ES2344145T3 - Codificacion estereofonica parametrica eficaz y ampliable para aplicaciones de baja velocidad de transferencia de bits. - Google Patents

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Abstract

Método para codificar una envolvente espectral de potencia de una señal de audio estereofónica o de una señal de audio multicanal que tiene dos canales, teniendo los dos canales un conjunto de bandas de frecuencia, que comprende: calcular un parámetro de equilibrio de la señal de audio estereofónica o de los dos canales para cada banda de frecuencia y un parámetro de nivel que representa la potencia total de los dos canales para cada banda de frecuencia.

Description

Codificación estereofónica paramétrica eficaz y ampliable para aplicaciones de baja velocidad de transferencia de bits.
La presente invención se refiere a sistemas de codificación de fuentes de audio con baja velocidad de transferencia de bits. Se introducen diversas representaciones paramétricas de propiedades estereofónicas de una señal de entrada y se explica la aplicación de las mismas en el lado del decodificador, abarcando desde codificación pseudo estereofónica a codificación estereofónica total de envolventes espectrales, siendo la última de éstas especialmente adecuada para codificadores-decodificadores basados en HFR.
Las técnicas de codificación de fuentes de audio pueden dividirse en dos clases: codificación de audio natural y codificación de voz. A las velocidades de transferencia de bits medias a altas, la codificación de audio natural se utiliza normalmente para señales de música y voz, y es posible la transmisión y reproducción estereofónica. En aplicaciones en las que sólo se dispone de bajas velocidades de transferencia de bits, por ejemplo, en transmisiones de audio por Internet dirigidas a usuarios con conexiones telefónicas por módem lentas, o en los sistemas radiodifusión digital AM emergentes, es inevitable la codificación monofónica del material del programa de audio. Sin embargo, todavía puede desearse una sensación estereofónica, en particular, cuando se escucha con auriculares, en cuyo caso se percibe una señal monofónica pura como si proviniese de "dentro de la cabeza", lo cual puede resultar una experiencia desagradable.
Un enfoque para tratar este problema es sintetizar una señal estereofónica en el lado del decodificador a partir de una señal monofónica pura recibida. A través de los años se han propuesto varios generadores "pseudo estereofónicos" diferentes. Por ejemplo, en la patente estadounidense 5.883.962 se describe la mejora de señales monofónicas por medio de la adición de versiones desfasadas/retardadas de una señal a la señal sin procesar, creando con ello una ilusión estereofónica. Con ello, la señal procesada se añade a la señal original para cada una de las dos salidas a niveles iguales pero con signos opuestos, garantizando que las señales de mejora se cancelen si los dos canales se añaden posteriormente a la trayectoria de la señal. En el documento PCT WO 98/57436 se muestra un sistema similar, aunque sin la compatibilidad monofónica anterior de la señal mejorada. Los métodos de la técnica anterior tienen en común que se aplican como procesos únicamente posteriores. En otras palabras, no se facilita al decodificador información alguna acerca del grado de amplitud estereofónica, dejando a un lado la posición en la etapa de sonido estereofónica. De esta manera, la señal pseudo estereofónica puede asemejarse o no al carácter estereofónico de la señal original. Una situación particular en la que los sistemas de la técnica anterior resultan deficientes es cuando la señal original es una señal monofónica pura, lo cual es a menudo el caso en las grabaciones de voz. Esta señal monofónica se convierte a ciegas en una señal estereofónica sintética en el decodificador, lo cual en el caso de la voz origina artefactos perturbadores y puede reducir la claridad y la inteligibilidad de la voz. El documento J. Herre et al. "Intensity Stereo Coding", preimpresión n.º 3799 presentada en la AES Convention, 26 de febrero de 1994, da a conocer un método de codificación de audio para una fuente estereofónica que implica la determinación del parámetro direccional a partir del cual pueden obtenerse factores de escala de una banda de frecuencia dada en cada canal. Este documento no indica cómo puede reconstruirse una señal codificada de banda limitada en una señal de audio estereofónica decodificada de banda más amplia.
Otros sistemas de la técnica anterior dirigidos a la transmisión estereofónica real a bajas velocidades de transferencia de bits emplean normalmente un esquema de codificación de sumas y restas. De esta manera, las señales originales izquierda (L) y derecha (R) se convierten en una señal de suma, S = (L+R)/2, y una señal de resta, D = (L-R)/2, y seguidamente se codifican y tramiten. El receptor decodifica las señales S y D, recreándose la señal L/R original a través de las operaciones L = S + D, y R = S - D. La ventaja de esto es que con gran frecuencia se encuentra una redundancia entre L y R, siendo menos la información en D que debe codificarse, requiriendo menos bits, que en S. Claramente, el caso extremo es una señal monofónica pura, es decir, L y R son idénticas. Un codificador-decodificador L/R convencional codifica esta señal monofónica dos veces, mientras que un codificador-decodificador S/D detecta esta redundancia, y la señal D no requiere (de forma ideal) ningún bit en absoluto. Otro extremo lo representa la situación en la que R = -L, correspondiente a señales "fuera de fase". Ahora, la señal S es cero, mientras que la señal D computa para L. Nuevamente, el esquema S/D tiene una clara ventaja respecto a la codificación L/R estándar. Sin embargo, considérese la situación en la que, por ejemplo, R = 0 durante una transición, lo cual no era poco frecuente en los primeros tiempos de las grabaciones estereofónicas. S y D son iguales a L/2, y el esquema S/D no ofrece ninguna ventaja. Por el contrario, la codificación L/R trata esto muy bien: la señal R no requiere ningún bit. Por esta razón, los codificadores-decodificadores de la técnica anterior emplean conmutación adaptativa entre estos dos esquemas de codificación, dependiendo de qué método es más beneficioso para usarlo en un momento dado. Los ejemplos anteriores son meramente teóricos (excepto en el caso monofónico dual, que es común en los programas de sólo voz). De esta manera, el material de los programas estereofónicos del mundo real contiene importantes cantidades de información estereofónica, e incluso si se lleva a cabo la conmutación anterior, la velocidad de transferencia de bits resultante a menudo es aún demasiado alta para muchas aplicaciones. Además, tal como puede observarse de las relaciones de resintetización anteriores, no es factible una cuantificación muy poco precisa de la señal D en un intento de reducir adicionalmente la velocidad de transferencia de bits dado que los errores de cuantificación se traducen en errores de nivel que no pueden descuidarse en las señales L y R.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un concepto mejorado para codificar una envolvente espectral de potencia o decodificar una corriente de bits codificada.
