BR112015017295A2 - Método e aparelho para reprodução de áudio normalizado de mídia e sem metadados de ruído integrado em novos dispositivos de mídia - Google Patents
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Abstract
MÉTODO E APARELHO PARA REPRODUÇÃO DE ÁUDIO NORMALIZADO DE MÍDIA COM E SEM METADADOS DE RUÍDO INTEGRADO EM NOVOS DISPOSITIVOS DE MÍDIA
É fornecido um dispositivo decodificador para decodificar fluxo de bits, para produzir, a partir deste, um sinal de saída de áudio, o fluxo de bits compreende dados de áudio e, opcionalmente, metadados de ruído, contendo um valor
de ruído de referência, o dispositivo decodificador compreende: um dispositivo decodificador de áudio configurado para reconstruir um sinal de áudio de dados de áudio; e um processador de sinal configurado para produzir o sinal de saída do áudio com base no sinal de áudio; caracterizado pelo processador de sinal compreender um dispositivo de controle de ganho configurado para ajustar um nível de ruído do sinal de saída de áudio; em que o dispositivo de controle de ganho compreenda um decodificador de ruído de referência configurado para criar valor de ruído, em que o valor de ruído seja o valor de ruído de referência no caso do valor do ruído de referência estar presente do fluxo de bits.
Description
[0001] A presente invenção refere-se ao controle de ruído de conteúdos de áudio, vídeo e multimídia tocados de forma digital em aparelhos de reprodução eletrônica, especificamente, mas não exclusivamente, ao controle de ruído de reprodução com conteúdo que esteja preparado com e sem metadados de ruído integrado, conforme comumente ocorre em novos aparelhos de mídia.
[0002] Na produção e transmissão de música, vídeo e outro conteúdo multimídia, o processo de normalização de ruído é realizado para garantir que o consumidor escute o sinal de áudio com um ruído adequado de música a música ou de programa a programa. Desde os primórdios de gravação e filmes, isto tem sido feito durante o processo de produção ou através dos padrões de reprodução para cinemas. A prática comum hoje, nas indústrias da música e radiodifusão, é ajustar o ruído a um valor próximo ao nível de pico máximo do médio, enquanto a prática nas indústrias de filme ou televisão é usar um dos diversos padrões de níveis de ruído que podem ser de 20 a 3ldB abaixo do pico de nível máximo. Na era anterior à cobertura de mídia, isto não era notado pelos consumidores, conforme dispo si ti vos separados ou configurações de volume eram usados para reproduzir cada tipo de conteúdo.
[0003] Com o advento dos dispo si ti vos móveis, como telefones celulares ou reprodutores de mídia portáteis, que são projetados para reproduzir conteúdos de música e filme, esta diferença nas práticas de produção leva às diferenças de ruídos que podem chegar a 30dB, caso o conteúdo seja transmitido ao dispositivo sem modificação. Isto pode levar a filmes que são muito silenciosos ou às músicas que são muito altas, ao trocar de um tipo de conteúdo para outro.
[0004] Uma tendência relacionada é o aumento de ruído de muitos gêneros de músicas gravadas através do uso de compressão, limitação e saturação da faixa dinâmica durante a masterização de uma gravação. Esta masterização é feita considerando somente mídias de gravação sem perdas, como Discos Compactos, embora a maioria das músicas vendidas hoje esteja em formatos de dados comprimidos com perdas, como MPEG AAC e MP3. O processo de dados comprimidos pode introduzir mudanças na forma de onda do domínio temporal reconstruída no decodificador durante a reprodução, o que faz a forma de onda sobreindicar os limites em larga escala ou do valor de pico máximo do sinal. Em um decodificador de ponto fixo (ou decodificador de ponto flutuante saturado), tipicamente usado em dispositivos móveis, pode levar à saturação da sobreindicação para o limite em larga escala, causando saturação adicional audível no sinal reproduzido.
[0005] A forte compressão e a saturação da música são feitas em alguns casos por motivos artísticos, mas são mais comumente feitas como uma tentativa de aumentar o apelo comercial de uma gravação ao fazê-la "soar mais altaª do que as outras, ou para fornecer um conteúdo que pode ser compreendido em todas as circunstâncias de audição, como aeroportos ou locais barulhentos, assim como em ambientes silenciosos.
[0006] Nas indústrias de filmes e vídeos, a ampla faixa dinâmica de áudio é usada em alguns gêneros para efeitos dramáticos e para criar mais experiências envolventes. Quando transmitido ao consumidor através dos codecs de Dolby Digital ou MPEG-4 AAC, os metadados de controle da faixa dinâmica de áudio são frequentemente incluídos para permitir que a faixa dinâmica seja opcionalmente reduzida no receptor ou aparelho em casos onde há um ambiente barulhento ou em que cenas barulhentas serão muito perturbadoras.
[0007] Os metadados tradicionais incluídos nos conteúdos de DVD ou Blu-Ray codificados com o Dolby Digital, ou transmitidos por sinais de TV codificados com Dolby Digital (padronizado no Padrão A/52 de Compressão de Áudio do Advanced Television Systems Committee, Inc. - Comitê de Sistemas de Televisão Avançados) ou MPEG-4 AAC (padronizado em ISO/IEC 14496-3 e ETSI TC 101 154) inclui os seguintes componentes:
1. Um único valor de metadado estático indicando o ruído integrado de vida longa geral do programa, o nível de referência do programa denominado nos padrões MPEG.
2. Os valores de metadados estático para reduzir ganhos usados para controlar a redução do conteúdo multicanal para saída através de urn dispositivo monofônico ou estéreo.
3. Os dois conjuntos de ganhos de controle de faixa dinâmica ou fatores de escala, enviados para cada quadro de fluxo de bits para uma pluralidade ou bandas de frequência ou regiões no sinal de áudio. Urna é usada para a compressão "leve" da indústria vernecular e a outra para a compressão "pesada". O uso desses valores de DRC leves e pesados está tipicamente ligado às operações em níveis objetivos de ruídos de decodificadores estabelecidos para a operação nos modos "Modo Linear" e "Modo RF". As convenções de nomenclatura e pontos de operação para estes modos foram estabelecidos nos primórdios da mídia digital, quando pode ter sido necessário converter o áudio digital para analógico, os sinais enviados por cabos de banda base para alinhar as entradas em urn dispositivo subsequente ou transmitido por urn transmissor RF para urn conjunto analógico de televisão.
[ 0008] O uso destes rnetadados perrni te que a reprodução seja adaptada para o ambiente de escuta de urna maneira não destrutiva durante a reprodução. O mesmo fluxo ou arquivo poderá ser reproduzido corn urn conjunto diferente de metadados, ou mesmo sem o uso deles, para produzir urna faixa dinâmica diferente. Diferente do uso de urn compressor que reside somente no dispo si ti vo de reprodução, o controle de faixa dinâmica usando metadados perrni te o rnoni tor amen to e controle da natureza da compressão por artistas criativos durante o processo de produção, se desejado.
[0009] Infelizmente, os rnetadados de controle de faixa dinâmica, conforme cornurnente aplicados em codecs sem perda, tais como MPEG AAC ou a família Dolby Digital, não podem comprimir um sinal fortemente o bastante para corresponder o ruído da música contemporânea, conforme os metadados afetam o poder comum do sinal (potencialmente em diferentes bandas de frequência) em urna base de quadro de compressão de áudio, com períodos de quadros comuns de 20- 40ms. Este controle de ganho quadro a quadro não é rápido o bastante para reduzir o pico de taxa habitual de sinal para esta de músicas contemporâneas altamente processadas.
[0010) A abordagem feita por Wolters, e outros, como descrito em [5] para resolver este problema, é empregar um limitador de áudio seguindo o decodificador em um dispositivo de reprodução para aumentar o ruído habitual. Isto resolverá a questão de correspondência do ruído, para que o conteúdo de música e filmes tenham ruídos iguais, mas também possui diversas desvantagens. Quando o consumidor estiver reproduzindo um conteúdo em urn ambiente silencioso, talvez, com o dispositivo móvel conectado a al to-falantes, em um local silencioso ou usando fones ou fones de ouvido, o conteúdo de filme será indesejavelmente comprimido tão fortemente quanto à música. Também, o limitador introduz a carga de trabalho adicional à CPU ou DSP do dispositivo, encurtando a vida útil da bateria.
[0011) Uma abordagem diferente é descrita por Camerer, e outros, em [6], que propõe codificar uma medição de ruído, tal como descri to no Padrão BS ITU 177 0-2 como metadados em arquivos de música e normalização da reprodução de cada arquivo a um nível objetivo ajustado pelo controle de volume do dispositivo. Isto se constrói sob sistemas de normalização de ruído de músicas anteriores, como SoundCheck (www.apple.com) e ReplayGain (www.replaygain.org), que têm sido características opcionais de alguns reprodutores de música, como o iPod. Em sua abordagem, eles defendem a normalização de ruído ativo corno padrão; entretanto, eles não especificam o que deve acontecer quando um usuário desligar a normalização de ruído, ou mais importante, o que acontece quando o conteúdo, que não tiver sido codificado com metadados de ruído, for reproduzido. Sua suspeita é de que todo o conteúdo será analisado pelo dispositivo de reprodução ou por um distribuidor autorizado seguro, como iTunes antes da reprodução. Adicionalmente, não há preparação para ajuste da faixa dinâmica geral do conteúdo para adaptá-lo ao ambiente de escuta.
[0012] Portanto, é um objetivo da invenção fornecer uma abordagem unificada ao problema de normalização do ruído de reprodução e possíveis metadados de ruído integrados e conteúdo de podcast/rádio ou música, com, potencialmente, uma faixa dinâmica extremamente estreita e forte compressão, limitação e saturação, mas, provavelmente, não contendo os metadados de ruído integrados, devido à vasta quantidade de conteúdo de música anterior já mantido ou trocado pelos consumidores.
[ 0013] É outro objetivo desta invenção permitir a faixa dinâmica do conteúdo contendo os metadados de controle de faixa dinâmica ser ajustados ao ambiente de escuta ou ao gosto do consumidor.
