ES2255678T3 - Codificacion de audio parametrica. - Google Patents
Codificacion de audio parametrica.Info
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Abstract
Método para codificar (11) una señal (I, D) de audio de al menos dos canales, comprendiendo dicho método: - determinar (110) frecuencias comunes (fcom) en los al menos dos canales (I, D) de la señal de audio, frecuencias comunes que ocurren en al menos dos de los al menos dos canales de la señal de audio, y - representar (111) elementos sinusoides respectivos en los respectivos canales en una frecuencia común dada mediante una representación de la frecuencia (fcom) común dada y una representación de las amplitudes (A, A) respectivas de los elementos sinusoidales respectivos en la frecuencia común dada.
Description
Codificación de audio paramétrica.
La presente invención se refiere a la
codificación de audio paramétrica.
Heiko Purnhagen, "Advances in parametric audio
coding", Proc. 1999 IEEE Workshop on Applications of Signal
Processing to Audio and Acoustics (Taller sobre las aplicaciones del
procesamiento de señales en audio y acústica), New Paltz, Nueva
York, Oct. 17-20, 1999 da a conocer que la
modelización paramétrica proporciona una representación eficiente
de las señales de audio generales y se utiliza en una codificación
de audio a una frecuencia de bits muy baja. Está basada en la
descomposición de una señal de audio en elementos que se describen
mediante modelos de fuente adecuados y se representan mediante
parámetros de los modelos (como frecuencia y amplitud de un tono
puro). Los modelos de percepción se usan en la descomposición de la
señal y en la codificación de los parámetros de los modelos.
Un objeto de la invención es proporcionar una
parametrización ventajosa de una señal de audio multicanal (por
ejemplo estéreo). Para este fin, la invención proporciona un método
de codificación, un codificador, una señal de audio codificada, un
medio de almacenamiento, un método de decodificación, y un
decodificador, tal como se define en las reivindicaciones
independientes. En las reivindicaciones dependientes se definen
realizaciones ventajosas.
Se observa que la codificación audio estéreo tal
como se conoce en la técnica anterior. Por ejemplo, los dos canales
izquierdo (I) y derecho (D) pueden codificarse de manera
independiente. Esto puede realizarse mediante dos codificadores
independientes dispuestos en paralelo o multiplexando en el tiempo
en un codificador. Normalmente pueden codificarse los dos canales
de manera más eficiente usando una correlación de canales cruzado (e
irrelevancias) en la señal. Se hace referencia al estándar de audio
MPEG-2 (ISO/IEC 13818-3, páginas 5,
6) que da a conocer una codificación estéreo "joint" (doble
canal). La codificación estéreo "joint" aprovecha la
redundancia entre los canales izquierdo y derecho para reducir la
frecuencia de bits de audio. Son posibles dos formas de
codificación estéreo "joint": estéreo MS y estéreo de
intensidad. El estéreo MS se basa en la codificación de la señal de
suma (I+D) y de diferencia (I-D) en lugar de los
canales izquierdo (I) y derecho (D). La codificación por intensidad
se basa en retener en altas frecuencias únicamente la envolvente de
la energía de los canales derecho (D) e izquierdo (I). La
aplicación directa del principio de codificación estéreo MS en la
codificación paramétrica en lugar de en la codificación de subbanda
resultaría en una señal de suma parametrizada y una señal de
diferencia parametrizada. La formación de la señal de suma y de la
señal de diferencia antes de la codificación puede dar lugar a la
generación de elementos de frecuencia adicionales en la señal de
audio que va a codificarse, lo que reduce la eficiencia de la
codificación paramétrica. La aplicación directa del principio de
codificación estéreo de intensidad en un esquema de codificación
paramétrica resultaría en una parte de baja frecuencia con canales
codificados independientemente y una parte de alta frecuencia que
incluye únicamente la envolvente de energía de los canales derecho
e izquierdo.
