4 Ni 11/21 (EP) - 4. Senat (Nichtigkeit)

ECLI:DE:BPatG:2022:020822U4Ni11.21EP.0
BUNDESPATENTGERICHT
IM NAMEN DES VOLKES
URTEIL
4 Ni 11/21 (EP)
verb. mit
4 Ni 28/22 (EP)
(Aktenzeichen)
Verkündet am
2. August 2022
…
In der Patentnichtigkeitssache
…
- 2 -
betreffend das europäische Patent EP 3 132 443
(DE 60 2014 038 901)
hat der 4. Senat (Nichtigkeitssenat) des Bundespatentgerichts auf Grund der
mündlichen Verhandlung vom 2. August 2022 durch die Vorsitzende Richterin
Grote-Bittner sowie die Richter Dipl.-Ing. Altvater, Dipl.-Ing. Matter, Dr. Meiser und
Dipl.-Ing. Tischler
für Recht erkannt:
I. Das europäische Patent 3 132 443 wird im Umfang seiner
Ansprüche 1 bis 4 und 7 bis 9, soweit sie auf die Ansprüche
1 bis 4 rückbezogen sind, sowie 10 bis 17 mit Wirkung für
das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland für
nichtig erklärt.
II. Die Beklagte hat die Kosten des Rechtsstreits zu tragen.
III. Das Urteil ist wegen der Kosten gegen Sicherheitsleistung
in Höhe von 120 % des jeweils zu vollstreckenden Betrages
vorläufig vollstreckbar.
- 3 -
Tatbestand
Die Beklagte ist eingetragene Inhaberin des u.a. mit Wirkung für die Bundesrepublik
Deutschland erteilten europäischen Patents 3 132 443, das auf die PCT-Anmeldung
PCT/CA2014/050706 (offengelegt als WO 2015/157843 ) zurückgeht, am
25. Juli 2014 unter Inanspruchnahme der Priorität der US-Patentanmeldung
201461980865 P vom 17. April 2014 angemeldet und dessen Erteilung am
26. Dezember 2018 veröffentlicht worden ist. Im Patentregister des Deutschen
Patent- und Markenamts wird das Streitpatent mit der Bezeichnung „Verfahren,
Codierer und Decodierer zur linearen prädiktiven Codierung und Decodierung von
Tonsignalen beim Übergang zwischen Rahmen mit unterschiedlichen Abtastraten“
unter dem Aktenzeichen DE 60 2014 038 901 geführt.
Das Streitpatent umfasst in seiner erteilten Fassung 17 Ansprüche mit dem
Verfahrensanspruch 1 sowie den auf diesen unmittelbar oder mittelbar
rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 9 sowie dem Vorrichtungsanspruch 10 nebst den
auf diesen rückbezogenen Ansprüchen 11 bis 16 und dem nebengeordneten
Anspruch 17.
Die Klägerinnen greifen das Streitpatent im Umfang der Ansprüche 1 bis 4 sowie
der Ansprüche 7 bis 9, soweit sie auf die Ansprüche 1 bis 4 rückbezogen sind, und
der Ansprüche 10 bis 17 – und im Weiteren alle von der Beklagten mit Hilfsanträgen
verteidigten, geänderten Fassungen – an und machen den Nichtigkeitsgrund der
mangelnden Patentfähigkeit wegen fehlender Neuheit und erfinderischer Tätigkeit
geltend, die Klägerin zu 2. führt zudem den Nichtigkeitsgrund der nichtausführbaren
Offenbarung an.
Die Beklagte verteidigt das Streitpatent in der erteilten Fassung sowie in geänderten
Fassungen zuletzt mit sechs Hilfsanträgen, höchsthilfsweise verteidigt sie einzeln
die Unteransprüche 2, 3, 4, 7, 9, 11, 12 und 13, soweit sie auf einen der
angegriffenen Ansprüche rückbezogen sind, in der erteilten Fassung.
- 4 -
Der Anspruch 1 in der erteilten Fassung und in den nach den Hilfsanträgen
geänderten Fassungen (Änderungen sind durch Streichungen und
Unterstreichungen kenntlich gemacht) lautet in der maßgeblichen
Verfahrenssprache Englisch mit hinzugefügter Merkmalsgliederung wie folgt:
Anspruch 1 in erteilter Fassung:
1 A method implemented in a sound signal encoder or a sound signal
decoder for converting linear predictive (LP) filter parameters from a sound
signal sampling rate S1 to a sound signal sampling rate S2, the method
being characterised by:
1.1 computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters;
1.2 modifying the power spectrum of the LP synthesis filter to convert it from
the sampling rate S1 to the sampling rate S2;
1.3 inverse transforming the modified power spectrum of the LP synthesis filter
to determine autocorrelations of the LP synthesis filter at the sampling rate
S2; and
1.4 using the autocorrelations to compute the LP filter parameters at the
sampling rate S2.
Anspruch 1 nach Hilfsantrag 1
1HA1 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting, when the encoder or the
decoder switches from a first frame with a sound signal sampling rate S1
to a second frame with a sound signal sampling rate S2, linear predictive
(LP) filter parameters of the first frame from a the sound signal sampling
rate S1 to a the sound signal sampling rate S2, the method being
characterised by:
1.1HA1 computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the first frame;
- 5 -
Anspruch 1 nach Hilfsantrag 1a
1HA1a A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting linear predictive (LP) filter
parameters from a sound signal sampling rate S1 to a sound signal
sampling rate S2, wherein the conversion of the LP filter parameters
occurs after the encoder has switched from a past frame with the sampling
rate S1 to a current frame with the sampling rate S2, the method being
characterised by comprising:
1.1HA1a computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the past frame;
Anspruch 1 nach Hilfsantrag 2
1HA2 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting, when the encoder or the
decoder switches from a first frame with a sound signal sampling rate S1
to a second frame, divided into subframes, with a sound signal sampling
rate S2, linear predictive (LP) filter parameters of the first frame from a the
sound signal sampling rate S1 to a the sound signal sampling rate S2, the
method being characterised by:
1.1HA1 computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the first frame;
…
wherein the method further comprises:
1.5HA2 determining interpolated LP filter parameters for a subframe of the second
frame by using LP filter parameters of the second frame determined at the
sampling rate S2 and the LP filter parameters of the first frame converted
from the sampling rate S1 to the sampling rate S2.
Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3
1HA3 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting linear predictive (LP) filter
- 6 -
parameters from a sound signal sampling rate S1 to a sound signal
sampling rate S2, the method being characterised by:
1.1 unverändert gegenüber der erteilten Fassung
1.2HA3 modifying the power spectrum of the LP synthesis filter to convert it from
the sampling rate S1 to the sampling rate S2; wherein modifying the power
spectrum of the LP synthesis filter to convert it from the sampling rate S1
to the sampling rate S2 comprises:
1.2.1HA3 when the sampling rate S1 is less than the sampling rate S2, extending
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to K2 =
K(S2/S1) samples, wherein the extending includes repeating the
power spectrum at the sample at K/2 up to K2/2;
Anspruch 1 nach Hilfsantrag 4:
1HA2 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting, when the encoder or the
decoder switches from a first frame with a sound signal sampling rate S1
to a second frame, divided into subframes, with a sound signal sampling
rate S2, linear predictive (LP) filter parameters of the first frame from a the
sound signal sampling rate S1 to a the sound signal sampling rate S2, the
method being characterised by:
1.1HA1 computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the first frame;
1.2HA3 modifying the power spectrum of the LP synthesis filter to convert it from
the sampling rate S1 to the sampling rate S2; wherein modifying the power
spectrum of the LP synthesis filter to convert it from the sampling rate S1
to the sampling rate S2 comprises:
1.2.1HA3 when the sampling rate S1 is less than the sampling rate S2, extending
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to K2 =
K(S2/S1) samples, wherein the extending includes repeating the power
spectrum at the sample at K/2 up to K2/2;
- 7 -
1.2.2HA4 when the sampling rate S1 is greater than the sampling rate S2, truncating
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to
K2 = K(S2/S1) samples, wherein the truncating includes computing the
power spectrum for K2/2 + 1 samples;
…
wherein the method further comprises:
1.5HA2 determining interpolated LP filter parameters for a subframe of the second
frame by using LP filter parameters of the second frame determined at the
sampling rate S2 and the LP filter parameters of the first frame converted
from the sampling rate S1 to the sampling rate S2.
Anspruch 1 nach Hilfsantrag 4a:
1HA4a A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting linear predictive (LP) filter
parameters from a sound signal sampling rate S1 to a sound signal
sampling rate S2, wherein the conversion of the LP filter parameters
occurs after the encoder has switched from a past frame with the sampling
rate S1 to a current frame, divided into subframes, with the sampling rate
S2, the method being characterised by comprising:
1.1HA1a computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the past frame;
1.2HA3 modifying the power spectrum of the LP synthesis filter to convert it from
the sampling rate S1 to the sampling rate S2; wherein modifying the power
spectrum of the LP synthesis filter to convert it from the sampling rate S1
to the sampling rate S2 comprises:
1.2.1HA3 when the sampling rate S1 is less than the sampling rate S2, extending
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to K2 =
K(S2/S1) samples, wherein the extending includes repeating the power
spectrum at the sample at K/2 up to K2/2;
1.2.2HA4 when the sampling rate S1 is greater than the sampling rate S2, truncating
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to
- 8 -
K2 = K(S2/S1) samples, wherein the truncating includes computing the
power spectrum for K2/2 + 1 samples;
…
wherein the method further comprises:
1.5HA4a determining interpolated LP filter parameters for a subframe of the current
frame by using LP filter parameters of the current frame determined at the
sampling rate S2 and the LP filter parameters of the past frame converted
from the sampling rate S1 to the sampling rate S2.
Der erteilte und der mit den Hilfsanträgen in geänderter Fassung verteidigte
Patentanspruch 10 entspricht jeweils als Vorrichtungsanspruch den oben
genannten Fassungen des Anspruchs 1. Insoweit und wegen des Wortlauts der
angegriffenen Unteransprüche 2 bis 4, 7 bis 9, 11 bis 16 sowie des angegriffenen
Anspruchs 17 in der erteilten Fassung und den geänderten Fassungen wird auf das
Streitpatent sowie die Hilfsanträge gemäß Schriftsatz der Beklagten vom
10. Juni 2022 verwiesen.
Die Klägerinnen stützen ihr Vorbringen gegen sämtliche im vorliegenden
Nichtigkeitsverfahren befindlichen Fassungen des Streitpatents wegen fehlender
Patentfähigkeit insbesondere auf folgende Druckschriften:
MAKHOUL I (K5/NK5) MAKHOUL, J.: Linear Prediction: A Tutorial Review. In:
Proceedings of the IEEE, Vol. 63, No. 4, April 1975,
Seiten 561 - 580
MAKHOUL II (K6/NK6) MAKHOUL, J.: Spectral Linear Prediction: Properties
and Applications. In: IEEE Transactions on Acoustics,
Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-23, No. 3,
Juni 1975, Seiten 283 - 296
MARKEL-GRAY (NK4) MARKEL, J. D.; GRAY A. H.: Linear Prediction of
Speech, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York,
- 9 -
1976, ISBN 3-540-07563-1, Seiten VII-XII, 1, 54, 55, 128
- 163, 212 - 217
BRIGHAM (K7) BRIGHAM, E. O.: The Fast Fourier Transform and Its
Applications. Prentice-Hall International Editions. 1988.
