ES2249987A1 - Metodo de grabacion, reproduccion y manipulacion de datos de audios en un soporte de datos. - Google Patents

Metodo de grabacion, reproduccion y manipulacion de datos de audios en un soporte de datos.

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ES2249987A1 ES200401614A ES200401614A ES2249987A1 ES 2249987 A1 ES2249987 A1 ES 2249987A1 ES 200401614 A ES200401614 A ES 200401614A ES 200401614 A ES200401614 A ES 200401614A ES 2249987 A1 ES2249987 A1 ES 2249987A1
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Abstract

Método de grabación, reproducción y manipulación de datos de audios en un soporte de datos. La invención se refiere a un método para la grabación de una señal de audio constituida por múltiples pistas y uno o más canales, en un formato de datos digital sobre una sola pista de un soporte de grabación de información digital; así como a un método para la reproducción de tal formato que además permite la manipulación de la pluralidad de pistas que conforman la señal de audio grabada en tal formato sobre una sola pista de dicho soporte de grabación. Un campo de aplicación es en el sector de audio profesional, para los pinchadiscos (DJ''s) dedicados a la mezcla de canciones en salas y discotecas, facilitando y haciendo más creativas las sesiones de estos profesionales, al permitirles la invención manipular simultáneamente diferentes pistas digitales de instrumentos y/o voces de una canción independientemente y en tiempo real. También se aplica en el ámbito del audio doméstico (karaoke, etc.)

Description

Método de grabación, reproducción y manipulación de datos de audios en un soporte de datos.
Objeto de la invención
La presente invención se encuadra en el sector de las tecnologías digitales, en particular, sobre el tratamiento del audio y, más particularmente, tiene su campo de aplicación en la industria de la música.
La invención que se describe se refiere a un método para la grabación de una señal de audio constituida por múltiples pistas y uno o más canales, en un formato de datos digital sobre una sola pista de un soporte de grabación de información digital; así como a un método para la reproducción de dicho formato que además permite la manipulación de la pluralidad de pistas que conforman la señal de audio grabada en tal formato sobre una sola pista del soporte de grabación de información digital.
El objeto de la invención es disponer de un formato de audio, el cual puede ser grabado en un soporte de datos que contiene información de pistas de audio, construido a partir de la pluralidad de muestras que conforman las pistas grabadas en un formato digital de audio convencional, multicanal o no, con o sin pérdida de calidad, así como puede ser reproducido en tiempo real sin merma de calidad y con los canales originales de las pistas, de manera que además se pueden manipular dichos canales y pistas de modo independiente.
La invención aquí propuesta es aplicable a la industria del audio profesional y particularmente al sector tanto de las compañías discográficas como el de los pincha-discos (DJs), aunque también puede aplicarse en el ámbito doméstico del sector industrial de audio.
Antecedentes de la invención
Oímos sonidos debido a las vibraciones que se producen en el medio en que estamos, normalmente el aire. Para conseguir tener registrada esta vibración y poder reproducir ese sonido existen varios métodos. El modo más básico es mediante una onda eléctrica que representa esas vibraciones. En un micrófono esas vibraciones mueven una membrana que se traducen en una señal eléctrica, mientras que para reproducirlas, el proceso es el inverso, mediante una señal, se mueve una membrana que a su vez hace vibrar el aire y así se consigue oír el sonido (altavoz).
Para guardar ese sonido (una onda) puede grabarse un microsurco cuyas irregularidades reproducen la onda que luego es leído por una aguja (discos de vinilo) o mediante partículas magnéticas que se orientan en determinadas direcciones. Este sistema es el utilizado en cintas. Estas formas de almacenar el sonido son denominadas analógicas, es decir la onda de sonido es guardada mediante otra onda.
Con el desarrollo de la informática se pensó en otra forma de almacenar el sonido que consiste en traducir los valores de esa onda en valores numéricos (0 y 1) que puede almacenar un ordenador. El audio guardado de esta manera se conoce como audio digital.
Para digitalizar este sonido se deben tomar puntos de la onda y apuntar el valor de la onda en ese momento. Mientras que una onda puede tomar valores infinitos y es continua en el tiempo, una codificación produce valores discretos, es decir sólo puede tomar un valor de entre un número cerrado de posibles valores y cada valor se mantiene durante un tiempo, no es continuo.