Este objeto se alcanza mediante un método de codificación según la reivindicación 1, un aparato de codificación según la reivindicación 11, un decodificador según la reivindicación 19 o un método de decodificación de una corriente de bits codificada según la reivindicación 24. En realizaciones, se utiliza una detección de propiedades estereofónicas de señales antes de la codificación y transmisión. En la forma más simple, un detector mide la cantidad de perspectiva estereofónica que se presenta en la señal estereofónica de entrada. Esta cantidad se transmite entonces como un parámetro de amplitud estereofónica, junto con una suma monofónica codificada de la señal original. El receptor decodifica la señal monofónica y aplica la cantidad adecuada de amplitud estereofónica empleando un generador pseudo estereofónico que se controla mediante dicho parámetro. Como un caso especial, una señal de entrada monofónica se señaliza como amplitud estereofónica cero y, de forma correspondiente, no se aplica síntesis estereofónica en el decodificador. Según la invención, pueden obtenerse medidas útiles de la amplitud estereofónica, por ejemplo, a partir de la señal diferencial o de la correlación cruzada del canal izquierdo y derecho original. El valor de estos cálculos puede representarse en un pequeño número de estados que se transmiten a una velocidad fija adecuada en el tiempo, o sobre una base de acuerdo con la necesidad. La invención también enseña cómo filtrar los componentes estereofónicos sintetizados para reducir el riesgo de desenmascarar artefactos de codificación que normalmente están asociados con señales de codificación de baja velocidad de transferencia de bits.
De forma alternativa, el equilibrio estereofónico global o localización en el campo estereofónico se detecta en el codificador. Esta información, opcionalmente junto con el parámetro de amplitud anterior, se transmite eficazmente como un parámetro de equilibrio, junto con la señal monofónica codificada. De esta manera, los desplazamientos a cualquier lado de la etapa de sonido pueden recrearse en el decodificador alterando de forma correspondiente las ganancias de los dos canales de salida. Este parámetro de equilibrio-estereofónico pude obtenerse del cociente de las potencias de señales izquierda y derecha. La transmisión de los dos tipos de parámetros requiere muy pocos bits, en comparación con la codificación estereofónica completa, con lo cual se mantiene reducida la demanda total de velocidad de transferencia de bits. En una versión más elaborada de la invención, que ofrece una descripción estereofónica paramétrica más precisa, se utilizan varios parámetros de equilibrio y amplitud estereofónica, representando cada uno bandas de frecuencia independientes.
El parámetro de equilibrio, generalizado a una operación por banda de frecuencia, junto con una operación por banda correspondiente de un parámetro de nivel, calculado como la suma de las potencias de señal izquierda y derecha, permite una nueva representación, detallada de forma arbitraria, de la densidad espectral de potencia de una señal estereofónica. Un beneficio particular de esta representación, además de los beneficios de la redundancia estereofónica, de la cual también sacan ventaja los sistemas S/D, es que la señal de equilibrio puede cuantificarse con menos precisión que el nivel dicho dado que el error de cuantificación, al convertirse nuevamente a una envolvente espectral estereofónica, ocasiona un "error en el espacio", es decir, la localización percibida en el panorama estereofónico, en lugar de un error de nivel. De forma análoga a un sistema L/R y S/D conmutado tradicional, el esquema nivel/equilibrio puede interrumpirse de forma adaptativa en favor de una señal de nivel IL/nivel IR, que es más eficaz cuando la señal global está intensamente desfasada hacia cualquier canal. El esquema anterior de codificación de envolvente espectral puede utilizarse cada vez que se requiera una codificación eficaz de envolventes espectrales de potencia, y puede incorporarse como una herramienta en los nuevos codificadores-decodificadores de fuentes estereofónicas. Una aplicación particularmente interesante es en sistemas HFR que se guían mediante información acerca de la envolvente de banda alta de la señal original. En un sistema de este tipo, la banda baja se codifica y decodifica por medio de un codificador-decodificador arbitrario, y la banda alta se regenera en el decodificador utilizando la señal de banda baja decodificada y la información de envolvente de banda alta transmitida [PCT WO 98/57436]. Además, se ofrece la posibilidad de construir un codificador-decodificador estereofónico ampliable basado en HFR bloqueando la codificación de envolvente a la operación de nivel/equilibrio. Con ello, los valores de nivel se alimentan a la corriente primaria de bits que, dependiendo de la implementación, decodifica normalmente a una señal monofónica. Los valores de equilibrio se alimentan a la corriente secundaria de bits que se facilita, además de la corriente primaria de bits, a receptores cercanos al transmisor, tomando como ejemplo un sistema de radiodifusión AM digital IBOC (In-Band On-Channel). Cuando se combinan las dos corrientes de bits, el decodificador produce una señal de salida estereofónica. Además de los valores de nivel, la corriente primaria de bits puede contener parámetros estereofónicos, por ejemplo, un parámetro de amplitud. De esta manera, la decodificación de esta corriente de bits únicamente ya produce una salida estereofónica que se mejora cuando están disponibles las dos corrientes de bits.
La presente descripción se describirá ahora a modo de ejemplos ilustrativos, sin limitar el alcance de la invención definida en las reivindicaciones adjuntas, en relación con los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 ilustra un sistema de codificación fuente que contiene un codificador mejorado mediante un módulo codificador estereofónico paramétrico, y un decodificador mejorado mediante un módulo decodificador estereofónico paramétrico,
la figura 2a es un bloque esquemático de un módulo decodificador estereofónico paramétrico,
la figura 2b es un bloque esquemático de un generador pseudo estereofónico con entradas de parámetros de control,
la figura 2c es un bloque esquemático de un ajustador del equilibrio con entradas de parámetros de control,
la figura 3 es un bloque esquemático de un módulo decodificador estereofónico paramétrico que utiliza generación pseudo estereofónica multibanda combinada con ajuste de equilibrio multibanda,
la figura 4a es un bloque esquemático del lado del codificador de un codificador-decodificador estereofónico ampliable basado en HFR, que emplea codificación de nivel/equilibrio de la envolvente espectral según una realización de la invención, y
la figura 4b es un bloque esquemático del lado del decodificador correspondiente según una realización de la invención.
Las realizaciones descritas más adelante son puramente ilustrativas para los principios de la presente invención. Se entiende que las modificaciones y variaciones de las disposiciones y los detalles descritos en la presente memoria resultarán evidentes para otros expertos en la técnica. Por tanto, la intención es limitarse sólo al alcance de las reivindicaciones que se exponen posteriormente, y no a los detalles específicos presentados a modo de descripción y explicación de las realizaciones de la presente memoria. Para mayor claridad, todos los ejemplos que se muestran a continuación asumirán sistemas de dos canales, pero como es evidente para otros expertos en la técnica, los métodos pueden aplicarse a sistemas multicanales, tales como un sistema 5.1.
