ES2203101T3 - Procedimiento y aparato para procesar informacion de audio utilizando bloques de alineamiento en tiempo de audio codificado en aplicaciones de video/audio para facilitar la conmutacion de audio. - Google Patents
Procedimiento y aparato para procesar informacion de audio utilizando bloques de alineamiento en tiempo de audio codificado en aplicaciones de video/audio para facilitar la conmutacion de audio.Info
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Abstract
Un método para procesar información de audio que comprende: - recibir una señal de audio de entrada que transporta dicha información de audio - recibir referencias de tramas de vídeo que indican las referencias de tiempo de una secuencia de tramas de vídeo, - generar bloques de información de audio codificada a partir de dicha información de audio en un formato de velocidad binaria reducida mediante la aplicación de un proceso de codificación de bloques a dicha señal de audio de entrada y la compresión en el tiempo de dichos bloques de información de audio codificada, y - juntar dichos bloques comprimidos en el tiempo en un tren de audio codificado que comprende una pluralidad de secuencias de dichos bloques comprimidos en el tiempo de forma que un bloque inicial de una secuencia determinada esté separado de un bloque final de una secuencia anterior por una separación que está alineada en el tiempo con una respectiva referencia de trama de vídeo.
Description
Procedimiento y aparato para procesar información
de audio utilizando bloques de alineamiento en tiempo de audio
codificado en aplicaciones de vídeo/audio para facilitar la
conmutación de audio.
La presente invención se refiere en general a
procesamiento de señales de audio en aplicaciones de vídeo/audio.
Más en concreto, la presente invención se refiere a métodos de
codificación de bloques para codificar secuencias de bloques de
información de audio separados por bandas de guarda o separaciones
de forma que las variaciones normales en los retardos en el
procesamiento de las señales no rompa el alineamiento de la
información de vídeo y de audio.
Se han desarrollado varios estándares
internacionales que definen diversos aspectos de la incorporación de
información digital de audio en tramas de información de vídeo. Por
ejemplo, el estándar SMPTE 259M publicado por la Society of Motion
Picture and Televisión Engineers (SMPTE) define una SDI (Serial
Digital Interface, interfaz digital serie) en la que pueden
incorporarse hasta cuatro canales de información digital de audio
en las señales digitales componentes y compuestas de vídeo en serie.
El estándar SMPTE 272M proporciona una definición completa de cómo
ha de incorporarse la información digital de audio en espacios de
datos auxiliares dentro de las tramas de la información de
vídeo.
La propia transmisión en serie de la información
digital de audio es el objeto de diversos estándares
internacionales. Por ejemplo, el estándar AES3 (ANSI S4.40),
publicado por la Audio Engineering Society (AES), define la
transmisión en serie de las señales digitales de audio de dos
canales representadas en un formato PCM (Pulse Code Modulation,
modulación por impulsos codificados) lineal. De acuerdo con este
estándar, las muestras PCM de dos canales se intercalan y se
transportan en pares.
Una actividad común en casi todas las
aplicaciones de radiodifusión y grabación es la edición o corte de
trenes de información con vídeo/audio incorporado y la unión de los
trenes de información cortados para formar un nuevo tren único.
Actividades similares generan un tren de información mediante la
mezcla de múltiples trenes de información o mediante la conmutación
entre varios trenes. La información de vídeo es normalmente la
referencia principal de sincronización, de forma que un punto de
edición o de corte se alinea, normalmente, con una trama de
vídeo.
Estándares tales como AES11 definen prácticas
recomendadas para sincronizar equipos digitales de audio en
operaciones en estudio. El estándar AES11 se dirige a controlar las
incertidumbres de temporización producidas por la inestabilidad de
fase o por retardos en el procesamiento y proporciona medios para
alinear la información de las tramas de vídeo con las tramas de dos
muestras de los trenes de información digital de audio AES3. Los
equipos y métodos que cumplen este estándar pueden asegurar que
señales sincronizadas tienen el mismo número de tramas en un periodo
de tiempo dado y contienen muestras que tienen una temporización
común. Desafortunadamente, no existen actualmente estándares o
prácticas que definan un alineamiento entre la información de vídeo
e intervalos mayores de información de audio. Como resultado,
equipos procedentes de diferentes fabricantes, e incluso del mismo
fabricante, tienen variaciones en la temporización y en los
retardos de procesamiento que introducen un importante nivel de
incertidumbre en el alineamiento relativo de la información de
vídeo y de audio.