Según un primer aspecto de la invención, se
determinan frecuencias comunes en los al menos dos canales de la
señal de audio, frecuencias comunes que ocurren en al menos dos de
los al menos dos canales, y elementos sinusoidales respectivos en
canales respectivos en una frecuencia común dada se representan
mediante una representación de la frecuencia común dada, y una
representación de las amplitudes respectivas de los elementos
sinusoidales respectivos en la frecuencia común dada. Este aspecto
se basa en la observación de que una frecuencia dada generada por
una fuente dada tiene una alta probabilidad para tener un elemento
en cada uno de los canales. Estos elementos de señales tendrán su
frecuencia en común. Esto es cierto porque las transformaciones de
señales que pueden ocurrir en la transmisión desde la fuente de
sonido mediante equipos de grabación hasta el oyente normalmente no
afectarán a los elementos de frecuencia de manera diferencial en
varios o en todos los canales. Por tanto, pueden representarse
elementos comunes en los varios canales de señal mediante una
frecuencia única, común. Las amplitudes (y fases) respectivas de
los elementos respectivos en los canales respectivos pueden ser
diferentes. Por tanto, al codificar los sinusoides con una
frecuencia común y una representación de las amplitudes
respectivas, se consigue una codificación de compresión eficiente de
la señal de audio; sólo se necesita un parámetro para codificar una
frecuencia común dada (que ocurre en varios canales). Además, tal
parametrización se aplica ventajosamente con un modelo psicoacústico
adecuado.
Una vez que se ha encontrado una frecuencia
común, pueden representarse los otros parámetros que describen los
elementos en cada canal respectivo. Por ejemplo, para una señal
estéreo que está representada con elementos sinusoidales, pueden
codificarse la media y la diferencia de las amplitudes (y
opcionalmente las respectivas fases). En una realización adicional
se codifica la mayor amplitud en el flujo de audio codificado junto
con una amplitud de diferencia, en la que el signo de la amplitud
de diferencia puede determinar el canal dominante para esta
frecuencia.
Ya que es probable que exista cierto grado de
correlación entre los canales izquierdo y derecho, puede usarse una
codificación de entropía de los parámetros sinusoidales que
resultaría en una codificación más eficiente de la señal estéreo.
Además, puede eliminarse la información irrelevante dentro de la
representación de elementos comunes, por ejemplo, las diferencias
interaurales de fase en altas frecuencias son inaudibles y pueden
ajustarse a cero.
Es posible codificar cualquier frecuencia que
ocurre en los canales como una frecuencia común. Si una frecuencia
que ocurre en un canal no ocurre en otro canal, la representación de
la amplitud debe codificarse entonces de modo que resulte en una
amplitud cero para el canal en el que no ocurre la frecuencia.
Pueden representarse también frecuencias no
comunes como sinusoides independientes en los canales respectivos.
Las frecuencias no comunes pueden codificarse en un bloque de
parámetros independiente. Es posible además producir un primer
bloque de parámetros que incluya frecuencias comunes que son comunes
a todos los canales, un segundo bloque de parámetros que incluye
frecuencias que son comunas a un subconjunto (predeterminado) de
todos los canales, un tercer bloque de parámetros que incluye
frecuencias que son comunes a un subconjunto (predeterminado)
adicional de todos los canales, y así hasta un último bloque de
parámetros que incluye las frecuencias que ocurren en un único
canal y que se codifican de manera independiente.
Una frecuencia común puede representarse como un
valor de frecuencia absoluto, pero también como una frecuencia que
cambia con el tiempo, por ejemplo, una primera derivada
\partialf/\partialt. Además, las frecuencias comunes pueden
codificarse diferencialmente con relación a otras frecuencias
comunes.
Las frecuencias comunes pueden encontrarse
estimando las frecuencias considerando dos o más canales al mismo
tiempo.
En una primera realización se determinan las
frecuencias de manera independiente para los canales respectivos,
seguido de una etapa de comparación para determinar las frecuencias
comunes. La determinación de las frecuencias que ocurren en los
canales respectivos puede realizarse mediante un logaritmo
matching-pursuit convencional (véase por ejemplo
S.G. Mallat y Z. Zhang, "Matching pursuits with
time-frequency dictionaries", IEEE trans. on
Signal Processing, Vol. 41, Nº 12, págs 3397-3415) o
ajuste de amplitud de picos (véase por ejemplo R. McAulay y T.
Quatieri, "Speech Analysis/Synthesis Based on a Sinusoidal
Representation", IEEE Trans. ASSP, Vol. 34, Nº 4, págs.
744-754, Agosto 1986).
En una segunda realización para determinar las
frecuencias comunes se utiliza un algoritmo matching pursuit
combinado. Por ejemplo, se combinan representaciones respectivas de
potencia o energía de los al menos dos canales para obtener una
representación común. Se determinan entonces las frecuencias comunes
basándose en la representación común. Preferiblemente, se añaden
los espectros de potencia de los al menos dos canales para obtener
un espectro de potencia común. Se usa un logaritmo matching pursuit
convencional para determinar las frecuencias en este espectro de
adición. Las frecuencias que se encuentran en este espectro de
potencia añadido se determinan como frecuencias comunes.