La figura 1 muestra cómo un sistema de codificación de fuente arbitrario que comprende un codificador 107 y un decodificador 115, funcionando el codificador y decodificador en el modo monoaural, puede mejorarse mediante la codificación estereofónica paramétrica. L y R indican las señales de entrada analógicas izquierda y derecha, que se alimentan a un transformador 101 AD. La salida del convertidor AD se convierte a monofónica 105 y la señal monofónica se codifica 107. Adicionalmente, la señal estereofónica se dirige a un codificador 103 estereofónico paramétrico que calcula uno o varios parámetros estereofónicos que van a describirse a continuación. Estos parámetros se combinan con la señal monofónica codificada por medio de un multiplexor 109 que forma una corriente 111 de bits. La corriente de bits se almacena o se transmite y posteriormente se extrae en el lado del decodificador por medio de un demultiplexor 113. La señal monofónica se decodifica 115 y se convierte en una señal estereofónica mediante un decodificador 119 estereofónico paramétrico que utiliza el/los parámetro(s) 117 estereofónicos como señal(es) de control. Finalmente, la señal estereofónica es dirigida al convertidor 121 DA, que alimenta las salidas L' y R' analógicas. La topología según la figura 1 es común a un conjunto de métodos de codificación estereofónicos paramétricos que se describirán detalladamente, comenzando con las versiones menos complejas. Un método de parametrización de propiedades estereofónicas es determinar la amplitud estereofónica de la señal original en el lado del codificador. Una primera aproximación de la amplitud estereofónica es la señal diferencial, D = L-R, ya que, por así decirlo, un alto grado de similitud entre L y R computa para un valor pequeño de D y viceversa. Un caso especial es el caso monofónico dual en el que L = R y, por tanto, D = 0. Por tanto, incluso este sencillo algoritmo es capaz de detectar el tipo de señal de entrada monofónica comúnmente asociada a las emisiones de noticias, en cuyo caso no se desea el pseudo estéreo. Sin embargo, una señal monofónica que se alimenta a L y R a diferentes niveles no produce una señal D cero, incluso aunque la amplitud percibida sea cero. Por tanto, en la práctica podrían necesitarse detectores más elaborados que emplean, por ejemplo, métodos de correlación cruzada. Habría que asegurarse de que el valor que describe la diferencia o correlación izquierda-derecha esté normalizado de alguna manera con el nivel global de señal para conseguir un detector independiente del nivel. Un problema con el detector mencionado anteriormente es el caso en el que se mezcla voz monofónica con una señal estereofónica mucho más débil, por ejemplo, un ruido estereofónico o una música de fondo durante transiciones voz a música/música a voz. Durante las pausas de la voz, el detector indicará entonces una señal estereofónica amplia. Esto se solventa normalizando el valor de amplitud estereofónica con una señal que contiene información del nivel de energía global anterior, por ejemplo, una señal de reducción del pico de la energía total. Además, para impedir que el detector de amplitud estereofónica sea activado por un ruido de alta frecuencia o una distorsión de alta frecuencia de diferente canal, las señales del detector deben filtrarse previamente mediante un filtro paso bajo, normalmente con una frecuencia de corte en cierta medida por encima de un segundo formante de la voz y opcionalmente también mediante un filtro paso alto para evitar desfases de señal desequilibradas o zumbidos. Sin tener en cuenta el tipo de detector, la amplitud estereofónica calculada se representa en un conjunto finito de valores que cubre el intervalo entero, de monofónico a estereofónico amplio.
La figura 2a proporciona un ejemplo de los contenidos del decodificador estereofónico paramétrico presentado en la figura 1. El bloque designado como "equilibrio", 211, controlado mediante el parámetro B, se describirá más adelante, y debe considerarse como omitido de momento. El bloque denominado "amplitud", 205, toma una señal de entrada monofónica y recrea sintéticamente la sensación de una amplitud estereofónica, controlándose la cantidad de la amplitud mediante el parámetro W. Los parámetros opcionales S y D se describirán más adelante. A menudo puede conseguirse una calidad de sonido subjetivamente mejor incorporando un filtro de cruce que comprende un filtro 203 paso bajo y un filtro 201 paso alto para mantener la gama de baja frecuencia "ajustada" y sin verse afectada. En el presente documento sólo la salida del filtro paso alto es dirigida al bloque de amplitud. La salida estereofónica procedente del bloque de amplitud se añade a la salida monofónica del filtro paso bajo mediante 207 y 209, formando la señal de salida estereofónica.
Cualquier generador pseudo estereofónico de la técnica anterior puede utilizarse para el bloque de amplitud, tal como los mencionados en la sección de los antecedentes, o una unidad de simulación de reflexión temprana de tipo Schroeder (retraso multitap) o reverberador. La figura 2b da un ejemplo de un generador pseudo estereofónico, alimentado mediante una señal M monofónica. La cantidad de amplitud estereofónica se determina por la ganancia de 215, y esta ganancia es una función del parámetro W de amplitud estereofónica. Cuanto más alta sea la ganancia, más amplia es la sensación estereofónica, una ganancia cero corresponde a la reproducción monofónica pura. La salida de 215 se retarda, 221, y se añade, 223 y 225, a las dos instancias de señal directas, empleando signos opuestos. Para no alterar de manera significativa el nivel global de reproducción cuando se cambia la amplitud estereofónica, puede incorporarse una atenuación de compensación de la señal directa, 213. Por ejemplo, si la ganancia de la señal retardada es G, la ganancia de la señal directa puede seleccionarse como sqrt(1-G^{2}). Una atenuación progresiva de alta frecuencia puede incorporarse en la trayectoria de la señal de retardo, 217, que ayuda a evitar el desenmascaramiento pseudo estereofónico de artefactos de codificación. Opcionalmente, los filtros de cruce, el filtro de atenuación progresiva y los parámetros de retardo pueden enviarse en la corriente de bits, ofreciendo más posibilidades para imitar las propiedades estereofónicas de la señal original, tal como se muestra también en las figuras 2a y 2b como las señales X, S y D. Si una unidad de reverberación se utiliza para generar una señal estereofónica, la reducción de reverberación podría a veces no ser deseada después del final de un sonido. Sin embargo, estas colas de reverberación no deseadas pueden atenuarse de manera sencilla o eliminarse completamente mediante la simple alteración de la ganancia de la señal de reverberación. Puede utilizarse para este fin un detector diseñado para encontrar terminaciones de sonidos. Si la unidad de reverberación genera artefactos en algunas señales específicas, por ejemplo, perturbaciones transitorias, puede utilizarse también un detector para esas señales para atenuarlas.
