungssignal zwischen dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, des Frequenz bereichs signals und dem höchsten Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes,
1.7.4 wherein n is 0 or an integer or a non-integer greater than 0, m is a positive integer, and m is equal to a value of a quantity of frequency bins between the highest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band.
wobei n gleich 0 ist oder eine ganze Zahl oder eine nicht ganze Zahl größer als 0 ist, m eine positive ganze Zahl ist und m gleich einem Wert einer Anzahl von Frequenzbins zwischen dem höchsten Frequenzbin, dem ein Bit zugeordnet ist, und dem voreingestellten Anfangs-Frequenzbin des Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandes ist.
5. Der Gegenstand des Streitpatents bedarf hinsichtlich der Merkmale der angegriffenen Patentansprüche der Erläuterung.
Die inhaltliche Beurteilung des dekodiererseitigen Verfahrens (Merkmal 1.1: decoding the demultiplexed bitstream) nach Patentanspruch 1 ist auf die Dekodiervorrichtung (decoding device) nach Patentanspruch 6 in entsprechender Weise übertragbar; daher wird im Folgenden nur Patentanspruch 1 betrachtet. Im Zusammenhang mit der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform der Dekodiervorrichtung (decoding device 80) ist angegeben, dass das beanspruchte Verfahren ganz oder teilweise in einem Dekodierprozessor (decoding processor 803) oder in einer Betriebseinheit (processing unit 804) realisiert sein kann (Abs. 0077 – 0081).
5.1 Der Anspruch 1 ist auf ein Verfahren zur Prädiktion eines Bandbreitenerweiterungsfrequenzbandsignals (A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal) gerichtet (Merkmal 1). Auch wenn das Streitpatent sich durchgängig mit Audiosignalen beschäftigt, sind die Ansprüche in der erteilten Fassung nicht darauf beschränkt.
Als ersten Verfahrensschritt umfasst das beanspruchte Verfahren das Demultiplexen, d. h. das Aufteilen oder Entflechten eines empfangenen Bitstromsund Dedodieren des demultiplexten Bitstroms, um ein Frequenzbereichssignal (frequency domain signal) zu erhalten (Merkmal 1.1). Hier entnimmt der Fachmann, dass der empfangene Bitstrom nicht nur das kodierte niederfrequente Frequenzbereichssignal, sondern auch weitere, typischerweise ebenfalls kodierte, Informationen enthält, insbesondere die im Merkmal 1.5genannte spektrale Einhüllende des Bandbreitenerweiterungsfrequenzbands (frequency envelope of the bandwidth extension frequency band), d. h. die Einhüllende für den hohen, in der Dekodiervorrichtung künstlich zu erzeugenden Frequenzbereich. Zudem können – fachüblich – Hilfsinformationen vom Kodierer an den Dekodierer übertragen werden, etwa welcher Signaltyp gerade vorliegt (Anspruch 4 erteilter Fassung: decoding the bitstream to obtain a signal type).
Dem Fachmann ist bekannt, dass viele Audio-Kodierer eine Transformation der zu übertragenen Audiosignale vom Zeit- in den Frequenzbereich durchführen und quantisierte Spektralkomponenten des so erzeugten frequenzdiskreten Spektrums kodieren und als Bitstrom an den Dekodierer übertragen (Absätze 0002 bis 0005). Insofern versteht der Fachmann unter dem in Merkmal 1.1 genannten Frequenzbereichssignal insbesondere quantisierte Spektralkoeffizienten (frequency domain coefficients) eines frequenzdiskreten (Amplituden-)Spektrums für den niedrigen Frequenzbereich(Abs. 0024).
Nach den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 6 und 7 führt ein Dekodierungsmodul (decoding module 30) als Teil der Dekodiervorrichtung die in Merkmal 1.1 genannten Verfahrensschritte durch (Abs. 0060, 0068). Merkmal 1.1verlangt, dass der empfangene Bitstrom demultiplexiert und dekodiert wird, um ein Frequenzbereichssignal zu erhalten. Es ist nach Anspruch 1 des Streitpatents nicht ausgeschlossen, dass in weiteren Verfahrens(zwischen)schritten eine Transformation in einen anderen Bereich, z. B. den Zeitbereich, stattfindet, solange die Anforderungen der einzelnen Merkmale erfüllt sind. Das Streitpatent verhält sich zu den Implementierungsdetails des Verfahrens bzw. der entsprechenden Vorrichtungen (Fig. 6: 30 - 34; Fig. 7: 33 – 35) nicht.
5.2 Dem Fachmann ist bekannt, dass Audio-Codecs, insbesondere im Mobilfunkbereich, Signale in als Rahmen (frames) bezeichneten Zeitabschnitten verarbeiten, wobei eine typische Rahmenlänge 20 ms beträgt (Abs. 0014).
Das höchste vom Kodierer kodierte und an den Dekodierer übertragene Frequenzbin (Merkmal 1.2: decoding … to obtain a frequency domain signal … highest frequency bin, to which a bit is allocated) kann sich im Laufe der Zeit, somit auch von Rahmen zu Rahmen, ändern(Abs. 0008, 0019, 0021, 0028 und 0056), was nach den Angaben im Streitpatent bei aus dem Stand der Technik bekannten Bandbreitenerweiterungsverfahren zu Qualitätsproblemen des im Dekodierer erzeugten Audiosignals führen kann.Unter einem Frequenzbin versteht der Fachmann eine Frequenzlinie, wie sie typischerweise durch eine Transformation eines abgetasteten Signals in den Frequenzbereich entsteht. Bei jedem Frequenzbin liegt ein Spektralkoeffizient vor.
5.3 Der Fachmann kann dem Streitpatent nicht unmittelbar und eindeutig entnehmen, ob nicht nur die höchste, sondern auch die niedrigste Frequenz, die vom Dekodierer empfangen und dekodiert wird, (rahmenweise) variabel ist.
Jedenfalls bedient sich die streitpatentgemäße dekodiererseitige Vorhersage des Anregungssignals des Bandbreitenerweiterungsfrequenzbandes(Merkmale 1.3, 1.4: predicting (102) an excitation signal of the bandwidth extension frequency band)eines Anregungssignals, das innerhalb eines vorbestimmten Teils des (niederfrequenten) vom Kodierer empfangenen Frequenzbereichssignals liegt (Merkmale 1.3.1, 1.4.1, 1.6, 1.6.1, 1.7: an excitation signal within a predetermined frequency band range of the frequency domain signal ).
Nach den Ausführungsbeispielen kann die Frequenzuntergrenze fexc_start des vorbestimmten Teils des in den oberen Frequenzbereich zu kopierenden Anregungssignals bei 0 kHz bzw. bei 1,6 kHz liegen, während die Frequenzobergrenze fexc_end in beiden Ausführungsbeispielen 4 kHz beträgt (Abs. 0040, 0053).
Dem Fachmann ist vor dem Hintergrund der gesamten Offenbarung des Streitpatents bewusst, dass sich – im Vergleich zur variablen, insbesondere rahmenweise variablen, höchsten dekodierten Frequenz – der zu kopierende Teil des (niederfrequenten) Frequenzbereichssignals insofern „vorbestimmt“ und damit konstant ist, als dass er vom System nur dann verändert wird, wenn sich Systemparameter, wie die Kodierungs-Bitrate und der Signaltyp(harmonic; non-harmonic), ändern (Abs. 0035: Selection of the predetermined frequency band range from the f exc_start to the f exc_end of the frequency domain signal is related to a signal type and an encoding rate).
Solche Änderungen finden regelmäßig nicht an jeder Rahmengrenze, sondern seltener statt, weil anderenfalls die erfindungsgemäß angestrebte Lösung – die Vermeidung von Diskontinuitäten zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen beim Kopieren des vorbestimmten niederfrequenten Frequenzbands in gleiche hochfrequente Frequenzbänder – nicht erreicht werden würde.
Nach der erteilten Fassung des Anspruchs 1 ist umfasst, dass der Kodierer dem Dekodierer die (veränderte) Kodierrate und/oder den (neuen) Signaltyp signalisiert und der Dekodierer basierend auf diesen Informationen den für die Erzeugung des BWE-Signals zu verwendenden Frequenzbereichselbst bestimmt, dieser somit basierend auf dieser Information „vorbestimmt“ ist. Ebenso ist nach der erteilten Fassung des Anspruchs 1 nicht ausgeschlossen, dass der Kodierer dem Dekodierer unmittelbar die Werte der Start- und Stoppfrequenz des vom Dekodierer zu verwendenden niederfrequenten Frequenzbereichs signalisiert und dieser damit insofern – vor dem Beginn des Kopiervorgangs im Dekodierer - „vorbestimmt“ ist.
5.4 Die Bandbreite und damit die untere (Merkmal 1.2: preset start frequency bin of a bandwidth extension frequency band) und obere (Merkmale 1.6.2, 1.7.3: highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band) Grenzfrequenz des vorherzusagenden bandbreitenerweiterten Frequenzband-Signals hängen gemäß den Angaben zu den Ausführungsbeispielenebenfalls u. a. von der Kodierrate ab. Für ein mit 24 bzw. 32 kbps kodiertes UWB-Signal (Ultra Wide Band) betrage die untere Grenzfrequenz fbwe_start 6,4 kHz bzw. 8 kHz (Abs. 0031, 0053). Die im Streitpatent mit ftop_sfm bezeichnete obere Grenzfrequenz des vorherzusagenden Signals betrage für ein WB-Signal (Wide Band) 7 kHz oder 8 kHz und für ein UWB-Signal 14 kHz oder 16 kHz (Abs. 0036, 0054), wobei die 14 kHz bei einer Kodierrate von 24 kbps gewählt würden (Abs. 0053). Für ein mit 24 kbps kodiertes UWB-Signal ergibt somit ein (maximal) vorherzusagender Frequenzbereich von 6,4 kHz bis 14 kHz.
Der Fachmann entnimmt dem Streitpatent auch bezüglich des vorherzusagenden oberen Frequenzbereichs, dass dieser zwar möglicherweise von Systemparametern, wie der Kodierrate, abhängig ist, die sich grundsätzlich im Betrieb ändern können, jedoch im Vergleich zu der sich häufig von Rahmen zu Rahmen verändernden höchsten dekodierten Frequenz (Merkmal 1.2: decoding … to obtain a frequency domain signal … highest frequency bin, to which a bit is allocated) als vorbestimmt bzw. voreingestellt (preset start frequency bin of a bandwidth extension frequency band)angesehen werden können.
Nach der erteilten Fassung des Anspruchs 1 ist es möglich, dass die Frequenzgrenzen des BWE-Bereichs, insbesondere dessen voreingestellte Startfrequenz, unmittelbar vom Kodierer an den Dekodierersignalisiert werden oder dass der Dekodierer sich diese Werte aus vom Kodierer empfangenen Parameterwerten, etwa hinsichtlich der Kodierrate, selber errechnet. In beiden Varianten sind die Frequenzgrenzen vor dem Beginn des Kopiervorgangs voreingestellt im Sinne des Merkmals 1.2.
5.5 In welcher Weise und wie oft der vorbestimmte Teil des niederfrequenten Anregungssignals kopiert wird, um den vorherzusagenden oberen Frequenzbereich vollständig zu füllen, wird im Streitpatent detailliert beschrieben, wobei es sich um eine prinzipiell einfache Kopiervorschrift handelt.
Zunächst wird gemäß Merkmal 1.2(determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a preset start frequency bin of a bandwidth extension frequency band) unterschieden, ob die höchste Frequenz flast_sfm des im Dekodiererdekodierten niederfrequenten Frequenzbereichssignals kleiner ist als die voreingestellte untere Frequenz fbwe_start des vorherzusagenden Bandbreitenerweiterungsfrequenzbandes (Fig. 4, Schritt 203: flast_sfm < fbwe_start ?).