[0014] Outro objetivo desta invenção é evitar uma potencial saturação em compressão de dados sem perda em decodificadores de áudio, como AAC, MP3 ou no decodificador Dolby Digital, causada pelas mudanças em componentes de sinal introduzidos pelo processo de compressão de dados.
[0015] Outro objetivo desta invenção é fornecer um incentivo moderado para a indústria de gravação musical a abandonar a busca por compressão, limitação e saturação de faixas dinâmicas sempre mais fortes em seu conteúdo.
[0016] Não obstante, outro objetivo desta invenção é limitar a carga de trabalho adicional da CPU ou DSP do dispositivo, causado pelo processamento de ruído ou prevenção contra saturação.
[0017] Uma aplicação da invenção inclui um dispositivo decodificador para decodificar um fluxo de bits, para que, a partir deste, se produza um sinal de saída de áudio, dados de áudio da compressão do fluxo de bits e, opcionalmente, metadados de ruido contendo um valor de ruído de referência, o dispositivo decodificador compreende: um dispositivo decodificador de áudio configurado para reconstruir um sinal de áudio dos dados de áudio; e um processador de áudio configurado para produzir sinal de saída de áudio baseado no sinal de áudio; caracterizado pelo processador de sinal compreender um ganho do dispositivo de controle configurado para ajustar o nível do sinal de saída de áudio; em que o dispositivo de controle de ganho compreenda urn decodificador de ruído configurado para criar urn valor de ruído, em que o valor de ruído seja a referência do valor de ruído no caso de o valor de ruído estar presente no fluxo de bits; em que o dispositivo de controle de ganho compreenda urna calculadora de ganhos configurada para calcular o valor do ganho baseado em urn valor de controle de volume, que é fornecido por urna interface de usuário, permitindo que o usuário controle o valor de controle de volume; em que o pelo dispositivo de controle de ganho compreenda urn processador de ruído configurado para controlar o ruído do sinal de saída de áudio baseado no valor do ganho.
[ 0018] O dispositivo decodificador de áudio poderá ser qualquer dispositivo que seja capaz de reconstruir urn sinal de áudio dos dados de áudio do fluxo de bits comprimidos. O processador de sinal poderá ser qualquer dispositivo capaz de produzir o sinal de saída de áudio quando o sinal de áudio do dispositivo decodificador de áudio estiver ajustado, e que tenha um dispositivo de controle de ganho, corno explicado abaixo. O dispositivo de controle de ganho é urn dispositivo configurado para controlar o ruído do sinal de saída do áudio.
[0019] O decodificador de ruído de referência é configurado para decodificar os rnetadados de ruído contidos no fluxo de bits. Se os rnetadados de ruído contiverem o valor de ruído de referência, o decodificador de ruído de referência fornece somente este valor de ruído de referência como valor de ruído.
[0020) A calculadora de ganhos é um dispositivo para calcular o valor do ganho, que é baseado no valor do ruído retirado pelo decodif icador de ruído de referência e pelo valor do controle de volume ajustado pelo usuário do dispositivo decodificador. Para configurar o valor de controle de volume, qualquer interface de usuário pode ser usada. A calculadora de ganhos, em especial, pode ser um subtracter.
[0021) O processador de ruído é capaz de controlar o nível de ruído do sinal de saída do áudio baseado no valor do ganho fornecido pela calculadora de ganhos. O processador de ruído pode ser, em especial, um multiplicador.
[0022) Diferente do dispositivo decodificador comprimido tradicional, como o Dolby Digital ou o dispositivo decodificador AAC, usado em dispositivos móveis ou no equipamento eletrônico do consumidor, um dispositivo decodificador comprimido é operado com um valor de ganho variável ou com o valor limiar do alvo do decodificador (correspondendo ao nível decodificado de um fluxo de bits de larga escala), que é controlado pelo controle de volume do usuário. Isto permite o dispo si ti vo decodif icador a operar normalmente bem abaixo da faixa de larga escala máxima do sistema de áudio digital do dispositivo. Tal operação evita a possibilidade de sobreindicação da saturação do decodificador e permite a normalização do ruído do conteúdo de estilo do filme sem a compressão e limitação da faixa dinâmica pesada,
para que o conteúdo de música com compressão e limitação pesadas, sem mais compressão ou limitação do conteúdo de estilo do filme, como é normalmente solicitado. A invenção executa esta normalização sem reduzir a faixa dinâmica de conteúdo somente para a finalidade de correspondência de ruído.
[0023] Em uma aplicação preferida da invenção, o valor de ruído é um valor de ruído pré-ajustado, em caso do valor de ruído de referência não esteja presente no fluxo de bits. Estas características permitem uma reprodução de alta qualidade de fluxo de bits sem metadados de ruído.
[0024] Em uma aplicação preferida da invenção, o valor de ruído pré-ajustado é ajustado a um valor entre -4dB e -lOdB, em especial, entre -6dB e -8dB, com referência a uma amplitude de larga escala. 8studos empíricos de música contemporânea mostram que o limite superior do ruído para conteúdo de música observado que é pretendido para reprodução em larga escala é de cerca de -7dB. Consequentemente, os valores de ruídos pré-ajustados, conforme afirmado, fornecem um modo otimizado para reprodução de fluxo de bits não contendo metadados de ruído.
Em uma aplicação preferida da invenção, o processador de sinal comprime um dispositivo de controle de faixa dinâmica configurado para ajustar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio, caracterizado pelo dispositivo de controle de faixa dinâmica comprimir um comutador de controle de faixa dinâmica configurado para receber, ao menos um valor de controle de faixa dinâmica dos metadados de ruído e para retirar alternativamente um dos valores de controle de faixa dinâmica recebidos ou um valor de controle de faixa dinâmica pré-ajustado, em que o dispositivo de controle de faixa dinâmica comprima uma calculadora de faixa dinâmica configurada para calcular um valor de faixa dinâmica baseado no valor de controle de faixa dinâmica retirado pelo comutador de controle de faixa dinâmica e baseado em um valor de controle de compressão, que é fornecido por uma interface de usuário, permitindo que o usuário controle o valor de controle de compressão; em que o dispo si ti vo de controle de faixa dinâmica comprima um processador de faixa dinâmica configurado para controlar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio baseado no valor de faixa dinâmica.
[0025) O dispo si ti vo de controle de faixa dinâmica comprime um comutador de controle de faixa dinâmica, que é configurado ao decodificador de metadados de ruído do fluxo de bits, de tal modo que, ao menos, um valor de controle de faixa dinâmica possa ser fornecido. Tipicamente, o comutador de controle de faixa dinâmica é configurado de tal modo que este valor de controle de faixa dinâmica para o controle de faixa dinâmica leve, e outro para o valor de controle de faixa dinâmica para o controle de faixa dinâmica pesada possa ser fornecido. O comutador de controle de faixa dinâmica pode fornecer um destes valores de controle de faixa dinâmica fornecidos ou um valor de controle de faixa dinâmica pré-
ajustado, alternativamente. O comutador de controle de faixa dinâmica pode ser controlado automaticamente, por exemplo, dependendo do equipamento subsequente usando o sinal de saída de áudio, ou manualmente por ação do usuário. O valor de controle da faixa dinâmica pode ser ajustado, por exemplo, para OdB.
[0026] O dispo si ti vo de controle de faixa dinâmica pode comprimir uma calculadora de faixa dinâmica, que é capaz de calcular um valor de faixa dinâmica baseado no valor de controle de faixa dinâmica retirado pelo comutador de controle de faixa dinâmica e baseado em um valor de controle de compressão, que é fornecido por uma interface de usuário, permitindo que um usuário controle o valor de controle de compressão. A calculadora de faixa dinâmica pode, em especial, ser um multiplicador.
[0027] Ademais, um processador de faixa dinâmica é previsto, o que é capaz de controlar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio baseado no valor de faixa dinâmica.
Com estas características, a reprodução do fluxo de bits pode ser adaptada através do ambiente de escuta e/ou do gosto dos ouvintes.
í0028] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o processador de sinal é composto por um dispositivo limitador configurado para limitar uma amplitude do sinal de saída de áudio, caracterizado pelo dispositivo limitador ser composto por um componente limitador tendo um limitador e um componente de controle configurado para controlar o componente limitador. Em que o sinal de áudio processado, que é fornecido pelo sinal de áudio ao ser processado, ao menos, pelo dispositivo de controle de ganho, é inserido ao componente do limitador, e em que o sinal de saída do áudio seja retirado do componente limitador.
[0029] O dispositivo limitador fornece limitação com o propósito de prevenir a saturação de sobreindicação do decodificador, a limitação de volume para prevenção da perda da audição ou preferência do usuário, e compressão artística para permitir a geração reversível de conteúdo com pico de limitação quando necessário, devido ao ambiente de escuta ou ao gosto do usuário.
[0030] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador dependendo de uma taxa de bits do fluxo de bits. A probabilidade da saturação da sobreindicação do decodificador aumenta quando a taxa de bit é abaixada. Portanto, a prevenção da saturação de sobreindicação do decodificador é intensificada quando o componente limitador é controlado, dependendo da taxa de bits do fluxo de bits.
[0031] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador dependendo da eficácia da compressão do dispositivo decodificador de áudio. A eficácia da compressão de um dispositivo codificador de áudio que produzindo o fluxo de bits e, ao mesmo tempo, do dispositivo decodificador de áudio decodificando o fluxo de bits, descreve a quantidade de dados que é reduzida ao codificar os dados do áudio original para produzir o fluxo de bits.
Quanto mais a quantidade de dados for reduzida, a probabilidade de saturação de sobreindicação do decodificador aumenta. Portanto, a prevenção da saturação de sobreindicação do decodificador é intensificada quando o componente limitador é controlado, dependendo da eficácia da compressão do dispositivo decodificador de áudio.
[0032) De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador dependendo do valor de pico verdadeiro transmitido nos metadados de ruído do fluxo de bits e indicando um nível de pico de uma fonte de áudio convertida para o fluxo de bits por um codificador externo. O uso deste valor de pico verdadeiro permite a computação de um valor mais preciso para um nível de pico máximo possível do sinal de saída do áudio.