Un método para detectar propiedades estereofónicas según la invención se describe de la siguiente manera. De nuevo, L y R indican las señales de entrada izquierda y derecha. Las potencias de señal correspondientes vienen dadas entonces por P_{L}-L^{2} y P_{R} \sim R^{2}. Ahora puede calcularse una medida del equilibrio estereofónico como el cociente entre las dos potencias de señal, o más específicamente como B = (P_{L} + e)/(P_{R} + e), donde e es un número arbitrario muy pequeño que elimina la división por cero. El parámetro de equilibrio, B, puede expresarse en dB dado mediante la relación B_{dB} == 10 log_{10}(B). Como ejemplo, los tres casos P_{L} = 10P_{R}, P_{L} = P_{R} y P_{L} = 0,1 P_{R} corresponden a valores de equilibrio de + 10 dB, 0 dB, y -10 dB respectivamente. Claramente, estos valores representan las localizaciones "izquierda", "centro" y "derecha". Los ensayos han demostrado que el intervalo del parámetro de equilibrio puede limitarse, por ejemplo, a +/- 40 dB, dado que esos valores extremos ya se perciben como si el sonido se originara completamente desde uno de los dos altavoces o accionadores de auricular. Esta limitación reduce el espacio de la señal que ha de cubrirse en la transmisión, ofreciendo así una reducción de la velocidad de transferencia de bits. Además, puede emplearse un esquema de cuantificación progresiva por el que se utilizan etapas de cuantificación más pequeñas alrededor de cero y etapas más grandes, hacia los límites exteriores, lo que reduce adicionalmente la velocidad de transferencia de bits. A menudo el equilibrio es constante en el tiempo para pasos extendidos. Por tanto, puede llevarse a cabo una última etapa para reducir de manera significativa el número medio de bits necesarios: después de la transmisión de un valor de equilibrio inicial, sólo se transmiten las diferencias entre valores de equilibrio consecutivos, empleándose la codificación de entropía. Con mucha frecuencia esta diferencia es cero, lo cual se señala, por tanto, mediante la palabra de código más corta posible. Claramente, en aplicaciones en las que son posibles los errores de bits, esta codificación delta debe reajustarse a un intervalo de tiempo adecuado para eliminar la propagación incontrolada de errores.
El uso del decodificador más rudimentario del parámetro de equilibrio es simplemente desfasar la señal monofónica hacia uno de los dos canales de reproducción alimentando la señal monofónica a las dos salidas y ajustando las ganancias de manera correspondiente, tal como se ilustra en la figura 2c, bloques 227 y 229, con la señal de control B. Esto es análogo a girar el botón "panorama" en una mesa de mezclas, "moviendo" sintéticamente una señal monofónica entre los dos altavoces estereofónicos.
El parámetro de equilibrio puede enviarse adicionalmente al parámetro de amplitud descrito anteriormente, ofreciendo la posibilidad de colocar y extender la imagen del sonido en la etapa de sonido de una manera controlada, ofreciendo flexibilidad al simular la sensación estereofónica original. Un problema con la combinación de la generación pseudo estereofónica, tal como se mencionó en una parte anterior, y el equilibro controlado por parámetros es la aportación no deseada de señales desde el generador pseudo estereofónico en posiciones de equilibrio alejadas de la posición central. Esto se soluciona aplicando una función que favorece el carácter monofónico en el valor de la amplitud estereofónica, dando como resultado una atenuación mayor del valor de amplitud estereofónica en posiciones de equilibrio en la posición lateral extrema y menor atenuación o ninguna atenuación en las posiciones de equilibrio cercanas a la posición central.
Los métodos descritos hasta ahora están concebidos para aplicaciones con una velocidad muy baja de transferencia de bits. En aplicaciones en las que se dispone de velocidades de transferencia de bits más altas es posible utilizar versiones más elaboradas de los métodos anteriores de amplitud y equilibrio. La detección de la amplitud estereofónica puede hacerse en varias bandas de frecuencias, dando como resultado valores de amplitud estereofónica individuales para cada banda de frecuencias. De manera similar, el cálculo de equilibrio puede funcionar de una manera multibanda, que es equivalente a aplicar diferentes curvas de filtro a dos canales que se alimentan mediante una señal monofónica. La figura 3 muestra un ejemplo de un decodificador estereofónico paramétrico que utiliza un conjunto de N generadores pseudo estereofónicos según la figura 2b, representados mediante los bloques 307, 317 y 327, combinados con un ajuste de equilibrio multibanda, representado mediante los bloques 309, 319 y 329, tal como se describe en la figura 2c. Las bandas de transmisión individuales se obtienen alimentando la señal de entrada monofónica, M, a un conjunto de filtros 305, 315 y 325 paso banda. Se añaden las salidas estereofónicas de la banda de transmisión procedentes de los ajustadores de equilibrio, 311, 321, 313, 323, formando la señal de salida estereofónica, L y R. Los parámetros de equilibrio y amplitud anteriormente escalares se reemplazan ahora por las disposiciones W(k) y B(k). En la figura 3, cada generador pseudo estereofónico y ajustador de equilibrio tiene parámetros estereofónicos únicos. Sin embargo, para reducir la cantidad total de datos que van a transmitirse o almacenarse, puede calcularse la media de parámetros de varias bandas de frecuencias en grupos en el codificador, y este número más pequeño de parámetros aplicarse a los grupos correspondientes de bloques de amplitud y equilibrio en el decodificador. Claramente, pueden utilizarse diferentes esquemas y longitudes de agrupación para las disposiciones W(k) y B(k). S(k) representa las ganancias de las trayectorias de las señales de retardo en los bloques de amplitud, y d(k) representa los parámetros de retardo. De nuevo, S(k) y D(k) son opcionales en la corriente de bits.
El método de codificación de equilibrio paramétrico, especialmente para bandas de frecuencias más bajas, puede dar un comportamiento algo inestable debido a la falta de resolución de frecuencia o debido a demasiados eventos de sonido que suceden al mismo tiempo en una banda de frecuencia pero en diferentes posiciones de equilibrio. Estos problemas de equilibrio se caracterizan normalmente por un valor desviado de equilibrio durante simplemente un corto periodo de tiempo, normalmente uno o unos pocos valores consecutivos calculados, dependientes de la velocidad de actualización. Para evitar los problemas perturbadores del equilibrio puede aplicarse un proceso de estabilización en los datos de equilibrio. Este proceso puede utilizar un número de valores de equilibrio antes y después de la posición de tiempo actual, para calcular el valor medio de éstos. A continuación, el valor medio puede utilizarse como un valor limitador para el valor de equilibrio actual, es decir, el valor de equilibrio actual no debería permitirse ir más allá del valor medio. El valor actual queda limitado entonces en el intervalo entre el último valor y el valor medio. De manera opcional, puede permitirse que el valor de equilibrio actual traspase los valores limitados un determinado factor de exceso. Además, el factor de exceso, así como el número de valores de equilibrio utilizados para calcular la media, deberían verse como propiedades dependientes de la frecuencia y, por tanto, ser individuales para cada banda de frecuencias.