Merkmal 1.2gibt zwar nicht an, wie die Prüfung genau ausgeführt wird, jedoch erkennt der Fachmann anhand der Reihenfolge der Merkmale 1.1 und 1.2 und der Gesamtoffenbarung des Streitpatents, dass der Dekodierer selbst diese Bestimmung bzw. Prüfung durchführt (Abs. 0020, Schritt 101; Abs. 0029, Schritte 202, 203; Figuren 6, 7: Determining module 31)
a) Wenn die in Merkmal 1.2 genannte Abfrage mit JA beantwortet wird (Merkmal 1.3.2: when the highest frequency bin to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band), d. h wenn flast_sfm < fbwe_startgilt, hängt die in Merkmal 1.3 genannte Vorhersage gemäß den Angaben in den Merkmalen1.3.1 und 1.6 von dem niederfrequenten Anregungssignal in einem vorbestimmten Frequenzband (fexc_start, fexc_end) und der voreingestellten Startfrequenz des vorherzusagenden Bandbreitenerweiterungsfrequenzbereichs (fbwe_start) ab. Gemäß den Angaben in den Merkmalen 1.6.1, 1.6.2 und 1.6.3 verläuft der Kopiervorgang dann wie folgt:
· Bestimmen einer Zahl n (ganzzahlig oder nicht-ganzzahlig und größer als Null) mittels Teilen der Anzahl der Frequenzwerte im vorherzusagenden Frequenzbereich (Merkmal 1.6.3: quantity of frequency bins between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band) durch die Anzahl der Frequenzwerte des vorbestimmten Teils des (niederfrequenten) Frequenzbereichssignals (Merkmal 1.6.3: quantity of frequency bins within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal); unter der Voraussetzung eines konstanten Frequenzabstandes zwischen den Frequenzwerten jeweils benachbarter Frequenzbins können statt der Anzahl der Bins auch die entsprechenden Frequenzdifferenzen durcheinander geteilt werden (Abs. 0042), d. h.:
· Erzeugen(making) von n Kopien des Anregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich (fexc_start, fexc_end) des (niederfrequenten) Frequenzbereichssignals (Merkmal 1.6.1),
· Verwenden (using) der erzeugten n Kopien des niederfrequenten Anregungssignals als Anregungssignal zwischen der vorbestimmten Startfrequenz des Bandbreitenerweiterungsbandes (fbwe_start) und der höchsten Frequenz des Bandbreitenerweiterungsbandes (ftop_sfm) (Merkmal 1.6.2).
Dabei kann gemäß den Ausführungsbeispielen das Kopieren der n Kopien als sequentielles Kopieren des Anregungssignals gemäß dem ganzzahligen Anteil der Zahl n (sofern n > 1) und Einfügen in den vorherzusagenden Frequenzbereich beginnend an dessen unterer Grenzfrequenz (fbwe_start) und anschließendes Kopieren des Anregungssignals gemäß dem nicht-ganzzahligen Anteil der Zahl n und entsprechendes Einfügen in den oberen Frequenzbereich ausgeführt sein.
Die ganzzahligen Kopien des Anregungssignals können auch abwechselnd in „normaler“ und „umgekehrter“ Reihenfolge in den oberen Frequenzbereich eingefügt werden (Abs. 0038, Sp. 14, Z. 9 bis 17: mirror copy … fold copy … a forward copy … and a backward copy … are alternately made in sequence).
Die einzelnen Kopien des Anregungssignals können alternativ auch von „oben“ in den vorherzusagenden Bereich kopiert werden und zwar beginnend mit dem nicht-ganzzahligen Teil gefolgt von den ganzzahligen Kopien (Abs. 0039, 0040). Im Ergebnis besteht kein Unterschied zu dem Kopieren von „unten“, denn maßgeblich zur Erreichung des angestrebten Ziels ist, welche niederfrequenten Spektralwerte sich nach dem Kopiervorgang an welchem hochfrequenten „Platz“ befinden. Auf die Reihenfolge des Kopierens kommt es dabei nicht an.
b) Wenn die in Merkmal 1.2 genannte Abfrage mit NEIN beantwortet wird (Merkmal 1.4.2: when the highest frequency bin to which a bit is allocated (flast_sfm) is no less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band (fbwe_start)), d. h. wenn flast_sfm ≥ fbwe_start gilt, hängt die in Merkmal 1.4 genannte Vorhersage gemäß den Angaben in den Merkmalen 1.4.1 und 1.7von dem Anregungssignal in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich (fexc_start, fexc_end), der voreingestellten niedrigsten Frequenz (fbwe_start) des vorherzusagenden Bandbreitenerweiterungsbereichs und der höchsten Frequenz (flast_sfm) des dekodierten (niederfrequenten) Frequenzbereichssignals ab.
Gemäß den Angaben in den Merkmalen 1.7.1 bis 1.7.4 verläuft der Kopiervorgang dann wie folgt:
· Berechnen einer Zahl m als Anzahl der Frequenzbins zwischen der höchsten dekodierten Frequenz und der voreingestellten Startfrequenz des BWE-Bereichs, wobei meine positive ganze Zahl ist (Merkmal 1.7.4), damit entspricht m der Frequenzdifferenz zwischen flast_sfm und fbwe_start,
· Erzeugen(making) von einer Kopie (nur) eines Teils des Anregungssignals, nämlich nur von dem m-ten Frequenzbinf exc_start+ oberhalb des Startfrequenzbins fexc_start bis zu dem Endfrequenzbin fexc_end des vorbestimmten Frequenzbandbereichs des (niederfrequenten) Frequenzbereichssignals (Merkmal 1.7.1),
· (einmaliges) Verwenden (using) dieser solchermaßen erzeugten Teilkopie des niederfrequenten Anregungssignals als Anregungssignal zwischen der höchsten dekodierten Frequenz flast_sfm und der höchsten Frequenz ftop_sfm des Bandbreitenerweiterungsbandes (Merkmal 1.7.3).
· Erzeugen(making) von n Kopien des Anregungssignals in dem vorbestimmten Frequenzbandbereich (fexc_start, fexc_end) des niederfrequenten Frequenzbereichssignals (Merkmal 1.7.2), wobei dem Fachmann unmittelbar klar ist, wie nun die Zahl n (ganzzahlig oder nicht-ganzzahlig und größer als Null; Merkmal 1.7.4) zu bestimmen ist, um das Bandbreitenerweiterungsfrequenzband nach der einmaligen Verwendung der Teilkopie vollständig zu füllen, nämlich analog zu Merkmal 1.6.3, d. h. mittels Teilen der Anzahl der Frequenzwerte im restlichen vorherzusagenden Frequenzbereich durch die Anzahl der Frequenzwerte des vorbestimmten Teils des niederfrequenten Frequenzbereichssignals, mithin:
· Verwenden (using) der erzeugten n Kopien des niederfrequenten Anregungssignals als zweiten Teil des Anregungssignals, nun zwischen flast_sfm + (flast_sfm – fbwe_start) und der höchsten Frequenz des Bandbreitenerweiterungsbandes (ftop_sfm) (Merkmal 1.7.3 i. V. m. den Merkmalen 1.7.1 und 1.7.4).
c) Eine beispielhafte anschauliche Darstellung der streitpatentgemäßen Kopiervorgänge für die beiden möglichen Fälle zeigt folgende Abbildung aus einem abgeschlossenen Nichtigkeitsverfahren zum Streitpatent:
Erster Fall: flast_sfm< fbwe_start
Zweiter Fall: flast_sfm> fbwe_start
Eine von der Beklagten angefertigte Darstellung zeigt den ersten Fall in zwei Rahmen und den zweiten Fall in einem dritten Rahmen:
Anl. NB6: Rahmen1, 2: flast_sfm < fbwe_start, Rahmen 3:flast_sfm > fbwe_start,
d) Ein streitpatentgemäßes Verfahren gemäß den Merkmalsgruppen 1.6 und 1.7 und ein anderes Verfahren, welches stets gemäß Merkmalsgruppe 1.6 kopiert und nur im Falle einer „Überlappung“ (d. h. von übertragenen, aber im vorgesehenen Erweiterungsbereich liegenden Frequenzbins) die im „Überlappungsbereich“ liegenden, kopierten Frequenzbins durch eine entsprechende Anzahl von „echten“, also übertragenen Frequenzbins ersetzt, liefern zwar das gleiche Ergebnis, jedoch unterscheiden sich die beiden Verfahren in einzelnen Verfahrensschritten deutlich voneinander.
5.6 Der Fachmann versteht die Merkmalsgruppen 1.6 und 1.7so, dass zunächst die Werte der Zahlen „n“ und „m“ gemäß den Angaben in den Merkmalen 1.6.3 und 1.7.4bestimmt werden, denn anderenfalls, d. h. ohne Kenntnis der beiden Zahlenwerte, könnten nicht „n Kopien“ (Merkmal 1.6.1: making n copies)bzw. „eine Kopie“ einer bestimmten Breite (Merkmal 1.7.1: making a copy … m th frequency bin; Merkmal 1.7.4: m is equal to …) erzeugt und anschließend diese Kopien verwendet werden (Merkmal 1.6.2: using the n copies; Merkmal 1.7.3: using the two parts).
5.7 Der Fachmann erkennt, dass sich durch die vorstehend erläuterte Art und Weise der Kopiervorgänge für den Fall der Merkmalsgruppe 1.6 eine Situation einstellen kann (aber nicht muss), in der im Frequenzbereich eine „Lücke“ zwischen der höchsten dekodierten Frequenz flast_sfm und der Startfrequenz fbwe_start des Bandbreitenerweiterungsfrequenzbands ergeben, wie dies in der oben eingeblendeten Anlage NB6 der Beklagten für die Rahmen 1 und 2 dargestellt ist und wie die nachstehend einkopierte Figur 5a zeigt:
Fig. 5a, 5b der Streitpatentschrift mit Kolorierung und Kommentierung durch den Senat
Das Streitpatent macht hierzu keine Angaben; offenbar nimmt es diese, möglicherweise nachteilige, „Lücke“ im Frequenzbereich in Kauf, um die angestrebten Vorteile zu erzielen.
II. Zur erteilten Fassung (Hauptantrag)
Auf die zulässigen Klagen ist das Streitpatent in der erteilten Fassung für nichtig zu erklären. Denn insoweit ist jedenfalls der Nichtigkeitsgrund der mangelnden Patentfähigkeit gemäß Art. II § 6 Abs. 1 Nr. 1 IntPatÜG, Art. 138 Abs. 1 Buchst. a) EPÜ i. V. m. Art. 52, 54 EPÜ gegeben.
Der Gegenstand gemäß des auf ein Verfahren zur Vorhersage eines Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandsignals gerichteten Patentanspruchs 1 in der erteilten Fassung – und damit auch der Gegenstand des auf eine entsprechende Dekodiervorrichtung gerichtete Patentanspruchs 6–ist aus dem MPEG-4 Standard (MFG8 / NK2) bekannt.
1. Der MPEG-4 Audiostandard (Part 3: Audio) integriert viele verschiedene, modular einsetzbareSprach- und Audio-Codierungswerkzeuge (0 Introduction, Seite v, 0.1 Overview, Seite vii, 0.3 The MPEG-4 Audio tool set,0.3.1 Speech coding tools; Seite ix, 0.3.2 Audio coding tools).
Zu den allgemeinen Audio-Codierungswerkzeugen gehören MPEG-4 AAC (Advanced Audio Coding) und MPEG-4 SBR (Spectral Band Replication). Letzteres ist ein Bandbreitenerweiterungswerkzeug, das zur Verringerung der Bitrate oder zur Erhöhung der Audioqualität verwendet werden kann. Dabeikodiert der Kodierer zwar die vollständigen Audioinformationen des niedrigen Frequenzbereichs, jedoch nur eine geringe Datenmenge zur parametrischen Beschreibung des hohen Frequenzbereichs. Der Dekodierererzeugt aus dieser, im Vergleich zur Kodierung des gesamten Audio-Frequenzbereichs verringerten, Informationsmengeden hohen Frequenzbereich durch Replikation, d. h. durchgeeignetes Kopieren niederfrequenter Signalanteile in den hohen Frequenzbereich (0 Introduction, S. ix, 0.3.2.2 General Audio Coding Tools, Abschnitt MPEG-4 SBR).
MPEG-4 AAC und MPEG-4 SBR können in dem High Efficiency AAC Profile kombiniert werden (Subpart 1, S. 26, 1.5.2.1 Profiles … 10.The High Efficiency AAC Profile …; S. 50, 1.6.5.1 Generating and signaling AAC+SBR content; S. 54, Fig. 1.1).