[0033) De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador dependendo do valor de ganho do dispositivo de controle de ganho. O nível de pico máximo possível do sinal de áudio é determinado, neste subcaso, pelo valor de ganho do dispositivo de controle de ganho. Caso o referido valor seja OdB, o dispositivo decodificador estará operando em seu limite de larga escala, conforme comandado pela configuração máxima do valor de controle de volume. Como dito, o valor de controle de volume é reduzido, o dispositivo decodificador operará de tal maneira que os valores de fluxo de bi ts em larga escala alcançarão somente o nível máximo ajustado pelo valor do ganho do dispo si ti vo de controle de ganho.
[0034] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador dependendo do valor limite do volume ajustado pelo usuário ou fabricante para evitar danos à audição. Com estas características, os danos à audição podem ser evitados com eficácia.
[ 0035] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador, dependendo dos parâmetros dos limitadores artísticos transmitidos pelos metadados de ruído do fluxo de bits, e indicando os valores limiares dos limitadores artísticos, valores de tempo de ataque dos limitadores artísticos e/ou valores de tempo de liberação dos limitadores artísticos. Estas características permitem que o operador do dispositivo limitador estar sob o controle criativo do artista ou criador do conteúdo. Os valores de controle de faixa dinâmica contidos nos metadados de ruído discutidos anteriormente, permitem que a faixa dinâmica geral do conteúdo seja adaptada para o ambiente de escuta através do uso de ganhos de compressão que agem com as constantes de tempo típicas de lOOms a 3 segundos. Em ambientes de escuta desafiadores, a compressão do sinal de áudio com estas constantes de tempo pode não produzir um sinal com ruído suficiente para inteligibilidade ou satisfação sem níveis de pico desagradavelmente altos. Há também a possibilidade dos criadores de música, que, tradicionalmente, têm produzido somente urn mix "quebrado" altamente comprimido, possam desejar usar a flexibilidade desta invenção para produzir tanto urn mix "quebrado" quanto urn mix "inteiro", corn menos limitação e compressão, para que os consumidores possam ouvir a versão "inteira" em ambientes silenciosos ou quando desejarem.
[0036) De acordo corn a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador contínua ou repetidamente.
Estas características permitem controle variável do componente limitador ao longo do tempo.
[ 0037] De acordo corn a aplicação preferida da invenção, o dispositivo limitador é configurado para desviar do limitador por meio de urn dispositivo de desvio que tenha a função de transferência que é, em relação a ganho e atraso, similar a urna função de transferência do limitador. Corn estas características, a carga de trabalho do processador de sinal pode ser reduzida significantemente.
[0038] Urna aplicação da invenção inclui urn sistema compreendendo urn decodificador e urn codificador, caracterizado pelo decodificador ser projetado conforme declarado.
[0039) Urna aplicação da invenção inclui urn método de decodificação de fluxo de bits, de modo a produzir, a partir deste, urn sinal de saída de áudio, o fluxo de bits compreende dados de áudio e, opcionalmente, rnetadados de ruído contendo urn valor de ruído de referência, o método compreende as etapas:
reconstruir um sinal de áudio de dados de áudio usando um dispositivo decodificador de áudio; e produzir um sinal de saída de áudio baseado no sinal de áudio usando um processador de sinal; em que o nível de ruído do sinal de saída de áudio seja ajustado usando um dispositivo de controle de ganho comprimido pelo processador de sinal; em que um valor de ruído seja criado por um decodificador de ruído de referência comprimido pelo dispositivo de controle de ganho, em que o valor do ruído seja a referência do valor de ruído no caso de o valor do ruído de referência estar presente no fluxo de bits; em que o valor de ganho seja calculado com base no valor de ruído e com base no valor de controle de volume, que é fornecido por uma interface de usuário, permitindo que o usuário tenha controle do valor de controle de volume através de uma calculadora de ganho comprimida pelo dispositivo de controle de ganho; em que o nível de ruído do sinal de saída de áudio seja controlado com base no valor de ganho por um processador de ruído comprimido pelo dispositivo de controle de ganho.
[0040] Uma aplicação da invenção inclui um programa de computador para execução, ao ser executado em um computador ou um processador, o método conforme declarado neste.
[0041] As aplicações preferidas da invenção são subsequentemente discutidas com relação aos desenhos em anexo, nos quais:
[0042] A figura 1 ilustra um diagrama de bloco um decodificador de áudio de dados comprimidos, de uma técnica anterior, com suporte para metadados de ruído, tal como especificado pelo ISO/IEC 14496-3 e ETS ITS 101 154, conforme integrado em um típico telefone móvel, computador tablet, ou reprodutor de mídia portátil;
[0043] A figura 2 ilustra uma aplicação de um decodif icador com um dispositivo decodificador de áudio de dados comprimidos e um limitador de áudio opcional, de acordo com a invenção, que é apropriada para a integração em um típico telefone móvel, computador tablet ou reprodutor de mídia portátil;
[0044] A figura 3 ilustra uma função fornecida empiricamente à possível saturação adicional devido à sobreindicação da forma de onda do sinal reconstruída em um decodificador AAC-LC estéreo contra a taxa de bits do fluxo de bits;
[0045] A figura 4 ilustra um diagrama de bloco de uma aplicação preferida do dispositivo limitador opcional de acordo com a invenção; e
[0046] A figura 5 ilustra um diagrama de bloco de uma aplicação preferida do dispositivo limitador opcional operando em modo de limitação artística, de acordo com a invenção.
[0047] Como um auxílio para a compreensão da operação da invenção, a operação de o dispositivo decodificador de dados comprimidos com metadados habilitados de uma técnica anterior 21, conforme especificado pelo
ISO/IEC 14496-3 e ETSI TS 101 154, conforme integrado em um típico telefone móvel, computador tablet, ou reprodutor de mídia portátil, é apresentado na Figura 1. 1. Um fluxo de bits comprimidos 1 pode incluir os dados essenciais de áudio comprimidos 2 e os metadados de ruído 3. O dispositivo decodificador 21 compreende um dispositivo decodificador 9 configurado para reconstruir um sinal de áudio 8 dos dados de áudio 2; e um processador de sinal 26 configurado para produzir o sinal de saída do áudio 18 com base no sinal de áudio 8. Os metadados de ruído 3 incluem um valor de ruído de referência 4 para o ruído integrado geral de todo o arquivo,
programa, música ou disco, conhecido como o nível de referência do programa em ISO/IEC 14496-3. Este valor de ruído de referência 4 pode ser transmitido no fluxo de bits 1 uma vez a cada arquivo ou em uma taxa de repetição suficiente para permitir que o fluxo de bits de transmissão 1 seja unido enquanto o programa está em andamento.
Este valor de ruído de referência 4 é comparado a um valor de nível alvo do decodificador fixo, que é fornecido por um fornecedor de nível alvo estático 17, por uma calculadora de ganho 16, que é projetada como subtracter 16. A saicta da calculadora de ganho 16 é a diferença em ruído entre o fluxo de bits de entrada 1 e o nível alvo desejado.
Isto é aplicado ao processador de ruído 15, que é projetado como multiplicador
15, para ajustar o nível do sinal de saída do áudio 18, para que o ruído alvo para a música ou programa de seja atingido em longo prazo.
[0048] O comutador de controle de faixa dinâmica 12 permite a aplicação ou dos valores de controle de faixa dinâmica leve, conforme tipicamente usados no "Modo Linear", ou valores de controle de faixa dinâmica pesada 7' tipicamente usados no "Modo RF", ou nenhum deles. Estes valores 6 e 7 são enviados para cada quadro do fluxo de bits de dados comprimidos para uma pluralidade de bandas ou regiões de frequência no fluxo de bi ts 1 e aplicados a um processador de faixa dinâmica 13, que é projetado como multiplicador 13, para mudar o nível de saída do dispositivo decodificador de áudio 9, para que o ruído de curto prazo (na ordem dos segundos) do sinal de saída do áudio 18 seja comprimido de acordo com a faixa dinâmica desejada.
Tipicamente, o nível alvo do decodificador fornecido pelo provedor de notificação alvo estático 17 é também ajustado com a seleção de 12 a -20dB para Modo RF e -31dB para Modo Linear. As operações dos valores de faixa dinâmica 6 e/ou 7 são, normalmente, pré-computadas para que qualquer aumento no nível criado pela operação do multiplicador 16, em conjunto com o multiplicador 13, sejam controladas de tal modo que a saturação no sinal de saída do áudio 18 seja evitada.
[0049] Os metadados 3 também contêm valores de ganho reduzidos 5, que são usados para ajustar a mixagem de canais do conteúdo de multicanais (tal como o programa surround de canais 5.1) em uma saída mono ou estéreo, quando necessário.
Enquanto a invenção pode ser aplicada ao fluxo de bits 1 contendo qualquer número de canais, esta característica não é mais discutida.
[0050] Substancialmente, caso não haja referência ao valor de ruído 4 presente em urn dado fluxo de bits, o valor de ruído 31 retirado pelo decodificador de ruído de referência 10 será ajustado igualmente ao nível alvo do decodificador retirado pelo provedor de nível alvo estático
I 1 7, para que não haja ajuste de ganho do sinal de saída de áudio 18, e o dispositivo decodifj.cador 21 operará corno urn dispositivo decodificador simples corn sua faixa de saída igual à faixa dinâmica de larga escala do sinal de saída de áudio 18.
[0051] A saída do decodificador de áudio 21 é, então, tipicamente fornecida a urn sistema de rnixagern de áudio 23, em que o sinal de saída do áudiol8 seja combinado corn os sons da interface de usuário (sons UI), sons de notificação ou outros sinais de áudio 22, para que o sinal de áudio rnixado 19 seja criado. O volume geral é controlado pelo valor de controle de volume 20. A operação de rnixagern de sinal de áudio 23 pode incluir controles de volume secundários para ajuste de níveis relativos de cada tipo de sinal de áudio ou mudança de sua amplitude, dependendo do modo de operação do dispositivo, que não é pertinente à compreensão de operação da invenção. O importante é que o sinal de saída de áudio 18 do dispositivo decodificador 21 é tipicamente dimensionado para que urn sinal de saída de larga escala corresponda a urn valor de ponto fixo máximo ou a urn valor flutuante de larga escala (tipicamente na faixa -1.0 a 1.0) nominal. Corn dados de áudio comprimidos fortemente, corno é típico na música contemporânea, o sinal de saída do decodificador 18 terá picos que aproximarão seus valores de larga escala quando escutados em níveis de escuta nominal. Assim, um pico de larga escala de FS OdB (referente à amplitude de larga escala do sinal de saída de áudio) no sinal de saída de áudio 18 será atenuado no sistema de mixagem de áudio 23 e corresponderá a um nível de pressão sonoro (SPL) no ouvido do ouvinte de, talvez, 75dB SPL, quando ouvido em ambiente silencioso.