Esta incertidumbre en el alineamiento tiene
pequeñas consecuencias en aplicaciones que utilizan representaciones
lineales de la información de audio, tales como las definidas en el
estándar AES3. Debido a que los puntos de edición solamente pueden
producirse entre las tramas de dos muestras de la información de
audio, cualquier incertidumbre en el alineamiento del audio y del
vídeo no dará como resultado la pérdida de información de audio.
Solamente afectará a la temporización relativa del sonido y de la
imagen que se presentan a una persona, que es improbable que se
aprecie.
Sin embargo, existe un número creciente de
aplicaciones que utilizan técnicas de codificación de reducción de
la velocidad de transmisión binaria para incorporar mayor número de
canales de audio en un tren de datos de vídeo/audio. Estas técnicas
de codificación se aplican a menudo a bloques de muestras de 128 o
más muestras de audio para generar bloques de información
codificada. Estos bloques de muestras representan, típicamente,
información de audio que abarca un intervalo de 3 a 12 ms. Cada
bloque de información codificada generada por estos procesos de
codificación representa la mínima unidad de información de la que
puede recuperarse una réplica razonablemente exacta de un segmento
de la información de audio original. Las técnicas de codificación
de bandas divididas reducen la velocidad de transmisión binaria
mediante la aplicación a las representaciones de las
sub-bandas de frecuencias de una señal de audio de
una codificación basada en la psicoacústica. Las representaciones de
las sub-bandas de frecuencias pueden generarse
mediante la aplicación de una pluralidad de filtros pasabanda o una
o más transformadas. Para facilitar la descripción, estas técnicas
de codificación de bandas divididas se describen aquí suponiendo la
aplicación de un banco de filtros para generar las señales de las
sub-bandas.
La incertidumbre en el alineamiento mencionado
anteriormente es importante en estas aplicaciones de codificación
de bloques porque un punto de edición que caiga dentro de los
límites de un bloque codificado dará como resultado el que parte de
dicho bloque sea separado del resto de la señal. La pérdida parcial
de un bloque codificado se manifestará en una pérdida en la señal
recuperada de una duración típicamente de 3 ms o mayor. Es probable
que una pérdida de este tipo sea perceptible por el sistema
auditivo humano.
Este problema puede evitarse utilizando un
proceso de post-procesamiento en el que se recupera
una representación PCM de las señales de audio originales al
aplicar un proceso de decodificación a la señal codificada, editar
la representación PCM recuperada de la forma necesaria, y generar
una nueva representación codificada mediante la aplicación de un
proceso de codificación a la información de audio PCM editada. Esta
solución no es atractiva debido a los costes adicionales y a la
degradación en la calidad del audio que se produce por los procesos
de decodificación/nueva codificación. Además, por razones que se
entenderán mejor tras la lectura de la descripción realizada a
continuación, el post-procesamiento no es atractivo
porque los procesos de decodificación/nueva codificación introducen
retardos adicionales en el tren de información de audio.
Es un objeto de la presente invención el
proporcionar medios para el procesamiento de trenes de información
de vídeo/audio incorporado que permitan actividades como edición y
conmutación evitando los problemas anteriormente mencionados.
De acuerdo con las enseñanzas de un aspecto de la
presente invención, un método recibe una señal de audio de entrada
que transporta información de audio, recibe referencias de tramas
de vídeo que indican las referencias de tiempo de una secuencia de
tramas de vídeo, genera bloques de información de audio codificada a
partir de la información de audio en un formato de velocidad de
transmisión binaria reducida mediante la aplicación de un proceso de
codificación de bloques a la señal de audio de entrada y la
comprensión en el tiempo de los bloques de información de audio
codificada, y junta los bloques comprimidos en el tiempo en un tren
de audio codificado que comprende una pluralidad de secuencias de
los bloques comprimidos en el tiempo de forma que un bloque inicial
de una secuencia determinada esté separado de un bloque final de
una secuencia anterior por una separación que está alineada en el
tiempo con una respectiva referencia de trama de vídeo.