2. Der für das Streitpatent besonders relevante Teil des MPEG-4 Audiostandards ist der Subpart 4: General Audio Coding (GA) – AAC, TwinVQ, BSAC, der sich mit den „allgemeinen Audio-Codier-Werkzeugen“ beschäftigt, insbesondere der Abschnitt 4.6.18 SBR tool (Seiten 220 ff.), der sich mit dem vorstehend genannten SBR-Bandbreitenerweiterungswerkzeug befasst. Die nachfolgende wiedergegebene Figur 4.2 (Seite 5) zeigt den Aufbau eines „allgemeinen, nicht-skalierbaren Audio-Decodierers“, der auch das SBR-Werkzeug umfasst:
MPEG-4, Subpart 4, S. 5, Fig. 4.2 mit Kolorierung durch den Senat
Aus der Figur 4.2 und der zugehörigen Beschreibung (Subpart 4, S. 6 – 9, 4.1.1.2 Overview of the encoder and decoder tools) entnimmt der Fachmann, dass der AAC-Dekodierer (AAC; Huffman decoding inverse quantization rescaling) an seinem Ausgang ein Signal im Frequenzbereich abgibt, welches in den mit spectral processing gekennzeichneten Blöcken M/S, PNS, …, TNS, dependently switched coupling durchgängig im Frequenzbereich verarbeitet wird. Eine Filterbank(blockswitching / filterbank) transformiert vom Frequenz- in den Zeitbereich; Ein- und Ausgangssignale der SBR-Decodierers (SBR decoder) liegen als Zeitbereichssignale vor; neben dem Zeitbereichssignal des AAC-Decodierers (time domain signal from the AAC core decoder) erhält der SBR-Dekodierer die quantisierten Einhüllenden-Daten (quantized envelope data) und verschiedene Steuerdaten (Misc. control data) (Subpart 4, S. 9, vorletzter Absatz: SBR tool ) von dem Bitstrom-Nutzlast-Deformatierer (bitstream payload deformatter).
Das genauere Zusammenwirken eines AAC-Kern-Decodierers (AAC Core Decoder) mit dem SBR-Dekodierer sowie dessen Struktur ist in der nachfolgend eingeblendeten Figur 4.46 dargestellt:
MPEG-4, Subpart 4, S. 246, Fig. 4.46 mit Kolorierung und Kommentierung durch den Senat
Der Bitstrom-Nutzlast-Deformatierer (Bitstream Payload Deformatter) teilt den empfangenenkodierten Audiodatenstrom (Coded Audio Stream) in einen AAC Core Decoder-Teil und einen SBR-Teil (Bitstream Parser) auf. Das niederfrequente Zeitbereichssignal am Ausgang des AAC Core Decoder wird von der Analysis QMF Bank(Quadratur Mirror Filter) in die QMF-Domäne transformiert und als Signal X Low sowohl an den HF-Generator (HF Generator) als auch an die QMF-Synthese-Filterbank (Synthesis QMF Bank) geliefert.
Die Decodierung des SBR-Teils liefert die Einhüllenden-Informationen für den zu erzeugenden hochfrequenten Signalanteil an den Einhüllenden-Einsteller (Envelope Adjuster), während die zusätzlichen Informationen von dem HF-Generator benötigt werden, damit dieser aus seinem Eingangssignal X Low durch geeignetes Kopieren das Ausgangssignal X High erzeugen kann. Die QMF-Synthese-Filterbank fügt das niederfrequente QMF-Signal X Low und das hochfrequente QMF-Signal Y zusammen und transformiert das QMF-Summensignal in ein – jetzt breitbandiges – Zeitbereichssignal (Output PCM Samples).
3. Die vorstehend genannten Einhüllenden-Informationen und Steuerinformationen werden dem SBR-Dekodiererin einem SBR-Erweiterungs-Datenelement (SBR extension data element) zugeführt, das aus einemHeader-Kennzeichen (Header flag), dem Header und den eigentlichen (Einhüllenden-)Daten (Data; Side info, Raw data) besteht:
MPEG-4, Subpart 4, S. 117, Fig. 4.21
Das SBR-Datenelement wird zumeist ohne Header übertragen, denn grundlegende Informationen wie der SBR-Frequenzbereich (main) und Steuersignale (tuning) ändern sich nur selten und müssen daher nicht oft übertragen werden, bei bestimmten Anwendung z. B. nur zweimal pro Sekunde. DasHeader-Kennzeichen(Header flag) ist nur dann gesetzt, wenn der SBR-Headervorhanden sind (Subpart 4, 4.5.2.8.2.1 SBR frame overview, S. 117, zweiter Absatz).
DerSBR-Headerumfasst u. a. die Parameter bs_start_freq, bs_stop_freq, und bs_xover_band (Subpart 4, S. 42, Table 4.63 – Syntax of sbr_header(); S. 112, 113, 4.5.2.8 Payloads for the audio object SBR; S. 224, 4.6.18.3.1 Introduction).
4. Wie einleitend ausgeführt, erzeugt der SBR-Dekodierer aus den empfangenen Signalen durch mehrfaches Kopieren von empfangenen, niederfrequenten Subbändern die gewünschten Signale im oberen, dem SBR-Frequenzbereich (Subpart 4, S. 248 (Unterstreichungen hinzugefügt), 4.6.18.6.1 Introduction The objective of the HF generator is to patch, or copy , a number of subband signals obtained from the analysis filterbank from consecutive subbands of matrix X Low to consecutive subbands of matrix X High . The definition of the patching, i.e. the number of patches and the source ranges for the individual patches, is described by the vectors patchNumSubbands and patchStartSubband , and the variable numPatches.)
Der SBR-Dekodiererermittelt aus den im SBR-Header empfangenen Parameternbs_start_freq, bs_stop_freq und bs_xover_band Frequenzbandtabellen (frequency band tables), von denen in Bezug auf das Streitpatent die sogenannte Masterfrequenztabelle (master frequency table) f Master und die davon abgeleitete Frequenztabelle mit hoher Frequenzauflösung (high frequency resolution table) f TableHigh relevant sind. Ein Frequenzband ist ein Frequenzintervall, umfassend eine Gruppe aufeinanderfolgender QMF-Subbänder (S. 221, 4.6.18.2.1.5 frequency band). Die Frequenzbandtabellen enthalten die Frequenzgrenzen für jedes Frequenzband, dargestellt als QMF-Subbänder. Jedes Frequenzband wird durch eine Startfrequenzgrenze und eine Stoppfrequenzgrenze definiert. Das durch die Startfrequenzgrenze angegebene QMF-Subband ist im Frequenzband enthalten, das durch die Stoppfrequenzgrenze angegebene QMF-Subband ist aus dem Frequenzband ausgeschlossen. Für alle von der Masterfrequenztabelle abgeleiteten Frequenzbandtabellen entspricht die Stoppfrequenzgrenze von Band n der Startfrequenzgrenze von Band n+1, wobei n ein beliebiges Frequenzband in der Tabelle ist (S. 225, 4.6.18.3.2 Frequency band tables).
4.1 Zunächst werden die Grenzfrequenzen der Masterfrequenztabelle f Master bestimmt. Die untere bzw. obere Grenzfrequenz werden durch die QMF-Subbänder k 0 bzw. k 2 repräsentiert, die sich wie folgt aus den Werten der Parameter bs_start_freq, bs_stop_freq und dem Wert der SBR-internen Abtastrate Fs SBR berechnen (S. 223, 224, 4.6.18.2.6 Variables; S. 225, 226, 4.6.18.3.2.1 Master frequency table):
Aus den vorstehenden Gleichungen und den Angaben in Tabelle 4.63 (Subpart 4, S. 42, 43) entnimmt der Fachmann, dass die Parameter bs_start_freq und bs_stop_freq jeweils sechzehn verschiedene Werte annehmen können (0 ≤ bs_start_freq ≤15; 0 ≤ bs_stop_freq ≤15).
4.2 Der in der Figur 4.39 (Flowchart calculation of f Master when bs_freq_scale = 0; S. 227) dargestellte Algorithmus ermittelt aus den QMF-Subbändern der unteren bzw. oberen Grenzfrequenz, also den Größen k 0 und k 2 , die Anzahl (N Master = numBands) der Frequenzbänder der Masterfrequenztabelle fMaster und deren einzelnen Einträge (fMaster(k) für k = 0, 1, …, NMaster). Ein Zahlenbeispiel, das auch bestimmte Nebenbedingungen (S. 237, 4.6.18.3.6 Requirements) einhält, diene der Veranschaulichung. Es sei
· Abtastrate des SBR-Decodierers: FsSBR = 32 kHz,
· bs_start_freq = 5, bs_stop_freq = 15, bs_freq_scale = 0, bs_alter_scale = 0.
Daraus ergibt sich (S. 225 - 227):
· k0 = startmin + offset(bs_start_freq) = 16 + 1 = 17
· k2 = min(64,3*k 0 ) = 51
· numBands = 2*INT((k2 – ko)/2) = 34
· dk = 1; k2Achieved = 17 + 34*1 = 51; k2Diff = 0; vDk(k) = dk = 1 für k =0, …, 33
· f Master (0) = k0 = 17; f Master (1) = f Master (0) +vDk(0)= 17 + 1 = 18; …;
f Master (34) = f Master (33) +vDk(33)= 50 + 1 = 51
also: f Master (k) = [17, 18, …, 50, 51]
·N Master = numBands = 34
4.3 Aus der Masterfrequenztabelle fMaster wird für die SBR-Einhüllenden mit hoher Frequenzauflösung die Frequenzbandtabelle f TableHigh extrahiert; f TableHigh ist somit eine Teilmenge von fMaster.
Welcher Teil der Masterfrequenztabelle fMaster die Frequenztabelle f TableHigh bildet, hängt von dem Parameter bs_xover_band (= cross over band) ab, der ebenfalls vom Kodierer an den Dekodierer signalisiert wird und acht verschiedene Werte (0 ≤ bs_xover_band ≤ 7; S. 42, Tab. 4.63) annehmen kann.
Der Parameter bs_xover_band ist ein Index der Masterfrequenztabelle fMaster (S. 113, dritter Eintrag unter der Tabelle 4.104), der angibt, wo der aktuelle SBR-Frequenzbereich beginnt (S. 43 (Unterstreichungen hinzugefügt), Note 2: Index to master frequency band table, indicating where the current SBR range begins ). Er wird ebenfalls im SBR-Header übertragen (S. 224, vorletzte Zeile) und muss kleiner als NMaster sein (S. 238, Zeile 6, 5. Gliederungspunkt).
Der Fachmann entnimmt bereits der Formulierung „indicating where the current SBR range begins“, dass sich der Parameter bs_xover_band regelmäßig häufiger ändern wird als die Parameter bs_start_freq und bs_stop_freq. Dafür spricht auch die Anlage NK2d der Klägerin, die den Quellcode eines Programms der Fraunhofer FDK AAC Codec Library for Android zum Inhalt hat und sich auf das MPEG-4 Profil HE AAC bezieht (NK2d, S. 1, Kap. 1, Abs. 1, 2), denn diese bezeichnet den Parameter bs_xover_band als „Start index … used for dynamic crossover frequency“ (Seite 5, Mitte, Kommentar zu UCHAR xover_band).
Die aus der Masterfrequenzbandtabelle fMaster extrahierte Frequenzbandtabelle fTableHigh bestimmt sich wie folgt:
· Anzahl der Einträge: NHigh = NMaster – bs_xover_band
· Einträge: fTableHigh(k) = fMaster(k + bs_xover_band), 0 ≤ k ≤ NHigh
· Untere Grenzfrequenz von fTableHigh, repräsentiert durch das QMF-Subband kx: k x = f TableHigh (0) = f Master (bs_xover_band)
· Anzahl der QMF-Subbänder in fTableHigh: M = fTableHigh(NHigh) – fTableHigh(0) bzw. M = fMaster(NMaster) – fMaster(bs_xover_band) = k 2 – k x
4.4 Wie der Fachmann erkennt, findet eine Fallunterscheidung in Abhängigkeit vom Wert des Parameters bs_xover_band statt:
a) Für den Fall, dass bs_xover_band gleich Null ist, ist die Frequenzbandtabelle fTableHigh identisch zur Masterfrequenzbandtabelle fMaster; der nachfolgende Kopieralgorithmus kann somit anhand der MasterfrequenztabellefMaster und daraus abgeleiteter Größen durchgeführt werden:
· Anzahl der Einträge: NHigh = NMaster
· Einträge: fTableHigh(k) = fMaster(k), 0 ≤ k ≤ NMaster
· Untere Grenzfrequenz von fTableHigh, repräsentiert durch das QMF-Subband kx: k x = f TableHigh (0) = f Master (0) =k 0
· Anzahl der QMF-Subbänder in fTableHigh: M = fTableHigh(NMaster) – fTableHigh(0) bzw. M = fMaster(NMaster) – fMaster(0) = k 2 – k 0
b) Wenn bs_xover_band hingegen ungleich Null ist, findet der Kopiervorgang anhand der Frequenzbandtabelle f TableHigh und daraus abgeleiteter Größen statt.