[0052] A Figura 2 descreve um dispo si ti vo 41 para decodificar um fluxo de bits 1, de modo a produzir, a partir deste, um sinal de saída de áudio 42, o fluxo de bits 1 compreende dados de áudio 2 e, opcionalmente, metadados de ruído 3, contendo um valor de ruído de referência 4, o dispositivo decodificador 4 compreende: um dispositivo decodificador de áudio 9 configurado para reconstruir um sinal de áudio 8 dos dados de áudio 2; e um processador de sinal 27 configurado para produzir o sinal de saída do áudio 42 com base no sinal de áudio 8; caracterizado pelo processador de sinal 27 compreender um dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28 configurado para ajustar um nível de sinal de saída de áudio 42; em que o dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28 compreenda um decodificador de ruído de referência 10 configurado para criar um valor de ruído 37, em que o valor de ruído 37 seja o valor de ruído de referência 4, no caso de que o valor de ruído de referência 4 esteja presente no fluxo de bits 1; em que o dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28 compreenda urna calculadora de ganho 28 configurada para calcular o valor do ganho 33 corn base no valor do ruído 37 e corn base no valor de controle de volume 20, que é fornecido por urna interface de usuário, permitindo que o usuário controle o valor do controle de volume 20; em que o dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28 compreenda urn processador de ruído 28 configurado para controlar o ruído do sinal de saída do áudio 42 corn base no valor de ganho 33.
[0053] O dispositivo decodif icador de áudio 9 pode ser qualquer dispositivo 9, que seja capaz de reconstruir o sinal de áudio 8 dos dados de áudio 2 do fluxo de bits comprimido. O processador de sinal 37 pode ser qualquer dispositivo 37, que seja capaz de produzir o sinal de saída de áudio 42, quando o sinal de áudio 8 do dispositivo decodificador de áudio 9 for alimentado a ele, e que tenha urn dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28, conforme explicado abaixo. O dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28 é um dispositivo que é ajustado para controlar o ruído do sinal de saída do áudio 42.
[0054] O decodificador de ruído 10 é configurado para decodificar os rnetadados de ruído 3 contidos no fluxo de bits 1. Se os rnetadados de ruído 3 contiverem urn valor de ruído de referência 4, o decodificador de ruído de referência retira somente este valor de ruído de referência 4 corno urn valor de ruído 37.
(0055] A calculadora de ganhos 28 é um dispositivo para calcular o valor do ganho 33, que é baseado no valor do ruído 37 retirado pelo decodificador de ruído de referência e um valor do controle de volume 20 ajustado por um usuário do dispositivo decodificador 41. Para ajustar o valor de controle de volume 20, qualquer interface de usuário pode ser usada. A calculadora de ganhos 28, em especial, pode ser um subtractor 28.
(0056] o processador de ruído 15 é capaz de controlar o nível de ruído do sinal de saída do áudio 42 baseado no valor do ganho 33 fornecido pela calculadora de ganho 28. O processador de ruído 15 pode ser, em especial, um multiplicador 15.
(0057] Diferente do dispositivo decodificador comprimido tradicional 21, como o Dolby Digital ou o dispositivo decodificador AAC, usado em dispositivos móveis ou no equipamento eletrônico do consumidor, um dispo si tivo decodificador comprimido 41 é operado com um valor de ganho variável 33 ou com o valor limiar alvo do decodif icador 33 (correspondendo ao nível decodificado de um fluxo de bits de larga escala), que é controlado pelo controle de volume do usuário. Isto permite o dispositivo decodificador 41 a operar normalmente bem abaixo da faixa de larga escala máxima do sistema de áudio digital do dispositivo. Tal operação evita a possibilidade de sobreindicação da saturação do decodificador e permite a normalização do ruído do conteúdo de estilo do filme sem a compressão e limitação da faixa dinâmica pesada,
para que o conteúdo de música com compressão e limitação pesadas, sem mais compressão ou limitação do conteúdo de estilo do filme, como é normalmente solicitado. A invenção executa esta normalização sem reduzir a faixa dinâmica de conteúdo somente para a finalidade de correspondência de ruído.
[0058] Em uma aplicação preferida da invenção, o valor de ruído 37 é um valor de ruído pré-ajustado 37, no caso do valor de ruído de referência não estar presente no fluxo de bi ts 1. Estas características permitem uma reprodução de alta qualidade do fluxo de bits 1 sem metadados de ruído 3.
[0059] Em uma aplicação preferida da invenção, o valor de ruído pré-ajustado 37 é ajustado a um valor entre - 4dB e -lOdB, em especial, entre -6dB e -8dB, com referência a uma amplitude de larga escala. Estudos empíricos de música contemporânea mostram que o limite superior do ruído para conteúdo de música observado, que é pretendido para reprodução em larga escala, é de cerca de -7dB.
Consequentemente, os valores de ruídos pré-ajustados 37, conforme afirmado, fornecem um modo otimizado para reprodução de fluxo de bits não contendo metadados de ruído 3 adequados.
[0060] Em uma aplicação preferida da invenção, o processador de sinal 27 compreende um dispositivo de controle de faixa dinâmica 12, 13, 14 configurado para ajustar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio 42, Caracterizado pelo dispositivo de controle de faixa dinâmica 12, 13, 14 compreender um comutador de controle de faixa dinâmica 12 configurado para receber, ao menos, um valor de controle de faixa dinâmica 6, 7 dos metadados de ruído 3 e para retirar alternativamente um dos valores de controle de faixa dinâmica 6, 7 recebidos ou um valor de controle de faixa dinâmica pré-ajustado 43, em que o dispo si ti vo de controle de faixa dinâmica 12, 13, 14 compreende uma calculadora de faixa dinâmica 14 configurada para calcular um valor de faixa dinâmica 44 baseado no valor de controle de faixa dinâmica 6, 7, 43 retirado pelo comutador de controle de faixa dinâmica 12 e com base em um valor de controle de compressão 25, que é fornecido por uma interface de usuário, permitindo que o usuário controle o valor de controle de compressão 25; em que o dispositivo de controle de faixa dinâmica 12, 13, 14 compreenda um processador de faixa dinâmica 13 configurado para controlar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio 42 baseado no valor de faixa dinâmica 44 .
[0061] O dispo si ti vo de controle de faixa dinâmica 12, 13, 14 compreende um comutador de controle de faixa dinâmica 12, que é configurado ao decodificador de metadados de ruído 3 do fluxo de bits lt de tal modo que, ao menos, um valor de controle de faixa dinâmica 6, 7 possa ser fornecido.
Tipicamente, o comutador de controle de faixa dinâmica 12 é configurado de tal modo que este valor de controle de faixa dinâmica 6 para o controle de faixa dinâmica leve e outro para o valor de controle de faixa dinâmica 7 para o controle de faixa dinâmica pesada possa ser fornecido. O comutador de controle de faixa dinâmica 12 pode retirar um destes valores de controle de faixa dinâmica fornecidos 6, 7 ou um valor de controle de faixa dinâmica pré-ajustado 43, alternativamente.
O comutador de controle de faixa dinâmica 12 pode ser controlado automaticamente, por exemplo, dependendo do equipamento subsequente, usando o sinal de saída de áudio 42, ou manualmente por ação do usuário. O valor de controle da faixa dinâmica pode ser ajustado, por exemplo, para OdB.
[0062] O dispositivo de controle de faixa dinâmica 12,13, 14 pode compreender uma calculadora de faixa dinâmica 14, que é capaz de calcular um valor de faixa dinâmica 44 baseado no valor de controle de faixa dinâmica 6, 7, 43 retirado pelo comutador de controle de faixa dinâmica 12 e com base em um valor de controle de compressão 25, que é fornecido por uma interface de usuário, permitindo que um usuário controle o valor de controle de compressão 25. A calculadora de faixa dinâmica 14 pode, em especial, ser um multiplicador 14.
[0063] Além disto, um processador de faixa dinâmica 13 é previsto, o que é capaz de controlar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio 42 com base no valor de faixa dinâmica 44. Com estas características, a reprodução do fluxo de bi ts 1 pode ser adaptada ao ambiente de escuta e/ou ao gosto do ouvinte.
[0064] A Figura 2 ilustra a operação de uma aplicação preferida da invenção, conforme contido em um decodificador de áudio melhorado 41. O fluxo de bits de entrada de áudio 1 consiste em dados essenciais de áudio 2 e metadados de ruído opcionais 3 contendo os supracitados valores de metadados padrão para o nível de referência do programa 4, os ganhos de redução 5, valores de DRC leves 6 e valores de DRC pesados 7. Os metadados 3 podem também incluir parâmetros limitadores artísticos 32 e valores de pico verdadeiros 36, que são usados em uma aplicação opcional.
[0065) Em contraste com a operação anteriormente descrita na Figura 1, o valor de ruído 3 7, retirado pelo decodificador de ruído de referêhcia 10, é comparado ao valor de controle de volume 20 do controle de volume, que o multiplicador 15 usa para ajustar o sinal de saída de áudio 42 do dispositivo decodificador 41 para o nível de escuta desejado. O sinal de saída de áudio 41 supracitado é então adicionado ao sinal de áudio suplementar de ruído ajustado 24 do sistema de mixagem de áudio 23, para formar um sinal de áudio mixado 29 enviado para funções de pós-processamento de áudio posteriores no dispositivo ou diretamente para o conversor digital para analógico ( DAC) e, a partir deste, para os alto-falantes, ou para um dispositivo de saída digital, tal como ocorreria, comumente, quando o dispositivo estiver conectado a outro equipamento através de portas HDMI, MHL, S/PDIF, AES , TosLink, AirPlay ou outros padrões de interface digital com ou sem fio.