La calidad de este sonido va a depender de varios factores, los principales son:
\sqbulletTasa de muestreo: indica cuántas muestras se toman, cuanto mayor sea este valor, más fiel será el audio digital al original. Se mide en hercios (Hz), el hercio no es una unidad, indica un ciclo de un suceso por segundo. Es decir, una tasa de 1000 Hz quiere decir que para cada segundo se toman 1000 valores. Según el teorema de Nyquist, la tasa de muestreo mínima debe ser 2 veces la frecuencia máxima del sonido que se desee muestrear.
\sqbulletLongitud de palabra: equivale a cuantos valores hay disponibles. Los valores se guardan en formato binario (ceros y unos). Es decir, si se da una longitud de 8 bits, cada muestra siempre va a tener una combinación de ocho ceros y unos. Para saber en sistema decimal cuántas combinaciones se tienen, sólo se debe elevar dos (número de dígitos posibles) a la longitud de palabra : 28 = 256.
\sqbulletNúmero de canales: indica cuántos sonidos distintos tenemos. Si sólo se tiene una pista de sonido se escuchará un sonido monoaural (o mono). Es decir, aunque se reproduzca en una pareja de altavoces, se escuchará el mismo sonido por los dos. El siguiente escalón sería el sonido estereofónico o estéreo, en el que hay dos canales distintos, lo que permite recrear ciertos efectos y dotar al sonido de una mayor espacialidad.
\sqbulletNivel de compresión: para poder almacenar más audio en menos espacio se procede a la compresión de la información digital, esta puede ser con pérdidas (lossy) o sin pérdida (lossless).
En el ordenador el método (y el algoritmo) para digitalizar y comprimir esta información y para luego reproducirla se denomina codec (codificador-decodificador)
En la actualidad existen multitud de formatos de audio digital, con diferentes aplicaciones. Entre ellos, podemos destacar tres tipos:
1.-
Formatos PCM sin merma de calidad
2.-
Formatos de compresión de audio con merma de calidad
3.-
Formatos multicanal de audio para vídeo y juegos
Entre los formatos PCM sin merma de calidad, se distinguen dos clases:
1.a.-
CD-Audio: se realiza una codificación PCM (Pulse Code Modulated), cuyas características son 44.1 KHz de muestreo, 16-bit y estéreo.
1.b.-
Wav y Aiff: formatos de audio desarrollados por Microsoft® y Apple® respectivamente, es una forma de almacenar el sonido, pudiendo estar codificados mediante diferentes codecs.
Como formatos de compresión de audio con merma de calidad, se conocen dos similares:
2.a.-
MP3 y Atrac: son métodos de compresión que eliminan frecuencias que no son audibles y mediante una serie de algoritmos son capaces de lograr que un sonido ocupe mucho menos, aunque se pierde calidad. El MP3 es el formato más extendido para intercambiar canciones en Internet y su nombre no significa MPEG 3 (este estándar no existe) sino que es MPEG 1- layer 3, en un principio fue la especificación de audio pensada para el vídeo en MPEG1. Atrac es un formato de compresión de Sony® (utilizado en sus grabadoras digitales y minidisc) similar en concepto al MP3.
Y como formato multicanal de audio de posicionamiento espacial, se encuentra el sonido multicanal, siendo EAX® uno de los formatos más extendidos en PC, desarrollado por Soundblaster® principalmente para juegos. Normalmente consiste en cuatro canales (delantero izquierdo, delantero derecho, trasero izquierdo y trasero derecho). También se puede obtener audio multicanal mediante el uso de las librerías DirectX® y DirectSound® de Microsoft®.
Hasta la aparición del DVD, el sistema de audio más avanzado del que se podía disfrutar en casa era el estéreo (ya fueran emisiones en estéreo o VHS estéreo). Consiste en dos canales de audio (izquierdo y derecho) diferentes. Sin embargo, la sensación de crear un sonido envolvente con sólo dos canales es muy pobre, aunque algunas compañías lanzaran sistemas virtuales de sonido envolvente.
El primer intento de lograr el sonido multicanal de una sala de cine fue el Dolby Surround Prologic®. Consiste en cuatro canales (izquierdo, central, derecho y surround o trasero) codificados en la señal estéreo normal, esto quiere decir que un procesador al que le llega una señal estéreo con estas características y dispone de altavoces envolventes, consigue crear realmente ese sonido surround. Estos procesadores evolucionaron y son capaces de emular un sonido surround desde una fuente estéreo normal, sobretodo los recientemente aparecidos Dolby Prologic II®. Es una señal analógica, el que la señal sea Dolby Prologic® no afecta a su reproducción en modo estéreo en cualquier aparato que no procese Dolby Prologic®.