Bezugnehmend auf das obige Zahlenbeispiel und unter der Annahme, dass bs_xover_band den Wert 7 hat, ergibt sich das Folgende:
· Unverändert: k0 = 17, k2 = 51; NMaster = 34
· Verändert:
o NHigh = 34 – 7 = 27
o fTableHigh(k) = fMaster(k + 7), 0 ≤ k ≤ 27, d. h. fTableHigh = [24, 25, …, 51]
o kx = fTabelHigh(0) = fMaster(7) = 24
o M = k2 – kx = 51 – 24 = 27
Die Frequenzbandtabelle fTableHigh umfasst somit nur die oberen 27 Frequenzbänder der 34 Frequenzbänder umfassenden Masterfrequenzbandtabelle fMaster.
4.5 Der Kopieralgorithmus zur Erzeugung des hochfrequenten SBR-Frequenzbereichs aus den niederfrequenten Signalen ist im Abschnitt 4.6.18.6.3 HF generator beschrieben (S. 249, 250). In der nachfolgend eingeblendeten Figur 4.48 ist in Form eines Flussdiagramms die Konstruktion der Kopien (patch construction) erläutert:
MEG-4, Subpart 4, S. 250, Fig. 4.48
Aus den vorstehend erläuterten Eingangsvariablen k0, kx, Fs, fMaster, NMaster und M liefert der Algorithmus die Werte der folgenden Variablen:
· numPatches ist ein Maß für die Anzahl der durchzuführenden Kopien, wobei bei der ersten Kopie numPatches gleich Null ist, bei der zweiten gleich Eins, usw.; der Fachmann erkennt aus Fig. 4.48, dass die Gesamtanzahl der Kopien gleich (numPatches + 1) ist,
· patchStartSubbandist ein Vektor, dernumPatches Einträge aufweist und der für jede Kopie angibt, mit welchem Subband diese beginnt; die Indexierung der Vektoreinträge beginnt gemäß Fig. 4.48 mit Null (patchStartSubband[0] = …; patchStartSubband[1] = …),
· patchNumSubbandsist ein Vektor,der numPatches Einträge aufweist und der für jede Kopie angibt, wie viele Subbänder diese umfasst; die Indexierung der Vektoreinträge beginnt gemäß Fig. 4.48 mit Null (patchNumSubband[0] = …; patchNumSubband[1] = …).
a) Basierend auf dem obigen Zahlenbeispiel für den ersten Fall (bs_xover_band = 0), für den gilt:
· FsSBR = 32 kHz,bs_start_freq = 5, bs_stop_freq = 15, bs_freq_scale = 0, bs_alter_scale = 0, bs_xover_band = 0, und
· k0 = kx = 17, k2 = 51, NMaster = 34; M = 34, f Master (k) = [17, 18, …, 50, 51]
liefert der Algorithmus nach Figur 4.48die folgenden Werte:
· numPatches = 2, d. h. insgesamt drei Kopien,
· patchStartSubband = [1, 1, 15], d. h. die ersten beiden Kopien beginnen beim Subband 1, die dritte Kopie beim Subband 15,
· patchNumSubbands [16, 16, 2], d. h. die ersten beiden Kopien umfassen 16 Subbänder, die dritte Kopie ist eine Teilkopie mit nur zwei Subbändern.
b) Basierend auf dem obigen Zahlenbeispiel für den zweiten Fall (bs_xover_band = 7), für den gilt:
· FsSBR = 32 kHz, bs_start_freq = 5, bs_stop_freq = 15, bs_freq_scale = 0, bs_alter_scale = 0,bs_xover_band = 7, und
· k0 = 17; kx = 24, k2 = 51, NMaster = 34; M = 27, f Master (k) = [17, 18, …, 50, 51]
· patchStartSubband = [8, 1, 15], d. h. die erste Teilkopie beginnt jetzt erst beim Subband 8, die zweite Kopie wie im Fall a) beim Subband 1 und die dritte Kopie, ebenfalls wie beim Fall a), beim Subband 15,
· patchNumSubbands = [9, 16, 2], d. h. die erste Teilkopie umfasst nur 9 Subbänder, die zweite Kopie umfasst wie im Fall a) 16 Subbänder und die dritte Kopie, ebenfalls wie im Fall a), nur zwei Subbänder.
4.6 Nach der vorstehend erläuterten Ermittlung der Kopierparameter numPatches, patchStartSubband und patchNumSubbands erzeugt der HF-Generator die entsprechenden Kopien des niederfrequenten Signals X Low , um diese anschließend als Anregungssignal X High im SBR-Frequenzbereich zu verwenden (MPEG-4, Subpart 4, S. 249, 4.6.18.6.3 HF generator):
Die Relationen der obigen Einblendung für den aktuellen Rahmen (l) vereinfachen sich unter Vernachlässigung des Einflusses der beiden vorherigen Rahmen (l - 1, l - 2) zu:
für 0≤x
a) Für das obige Zahlenbeispiel für den ersten Fall (bs_xover_band = 0) ergibt sich daraus:
· erste Kopie (i = 0):
· zweite Kopie (i = 1):
· dritte Kopie (i = 2):
b) Für das obige Zahlenbeispiel für den zweiten Fall (bs_xover_band = 7) ergibt sich daraus:
c) Die nachfolgende, vom Senat angefertigte Figur verdeutlicht die Kopiervorgänge für den ersten (bs_xover_band = 0) und den zweiten Fall (bs_xover_band = 7) und zeigt in der Mitte die Bezeichnungen aus dem Streitpatent:
d) Es gelten die folgenden Entsprechungen:
Streitpatent
Merkmalstext
Bezeichnung
Bezeichnung / Zahlenbeispiel nach Fall 2
start frequency bin of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal
f exc_start
= 1
end frequency bin of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal
f exc_end
k 0 – 1 = 16
highest frequency bin of the frequency domain signal to which a bit is allocated,
f last_sfm
k x – 1= 23
preset start frequency bin of a bandwidth extension frequency band
f bwe_start
k 0 = 17
highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band
f top_sfm
k 2 – 1= 50
n is equal to a ratio of a quantity of frequency bins between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band to a quantity of frequency bins within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal
mth frequency bin fexc_start+ above a start frequency bin fexc_start of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and … m is equal to a value of a quantity of frequency bins between the highest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band.
f exc_start+ = f exc_start + (f last_sfm - f bwe_start )
1 + ((k x – 1) – k 0 )= 8
4.7 Nach den vorstehenden Erläuterungen ist aus dem MPEG-4 Standard das Folgende bekannt:
1 A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal (Y), comprising
0 Introduction, S. ix, 0.3.2.2 General Audio Coding Tools, Abschnitt MPEG-4 SBR: MPEG-4 SBR (Spectral Band Replication) is a bandwidth extension tool used in combination with the AAC general audio codec. […] replicating the highband, i.e. the high frequency part of the spectrum. A small amount of data representing a parametric description of the highband is encoded and used in the decoding process.;
Subpart 4, 4.1.1.2 Overview of the encoder and decoder tools, S. 9: The SBR tool regenerates the highband of the audio signal. It is based on replication of the sequences of harmonics, truncated during encoding. It adjusts the spectral envelope of the generated high-band and applies inverse filtering, and adds noise and sinusoidal components in order to recreate the spectral characteristics of the original signal.
Subpart4, 4.6.18.1 Tool description, S. 220:The SBR tool (Spectral Band Replication) extends the audio bandwidth of the decoded bandwidth-limited audio signal. The process is based on replication of the sequences of harmonics, previously truncated in order to reduce data rate, from the available bandwidth limited signal and control data obtained from the encoder.
Subpart 4, 4.6.18.5 SBR tool overview, S. 245, dritter Aufzählungspunkt: The envelope adjuster outlined in subclause 4.6.18.7 calculates the matrix Y given the matrix X High and the SBR envelope data, extracted from the SBR bitstream payload.
Subpart 4, S. 246, Fig. 4.46: Die Synthesis QMF Bankkombiniert das niederfrequente Signal X Low und das bandbreitenerweiterte Signal Y zu einem Ausgangsaudiosignal (Output PCM samples), vgl. auch S. 247, Fig. 4.47 (c): output audio signal;
1.1demultiplexing a received bitstream (Coded Audio Stream), and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal;
Bei der aus dem MPEG-4 Standard bekannt Kombination eines AAC-Dekodierersmit einem SBR-Werkzeug wird der empfangene Bitstrom (Coded Audio Stream) demultiplexiert und vom AAC-Dekodiererdekodiert, um ein Frequenzbereichssignal zu erhalten, wie aus der einleitend zum MPEG-4 Standard eingeblendeten Figur 4.2 ersichtlich. Im Einzelnen:Subpart 4, 4.1.1.2 Overview of the encoder and decoder tools, S. 6, Abs. 1: The input to the bitstream payload demultiplexer tool is the MPEG-4 GA bitstream payload. The demultiplexer separates the bitstream payload into the parts for each tool, and provides each of the tools with the bitstream payload information related to that tool; Abs. 2: The AAC noiseless decoding tool takes the information from the payload demultiplexer … decodes the Huffman coded data, and reconstructs the quantized spectra … outputs of the noiseless decoding tool are … The quantized values for the spectra
Damit ist das Merkmal 1.1 aus dem MPEG-4 Standard bekannt. Der Anspruch 1 verlangt, wie zur Auslegung dargelegt, nicht, dass die Vorhersage des Bandbreitenerweiterungsfrequenzbandsignals durchgängig im Frequenzbereich arbeitet. Daher ist es unschädlich, dass beim MPEG-4 Standard das Frequenzbereichssignal des AAC-Dekodierers gemäß Figur 4.2 mit zugehöriger Beschreibung zunächst in ein Zeitbereichssignal umgewandelt und dieses dem SBR-Werkzeug zur Verfügung gestellt wird. Davon abgesehen transformiert das MPEG-4 SBR-Werkzeugseinim Zeitbereich vorliegendes Eingangssignal mittels einer digitalen Filterbankin denkomplexwertigenQMF-Bereich (Quadrature Mirror Filter), was einer Frequenztransformation entspricht (vgl. GAO, Abs. 0004, 0005). Im Einzelnen: Subpart 4: 4.6.18.4.1 Analysis filterbank, S. 238; 4.6.18.5 SBR tool overview, S. 246, Fig. 4.46: das Ausgangssignal X Low der Analysis QMF Bank liegt in der komplexwertigen QMF-Domäne vor, die Frequenzsubbänder enthält: S. 221, 4.6.18.2.1.5 frequency band … interval in frequency, group of consecutive QMF subbands ; S. 221, 4.6.18.2.1.16 subband … a frequency range represented by one row in a QMF matrix , S. 224, 4.6.18.2.6 Variables …X Low is the complex input QMF bank subband matrix to the HF generator
1.2 determining whether a highest frequency bin (kx - 1), to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than a preset start frequency bin (k0) of a bandwidth extension frequency band (k0 bis k2 - 1);
Wie einleitend zum MPEG-4 Standard dargestellt, hängen die Kopiervorgänge davon ab, ob der vom Kodierer zum Dekodierer signalisierte Parameter bs_xover_band gleich Null oder größer als Null ist. Im erstgenannten Fall ist die höchste im Dekodierer verfügbare Frequenz im QMF-Subband (kx – 1) = (k0 – 1), während die voreingestellte Startfrequenz des BWE-Bereichs im Subband k0 liegt. In diesem Fall ist also (kx – 1) = (k0 – 1) < k0, d. h. das Ergebnis der Bestimmung nach Merkmal 1.2 ist WAHR. Im zweitgenannten Fall ist die höchste im Dekodierer verfügbare Frequenz im QMF-Subband (kx – 1), während die voreingestellte Startfrequenz des BWE-Bereichs im Subband k0 liegt. In diesem Fall ist also (kx – 1) > k0, d. h. das Ergebnis der Bestimmung nach Merkmal 1.2 ist FALSCH.
1.3 predicting an excitation signal (X High ) of the bandwidth extension frequency band
1.3.1 according to an excitation signal (X Low ) within a predetermined frequency band range (1 bis (k0 -1)) of the frequency domain signal and the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band
1.3.2 when the highest frequency bin (kx – 1 = k0 - 1) to which a bit is allocated is less than the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band;
Zu den Merkmalen 1.3 bis 1.3.2 wird auf die einleitenden Ausführungen zum MPEG-4 Standard verwiesen.