[0066) Substancialmente t o sinal de saída de áudio 42 nesta invenção não é tipicamente operado em valores de larga escala. O OdB FS do sinal de saída de áudio 42, agora corresponde ao nível máximo de pressão sonoro possível com o dispositivo decodificador 41 e, talvez, dependendo dos fones de ouvido, caixa de som ou outros transdutores, talvez para a faixa de 110-120dB SPL, com fones de ouvido comuns.
[0067) Caso não haja um valor 4 presente em um dado fluxo de bits 1, o valor de ruído 37 é ajustado ao nível -7dB FS. Estudos empíricos de música contemporânea (tal como em [ 5] ) mostram que este é o limite superior de ruído para conteúdo de música pretendido para reprodução em larga escala. Isto fornece um incentivo moderado a criadores e distribuidoras de música para prepararem versões de seu conteúdo sem limitação, compressão ou saturação pesadas para distribuição em dispositivos ou distribuição em ecossistemas que utilizem esta invenção, ou seu conteúdo será distribuído com metadados de ruído 3, que permitirá que seu conteúdo seja reproduzido tão alto ou mais alto do que urna versão "quebrada" do conteúdo.
[0068) Conforme está no decodificador de técnica anterior da Figura 1, o comutador de faixa dinâmica 12, mais urna vez, permite a seleção de não modificação de faixa dinâmica, ou a aplicação do valor do controle de faixa dinâmica leve 6 ou o valor do controle de faixa dinâmica pesada 7. Por exemplo, em urn telefone móvel, o valor de controle de faixa dinâmica 6 pode ser aplicado quando o telefone estiver conectado a um sistema de áudio externo por HDMI e o valor de controle de faixa dinâmica 7, pode ser aplicado quando a entrada para fones de ouvido for usada.
Estes valores de controle de faixa dinâmica ( ou valor de controle de faixa dinâmica pré-ajustado estático 43, que pode ser ajustado a zero, se não houver de controle de faixa dinâmica aplicada), são alimentados ao multiplicador 14, com escalas de valores de controle de faixa dinâmica, em conformidade com o novo valor de controle de compressão do usuário 25, que varia na faixa de o a 1. O valor de controle de compressão 25 permite os de controle de faixa dinâmica 6, 7, 43 a subirem de tal modo que uma quantia variável de compressão de faixa dinâmica pode ser aplicada ao sinal de saída de áudio 42, independentemente do nível de escuta. O valor do de controle de faixa dinâmica 25 pode ser obtido de um elemento de controle de interface do usuário no dispositivo decodificador 41, de pré-ajustes correspondendo a modos do dispositivo 41 ou sua localização ou configuração, de estimativas de barulho de ambiente obtidas pelo dispo si ti vo decodificador, de funções obtidas empiricamente de configurações de volume geral ou nível de saída, ou outros meios. A saída 4 4 do multiplicador 14 contendo valores de controle de faixa dinâmica aumentados é, então, aplicada ao multiplicador 13 de maneira habitual, com o multiplicador 13 modificando o ruído do sinal de áudio 8 do dispositivo decodificador 9, para mais modificações do multiplicador 15.
O sinal de áudio processado 35, retirado pelo multiplicador (ou em outras aplicações retiradas pelo multiplicador 13) é conectado ao dispositivo limitador 30 de uma aplicação opcional explicada abaixo, ou diretamente usado como sinal de saída de áudio 42.
[0069] Especialistas na técnica compreenderão que poderá ser necessário para um equilíbrio ou aumento do valor de controle de volume 20, um sistema de mixagem de áudio 23 ou um subtractor 28, para que o volume do sinal de áudio mixado 29 se localize no ruído, com o sinal de áudio suplementar de ruído ajustado 24.
[0070] Em abordagens anteriores, para corresponder o
I ruído de conteúdo de vários gêneros, tais como em [ 5] , um limitador foi empregado na cadeia de sinal seguindo o decodificador de núcleo de áudio e aplicação de metadados de faixa dinâmica para limitar os picos de sinal e, assim, aumentar o nível médio do sinal sem saturação. Um limitador deverá operar de maneira que limite os picos de sinal de maneira "softn ao variar o ganho de sinal enquanto a forma de onda do sinal se aproxima ou excede um valor limiar, enquanto se opõe ao limitador ou saturador "hard", que simplesmente aplique uma saturação matemática a um nível limiar, para evitar introduzir artefatos audíveis no sinal. Os limitadores soft são computacionalmente caros, consumindo de 10 a 30% da carga de trabalho, potencialmente, incorridos pelo dispositivo decodificador.
[0071] Em contraste, a presente invenção não exige um limitador para controlar o pico para uma faixa normal de sinal de saída de áudio 42t com o objetivo de correspondência de ruido, mas pode incluir um dispositivo limitador opcional com objetivo de proteção contra saturação, para limitação evitar danos à audição, e para limitação de efeito artístico ou aumento de compressão. Um dispositivo decodificador especial 41 pode ser equipado com o dispositivo limitador 30 para qualquer ou todos estes objetivos, com custos de aplicação variados, ou o dispositivo descodificador 30 pode ser omitido, simplesmente. Cada um destes casos é explicado abaixo.
[0072] Ao considerar o caso de proteção contra saturação, dois subcasos de sinais devem ser considerados: Alguns fluxos de dados l podem não contar metadados 3, como conteúdo de músicas de legado já apresentados no dispositivo do usuário, que não foi analisado para ruído ou faixa dinâmica. Neste subcaso, o multiplicador 13 não está ativo e o multiplicador 15 fornece um ganho máximo de unidade na configuração de controle de volume máximo. Assim, o único potencial para saturação é a possibilidade de sobreindicação induzida de compressão na forma de onda do sinal. A quantidade de potencial sobreindicação possível com sinais normais pode ser empiricamente determinada por um codec de compressão em um intervalo de confiança, enquanto uma função de bits por segundo, por canal ou faixa de compressão métrica similar. Uma típica função de previsão de saturação determinada empiricamente 56 para fluxo de bits AAC LC estéreo é mostrado na Figura 3. Deve ser entendido por especialistas na técnica, que estes outros métodos empíricos, analíticos ou interativos, podem ser usados para determinar ou prever a quantidade de saturação que estaria presente.
[ 007 3] De acordo com a aplicação preferida da invenção nas Figuras 4 e 5, o processador de sinal 27 compreende um dispositivo limitador 30 configurado para limitar uma amplitude do sinal de saída de áudio 42, caracterizado pelo dispositivo limitador 30 compreender um componente limitador 62, tendo um limitador 51 e um componente de controle 63 configurado para controlar o componente limitador 62, em que um sinal de áudio processado 35, que é fornecido do sinal de áudio 8, ao ser processado, ao menos, pelo dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28, é inserido no componente limitador 62, e em que o sinal de saída do áudio 42 é retirado do componente limitador 62.
[0074] O dispositivo limitador 30 fornece limitação com o objetivo de prevenção contra saturação de sobreindicação da decodificação, limitação de volume para prevenção de perda de escuta ou preferência do usuário, e compressão artística, para permitir a geração reversível de conteúdo com limitação de pico, quando necessário, devido ao ambiente de escuta ou gosto do usuário.
[0075] O dispositivo limitador 51 é controlado por sinais internos ou fornecido com metadados nível de pico ou artístico, que fornece limitação com objetivo de prevenção de sobreindicação do decodificador, limitação de volume para prevenção de perda de escuta ou preferência do usuário, e compressão artística, para permitir a geração reversível de conteúdo com limitação de pico, quando necessário, devido ao ambiente de escuta ou gosto do usuário.
[0076] O limitador 51 é idealmente um limitador eficiente, de não saturação, preventivo tal como é comumente usado para masterização digital de áudio e, conhecido por especialistas na técnica. Por exemplo, pode ser uma aplicação tal qual descrita em [8]. Alternativamente, se a proteção contra saturação não for uma característica desejada, e a limitação de volume for um saturador hard com ajuste limiar pela saída 58, ele pode ser substituído e o buffer compensador 53 é removido ou encurtado.
(0077] De acordo com a aplicação preferida da invenção na Figura 4 o componente de controle 63 é configurado para controlar o componente limitador 62 dependendo de uma faixa de bits do fluxo de bits 1. A probabilidade da saturação da sobreindicação do decodificador aumenta quando a taxa de bits for abaixada. Portanto, a prevenção da saturação da sobreindicação do decodificador é aumentada quando o componente limitador 62 é controlado, dependendo da taxa de bits do fluxo de bits 1.
(0078] Em uma aplicação preferida desta característica opcional, o valor da taxa de bits 34 do fluxo de bits 1, sendo decodificado pelo dispositivo decodificador de áudio 9 é inserido em um dispositivo de previsão de saturação 54, que compreende uma função de previsão contra saturação 56 aplicada em confirmações lógicas ou portas, por urna tabela de pesquisa, ou por outras técnicas de aplicação de função de, ao menos, uma variável como será sabido por especialistas na técnica. A saída da função 56 é alimentada através da função 59 mínima, similarmente aplicada, que seleciona a menor de suas duas saídas para o comparador 55.
Nós consideramos aqui que a característica limitadora de volume, descrita abaixo, não está ativa e o comutador 58 retira um valor correspondente a OdB FS (larga escala), assim que a função mínima 59 seja sempre controlada pela saída da função de previsão contra saturação 56. Desta maneira, o comparador 55 compara a saída da função de proteção contra saturação 56 para o nível de pico máximo possível do sinal de áudio processado 35, para determinar se é necessário envolver o limitador 51 através do comutador do limitador 52, para proteção contra saturação no sinal de saída de áudio 42.