ISBN 0-13-307505-2, Seiten 198, 199
E… (K8/NK8) Tdoc S4 (13)0778: E… Permanent Document #4 (E…-
4): E… design constraints. Version 1.2. 3GPP TSG-
SA4#74 meeting, July 8-12, 2013, Dublin, Ireland,
Agenda Item 6.8, 14.1.1, Seiten 1 - 7
VARY (K11) VARY, P.; MARTIN, R.: Digital Speech Transmission.
Enhancement, Coding and Error Concealment. John
Wiley & Sons. 2006. ISBN 0-471-56018-9, Seiten 144,
145.
EHARA (K16) EP 1 785 985 A1
OSHIKIRI (K17) US 8,315,863 B2
JABRI (K18) US 2008/0077401 A1
VALIN 1 (NK2) VALIN, J.-M.; LEFEBVRE R.: Bandwidth Extension of
Narrowband Speech for Low Bit-Rate Wideband Coding,
2000 IEEE Workshop on Speech Coding. Proceedings.
2000. September 2000, DOI:
10.1109/SCFT.2000.878425, Seiten 130 – 132
VALIN 2 (NK3) VALIN, J.-M.: Extension spectrale d'un signal de parole
de la bande téléphonique à la bande AM, Universität
Sherbrooke, November 2001
VAIDYANATHAN (NK7) VAIDYANATHAN, P. P.: The Theory of Linear
Prediction, Morgan & Claypool Publishers, 2008, ISBN
9781598295757, Seiten i – xiv, 50 - 58,
BI (NK10) BI, G.; MITRA, S. K.: Sampling Rate Conversion in the
Frequency Domain. In: IEEE Signal Processing
Magazine May 2011. Seiten 140 – 144.
- 10 -
LYONS (NK11) LYONS, R.: How to Interpolate in the Time-Domain by
Zero-Padding in the Frequency Domain, veröffentlicht
unter: https://dspguru.com/dsp/howtos/how-to-
interpolate-in-time-domain-by-zero-padding-in-
frequency-domain/, Version vom 10. März 2013,
erhalten über web.archive.org,
ISLAM ISLAM, T; KABAL, P.: Partial-Energy Weighted
Interpolation of Linear Prediction Coefficients, Proc.
IEEE Workshop Speech Coding (Delavan, WI),
Sept. 2000, Seiten 105-107,
AMR V6.1.1 (K19/NK9a) 3GPP TS 26.190 V6.1.1 (2005-07).
Technical Specification. 3rd Generation Partnership
Project; Technical Specification Group Services and
System Aspects; Speech codec speech processing
functions; Adaptive Multi-Rate - Wideband (AMR-WB)
speech codec; Transcoding functions (Release 6).
Seiten 1 – 53
G.729 ITU-T G.729 (06/2012), Series G: Transmission Systems
and Media, Digital Systems and Networks, Digital
terminal equipments – Coding of Voice and Audio
Signals. Coding of speech at 8 kbit/s using conjugate-
structure algebraic-code-excited linear prediction (CS-
ACELP), Recommendation ITU-T G.729, Geneva, 2013.
Seiten i – vii, 1 – 140.NKCTechnisches Gutachten von
Prof. Dr.-Ing. M… vom 24. Juli 2022,
Seiten 1 - 8
Die Klägerinnen vertreten die Auffassung, dass neben u. a. den Druckschriften
Markel-Gray und Makhoul I und II insbesondere die Druckschriften Valin 1 und
Valin 2 dem Gegenstand des Streitpatents neuheitsschädlich entgegenstünden.
Jedenfalls beruhten die erteilten Ansprüche 1 und 10 ihrer Ansicht nach nicht auf
- 11 -
erfinderischer Tätigkeit, weil sie zum einen jedenfalls durch Valin 1 und 2 und zum
anderen insbesondere aus der Kombination der Entgegenhaltung E… mit diesen
Druckschriften oder in Verbindung mit Fachwissen, belegt u.a. durch die
Druckschrift BI sowie den Standard A…-WB V6.1.1, nahegelegt seien. Nach
Auffassung der Klägerin zu 2. sei darüber hinaus der Gegenstand des Streitpatents
nicht ausführbar offenbart, weil für den Fachmann offenbleibe, wie die Modifikation
gemäß Merkmal 1.2, das die Modifizierung des Leistungsspektrums des LP-
Synthesefilters betreffe, aussehen könne.
Die Hilfsanträge halten die Klägerinnen bereits für unzulässig, weil das Streitpatent
in diesen Fassungen nicht ursprungsoffenbart sei. Jedenfalls sei der Gegenstand
des Anspruchs 1 und dementsprechend auch des Anspruchs 10 ebenso nach den
Hilfsantragsfassungen im Hinblick auf den nachgewiesenen Stand der Technik
sowie das Fachwissen nicht patentfähig.
Der Senat hat den Parteien einen qualifizierten Hinweis vom 21. Juni 2021 sowie
weitere rechtliche Hinweise vom 1. Februar 2022 und 7. Juli 2022 erteilt.
Die Klägerin zu 1. beantragt,
das europäische Patent 3 132 443 im Umfang seiner Ansprüche 1 bis 4
und 7 bis 9, soweit sie auf die Ansprüche 1 bis 4 rückbezogen sind, sowie
10 bis 17 mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik
Deutschland für nichtig zu erklären.
Die Klägerin zu 2. beantragt,
das europäische Patent 3 132 443 im Umfang seiner Ansprüche 1 bis 4
und 7 bis 9, soweit sie auf die Ansprüche 1 bis 4 rückbezogen sind, sowie
10 bis 17 mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik
Deutschland für nichtig zu erklären.
- 12 -
Die Beklagte beantragt,
die Klagen abzuweisen,
hilfsweise die Klagen, mit der Maßgabe abzuweisen, dass die
angegriffenen Ansprüche 1 bis 4 sowie 7 bis 17 eine der Fassungen
gemäß den Hilfsanträgen 1, 1a, 2, 3, 4, 4a, eingereicht mit Schriftsatz vom
10. Juni 2022, erhalten,
höchst hilfsweise die Klagen abzuweisen, soweit sie sich gegen die
abhängigen Ansprüche 2, 3, 4, 7, 9, 11, 12 und 13, soweit sie auf die
angegriffenen Ansprüche rückbezogen sind, in der erteilten Fassung
richten.
Die Beklagte tritt dem Vorbringen der Klägerinnen in allen Punkten entgegen und
meint, dass der Gegenstand des erteilten Streitpatents sowohl ausführbar offenbart
als auch patentfähig mithin rechtsbeständig sei.
Sie bezieht sich zur Untermauerung ihres Vorbringens zur Patentfähigkeit auf
folgende Dokumente:
NB7/Opinion UKIPO HICKERY, D.: Opinion Number 21/21; Opinion under
Section 74A; 10 January 2022,
NB8 Handout vom 2. August 2022.
Der Neuheit stünden insbesondere nicht die wissenschaftlichen Veröffentlichungen
Valin 1 und Valin 2 entgegen, weil sie die Lehre des Streitpatents nicht offenbarten.
Denn Valin 1 und 2 würden sich mit der Bandbreitenerweiterung eines
Signalabschnitts befassen, nämlich auf Empfängerseite aus einem
Schmalbandsignal ein möglichst gutes Breitbandsignal zu rekonstruieren, und damit
nicht mit dem gleichen technischen Problem wie das Streitpatent, das von einem
CELP-basierten Codec ausgehe, in dem die Abtastrate beim Übergang von einem
Frame zu einem anderen geändert werden kann. Eine solche
Bandbreitenerweiterung ergebe im Codierer keinen Sinn und erfolge bestenfalls
- 13 -
innerhalb eines Frames, aber nicht beim Wechsel von einem Frame zu einem
anderen. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 werde daher durch Valin 1 und 2 wegen
der unterschiedlichen Zielsetzungen und Verwendungszwecke auch nicht
nahegelegt. Der Fachmann würde diese Druckschriften nämlich nicht als
Ausgangspunkt für seine Überlegungen zur streitpatentgemäßen Aufgabe
heranziehen, eine effiziente Lösung zu finden, CELP-basierte Codierung zwischen
Rahmen mit zwei Bitraten und jeweils unterschiedlichen internen Abtastraten zu
wechseln. Des Weiteren würde der Fachmann nicht die Druckschrift E… mit der
Lehre von Valin 1 kombinieren, weil Valin 1 ausschließlich auf Sprachsignale, nicht
jedoch auf allgemeine Audio-Signale anwendbar sei, während die Lehre nach E…
nicht ausschließlich auf Sprachsignale beschränkt sei, sondern auch zur Codierung
von allgemeinen Audio-Signalen verwendet werden solle.
Jedenfalls sei das Streitpatent in den Fassungen nach den zulässigen Hilfsanträgen
patentfähig, da der jeweilige Gegenstand ursprungsoffenbart sei und beschränkend
wirke. Keine der im vorliegenden Nichtigkeitsverfahren eingeführten
Entgegenhaltungen, insbesondere nicht die Druckschriften Valin 1 und 2 sowie
E…, offenbarten sämtliche Merkmale oder legten den Gegenstand des
Streitpatents in diesen Fassungen nahe, wobei im Wesentlichen auch für diese
Fassungen die zum erteilten Streitpatent von ihr angeführte Argumentation
durchgreifen würde. Auch für diese Anspruchsfassungen gelte, dass der Fachmann
weder die Druckschrift E… noch die Druckschriften Valin 1 und 2 als einen
geeigneten Ausgangspunkt für die streitpatentgemäße Aufgabe ansehe. Der
Druckschrift E… sei lediglich zu entnehmen, dass der Encoder verschiedene
Abtastraten in allen Betriebsmodi sowie Eingangssignale mit verschiedenen Signal-
Bandbreiten unterstützen soll, offenbare aber nicht, dass eine Umwandlung der LP-
Filterparameter erfolge oder ein Anlass dafür gegeben wäre. Somit würde der
Fachmann insbesondere nichtausgehend von der Druckschrift E… eine
Modifikation des Leistungsspektrums vornehmen. Der Fachmann würde daher
diese Entgegenhaltungen auch nicht miteinander kombinieren. Er würde auch nicht
ausgehend von diesen Entgegenhaltungen in Verbindung mit seinem Fachwissen,
- 14 -
wobei das Dokument BI nicht als Nachweis allgemeinen Fachwissens für die
Umwandlung der Abtastrate im Frequenzbereich herangezogen werden könne, in
naheliegender Weise zum Gegenstand des Streitpatents nach den
Hilfsantragsfassungen gelangen.
Wegen der weiteren Einzelheiten des Sach- und Streitstandes wird auf die zwischen
den Parteien gewechselten Schriftsätze nebst Anlagen Bezug genommen.
Entscheidungsgründe
Die Nichtigkeitsklagen, mit denen die Nichtigkeitsgründe der mangelnden
ausführbaren Offenbarung der Erfindung und der fehlenden Patentfähigkeit geltend
gemacht werden (Art. II § 6 Abs. 1 S. 1 Nr. 1, 2 IntPatÜG i. V. m. Art. 138 Abs. 1 lit.
a), b), Art. 54, Art 56 EPÜ), sind zulässig und begründet. Denn das Streitpatent
erweist sich, soweit es mit den Nichtigkeitsklagen angegriffen ist, in der erteilten
Fassung – auch soweit höchst hilfsweise einzelne Unteransprüche verteidigt
werden – sowie in den mit den Hilfsanträgen geltend gemachten geänderten
Fassungen als nicht patentfähig, mithin als nicht rechtsbeständig.