En una tercera realización para determinar las
frecuencias comunes, se usa el ajuste de amplitud de picos en los
espectros de potencia de adición. Las frecuencias de los máximos que
se encuentran en este espectro de potencia común pueden usarse como
las frecuencias comunes. También podrían añadirse espectros de
potencia logarítmica en lugar de espectros de potencia lineal.
Preferiblemente, se codifica también la fase de
los elementos respectivos de la frecuencia común. Pueden incluirse
en la señal audio codificada una fase común, que puede ser la fase
promedio de las fases en los canales o la fase del canal con la
mayor amplitud y una fase de diferencia (intercanal).
Ventajosamente, la fase de diferencia sólo se codifica hasta una
frecuencia umbral dada (por ejemplo 1,5 kHz o 2 kHz). Para
frecuencias superiores a este umbral no se codifica ninguna fase de
diferencia. Esto es posible sin reducir la calidad de manera
significativa, porque la sensibilidad humana para las diferencias
interaurales de fase es baja para frecuencias superiores a este
umbral. Por tanto, un parámetro de fase de diferencia no es
necesario para frecuencias superiores al umbral dado. Al
decodificar puede asumirse que el parámetro de fase delta sea cero
para frecuencias superiores al umbral. El decodificador se dispone
para recibir tales señales. Por encima de la frecuencia umbral el
decodificador no espera ningún código para las fases de diferencia.
Dado que las fases de diferencia en la realización práctica no
están dotadas de un identificador, es importante que el
decodificador sepa cuando esperar fases de diferencia y cuando no.
Además, ya que el oído humano es menos sensible a grandes
diferencias de intensidad interaural, las amplitudes delta que son
mayores que cierto umbral, por ejemplo, 10 dB, pueden asumirse
infinitas. Por consiguiente, tampoco en este caso deben codificarse
las diferencias interaurales de fase.
Las frecuencias en canales diferentes que
difieran menos que un umbral dado pueden representarse mediante una
frecuencia común. En este caso se supone que las frecuencias que
difieren se originan a partir de la misma frecuencia fuente. En las
realizaciones prácticas el umbral está relacionado con la exactitud
del algoritmo "matching pursuit" o de ajuste de amplitud de
picos.
En las realizaciones prácticas, la
parametrización según la invención se emplea en base a tramas.
La invención puede aplicarse a cualquier señal de
audio, incluyendo señales de voz.
Estos y otros aspectos de la invención serán
obvios a partir de lo que se comprenderá con referencia a los
dibujos adjuntos.
En los dibujos:
la figura 1 muestra un codificador según una
realización de la invención;
la figura 2 muestra una posible implementación
del codificador de la figura 1;
la figura 3 muestra una implementación
alternativa del codificador de la figura 1, y
la figura 4 muestra un sistema según una
realización de la invención.
Los dibujos únicamente muestran aquellos
elementos que son necesarios para comprender las realizaciones de la
invención.
La figura 1 muestra un codificador 11 según una
realización de la invención. Una señal de audio multicanal se
introduce en el codificador. En esta realización la señal de audio
multicanal es una señal de audio estéreo que tiene un canal
izquierdo I y un canal derecho D. El codificador 11 tiene dos
entradas: una entrada para la señal del canal izquierdo I y otra
entrada para la señal del canal derecho D. Alternativamente, el
codificador tiene una entrada para ambos canales I y D que se
proporcionan en ese caso en forma multiplexada al codificador 11.
El codificador 11 extrae sinusoides de ambos canales y determina las
frecuencias comunes f_{com}. El resultado del proceso de
codificación realizado en el codificador 11 es una señal de audio
codificada. La señal de audio codificada incluye las frecuencias
comunes f_{com} y por cada frecuencia común f_{com} una
representación de las amplitudes respectivas en los canales
respectivos, por ejemplo en forma de una amplitud A máxima o
promedio y una amplitud \DeltaA de diferencia (delta).
En lo siguiente se describe cómo pueden
determinarse las frecuencias comunes, una primera realización que
usa un matching pursuit y una segunda realización que usa un ajuste
de amplitud de picos.