[0079] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle é configurado para controlar o componente limitador 62, dependendo da eficácia da compressão do dispositivo decodificador de áudio 9. A eficácia da compressão de um dispositivo codificador de áudio produzindo o fluxo de bits e ao mesmo tempo do dispositivo decodificador de áudio 9 decodificando o fluxo de bits 1, descreve o quanto a quantidade de dados é reduzida ao codificar os dados de áudio originais, para produzir o fluxo de bits 1. Quanto maior a quantidade de dados reduzida, a probabilidade de saturação de sobreindicação do decodificador aumenta. Portanto, a prevenção contra saturação da sobreindicação do decodificador é aumentada quando o componente limitador 62 é controlado, dependendo da eficiência do dispositivo decodificador de áudio 9.
[0080] Em uma aplicação preferida desta característica opcional, a eficácia da compressão do dispositivo decodificador de áudio 9 é inserida em um dispositivo de previsão de saturação 54, que compreende uma função de previsão contra saturação 56 aplicada em confirmações lógicas ou portas, por uma tabela de pesquisa, ou por outras técnicas de aplicação de função de, ao menos, uma variável como será sabido por especialistas na técnica. A saída da função 56 é alimentada através da função 59 mínima,
similarmente aplicada, que seleciona a menor de suas duas saídas para o comparador 55. Nós consideramos aqui que a característica limitadora de volume, descrita abaixo, não está ativa e o comutador 58 retira um valor correspondente a O dB FS ( larga escala) , assim que a função mínima 59 seja sempre controlada pela saída da função de previsão contra saturação 56. Desta maneira, o comparador 55 compara a saída da função de proteção contra saturação 56 para o nível de pico máximo possível do sinal de áudio processado 35, para determinar se é necessário envolver o limitador 51 através do comutador do limitador 52, para proteção contra saturação no sinal de saída de áudio 42.
[0081] Em casos em que o nível máximo do sinal de saída do decodificador de núcleo processado 35 é menor do que o nível previsto pela função de previsão contra saturação 56, não há a possibilidade de saturação devido à sobreindicação do decodificador (dentro do intervalo de confiança ou ligação de falha da função 54) e o comutador 52 seleciona a saída para o buff er de compensação 53. O supracitado buff er é meramente um atraso para corresponder ao processamento de atraso do limitador 51, e introduzirá somente uma carga de trabalho computacional insignificante, em comparação à carga de trabalho significante do limitador 51.
[0082] De acordo com uma aplicação preferida da invenção, o componente de controle 63 é configurado para controlar o componente limitador 62, dependendo do valor de ganho 33 do dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28. O nível de pico máximo possível do sinal de saída de áudio 42 é determinado neste subcaso pelo valor de ganho 33 do dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28. Se o valor supracitado for OdB, o dispositivo decodificador 41 está operando em seus limites de larga escala, conforme comandado pela configuração máxima do valor de controle de volume 20.
Enquanto o supracitado valor de volume 20 é reduzido, o dispositivo decodificador 41 operará de tal modo que os valores do fluxo de bits de larga escala alcançarão somente o nível máximo pelo valor de ganho 33 do dispositivo de controle de ganho 10, 15, 28.
[0083] Neste subcaso, em que não há metadados 3 presentes, o comutador 60 retira um valor OdBFS como se fosse o máximo possível nas entradas de dados de áudio 2 do fluxo de bits.
[0084] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle 63 é configurado para controlar o componente limitador 62, dependendo de um valor de pico verdadeiro 36 transmitido nos metadados de ruído 3 do fluxo de bits 1, e indicando um nível de pico máximo de uma fonte de áudio convertida para fluxo de bits 1 por um codificador externo. O uso deste valor de pico verdadeiro 36 permite a computação de um valor mais preciso para o nível de pico máximo possível do sinal de saída de áudio 42.
[0085] Neste caso, em que os fluxos de dados contêm metadados de ruído 3, os metadados 3 podem ser especificados para também incluir a medição de pico verdadeiro especificada pelo padrão BS.1770-3 do ITU. Neste subcaso, o comutador 60 seleciona o valor de pico verdadeiro 36 contido nos metadados de ruído 3, em vez da constante OdB FS. O total do ajuste de ganho 33 e o valor de pico verdadeiro 36, indicando a amplitude máxima de pico de entrada do sinal 35 para o limitador 30, é computado pelo adicionador 61 e é, então, comparado à saída da função de saturação 56 pelo comparador
55. O uso deste valor de metadados de pico verdadeiro 36 permite, meramente, a computação de um valor mais preciso para o nível de pico máximo possível do sinal de saída de áudio 41.
[0086] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle 63 é configurado para controlar o componente limitador 62, dependendo do valor de limite de volume 57, ajustado pelo usuário ou pelo fabricante para evitar danos à audição. Com estas características, os danos à audição podem ser evitados eficientemente.
[0087] No caso de limitação para evitar danos à audição, o usuário ou fabricante do dispositivo deverá ajustar o nível de pico máximo 57 para o qual a saída deverá ser limitada usando um sinal de limite de volume. Quando o comutador 58 é acionado para ativar esta característica limitadora de volume, a função mínima 59 seleciona o mais baixo dos níveis de saída necessários para envolver o limitador 51 ou para limitar a saída, devido à prevenção contra saturação ou para lirni tação de volume. A saída do comutador 58 é também inserida no limitador 51 para ajustar seu limiar no nível adequado.
[0088] De acordo com a aplicação preferida da invenção, ilustrada na Figura 5, o componente de controle 63 é configurado para controlar o componente limitador 62, dependendo de parâmetros de limitação artística 32, transmitida nos metadados de ruído 3 do fluxo de bits 1 e indicando os valores limiares de limitação artística 74ª, os valores de tempo de ataque de limitação artística 7 4b e/ou valores de liberação de tempo de limitação artística 7 4c.
Estas características permitem que a operação do dispositivo limitador 30 a estar sob o controle criativo do artista ou criador do conteúdo. Os valores de controle de faixa dinâmica 6, 7 contidos nos metadados de ruído 3, discutidos previamente, permitem que a faixa dinâmica geral do conteúdo seja adaptada ao ambiente de escuta através do uso dos ganhos de compressão que agem com as constantes típicas de tempo de lOOms a 3 segundos. Em ambientes de escuta desafiadora, a compressão do sinal de áudio com estas constantes de tempo podem não produzir um sinal com ruído suficiente para inteligibilidade ou satisfação sem níveis de pico desagradáveis. Também há a possibilidade de que os criadores de músicas, que têm, tradicionalmente, produzido somente um mix "quebrado" altamente comprimido, possam desejar usar a flexibilidade desta invenção para produzir um mix "quebrado" e um mix "inteiro", com menos limitação e compressão, para que os consumidores possam ouvir a versão "inteira" em ambientes silenciosos ou quando desejarem. Para atender a ambas as questões, o limitador 30 pode ser reconfigurado para operar em um modo de Limitação Artística, conforme ilustrado na Figura. 5.
[0089] Neste modo, os metadados de ruído 3 incluem os parâmetros de limitação artística 32, ilustrados na nota elétrica do barramento na Figura 5, que são enviadas para cada quadro de áudio do conteúdo. Contidos em 32 estão os valores de tempo de ataque do limitador, o tempo de liberação e de limiar para os modos leve e pesado selecionados pelo comutador 12 e selecionados por um comutador combinado correspondente 73 para retirar o barramento 74. O barramento 74 contém o valor limiar de limitação artística selecionado 74a, que é adicionado ao ajuste de ganho do decodificador 33 pelo adicionador 71, e os tempos desejados de ataque e liberação 7 4b e 7 4c, que são fornecidos diretamente para o limitador 51. A função mínima 7 2 é usada para selecionar o Limite de Volume 57 (OdB FS, se não foi usado nenhum limite de volume) ou a saída do adicionador 71. Desta maneira, normalmente, o limitador 51 opera a um limiar controlado pelo valor 74a até que o controle de volume 20 seja aumentado a um ponto em que o limite de volume seja atingido e limite o nível máximo do limiar do limitador. Neste modo, o limitador 51 opera continuamente e o comutador 52 está sempre na posição de exibição. O uso artístico destes parâmetros pode ser alcançado ao monitorar a saída de um dispositivo, plug-in de software de áudio, ou outro aparelho que contenha uma cópia da invenção, durante a mixagem, masterização ou outras operações ou distribuições criativas.
[0090] De acordo com a aplicação preferida da invenção, não há possibilidade de aplicar a máscara outra vez após o dispositivo limitador 30 aumentar artificialmente seu ruído, pois isso removeria o leve incentivo mencionado acima.
[0091] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o componente de controle 63 é configurado para controlar o componente limitador 62 contínua ou repetidamente. Estas características permitem controle variável do componente limitador 62 ao longo do tempo.
[0092] De acordo com a aplicação preferida da invenção, o dispositivo limitador 30 é configurado para desviar o limitador 51 através de um dispositivo de desvio 53, tendo uma função de transferência, que é, a respeito de ganho e atraso, similar à função de transferência do limitador 51. Com estas características, a carga de trabalho do processador de sinal 27 pode ser reduzida significativamente.
[0093] Especialistas na técnica compreenderão que este processo pode ser aplicado em software como serial de instruções de computador ou em componentes de hardware. As operações descritas aqui são tipicamente realizadas como instruções de software por uma CPU de computador ou Processador de Sinal Digital, e os registros e operações ilustrados nas figuras podem ser aplicados por instruções de computador correspondentes. Entretanto, isto não exclui a aplicação em um design de hardware equivalente, usando componentes de hardware. Também, será compreendido por especialistas na técnica que os valores 4, 6, 7, 2 O, 33, 3 6, 57, 74a, e outros, serão tipicamente expressos em um domínio de escala logarítmica, conforme a norma prática e especificada nos padrões referenciados. Ademais, a operação da invenção é exibida aqui de maneira sequencial e elementar.
Será compreendido por especialistas na técnica, que as operações podem ser combinadas, transformadas, ou pré- computadas para aperfeiçoar a eficácia, quando aplicadas em uma plataforma de software ou hardware particular. Também, será compreendido por especialistas na técnica que estas operações podem ser realizadas em dados de domínio de tempo ou serem realizadas em uma ou mais bandas de frequência no domínio de frequência.