I.
1. Das Streitpatent bezieht sich auf die lineare prädiktive Codierung und
Decodierung von Tonsignalen beim Übergang zwischen Rahmen (frames) mit
unterschiedlichen Abtastraten (Streitpatentschrift, Abs. 0001).
Die Nachfrage nach effizienten digitalen Breitband-Sprach-/Audio-Codiertechniken
mit einem guten Kompromiss zwischen subjektiver Qualität und Bitrate nehme für
zahlreiche Anwendungen zu. Bei der Sprachcodierung liefere eine Bandbreite von
50 - 7000 Hz, im Vergleich zur üblichen Telefonbandbreite von 200 - 3400 Hz, eine
erhöhte Verständlichkeit und Natürlichkeit der Sprachsignale. Für Audiosignale
- 15 -
ergebe dieser Bereich eine akzeptable, aber immer noch niedrigere Audioqualität
als bei einer im Bereich von 20 - 20000 Hz arbeitenden CD.
Ein Sprachcodierer habe die Aufgabe, die digitalen Abtastwerte (samples) eines
Sprachsignals unter Aufrechterhaltung einer guten subjektiven Sprachqualität in
einen digitalen Bitstrom mit einer kleineren Anzahl von Bits umzuwandeln. Der
Sprachdecodierer wandle den übertragenen Bitstrom wieder in ein Tonsignal um
(Abs. 0003, 0004).
Bei der CELP-Technik (Code Excited Linear Prediction), die einen guten
Kompromiss zwischen Qualität und Bitrate erziele, werde das abgetastete
Sprachsignal in aufeinanderfolgenden Rahmen (frames) mit jeweils L Abtastwerten
und 10 - 30 ms Länge und jeder Rahmen in k Unterrahmen (subframes) mit N
Abtastwerten und ca. 4 - 10 ms Länge (L = k*N) unterteilt. Ein Anregungssignal
werde für jeden Unterrahmen bestimmt und im Decodierer als Eingang eines LP-
Synthesefilters (Linear Prediction) verwendet, um die synthetisierte Sprache zu
erhalten. Das LP-Synthesefilter werde zwar nur einmal pro Rahmen berechnet,
quantisiert und übertragen, jedoch würden die LP-Filterparameter in jedem
Unterrahmen auf Basis der LP-Filterparameter des letzten Rahmens interpoliert, um
eine gleichmäßige Entwicklung des LP-Synthesefilters zu gewährleisten
(Abs. 0004, 0006).
Bei einer Breitbandcodierung werde das Tonsignal mit 16 kHz abgetastet und die
codierte Bandbreite auf bis zu 7 kHz erhöht. Bei einer Bitrate unter 16 kbit/s sei es
jedoch effizienter, das Eingangssignal auf eine etwas niedrigere Abtastrate
herunterzutakten, das CELP-Modell auf eine niedrigere Bandbreite anzuwenden
und dann im Decodierer die Bandbreite wieder auf 7 kHz zu erweitern. Denn CELP
modelliere niedrigere Frequenzen mit hoher Energie besser als höhere
Frequenzen. Dementsprechend werde beim AMR-WB-Standard (Adaptive Multi
Rate Wide Band) das Eingangssignal (von 16 kHz) auf 12,8 kHz heruntergetaktet
und dementsprechend das Signal bis zu einer Frequenz von 6,4 kHz CELP-codiert.
Im Decodierer erzeuge eine Bandbreitenerweiterung das Signal von 6,4 - 7 kHz.
- 16 -
Bei Bitraten von mehr als 16 kbit/s sei es jedoch effizienter, das Signal bis zu 7 kHz
mittels CELP zu codieren, da genügend Bits vorhanden seien, um die gesamte
Bandbreite darzustellen (Abs. 0007).
Die neuesten Codierer seien Multiraten-Codierer, die einen breiten Bereich von
Bitraten abdeckten, um Flexibilität in unterschiedlichen Anwendungsszenarien zu
ermöglichen. Dabei solle der Codec in der Lage sein, rahmenweise zwischen
verschiedenen Bitraten umzuschalten, ohne Schaltstörungen zu verursachen. Beim
AMR-WB-Standard, der mit Bitraten zwischen 6,6 und 23,85 kbit/s arbeite, sei dies
leicht zu erreichen, da bei allen Bitraten die Signale mit einer internen Abtastrate
von 12,8 kHz CELP-codiert würden.
Bei einem neueren Codierer, der bei Bitraten unter bzw. über 16 kbit/s eine jeweilige
Abtastfrequenz von 12,8 bzw. 16 kHz verwende, ergäben sich Probleme beim
Umschalten der Bitrate zwischen Rahmen mit unterschiedlichen Abtastfrequenzen.
Die Hauptprobleme lägen im Übergang des LP-Filters, sowie im Speicher des
Synthesefilters und des adaptiven Codebuchs. Die Patentanmeldung
US 2008/0077401 A1 offenbare ein Verfahren zum Transcodieren eines CELP-
basierten komprimierten Sprachbitstroms vom Quell- zum Ziel-Codec, das ein
generisches Verfahren zum Umwandeln von LSP-Koeffizienten mittels einer
linearen Transformation umfasse (Abs. 0008).
Daher bleibe ein Bedarf an effizienten Verfahren zum Umschalten von LP-basierten
Codecs zwischen zwei Bitraten mit unterschiedlichen internen Abtastraten
(Abs. 0009).
Diese Probleme würden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch eine
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, sowie durch einen Speicher nach Anspruch 17
gelöst (Abs. 0010 - 0012).
- 17 -
2. Als zuständigen Fachmann sieht der Senat einen Ingenieur der Nachrichten-
oder Informationstechnik mit einem universitären Master oder Diplom an. Er hat
mehrere Jahre Berufserfahrung auf dem Gebiet der digitalen Signalverarbeitung,
insbesondere für Audiocodecs. Der Fachmann ist mit dem Stand laufender
Standardisierungsbemühungen auf diesem Gebiet vertraut und ihm sind die im
Rahmen der Standardisierungsprozesse diskutierten Beiträge bekannt.
3. Der Gegenstand des Streitpatents bedarf der Erläuterung:
a) Figur 1 der Streitpatentschrift zeigt beispielhaft ein
Tonsignalkommunikationssystem (100) mit einem Tonsignalcodierer (106), der aus
einem digitalen Tonsignal (105) einen Satz von Codierungsparameter (107)
erzeugt, die über einen Kommunikationskanal (101) an einen Tonsignaldecodierer
(110) übertragen werden, der daraus ein digitales Tonsignal (113) synthetisiert
(Merkmal 1):
Streitpatentschrift, Fig. 1 mit Kommentierung und Kolorierung durch den Senat
Figur 2 der Streitpatentschrift zeigt den typischen Aufbau des Tonsignalcodierers
(106) und -decodierers (110), wenn diese, wie im insofern nicht einschränkenden
Ausführungsbeispiel, CELP-basiert sind:
- 18 -
Streitpatentschrift, Figur 2 mit Kolorierung und Kommentierung durch den Senat
Wie im Streitpatent ausgeführt (Abs. 0006), ist dem Fachmann zum
Prioritätszeitpunkt des Streitpatents bekannt, dass bei CELP-basierten Codecs, wie
AMR-WB (Abs. 0007, 0008, 0030, 0074) und G.729 (Abs. 0030, 0074), die
Signalverarbeitung rahmen- und subrahmenbasiert stattfindet, wobei die LP-
Filterparameter des LP-Synthesefilters im Codierer zwar nur einmal pro Rahmen
berechnet und an den Decodierer übertragen, jedoch sowohl im Codierer als auch
im Decodierer für jeden Subrahmen aus den LP-Filterparametern des aktuellen und
des vorhergehenden Rahmens interpoliert werden (Streitpatentschrift, Abs. 0019,
0026; AMR-WB V6.1.1, S. 15, erster und zweiter Abs.; S. 22, Kap. 5.2.6; S. 38,
Kap. 6.1, erster Abs.; G.729, S. 2, Kap. 2.1, erster und zweiter Abs.; S. 3, Kap. 2.2,
erster Abs.), wie dies bspw. die Figuren 2 und 3 der AMR-WB-Spezifikation zeigen:
- 19 -
AMR-WB V6.1.1, S. 51, Fig. 2, 3 mit Kommentierung und Kolorierung durch den Senat
Die im Codierer und Decodierer durchzuführende subrahmenbasierte Interpolation
der LP-Filterparameter setzt voraus, dass diese jeweils bei der gleichen Abtastrate
ermittelt wurden (Streitpatentschrift, Abs. 0008, 0031, 0033).
b) Merkmal 1 setzt voraus, dass LP-Filterparameter für eine (erste) Tonsignal-
Abtastrate S1 bestimmt werden, denn anderenfalls könnte die Umwandlung in LP-
Filterparameter für eine (zweite) Tonsignal-Abtastrate S2 nicht durchgeführt
werden. Dem Fachmann ist bekannt, dass für die Berechnung der LP-
- 20 -
Filterparameter fachüblich zunächst Autokorrelationen r(k) eines abgetasteten und
gefensterten Tonsignalabschnitts und daraus mittels des Levinson-Durbin-
Algorithmus die LP-Filterparameter ak berechnet werden. Bei dem AMR-WB-
Standard beträgt die interne Abtastrate 12,8 kHz (Abtastung der Eingangssignale
mit 16 kHz und anschließende Dezimation auf 12,8 kHz), so dass die zur
Berechnung der Autokorrelationen verwendeten 30 ms langen Fenster 384
Abtastwerte des Tonsignals enthalten. Das LP-Filter umfasst die LP-Filterparameter
a1 bis a16, hat also die Ordnung 16 (AMR-WB V6.1.1, S. 17, Kap. 5.1, erster Abs.;
S. 18, Kap. 5.2, 5.2.1; S. 18, Gl. (7), (9)):
c) Die Übertragungsfunktion des im Merkmal 1.1 genannten LP-Synthesefilters,
das bei CELP-Codecs als Kurzzeit-Synthesefilter H bezeichnet wird, berechnet sich
wie folgt aus den LP-Filterparametern ai, i = 1, …, M (Streitpatentschrift, Abs. 0029,
Gl. (1); AMR-WB V6.1.1, S. 14, Gl. (1); G.719, S. 7, Gl. (2)):
ܪ(ݖ) = 1
ܣ(ݖ) = 11 + ∑ ܽ௜ݖି௜ெ௜ୀଵ
Mit ݖ = ݁௝ఠ ergibt sich (Streitpatentschrift, Abs. 0041, Gl. (2)):
ܪ(߱) = 1
ܣ(߱) = 11 + ∑ ܽ௜݁ି௝ఠ௜ெ௜ୀଵ = 11 + ∑ ܽ௜ cos(߱݅) + ݆ ∑ ܽ௜ sin(߱݅)ெ௜ୀଵெ௜ୀଵ
Das Leistungsspektrum des LP-Synthesefilters ist das Betragsquadrat seiner
Übertragungsfunktion (Abs. 0041, Gl. (3)):
ܲ(߱) = |ܪ(߱)|ଶ = 1|ܣ(߱)|ଶ = 1(1 + ∑ ܽ௜ cos߱݅)ெ௜ୀଵ ଶ + 1(∑ ܽ௜ sin(߱݅ெ௜ୀଵ ))ଶ
Für den Frequenzbereich von 0 bis 2p gilt damit für die K Werte des diskreten
Leistungsspektrums P(k) (w௞ = 2p ௞௄ ݉݅ݐ ݇ = 0, 1, … ,ܭ − 1) (Abs. 0042, Gl. (4)):
ܲ(݇) = 1(1 + ∑ ܽ௜cos(2p ݇ܭ ݅)ெ௜ୀଵ )ଶ + (∑ ܽ௜sin(2p ݇ܭ ݅)ெ௜ୀଵ )ଶ
- 21 -
wobei aufgrund der Spiegelsymmetrie des Leistungsspektrums dieses nur von
k = 0, …, K/2 berechnet werden muss.
d) Das Ausführungsbeispiel des Streitpatents liefert zwei – nicht
einschränkende – Beispiele für das im Merkmal 1.2 genannte Modifizieren des
Leistungsspektrums des LP-Synthesefilters, um es von der Abtastrate S1 in die
Abtastrate S2 umzuwandeln.
aa) Wenn die Abtastrate S1 größer als S2 ist, werden die letzten ܭ ௌଵିௌଶ
ௌଵ
Werte
des ursprünglich K Werte umfassenden Leistungsspektrums PS1(k) verworfen.