Este método es una extensión de los algoritmos de
matching pursuit existentes. Los matching pursuit son bien
conocidos en la técnica. Un matching pursuit es un algoritmo
iterativo. Proyecta la señal sobre un elemento de un diccionario de
correspondencias escogido a partir de un diccionario redundante de
formas de onda de tiempo-frecuencia. La proyección
se resta de la señal para ser aproximada en la siguiente iteración.
De este modo, en los algoritmos de matching pursuit existentes la
parametrización es realizada determinando por iteraciones un pico
del espectro de potencia "proyectado" de una trama de la señal
de audio, obteniendo la amplitud óptima y la fase que corresponden
a la frecuencia del pico y extrayendo el sinusoide correspondiente
de la trama que se está analizando. Este proceso se repite de
manera iterativa hasta que se obtiene una parametrización
satisfactoria de la señal de audio. Para obtener frecuencias comunes
en una señal de audio multicanal, se suman los espectros de
potencia de los canales izquierdo y derecho y se determinan los
picos de este espectro de potencia de adición. Se usan estas
frecuencias de picos para determinar las amplitudes óptimas y
opcionalmente las fases de los canales izquierdo y derecho (o
más).
El algoritmo de matching pursuit multicanal según
una realización práctica de la invención comprende la etapa de
separar la señal multicanal en tramas solapadas de corta duración
(por ejemplo 10 ms) y aplicar de manera iterativa las siguientes
etapas sobre cada una de las tramas hasta que se alcance un criterio
de parada:
1. Se calculan los espectros de potencia de cada
uno de los canales de la trama multicanal
2. Se suman los espectros de potencia para
obtener un espectro de potencia común
3. Se determina la frecuencia a la que el
espectro de potencia común "proyectado" es máximo
4. Se determinan, para la frecuencia determinada
en la etapa 3, la amplitud y la fase de las sinusoides que mejor se
ajustan y se almacenan todos estos parámetros. Se codifican estos
parámetros usando las frecuencias comunes en combinación con una
representación de las amplitudes respectivas, aprovechando por tanto
las correlaciones e irrelevancias de canales cruzados.
5. Se restan las sinusoides de las
correspondientes tramas multicanal actuales para obtener una señal
residual actualizada que sirve como la siguiente trama multicanal
en la etapa 1.
Alternativamente puede usarse ajuste de amplitud
de picos, incluyendo por ejemplo las etapas siguientes:
1. Se calculan los espectros de potencia de cada
uno de los canales de la trama multicanal
2. Se suman los espectros de potencia para
obtener un espectro de potencia común
3. Se determinan las frecuencias correspondientes
a todos los picos que quedan dentro del espectro de potencia
4. Se obtienen, para estas frecuencias
determinadas, las mejores amplitudes y las mejores fases.
La figura 2 muestra una posible implementación
del codificador de la figura 1, que usa un espectro (de adición) de
potencia común de los canales para determinar las frecuencias
comunes. En la unidad 110 de cálculo se realiza un proceso de
matching pursuit o un proceso de ajuste de amplitud de picos tal
como se describió anteriormente usando un espectro de potencia
común obtenido de los canales I y D. Las frecuencias f_{com}
comunes determinadas se proporcionan a la unidad 111 de
codificación. Esta unidad de codificación determina las amplitudes
respectivas de las sinusoides (y preferiblemente las fases) en los
diferentes canales a una frecuencia común dada.
Alternativamente, los canales respectivos se
codifican de manera independiente para obtener un conjunto de
sinusoides parametrizados para cada canal. Estos parámetros se
verifican posteriormente para frecuencias comunes. Tal realización
se muestra en la figura 3. La figura 3 muestra una implementación
alternativa del codificador 11 de la figura 1. En esta
implementación el codificador 11 comprende dos codificadores 112 y
113 paramétricos independientes. Los parámetros f_{I}, A_{L} y
f_{D}, A_{D} obtenidos en estos codificadores independientes se
proporcionan a una unidad 114 de codificación adicional que
determina las frecuencias f_{com} comunes en estas dos señales
parametrizadas.
Suponiendo que una señal de audio estéreo viene
dada con las siguientes características:
| canal | f(Hz) | A(dB) | f(Hz) | A(dB) | f(Hz) | A(dB) | f(Hz) | A(dB) | f(Hz) | A(dB) |
| I | 50 | 30 | 100 | 50 | 250 | 40 | - | - | 500 | 40 |
| D | 50 | 20 | 100 | 60 | - | - | 200 | 30 | 500 | 35 |
En la práctica, en este caso la diferencia de
amplitud entre los canales es de +15 dB o -15 dB en una frecuencia
dada, se considera que esta frecuencia ocurre únicamente en el canal
dominante.