Dolby Digital® surgió después y es realmente ya un sistema de audio digital multicanal, actualmente es el estándar y la referencia en home cinema. Se basa en cinco canales independientes de audio y uno de bajas frecuencias (el .1) o LFE, utilizado por el subwoofer. Se hizo así para que a la hora de adquirir un conjunto de altavoces el usuario no tuviera que comprar cinco altavoces capaces de reproducir aceptablemente las frecuencias más bajas, ya que son los que necesitan de conos y cajas más grandes y de mejor ca-
lidad.
Existen varias codificaciones de Dolby Digital®: 2/0: el estéreo normal; 2/2: derecho, izquierdo, trasero izquierdo y trasero derecho; 3/2: a los anteriores se suma un canal frontal central. Esta configuración de altavoces se conoce 5.1. En películas lo más habitual es que los diálogos se escuchen por el altavoz frontal, la música por los delantero derecho e izquierdo y los efectos de sonido por cualquiera de los cinco, en DVDs de música se puede elegir entre situar al espectador en el público (música en los tres frontales y sonido ambiente de público en los traseros) o en medio de la banda, dirigiendo cada instrumento a un canal. Esta distribución no es muy cerrada, ya que la música puede ser surround, oír un diálogo que está fuera de imagen por los altavoces traseros, etc.
A pesar de la amplia variedad de formatos digitales de audio existentes hoy en día, hasta la fecha no es conocido ninguno que permita manipular simultáneamente y en tiempo real las diferentes pistas así como los distintos canales que conforman una señal de audio grabada sobre un soporte de grabación digital (memoria o disco duro, disco óptico, cinta digital, etc.) en un solo fichero de datos según un único formato.
Actualmente se conocen formatos y sistemas que reproducen esos formatos conocidos, los cuales permiten la manipulación de las diferentes pistas o los canales de una señal de audio pero grabados por separado en distintas pistas del soporte físico de grabación digital (CD, DVD,...); es decir, cada pista está en un fichero de datos que constituye el formato concreto, teniendo varios ficheros de datos en ese formato específico por cada una de las pistas en que se graba separadamente la señal de audio.
También hay sistemas, como los programas de composición o post-producción de sonido que se encuentran en el mercado actual de la música, que pueden reproducir y manipular simultáneamente tanto las pistas por separado como la mezcla grabada en un formato dado, pero que necesitan disponer de las distintas pistas musicales grabadas en ficheros diferentes para que sea posible la reproducción en tiempo real de su mezcla.
Descripción de la invención
En orden a solventar la problemática anteriormente expuesta, la invención que se describe está basada en la creación de un formato digital de audio que permite la grabación conjunta de todas las pistas y los canales que forman una señal de audio, dando lugar a un solo fichero de datos, el cual puede grabarse mediante el método objeto de la invención en un soporte físico de grabación digital (disco magnético: disco duro de un ordenador, etc., tarjetas de memoria, disco óptico: CD, DVD, etc., o cinta digital: DAT, DV, etc. y cualquier soporte para la grabación de datos implementable en el futuro).
Un aspecto de la invención es un método que graba datos de audio, que generalmente corresponden a una señal de audio digital multipista y multicanal, es decir, conformada por varios canales de posicionamiento espacial y pistas de audio. En dicho método de grabación, se genera una estructura de datos digitales que define dicho formato digital de audio y que contiene la información de todas las pistas de audio combinadas, pero no mezcladas, junto con la de los canales que forman la señal de audio, según dicho formato único que se graba físicamente en una sola pista de un soporte de grabación digital.
Otro aspecto de la invención es un método que además reproduzca el formato de audio digital obtenido por el procedimiento anterior, el cual también permite manipular en tiempo real cada una de las pistas y canales que forman originalmente la señal de audio que se reproduce mezclada.
Un último aspecto de la invención es proveer un sistema que permita grabar una señal de audio multipista y multicanal sobre un soporte de grabación de información digital en el formato generado por dicho método de grabación; así como reproducir dicho formato y manipular la señal de audio multipista y multicanal mediante dicho método de reproducción y manipulación.
El formato digital de audio en que se basa la invención, grabado en un único fichero de datos, no contiene la mezcla de las pistas que conforman la señal de audio, sino cada una de las pistas individualmente pero todas contenidas combinadamente en un solo formato.