En bajas relaciones de actualización de la información de equilibrio, la falta de resolución temporal puede provocar fallos en la sincronización entre los movimientos de la imagen estereofónica y los eventos de sonido reales. Para mejorar este comportamiento con respecto a la sincronización puede emplearse un esquema de interpolación basado en identificar eventos de sonido. Aquí la interpolación se refiere a la interpolación entre dos valores de equilibrio consecutivos en el tiempo. Estudiando la señal monofónica en el lado del receptor, puede obtenerse información sobre los inicios y los finales de diferentes eventos de sonidos. Una manera es detectar un incremento o disminución repentina de la energía de la señal en una banda de frecuencias concreta. La interpolación, tras el guiado a partir de esa envolvente de energía en el tiempo, debería asegurar que los cambios en la posición de equilibrio deberían realizarse preferiblemente durante segmentos de tiempo que contienen poca energía de señal. Dado que el oído humano es más sensible a las entradas que a las partes de salida de un sonido, el esquema de interpolación se beneficia de encontrar el comienzo de un sonido, aplicando, por ejemplo, retención de pico a la energía y dejando entonces que los aumentos de valores de equilibrio sean una función de la energía de retención de pico, donde un valor de energía pequeño da un gran incremento y viceversa. Para segmentos de tiempo que contienen energía distribuida uniformemente en el tiempo, por ejemplo, como para algunas señales estacionarias, este método de interpolación es igual a la interpolación lineal entre los dos valores de equilibrio. Si los valores de equilibrio son cocientes de energías derecha e izquierda, se prefieren los valores de equilibrio logarítmicos, por razones de simetría izquierda-derecha. Otra ventaja de aplicar el algoritmo de interpolación completo en el dominio logarítmico es la tendencia del oído humano a relacionar niveles a una escala logarítmica.
Asimismo, para bajas relaciones de actualización de los valores de ganancia de amplitud estereofónica, puede aplicarse interpolación a los mismos. Una manera sencilla es interpolar linealmente entre dos valores de amplitud estereofónica consecutivos en el tiempo. Un comportamiento más estable de la amplitud estereofónica puede conseguirse suavizando los valores de ganancia de amplitud estereofónica en un segmento de tiempo más largo que contiene varios parámetros de amplitud estereofónica. Utilizando suavizado con diferentes constantes de tiempo de ataque y de emisión se consigue un sistema muy apropiado para material de programa que contiene voz y música mezclados o intercalados. Se produce un diseño apropiado de este tipo de filtro de suavizado utilizando una constante de tiempo de ataque corta para conseguir un breve tiempo de subida y, por lo tanto, una respuesta inmediata a entradas de música en estéreo, y un largo tiempo de emisión para conseguir un largo tiempo de caída. Para poder conmutar rápidamente de un modo estereofónico amplio a un modo monofónico, que puede ser deseable para entradas de voz repentinas, hay una posibilidad de saltarse o reajustar el filtro de suavizado señalizando este evento. Además, las constantes de tiempo de ataque, las constantes de tiempo de emisión y otras características de filtro de suavizado también pueden señalizarse mediante un codificador.
Para señales que contienen distorsión enmascarada procedente de un codificador-decodificador psicoacústico, un problema común al introducir información estereofónica basada en la señal monofónica codificada es un efecto de desenmascaramiento de la distorsión. Ese fenómeno denominado comúnmente "desenmascaramiento estereofónico" (stereo unmasking) es el resultado de sonidos no centrados que no cumplen los criterios de enmascaramiento. El problema con el desenmascaramiento estereofónico puede resolverse o resolverse parcialmente introduciendo, por el lado del decodificador, un detector destinado a estas situaciones. Las tecnologías conocidas para medir las relaciones señal a máscara pueden utilizarse para detectar un posible desenmascaramiento estereofónico. Una vez detectado puede señalarse explícitamente o los parámetros estereofónicos simplemente pueden disminuirse.
En el lado del codificador, una opción, enseñada por la invención, es emplear un transformador Hilbert en la señal de entrada, por ejemplo, se introduce un desfase de 90 grados entre los dos canales. Al formarse posteriormente la señal monofónica añadiendo las dos señales, se consigue un mejor equilibrio entre una señal monofónica centrada y señales estereofónicas "verdaderas" dado que la transformación de Hilbert introduce una atenuación de 3 dB para la información de centro. En la práctica esto mejora la codificación monofónica de, por ejemplo, música pop contemporánea, en la que, por ejemplo, los cantantes solistas y el bajo se graban normalmente utilizando una única fuente monofónica.
El método de parámetros de equilibrio multibanda no se limita al tipo de aplicación descrito en la figura 1. Puede utilizarse ventajosamente siempre que el objetivo sea codificar de manera eficiente la envolvente espectral de potencia de una señal estereofónica. Por tanto, puede emplearse como herramienta en codificadores- decodificadores estereofónicos en los que, además de una envolvente espectral estereofónica, se codifica un residuo estereofónico correspondiente. La potencia P global se define por P = P_{L} + P_{R}, donde P_{L} y P_{R} son potencias de señal, tal como se ha descrito anteriormente. Obsérvese que esta definición no tiene en cuenta las relaciones de fase derecha a izquierda. (Por ejemplo, señales idénticas derecha e izquierda, pero con signo opuesto, no producen una potencia total cero). Análogamente a B, P puede expresarse en dB como P_{dB} = 10 log_{10} (P/P_{ref}) donde P_{ref} es una potencia de referencia arbitraria y los valores delta pueden ser codificados por entropía. En contraposición al caso de equilibrio, la cuantificación no progresiva se emplea para P. Para representar la envolvente espectral de una señal estereofónica, P y B se calculan para un conjunto de bandas de frecuencia, normalmente, pero no necesariamente, con anchos de banda que están relacionados con las bandas críticas del oído humano. Por ejemplo, dichas bandas pueden formarse mediante agrupación de canales en un banco de filtro de ancho de banda constante, calculándose P_{L} y P_{R} como los promedios de frecuencia y tiempo de los cuadrados de las muestras de subbanda que corresponden a la banda y periodo temporales respectivos. Los conjuntos P_{0}, P_{1}, P_{2},..., P_{N-1} y B_{0}, B_{1} B_{2},... B_{N-1}, en los que los subíndices indican la banda de frecuencia en una representación de N bandas, se codifican a modo delta y Huffman, se transmiten o se almacenan, y finalmente se decodifican en los valores cuantificados que se calcularon en el codificador. La última etapa es convertir P y B de nuevo en P_{L} y P_{R}. Tal como puede observarse fácilmente a partir de las definiciones de P y B, las relaciones inversas son (al ignorar e en la definición de B) P_{L} = BP/(B+1) y P_{R} = P/(B+1).