[0094) Na construção do dispositivo decodificador melhorado 41, os especialistas na técnica reconhecerão que será necessário o uso de representações numéricas, medidas registradas, ou outros meios ordinários para evitar saturação, saturação ou transbordamento no caminho do sinal para o decodificador de áudio 9 através dos multiplicadores 13 e 15, e o dispositivo limitador opcional 30 para o sinal de saída do áudio 42, assim como em qualquer lugar na invenção.
[0095) Deverá ser também compreendido que, embora, a invenção ofereça o mérito específico de controlar saturação produzida por sobreindicações do decodificador em codecs de dados de áudio comprimidos com perdas, como AAC, MP3 ou Dolby Digital, que pode também ser usada em sistemas de áudio com codecs de áudio sem perdas ou com sinais de áudio que não são comprimidos com codecs de áudio.
A INVENÇAO POD~ FORNECER:
1. Um sistema de normalização para ruído de áudio, que fornece uma saída para os quais os valores de larga escala são pretendidos a corresponder ao pico máximo da voltagem de saída ou nível de pressão sonora de um dispositivo incorporado, com o supracitado nível de ruído de saída ou energia normal controlada direta ou indiretamente pelo controle de volume do usuário do supracitado dispositivo, tal que ambos os conteúdos com metadados de ruído de áudio, e conteúdo sem metadados de ruído de áudio, mas normalizado aos seus valores de larga escala, são reproduzidos a aproximadamente o mesmo nível de ruído de áudio.
2. Urn sistema em que a energia normal de longo prazo ou ruído perceptível do conteúdo sem os metadados de áudio é estimado por um valor fixo determinado por análise empírica ou estatística do conteúdo.
3. Um sistema, cuja estimativa está propensa a reproduzir um conteúdo típico sem metadados a um ruído levemente mais baixo do que o mesmo conteúdo com metadados preparados adequadamente, assim, fornecendo um incentivo ao uso dos supracitados metadados.
4. Um sistema para decodificação de dados de áudio comprimidos contendo um limitador com pico de saída, no qual a necessidade de limitação do pico com objetivo de evitar a saturação nas sobreindicações do decodificador é determinada pelo nível alvo do decodificador de áudio comprimido e uma função computada da eficiência ou da taxa de bits da compressão do codec de áudio.
5. Um sistema para decodificação de dados de áudio comprimidos contendo urn limitador com pico de saída, no qual a necessidade de limitação do pico com objetivo de evitar a saturação nas sobreindicações do decodificador é determinada pelo nível alvo do decodificador de áudio comprimido e uma função computada da eficiência ou da taxa de bits da compressão do codec de áudio e um valor de metadados indicando o nível de pico máximo do programa de áudio transmitido no fluxo de bits comprimido.
6. Um sistema para decodificação de dados de áudio comprimidos contendo um limitador de pico de saída, no qual é necessidade de limitação do pico com objetivo de limitar o pico máximo de saída do áudio de um dispo si tivo pelo nível alvo do decodificador comprimido.
7. Um sistema para decodificação de dados de áudio comprimidos ou processamento de áudio contendo um limitador de pico de saída, no qual é necessidade de limitação do pico com objetivo de limitar o pico máximo de saída do áudio de um dispositivo é determinado pelo valor de um ganho gradual aplicado ao sinal de áudio.
8. Um sistema para decodificação de dados de áudio comprimidos ou processamento de áudio contendo um limitador de pico de saída, no qual é necessidade de limitação do pico com objetivo de limitar o pico máximo de saída do áudio de um dispositivo é determinado pelo valor de um ganho gradual aplicado ao sinal de áudio e ao valor de metadados, indicando o nível de pico máximo do programa de áudio transmitido no fluxo de bits comprimido.
9. Um sistema em que o limitador é substituído por uma função com ganho e atraso similar quando a limitação não é exigida.
10. sistema para decodificação de dados de áudio comprimidos ou processamento de áudio contendo um limitador de pico de saída, no qual o limiar do limitador de pico é controlado por um valor de metadados transmitido no fluxo de bits comprimido periodicamente.
11. Um método correspondente ou armazenamento não transitório para normalização para ruído de áudio, que fornece uma saída para os quais o valor de é pretendido a corresponder ao pico máximo da voltagem de saída ou nível de pressão sonora de um dispositivo incorporado, com o supracitado nível de ruído de saída ou energia normal controlada direta ou indiretamente pelo controle de volume do usuário do supracitado dispositivo, tal que ambos os conteúdos com metadados de ruído de áudio, e conteúdo sem metadados de ruído de áudio, mas normalizados aos seus valores de larga escala, são reproduzidos a aproximadamente o mesmo nível de ruído de áudio.
(0096] Embora alguns aspectos tenham sido descritos no contexto de um aparelho, está claro que estes aspectos também representam a descrição de um método correspondente, em que um bloco ou dispo si ti vo correspondem a uma etapa do método ou uma característica de uma etapa do método.
Analogamente, os aspectos descritos no contexto de uma etapa do método também representam uma descrição de um bloco ou item ou característica correspondentes de um aparelho correspondente. Algumas ou todas as etapas do método podem ser executadas por (ou usando) um aparelho de hardware como, por exemplo, um microprocessador, um computador programável ou circuito eletrônico. Em algumas aplicações, alguma ou a etapa mais importante do método pode ser executada por um aparelho.
[0097] Dependendo de certas exigências de aplicação, as aplicações de intervenção podem ser aplicadas em hardware ou em software. A aplicação pode ser realizada usando uma mídia de armazenamento não transitório, como uma mídia de armazenamento digital, por exemplo, um disquete, um DVD, um Blu-Ray, um CD, um ROM, um PROM e EPROM, um EEPROM ou uma memória FLASH, tendo sinais de controle legíveis eletronicamente armazenados nestes, que cooperam (ou são capazes de cooperar) com um sistema de computador programável, tal que o método respectivo seja realizado.
Portanto, a mídia de armazenamento digital pode ser legível por computador.
[0098] Algumas aplicações, de acordo com a invenção, compreendem um suporte de dados com sinais de controle legíveis eletronicamente, que são capazes de cooperar com um sistema de computador programável, tal que um dos métodos descritos neste documento é realizado.
[0099] Geralmente, as aplicações da presente invenção podem ser aplicadas com um produto de programa de computador com um código de programação, o código de programação é prático para realizar um dos métodos, quando o produto do programa de computador for executado em um computador. O código de programação pode, por exemplo, ser armazenado em uma máquina com suporte legível.
[ 0100] Outras aplicações compreendem o programa de computador para a realização de um dos métodos descritos neste documento, armazenado em uma máquina com suporte legível.
[0101] Em outras palavras, uma aplicação deste método inventivo é, portanto, um programa de computador tendo um código de programação para realização de um dos métodos descri tos neste documento, quando o programa de computador for executado em um computador.
[ 0102] Outra aplicação do método inventivo é, portanto, um suporte de dados (ou uma mídia de armazenamento digital, ou um médio legível em computador) compreendendo, registrando neste, o programa de computador para realização de um dos métodos descritos neste documento. O suporte de dados, o armazenamento digital médio ou uma mídia de registro são tipicamente tangíveis e/ou não transitórias.
[0103] Outra aplicação do método de invenção é, portanto, uma corrente de dados ou sequência de sinais representando um programa de computador para realização de um dos métodos descritos neste documento. A corrente de dados ou sequência de sinais podem, por exemplo, ser configuradas para serem transferidas através de conexão de comunicação de dados, por exemplo, através da internet.
[0104] Outra aplicação compreende meios de processamento, por exemplo, computador ou um dispositivo lógico programável, configurado para, ou adaptado para, realizar um dos métodos descritos neste documento.
[0105] Outra aplicação compreende um computador ter o programa de computador instalado para a realização de um dos métodos descritos neste documento.
[0106] Outra aplicação, de acordo com a invenção, compreende um aparelho ou um sistema configurado para transferir (por exemplo, eletronicamente ou oticamente) um programa de computador para a realização de um dos métodos descritos neste documento. Um receptor pode, por exemplo, ser um computador, um dispositivo móvel, um dispositivo de memória ou similares. O aparelho ou sistema pode, por exemplo, comprimir um servidor de arquivo para transferir o programa de computador para o receptor.
[0107] Em algumas aplicações, um dispositivo lógico programável (por exemplo, uma matriz de portas de campo programável) pode ser usado para realizar algumas ou todas as funcionalidades dos métodos descritos neste documento. Em algumas aplicações, uma matriz de portas de campo programável pode cooperar com um microprocessador para realizar um dos métodos rescritos neste documento. Geralmente, os métodos são preferencialmente realizados por qualquer aparelho de hardware.
[0108] As aplicações descri tas acima são meramente ilustrativas para os princípios da presente invenção. É compreendido que as modificações e variações dos arranjos e detalhes descri tos neste documento serão aparentes para os especialistas na técnica. É a intenção, portanto, ser limitado somente pelo impedimento do escopo das reivindicações de patente e hão pelos detalhes específicos apresentados da maneira descri ta e explicada das aplicações neste documento.
1 fluxo de bits
2 dados de áudio
3 metadados de ruído
4 valor de ruido de referência
5 valor de ganho de redução
6 valor de controle de faixa dinâmica leve
7 valor de controle de faixa dinâmica pesada
8 sinal de áudio
9 dispositivo decodificador de áudio
10 decodificador de ruído de referência
11 decodificador de ganho de redução
12 comutador de controle de faixa dinâmica
13 processador de faixa dinâmica
14 calculadora de faixa dinâmica
15 processador de ruído
16 calculadora de ganho
17 provedor de nível alvo estático
18 sinal de saida de áudio
19 sinal de áudio mixado
20 valor de controle de volume
21 dispositivo decodificador
22 sinal de áudio suplementar
23 misturador de sinal de áudio
24 sinal de áudio suplementar de ruído ajustado
25 valor de controle de compressão
26 processador de sinal
27 processador de sinal
28 calculadora de ganho
29 sinal de áudio mixado
30 dispositivo limitador
31 valor de ruído
32 parâmetros de limitação artística
33 valor de ganho
34 valor de taxa de bits
35 sinal de áudio processado
36 valor de pico verdadeiro
37 valor de ruído
41 dispositivo decodificador
42 sinal de saída de áudio
43 valor de controle de faixa dinâmica pré-
ajustado
44 valor de faixa dinâmica
51 limitador
52 comutador limitador
53 dispositivo de desvio
54 dispositivo de previsão de saturação
55 comparador
56 função de previsão de saturação
57 valor de limite de volume
58 comutador de limite de volume
59 buscador de mínimo
60 comutador de valor de pico verdadeiro
61 combinador
62 componente limitador 63 componente controlador 71 combinador 72 buscador de mínimo 73 comutador de faixa dinâmica 74 comutador de controle de faixa dinâmica de dados de saída 70a valor limiar de limitação artística 70b valor de tempo de ataque de limitação artística 70c valor de tempo de liberação de limitação artística REFERÊNCIAS: [ 1] International Organization for Standardization and International Elec-trotechnical Commission, ISO/IEC 14496-3 Information technology - Coding of audio-visual objects - Part 3: Audio, www.iso.org.