Las diversas características de la presente
invención y sus realizaciones preferidas pueden entenderse mejor con
referencia a la siguiente descripción y a los dibujos que la
acompañan en los que idénticas referencias numéricas se refieren a
elementos idénticos en las diversas figuras. El contenido de la
siguiente descripción y los dibujos se muestran solamente como
ejemplos y no deben entenderse como limitaciones del alcance de la
presente invención.
La figura 1 es un diagrama de bloques funcionales
de una realización de un sistema de grabación y de encaminamiento de
múltiples trenes de datos de vídeo/audio.
Las figuras 2A a 2C son representaciones gráficas
de señales de audio hipotéticas que tienen diversos alineamientos
con referencias de tramas de vídeo.
La figura 3 es un diagrama de bloques funcionales
de una realización de un dispositivo para procesar señales de vídeo
con información de audio incorporada.
La figura 4 es un diagrama de bloques funcionales
de una realización de un procesador de señales de audio codificadas
de acuerdo con diversos aspectos de la presente invención.
Las figuras 5A a 5C son representaciones gráficas
de señales de audio hipotéticas procesadas de acuerdo con la
presente invención y que tienen diversos alineamientos con
referencias de tramas de vídeo.
La figura 6 es una representación esquemática
gráfica de bloques de información de audio que se solapan pesados
por funciones ventana.
La figura 1 muestra una realización de un sistema
de grabación y de encaminamiento de múltiples trenes de datos de
vídeo/audio y representa un ejemplo de un sistema que puede emplear
ventajosamente aspectos de la presente invención. Por claridad,
esta figura, así como todas las demás figuras, no muestra los
caminos de señal para transportar las señales del reloj maestro
utilizadas para sincronizar el equipo. En esta descripción se asume
que señales como las generadas en los caminos 21, 22, 23 y 24
cumplen los estándares SMPTE 259M y SMPTE 272M; sin embargo, no se
necesita ningún estándar o formato de señal concreto para llevar a
la práctica la presente invención. Por ejemplo, en una realización
alternativa del sistema, señales separadas transportando cada una
respectiva información de vídeo y de audio se generan en los
caminos 21 a 24 y el router 31 incluye circuitería para encaminar de
forma separada información de vídeo y de audio. En tal realización,
un desinsertador SDI se interpone entre el insertador SDI 12 y el
router 31. Esta realización alternativa se menciona aquí para
mostrar que no es obligatorio ningún formato de señal concreto para
llevar a la práctica la presente invención.
El vídeo 16 recibe información de vídeo por el
camino 1 e información de audio por el camino 2 y graba esta
información de vídeo/audio en una cinta magnética. Posteriormente,
el vídeo 16 lee la información de vídeo/audio grabada en la cinta
magnética y genera en el camino 21 una señal de reproducción que
transporta la información de vídeo con información de audio
incorporada. De una manera similar, el vídeo 17 graba la
información de vídeo recibida por los caminos 3 y 4,
respectivamente, y posteriormente genera en el camino 22 una señal
de reproducción que transporta la información de vídeo con
información de audio incorporada.
Los vídeos 16, 17 y 18 incluyen circuitos, tales
como un insertador SDI (Serial Digital Interface, interfaz digital
serie) para incorporar información de audio en la información de
vídeo durante la reproducción.
El insertador SDI 11 recibe información de vídeo
y de audio por los caminos 5 y 6, respectivamente, y genera en el
camino 14 una señal que transporta información digital de vídeo con
información digital de audio incorporada. El vídeo 18, que incluye
circuitos, tal como un desinsertador SDI, extrae la información de
audio de la señal de datos de vídeo/audio y graba en cinta
magnética la información de vídeo y de audio de forma separada.
Posteriormente, el vídeo 18 recupera la información de vídeo y de
audio de la cinta magnética y utiliza circuitos, tal como un
insertador SDI, para generar en el camino 23 una señal de
reproducción que transporta la información de vídeo con el audio
incorporado. Sin embargo, si el vídeo 18 es sustituido por un
grabador de datos digital no se requiere en el equipo grabador ni
insertador ni desinsertador ya que el propio tren de datos de
vídeo/audio puede ser grabado y reproducido.