De este modo, estando la entrada de datos al método de la invención, para la grabación de una señal de audio digital, constituida por los distintos ficheros de datos en que se han grabado previa y separadamente las diferentes pistas de la señal de audio en un formato de audio digital convencional (PCM, WAV, AIFF, MP3, ATRAC, EAX, DOLBY SURROUND, PROLOGIC, DIGITAL,...) y común para todas las pistas grabadas, la salida generada es un solo fichero de datos según otro formato único.
A la entrada, las distintas pistas de audio están grabadas en pistas diferentes de un soporte físico de información digital (tarjetas de memoria, disco: HD, CD, DVD, etc., o cinta: DAT, DV, etc.), mientras que la salida se graba por medio del método de grabación preconizado en una sola pista del mismo u otro soporte físico de información digital.
Aunque dicho formato único lleva las pistas combinadas pero no mezcladas, el método de la invención también es capaz de reproducir tanto la mezcla que constituye la señal de audio original como las distintas pistas o los diferentes canales por separado, permitiendo su manipulación en tiempo real.
La entrada de dicho método de reproducción y manipulación es la señal de audio multipista y multicanal grabada en el único formato digital de audio propuesto, sobre un soporte físico de grabación de datos, a partir de cuyo contenido es capaz de separar las pistas y los canales para reproducirlos y manipularlos de forma simultánea en tiempo real.
El método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos, estando dichos datos de audio formados por al menos una pista de audio grabadas sobre diferentes ficheros de datos en un formato de audio digital común y conocido y estando constituidas dichas pistas por un número máximo de múltiples muestras de tamaño también conocido, tiene por objeto permitir la reproducción y/o manipulación de manera independiente, en tiempo real y sin merma de calidad de cada una de las pistas de audio.
El método de grabación objeto de la invención se caracteriza porque comprende grabar un campo de datos que consiste en una estructura de información digitalizada formada por tantos bloques de datos como número máximo de muestras existentes y ordenados siguiendo la numeración de dichas muestras. Cada uno de los bloques de datos está formado por la agrupación de todas las muestras, que corresponden al mismo número de orden para cada una de las pistas.
Para ahorrar volumen de información, en la grabación de dicho campo de datos no se escriben en el soporte de datos las muestras correspondientes a silencios.
Para hacer posible este ahorro, en la grabación del campo de datos formado por los mencionados bloques de datos, se incluye grabar antes de cada uno de dichos bloques de datos una cabecera de bloque, la cual identifica qué pistas contienen muestras correspondientes a silencios y cuáles no.
En particular, la cabecera de bloque es un campo de bits con una longitud fija e igual al número de pistas, correspondiendo cada bit a una pista e indicando con un "1" que la muestra para esa pista contiene sonido mientras que un "0" indica que la muestra de esa pista es un silencio (muestra con valor nulo).
De esta forma, el campo de datos que graba en el soporte de datos el método de la invención se configura como "cabecera-muestras/ cabecera-muestras/ cabecera-muestras/...". Durante la grabación de los datos de audio por dicho método, no se reflejan en los bloques de datos las muestras con valor nulo, pero sí en las cabeceras de bloque, ahorrando tamaño al fichero total.
Aparte, antes del campo de datos completo, se graba una cabecera de formato que contiene información sobre las muestras de cada pista. Esta información de la cabecera de formato son datos obtenidos de las cabeceras del formato conocido en que están grabadas las pistas, las cuales incluyen datos como la frecuencia de muestreo, nº de bits por muestra y duración máxima en muestras de la señal de audio formada por dichas pistas, grabadas de acuerdo con los valores de tales datos según el formato conocido, así como del nº de canales que forman dicha señal de audio.
También, dicha cabecera de formato puede llevar información identificativa de los datos de audio introducida por el usuario. Si los datos de audio se corresponden a una señal de audio multipista y multicanal como puede ser una canción, el usuario puede meter, mediante una interfaz gráfica, el título de la canción o el nombre del cantante en unos campos de texto que van como campos ASCII en la cabecera general del formato de audio según el cual graba el método de la invención.
Opcionalmente, puede también incluirse, entre la cabecera general y el campo de datos, un campo de datos extra que contenga otra información, como puede ser datos de sincronismo destinados a usarse en la reproducción de más de una señal de audio multipista grabadas según el formato de audio objeto de la invención.