Damit bleiben nur die ersten ܭଶ = ܭ ௌଶௌଵ Werte übrig. Wegen der Symmetrie werden
für das modifizierte Leistungsspektrum PS2(k) nur die ersten K2/2 Werte des
originalen Leistungsspektrums PS1(k) verwendet, d. h. es gilt für die untere Hälfte
des modifizierten Leistungsspektrums PS2(k)
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଵ(݇) ݇ = 0,… ,ܭଶ2
und für die obere Hälfte:
ௌܲଶ ൬
ܭଶ2 + ݇൰ = ௌܲଶ ൬ܭଶ2 − ݇൰ ݇ = 1,… ,ܭଶ2 − 1
bzw.:
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଶ(ܭଶ − ݇) ݇ = ܭଶ2 + 1,… ,ܭଶ − 1
Für das Beispiel K = 100, S1 = 16 kHz und S2 = 12,8 kHz ergibt sich K2 = 80.
Danach werden die letzten 20 Werte des originalen Leistungsspektrums PS1(k)
verworfen und es gilt für das 80 Werte umfassende modifizierte Leistungsspektrum
PS2(k):
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଵ(݇) ݇ = 0,… , 40
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଶ(80− ݇) ݇ = 41,… , 79
bb) Wenn S1 kleiner als S2 ist, wird das ursprünglich K Werte umfassende
Leistungsspektrum um ܭ ௌଶିௌଵ
ௌଵ
Werte erweitert, so dass es danach ܭଶ = ܭ ௌଶௌଵ Werte
- 22 -
aufweist. Wegen der Symmetrie wird das ursprüngliche Leistungsspektrum PS1(k)
nur für k = 0, …, K/2 berechnet. Da für den Bereich zwischen K/2 und K2/2 keine
Spektralwerte vorliegen, müssen diese geeignet ergänzt werden. Das Streitpatent
schlägt vor, sehr niedrige Werte zu verwenden, insbesondere den Wert des
ursprünglichen Leistungsspektrums bei der Frequenz K/2 bis zu der Frequenz K2/2
zu wiederholen (Abs. 0052). Damit gilt für die untere Hälfte des modifizierten
Leistungsspektrums PS2(k):
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଵ(݇) ݇ = 0,… ,ܭ2
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଵ ൬ܭ2൰ ݇ = ܭ2 + 1,… ,ܭଶ2
Da das Spektrum um K2/2 symmetrisch ist, gilt für die höherfrequenten Werte:
ௌܲଶ ൬
ܭଶ2 + ݇൰ = ௌܲଶ ൬ܭଶ2 − ݇൰ ݇ = 1,… ,ܭଶ2 − 1
bzw.:
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଶ(ܭଶ − ݇) ݇ = ܭଶ2 + 1,… ,ܭଶ − 1
Für das Zahlenbespiel K = 80, S1 = 12,8 kHz und S2 = 16 kHz ergibt sich K2 = 100;
es werden also 20 Werte ergänzt. Damit gilt:
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଵ(݇) ݇ = 0,… , 40
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଵ(40) ݇ = 41,… , 50
ௌܲଶ(݇) = ௌܲଶ(100− ݇) ݇ = 51,… , 99
e) Merkmal 1.3 wendet die Berechnung der Autokorrelationen eines Signals aus
seinem Leistungsspektrum mittels einer inversen (Fourier-)Transformation (sog.
Wiener-Chintschin-Theorem) (VARY, S. 145, Gl. (5.98)), auf das modifizierte
Leistungsspektrum des LP-Synthesefilters an.
Im Ausführungsbeispiel des Streitpatents werden die Autokorrelationen des LP-
Synthesefilters bei der Abtastrate S2 mittels inverser diskreter
Fouriertransformation (IDFT) des modifizierten diskreten Leistungsspektrums PS2(k)
bestimmt, so dass sich für die (M+1) Autokorrelationen R(i) (i = 0, …, M) ergibt
(Abs. 0047, Gl. (5)):
- 23 -
ܴ(݅) = 1
ܭଶ
෍ ܲ(݇)݁௝ଶp௜ ௞௄మ௄మିଵ
௞ୀ଴
Da das Leistungsspektrum P(k) reellwertig und symmetrisch ist, gilt dies auch für
seine IDFT, also für die Autokorrelationen R(i). Damit gilt (Abs. 0048, Gl. (6)):
ܴ(݅) = 1
ܭଶ
(ܲ(0) + (−1)௜ܲ(ܭଶ 2⁄ ) + 2(−1)௜ ෍ ܲ(௄మ ଶିଵ⁄
௞ୀଵ
ܭଶ 2⁄ − ݇) cos(2p݅݇ ܭଶ⁄ ))
Mit einer Fallunterscheidung für den Laufindex i (Null, gerade, ungerade) gilt
(Abs. 0049, Gl. (7)):
ܴ(0) = 1
ܭଶ
ቌܲ(0) + ܲ(ܭଶ 2⁄ ) + 2 ෍ ܲ(௄మ ଶିଵ⁄
௞ୀଵ
݇)ቍ ݅ = 0
ܴ(݅) = 1
ܭଶ
ቌܲ(0) − ܲ(ܭଶ 2⁄ )− 2 ෍ ܲ(௄మ ଶିଵ⁄
௞ୀଵ
ܭଶ 2⁄ − ݇) cos(2p݅݇ ܭଶ⁄ )ቍ ݅ = 1, 3,… ,ܯ− 1
ܴ(݅) = 1
ܭଶ
ቌܲ(0) + ܲ(ܭଶ 2⁄ ) + 2 ෍ ܲ(௄మ ଶିଵ⁄
௞ୀଵ
ܭଶ 2⁄ − ݇) cos(2p݅݇ ܭଶ⁄ )ቍ ݅ = 2, 4,… ,ܯ
Für den oben genannten Fall, dass die Abtastrate von 16 auf 12,8 kHz reduziert,
das Leistungsspektrum P(k) von 100 auf 80 Werte trunkiert und ein LP-
Synthesefilter der Ordnung 16 bestimmt wird, ergeben sich die folgenden
Autokorrelationen:
ܴ(0) = 180൭ܲ(0) + ܲ(40) + 2෍ܲ(ଷଽ
௞ୀଵ
݇)൱ ݅ = 0
ܴ(݅) = 180൭ܲ(0) − ܲ(40) − 2෍ܲ(ଷଽ
௞ୀଵ
40− ݇) cos(2p݅݇ 80⁄ )൱ ݅ = 1, 3, … , 15
ܴ(݅) = 180൭ܲ(0) + ܲ(40) + 2෍ܲ(ଷଽ
௞ୀଵ
40− ݇) cos(2p݅݇ 80⁄ )൱ ݅ = 2, 4, … , 16
f) Im letzten Verfahrensschritt nach Merkmal 1.4 werden die so bestimmten
Autokorrelationen R(i) verwendet, um die LP-Filterparameter bei der Abtastrate S2
zu berechnen.
- 24 -
Nach dem Ausführungsbeispiel wird hierzu in fachüblicher Weise der Levinson-
Durbin-Algorithmus verwendet (Streitpatentschrift, Abs. 0038, 0050, 0053; AMR-
WB V6.1.1, S. 18, Kap. 5.2, zweiter Abs.; S. 18, Kap. 5.2.2; G.729, S. 8, erster Abs.;
S. 11, Kap. 3.2.2), indem das folgende, M Gleichungen umfassende,
Gleichungssystem nach den M LP-Filterparametern ai (1 ≤ i ≤ M) aufgelöst wird:
−ܴ(݅) = ෍ܽ௜ܴ(|݅ − ݇|)ெ
௞ୀଵ
݂üݎ 1 ≤ ݅ ≤ ܯ
II.
Hinsichtlich der erteilten Fassung des Streitpatents liegt der Nichtigkeitsgrund der
fehlenden Patentfähigkeit vor.
1. Der Gegenstand des Anspruchs 1 erweist sich als nicht neu gegenüber dem
aus der Druckschrift VALIN 1 bekannten Verfahren.
a) VALIN 1 verbessert in einem Kommunikationssystem die Sprachqualität des
auf einen Frequenzbereich von 300 - 3400 Hz beschränkten Telefonbandes, indem
der Empfänger bzw. der Schallsignal-Decodierer (Kap. 5, Abs. 3: coded
narrowband speech) einen unteren Frequenzbereich von 50 – 300 Hz aus dem
empfangenen Telefonband schätzt und für einen oberen Frequenzbereich von
3400 – 8000 Hz ein Quellen-Anregungsmodell verwendet, dessen Anregung vom
Empfänger extrapoliert und dessen spektrale Einhüllende vom Sender zum
Empfänger übertragen wird (Abstract). Der Empfänger erzeugt somit aus dem mit
8 kHz abgetastetem Schmalbandsignal (8 kHz narrowband) mit einem
Frequenzbereich von 300 – 3400 Hz ein mit 16 kHz abgetastetes Breitbandsignal
(16 kHz wideband) mit einem Frequenzbereich von 50 – 8000 Hz:
- 25 -
VALIN 1, Fig. 1 mit Ergänzungen und Kolorierung durch den Senat
Für die Rekonstruktion des oberen Frequenzbereichs (High frequency
regeneration) wird das empfangene Schmalbandsignal (8 kHz narrowband) in ein
spektral flaches Anregungssignal und ein LP-Synthesefilter geteilt, die unabhängig
voneinander in den Frequenzbereich von 3400 - 8000 Hz erweitert werden (Kap. 4):
VALIN 1, Fig. 3, mit Kolorierung durch den Senat
Das schmalbandige Sprachsignal (Narrowband speech) wird einer LPC-Analyse
(Schaltungsteil LPC analysis, links unten in Fig. 3) unterzogen. Damit liegen, gemäß
einem Teil des Merkmals 1, die LP-Filterparameter für das von 300 – 3400 Hz
reichende Telefonband bei einer Abtastrate von 8 kHz vor und werden an das
Analysefilter A(z) geliefert (Pfeil von LPC analysis zu A(z)).
- 26 -
Zudem werden die LP-Filterparameter an den Schaltungsteil Concatenate spectra
geliefert, der daraus bei der Abtastrate 8 kHz, gemäß Merkmal 1.1, das
Leistungsspektrum des LP-Synthesefilters von 300 – 3400 Hz bestimmt.