El insertador SDI 12 recibe información de vídeo
y de audio por los caminos 7 y 8, y genera en el camino 24 una
señal que transporta información digital de vídeo que incorpora
información digital de audio.
El router SDI 31 recibe señales de vídeo/audio
por los caminos 21, 22, 23 y 24 y encamina o conmuta selectivamente
estas señales al camino 34 hacia el dispositivo de
grabación/reproducción 41. El número de señales recibidas por el
router SDI 31 no es importante. El dispositivo de
grabación/reproducción 41 representa un dispositivo arbitrario que
utiliza la señal que pasa por el camino 34. Por ejemplo, puede ser
un dispositivo de grabación, tal como un vídeo, o un dispositivo de
reproducción, tal como un aparato de televisión. Además, el
dispositivo de grabación/reproducción 41 puede estar situado
remotamente con respecto al insertador SDI 31, en cuyo caso el
camino 34 representa un canal de comunicaciones o de
teledifusión.
Los retardos de los circuitos en los vídeos 16,
17, 18 y en los insertadores SDI 11 y 12 pueden alterar el
alineamiento relativo de las informaciones de vídeo y de audio.
Como resultado, el alineamiento de la información de vídeo/audio en
la señal de reproducción 21, por ejemplo, puede estar desplazado con
respecto al alineamiento entre las informaciones de vídeo y de
audio recibidas por los caminos 1 y 2, respectivamente. El valor
del cambio en el alineamiento varía entre equipos de diferentes
fabricantes, puede variar entre diferentes equipos procedentes del
mismo fabricante, e incluso puede variar dentro de un equipo dado
en función, por ejemplo, del estado de inicialización de las
memorias intermedias.
Con referencia a la figura 2A, la señal 111
representa una información de audio que tiene un alineamiento
concreto con las referencias de tramas de vídeo 101 y 102. Cada una
de estas referencias de tramas de vídeo indica un punto de
referencia concreto en una respectiva trama de vídeo. Por ejemplo,
un punto de referencia común para información de vídeo en el sistema
NTSC coincide con la información de vídeo para la línea 10 de cada
trama. Un punto de referencia común para información de vídeo en el
sistema PAL coincide con la línea 1 de cada trama. Ningún
alineamiento concreto es crítico para llevar a la práctica la
presente invención.
En la figura 2B, la señal 121 representa la misma
información de audio que la transportada por la señal 111 pero
retrasada con respecto a la señal 111. Como resultado, el
alineamiento entre la señal 121 y las referencias de tramas de
vídeo está desplazado con respecto al alineamiento para la señal
111. En la figura 2C, la señal 131 representa la misma información
de audio que la transportada por la señal 111 pero adelantada con
respecto a la señal 111; por consiguiente, el alineamiento entre la
señal 131 y las referencias de las tramas de vídeo está desplazado
de una manera opuesta al desplazamiento en el alineamiento de la
señal 121.
Con referencia a la figura 1, supongamos que la
información de audio y el alineamiento representado en la figura 2A
se transporta por los caminos 1/2, 3/4, 5/6 y 7/8. Diferentes
desplazamientos en el alineamiento, como los mostrados en las
figuras 2A a 2C, existirán probablemente en las señales generadas en
los caminos 21 a 24. Supongamos además que los alineamientos
mostrados en las figuras 2A a 2C existen en las señales generadas
en los caminos 21 a 23, respectivamente. Cuando el router SDI 31
conmuta entre señales recibidas de estos tres caminos se producirá
una pequeña discontinuidad en la información de audio introducida
en la señal que pasa por el camino 34. Si la información de audio
se representa en una forma lineal, tal como PCM, esta
discontinuidad probablemente no pueda ser percibida por un oyente
humano porque la discontinuidad es solamente de unas pocas
muestras. El discernir una discontinuidad entre dos señales que
tienen diferente contenido de audio sería especialmente
difícil.