El formato de audio objeto de la invención tiene por finalidad el poder escuchar y manipular independientemente cada pista grabada en una canción. Se entiende por pista, la agrupación realizada por el productor musical, de uno o varios instrumentos y/o voces. Cada pista puede tener a su vez canales de posicionamiento espacial, por ejemplo, estéreo (canal izquierdo y derecho).
Actualmente, el formato más similar puede ser el Dolby Digital 5.1, el cual posee una trama de datos, con canales independientes. Ahora bien, dicho formato está diseñado para que durante la reproducción, se pueda tener un posicionamiento espacial de diferentes canales encapsulados en dicho formato.
Por tanto la aportación novedosa del formato de audio digital objeto de la invención es que contiene de manera independiente los diferentes canales de sonido que componen una canción, pudiendo incorporar a su vez posicionamiento espacial de cada pista.
El núcleo de este nuevo formato consiste en la combinación y encriptación de las múltiples pistas (en formato PCM estándar) que forman parte de cualquier pieza musical.
Básicamente, y como ejemplo, se pueden distinguir en la mayoría de las canciones DOS pistas básicas, que son, por un lado la VOZ, y por otro los INSTRUMENTOS MUSICALES. De tal forma que, una vez generado el fichero que combina ambas pistas, y durante la reproducción, sea posible escuchar una de ellas, las dos, o cualquier combinación de volúmenes de las "q" pistas que componen el fichero. De esta manera, la discriminación de cualquier pista, no afecta a la calidad del sonido de ninguna de ellas, ya que la reproducción emplea el formato PCM original para cada pista de manera independiente; no empleando, para la generación del nuevo formato, algoritmos de compresión con pérdida de calidad, ecualización, etc.
Otro aspecto la invención es un sistema de audio multicanal y multipista que utiliza el formato de audio y en el que se implementa el método de la invención, el cual consta de:
\Box
Codificador: A partir de las diversas pistas estéreo PCM se codifica y graba el fichero en el formato de audio digital siguiendo el método de grabación descrito. Esta parte quedaría en manos del productor musical y la compañía discográfica.
\Box
Decodificador: Para reproducir el formato de audio digital grabado mediante el método de la invención, pudiendo escuchar y manipular las pistas por separado. Esta parte quedaría en manos de los fabricantes de audio o de un usuario final que utilice la mezcla de sonidos en el ámbito profesional (pinchadiscos,...) o casero.
Como entradas al sistema codificador, tendremos "q" ficheros de audio (p.ej. 4 pistas de audio) que pueden representar diferentes instrumentos, ambientes, sonidos, voces, etc. con "m" canales (p.ej. estéreo=2 canales), cuya frecuencia de muestreo (p.ej. 44100 Hz), bits por muestra (p.ej. 16 bits) y BPM (beats per minute) sean idénticos. Como salida del codificador (y entrada del decodificador/reproductor) tendremos un único fichero, comprimido (sin merma de calidad, es decir, con el mismo rango dinámido que los ficheros de audio originales) y encriptado.
Este fichero puede ser grabado en cualquier soporte de datos digitales.
El decodificador será un aparato que leerá el soporte de datos digitales en que está grabado el fichero con el formato de grabación, lo decodificará (desencriptará, descomprimirá, mezclará y reproducirá). Asimismo dispondrá de algún sistema físico de controles (p.ej. Potenciómetros lineales) para poder regular, de manera contínua, el volumen de cada pista de audio estéreo (de 0 dB a -\infty). Estas pistas serán mezcladas por el aparato y la salida será la mezcla de las "q" pistas, moduladas en amplitud según la posición de los controles del aparato, teniendo "m" salidas físicas de audio, siendo "m" el número de canales del formato.
Un posible campo de aplicación podría girar en torno al sector de audio profesional. En la actualidad, las compañías discográficas editan discos orientados a los profesionales dedicados a la mezcla de canciones en salas y discotecas por pinchadiscos (DJ's), para facilitar y hacer más creativas las sesiones de estos profesionales, de tal manera que cada sesión sea diferente a la anterior.
Actualmente un DJ, a la hora de realizar la mezcla, solo tiene la posibilidad de ecualizar y eliminar, con merma de calidad de audio, unas pequeñas porciones de la canción. Es decir, no es posible eliminar la base o algún instrumento en particular de una canción, para que la mezcla con la siguiente quede perfecta;
limitando en gran medida la creatividad y posibilidades de estos profesionales.