La siguiente parametrización puede usarse para
codificar la señal de estéreo ejemplar independientemente.
- I(f,A) = (50, 30), (100, 50), (250, 40), (500, 40)
- D(f,A) = (50, 20), (100, 60), (200, 30), (500, 35)
Esta parametrización requiere 16 parámetros.
Las frecuencias comunes son 50 Hz, 100 Hz y 500
Hz. Para codificar esta señal:
- (f_{com}, A_{max}, \DeltaA) = (50, 30, 10), (100, 60, -10), (500, 40, 5)
- (f_{no-com}, A) = (200, -30), (250, 40)
La codificación de la señal de audio estéreo
usando frecuencias comunes y no comunes requiere 13 parámetros en
este ejemplo. En comparación con la señal multicanal codificada
independientemente, el uso de frecuencias comunes reduce el número
de parámetros de codificación. Además, los valores para la amplitud
delta son menores que para las amplitudes absolutas tal como vienen
dadas en la señal multicanal codificada independientemente. Esto
reduce adicionalmente la frecuencia de bits.
La señal en la amplitud delta \DeltaA determina
el canal dominante (entre dos señales). En el ejemplo anterior, una
amplitud positiva significa que el canal izquierdo es dominante. El
signo puede usarse también en la representación de la frecuencia no
común para indicar para qué señal es válida la frecuencia. Aquí se
usa la misma convención: el positivo es izquierdo (dominante).
Alternativamente es posible proporcionar una amplitud promedio en
combinación con una amplitud de diferencia, o consistentemente la
amplitud de un canal dado con una amplitud de diferencia con
relación al otro canal.
En lugar de usar el signo en la amplitud delta
\DeltaA para determinar el canal dominante, también es posible
usar un bit en el flujo de bits para indicar el canal dominante.
Esto requiere 1 bit, tal como puede ser el caso también para el bit
de signo. Este bit está incluido en el flujo de bits y se usa en el
decodificador. En el caso de que se codifique una señal de audio
con más de dos canales, se necesita más de 1 bit para indicar el
canal dominante. Esta implementación es sencilla.
Cuando se usa únicamente una representación
basada en frecuencias comunes, las frecuencias no comunes se
codifican de modo que la amplitud de la frecuencia común en el
canal en el que no ocurre ninguna sinusoide en esa frecuencia sea
cero. En la práctica, puede usarse un valor de por ejemplo +15 dB o
-15 dB para la amplitud delta para indicar que no hay ninguna
sinusoide de la frecuencia actual en el canal dado. El signo en la
amplitud delta \DeltaA determina el canal dominante (entre dos
señales). En este ejemplo, una amplitud positiva significa que es
dominante el canal izquierdo.
- (f_{com}, A, \DeltaA) = (50, 30, 10), (100, 60, -10), (200, 30, -15), (250, 40, 15), (500, 40, 5)
Esta parametrización requiere 15 parámetros. Para
este ejemplo, el uso únicamente de frecuencias comunes es menos
ventajoso que el uso de frecuencias comunes y no comunes.
- (F_{av}, \DeltaF, A_{av}, \DeltaA) = (50, 0, 25, 5), (100, 0, 55, -5), (225, 25, 35, 5), (500, 0, 30, 10)
Esta parametrización requiere 16 parámetros.
Esta es una codificación alternativa en la que se
representan los elementos sinusoidales en la señal mediante
frecuencias promedio y amplitudes promedio. Está claro que también
comparado con esta estrategia de codificación, es ventajoso el uso
de frecuencias comunes. Se hace notar que el uso de las frecuencias
promedio y de las amplitudes promedio puede verse como una
invención separada fuera del alcance de la presente aplicación.
Se hace notar que no es estrictamente el número
de parámetros sino más bien la suma del número de bits por
parámetro que es importante para la frecuencia de bits del flujo de
audio codificado que se obtiene como resultado. En este respecto,
la codificación diferencial normalmente proporciona una reducción
del flujo de bits para elementos de señal correlacionados.