Una aplicación especialmente interesante del método anterior de codificación de envolvente es codificar envolventes espectrales de banda alta para codificadores- decodificadores basados en HFR. En este caso no se transmite ninguna señal residual de banda alta. En su lugar, este residuo se obtiene de la banda baja. Por tanto, no hay una relación estricta entre representación residual y de envolvente, y una cuantificación de envolvente es más decisiva. Para estudiar los efectos de la cuantificación, Pq y Bq indican los valores cuantificados de P y B respectivamente. Pq y Bq se insertan entonces en las relaciones anteriores y se forma la suma: P_{L} q + P_{R} q = BqPq/(Bq+1)+ Pq/(Bq+1) = Pq(Bq+1)/(Bq+1) = Pq. La característica interesante aquí es que se elimina Bq y el error en la potencia total se determina únicamente mediante el error de cuantificación en P. Esto implica que incluso aunque B se cuantifique intensamente, el nivel percibido es correcto suponiendo que se utiliza suficiente precisión en la cuantificación de P. En otras palabras, la distorsión en B representa la distorsión en el espacio, más que en nivel. Mientas que las fuentes de sonido sean estacionarias en el espacio a lo largo del tiempo, esta distorsión en la perspectiva estereofónica es también estacionaria y difícil de notar. Como ya se expuso, la cuantificación del equilibro estereofónico también puede ser menos precisa hacia los extremos exteriores dado que un error dado en dB corresponde a un error menor en el ángulo percibido cuando el ángulo respecto a la línea central es grande, debido a las propiedades del oído humano.
Al cuantificar los datos dependientes de la frecuencia, por ejemplo, los valores de ganancia de amplitud estereofónica multibanda o los valores de equilibrio multibanda, puede seleccionarse de manera ventajosa la resolución y el rango del método de cuantificación para ajustarse a las propiedades de una escala de percepción. Si tal escala se hace en función de la frecuencia, pueden elegirse diferentes métodos de cuantificación, o las llamadas clases de cuantificación, para las diferentes bandas de frecuencia. Los valores de parámetros codificados que representan las diferentes bandas de frecuencia deberían interpretarse entonces en algunos casos, incluso si tienen valores idénticos, de diferentes maneras, es decir, decodificarse en valores diferentes.
De manera análoga a un esquema de codificación conmutado L/R a S/D, las señales P y B pueden sustituirse de manera adaptable por las señales P_{L} y P_{R}, para hacer frente mejor a las señales extremas. Como se enseñó mediante el documento PCT/SE00/00158, la codificación delta de muestras de envolvente puede conmutarse de delta-en-tiempo a delta-en- frecuencia dependiendo de qué dirección es la más eficaz con respecto al número de bits en un momento particular. El parámetro de equilibrio puede aprovecharse también de este esquema: considérese, por ejemplo, una fuente que se mueve en el tiempo por el campo estereofónico. Claramente, esto corresponde a un cambio sucesivo de valores de equilibrio respecto al tiempo que, dependiendo de la velocidad de la fuente frente a la velocidad de actualización de los parámetros, puede corresponder a valores grandes de delta-en-tiempo, correspondiendo a grandes palabras de código cuando se emplea la codificación por entropía. Sin embargo, asumiendo que la fuente tiene radiación de sonido uniforme frente a la frecuencia, los valores de delta-en-frecuencia del parámetro de equilibrio son cero en cualquier punto en el tiempo, correspondiendo de nuevo a palabras de código pequeñas. Por tanto, en este caso se consigue una velocidad de transferencia de bits más baja al utilizar la dirección de codificación delta en frecuencia. Otro ejemplo es una fuente que es estacionaria en el espacio, pero tiene una radiación no uniforme. Ahora, los valores delta-en-frecuencia son grandes y la elección preferida es delta-en-tiempo.
El esquema de codificación P/B ofrece la posibilidad de construir un codificador-decodificador HFR ampliable, véase la figura 4. Un codificador-decodificador ampliable se caracteriza porque la corriente de bits se divide en dos o más partes, siendo opcional la recepción y la decodificación de partes de mayor orden. El ejemplo implica dos partes de corriente de bits, denominadas en lo sucesivo primaria 419 y secundaria 417, pero también es claramente posible la extensión a un número mayor de partes. El lado del codificador, figura 4a, comprende un codificador 403 estereofónico de banda baja arbitrario que opera en la señal de entrada estereofónica, IN (no se muestran en la figura las etapas triviales de la conversión AD, o respectivamente, DA), un codificador estereofónico paramétrico que calcula la envolvente espectral de banda alta y, opcionalmente, parámetros 401 estereofónicos adicionales, que también funcionan en la señal de entrada estereofónica, y dos multiplexores 415 y 413 para las corrientes de bits primaria y secundaria respectivamente. En esta aplicación, la codificación de envolvente de banda alta se bloquea a la operación P/B, y la señal P, 407, es enviada a la corriente primaria de bits mediante 415, mientras que la señal B, 405, es enviada a la corriente secundaria de bits, mediante 413.
Para el codificador-decodificador de banda baja existen diferentes posibilidades: puede operar de manera constante en el modo S/D, y las señales S y D pueden enviarse a las corrientes de bits primaria y secundaria respectivamente. En este caso, una decodificación de la corriente primaria de bits da como resultado una señal monofónica de banda completa. Por supuesto, esta señal monofónica puede mejorarse mediante métodos estereofónicos paramétricos según la invención, en cuyo caso el(los) parámetro(s) estereofónicos también deben situarse en la corriente primaria de bits. Otra posibilidad es alimentar una señal estereofónica de banda baja codificada a la corriente primaria de bits, opcionalmente junto con parámetros de equilibrio y de amplitud de banda alta. Ahora, la decodificación de la corriente primaria de bits da como resultado estéreo verdadero para la banda baja, y un pseudo estéreo muy realista para la banda alta dado que las propiedades estereofónicas de la banda baja se reflejan en la reconstrucción de alta frecuencia. Dicho de otra manera: incluso aunque la representación de envolvente de banda alta disponible o la estructura espectral poco precisa estén en modo monofónico, la estructura residual de banda alta sintetizada o la estructura fina espectral no lo están. En este tipo de implementación, la corriente secundaria de bits puede contener más información de banda baja que, combinada con la de la corriente primaria de bits, produce una reproducción de banda baja de mayor calidad. La topología de la figura 4 ilustra ambos casos dado que las señales 411 y 409 primaria y secundaria de salida del codificador de banda baja conectadas a 415 y 417 respectivamente pueden contener alguno de los tipos de señales descritos anteriormente.
Las corrientes de bits se transmiten o se almacenan y se alimenta sólo la 419 o ambas, 419 y 417, al decodificador, figura 4b. La corriente primaria de bits se demultiplexa mediante 423 en la señal 429 primaria del decodificador central de banda baja y la señal P, 431. De manera similar, la corriente secundaria de bits se demultiplexa mediante 421 en la señal 427 secundaria del decodificador central de banda baja y la señal B, 425. La(s) señal(es) de banda baja se dirige(n) al decodificador 433 de banda baja, que produce una salida 435, que de nuevo, en caso de sólo decodificar la corriente primaria de bits, puede ser de cualquiera de los tipos descritos anteriormente (monofónica o estereofónica). La señal 435 alimenta la unidad 437 HFR, generándose una banda alta sintética y ajustándose según P, que también está conectada a la unidad HFR. La banda baja decodificada se combina con la banda alta en la unida HFR, y la banda baja y/o la banda alta se mejora opcionalmente mediante un generador pseudo estereofónico (también situado en la unidad HFR) antes de alimentarse finalmente a las salidas del sistema, formando la señal de salida, OUT. Cuando la corriente 417 secundaria de bits está presente, la unidad HFR también obtiene la señal B como una señal 425 de entrada, y 435 está en modo estereofónico, produciendo el sistema una señal de salida estereofónica completa y los generadores pseudo estereofónicos, si hay alguno, se saltan.