[2] European Telecommunications Standards Institute, ETSI TS 101 154: Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for the use of Video and Audio Coding in Broadcasting Applications based on the MPEG-2 transport stream, www.etsi.org,
[3] Advanced Television Systems Committee, Inc., Audio Compression Standard A/52, www.atsc.org.
[4] International Telecommunications Union, Recommendation ITU-R BS .1770-3: Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level, www.itu.int.
[ 5] Martin Wolters, Harald Mundt, and
Jeffrey Ried.miller, "Loudness Normalization In The Age Of Portable Media Players", paper 8044, Audio Engineering Society 128th Convention, www.aes.org
[6] Florian Camerer, et al, "Loudness Normalization: The Future of File-Based Playback," Music Loudness Alliance, www.music-loudness.com.
[7] Dolby Laboratories, Inc., Dolby Digital Professional Encoding Guide-lines, www.dolby.com.
[8] Perttu Hamalainen, "Smoothing Of The Control Signal Without Clipped Output In Digital Peak Limiters", Proc. of the 5th International Conference on Digital Audio Effects, Hamburg, Germany, September 26-28,
2002.
Claims (16)
1. Um dispositivo decodificador para decodificar fluxo de bits (1) para produzir, a partir deste, um sinal de saída de áudio (42), o fluxo de bits (1) compreende dados de áudio (2) e, opcionalmente, metadados de ruído (3), contendo um valor de ruído de referência (4), o dispositivo decodificador (41) compreende: um dispositivo decodificador de áudio (9) configurado para reconstruir um sinal de áudio (8) de dados de áudio (2); e um processador de sinal (27) configurado para produzir o sinal de saída do áudio (42) com base no sinal de áudio (8); caracterizado pelo fato do processador de sinal ( 27) compreender um dispo si ti vo de controle de ganho ( 1, 15, 28) configurado para ajustar um nível de ruído do sinal de saída de áudio (42); em que o fato do dispo si ti vo de controle de ganho (10, 15, 8) compreende um decodificador de ruído de referência (10) configurado para criar valor de ruído (37), em que o valor de ruído (37) seja o valor de ruído de referência ( 4) no caso do valor do ruído de referência ( 4) estar presente do fluxo de bits (1); em que o fato do dispo si ti vo de controle de ganho (10, 15, 28) compreende uma calculadora de ganho (28) configurada para calcular o valor do ganho ( 33) com base no valor de ruído (37) e baseado no valor de controle de volume (20), que é fornecido pela interface de usuário, permitindo que o usuário controle o valor de controle do volume (20); em que o fato do dispositivo de controle de ganho ( 10, 15, 28) compreende um processador de ruído ( 15) configurado para controlar o nível de ruído do sinal de saída de áudio (42) com base no valor de ganho (33).
2. O dispositivo decodificador, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do valor de ruído (33) ser um valor de ruído pré-ajustado, no caso de o valor de ruído de referência (4) não estar presente no fluxo de bits (1).
3. O dispositivo descodificador, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do valor de ruído pré-ajustado estar ajustado a um valor entre - 4dB e -lOdB, em especial, entre -6dB e -8dB, sendo referente a uma amplitude de larga escala.
4. O dispositivo descodificador, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do processador de sinal (27) compreender um dispositivo de controle de faixa dinâmica (12, 13, 14) configurado para ajustar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio (42), em que o fato do dispositivo de controle de faixa dinâmica (12, 13, 14) compreender um comutador de controle de faixa dinâmica (12) configurado para fornecer, ao menos, um valor de faixa dinâmica ( 6, 7) dos metadados de ruído (3) e para retirar alternativamente um dos valores de controle de faixa dinâmica fornecidos (6, 7) ou um valor de controle de faixa dinâmica (43); em que o fato do dispo si tivo de controle de faixa dinâmica (12, 13, 14) compreende uma calculadora de faixa dinâmica (14) configurada para calcular um valor de faixa dinâmica ( 44) com base no valor de controle de faixa dinâmica ( 6' 7' 43) retirado pelo comutador de controle de faixa dinâmica (12) e com base em um valor de controle de compressão (25), que é fornecido por uma interface de usuário, permitindo que o usuário controle o valor de controle de compressão (25); em que o fato do dispositivo de controle de faixa dinâmica (12, 13, 14) compreende um processador de faixa dinâmica (13) configurado para controlar a faixa dinâmica do sinal de saída do áudio (42) com base no valor de faixa dinâmica (44).
5. O dispositivo descodificador, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do processador de sinal (27) compreende um dispositivo limitador (30) configurado para limitar uma amplitude de sinal de saída de áudio (42), em que o dispositivo limitador (30) compreende um componente limitador (62) tendo um limitador (51) em um componente de controle (63) configurado para controlar o componente limitador ( 62) , em que um sinal de áudio processado (35), que é fornecido pelo sinal de áudio (8) ao ser processado, ao menos, pelo dispositivo de controle de ganho (10, 15, 28), é inserido pelo componente limitador (62), e em que o sinal de saída de áudio (42) é retirado pelo componente limitador (62).
6. O disposi tiVo descodificador, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do componente de controle (63) ser configurado para controlar o componente limitador (62), dependendo da taxa de bits do fluxo de bits (1).
7. O dispositivo descodificador, de acordo com as rei vindicações 5 ou 6, caracterizado pelo fato do componente de controle (63) ser configurado para controlar o componente limitador ( 62) , dependendo da eficácia do dispositivo decodificador de áudio (9).
8. O dispo si tivo descodificador, de acordo com uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato do componente de controle (63) ser configurado para controlar o componente limitador (62), dependendo do valor de pico verdadeiro ( 3 6) transmitido nos metadados de ruído ( 3) do fluxo de bits (1) e indicar um nível de pico máximo de uma fonte de áudio convertida para o fluxo de bi ts ( 1) por um codificador externo.
9. O dispo si ti Vo descodificador, de acordo com as reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato do componente de controle (63) ser configurado para controlar o componente limitador (62), dependendo do valor de ganho (33) do dispositivo de controle de ganho (10, 15, 28).
10. O dispositivo descodificador, de acordo com as reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato do componente de controle (63) ser configurado para controlar o componente limitador (62), dependendo do valor de limite de volume (57) ajustado pelo usuário ou fabricante para evitar danos à audição.
11. O dispositivo descodificador, de acordo com uma das reivindicações 5 a 10, caracterizado pelo fato do componente de controle (63) ser configurado para controlar o componente limitador (62) dependendo dos parâmetros limitadores artísticos (32) transmitidos nos metadados de ruido (3) do fluxo de bits (1) e indicar valores limiares dos limitadores artísticos (74a), valores de tempo de ataque dos limitadores artísticos (74b) e/ou valores de tempo de liberação dos limitadores artísticos (74c).
12. O dispositivo descodificador, de acordo com uma das reivindicações 5 a 11, caracterizado pelo fato do componente de controle (63) ser configurado para controlar o componente limitador (62), continua ou repetidamente.
13. O dispo si ti vo descodificador, de acordo com uma das reivindicações 5 a 12, caracterizado pelo fato do dispositivo limitador ( 30) ser configurado para desviar do limitador ( 51) por meio de um dispositivo de desvio ( 53) tendo uma função de transferência, que é, em relação a ganho e atraso, similar à função de transferência do limitador (51).
14. Um sistema que compreende um dispositivo decodificador (41) e um codificador, caracterizado pelo fato do dispositivo decodificador (41) ser projetado de acordo com uma das reivindicações de 1 a 13.
15. Um método de decodificar fluxo de bi ts (1) para produzir, a partir deste, um sinal de saída de áudio (42), o fluxo de bits (1) compreende dados de áudio (2) e, opcionalmente, metadados de ruído (3), contendo um valor de ruído de referência (4), o método compreende as etapas:
reconstrução do sinal de áudio (8) dos dados de áudio ( 2) usando urn dispositivo decodif icador de áudio ( 9); e produção do sinal de saúda de áudio (42) corn base no sinal de áudio ( 8) usando urn processador de sinal ( 27) ; caracterizado pelo fato de urn nível de ruído do sinal de saída do áudio (42) ser ajustado usando urn dispositivo de controle de ganho (10, 15, 28) comprimido pelo processador de sinal (27); em que o fato do valor do ruído (37) é criado por urn decodificador de ruído de referência (10) comprimido pelo dispositivo de controle de ganho (10, 15, 28), em que o valor de ruído (37) seja o valor de ruído de referência (4) no caso do valor de ruído de referência (4) estar presente no fluxo de bits; em que o fato de urn valor de ganho ( 33) é calculado corn base no valor ( 3 7) e corn base no valor de controle de volume (20), que é fornecido por urna interface de usuário, permitindo que o usuário controle o valor de controle de volume (20) por uma calculadora de ganho (28) comprimida pelo dispositivo de controle de ganho ( 10, 15, 28); em que o fato do nível de ruído do sinal de saída do áudio (42) é controlado corn base no valor de ganho (33) por urn processador de ruído (15) comprimido por urn dispositivo de controle de ganho (10, 15, 28);
16. O programa de computador para realização,
quando executado em um computador ou processador,
caracterizado pelo método da reivindicação 15.
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