Dieser Schaltungsteil empfängt auch den als sogenannte Seiteninformation (Side
information) an den Empfänger übertragenen hochfrequenten Anteil (3400 – 8000
Hz) des im Sender erzeugten Leistungsspektrums des LP-Synthesefilters auf
Grundlage des originalen Breitbandsprachsignals und hängt ihn an das
niederfrequente, lokal im Empfänger erzeugte Leistungsspektrum des LP-
Synthesefilters an (Kap. 4.2, Abs. 1, 2: side information is used to transmit the high
frequency spectral envelope … This spectral information is transmitted in the
transform domain. Specifically, the power spectrum of an LPC filter is first calculated
on the original wideband speech. … the 3400 – 8000 Hz band of this power
spectrum is vector quantized … using 40 frequency points (64 points for the whole
0 – 8 kHz spectrum). The receiver concatenates this high frequency spectral
information with its local calculation of the narrowband spectral envelope
…[Unterstreichungen hinzugefügt]).
Dies stellt eine Modifizierung des schmalbandigen, mit einer Abtastrate von 8 kHz
erzeugten, Leistungsspektrums des LP-Synthesefilters gemäß Merkmal 1.2 dar,
denn nach dem Zusammenfügen liegt das Leistungsspektrum des LP-
Synthesefilters im Frequenzbereich von 300 – 8000 Hz vor, was einer Abtastrate
von 16 kHz entspricht (Fig. 1: 16 kHz wideband).
Anschließend führt der Schaltungsblock Inverse transform and LPC analysis eine
inverse Transformation des modifizierten Leistungsspektrums des LP-
Synthesefilters durch (Kap. 4.2, Abs. 2: The full-band LPC filter (1/B(z) in Figure 3)
can then be recovered by an invers transform followed by Levinson-Durbin recursion
[Unterstreichungen hinzugefügt]), womit, gemäß dem Wiener-Chintchin-Theorem,
Autokorrelationen bei der (zweiten) Abtastrate von 16 kHz bestimmt werden, in
Übereinstimmung mit den Anforderungen des Merkmals 1.3.
- 27 -
Diese Autokorrelationen werden verwendet, um – wie beim Ausführungsbeispiel
des Streitpatents mittels des Levinson-Durbin-Algorithmus – die LP-Filterparameter
gemäß Merkmal 1.4 bei der Abtastrate von 16 kHz zu berechnen, die dann an das
LP-Synthesefilter 1/B(z) geliefert werden (Kap. 4.2, Abs. 2: The full-band LPC filter
(1/B(z) in Figure 3) can then be recovered by an invers transform followed by
Levinson-Durbin recursion [Unterstreichungen hinzugefügt]).
Nach alledem werden in dem Tonsignal-Decoder nach VALIN 1 LP-Filterparameter
von einer (ersten) Abtastrate S1 (8 kHz) in eine (zweite) Abtastrate S2 (16 kHz)
umgewandelt, wie vom Rest des Merkmals 1 gefordert.
Danach ist die Variante des Anspruchs 1 erteilter Fassung, die auf ein in einem
Schallsignal-Decodierer implementiertes Verfahren gerichtet ist, aus VALIN 1
bekannt. Entsprechendes gilt für die Vorrichtung nach Anspruch 10.
b) Die Ansicht der Beklagten, dass VALIN 1 eine LPC-Analyse an einem im
Decodierer synthetisierten Schmalbandsignal durchführe, nicht jedoch anhand der
Abtastwerte des Eingangssignals, wie es Merkmal 1 fordere, weil Merkmal 1
impliziere, dass die LP-Filterparameter bei der ersten Abtastrate aus den
Abtastwerten des Schallsignals bestimmt worden seien, ist nicht zutreffend.
Denn der Anspruch 1 macht keine Vorgaben für die Herkunft der LP-Filterparameter
bei der Abtastrate S1. Im Übrigen entnimmt der Fachmann VALIN 1 zwei Varianten
der Gewinnung der LP-Filterparameter bei der Abtastrate S1, die auch im
Streitpatent genannt sind:
Nach dem Ausführungsbeispiel des Streitpatents bestimmt der Codierer die LP-
Filterparameter für jeden Rahmen und überträgt diese an den Decodierer. Sowohl
der Codierer als auch der Decodierer führen für die Subrahmen des aktuellen
Rahmens eine Interpolation der LP-Filterparameter basierend auf den LP-
Filterparametern des aktuellen und des vorhergehenden Rahmens durch, wobei bei
abweichenden Schallsignal-Abtastraten die streitpatentgemäße Umwandlung der
- 28 -
LP-Filterparameter durchgeführt wird. Während also der Codierer die LP-
Filterparameter aus dem mit der Abtastrate S1 abgetasteten Tonsignal gewinnt,
empfängt der Decodierer die LP-Filterparameter vom Codierer. Insofern umfasst
Merkmal 1 des Anspruchs 1 des Streitpatents beide Möglichkeiten der Gewinnung
der LP-Filterparameter bei der Abtastrate S1.
Der Fachmann entnimmt VALIN 1 ebenfalls beide Varianten der Gewinnung der LP-
Filterparameter. Nach der Figur 3 und zugehöriger Beschreibung empfängt der
Decodierer das Schmalband-Tonsignal mit der (ersten) Abtaste 8 kHz und ermittelt
daraus die LP-Filterparameter – so wie der Codierer nach dem Ausführungsbeispiel
des Streitpatents. Nach den Angaben in Kapitel 5 von VALIN 1 ist es auch möglich,
dass der Decodierer eines CELP-basierten G.729-Codecs codierte
Schmalbandsprache, d. h. u. a die LP-Filterparameter bei der ersten Abtastrate,
empfängt, wie es das Ausführungsbeispiel des Streitpatents für den Decodierer
beschreibt.
2. Im Übrigen erweist sich der Gegenstand des Anspruchs 1 als nicht auf einer
erfinderischen Tätigkeit beruhend.
Das E… Permanent Document #4 (E…-4): E… design constraints, im Folgenden
mit E… bezeichnet, wurde auf dem 74. Treffen der Arbeitsgruppe 3GPP TSG SA4
(3rd Generation Partnership Project Technical Specification Group Service and
System Aspects Working Group 4) veröffentlicht, das im Juli 2013 in Dublin
abgehalten wurde. E… präsentiert die Designeinschränkungen für den E…-Codec
(Enhanced Voice Service), dessen Entwicklung im April 2010 auf dem 58. Treffen
der Arbeitsgruppe SA4 gestartet wurde. E… beschreibt in Kapitel 2 in tabellarischer
Form die Designeinschränkungen bzw. Randbedingungen für E…-Kandidaten-
Codecs (E…, Kap. 1).
a) Der E…-Codec soll, wie der AMR-WB-Codec, mit einer Rahmenlänge von
20 ms arbeiten (Kap. 2, S. 6, Tabellenzeile Frame length) und in allen Betriebsmodi
- 29 -
die Abtastraten 8, 16, 32 und 48 kHz unterstützen, um Eingangssignale mit den
Bandbreiten 100 – 3500, 50 – 7000, 50 – 14000 und optional bis zu 20.000 Hz
(NB/WB/SWB/FB audio) mit hoher Qualität und großer Effizienz verarbeiten zu
können (Kap. 2, S. 1, Tabellenzeile Sampling Frequency and Audio Bandwidth).
Damit geht ein großer Bitratenbereich einher, und zwar sowohl für AMR-WB-
(rückwärts-)kompatible als auch für nicht ARM-WB-kompatible Betriebsmodi.
Umschaltungen zwischen verschiedenen Bitraten können durch die verfügbaren
Senderessourcen (rate adaptation in response to available transmission ressource)
oder unterschiedliche Quellen (source controlled variable bit rate (VBR) coding)
ausgelöst werden (Kap. 2, S. 2-4, Tabellenzeile Bit Rates, S. 6, Tabellenzeile
Backward Interoperability).
Die Umschaltung zwischen verschiedenen Bitraten soll gemäß E…, per
Steuerbefehl an den Codierer, an beliebigen Rahmengrenzen möglich sein (at
arbitrary frame boundaries), auch zwischen AMR-WB-kompatiblen und nicht-
kompatiblen Modi. Bei der Umschaltung der Bitraten ist gegebenenfalls auch eine
Umschaltung zwischen verschiedenen Bandbreiten erforderlich (Kap. 2, S. 6,
Tabellenzeile Rate switching). Zur Verarbeitung eines Eingangssignals mit einer
bestimmten Bandbreite ist eine, gemäß dem Nyquist-Shannon-Theorem, jeweils
ausreichend große Abtastrate im Codec zu wählen, z. B. eine Abtastrate von 16 kHz
für die Bandbreite von 50 – 7000 Hz bei Breitband (WB) Audiosignalen (Kap. 2,
S. 1, 2, Tabellenzeile Sampling Frequency and Audio Bandwidth).
Damit kann bei einem E…-Codec die Situation auftreten, dass bei einem
Rahmenwechsel die Bitrate, die Bandbreite des Eingangssignals und die Abtastrate
zu ändern sind. Dem Fachmann ist bekannt, dass eine Änderung der Abtastrate
Konvertierungsschritte erfordert, wie dies in E… auch explizit angegeben ist. Denn
hinsichtlich der durch den E…-Codec verursachten algorithmischen Verzögerung
weist E… darauf hin, dass eine Abtastratenkonvertierung einen
- 30 -
Verzögerungsbeitrag liefern kann (Kap. 2, S. 4, Tabellenzeile Algorithmic Delay …
other delays inherent in the codec algorithm (e. g. … sample-rate conversion)).
b) Zum Prioritätszeitpunkt des Streitpatents ist der Fachmann davon
ausgegangen, dass die in E… genannten Kandidaten-Codecs mit linearer
Prädiktion (LP) arbeiten und insbesondere als CELP-Codecs ausgeführt sind, wie
der in E… genannte AMR-WB-Codec (AMR-WB V6.1.1, S. 6, Kap. 1; vgl. auch
G.729, Titel; EHARA, Abs. 0004; ISLAM, Titel; JABRI, Titel; VAIDYANATHAN, Titel;
VALIN 1, Kap. 5, Abs. 3; VALIN 2, S. 42, Kap. 5.2, erster Abs.).
Bei solchen Codecs werden die LP-Filterparameter regelmäßig zwar nur einmal pro
Rahmen berechnet und vom Codierer an den Decodierer übertragen, jedoch findet
im Codierer und Decodierer eine Berechnung des LP-Filters des aktuellen Rahmens
auf Subrahmenbasis statt, und zwar mittels Interpolation der LP-Filterparameter des
aktuellen und des vorangehenden Rahmens (AMR-WB V6.1.1, S. 15, zweiter Abs.,
S. 17, erster Abs., S. 22, Kap. 5.2.6; G.729, S. 14, Kap. 3.2.5; ISLAM, Kap. 2;
JABRI, Abs. 0031).