1.4 predicting the excitation signal (X High ) of the bandwidth extension frequency band
1.4.1 according to the excitation signal (X Low ) within the predetermined frequency band range (1 bis (k0 -1)) of the frequency domain signal, the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin (kx) to which a bit is allocated
1.4.2 when the highest frequency bin (kx) to which a bit is allocated is no less than the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band; and
Zu den Merkmalen 1.4 bis 1.4.2 wird auf die einleitenden Ausführungen zum MPEG-4 Standard verwiesen.
1.5 predicting the bandwidth extension frequency band signal (Y) according to the predicted excitation signal (X High ) of the bandwidth extension frequency bandand a frequency envelope (E orig ) of the bandwidth extension frequency band;
Im Subpart 4, 4.6.18.7 HF adjustment (mit zugehörigen Unterabschnitten; S. 251 – 256) des MPEG-4 Standards ist im Detail beschrieben, wie aus dem vorhergesagten Anregungssignal (X High ) des Bandbreitenerweiterungsfrequenzbands und einer Frequenzeinhüllenden (E Orig )(4.6.18.2.6 Variables: E orig : has L E columns where each column is of length N Low or N High depending on the frequency resolution for each SBR envelope. The elements in E Orig contains the envelope scalefactors of the original signal .) das Bandbreitenerweiterungsfrequenzbandsignal (Y) vorhergesagt wird
1.6 wherein the predicting an excitation signal (X High ) of the bandwidth extension frequency band according to an excitation signal (X Low ) within a predetermined frequency band range (1 bis (k0 -1)) of the frequency domain signal and the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band comprises:
1.6.1 making n copies of the excitation signal (X Low ) within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
1.6.2 using the n copies of the excitation signal (X Low ) as an excitation signal (X High ) between the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin (k2 - 1) of the bandwidth extension frequency band
1.6.3 wherein n is an integer or a non-integer greater than 0, and n is equal to a ratio of a quantity of frequency bins ((k2 – 1) – k0 – 1) between the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band and the highest frequency bin (k2 - 1) of the bandwidth extension frequency band to a quantity ((k0 – 1) – 1) of frequency bins within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal;
Zu den Merkmalen 1.6 bis 1.6.3 wird ergänzend auf die einleitenden Ausführungen zum MPEG-4 Standard verwiesen.
1.7 wherein the predicting the excitation signal (X High ) of the bandwidth extension frequency band according to the excitation signal (X Low ) within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band, and the highest frequency bin (kx), to which a bit is allocated comprises:
1.7.1 making a copy of an excitation signal from the mth frequency bin fexc_start+(1 + ((kx – 1) – k0))above a start frequency bin fexc_start(1) of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal to an end frequency bin fexc_end(k0 – 1) of the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and
1.7.2 [making] n copies of the excitation signal (X Low ) within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal, and
1.7.3 using the two parts of excitation signals as an excitation signal between the highest frequency bin(kx – 1), to which a bit is allocated, of the frequency domain signal and the highest frequency bin (k2 - 1) of the bandwidth extension frequency band,
1.7.4 wherein n is 0 or an integer or a non-integer greater than 0,
m is a positive integer, and mis equal to a value of a quantity of frequency bins (kx – 1 – k0) between the highest frequency bin (kx – 1) to which a bit is allocatedand the preset start frequency bin (k0) of the bandwidth extension frequency band.
Zu den Merkmalen 1.7 bis 1.7.4 wird ergänzend auf die einleitenden Ausführungen zum MPEG-4 Standard verwiesen.
Danach ist das Verfahren nach Anspruch 1 der erteilten Fassung aus dem MPEG-4 Standard bekannt. Gleiches gilt für die Vorrichtung nach Anspruch 6.
III. Zur den Hilfsanträgen
Die Beklagte kann das Streitpatent auch in den Fassungen der Hilfsanträge nicht erfolgreich verteidigen, weil sowohl das danach beanspruchten Verfahren (Anspruch 1bzw. Anspruch 4 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ bzw. Anspruch 5 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“) als auch die danach beanspruchte Vorrichtung (Anspruch 6 bzw. Anspruch 9 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ bzw. Anspruch 10 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“) nach den Hilfsanträgen 0, 1, 2, 3.0, „Abhängig 1“, 3.0‘, 3.0‘‘, 3, 3a, 4, 5 und „Abhängig 2“ gegenüber dem Stand der Technik nicht neu sind oder nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit beruhen (Art. II § 6 Abs. 1 Nr. 1 IntPatÜG i. V. m. Art. 138 Abs. 1 lit. a), Art. 52, 54, 56 EPÜ).
1. Der Gegenstand gemäß dem auf ein Verfahren zur Vorhersage eines Bandbreitenerweiterungs-Frequenzbandsignals gerichteten Patentanspruch 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 0vom 10. November 2023 – und damit auch der Gegenstand des auf eine entsprechende Decodiervorrichtung gerichtete Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 0 – sind nicht patentfähig.
1.1 Anspruch 1 gemäß Hilfsantrag 0 lautet (Änderungen gegenüber der erteilten Fassung gekennzeichnet)
1 HA1 A method for predicting in a decoding device a bandwidth extension frequency band signal, comprising:
1.1.1 HA0 pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band by the decoding device;
1.2 HA1 determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
1.3 bis 1.7.4 wie erteilt
Im Hilfsantrag 0 ist im Vergleich zur erteilten Fassung ergänzt, dass das beanspruchte Verfahren in einer Dekodiervorrichtung durchgeführt wird (Merkmal 1HA1), sowie, dass diese die Startfrequenz des BWE-Bereichs voreinstellt (Merkmal 1.1.1HA0).
1.2 Das Merkmal 1HA1 schränkt den Gegenstand des Anspruchs 1 in der erteilten Fassung nicht ein, denn, wie im Rahmen der Auslegung zum Hauptantragdargelegt, versteht der Fachmann bereits die erteilte Fassung so, dass das Verfahren in einer Dekodiervorrichtung durchgeführt wird.
Dem Merkmal 1.1.1HA0entnimmt der Fachmann, dass die Dekodiervorrichtung eine Voreinstellung des Startfrequenzwerts des BWE-Bereichs vornimmt. Damit ist ausgeschlossen, dass der Kodierer dem Dekodierer diesen Wert unmittelbar signalisiert und der Dekodierer den empfangenen Startfrequenzwert unmittelbar verwendet.
Merkmal 1.1.1HA0 schließt jedoch nicht aus, dass der Kodierer dem Dekodierer bestimmte Parameterwerte, insbesondere den Wert der aktuellen Kodierrate, übermittelt und der Dekodierer daraufhin einen entsprechenden Startfrequenzwert für den BWE-Bereich bestimmt und diesen – vor Beginn der anspruchsgemäßen Vorhersage des BWE-Signals – voreinstellt. Dabei liest der Fachmann mit, dass der Dekodierer über eine vorbestimmte Zuordnung von Parameterwerten, insbesondere Kodierraten, zu Startfrequenzwerten verfügt (Streitpatentschrift, Abs. 0031 (Unterstreichungen hinzugefügt): Selection of f bwe_start is related to an encoding rate …. A higher encoding rate indicates a higher preset start frequency f bwe_start ; Abs. 0053: when the encoding rate ist 24 kpbs, the preset start frequency f bwe_start of the bandwidth extension frequency band is equal to 6.4 kHz).
1.3 Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 0 schränkt den Gegenstand des Anspruchs 1 erteilter Fassung jedenfalls durch das Merkmal 1.1.1HA0 ein, weil damit – wie vorstehend dargelegt – eine Variante ausgeschlossen ist, bei der der Kodierer eine unmittelbare (direkte) Voreinstellung der Startfrequenz des BWE-Bereichs durchführt, diesen Wert an den Dekodierer überträgt und dieser diesen Wert dann unmittelbar (direkt) verwendet.
1.4 Die Frage der ursprünglichen Offenbarung des Gegenstands des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 0 (vgl. EP 2 940 685 A1, Abs. 0078) kann dahinstehen denn jedenfalls erweist sich der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 0 als nicht patentfähig.
Denn auch im MPEG-4 Standard führt der Dekodierer eine Voreinstellung der Startfrequenz des BWE-Bereichs, der im MPEG-4-Standard durch den SBR (Spectral Band Replication)-Bereich beschrieben ist, durch, nämlich u. a. durch Bestimmung des Parameters k0, der, wie zum Hauptantrag im Detail dargelegt, den Beginn des SBR-Bereichs in MPEG-4 anzeigt. Dabei schließt es das Merkmal 1.1.1HA0 – wie oben ausgeführt – nicht aus, dass vom Kodierer zum Dekodierer Parameterwerte signalisiert werden, aus denen der Dekodierer die Startfrequenz ermittelt und entsprechend voreinstellt. So verhält es sich auch im MPEG-4 Standard. Wie zum Hauptantrag erläutert, hängt die untere Frequenzgrenze k0 der Master-Frequenztabelle, die indikativ für die Startfrequenz des BWE(= SBR)-Bereichs ist, von den Werten der Parameter Fs SBR und bs_start_freq ab, die vom Kodierer an den Dekodierer gesendet werden. Damit führt der Dekodierer – vor Beginn der Prädiktion des BWE-Bereichs – eine Voreinstellung der Startfrequenz des BWE-Bereichs gemäß Merkmal 1.1.1HA0 durch.
Wie weiter zum Hauptantrag ausgeführt, werden die ParameterFs SBR und bs_start_freq beim MPEG-4 Standard auch nicht regelmäßig von Rahmen zu Rahmen geändert, so dass die vom Streitpatent angestrebte Kontinuität des prädizierten Signals im BWE-Frequenzbereich über Rahmengrenzen hinweg auch beim MPEG-4 Standard gewährleistet ist. Denn gemäß dem MPEG-4 Standard wird der Parameter bs_start_freq im SBR-Header übertragen, der unabhängig von einer Änderung nicht bei jedem Rahmen, sondern seltener, z. B. nur zwei Mal je Sekunde übertragen wird (MPEG-4, Subpart 4, 4.5.2.8.2.1 SBR frame overview, S. 117, Abs. 2), d. h. nur jeden 50. Rahmen bei einer Rahmenlänge von 20 ms.
Danach ist der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 0 aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
2. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 1vom 13 September 2022 (Az.: 4 Ni 49/22 (EP); insofern gleichlautend mit dem Anspruch 1 nach Hilfsantrag 1 vom 12. Juli 2022 im Verfahren mit dem Az.: 4 Ni 53/22 (EP)) – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 1 – sind nicht patentfähig.
2.1 Anspruch 1 gemäß Hilfsantrag 1 lautet (Änderungen gegenüber der erteilten Fassung gekennzeichnet):
1.1.1 HA1 pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
1.3.1 HA1 according to an excitation signal within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band
1.3.2 bis 1.7.4 wie erteilt
Im Vergleich zum Hilfsantrag 0 umfasst der Hilfsantrag 1 im Merkmal 1.1.1HA1 zusätzlich das Wählen eines vorbestimmten Frequenzbandbereichs des (niederfrequenten, zu kopierenden) Frequenzbereichssignals durch den Dekodierer.
2.2 Der Fachmann versteht diesen Teil des Merkmals 1.1.1HA1 so, dass der Dekodierer den zu kopierenden niederfrequenten Frequenzbereich anhand eines oder mehrerer Kriterien auswählt. Damit ist nach Hilfsantrag 1 ausgeschlossen, dass der Kodierer dem Dekodierer die Frequenzgrenzen unmittelbar signalisiert und der Dekodierer diesen Frequenzbereich unmittelbar zum Kopieren verwendet.
Merkmal 1.1.1HA0 schließt jedoch nicht aus, dass der Kodierer dem Dekodierer bestimmte Parameterwerte, insbesondere den Wert der aktuellen Kodierrate und/oder den im Kodierer ermittelten Signaltyp (harmonic; non-harmonic), übermittelt und der Dekodierer daraufhin einen entsprechenden zu kopierenden Frequenzbereich – vor Beginn der anspruchsgemäßen Vorhersage des BWE-Signals – auswählt und damit vorbestimmt. Dabei liest der Fachmann mit, dass der Dekodierer über eine vorbestimmte Zuordnung von Parameterwerten, insbesondere Kodierraten und Signaltypen, zu niederfrequenten, zu kopierenden Frequenzbereichen verfügt (Streitpatentschrift, Abs. 0035 (Unterstreichungen hinzugefügt): Selection of the predetermined frequency band range from the f exc_start to the f exc_end of the frequency domain signal is related to a signal type and an encoding rate ).