Sin embargo, como se explicó anteriormente,
existe un interés creciente en introducir mayor número de canales de
audio en un tren de datos de vídeo/audio. Cuando la capacidad de
información en este mayor número de canales de audio excede la
capacidad del espacio disponible para la información de audio, se
emplea alguna forma de compresión del ancho de banda o de la
velocidad de transmisión binaria. Un ejemplo de una compresión de
este tipo es la codificación de audio basada en principios
psicoacústicos.
Estas técnicas de codificación se aplican a
menudo a bloques de muestras de audio para generar bloques de
información codificada. Estos bloques de muestras representan,
típicamente, información de audio que cubre un intervalo de 3 a 12
ms. Cada bloque de información codificada generada por estos
procesos de codificación representa la menor unidad de información
de la que puede recuperarse una réplica razonablemente exacta de un
segmento de la información de audio original.
En la figura 2A se representa una secuencia de
bloques de información codificada 112 como un tren de impulsos. La
información transportada por estos bloques es una representación
codificada de la información de audio de la señal 111. La forma y
el tamaño de los impulsos no es importante. El tren de impulsos sólo
intenta sugerir una secuencia de bloques que transportan
información codificada correspondiente a bloques de muestras de
audio que pueden estar contiguos unos a otros o, preferiblemente,
solaparse unos con otros. En el ejemplo mostrado en la figura 2A, la
información de audio que abarca el intervalo entre referencias de
tramas de vídeo adyacentes se representa por seis bloques de
información codificada. Diversas consideraciones para mejorar la
calidad de la codificación de audio en aplicaciones de vídeo/audio
se describen en la patente WO-A 99/21187.
Cuando se utilizan técnicas de codificación de
bloques en el sistema de la figura 1, las señales que el router SDI
31 recibe de los caminos 21 a 24 contienen información de audio
codificada en bloques. Como se comentó anteriormente, pueden ocurrir
desplazamientos variables en el alineamiento entre los bloques de
información codificada y las referencias de las tramas de vídeo.
Esto se demuestra por los diferentes alineamientos entre la
referencia 101 de la trama de vídeo, por ejemplo, y los bloques
112, 122 y 132 mostrados en las figuras 2A, 2B y 2C,
respectivamente. Supongamos, como se comentó anteriormente, que los
alineamientos mostrados en las figuras 2A a 2C existen en las
señales generadas en los caminos 21 a 23, respectivamente. Cuando
el router SDI 31 conmuta en la referencia 101 de la trama de vídeo
desde la señal recibida por el camino 22, mostrada en la figura 2B,
a la señal recibida por el camino 23, mostrada en la figura 2C, una
parte importante de la información de audio en el punto de
conmutación no puede recuperarse de la señal encaminada por el
camino 23. La información de audio transportada en el bloque 123
anterior al punto de conmutación no puede recuperarse porque, por
una parte, se necesita el bloque completo para recuperar la
información de audio pero, por otra parte, se ha perdido la parte de
dicho bloque posterior al punto de conmutación. De forma similar,
la información de audio transportada por el bloque 133 posterior al
punto de conmutación no puede recuperarse porque se ha perdido la
parte del bloque 133 anterior al punto de conmutación.
Este problema no existe sólo en el tipo de
sistema mostrado en la figura 1. Por ejemplo, el problema también
se produce con ediciones de cintas magnéticas o doblado de audio
con un único vídeo.
Como se explicará más en detalle después, la
presente invención resuelve este problema formando bandas de guarda
o separaciones en el tren de audio codificado de forma que pueden
tolerarse variaciones considerables en el alineamiento del
vídeo/audio sin pérdida de información de audio.