Dicho en otras palabras, un método para codificar propiedades estereofónicas de una señal de entrada, incluye en un codificador, la etapa de calcular un parámetro de amplitud que señala una amplitud estereofónica de dicha señal de entrada, y en un decodificador, una etapa de generar una señal de salida estereofónica, usando dicho parámetro de amplitud para controlar una amplitud estereofónica de dicha señal de salida. El método comprende además en dicho codificador, formar una señal monofónica a partir de dicha señal de entrada, en el que, en dicho decodificador, dicha generación implica un método pseudo estereofónico que opera sobre dicha señal monofónica. El método implica además dividir dicha señal monofónica en dos señales así como añadir una versión(es) retardada(s) de dicha señal monofónica a dichas dos señales, a un nivel(es) controlado(s) por dicho parámetro de amplitud. El método incluye además que dicha(s) versión(es) retardadas se filtren paso alto y se atenúen de manera progresiva a frecuencias más altas antes de añadirse a dichas dos señales. El método incluye además que dicho parámetro de amplitud sea un vector, y los elementos de dicho vector corresponden a bandas de frecuencia independientes. El método incluye además que si dicha señal de entrada es de tipo monofónica dual, dicha señal de salida es también de tipo monofónica dual.
Un método para codificar propiedades estereofónicas de una señal de entrada incluye, en un codificador, calcular un parámetro de equilibrio que señala un equilibrio estereofónico de dicha señal de entrada, y en un decodificador, generar una señal de salida estereofónica, usando dicho parámetro de equilibrio para controlar un equilibrio estereofónico de dicha señal de salida.
En este método, en dicho codificador, se forma una señal monofónica a partir de dicha señal de entrada, y en dicho decodificador, dicha generación implica dividir dicha señal monofónica en dos señales, y dicho control implica ajustar los niveles de dichas dos señales. El método incluye además calcular una potencia para cada canal de dicha señal de entrada, y dicho parámetro de equilibrio se calcula a partir de un cociente entre dichas potencias. El método incluye además que dichas potencias y dicho parámetro de equilibrio son vectores en los que cada elemento corresponde a una banda de frecuencia específica. El método incluye además que en dicho decodificador se interpola entre dos valores consecutivos en el tiempo de dichos parámetros de equilibrio de manera que el valor instantáneo de la potencia correspondiente de dicha señal monofónica controla la inclinación que debe tener la interpolación instantánea. El método incluye además que dicho método de interpolación se realiza sobre valores de equilibrio representados como valores logarítmicos. El método incluye además que dichos valores de parámetros de equilibrio están limitados a un rango entre un valor de equilibrio previo y un valor de equilibrio extraído de otros valores de equilibrio mediante un filtro de media u otro proceso de filtrado, en el que dicho rango puede extenderse adicionalmente moviendo los bordes de dicho rango un factor determinado. El método incluye además que dicho método de extraer bordes de límite para los valores de equilibrio depende, para un sistema multibanda, de la frecuencia. El método incluye además calcular un parámetro de nivel adicional como una suma de vectores de dichas potencias y enviarlo a dicho decodificador, proporcionando así dicho decodificador una representación de una envolvente espectral de dicha señal de entrada. El método incluye además que dicho parámetro de nivel y dicho parámetro de equilibrio se sustituyen de manera adaptable por dichas potencias. El método incluye además que dicha envolvente espectral se usa para controlar un proceso HFR en un decodificador. El método incluye además que dicho parámetro de nivel se alimenta a una corriente primaría de bits de un codificador-decodificador estereofónico ampliable basado en HFR, y dicho parámetro de equilibrio se alimenta a una corriente secundaria de bits de dicho codificador-decodificador. Dicha señal monofónica y dicho parámetro de amplitud se alimentan a dicha corriente primaria de bits. Además, dichos parámetros de amplitud se procesan mediante una función que da valores más pequeños para un valor de equilibrio que corresponde a una posición de equilibrio más alejada de la posición central. El método incluye además que una cuantificación de dicho parámetro de equilibrio emplea etapas de cuantificación más pequeñas alrededor de una posición central y etapas más grandes hacia posiciones externas. El método incluye además que dichos parámetros de amplitud y dichos parámetros de equilibrio se cuantifican usando un método de cuantificación con respecto a la resolución y el rango que, para un sistema multibanda, depende de la frecuencia. El método incluye además que dicho parámetro de equilibrio se codifica a modo delta de manera adaptable o bien en tiempo o bien en frecuencia. El método incluye además que dicha señal de entrada se hace pasar por un transformador de Hilbert antes de formar dicha señal monofónica.
Un aparato para la codificación estereofónica paramétrica incluye, en un codificador, medios para calcular un parámetro de amplitud que señala una amplitud estereofónica de una señal de entrada, y medios para formar una señal monofónica a partir de dicha señal de entrada, y, en un decodificador, medios para generar una señal de salida estereofónica a partir de dicha señal monofónica, usando dicho parámetro de amplitud para controlar una amplitud estereofónica de dicha señal de salida.

Claims (24)

1. Método para codificar una envolvente espectral de potencia de una señal de audio estereofónica o de una señal de audio multicanal que tiene dos canales, teniendo los dos canales un conjunto de bandas de frecuencia, que comprende:
calcular un parámetro de equilibrio de la señal de audio estereofónica o de los dos canales para cada banda de frecuencia y un parámetro de nivel que representa la potencia total de los dos canales para cada banda de frecuencia.
2. Método según la reivindicación 1, que comprende además la siguiente etapa: cuantificar los parámetros de nivel y los parámetros de equilibrio, en el que la etapa de cuantificación se realiza de tal manera que el parámetro de equilibrio se cuantifica con menos precisión que el parámetro de nivel.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el que el parámetro de equilibrio para una banda de frecuencia se obtiene basándose en un cociente de potencias de señal de los dos canales para la banda de frecuencia.
4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la siguiente etapa:
calcular de manera adaptativa un nivel del primer canal y un nivel del segundo canal en lugar de calcular el parámetro de nivel y el parámetro de equilibrio.
5. Método según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la siguiente etapa:
convertir el parámetro de nivel en una representación en dB usando una potencia de referencia arbitraria y convertir el parámetro de equilibrio en una representación en dB.