2.3 Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 1 schränkt den Gegenstand des Anspruchs 1 erteilter Fassung jedenfalls durch das Merkmal 1.1.1HA1 ein, weil damit – wie vorstehend dargelegt – eine Variante der erteilten Fassung ausgeschlossen ist, bei der der Kodierer eine unmittelbare (direkte) Voreinstellung der Startfrequenz des BWE-Bereichs und des zu kopierenden Frequenzbereichs vornimmt, diese Werte an den Dekodierer überträgt und dieser diese Werte dann unmittelbar (direkt) verwendet.
2.4 Die Frage der ursprünglichen Offenbarung des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 1(vgl. EP 2 940 685 A1, Abs. 0053), kann dahinstehen, weil der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 1jedenfalls nicht patentfähig ist.
Denn beim MPEG-4 Standard bestimmt der Dekodierer auf Grundlage der von dem Kodierer übertragenen Werte der Parameter Fs SBR und bs_start_freq den Wert des Parametersk 0 und wählt damit den zu kopierenden Frequenzbereich aus. Dieser ist damit vorbestimmt, denn er reicht – wie zum Hauptantrag dargelegt – von dem untersten Subband 1 bis zu dem Subband k 0 – 1.
Danach ist der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 1 aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
3. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 2vom 13. September 2022 (Az.: 4 Ni 49/22 (EP); insofern gleichlautend mit dem Anspruch 1 nach Hilfsantrag 2 vom 12.07.22 im Verfahren mit dem Az.: 4 Ni 53/22 (EP)) – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 – sind aus dem MPEG-4 Standardbekannt.
3.1 Anspruch 1 gemäß Hilfsantrag 2basiert auf Anspruch 1 gemäß Hilfsantrag 1 und unterscheidet sich von diesem nur im Merkmal 1.1.1HA2:
1.1.1 HA2 pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on an encoding bit-rate and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
3.2 Nach Merkmal 1.1.1HA2 hängt die Voreinstellung der Startfrequenz des BWE-Bereichs durch den Dekodierer zumindest von der (im Kodierer verwendeten)Kodier-Bitrate ab. Nach den Ausführungsbeispielen des Streitpatents wird für ein mit 24 kbps kodiertes UWB-Signal (Ultra Wide Band) eine Starfrequenz von 6,4 kHz und für eine Kodierrate von 32 kbps eine Startfrequenz des BWE-Bereichs von 8 kHz gewählt (Streitpatentschrift, Abs. 0031).
3.3 Die Frage der Zulässigkeit des Hilfsantrags 2 (vgl. EP 2 940 685 A1, Abs. 0050, 0070, 0090) kann dahinstehen, denn jedenfalls ist der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 2 aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
Denn danach hängt die Startfrequenz (Subband k 0 ) des BWE-Bereichs (k 0 bis (k 2 – 1)), wie zum Hauptantrag dargelegt, u. a. von der internen Abtastrate FsSBRdes SBR-Werkzeugs ab (MPEG-4, Subpart 4, 4.6.18.3.2.1 Master frequency band table, S. 225), die wiederum mit der vom Kodierer zum Dekodierer übertragenen Abtastrate(4.5.1.1 GASpecificConfig(), S. 53: … samplingFrequencyIndex … Table 4.82; 4.5.1.2 Program config element (PCE), S. 55: sampling_frequency_index Indicates the sampling frequency of the program according to the table defined in subclause 1.6.3.3 (samplingFrequencyIndes); Subbpart 1, 1.6.3.3 samplingFrequency, S. 45: The sampling frequency used for this audio object. Either transmitted directly, or coded in the form of samplingFrequencylndex; 1.6.3.4 samplingFrequencyIndex, S. 45) desKern-Codierers verknüpft ist (MPEG-4, Subpart 4, 4.6.18.2.6 Variables, S. 223:Fs SBR … twice the sampling frequency of the core coder (after sampling frequency mapping, Table 4.82).
Darüber hinaus hängt die Kodierrate des Kern-Kodierers von seiner Abtastrate ab (MPEG-4, Subpart 4, 4.5.3.3 Maximum bit rate, S. 124: … depends on the audio sampling rate).
Danach hängt die Startfrequenz des BWE-Bereichs in MPEG-4 von der Codierrate ab. Der Gegenstand des Anspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 2 ist somit aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
4. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 3.0 vom 10. November 2023 – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 – sind nicht patentfähig.
4.1 Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3.0 lautet (Änderungen gegenüber der erteilten Fassung markiert):
1 HA3 A method for predicting in a decoding device a bandwidth extension frequency band signal according to an encoding bit-rate and a signal type, comprising
1.1 HA3.0 demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal and a frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
1.1.1 HA3.0 pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on the encoding bit-rate by the decoding device;
1.2HA1 determining (101) whether a highest frequency bin, to which a bit is allocated, of the frequency domain signal is less than the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band;
… …
1.5 HA3.0 predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band;
1.5.1 HA3 wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired based on the signal type;
4.2 Nach Merkmal 1HA3 findet das beanspruchte Verfahren gemäß einer Kodierbitrate und gemäß einem Signaltyp statt, was der Fachmann so versteht, dass diese Größen – irgendwie – in die Vorhersage des BWE-Signals eingehen. Zudem ist in Merkmal 1.1HA3.0 ergänzt, dass als Ergebnis des Demultiplexens und Dekodierens des empfangenen Bitstroms über das (niederfrequente) Frequenzbereichssignal hinaus auch eine spektrale Einhüllende des BWE-Bereichs erhalten wird. Nach Merkmal 1.1.1HA3.0 hängt die Voreinstellung der Startfrequenz des BWE-Bereichs im Dekodierer, wie bei dem Hilfsantrag 2, jedenfalls von der Kodierbitrate ab. Nach Merkmal 1.5.1HA3 wird die spektrale Einhüllende des BWE-Bereichs basierend auf dem Signaltyp erworben. Ein Ermitteln des Signaltyps im Kodierer und Übertragen dieser Information an den Dekodierer, damit dieser basierend auf der Signaltyp-Information den spektrale Einhüllende gewinnt, ist in der Beschreibung des Streitpatents genannt (Abs. 0026, 0070).
Mangels konkreter Angaben wird der Fachmann verstehen, dass der Signaltyp im Kodierertypischerweise für einen bestimmten Zeitabschnitt, beispielsweise für den aktuellen Rahmen (d. h. ca. 20 ms) und für den gesamten Frequenzbereich ermittelt wird.
Hinsichtlich möglicher Varianten des „Signaltyps“ unterscheidet das Streitpatent – in Übereinstimmung mit dem Wissen des Fachmanns – zwischen einem „harmonischen“ und einem „nicht-harmonischen“ Signal (Abs. 0027, 0071). Unter einem „harmonischen“ Signal versteht der Fachmann ein Signal mit einem vergleichsweise hohen Anteil sinusförmiger Signalebestimmter, für den Betrachtungszeitraum konstanter, Frequenzen und ggfs. einer gewissen Anzahl entsprechender Oberschwingungen („Harmonische“). Dementsprechend ist ein „nicht-harmonisches“ Signal dadurch charakterisiert, dass es ein eher rauschartiges, flaches Frequenzspektrum aufweist und – wenn überhaupt – sinusförmige Anteile nur mit sehr geringen Amplituden umfasst.
4.3 Die Zulässigkeit des Hilfsantrags 3.0 (vgl. EP 2 940 685 A1, Abs. 0017, 0053, 0086), kann dahinstehen denn der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0 ist aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
Das im Merkmal 1.1HA3.0 genannte Dekodieren der spektralen Einhüllenden des BWE-Bereichs aus dem empfangenen Bitstrom ist bei Bandbreitenerweiterungs-Werkzeugen fachüblich und auch aus dem MPEG-4 Standard bekannt (Subpart 4, 4.5.2.8 Payloads for the audio object type SBR, 4.5.2.8.1 Definitions, S. 114: sbr_envelope() … Syntactic element that contains the huffman coded envelope data; S. 115: bs_num_env … Indicates the number of SBR envelopes in the current SBR frame; S. 116: bs_data_env … Holds the raw envelope scalefactors for each channel, SBR envelope and band; S. 117, dritter Absatz: Raw data consists of Huffman coded envelope scalefactors; 4.6.18.2.1.4 envelope scalefactor, S. 220: an element representing the average energy of a signal over a region described by a frequency band and a time segment; 4.6.18.2.6 Variables, S. 223: E Orig has L E columns where each column is of length N Low or N High depending on the frequency resolution for each SBR envelope. The elements in E Orig contains [sic!] the envelope scalefactors of the original signal … L E … number of SBR envelopes; 4.6.18.3.3 Time / frequency grid, S. 232, drittletzter Absatz: L E = bs_num_env).
Das Merkmal 1.1.1HA3.0 entspricht inhaltlich dem ersten Teil des Merkmals 1.1.1HA2. Insofern wird auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen zum Hilfsantrag 2 verwiesen, wonach dieses Merkmal aus dem MPEG-4 Standard bekannt ist.
Auch das Gewinnen der spektralen Einhüllenden des BWE-Frequenzbereichs basierend auf dem Signaltyp gemäß Merkmal 1.5.1HA3 ist aus dem MPEG-4 Standard bekannt. Denn gemäß Subbpart 4, Abschnitt 4.6.18.7 HF adjustment hängt die im Dekodierer bestimmte spektrale Einhüllende des BWE-Bereichs auch davon ab, ob im aktuellen SBR-Rahmen sinusförmige Signalanteile enthalten sind oder nicht.
Hierzu werden vom Kodierer zum Dekodierer die Variable bs_add_harmonic_flag und der Vektor bs_add_harmonic(i) übertragen (4.5.2.8.1 Definitions, S. 114: bs_add_harmonic_flag … Indicates if sinusoidal coding information is present; S. 116: bs_add_harmonic … Indicates if a sinusoidal should be added to a specific frequency band according to Table 4.119 – bs_add_harmonic vector element), die angeben, ob und wenn ja, in welchem QMF-Subband (4.6.18.7.2 Mapping, S. 251, letzter Absatz: 0 ≤ i ≤ NHigh) Harmonische vorliegen.
Basierend auf dieser Information wird die spektrale Einhüllende im Dekodierer bestimmt (4.6.18.7.2 Mapping, S. 251, 252: SIndex -> SIndexmpapped -> SMapped; 4.6.18.7.4 Calculation of levels of additional HF signal component, S. 253: SM = f(EOrigMapped, SIndexMapped);4.6.18.7.5 Calculation of gain, S. 253: The level of additional sinusoids, as well as the level of the additional added noise, are taken into account.).
Nach den in den Abschnitten 4.6.18.7.5 Calculation of gain und 4.6.18.7.6 Assembling HF signals angegebenen Formeln geht in das Ausgangssignal Y des „Envelope Adjuster“ (Subpart 4, S. 246, Fig. 4.46) ein, bei welchen Frequenzen sinusförmige Signalanteile (Harmonische) vorhanden sind.
Insofern ist der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0 aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
5. Der Gegenstand des Patentanspruchs 4 in der Fassung nach Hilfsantrag „Abhängig 1“vom 26. Januar 2024 – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 9 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ – sind nicht patentfähig.
5.1 Der dem erteilten Anspruch 4 entsprechende Anspruch 4 nach Hilfsantrag “Abhängig 1” lautet in seinem Rückbezug auf den erteilten Anspruch 1 und mit einer Merkmalsgliederung versehen:
1 A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal, comprising
1.6.2 using the n copies of the excitation signal as an excitation signal between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and a highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band
1.6.3 wherein n is an integer or a non-integer greater than 0, and n is equal to a ratio of a quantity of frequency bins between the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band and the highest frequency bin of the bandwidth extension frequency band to a quantity of frequency bins within the predetermined frequency band range of the frequency domain signal;
m is a positive integer, and m is equal to a value of a quantity of frequency bins between the highest frequency bin to which a bit is allocated and the preset start frequency bin of the bandwidth extension frequency band,
1.5.2 AH1 wherein before the predicting the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, the method further comprises:
1.1 AH1 decoding the bitstream to obtain a signal type; and
1.5.1 AH1 acquiring the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band according to the signal type.
5.2 Der Anspruch 4 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ unterscheidet sich vom Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3.0 u. a. dadurch, dass gemäß Merkmal 1.1AH1 die Decodierung des empfangenen Bitstroms auch den Signaltyp liefert. Daraus entnimmt der Fachmann, dass der Signaltyp – wie es fachüblich ist – im Kodierer bestimmt und diese Information zum Dekodierer übertragen wird.