La figura 3 muestra un procesador de señal de
vídeo/audio que puede incorporarse de diversas formas en un sistema
tal como el mostrado en la figura 1. En la realización mostrada,
una pluralidad de señales que transportan información de vídeo con
información de audio incorporada se reciben procedentes de los
caminos de señal de entrada 61-1,
61-2 y 61-3. En la figura se
muestran tres caminos de señal de entrada; sin embargo,
realizaciones de la presente invención pueden tener caminos de
señal para esencialmente cualquier número de señales de entrada. El
distribuidor de señales 62 representa una amplia gama de procesos
de distribución de señales incluyendo conmutación, mezcla, edición,
empalme y almacenamiento/recuperación. Por simplicidad, el dibujo y
la descripción en este documento asumen que el distribuidor de
señales 62 recibe una pluralidad de señales de vídeo/audio y procesa
y/o distribuye dichas señales de alguna manera para generar en el
camino 63 una señal única que transporta información de vídeo con
información de audio incorporada. El desformateador 64 recibe la
información de vídeo/audio por el camino 63, extrae la información
de audio incorporada y la pasa al camino 65. La información de vídeo
puede pasarse al camino 69. El procesador de señales de audio 66
recibe información de audio por el camino 65 y aplica un proceso de
codificación de bloques a la información de audio para generar en
el camino 67 bloques de información codificada. El formateador 68
recibe los bloques de información codificada por el camino 67 y
genera en el camino 70 una señal de salida que comprende una
pluralidad de secuencias de bloques de información codificada con
bandas de guarda o separaciones entre un bloque inicial de una
secuencia y un bloque final de una secuencia anterior. Utilizando
una señal de referencia, tal como una señal del reloj maestro, la
banda de guarda o separación se alinea en el tiempo con la
información de vídeo.
Como se mencionó anteriormente, las figuras no
muestran los caminos de señal para transportar las señales del
reloj maestro utilizadas para sincronizar el equipo. En una
realización preferida, el procesador de señales de audio 66 forma
bloques de muestras de audio que están alineadas con la señal del
reloj maestro. Este alineamiento se muestra en la figura 2A en la
que los límites entre bloques adyacentes de muestras coinciden con
las referencias de tramas de vídeo 101 y 102; no obstante, pueden
utilizarse otros alineamientos.
Con referencia a la figura 5A, la secuencia de
bloques 112-2 transporta información codificada que
representa el segmento de señal 111-2, que es una
representación hipotética comprimida en el tiempo de la parte de la
señal 111 entre las referencias de tramas de vídeo 101 y 102. De
forma similar, la secuencia de bloques 112-1
transporta información codificada que representa el segmento de
señal 111-1 y la secuencia de bloques
112-3 transporta información codificada que
representa el segmento de señal 111-3. El procesador
de señales de audio 66 y el formateador 68 generan secuencias de
bloques que transportan una representación codificada de la
información de audio en la que, por ejemplo, se ha formado una banda
de guarda o separación entre el bloque final de la secuencia
112-1 y el bloque inicial de la secuencia
112-2.
Los desplazamientos en el alineamiento mostrados
en las figuras 2A a 2C se muestran también en las figuras 5A a 5C.
En estas figuras, la información codificada de las secuencias
122-1, 122-2, 122-3,
132-1, 132-2 y 132-3
transporta información codificada que representa los segmentos de
señal 121-1, 121-2,
121-3, 131-1, 131-2
y 131-3, respectivamente. Como puede verse en las
figuras 5B y 5C, no se produce pérdida de información de audio como
consecuencia de desplazamientos en el alineamiento porque los puntos
potenciales de conmutación en las referencias de tramas de vídeo
101 y 102 caen dentro de una banda de guarda.
El procesador de señales mostrado en la figura 3
puede incorporarse, por ejemplo, en un router SDI para procesar
señales de vídeo que contienen incorporada información de audio PCM
ó AES3. Una realización que no contenga el distribuidor de señales
62 puede incorporarse en un vídeo o insertador SDI. Otra realización
que no contenga el desformateador 64 puede incorporarse en un vídeo
o en los circuitos de entrada de un insertador SDI.
La figura 4 muestra una realización de un
procesador de señales de audio codificadas que es adecuado para su
incorporación en la realización mostrada en la figura 3 y que tiene
también utilidad de forma independiente, como se explicará después.