6. Método según la reivindicación 5, en el que la representación en dB del parámetro de nivel se define por L_{dB} = 10 log_{10}P/P_{ref} y la representación en dB del parámetro de equilibrio se define por B_{dB} = 10 log_{10}(B),
en el que L_{dB} es la representación en dB del parámetro de nivel;
en el que B_{db} es la representación en dB del parámetro de equilibrio;
en el que P es una representación no logarítmica del parámetro de nivel;
en el que B es una representación no logarítmica del parámetro de equilibrio;
en el que P_{ref} es la potencia de referencia arbitraria, y
en el que log_{10} es un operador logarítmico de base 10.
7. Método según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además las siguientes etapas:
codificar a modo delta y codificar a modo Huffman los parámetros de equilibrio y los parámetros de nivel; y transmitir y almacenar los parámetros con codificación delta y con codificación Huffman.
8. Método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el parámetro de equilibrio se cuantifica de manera progresiva.
9. Método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el parámetro de nivel no se cuantifica de manera progresiva.
10. Método según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la siguiente etapa:
codificar a modo delta el parámetro de equilibrio de manera adaptativa en tiempo o en frecuencia, en el que la codificación delta en tiempo se usa cuando una fuente tiene una característica en tiempo más estacionaria y una mayor radiación no uniforme, y
en el que la codificación delta en frecuencia se usa cuando la fuente tiene una característica en tiempo menos estacionaria y una menor radiación no uniforme.
11. Aparato para codificar una envolvente espectral de potencia de una señal de audio estereofónica o una señal de audio multicanal o la señal que tiene dos canales, teniendo los dos canales un conjunto de bandas de frecuencia, que comprende:
un calculador para calcular un parámetro de equilibrio para cada banda de frecuencia y un parámetro de nivel que representa la potencia total de la señal estereofónica o los dos canales para cada banda de frecuencia.
12. Codificador que comprende:
un codificador de banda baja para codificar la señal de audio estereofónica o una señal de audio multicanal que tiene dos canales para obtener una señal de salida codificada de banda baja; y
un codificador estereofónico paramétrico para estimar una envolvente espectral de potencia de banda alta de la señal, teniendo el codificador estereofónico paramétrico un aparato para codificar según la reivindicación 11.
13. Codificador según la reivindicación 12, que es operativo para alimentar los parámetros de nivel en una corriente primaria de bits y para alimentar los parámetros de equilibrio en una corriente secundaria de bits.
14. Codificador según la reivindicación 13, que comprende además:
un multiplexor de corriente primaria de bits para multiplexar la señal de salida del codificador de banda baja y el parámetro de nivel en la corriente primaria de bits; y
un multiplexor de corriente secundaria de bits para multiplexar el parámetro de equilibrio en la corriente secundaria de bits.
15. Codificador según una de las reivindicaciones 12 a 14, en el que el codificador de banda baja es operativo para generar una señal de suma que va a enviarse a una corriente primaria de bits y una señal de resta que va a enviarse a una corriente secundaría de bits, y
en el que el codificador estereofónico paramétrico es además operativo para enviar uno o más parámetros estereofónicos a la corriente primaria de bits.
16. Codificador según la reivindicación 15, que es operativo para incluir información de banda baja adicional en la corriente secundaria de bits que, cuando se combina con una señal de salida de banda baja de la corriente primaria de bits, produce una señal de salida del decodificador de banda baja de mayor calidad.
17. Codificador según una de las reivindicaciones 12 a 16, en el que el codificador estereofónico paramétrico está dispuesto para generar el parámetro de amplitud y para alimentar el parámetro de amplitud y el parámetro de equilibrio a la corriente primaria de bits.
18. Método de codificación, que comprende:
codificar la señal estereofónica de audio o una señal de audio multicanal que tiene dos canales para obtener una señal de salida codificada de banda baja; y estimar una envolvente espectral de potencia de banda alta de la señal, en el que en la etapa de estimación se realiza un método según una de las reivindicaciones 1 a 10.
19. Decodificador para decodificar una corriente de bits de audio codificada, que comprende:
un demultiplexor para demultiplexar la corriente de bits codificada para obtener una señal de decodificador central de banda baja y un parámetro de nivel de banda alta, representando el parámetro de nivel de banda alta la potencia total de dos canales de una señal en una banda de frecuencia de la banda alta de la señal que tiene los dos canales;
un decodificador central de banda baja para producir una señal de salida de banda baja, teniendo la señal de salida de banda baja una señal monofónica de banda baja o una señal estereofónica de banda baja; y
una unidad de reconstrucción de alta frecuencia para generar una banda alta sintética usando la señal de salida de banda baja y el parámetro de nivel de banda alta y para combinar la banda alta sintética y la señal de salida de banda baja.
20. Decodificador según la reivindicación 19, en el que la unidad de reconstrucción de alta frecuencia comprende además un generador pseudo estereofónico para mejorar la señal de salida de banda baja o la banda alta sintética.
21. Decodificador según la reivindicación 19 ó 20, en el que una señal de entrada del decodificador incluye una corriente primaria de bits y una corriente secundaria de bits, comprendiendo la corriente secundaria de bits además un parámetro de equilibrio para cada banda de frecuencia de la señal, y
en el que la unidad de reconstrucción de alta frecuencia es operativa para recibir el parámetro de equilibrio.
22. Decodificador según la reivindicación 19, en el que la corriente de bits incluye una señal de suma de los dos canales y el decodificador central de banda baja es operativo para generar la señal de salida de banda baja como una señal monofónica.
23. Decodificador según la reivindicación 22, en el que la corriente de bits incluye además uno o más parámetros estereofónicos, y
en el que la unidad de reconstrucción de alta frecuencia es operativa además para generar una salida pseudo estereofónica usando un generador pseudo estereofónico controlado por el uno o más parámetros estereofónicos.
24. Método para decodificar una corriente de bits de audio codificada, que comprende:
demultiplexar la corriente de bits codificada para obtener una señal de decodificador central de banda baja y un parámetro de nivel de banda alta, representando el parámetro de nivel de banda alta la potencia total de dos canales de una señal en una banda de frecuencia de la banda alta de la señal que tiene los dos canales;
decodificar la señal de decodificador central de banda baja para producir una señal de salida de banda baja, teniendo la señal de salida de banda baja una señal monofónica de banda baja o una señal estereofónica de banda baja; y
generar mediante reconstrucción de alta frecuencia una banda alta sintética usando la señal de salida de banda baja y el parámetro de nivel de banda alta y combinando la banda alta sintética y la señal de salida de banda baja.
ES05017007T 2001-07-10 2002-07-10 Codificacion estereofonica parametrica eficaz y ampliable para aplicaciones de baja velocidad de transferencia de bits. Expired - Lifetime ES2344145T3 (es)

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