Dass die Decodierung des Bitstroms zum Erhalten des Signaltyps (Merkmal 1.1AH1) und der Erwerb der spektralen Einhüllenden des BWE-Bereichs gemäß dem Signaltyp (Merkmal 1.5.1AH1) vor der Prädiktion des BWE-Signals stattfindet (Merkmal 1.5.2AH1), ist selbstverständlich. In Bezug auf das Merkmal 1.5.1AH1, das inhaltlich mit dem Merkmal 1.5.1HA3 übereinstimmt, versteht der Fachmann auch den Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0 in diesem Sinn.
5.3 Hinsichtlich der Patentfähigkeit des Gegenstands des Anspruchs 4 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ gelten die vorstehenden Ausführungen zum Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0 in entsprechender Weise. Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass beim MPEG-4 Standard die den Signaltyp bestimmenden Parameter bs_add_harmonic_flag und bs_add_harmonic(i) selbstverständlich zunächst vom Dekodiererdekodiert und danach für die Bestimmung der spektralen Einhüllenden verwendet werden (Subpart 4, 4.5.2.8 Payloads for the audio object type SBR, S. 112; 4.5.2.8.1 Definitions, S. 114: bs_add_harmonic_flag … Indicates if sinusoidal coding information is present; S. 116: bs_add_harmonic … Indicates if a sinusoidal should be added to a specific frequency band according to Table 4.119 – bs_add_harmonic vector element; 4.5.2.8.2 Decoding process, S. 116; 4.5.2.8.2.1 SBR frame overview).
Danach ist der Gegenstand des Anspruchs 4 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
6. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 3.0‘ vom 26. Januar 2024 – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 3.0‘ – sind nicht patentfähig.
Hilfsantrag 3.0’ basiert auf Hilfsantrag 3.0:
1HA3 A method for predicting in a decoding device a bandwidth extension frequency band signalaccording to an encoding bit-rate and a signal type, comprising
1.1 HA3.0’ demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal, a signal type, and a frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
1.1.1HA3.0 pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on the encoding bit-rate by the decoding device;
1.5HA3.0 predicting (104) the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band;
1.5.1HA3 wherein the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band is acquired based on the signal type;
Der Hilfsantrag 3.0‘ ergänzt im Vergleich zum Hilfsantrag 3.0, dass die Decodierung des empfangenen Bitstroms neben dem (niederfrequenten) Frequenzbereichssignal und der spektralen Einhüllenden des BWE-Bereichs auch den Signaltyp liefert, wie dies auch im Anspruch 4 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ angegeben ist.Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3.0‘ entspricht inhaltlich im Wesentlichen dem Anspruch 4 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“. Insofern wird zur Patentfähigkeit des Gegenstands des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0‘ auf die obigen Ausführungen zum Hilfsantrag „Abhängig 1“ verwiesen, die hier entsprechend gelten.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0‘ ist somit aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
7. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 3.0‘‘ vom 26. Januar 2024 – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 3.0‘‘– sind nicht patentfähig.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3.0’’ unterscheidet sich vom Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3.0’ nur in dem Merkmal 1.1HA3.0’’:
1.1 HA3.0’’ demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal, the signal type, and a frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
Der Hilfsantrag 3.0‘‘ gibt somit in Merkmal 1.1HA3.0‘‘explizit an, dass der decodierte Signaltyp der bereits in dem einleitenden Merkmal 1HA3 genannte Signaltyp ist. Der Fachmann versteht jedoch bereits den Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0aufgrund fehlender anderslautender Angaben so, dass in den Merkmalen 1HA3und 1.5HA3 stets ein und derselbe Signaltyp gemeint ist, insbesondere derjenige, der dem Dekodierer nach Dekodierung des empfangenen Bitstroms zur Verfügung steht, wie dies im Hilfsantrag „Abhängig 1“ und im Hilfsantrag 3.0‘‘ explizit ausformuliert ist.
Insofern wird zur Patentfähigkeit des Gegenstands des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0‘‘ auf die obigen Ausführungen zum Hilfsantrag 3.0‘ bzw. Hilfsantrag „Abhängig 1“ verwiesen, die hier entsprechend gelten.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3.0‘‘ ist somit aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
8. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 3vom 13. September 2022 (Az.: 4 Ni 49/22 (EP); insofern gleichlautend mit dem Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3 vom 12. Juli 2022 im Verfahren mit dem Az.: 4 Ni 53/22 (EP)) – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 3 – sind nicht patentfähig.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3lautet (Änderungen gegenüber der erteilten Fassung gekennzeichnet):
1.1.1 HA3 pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on the encoding bit-rate and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
Der Hilfsantrag 3 kombiniert somit die Hilfsanträge 2 (Merkmal 1.1.1HA3 entspricht inhaltlich Merkmal 1.1.1HA2) und 3.0 (Merkmale 1HA3 und 1.5.1HA3).
Insofern wird zur Patentfähigkeit des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3 auf die obigen Ausführungen zu den Hilfsanträgen 2 und 3.0 verwiesen, die hier entsprechend gelten.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3 ist somit aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
9. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 3avom 28. Februar 2023 – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 3a– sind nicht patentfähig.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3aunterscheidet sich nur im Merkmal 1.1HA3.0 vom Hilfsantrag 3:
1HA3 A method for predicting in a decoding device a bandwidth extension frequency band signal according to an encoding bit-rate and a signal type, comprising
1.1.1HA3 pre-setting a start frequency bin of a bandwidth extension frequency band depending on the encoding bit-rate and selecting a predetermined frequency band range of the frequency domain signal by the decoding device;
Der Hilfsantrag 3a kombiniert somit die Hilfsanträge 3.0(Merkmal 1.1HA3.0) und 3 (Merkmale 1HA3, 1.1.1HA3 und 1.5.1HA3).
Insofern wird zur Patentfähigkeit des Gegenstands des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3a auf die obigen Ausführungen zu den Hilfsanträgen 3.0 und 3 verwiesen, die hier entsprechend gelten.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3a ist somit aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
10. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 4vom 13. September 2022 (Az.: 4 Ni 49/22 (EP); insofern gleichlautend mit dem Anspruch 1 nach Hilfsantrag 4 vom 12. Juli 2022 im Verfahren mit dem Az.: 4 Ni 53/22 (EP)) lautet (Änderungen gegenüber der erteilten Fassung gekennzeichnet)– und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 4– sind nicht patentfähig.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 4 lautet (Änderungen gegenüber der erteilten Fassung gekennzeichnet):
1.1.1 HA4 by using decoded frequency domain coefficients of an excitation signal of the frequency domain signal
… …;
1.8 HA4 wherein the copies are made by mirror copying.
Das Merkmal 1.1.1HA4 gibt an, dass das Dekodieren des demultiplexten Bitstroms zum Erhalten eines Frequenzbereichssignals das Verwenden von dekodierten Frequenzbereichskoeffizienten eines Anregungssignals des Frequenzbereichssignals umfasst. Auch dieses Merkmal verlangt nicht, dass die beanspruchte Prädiktion eines BWE-Signals durchgängig im Frequenzbereich durchgeführt wird. Das Merkmal 1.1.1HA4bringt nur zum Ausdruck, dass der vom Fachmann im Anspruch 1 mitgelesene Kern-Dekodierer Spektralkomponenten aus dem Bitstrom dekodiert, um das (niederfrequente) Anregungssignal zu erhalten.
Dies ist beim MPEG-4 Standard der Fall (Subpart 4, 4.1.1.2 Overview of the encoder and decoder tools, S. 6: The input to the bitstream payload demultiplexer tool is the MPEG-4 GA bitstream payload. The demultiplexer separates the bitstream payload into the parts for each tool, and provides each of the tools with the bitstream payload information related to that tool. The outputs from the bitstream payload demultiplexer tool are: • The quantized (and optionally noiselessly coded) spectra represented by … • the sectioning information and the noiselessly coded spectra (AAC) … The AAC noiseless decoding tool takes information from the bitstream payload demultiplexer, parses that information, decodes the Huffman coded data , and reconstructs the quantized spectra and the Huffman and DPCM coded scalefactors .)
Es widerspricht weder der erteilten Fassung des Anspruchs 1 noch der Fassung nach Hilfsantrag 4, dass beim MPEG-4 Standard, wie zum Hauptantrag dargelegt, das Frequenzbereichssignal des Kern-Dekodierers in ein Zeitbereichssignal umgewandelt und dem SBR-Werkzeug zur Verfügung gestellt wird, der seinerseits eine Transformation in den QMF-Bereich durchführt, der dem Frequenzbereich entspricht.
Bei dem im Merkmal 1.8HA4 genannten „spiegelnden Kopieren“ wechseln sich „Vorwärtskopien“ (niederfrequenter Bereich von fexc_start bis fexc_end) und „Rückwärtskopien“ (niederfrequenter Bereich von fexc_start bis fexc_end) ab, jedenfalls bei den ganzzahligen Kopien (Streitpatentschrift, Abs. 0038, 0049).
Diese Art des Kopierens ist dem Fachmann, der sich mit SBR-Bandbreitenerweiterungswerkzeugen bei Audio-Codecs beschäftigt, wohlbekannt, vgl. bspw. die im Verfahren befindlichen Dokumente:
· TALEB, Fig. 8A, 8B
· CN‘072, Abs. 0005 i. V. m. Fig. 1, 2
· DEN BRINKER, S. 7, li. Sp., Absatz 1: mirrored or copied
· NAGEL, S. 145, Fig. 1
Der Fachmann hat auch Anlass, diese Variante im MPEG-4 Standard optional vorzusehen, denn ihm ist unmittelbar bewusst, dass sich damit „weichere“ Übergänge ohne Amplitudensprünge zwischen den einzelnen Kopien im Frequenzspektrum ergeben (NAGEL, Fig. 1 (a)) als beim „normalen“ Kopieren (NAGEL, Fig. 1 (b)):
Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 4 ergibt sich somit für den Fachmann in naheliegender Weise aus dem MPEG-4 Standard.
11. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 in der Fassung nach Hilfsantrag 5vom 13. September 2022 (Az.: 4 Ni 49/22 (EP); insofern gleichlautend mit dem Anspruch 1 nach Hilfsantrag 5 vom 12. Juli 2022 im Verfahren mit dem Az.: 4 Ni 53/22 (EP)) – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 6 nach Hilfsantrag 5– sind nicht patentfähig.
11.1 Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 5 lautet (Änderungen gegenüber der erteilten Fassung gekennzeichnet):
1 HA5 A method for predicting a bandwidth extension frequency band signal for a harmonic signal, comprising
1.1 HA5 demultiplexing (100) a received bitstream, and decoding the demultiplexed bitstream to obtain a frequency domain signal and an initial frequency envelope of a bandwidth extension frequency band;
1.9 HA5 wherein the determination of the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band comprises using a value that is obtained by performing weighting calculation on the initial frequency envelope and N adjacent initial frequency envelopes, wherein N is greater than or equal to 1;
11.2 Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 5 schränkt im Merkmal 1HA5 das beanspruchte Verfahren auf die Prädiktion eines BWE-Signals auf den Fall eines harmonischen Signals ein. Damit bleibt offen, welche Verfahrensschritte im Falle eines nicht-harmonischen Signals ausgeführt werden. Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 5 verlangt somit nicht, dass die Verfahrensschritte ausschließlich dann durchgeführt werden, wenn ein harmonisches Signal vorliegt.
Unter einem harmonischen Signal versteht der Fachmann ein Signal, das im Wesentlichen aus sinusförmigen Signalen mit – zumindest im betrachteten Zeitabschnitt – fester Grundfrequenz und gegebenenfalls ein oder mehreren Oberschwingungen („Harmonischen“) besteht. Solche Signale bzw. Abschnitte können sowohl bei menschlicher Sprache („voiced signal“) als auch z. B. bei Musiksignalen auftreten.
Das Merkmal 1.9HA5 bringt zusammen mit dem Merkmal 1.1HA5 zum Ausdruck, dass die decodierte „anfängliche“ (i. S. v. noch nicht veränderte) spektrale Einhüllende des zu generierenden BWE-Bereichs (initial frequency envelope of a bandwidth extension frequendy band) dadurch modifiziert wird, dass eine Gewichtungsberechnung zwischen ihr und N benachbarten anfänglichen Einhüllenden stattfindet, wobei N größer oder gleich Eins sein soll.