Dabei ist dem Fachmann bewusst, dass für die subrahmenbezogenen
Interpolationen die LP-Filterparameter der beiden Rahmen bei gleicher Abtastrate
vorliegen müssen, da anderenfalls eine korrekte Interpolation nicht möglich ist.
c) Damit stellt sich dem Fachmann ausgehend von E… – insbesondere unter
Berücksichtigung der in E… genannten Vorgaben hinsichtlich der algorithmischen
Verzögerung und der Komplexität des Codecs (Kap. 2, S. 4, 5, Tabellenzeile
Algorithmic Delay … sample-rate conversion und Zeile Complexity … support for
rate switching) – die Aufgabe, nach einem möglichst einfachen Verfahren zur
Umwandlung der LP-Filterparameter von einer ersten in eine zweite Abtastrate zu
suchen. Ein solches Verfahren ist in Merkmal 1 genannt.
d) Bei dieser Suche stößt der Fachmann auf die bereits diskutierte Druckschrift
VALIN 1, die lehrt, dass LP-Filterparameter von einer niedrigen (8 kHz) zu einer
- 31 -
hohen Abtastrate (16 kHz) umgewandelt werden können, indem, wie vorstehend
zur fehlenden Neuheit des Gegenstands des Anspruchs 1 dargelegt,
· zunächst im Decodierer die LP-Filterparameter bei der niedrigen Abtastrate
von 8 kHz bestimmt und dann das Leistungsspektrum des LP-Filters unter
Verwendung dieser LP-Filterparameter berechnet wird (Merkmal 1.1),
· anschließend das Leistungsspektrum des LP-Synthesefilters modifiziert, hier
um den (im Codierer bestimmten und als Seiteninformation an den
Decodierer gesendeten) hochfrequenten Teil erweitert wird, um es von der
niedrigen Abtastrate von 8 kHz in die hohe Abtastrate von 16 kHz
umzuwandeln (Merkmal 1.2),
· danach das modifizierte Leistungsspektrum des LP-Synthesefilters invers
transformiert wird, um Autokorrelationen des LP-Synthesefilters bei der
hohen Abtastrate von 16 kHz zu bestimmen (Merkmal 1.3),
· und schließlich aus den Autokorrelationen mittels des Levinson-Durbin-
Algorithmus die LP-Filterparameter bei der hohen Abtastrate von 16 kHz
berechnet werden (Merkmal 1.4).
Danach ergibt sich der Gegenstand des Anspruchs 1 in der erteilten Fassung für
den Fachmann in naheliegender Weise aus der Kombination der Druckschriften
E… und VALIN 1.
Der Fachmann beachtet die Druckschrift VALIN 1 auch deshalb, weil sie sich mit
LP-basierten Audio-Codecs beschäftigt und ihre Lehre auf CELP-Codecs, wie
G.729 und EFR GSM, anwendet (VALIN 1, Kap. 5, dritter Abs.).
e) Der Ansicht der Beklagten, der Fachmann würde nicht von dem Dokument
E… ausgehen, da dieses keine Spezifikation eines E…-Codecs sei, sondern nur
die Randbedingungen für E…-Kandidaten-Codecs auflisten würde, folgt der Senat
nicht.
- 32 -
Die Argumentation der Beklagten überzeugt nicht. Die Druckschrift E… wurde von
einer 3GPP-Arbeitsgruppe veröffentlicht, deren Treffen und Veröffentlichungen vom
zuständigen Fachmann aufmerksam verfolgt werden. Zum Prioritätszeitpunkt des
Streitpatents (April 2014) war dem Fachmann wohlbekannt, dass die 3GPP-
Organisation bereits seit einigen Jahren mit der Spezifizierung eines über die
Qualitäten von AMR-WB hinausgehenden Audio-Codecs beschäftigt gewesen war
(E…, Kap. 1 mit Hinweisen auf das Arbeitsgruppentreffen Nr. 58 im April 2010,
sowie auf die Dokumente TR 22.813 V10.0.0 und TS 22.173). Damit handelt es sich
bei dem Dokument E… um ein für den mit der Entwicklung von Audio-Codecs
betrauten Fachmann hochrelevantes Dokument, gerade weil darin die
Randbedingungen für mögliche Kandidaten-Codecs beschrieben werden.
f) Soweit die Beklagte darüber hinaus der Auffassung ist, der Fachmann wäre,
mit Blick auf den in E… genannten AMR-WB-Codec, der die Eingangssignale stets
mit 16 kHz abtastet und auf 12,8 kHz dezimiert (heruntertaktet), und als Ausgleich
im Decoder eine Bandbreitenerweiterung für den Frequenzbereich 6,4 – 7 kHz
vorsieht, davon ausgegangen, dass E… für die höheren Bandbreiten und
Abtastraten ebenfalls durchgängig eine feste interne Abtastrate verwenden würde,
mithin eine rahmenbasierte Änderung der Abtastrate bei E… nicht auftreten würde,
ist ihr ebenfalls nicht zuzustimmen
Denn der E…-Codec soll zum einen eine hohe Qualität und eine hohe Effizienz für
alle Audio-Bandbandbreiten bis 14 kHz, optional bis 20 kHz ermöglichen (Kap. 2,
S. 1, re. Sp.). Würde der E…-Codec mit einer festen internen Abtastrate, z. B. von
12,8 kHz, arbeiten, könnten die in E… genannten Ziele, insbesondere die
angestrebte hohe Qualität bei großer Audiobandbreite, mit einer Nicht-Codierung
der hohen Frequenzbereiche und einer dementsprechenden
Bandbreitenerweiterung im Decoder wie bei AMR-WB, ersichtlich nicht erreicht
werden. Zum anderen erwähnt E… – wie dargelegt – explizit die Umwandlung der
Abtastrate als Teil des Codec-Algorithmus (S. 4, Tabellenzeile Algorithmic Delay …
sample-rate conversion).
- 33 -
g) Auch die Argumentation der Beklagten, dass der Fachmann E… außerdem
nicht mit VALIN 1 kombinieren würde, da E… für Musik geeignet sei (E…, S. 4,
re. Sp.), während VALIN 1 Musik ausdrücklich ausschließe und sich auf Sprache
konzentriere (VALIN 1, S. 1, Kap. 1, letzter Satz), verfängt nicht.
Denn der Fachmann sucht ausgehend von E… nach Codecs, insbesondere nach
LP-Codecs, die eine einfache Umwandlung der LP-Filterparameter von einer ersten
in eine zweite Abtastrate ermöglichen. Genau dies leistet VALIN 1. Die in VALIN 1
genannte schlechte Eignung für allgemeine Audiosignale rührt daher, dass VALIN
1 die Bandbreitenerweiterung mit einem sprachspezifischen Modell durchführt, also
insbesondere nur Informationen über die hochfrequenten Anteile der spektralen
Einhüllenden an den Decodierer als Seiteninformation überträgt, während die
hochfrequenten Anteile des Anregungssignals im Decodierer aus den
niederfrequenten Anteilen abgeleitet bzw. geschätzt werden, was nur für Sprache
zufriedenstellende Ergebnisse liefert. Dieser spezifische Aspekt von VALIN 1 hält
den Fachmann nicht von einer Kombination mit E… ab, denn er hat keinen Einfluss
auf die Umwandlung der LP-Filterparameter.
h) Ähnliches gilt für die Auffassung der Beklagten, der Fachmann würde
VALIN 1 nicht beachten, weil dort eine Kontinuität im Frequenzbereich angestrebt
werde, während es im Streitpatent um einen zeitlich kontinuierlichen Verlauf gehe.
Auch diese überzeugt nicht, denn ein VALIN 1-gemäßer Codec (VALIN 1, Kap. 5,
dritter Abs.: G.729, Kap. 6: wideband codec) muss selbstverständlich die vom
Codierer an den Decodierer übermittelten Seiteninformationen in sehr kurzer Zeit
decodieren, auswerten und die Modifizierung des LP-Leistungsspektrums mit der
anschließenden Berechnung der Autokorrelationen und der LP-Filterparameter bei
der höheren Abtastrate fortlaufend durchführen, da er ansonsten nicht für eine
Echtzeit-Sprachverbindung, z. B. im Mobilfunkbereich (VALIN 1, Abstract: Wireless
telephone speech) geeignet wäre.
- 34 -
i) Auch mit ihrer Meinung, die Lösung von VALIN 1, insbesondere die
Übertragung der Seiteninformationen, sei so speziell, dass der Fachmann sie nicht
beachten würde, dringt die Beklagte nicht durch. Denn der Fachmann erkennt als
wichtigen Punkt der technischen Lehre von VALIN 1 die Möglichkeit, LP-
Filterparameter von einer ersten in eine zweite Abtastrate mittels einer Modifizierung
des Leistungsspektrums des LP-Synthesefilters umzuwandeln. Die Übertragung
der Seiteninformationen über das hochfrequente Spektrum sind der von VALIN 1
angestrebten Bandbreitenerweiterung geschuldet, die für den Fachmann
hinsichtlich der Anwendung auf die Interpolation der LP-Filterparameter auf
Subrahmenebene nach E… ersichtlich nicht von Relevanz sind.
3. Die vorstehenden Ausführungen gelten in entsprechender Weise für den
unabhängigen Vorrichtungsanspruch 10.
Die im Anspruch 17 genannte Implementierung des Verfahrens bzw. der
Vorrichtung mittels Prozessor und Speicher, auf dem Codeanweisungen zum
Durchführen des Verfahrens gespeichert sind, geht über fachübliches Vorgehen
nicht hinaus. Insofern ergibt sich der Gegenstand des Anspruchs 17 für den
Fachmann in naheliegender Weise aus dem genannten Stand der Technik.
III.
Auch hinsichtlich der Fassung nach Hilfsantrag 1 vom 10. Juni 2022 liegt der
Nichtigkeitsgrund der fehlenden Patentfähigkeit vor.
Hilfsantrag 1 schränkt die Ansprüche 1 und 10 auf CELP-basierte Codecs ein, bei
denen die Umwandlung der LP-Filterparameter an einer Rahmengrenze stattfindet
(Änderungen gegenüber erteilter Fassung hervorgehoben):
- 35 -
1HA1 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting, when the encoder or the
decoder switches from a first frame with a sound signal sampling rate S1
to a second frame with a sound signal sampling rate S2, linear predictive
(LP) filter parameters of the first frame from the sound signal sampling rate
S1 to the sound signal sampling rate S2, the method being characterised
by:
1.1HA1 computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the first frame;
1. Die Signalverarbeitung eines im Mobilfunkbereich eingesetzten CELP-
basierten Codecs (Code Excited Linear Prediction) findet typischerweise in 10 bis
30 ms langen Rahmen statt (Streitpatentschrift, Fig. 2; Abs. 0004 - 0007, 0017 -
0025; AMR-WB V6.1.1, S. 14, 15, Kap. 4.3; G.729, S. 1 – 7, Kap. 1, 2).
Nach dem Merkmal 1HA1 werden die LP-Filterparameter eines ersten Rahmens von
der Schallsignal-Abtastrate S1 in die Schallsignal-Abtastrate S2 umgewandelt,
wenn der Codierer bzw. der Decodierer von einem ersten Rahmen mit der
Abtastrate S1 zu einem zweiten Rahmen mit der Abtastrate S2 umschaltet. Aus
diesen Angaben folgt, dass der zweite Rahmen unmittelbar auf den ersten Rahmen
folgt und dass der zweite Rahmen dem aktuellen sowie der erste Rahmen dem
vorhergehenden, vergangenen Rahmen entspricht.
Der Fachmann liest mit, dass die Umwandlung der LP-Filterparameter zwar durch
den Rahmenwechsel ausgelöst wird, dass jedoch selbstverständlich die
Umwandlung eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt und somit erst im Verlauf des
zweiten Rahmes abgeschlossen wird. Zudem ist dem Fachmann bewusst, dass die
Umschaltung der Abtastrate im Decodierer nur dann stattfindet, wenn zuvor im
Codierer eine entsprechende Umschaltung stattgefunden hat und dies in geeigneter
Weise an den Decodierer signalisiert wurde.
- 36 -
Nach Merkmal 1.1HA1 wird das Leistungsspektrum des LP-Synthesefilters bei der
Abtastrate S1 unter Verwendung der LP-Filterparameter des ersten Rahmens
berechnet.