Esta invención nace con el propósito de romper estas barreras y abrir un campo nuevo en la mezcla de canciones.
Mediante el codificador, la compañía discográfica y/o productores serían capaces, partiendo de las mezclas masterizadas, de editar discos con este nuevo formato, en cualquier soporte de datos digitales (p.ej. CD, DVD, etc.).
Este nuevo formato sería viable de ser comercializado mediante los canales habituales de comercialización de los formatos ya existentes.
Por otro lado, el DJ debería poseer un decodificador (reproductor de los soportes digitales en los que las compañías discográficas editan el nuevo formato), con tantos controles físicos para el volumen, como pistas pueda poseer dicho formato. De este modo, un DJ podría disponer de 1,2,3, ... reproductores del formato para mezclar, por ejemplo, la pista 1 del reproductor 1, con la pista 3 del reproductor 2, y las pistas 1,2 y 4 del reproductor 3, todo ello sincronizado en pulsos por minuto BPM (Beats Per Minute), creando sesiones nuevas, innovadoras y creativas a partir de las canciones básicas editadas.
Otros campos de aplicación a nivel de audio doméstico podrían ser:
\Box
Karaoke (se elimina la voz y se deja el resto de instrumentos de la canción original)
\Box
Ópera (audición exclusiva de los cantantes o de la música)
\Box
Pop/Rock (posibilidad de eliminar un instrumento, y que el usuario acompañe, tocando ese u otro instrumento, a la canción original)
En resumen, este nuevo sistema DJS Pro abre nuevas posibilidades, tanto creativas como comerciales, al sector de audio, tanto profesional como doméstico.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra la estructura en campos de cabecera, datos y bloques de datos que conforman el formato de audio digital objeto de la invención.
La figura 2.- Muestra los campos de cabecera del formato de audio PCM.
La figura 3.- Muestra los campos de la cabecera general del formato de audio que graba el método de la invención.
La figura 4.- Muestra los campos de datos extra del formato de audio que graba el método de la invención.
La figura 5.- Muestra los campos de la cabecera de formato del formato de audio que graba el método de la invención.
Las figura 6A y 6B.- Muestran el campo de datos, formado por cabeceras de bloque y bloques de datos, del formato de audio que graba el método de la invención.
La figura 7.- Muestra el diagrama de bloques del codificador del sistema.
La figura 8.- Muestra el diagrama de bloques del decodificador del sistema.
Realización preferente de la invención
A la vista de las figuras reseñadas puede describirse como una de las posibles realizaciones de la invención un método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos, estando dichos datos de audio formados por al menos una pista (P1-Pq) de audio en un formato conocido y estando constituidas dichas pistas por un número (n) máximo de muestras (M1-Mn) de tamaño conocido, que tiene el objeto de permitir la reproducción y/o manipulación desde dicho soporte de datos, en tiempo real, sin merma de calidad y de manera independiente, de dichas pistas (P1-Pq) de audio caracterizado porque comprende grabar un campo de datos (D) que consiste en una estructura de información digitalizada formada por bloques de datos (B1-Bn), tantos como número (n) máximo de muestras y ordenados siguiendo la numeración de dichas muestras, y estando cada uno de los bloques de datos (B1-Bn) formados por la agrupación de todas las muestras (M1-Mn), que corresponden al mismo número de orden para cada una de las pistas (P1-
Pq).
Para optimizar el volumen del campo de datos (D) reduciendo el tamaño de los (n) bloques de datos que lo conforman, además, el método de grabación incluye grabar una cabecera de bloque (C1-Cn) para cada uno de los bloques de datos (B1-Bn), que consiste en una estructura de información digitalizada cuya longitud es fija e igual al número (q) de pistas, que contiene información sobre si las pistas tienen muestras correspondientes a un silencio o no.
De esta forma, siendo "i" un número del uno al número total de bloques, que es igual al número (n) máximo de muestras, i = 1 hasta i = n, la cabecera de bloque Ci identifica con el bit número "j", siendo "j" un número del uno al número (q) total de pistas, j = 1 hasta j = q, que la pista Pj tiene su muestra Mi con valor nulo que corresponde a un silencio si ese bit es "0" o con sonido si el bit es "1". En este último caso, el bloque de datos Bi contiene la muestra Mi de la pista Pj; si no, no se graba muestra para dicha pista Pj en el bloque de datos Bi.