Das Streitpatent schweigt dazu, ob die Gewichtungsberechnung im Frequenz- und/oder im Zeitbereich stattfinden soll. Eine Gewichtung im Frequenzbereich setzt voraus, dass die anfängliche spektrale Einhüllende nicht den gesamten BWE-Bereich betrifft, sondern nur einen Teilbereich. Dafür spricht, dass dem Fachmann bekannt ist, dass bei BWE-Verfahren der zu erzeugende BWE-Bereich üblicherweise in eine Vielzahl von Frequenz-Subbändern aufgeteilt ist und für jeden dieser Teilbereiche jeweils ein Skalenfaktor, d. h. eine Information über die jeweilige Amplitude, vom Kodierer zum Dekodierer übertragen wird. Weiter spricht für dieses Verständnis, dass in Absatz 0024 der Streitpatentschrift, der sich mit der Normierung des niederfrequenten Signalanteils im Dekodierer befasst, ebenfalls eine Mittelung über spektrale Einhüllende frequenzmäßig benachbarter Subbänder stattfindet.
Jedoch umfasst das Merkmal 1.9HA5, auch vor dem Hintergrund der gesamten Offenbarung des Streitpatents und unter Einbeziehung des Fachwissens, auch eine Mittelung über benachbarte zeitliche Abschnitte, etwa Subrahmen. Denn dem Fachmann ist bekannt, dass Audio-Codecs rahmenbasiert arbeiten (Streitpatentschrift, Abs. 0014: one frame being 20 ms) und manche Parameter auf Basis von Subrahmen (typische Subrahmenlänge: 4 bzw. 5 ms) bestimmen, insbesondere auch die Skalenfaktoren für den im Dekodierer künstlich zu erzeugenden BWE-Bereich (BESSETE, S. 622, re. Sp., letzter Absatz, S. 623, li. Sp.: the higher band gain is transmitted using 4 bits per subframe; MPEG-4, Subpart 4, 4.6.18.3.6 Requirements, S. 237, vierter Aufzählungspunkt, wonach die Anzahl der zeitlich aufeinanderfolgenden spektralen Einhüllenden eines SBR-Rahmens kleiner als vier oder fünf sein soll).
Das Streitpatent äußert sich nicht dazu, wie die Gewichtungsberechnung durchgeführt werden soll, insbesondere nicht, mit welcher Auflösung im Zeit- und/oder Frequenzbereich.
11.3 Es kann dahinstehen, ob der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 5 ursprünglich offenbart ist, denn jedenfalls ist er nicht patentfähig.
Das Merkmal 1HA5 ist aus dem MPEG-4 Standard bekannt, weil dieser selbstverständlich für jede Signalart geeignet ist, jedenfalls auch für harmonische Signale (MPEG-4, Subpart 4, 4.1.1.2 Overview of the encoder and decoder tools, S. 9:The SBR tool regenerates the highband of the audio signal. It is based on replication of the sequences of harmonics , truncated during encoding. It adjusts the spectral envelope of the generated high-band and applies inverse filtering, and adds noise and sinusoidal components in order to recreate the spectral characteristics of the original signal.).
Auch die in Merkmal 1.1HA5 genannte Decodierung einer anfänglichen spektralen Einhüllenden ist aus dem MPEG-4 Standard bekannt. Die Matrix E Orig beinhaltet LE Spalten (wegen der zeitlichen Unterteilung eines SBR-Rahmens in LE Unterabschnitte) und NHigh Zeilen (Anzahl der Subbänder des SBR-Bereichs bei hoher Frequenzauflösung) mit den dekodierten Skalenfaktoren, d. h. der anfänglichen spektralen Einhüllenden (MPEG-4, Subpart 4, 4.6.18.2.6 Variables, S. 223):
EOrig
has L E column where each column is of lengthN Law or N High depending on the frequency resolution for each SBR envelope. The elements in EOrig contains the envelope scalefactors of the original signal.
Das Vorsehen einer Glättung der subbandspezifischen spektralen Einhüllenden durch Berücksichtigung der spektralen Einhüllenden einer gewissen Anzahl benachbarter Subbänder gemäß Merkmal 1.9HA5 geht über fachmännisches Vorgehen nicht hinaus.
Dementsprechend findet auch beim MPEG-4 Standard eine Gewichtungsberechnung der anfänglichen spektralen Einhüllenden über eine bestimmte Anzahl von zeitlich bzw. frequenzmäßig benachbarten spektralen Einhüllenden statt (MPEG-4, Subpart 4, 4.6.18.7.3Estimation of current envelope, S. 252). In Abhängigkeit des Werts der Variablen bs_interpol_freq findet eine Interpolation im Zeitbereich oder im Zeit- und Frequenzbereich statt.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 5 ist somit aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
12. Der Gegenstand des Patentanspruchs 5 in der Fassung nach Hilfsantrag „Abhängig 2“vom 26. Januar 2024 – und damit auch der Gegenstand des Patentanspruchs 10 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“ – sind nicht patentfähig.
12.1 Der Anspruch 5 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“, der den zweiten Teil des Anspruchs 5 der erteilten Fassung umfasst, lautet in seinem Rückbezug auf den Anspruch 4der erteilten Fassung (Änderungen gegenüber Anspruch 4 nach Hilfsantrag „Abhängig 1“ gekennzeichnet):
1 – 1.7.4 wie erteilte Fassung
1.5.2AH1 wherein before the predicting the bandwidth extension frequency band signal according to the predicted excitation signal of the bandwidth extension frequency band and a frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, the method further comprises:
1.1AH1 decoding the bitstream to obtain a signal type; and
1.5.1AH1 acquiring the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band according to the signal type,
1.5.1 AH2 wherein the acquiring the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band according to the signal type comprises:
1.10 AH2 when the signal type is a harmonic signal, demultiplexing the received bitstream, decoding the demultiplexed bitstream to obtain an initial frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, and using a value that is obtained by performing a weighting calculation on the initial frequency envelope and N adjacent initial frequency envelopes as the frequency envelope of the bandwidth extension frequency band, wherein N is greater than or equal to 1.
12.2 Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“beschreibt in dem Merkmal 1.5.1AH2, welches dem Merkmal 1.5.1HA3der Hilfsantragsgruppe 3 entspricht, dass die Gewinnung der spektralen Einhüllenden des BWE-Bereichs auf dem dekodierten Signaltyp basiert. Nach den Merkmalen 1.5.2AH2 und 1.10AH2 wird diese Signaltypabhängigkeit für den Fall eines harmonischen Signals dadurch konkretisiert, dass die spektrale Einhüllende des BWE-Bereichs durch eine Gewichtungsberechnung aus einer anfänglichen und N benachbarten anfänglichen spektralen Einhüllenden zu ermitteln ist.
Zwar bleibt damit – im Gegensatz zum Anspruch 5 der erteilten Fassung, der sich auch mit nicht-harmonischen Signalen befasst – offen, welche Verfahrensschritte im Falle eines nicht-harmonischen Signals zur Gewinnung der spektralen Einhüllenden auszuführen sind. Jedoch verlangt der Anspruch 1 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“eine Decodierung des Signaltyps und, dass der decodierte Signaltyp in die Bestimmung der spektralen Einhüllenden eingeht, wobei für den Fall des harmonischen Signaltyps genauere Angaben gemacht sind, die jedenfalls zu einem gewissen Teil exklusiv im Fall eines harmonischen Signals auszuführen sind.
Hinsichtlich des fachmännisches Verständnisses der Begriffe „harmonisches Signal“ und „Gewichtungsberechnung“ des Merkmals 1.10AH2 wird auf die vorstehenden Ausführungen zu den Merkmalen 1HA5 und 1.9HA5 verwiesen, die hier entsprechend gelten.
12.3 Der Gegenstand des Anspruchs 5 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“ ist nicht patentfähig.
Aus dem MPEG-4 Standard ist der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 5 bekannt, wie vorstehend dargelegt und begründet.
Der Anspruch 5 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“ verlangt darüber hinaus, wie zu Auslegung seines Gegenstands erläutert, dass sich das Verfahren zur Bestimmung der spektralen Einhüllenden des BWE-Bereichs für ein harmonisches Signal von dem Verfahren zur Bestimmung der spektralen Einhüllenden des BWE-Bereichs für ein nicht-harmonisches Signal unterscheidet. Wie zu der Hilfsantragsgruppe 3 dargelegt, zeigt der MPEG-4 Standard auch diese Abhängigkeit der Bestimmung der spektralen Einhüllenden vom Signaltyp (harmonisch oder nicht-harmonisch), nämlich durch die Berücksichtigung, ob in Subbändern des SBR-Bereichs sinusförmige Signalkomponenten vorliegen oder nicht.
Danach ist der Gegenstand des Anspruchs 5 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“ aus dem MPEG-4 Standard bekannt.
Sofern der Fachmann den Anspruch 5 des Hilfsantrags „Abhängig 2“ jedoch so versteht, dass sich nicht nur die Bestimmung der spektralen Einhüllenden für harmonische und nicht-harmonische Signaltypen – irgendwie – unterscheiden müssen, sondern darüber hinaus nur für harmonische Signale eine Gewichtungsberechnung zur Bestimmung der spektralen Einhüllenden durchgeführt wird, nicht jedoch für nicht-harmonische Signale, so ergibt sich dieses Vorgehen für den Fachmann in naheliegender Weise aus dem MPEG-4 Standard in Kombination mit seinem Fachwissen. Denn dem Fachmann ist bewusst, dass eine Mittelung der spektralen Einhüllenden über benachbarte Subfrequenzbänder insbesondere dann wichtig ist, wenn im betrachteten Subband – aufgrund des harmonischen Signaltyps – eine große Amplitude vorliegt, während bei nicht-harmonischen, z. B. rauschförmigen, Signalen mit vergleichsweise „flachen“ Frequenzspektren, eine Mittelung keinen großen Effekt zeigt, so wie dies auch die Klägerinnen vorgetragen haben (z. B. in der Nichtigkeitsklage der Klägerin zu 2, Rn 178, 183). Insofern hat der Fachmann Anlass, den MPEG-4 Standard insofern abzuwandeln, als dass er die in Abschnitt 4.6.18.7.3 beschriebene Gewichtung bzw. Mittelung im Frequenzbereich nur bei einem harmonischen Signaltyp durchführt und auf diese Weise – jedenfalls im zeitlichen Durchschnitt betrachtet – Rechenaufwand einspart.
Der wie vorstehend ausgelegte Gegenstand des Anspruchs 5 nach Hilfsantrag „Abhängig 2“ ergibt sich somit für den Fachmann in naheliegender Weise aus dem MPEG-4 Standard.
13. Da die Beklagte das Streitpatent jeweils mit geschlossenen Anspruchssätzen verteidigt, bedarf es keiner Erörterung der weiteren Patentansprüche der jeweiligen verteidigten Fassungen, weil im Falle der fehlenden Schutzfähigkeit eines Patentanspruchs einer Fassung auch deren weitere Patentansprüche und damit die gesamte Fassung, mit der das Streitpatent verteidigt wird, nicht schutzfähig sind (vgl. hierzu BGH, Urteil vom 13. September 2016 – X ZR 64/14, GRUR 2017, 57 – Datengenerator).
B.
Nebenentscheidungen
Die Kostenentscheidung beruht auf § 84 Abs. 2 PatG i. V. m. § 91 Abs. 1 ZPO.
Die Entscheidung über die vorläufige Vollstreckbarkeit beruht auf § 99 Abs. 1 PatG i. V. m. § 709 ZPO.
Der nicht nachgelassene Schriftsatz vom 18. März 2024, mit dem die Beklagte nach eigenen Angeben ihren mündlich vorgebrachten Vortrag lediglich schriftlich zusammenfassend darlegt und an einigen Stellen zu aus ihrer Sicht entscheidungserheblichen Rechtsfragen Stellung nimmt, enthält kein entscheidungserhebliches Vorbringen und macht eine Stellungnahme der Klägerinnen nicht erforderlich. Der nicht nachgelassene Schriftsatz hat keinen Anlass zur Wiedereröffnung der mündlichen Verhandlung gegeben (§ 99 Abs. 1 PatG i. V. m. § 156 Abs. 2 ZPO).

Rechtsmittelbelehrung:

Zitierte Normen: § 709 ZPO
§ 6 Abs. 1 Nr. 1 IntPatÜG
§ 84 Abs. 2 PatG
§ 91 Abs. 1 ZPO
§ 99 Abs. 1 PatG
§ 156 Abs. 2 ZPO

Zitierte Entscheidungen: GRUR 2017, 57
4 Ni 49/22
4 Ni 53/22
X ZR 64/14