2. Die Einschränkungen nach Hilfsantrag 1 wurden bei den vorstehenden
Ausführungen zum Naheliegen des Gegenstands des Anspruchs 1 erteilter
Fassung bereits berücksichtigt. Wie dargelegt und begründet, geht der Fachmann
davon aus, dass die in der Druckschrift E… genannten Kandidaten-Codecs CELP-
basiert sind. Dabei stellt sich, wie ebenfalls schon ausgeführt, im Codierer und
Decodierer das Problem der Interpolation der LP-Filterparameter für die einzelnen
Subrahmen des aktuellen, d. h. des zweiten, Rahmens aus den LP-
Filterparametern des aktuellen Rahmens und des vorhergehenden, ersten,
Rahmens, wie dies in den Merkmalen 1HA1 und 1.1HA1 zum Ausdruck kommt.
Danach erweist sich der Gegenstand des Anspruchs 1 in der Fassung nach
Hilfsantrag 1 als nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit beruhend, denn er ergibt
sich, wie der Gegenstand des Anspruchs 1 in der erteilten Fassung, in
naheliegender Weise aus der Kombination der Druckschriften E… und VALIN 1.
IV.
Auch hinsichtlich der Fassung nach Hilfsantrag 1a vom 10. Juni 2022 ist der
Nichtigkeitsgrund der fehlenden Patentfähigkeit gegeben.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 1a unterscheidet sich vom Anspruch 1 nach
Hilfsantrag 1 durch die Angaben, dass die Umwandlung der LP-Filterparameter
stattfindet, nachdem der Codierer von einem vergangenen Rahmen zu einem
aktuellen Rahmen umgeschaltet hat (Änderungen gegenüber erteilter Fassung
hervorgehoben):
- 37 -
1HA1a A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting linear predictive (LP) filter
parameters from a sound signal sampling rate S1 to a sound signal
sampling rate S2, wherein the conversion of the LP filter parameters
occurs after the encoder has switched from a past frame with the sampling
rate S1 to a current frame with the sampling rate S2, the method
comprising:
1.1HA1a computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the past frame;
Wie vorstehend zur Auslegung des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 1 dargelegt,
versteht der Fachmann den Hilfsantrag 1 im Sinne der Angaben nach Hilfsantrag
1a, d.h. dass die Umwandlung der LP-Filterparameter im Codierer bzw. im
Decodierer voraussetzt, dass im Codierer eine Umschaltung der Abtastrate an einer
Rahmengrenze, also an einem Übergang zwischen einem vergangenen zu einem
aktuellen Rahmen, stattgefunden hat.
Danach ergibt sich auch der Gegenstand des Anspruchs 1 in der Fassung nach
Hilfsantrag 1a für den Fachmann in naheliegender Weise aus der Kombination der
Druckschriften E… und VALIN 1.
V.
Auch hinsichtlich der Fassung nach Hilfsantrag 2 vom 10. Juni 2022 liegt der
Nichtigkeitsgrund der fehlenden Patentfähigkeit vor.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 2 ergänzt im Vergleich zum Anspruch 1 nach
Hilfsantrag 1, dass der zweite Rahmen in Subrahmen unterteilt ist und dass für
einen Subrahmen des zweiten Rahmens interpolierte LP-Filterparameter bestimmt
werden, unter Verwendung der bei der Abtastrate S2 bestimmten LP-
Filterparameter des zweiten Rahmens und der LP-Filterparamater des ersten
- 38 -
Rahmens, die von der Abtastrate S1 zu der Abtastrate S2 umgewandelt wurden
(Änderungen gegenüber erteilter Fassung hervorgehoben):
1HA2 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting, when the encoder or the
decoder switches from a first frame with a sound signal sampling rate S1
to a second frame, divided into subframes, with a sound signal sampling
rate S2, linear predictive (LP) filter parameters of the first frame from the
sound signal sampling rate S1 to the sound signal sampling rate S2, the
method being characterised by:
1.1HA1 computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the first frame;
…
wherein the method further comprises:
1.5HA2 determining interpolated LP filter parameters for a subframe of the second
frame by using LP filter parameters of the second frame determined at the
sampling rate S2 and the LP filter parameters of the first frame converted
from the sampling rate S1 to the sampling rate S2.
Dem Fachmann ist bekannt, dass für die Quantisierung und subrahmenbasierte
Interpolation der LP-Filterparameter diese typischerweise in eine andere
Darstellung transformiert werden, im AMR-WB-Standard in die ISP-Ebene
(Immitance Spectral Pair) (AMR-WB, Kap. 5.2.3 – 5.2.6), bei G.729 (G.729, Kap.
3.2.3, 3.2.4 und 3.2.5) und beim Streitpatent in die LSP-Darstellung (Line Spectral
Pair), die im Streitpatent (Abs. 0030, 0038, 0050, 0053) auch als LSF (Line Spectral
Frequency) bezeichnet wird.
Die Einschränkungen nach Hilfsantrag 2 wurden bei den obigen Ausführungen zum
Naheliegen des Gegenstands des Anspruchs 1 erteilter Fassung bereits
berücksichtigt. Wie dargelegt und begründet stellt sich im Codierer und Decodierer
nach E… das Problem der Interpolation der LP-Filterparameter für die einzelnen
- 39 -
Subrahmen des aktuellen, d. h. des zweiten, Rahmens aus den LP-
Filterparametern des aktuellen Rahmens und des vorhergehenden, ersten,
Rahmens, und dem Fachmann ist bewusst, dass für die Interpolation die LP-
Filterparameter des ersten, also des vergangenen Rahmens von der Abtastrate S1
in die Abtastrate S2 umgewandelt werden müssen, da dazu die gleichen
Abtastraten in beiden Rahmen vorliegen müssen.
Danach ergibt sich auch der Gegenstand des Anspruchs 1 in der Fassung nach
Hilfsantrag 2 für den Fachmann in naheliegender Weise aus der Kombination der
Druckschriften E… und VALIN 1.
VI.
Auch hinsichtlich der Fassung nach Hilfsantrag 3 vom 10. Juni 2022 liegt der
Nichtigkeitsgrund der fehlenden Patentfähigkeit vor.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 3 ergänzt im Vergleich zum Anspruch 1 erteilter
Fassung, dass Codierer bzw. Decodierer CELP-basiert sind (wie Hilfsanträge 1, 1a
und 2), und dass die Modifizierung des Leistungsspektrums des LP-Synthesefilters,
bei einer Vergrößerung der Abtastrate von dem vergangenen zum aktuellen
Rahmen, eine Erweiterung des Leistungsspektrums von K auf K2 = K(S2/S1)
Abtastwerte umfasst, wobei die Erweiterung das Wiederholen des Werts des
Leistungsspektrums bei K/2 von K/2 bis zu K2/2 beinhaltet (Änderungen gegenüber
erteilter Fassung hervorgehoben):
1HA3 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting linear predictive (LP) filter
parameters from a sound signal sampling rate S1 to a sound signal
sampling rate S2, the method being characterised by:
1.1 unverändert gegenüber der erteilten Fassung
- 40 -
1.2HA3 modifying the power spectrum of the LP synthesis filter to convert it from
the sampling rate S1 to the sampling rate S2; wherein modifying the power
spectrum of the LP synthesis filter to convert it from the sampling rate S1
to the sampling rate S2 comprises:
1.2.1HA3 when the sampling rate S1 is less than the sampling rate S2, extending
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to K2 =
K(S2/S1) samples, wherein the extending includes repeating the
power spectrum at the sample at K/2 up to K2/2;
Das im Merkmal 1.2.1HA3 genannte Erweitern des Leistungsspektrums des LP-
Synthesefilters, um die LP-Filterparameter bei einer vergrößerten Abtastrate zu
bestimmen, ist aus VALIN 1 bekannt (VALIN 1, Kap. 4.2, Abs. 2). Dabei die Anzahl
der Werte des Leistungsspektrums im Verhältnis der Abtastraten zu erhöhen, geht
über fachmännisches Vorgehen nicht hinaus. Denn anderenfalls würde sich eine
nicht erwünschte Änderung der spektralen Auflösung ergeben, d. h. für den unteren
Frequenzbereich könnten die Werte des neuen modifizierten Leistungsspektrums
nicht einfach mit den entsprechenden Werten des alten Leistungsspektrums
gleichgesetzt werden.
Zudem gehört es zum Wissen des Fachmanns, das Frequenzspektrum eines
Signals durch Einfügen kleiner Werte zu erweitern, um die Abtastrate im Zeitbereich
zu erhöhen. So wird gemäß Figur 3 und zugehöriger Beschreibung der
Veröffentlichung LYONS das, um die halbe Abtastfrequenz von 8 kHz, also um die
Frequenz 4 kHz, symmetrische Ausgangsspektrum (Fig. 3 (a)) von K = 8 auf
K2 = K(S2/S1) = 8(16 kHz / 8 kHz) = 16 Abtastwerte erweitert, indem der Wert bei
K/2 = 4 kHz, nämlich Null, bis zu K2/2 = 8 kHz wiederholt wird (Fig. 3 (c)), was die
Abtastrate von 8 auf 16 kHz erhöht. In LYONS ist angegeben, dass – in
Übereinstimmung mit den Angaben im Streitpatent (Streitpatentschrift, Abs. 0052:
using very low sample values) – der letzte Spektralwert der unteren Spektrumshälfte
hinreichend klein ist (LYONS, S. 2, zweiter Abs., letzter Satz: We’re assuming that
- 41 -
the 4 kHz, X(N/2), spectral component is zero, or at least negligibly small, in
magnitude.).
Auch die Druckschriften BRIGHAM und BI zeigen das Einfügen von Nullen
(BRIGHAM, S. 198, Fig. 9.18, S. 199, Example 9.7, zweiter Abs.: separating the
frequency function at n = N/2 and adding zeros) bzw. eines kleinen, konstanten
Werts (BI, S. 141, mi. und re. Sp., Abschnitt SAMPLE RATE INCREASE,
insbesondere mi. Sp., Gl. (4): ෠ܻ(݇) = ܥூ ேଶ ≤ ݇ ≤ ଵܰ − ேଶ und re. Sp.: ܥூ = ܺ(ேଶ))
am Ende der unteren Hälfte des zu modifizierenden, symmetrischen
Ausgangsspektrums bis zur Hälfte des neuen, ebenfalls symmetrischen Spektrums.
Damit ergibt sich der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3 für den
Fachmann in naheliegender Weise aus der Kombination der Druckschriften E…
und VALIN 1 sowie seinem Fachwissen, wie es durch die Druckschriften LYONS,
BRIGHAM und BI belegt ist.
Der Ansicht der Beklagten, dass die Änderung des komplexwertigen Fourier-
Spektrums nach der Druckschrift BI etwas ganz anderes sei als die Modifizierung
des streitpatentgemäßen reellwertigen Leistungsspektrums, überzeugt nicht. Zwar
werden gemäß der Lehre der Druckschriften BI, LYONS und BRIGHAM nicht die
Leistungsspektren, sondern jeweils die komplexwertigen Frequenzspektren
modifiziert, denn anderenfalls wäre eine Rücktransformation in den Zeitbereich zur
Gewinnung des – nun mit einer höheren Abtastrate vorliegenden – Signalverlaufs
nicht möglich.