De acuerdo con esta realización, el procesador de señales de audio
66 comprende una pluralidad de bancos de filtros 71, 72 y 73. El
banco de filtros 71 genera una pluralidad de señales de
sub-bandas de frecuencias en los caminos
75-1 a 75-3 en respuesta a la señal
recibida por el camino 65-1. El banco de filtros 72
genera una pluralidad de señales de sub-bandas de
frecuencias en los caminos 76-1 a
76-3 en respuesta a la señal recibida por el camino
65-2. El banco de filtros 73 genera una pluralidad
de señales de sub-bandas de frecuencias en los
caminos 77-1 a 77-3 en respuesta a
la señal recibida por el camino 65-3. Los bancos de
filtros 71, 72 y 73 pueden implementarse de diversas formas
incluyendo un banco de filtros pasabanda, un conjunto de filtros con
división de banda en serie, y una o más transformadas del dominio
del tiempo al dominio de la frecuencia. Solamente se muestran tres
bancos de filtros y para cada banco de filtros solamente se
muestran tres señales de sub-bandas; no obstante,
una realización puede incluir muchos más bancos de filtros que
generen cada uno veinticuatro o más señales de
sub-bandas, representando cada una
sub-bandas de frecuencias que tienen anchuras de
banda que corresponden a o menores que las anchuras de banda
críticas del sistema auditivo humano. El codificador 79 aplica un
proceso de codificación de bloques a las señales de las
sub-bandas y genera en el camino 67 una secuencia de
bloques que representa, de forma codificada, la información de audio
recibida por los caminos 65-1, 65-2
y 65-3.
La codificación de bandas divididas no es
esencial para llevar a la práctica la presente invención. Pueden
utilizarse otras formas de codificación tales como PCM o modulación
delta comprimida-expandida en cada bloque.
En una realización práctica, un procesador de
señal de audio codificada recibe ocho canales de información de
audio en formato PCM lineal o, alternativamente, cuatro trenes de
datos AES3, y utiliza ocho bancos de filtros y un codificador que
aplica un proceso de codificación de bloques para generar bloques de
información codificada con bandas de guarda que pueden
transportarse en un espacio o anchura de banda no mayor que la
necesaria para transportar dos canales de información de audio en
formato PCM lineal o, alternativamente, un tren de datos AES3.
El tren de impulsos utilizado en las figuras para
representar bloques de información sugiere que los bloques
adyacentes se tocan pero no se solapan unos con otros. Aunque no es
crítica ninguna disposición concreta de los bloques para llevar a
la práctica la presente invención, las realizaciones preferidas
procesan bloques que se solapan unos con otros. En general, los
bloques solapados de información de audio se pesan o modulan
mediante una función ventana de forma que la suma de las muestras
solapadas en bloques adyacentes sea sustancialmente igual a una
constante.
La figura 6 muestra una secuencia de bloques. El
bloque inicial 141 de la secuencia solapa al bloque adyacente 142.
Todos los bloques de la secuencia se representan mediante una
envolvente que tiene la forma de una función ventana utilizada para
pesar la correspondiente información de audio en el dominio del
tiempo. El bloque final 146 de la secuencia solapa el bloque
anterior y un bloque posterior no mostrado en la figura. El nivel
de solapamiento y la elección de la función ventana pueden tener
efectos importantes en el rendimiento de la codificación, pero
ninguna función ventana o nivel de solapamiento concreto es crítico
para la presente invención. En realizaciones preferidas, el nivel
de solapamiento es igual a la mitad de la longitud del bloque y la
función ventana se deriva de la función de
Kaiser-Bessel.
Como se explicó anteriormente, el procesador de
señales de audio 66 genera información de audio que está alineada
con las referencias de las tramas de vídeo. En realizaciones que
generan secuencias de bloques de información de audio, el
alineamiento puede ser tal que una referencia de trama de vídeo sea
coincidente con básicamente cualquier punto de cualquier bloque de
la secuencia. En el ejemplo mostrado en la figura 6, el comienzo del
bloque inicial 141 coincide con la referencia de la trama de vídeo
100.
En algunas aplicaciones, el punto exacto de
coincidencia puede variar de trama de vídeo a trama de vídeo. Por
ejemplo, en aplicaciones que combinan información digital de audio
con información de vídeo del sistema NTSC, las sucesivas tramas de
vídeo pueden tener números variables de muestras de audio debido a
que la velocidad de muestreo de audio no es un múltiplo entero de la
frecuencia de la trama de vídeo.
Diversas consideraciones sobre longitud del
bloque, función ventana y alineamiento del vídeo/audio se describen
en la patente WO-A 99/21187, ya referenciada.