La representación con un parámetro de frecuencia
común y amplitudes respectivas (y opcionalmente fases respectivas)
puede verse como una representación mono, captada en la frecuencia
común, la amplitud máxima o promedio, la fase de la amplitud máxima
o promedio (opcional) de los parámetros y una extensión multicanal
captada en los parámetros amplitud delta y fase delta (opcional).
Los parámetros mono pueden tratarse como parámetros estándar que
pueden obtenerse en un codificador mono sinusoidal. Por tanto, estos
parámetros mono pueden usarse para crear enlaces entre sinusoides
en las tramas subsiguientes, para codificar parámetros
diferencialmente según estos enlaces y para realizar una
continuación de fase. Los parámetros adicionales multicanal pueden
codificarse según las estrategias mencionadas anteriormente que
aprovechan adicionalmente las propiedades de audición
estereofónicas. Los parámetros delta (amplitud delta y fase delta)
pueden también codificarse diferencialmente basándose en los
enlaces que se han hecho en base a los parámetros mono. Además, para
proporcionar un flujo de bits escalable, pueden incluirse los
parámetros mono en una capa base, mientras que los parámetros
multicanal están incluidos en una capa de refuerzo.
En el ajuste de los componentes mono, la función
de coste (o medida de similitud) es una combinación del coste para
la frecuencia, el coste para la amplitud y (opcionalmente) el coste
para la fase. Para los elementos estéreo, la función de coste puede
ser una combinación del coste para la frecuencia común, el coste
para la amplitud promedio o máxima, el coste para la fase, el coste
para la amplitud delta y el coste para la fase delta.
Alternativamente, puede utilizarse para la función de coste para los
elementos estéreo: la frecuencia común, las amplitudes respectivas
y las fases respectivas.
Ventajosamente, la parametrización sinusoidal
usando una frecuencia común y una representación de las amplitudes
respectivas de esa frecuencia en los canales respectivos se combina
con una parametrización mono transitoria tal como se da a conocer
en el documento WO 10/69593-A1. Esto puede
combinarse adicionalmente con una representación mono para el ruido
tal como la que se describe en el documento WO 01/88904.
Aunque la mayoría de las realizaciones descritas
anteriormente están relacionadas con las señales de audio de dos
canales, la extensión a tres o más canales es sencilla.
La adición de un canal adicional a una señal de
audio ya codificada puede realizarse ventajosamente de la siguiente
manera: basta identificar en la señal de audio codificada una
representación de las amplitudes de las frecuencias comunes
presentes en el canal extra y una representación de las frecuencias
no comunes. Puede incluirse también opcionalmente información de
fase en la señal de audio codificada.
En una realización práctica, la amplitud promedio
o máxima y la fase promedio de la mayor amplitud en una frecuencia
común se cuantifican de manera similar a la cuantificación
respectiva de la amplitud delta y la fase delta en la frecuencia
común para el(los) otro(s) canal(es). Los
valores prácticos para la cuantificación son:
| frecuencia común | resolución de 0,5% | |
| amplitud, amplitud delta | resolución de 1 dB | |
| fase, fase delta | resolución de 0,25 rad |
La codificación de audio multicanal propuesta
proporciona una reducción del flujo de bits cuando se compara con
la codificación de los canales por separado.
La figura 4 muestra un sistema según una
realización de la invención. El sistema comprende un aparato 1 para
transmitir o almacenar una señal de audio codificada [S]. El aparato
1 comprende una unidad 10 de entrada para recibir una señal S de
audio de al menos dos canales. La unidad 10 de entrada puede ser una
antena, micrófono, conexión de red, etc. El aparato 1 comprende
adicionalmente el codificador 11, tal como se muestra en la figura
1 para codificar la señal S de audio para obtener una señal de audio
codificada con una parametrización según la presente invención, por
ejemplo (f_{com}, A_{av}, \DeltaA) o (f_{com}, A_{max},
\DeltaA). Se proporciona la parametrización de la señal de audio
codificada a una unidad 12 de salida que transforma la señal de
audio codificada en un formato [S] adecuado para la transmisión o
almacenamiento mediante un medio de transmisión o un medio de
almacenamiento 2. El sistema comprende adicionalmente un receptor o
aparato 3 reproductor que recibe la señal [S] de audio codificada
en una unidad 30 de entrada. La unidad 30 de entrada extrae de la
señal [S] de audio codificada los parámetros (f_{com}, A_{av},
\DeltaA) o (f_{com}, A_{max}, \DeltaA). Estos parámetros se
proporcionan a un decodificador 31 que sintetiza una señal de audio
decodificada basada en los parámetros recibidos generando las
frecuencias comunes que tienen las amplitudes respectivas para
obtener los dos canales I y D de la señal S' de audio decodificada.