Der Fachmann, der von der Druckschrift E… ausgehend die aus VALIN 1 bekannte
Modifizierung des Leistungsspektrums des LP-Synthesefilters anwendet, um LP-
Filterparameter in eine andere Abtastrate umzuwandeln, wird jedoch an diesem
grundsätzlichen Vorgehen nichts ändern, d. h. er wird nicht das Frequenzspektrum,
sondern das Leistungsspektrum modifizieren. Dabei ist ihm bewusst, dass bei
VALIN 1 die Seiteninformationen über den hochfrequenten Teil des
Leistungsspektrums beim Decodierer zur Verfügung stehen, während bei der
- 42 -
Abtastratenerhöhung nach E… diese Information fehlt und geeignet ergänzt werden
muss. Dabei ist die Ergänzung mit einem sehr kleinen Wert (auch Null) naheliegend
und im Übrigen – wie vorstehend dargelegt – dem Fachmann aus seinem
Fachwissen, belegt durch die Druckschriften LYONS, BRIGHAM und BI, bekannt.
VII.
Auch hinsichtlich der Fassung nach Hilfsantrag 4 vom 10. Juni 2022 liegt der
Nichtigkeitsgrund der fehlenden Patentfähigkeit vor.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 4 kombiniert die Hilfsanträge 2 und 3 und ergänzt,
dass bei einer Verringerung der Abtastrate beim Rahmenwechsel das
Leistungsspektrum des LP-Synthesefilters dadurch modifiziert wird, dass es von K
auf K2 = K(S2/S1) Abtastwerte trunkiert wird, wobei das Trunkieren das Berechnen
des Leistungsspektrums für K2/2 + 1 Abtastwerte beinhalt.
1HA2 A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting, when the encoder or the
decoder switches from a first frame with a sound signal sampling rate S1
to a second frame, divided into subframes, with a sound signal sampling
rate S2, linear predictive (LP) filter parameters of the first frame from the
sound signal sampling rate S1 to the sound signal sampling rate S2, the
method being characterised by:
1.1HA1 computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the first frame;
1.2HA3 modifying the power spectrum of the LP synthesis filter to convert it from
the sampling rate S1 to the sampling rate S2; wherein modifying the power
spectrum of the LP synthesis filter to convert it from the sampling rate S1
to the sampling rate S2 comprises:
1.2.1HA3 when the sampling rate S1 is less than the sampling rate S2, extending
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to K2 =
- 43 -
K(S2/S1) samples, wherein the extending includes repeating the power
spectrum at the sample at K/2 up to K2/2;
1.2.2HA4 when the sampling rate S1 is greater than the sampling rate S2, truncating
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to
K2 = K(S2/S1) samples, wherein the truncating includes computing the
power spectrum for K2/2 + 1 samples;
…
wherein the method further comprises:
1.5HA2 determining interpolated LP filter parameters for a subframe of the second
frame by using LP filter parameters of the second frame determined at the
sampling rate S2 and the LP filter parameters of the first frame converted
from the sampling rate S1 to the sampling rate S2.
Hinsichtlich der Merkmale aus den Hilfsanträgen 2 (mit Index HA2 gekennzeichnet)
und 3 (Index HA3) wird auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen
verwiesen.
VALIN1 lehrt, wie dargelegt, die Ergänzung des Leistungsspektrums des LP-
Synthesefilters bei einer Erhöhung der Abtastrate. Damit geht es über
fachmännisches Vorgehen nicht hinaus, bei einer Verringerung der Abtastrate das
Leistungsspektrum zu trunkieren (Teil des Merkmals 1.2.2HA4).
Die im Merkmal 1.2.2HA4 angegebene Ausgestaltung des Trunkierens des
Leistungsspektrums im Verhältnis neuer zu alter Abtastrate (K2 = K(S2/S1)) geht
ebenfalls über fachmännisches Vorgehen nicht hinaus. Denn bei diesem Verhältnis
ändert sich die Frequenzauflösung nicht, d. h. die Werte des neuen
Leistungsspektrums für den unteren Frequenzbereich sind identisch mit den
entsprechenden Werten des Ausgangsspektrums. Ein Trunkieren des Spektrums
im Verhältnis der Abtastraten ( ଵܰ = ܰ( ூ஽)) ist darüber hinaus auch aus der
Druckschrift BI bekannt (S. 141, li. Sp., Abschnitt SAMPLE RATE DECREASE
(D>I): ଵܰ = ܰ( ூ஽) und Gl. (3)), wobei zumindest (ேభଶ + 1) Werte berechnet werden
- 44 -
(S. 141, li. Sp., Gl. (3), Z. 1, 2), in Übereinstimmung mit dem Rest des Merkmals
1.2.2HA4.
Danach ergibt sich auch der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 4 für
den Fachmann in naheliegender Weise aus dem Stand der Technik.
VIII.
Auch hinsichtlich der Fassung nach Hilfsantrag 4a vom 10. Juni 2022 ist der
Nichtigkeitsgrund der fehlenden Patentfähigkeit gegeben.
Der Anspruch 1 nach Hilfsantrag 4a kombiniert die Hilfsanträge 1a und 4 unter
Änderung der Merkmale 1HA4a und 1.5HA4a:
1HA4a A method implemented in a CELP-based sound signal encoder or a CELP-
based sound signal decoder for converting linear predictive (LP) filter
parameters from a sound signal sampling rate S1 to a sound signal
sampling rate S2, wherein the conversion of the LP filter parameters
occurs after the encoder has switched from a past frame with the sampling
rate S1 to a current frame, divided into subframes, with the sampling rate
S2, the method comprising:
1.1HA1a computing, at the sampling rate S1, a power spectrum of a LP synthesis
filter using the LP filter parameters of the past frame;
1.2HA3 modifying the power spectrum of the LP synthesis filter to convert it from
the sampling rate S1 to the sampling rate S2; wherein modifying the power
spectrum of the LP synthesis filter to convert it from the sampling rate S1
to the sampling rate S2 comprises:
1.2.1HA3 when the sampling rate S1 is less than the sampling rate S2, extending
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to K2 =
K(S2/S1) samples, wherein the extending includes repeating the power
spectrum at the sample at K/2 up to K2/2;
- 45 -
1.2.2HA4 when the sampling rate S1 is greater than the sampling rate S2, truncating
the power spectrum of the LP synthesis filter from K samples to
K2 = K(S2/S1) samples, wherein the truncating includes computing the
power spectrum for K2/2 + 1 samples;
…
wherein the method further comprises:
1.5HA4a determining interpolated LP filter parameters for a subframe of the current
frame by using LP filter parameters of the current frame determined at the
sampling rate S2 and the LP filter parameters of the past frame converted
from the sampling rate S1 to the sampling rate S2.
Hinsichtlich des Merkmals 1HA4a, das die Merkmale 1HA1a (Hilfsantrag 1a; past /
current frame statt first / second frame) und 1HA2 (Hilfsanträge 2 und 4; divided into
subframes) kombiniert und des Merkmals 1.5HA4a (past / current frame statt first /
second frame), wird auf die entsprechenden Ausführungen zu den Hilfsanträgen 1a,
2 und 4 verwiesen. Damit unterscheidet sich für den Fachmann der Gegenstand
des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 4a nicht von demjenigen nach Hilfsantrag 4.
Danach ergibt sich auch der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 4a für
den Fachmann in naheliegender Weise aus dem Stand der Technik.
IX.
Die Beklagte kann das Streitpatent auch mit den Unteransprüchen 2, 3, 4, 7, 9, 11,
12 und 13 in der erteilten Fassung nicht erfolgreich verteidigen.
- 46 -
Nach den abhängigen Ansprüchen 2 und 11 umfasst die Modifizierung des
Leistungsspektrums des LP-Synthesefilters die Erweiterung bzw. Trunkierung des
Leistungsspektrums basierend auf dem Verhältnis der Abtastraten, wenn die
Abtastrate S1 kleiner bzw. größer als die Abtastrate S2 ist. Somit sind die Merkmale
der Ansprüche 2 und 11 in den Merkmalen 1.2HA3, 1.2.1HA3 und 1.2.2HA4 des
Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 4 enthalten. Danach gelten für den jeweiligen
Gegenstand der Ansprüche 2 und 11 erteilter Fassung die obigen Ausführungen
zum Gegenstand des Anspruchs 1 nach dem Hilfsantrag 4.
Die im Anspruch 3 genannte Umwandlung der LP-Filterparameter, wenn der
Codierer von einem Rahmen mit der Abtastrate S1 zu einem Rahmen mit der
Abtastrate S2 umschaltet, ist Teil des Merkmals 1HA1 des Gegenstands des
Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 1. Insofern gelten die entsprechenden Ausführungen
zum Hilfsantrag 1 auch für den Anspruch 3 erteilter Fassung.
Die in den Ansprüchen 4, 9 und 12 genannte subrahmenbasierte Berechnung der
LP-Filterparameter im Codierer (Ansprüche 4, 12) bzw. Decodierer (Ansprüche 9,
12) mittels Interpolation entspricht weitgehend den Angaben in den Merkmalen 1HA2
und 1.5HA2 des Gegenstands des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 2. Über den
Hilfsantrag 2 hinausgehend erfolgt die Berechnung gemäß den Ansprüchen 4, 9
und 12 erteilter Fassung für jeden Subrahmen des aktuellen Rahmens. Vor dem
Hintergrund der Beschreibung des Streitpatents versteht der Fachmann, dass es
Subrahmen geben kann, bei denen die Interpolation aus 0 % des alten und 100 %
des neuen Rahmens besteht (Streitpatentschrift, Abs. 0027: SF4 = F1; Abs. 0028:
SF5 = F1).
Die Berechnung der LP-Filterparameter für jeden Subrahmen ist bei CELP-Codecs
fachüblich und daher auch aus AMR-WB V6.1.1 (S. 22, Kap. 5.2.6; S. 38, Kap. 6.1,
zweiter Abs.) und G.729 (S. 14, 15, Kap. 3.2.5; S. 28, Kap. 4.1.6) bekannt.
- 47 -
Danach ergeben sich auch die jeweiligen Gegenstände der Ansprüche 4, 9 und 12
in erteilter Fassung für den Fachmann in naheliegender Weise aus dem Stand der
Technik.
Die Berechnung und Modifizierung des Leistungsspektrums des LP-Synthesefilter
gemäß den Ansprüchen 7 und 13 ist Teil der Merkmale 1.2.1HA3 und 1.2.2HA4 des
Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 4. Insofern gelten die Ausführungen zum Hilfsantrag 4
auch für die Ansprüche 7 und 13 der erteilten Fassung.
X.
Die Kostenentscheidung beruht auf § 84 Abs. 2 PatG i. V. m. § 91 Abs. 1 S. 1 ZPO.
Die Entscheidung über die vorläufige Vollstreckbarkeit folgt aus § 99 Abs. 1 PatG
i. V. m. § 709 S. 1 und S. 2 ZPO.
Rechtsmittelbelehrung
Gegen dieses Urteil ist das Rechtsmittel der Berufung gegeben.
Die Berufung ist innerhalb eines Monats nach Zustellung des in vollständiger Form
abgefassten Urteils, spätestens aber innerhalb eines Monats nach Ablauf von fünf
Monaten nach Verkündung, durch einen in der Bundesrepublik Deutschland
zugelassenen Rechtsanwalt oder Patentanwalt als Bevollmächtigten schriftlich oder
in elektronischer Form beim Bundesgerichtshof, Herrenstr. 45 a, 76133 Karlsruhe,
einzulegen.
Grote-Bittner Matter Altvater Tischler Meiser
Wr


Full & Egal Universal Law Academy