En la reproducción de las pistas a partir del formato de audio grabado por el método descrito, las pistas identificadas con un bit "0" en la cabecera de bloque Ci se reproducen en el instante "i" con un valor de muestra Mi nulo dado por el propio método de reproducción a la hora de reproducir las pistas.
Previo al campo de datos (D), el método de grabación construye una cabecera de formato (F), que es única para el formato de audio digital generado, a partir de los datos incluidos en las respectivas cabeceras de las pistas grabadas según uno de los formatos de audio ya conocidos, como puede ser el formato PCM, cuya cabecera se muestra en la Figura 2.
Más particularmente, la cabecera de formato (F) contiene información sobre las muestras que conforman las pistas de audio, los canales de posicionamiento espacial que hay en dichas pistas y la velocidad de reproducción para la mezcla de las pistas. Los datos relativos a esta información se graban en los campos que se ilustran en la Figura 5 y se describen a continuación:
\sqbullet
campo stereo: número de canales de posicionamiento espacial que poseen las pistas que conforman la señal de audio digital a grabar; puede ser 0, equivalente a monaural, 1 a estereofónico, 4 a cuadrafónico, etc.
\sqbullet
campo nº de pistas: número de pistas de audio (P1-Pq) que conforman la señal de audio digital a grabar, y grabadas en formato PCM u otro formato de audio conocido.
\sqbullet
campo frecuencia de muestreo: frecuencia a la que ha sido muestreada cada pista. En el caso de que las pistas estén grabadas en formato PCM, la frecuencia de muestreo o número de muestras por segundo es de 44100 Hz.
\sqbullet
campo bits/sample: tamaño en número de bits de cada muestra. En formato PCM, las muestras de las pistas tienen un tamaño de 16 bits.
\sqbullet
campo BPM: pulsos por minuto (BPM) de la canción que forman las pistas; este parámetro lo indica el productor musical y sirve de ayuda a la mezcla de las pistas para la reproducción de la canción.
\sqbullet
campo duración: longitud en número de muestras máximo de la canción. Dicha longitud máxima de muestras limita la longitud de reproducción; en el ejemplo, el número (n) máximo de muestras es 2^{32}= 4.294.967.296.
Anterior a la cabecera de formato (F), el método de grabación encabeza la generación del formato de audio digital de la invención con una cabecera general (C) que contiene información de identificación sobre los datos de audio, como la que dicta la figura 3:
\sqbullet
campo identificación: caracteres ASCII que identifican el tipo de formato de audio digital objeto de la invención.
\sqbullet
campo versión: número de versión del formato de audio digital objeto de la invención; en función de este número, el formato puede presentar variaciones funcionales o añadir nuevas funcionalidades en versiones futuras.
\sqbullet
campo semilla: clave con la que serán encriptados la cabecera de formato (F) y el campo de datos (D) durante el método de grabación; preferentemente, para la encriptación se emplea un método de llave evolutiva y a partir de este campo, el resto de los datos se encuentran encriptados.
\sqbullet
campo título: título de la canción.
\sqbullet
Campo artista: nombre del cantante; estos dos últimos campos ASCII son introducidos por el usuario a través de una interfaz gráfica.
En otra realización opcional de la invención, el método de grabación incluye un campo de datos extras (E), formado a su vez por varios campos de
longitud variable que contienen comandos para la mezcla de canciones automática cuando están comunicados dos dispositivos reproductores del formato de audio descrito. Un ejemplo de dichos campos se aprecia en la figura 4, según la cual el campo de datos extras (E) viene delimitado por dos caracteres ASCII iniciales "XB" y otros dos finales "XE". En el ejemplo, se indican valores de marcas de dirección respecto del inicio del fichero de audio, cuando comienza el sonido de una pista en concreto.
Por último, las figuras 6A y 6B ilustran el campo de datos (D) que posee una configuración variable en longitud, determinada por las cabeceras de bloques (C1-Cn) junto con los bloques de datos (B1-Bn). Durante la grabación, las muestras con valor nulo no figuran en los subcampos MUESTRAS, que constituyen los bloques de datos (B1-Bn), pero sí en las cabeceras de bloques (C1-Cn) con un bit a valor "0" para la pista a la que corresponde la muestra nula, ahorrando longitud al campo de datos. Así, si en la cabecera de bloque Ci, i=1 hasta i=n, aparece un "0" en el bit número "j", esto indica que la muestra Mi de la pista
Pj corresponde a un silencio y no se incluye en el bloque de datos Bi; si el bit número "j" es un "1", en el bloque de datos Bi se graba la muestra Mi para la pista Pj. Los datos en cada subcampo MUESTRAS van ordenados siguiendo la numeración de las pistas y los subcampos MUESTRAS se ordenan según la numeración de las muestras. Aparte, los datos en cada subcampo MUESTRAS se ordenan de acuerdo con el número de canales, indicado en el campo stereo de la cabecera de formato (F), de izquierda a derecha y de delante a detrás en relación con la posición espacial que representa cada canal.