Los dos canales I y D se proporcionan a una unidad 32 de salida que
proporciona la señal S' de audio decodificada. La unidad 32 de
salida puede ser una unidad de reproducción tal como un altavoz
para reproducir la señal S' de audio decodificada. La unidad 32 de
salida puede ser también un transmisor para transmitir
adicionalmente la señal S' de audio decodificada, por ejemplo, a
través de una red doméstica, etc.
Debe observarse que las realizaciones mencionadas
anteriormente ilustran más que limitan la invención, y que los
expertos en la técnica serán capaces de diseñar muchas realizaciones
alternativas sin alejarse del alcance de las reivindicaciones
adjuntas. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia
colocado entre paréntesis no se entenderá como limitando la
reivindicación. La palabra "comprende" no excluye la presencia
de otros elementos o etapas que los que se enumeran en una
reivindicación. La invención puede implementarse mediante equipos
físicos que comprendan varios elementos definidos, y mediante un
ordenador programado adecuadamente. En una reivindicación de
dispositivo que enumera varios medios, varios de estos medios pueden
estar realizados en un único elemento de equipo físico. El mero
hecho de que ciertas medidas se citen en reivindicaciones
dependientes diferentes no indica que no pueda usarse
ventajosamente una combinación de estas medidas.
Claims (25)
1. Método para codificar (11) una señal (I, D) de
audio de al menos dos canales, comprendiendo dicho método:
determinar (110) frecuencias comunes (f_{com})
en los al menos dos canales (I, D) de la señal de audio,
frecuencias comunes que ocurren en al menos dos de los al menos dos
canales de la señal de audio, y
representar (111) elementos sinusoides
respectivos en los respectivos canales en una frecuencia común dada
mediante una representación de la frecuencia (f_{com}) común dada
y una representación de las amplitudes (A, \DeltaA) respectivas
de los elementos sinusoidales respectivos en la frecuencia común
dada.
2. Método de codificación según la
reivindicación 1, en el que la representación de las amplitudes (A,
\DeltaA) respectivas comprende una amplitud (A) promedio y una
amplitud (\DeltaA) de diferencia.
3. Método de codificación según la
reivindicación 1, en el que la representación de las amplitudes (A,
\DeltaA) respectivas comprende una amplitud (A) máxima y una
amplitud (\DeltaA) de diferencia.
4. Método de codificación según la
reivindicación 1, en el que las frecuencias no comunes se codifican
como frecuencias comunes, en las que la representación de la
amplitud incluye una indicación para indicar el al menos un canal
en el que no ocurre la frecuencia.
5. Método de codificación según la
reivindicación 1, en el que además de las frecuencias comunes, se
codifican independientemente las frecuencias no comunes.
6. Método según la reivindicación 5,
en el que las frecuencias no comunes se agrupan en el flujo de
audio codificado en un bloque separado.
7. Método según la reivindicación 6,
en el que las frecuencias comunes se agrupan y se incluyen en la
señal de audio codificada antes del bloque de frecuencias no
comunes.
8. Método según la reivindicación 6,
en el que los parámetros de los elementos sinusoidales en las
frecuencias comunes se incluyen en una capa base y los parámetros de
las sinusoides en las frecuencias no comunes se incluyen en una
capa de refuerzo.
9. Método según la reivindicación 1,
en el que el método comprende la etapa de combinar representaciones
de potencia o de energía respectivas de los al menos dos canales
para obtener una representación común y en el que la etapa de
determinar las frecuencias comunes se realiza basándose en la
representación común.
10. Método según la reivindicación 9, en
el que la etapa de combinación incluye añadir espectros de potencia
de los al menos dos canales y en el que la representación común es
un espectro de potencia común.
11. Método según la reivindicación 1, en
el que los parámetros de frecuencia y amplitud se incluyen en una
capa base y la amplitud delta se incluye en una capa de
refuerzo.
12. Método según la reivindicación 1, en
el que se determinan respectivas fases de los sinusoides respectivos
en la frecuencia común dada y en el que se incluye una
representación de las fases respectivas en la señal de audio
codificada.
13. Método según la reivindicación 12, en
el que la representación de las fases respectivas incluye una fase
promedio y una fase de diferencia.