Claims (12)
1. Un método para procesar información de audio
que comprende:
- recibir una señal de audio de entrada que
transporta dicha información de audio
- recibir referencias de tramas de vídeo que
indican las referencias de tiempo de una secuencia de tramas de
vídeo,
- generar bloques de información de audio
codificada a partir de dicha información de audio en un formato de
velocidad binaria reducida mediante la aplicación de un proceso de
codificación de bloques a dicha señal de audio de entrada y la
compresión en el tiempo de dichos bloques de información de audio
codificada, y
- juntar dichos bloques comprimidos en el tiempo
en un tren de audio codificado que comprende una pluralidad de
secuencias de dichos bloques comprimidos en el tiempo de forma que
un bloque inicial de una secuencia determinada esté separado de un
bloque final de una secuencia anterior por una separación que está
alineada en el tiempo con una respectiva referencia de trama de
vídeo.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que dicho proceso de codificación de bloques codifica dicha
información de audio en un formato que contiene menos redundancia
y/o menos irrelevancia perceptiva.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2
en el que dicho proceso de codificación de bloques comprende:
- aplicar un banco de filtros pasabanda o una o
más transformadas a dicha señal de audio de entrada para generar
una pluralidad de representaciones de sub- bandas de frecuencias de
dicha señal de audio de entrada, y
- generar dichos bloques de información de audio
codificada mediante la asignación adaptativa de bits a dichas
representaciones de sub-bandas de frecuencias de
acuerdo con principios psicoacústicos.
4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dichas tramas de vídeo comprenden
información de vídeo organizada en una pluralidad de líneas de
vídeo y cada una de dichas separaciones tiene una duración mayor
que la de tres líneas de vídeo.
5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que cada una de dichas tramas de vídeo
tiene una duración igual a un intervalo de trama y la duración de
dichas separaciones está dentro de un margen comprendido entre
alrededor del uno por ciento de dicho intervalo de trama y alrededor
del veinte por ciento de dicho intervalo de trama.
6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 que aplica dicho proceso de codificación de
bloques a bloques de dicha información de audio que se solapan.
7. Un aparato para procesar información de audio
que comprende:
- medios para recibir una señal de audio de
entrada que transporta dicha información de audio,
- medios para recibir referencias de tramas de
vídeo que indican las referencias de tiempo de una secuencia de
tramas de vídeo,
- medios para generar bloques de información de
audio codificada a partir de dicha información de audio en un
formato de velocidad binaria reducida mediante la aplicación de un
proceso de codificación de bloques a dicha señal de audio de
entrada y la compresión en el tiempo de dichos bloques de
información de audio codificada, y
- medios para juntar dichos bloques comprimidos
en el tiempo en un tren de audio codificado que comprende una
pluralidad de secuencias de dichos bloques comprimidos en el tiempo
de forma que un bloque inicial de una secuencia determinada esté
separado de un bloque final de una secuencia anterior por una
separación que está alineada en el tiempo con una respectiva
referencia de trama de vídeo.
8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7,
en el que dicho proceso de codificación de bloques codifica dicha
información de audio en un formato que contiene menos redundancia
y/o menos irrelevancia perceptiva.
9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que dicho proceso de codificación de bloques comprende:
- medios para aplicar un banco de filtros
pasabanda o una o más transformadas a dicha señal de audio de
entrada para generar una pluralidad de representaciones de
sub-bandas de frecuencias de dicha señal de audio de
entrada, y
- medios para generar dichos bloques de
información de audio codificada mediante la asignación adaptativa de
bits a dichas representaciones de sub- bandas de frecuencias de
acuerdo con principios psicoacústicos.
10. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 9, en el que dichas tramas de vídeo
comprenden información de vídeo organizada en una pluralidad de
líneas de vídeo y cada una de dichas separaciones tiene una
duración mayor que la de tres líneas de vídeo.
11. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 9, en el que cada una de dichas tramas de
vídeo tiene una duración igual a un intervalo de trama y la
duración de dichas separaciones está dentro de un margen comprendido
entre alrededor del uno por ciento de dicho intervalo de trama y
alrededor del veinte por ciento de dicho intervalo de trama.
12. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 11, en el que los medios para generar
dichos bloques de información de audio codificada aplican dicho
proceso de codificación de bloques a bloques de dicha información
de audio que se solapan.
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