A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin salir del objeto de la invención reivindicada.

Claims (15)

1. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos, siendo dichos datos de audio una señal de audio digitalizada y constituida por al menos una pista (P1-Pq) de audio en un formato conocido y estando constituidas dichas pistas (P1-Pq) por un número (n) determinado de muestras (M1-Mn) de tamaño conocido, que tiene el objeto de permitir la reproducción y/o manipulación de las pistas (P1-Pq) desde dicho soporte de datos, de manera independiente, en tiempo real y sin merma de calidad con respecto a la calidad dada por el formato de dichas pistas (P1-Pq), caracterizado porque comprende grabar un campo de datos (D) que consiste en una estructura de información digitalizada formada por bloques de datos (B1-Bn), tantos como número (n) de muestras y ordenados siguiendo la numeración de dichas muestras, y estando cada uno de los bloques de datos (B1-Bn) formados por la agrupación de todas las muestras (M1-Mn), que corresponden al mismo número de orden para cada una de las pistas (P1-Pq).
2. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según reivindicación 1 caracterizado porque el formato conocido de las pistas (P1-Pq) de audio se selecciona entre: formatos PCM sin merma de calidad, formatos de compresión de audio con merma de calidad y formatos multicanal de audio de posicionamiento espacial.
3. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque en la grabación del campo de datos (D) se incluye grabar una cabecera de bloque (C1-Cn) para cada uno de los bloques de datos (B1-Bn), que consiste en una estructura de información digitalizada cuya longitud es fija e igual al número (q) de pistas y que contiene información sobre si las pistas tienen muestras correspondientes a un silencio o no, habiéndose previsto que las muestras correspondientes a silencios no se gra-
ban.
4. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por grabar una cabecera de formato (F) que consiste en una estructura de información digitalizada la cual contiene información sobre las muestras (M1-Mn) de cada pista (P1-Pq) y el número (n) de muestras.
5. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por grabar una cabecera general (C) que consiste en una estructura de información digitalizada la cual contiene información de identificación sobre los datos de audio.
6. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según reivindicación 5 caracterizado porque dicha información de identificación es introducida por el usuario mediante una interfaz gráfica.
7. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por grabar un campo de datos extra (E) que consiste en una estructura de información digitalizada la cual contiene información sobre las pistas (P1-Pq) para la sincronización en la reproducción.
8. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque las muestras (M1-Mn) de cada pista (P1-Pq) contienen información de al menos un canal de posicionamiento espacial.
9. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por encriptar mediante una clave el campo de datos (D).
10. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según reivindicación 9 caracterizado por encriptar mediante dicha clave la cabecera de formato (F).
11. Método para la grabación de datos de audio en un soporte de datos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el soporte de datos se selecciona entre: tarjetas de memoria, disco óptico, disco magnético o cinta magnética.
12. Soporte de datos que contiene datos de audio caracterizado porque los datos están grabados en el mismo según el método de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Soporte de datos según la reivindicación 12 caracterizado porque dicho soporte se selecciona entre: tarjetas de memoria, disco óptico, disco magnético o cinta magnética.
14. Método de grabación, reproducción y manipulación de datos de audio en un soporte de datos, estando dichos datos de audio formados por al menos una pista (P1-Pq) de audio en un formato conocido y estando constituidas dichas pistas por un número (n) determinado de muestras (M1-Mn) de tamaño conocido, grabados según el método de las reivindicaciones 1 a 11 caracterizado porque comprende reproducir y manipular desde dicho soporte de datos, en tiempo real, sin merma de calidad y de manera independiente dichas pistas (P1-Pq) de audio.
15. Método de grabación, reproducción y manipulación de datos de audio en un soporte de datos según reivindicación 14 caracterizado porque dichas pistas (P1-Pq) de audio comprenden canales de posicionamiento espacial y se reproducen desde dicho soporte de datos, en tiempo real, sin merma de calidad y de manera independiente.
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