14. Método según la reivindicación 12, en
el que la representación de las fases respectivas incluye una fase
del canal con una amplitud máxima, y una fase de diferencia.
15. Método según la reivindicación 12, en
el que la representación de las fases respectivas sólo se incluye
en la señal para los sinusoides que tienen una frecuencia hasta
cierta frecuencia umbral.
16. Método según la reivindicación 15, en
el que la frecuencia umbral dada es alrededor de 2 kHz.
17. Método según la reivindicación 12, en
el que la representación de las fases respectivas sólo se incluye
en la señal para los sinusoides que tengan una diferencia de
amplitud con al menos uno de los otros canales hasta cierto umbral
de amplitud.
18. Método según la reivindicación 17, en
el que el umbral de amplitud dado es de 10 dB.
19. Codificador (11) para codificar una
señal (I, D) de audio de al menos dos canales, comprendiendo dicho
codificador:
medios (110) para determinar frecuencias
(f_{com})comunes en los al menos dos canales (I, D) de la
señal de audio, frecuencias comunes que ocurren en al menos dos de
los al menos dos canales de la señal de audio
medios (111) para representar elementos
sinusoidales respectivos en canales respectivos en una frecuencia
común dada mediante una representación de la frecuencia (f_{com})
común dada y una representación de las amplitudes (A, \DeltaA)
respectivas de los elementos sinusoidales respectivos en la
frecuencia común dada.
20. Aparato (1) para transmitir o grabar,
comprendiendo dicho aparato
una unidad (10) de entrada para recibir una señal
(S) de audio de al menos dos canales (I, D),
un codificador (11) según la reivindicación 19
para codificar la señal (S) de audio para obtener una señal ([S])
de audio codificada, y
una unidad de salida para proporcionar la señal
([S]) de audio codificada.
21. Señal ([S]) de audio codificada que
representa una señal (I, D) de audio de al menos dos canales que
comprende:
representaciones de frecuencias (f_{com})
comunes, frecuencias comunes que representan frecuencias que ocurren
en al menos dos de los al menos dos canales de la señal [S] de
audio, y
para una frecuencia (f_{com}) común dada, una
representación de amplitudes (A, \DeltaA) respectivas que
representa elementos sinusoidales respectivos en canales respectivos
en la frecuencia común dada.
22. Medio (2) de almacenamiento que tiene
almacenado en el mismo una señal según la reivindicación 21.
23. Método para decodificar (31) una señal
([S]) de audio codificada, comprendiendo dicho método:
recibir (31) la señal ([S]) de audio codificada
que representa una señal (I, D) de audio de al menos dos canales,
comprendiendo la señal de audio codificada representaciones de
frecuencias (f_{com}) comunes, frecuencias comunes que
representan frecuencias que ocurren en al menos dos de los al menos
dos canales de la señal [S] de audio, y para una frecuencia
(f_{com}) común dada, una representación de amplitudes (A,
\DeltaA) respectivas que representan elementos sinusoidales
respectivos en canales respectivos en la frecuencia común dada,
y
generar (31) las frecuencias comunes en las
amplitudes respectivas en los al menos dos canales (I, D) para
obtener una señal (S') de audio decodificada.
24. Decodificador (31) para decodificar
una señal ([S]) de audio codificada, comprendiendo dicho
decodificador:
medios (31) para recibir la señal ([S]) de audio
codificada que representan una señal (I, D) de audio de al menos
dos canales, comprendiendo la señal de audio codificada
representaciones de frecuencias (f_{com}) comunes, frecuencias
comunes que representan frecuencias que ocurren en al menos dos de
los al menos dos canales de la señal [S] de audio, y para una
frecuencia (f_{com}) común dada, una representación de amplitudes
(A, \DeltaA) respectivas que representan elementos sinusoidales
respectivos en canales respectivos en la frecuencia común dada,
y
medios (31) para generar las frecuencias comunes
en las amplitudes respectivas en los al menos dos canales (I, D)
para obtener una señal (S') de audio decodificada.
25. Receptor o aparato (3) reproductor,
comprendiendo el aparato:
una unidad (30) de entrada para recibir una señal
([S]) de audio codificada,
un decodificador (31) según la reivindicación 24
para decodificar la señal ([S]) de audio codificada para obtener
una señal (S') de audio decodificada, y
una unidad (32) de salida para proporcionar la
señal (S') de audio decodificada.
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