ES2684315B1

ES2684315B1 - Control automatico de compensacion de transitorios para sistemas de normalizacion de audio

Info

Publication number: ES2684315B1
Application number: ES201730582A
Authority: ES
Inventors: Serrano Rebeca Sanz
Original assignee: Albala Ingenieros S A
Current assignee: Albala Ingenieros S A
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: ES2684315A1

Description

D E S C R I P C I Ó N

CONTROL AUTOMÁTICO DE COMPENSACIÓN DE TRANSITORIOS

PARA SISTEMAS DE NORMALIZACIÓN DE AUDIO

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención se encuadra dentro del ámbito de las telecomunicaciones, y más concretamente dentro del procesado de señal de audio para radiodifusión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

De forma tradicional, la existencia de un técnico de sonido en los estudios de producción audiovisuales ha sido necesaria para conseguir que las características del audio producido sean al mismo tiempo adecuadas a su contenido y agradables al oído humano, evitando estridencias o elementos desagradables. El técnico de sonido gestiona las mesas de mezclas y las diferentes fuentes de sonido para generar nuevas pistas de audio según los requisitos del evento producido y el manual de estilo pautado por el director de producción.

La labor del técnico de sonido en la producción es una labor compleja que requiere conocimiento y experiencia. Sin embargo, cuando lo que se está produciendo utiliza contenidos que ya han sido editados, la labor del técnico de sonido se limita a aumentar y disminuir la intensidad sonora del audio producido anteriormente para dar la sensación de continuidad entre los distintos fragmentos y evitar cambios en la intensidad sonora que puedan resultar desagradables para el oyente.

En estos casos donde la labor del técnico de sonido consiste únicamente en aumentar y disminuir el nivel del audio para adaptarlo a lo que tiene que percibir el oyente es posible utilizar equipos para realizar esta función de forma automática. Esto permite utilizar el conocimiento y la experiencia del técnico de sonido en otras funciones menos rutinarias y supone una reducción en los costes de producción de los programas.

Los equipos encargados de ajustar el nivel de audio de un programa para adaptarlos al nivel que tiene que percibir el oyente se denominan normalizadores de audio. Estos equipos utilizan algoritmos psicoacústicos con constantes de tiempos muy largas para determinar la sonoridad del programa y ajustarla. Cuando se utiliza uno de estos equipos para hacer la función del técnico de sonido el resultado es bueno excepto en los momentos en los que se produce un cambio de programa, debido a que el tiempo de respuesta de los algoritmos que utilizan es muy lento. Para solventar este problema sería deseable disponer de un procedimiento que detectase los cambios bruscos de nivel que se pueden producir entre programas y corrigiese el comportamiento del normalizador de la misma forma en la que lo haría un técnico de sonido. Este procedimiento es lo que se denomina 'control automático de compensación de transitorios' y es el objeto de la invención que se describe a continuación.

.EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El control automático de compensación de transitorios que se propone consiste en un procedimiento de generación de una pseudo-envolvente de la señal y su posterior tratamiento y análisis para obtener un valor dinámico de ganancia. La ganancia obtenida de esta forma es aplicada sobre la señal de entrada retardada, para compensar la diferencia de nivel que pueda haber entre los programas hasta el momento en que el normalizador empieza a actuar. El sistema propuesto incorpora también un mecanismo de control que incluye otros parámetros adicionales para ajustar el grado de compensación que se desea aplicar.

Para la generación de la pseudo-envolvente (xpe(t)), la señal de audio de entrada (x(t))se rectifica y una vez rectificada se aplica como entrada a un conjunto de N picómetros con diferentes tiempos de ataque (ran) y relajación (rm). La pseudoenvolvente en cada instante se establece como el valor máximo de las salidas del conjunto de picómetros.

La ganancia transitoria preliminar (gp(t)) se obtiene comparando con una función matemática los valores promediado e instantáneo de la pseudo-envolvente. Para calcular la ganancia transitoria aplicada (gta(t)) se eleva la ganancia transitoria preliminar a un exponente cuyo valor está comprendido entre 0 y 1. Este exponente se denomina factor de corrección (fc), es independiente del tiempo y depende del grado de corrección que se desee aplicar en la compensación de los transitorios, cuanto más próximo a 1 sea, el grado de compensación del transitorio será mayor y por tanto se conseguirá una mayor uniformidad en la dinámica del audio de salida. La ganancia transitoria aplicada actúa sobre el audio de entrada que ha sido retrasado en el tiempo tr segundos (xr(t)) para tener en cuenta la dinámica del detector de pseudo-envolvente y que la ganancia se aplique con un cierto grado de anticipación al cambio de nivel.

El resultado del control automático de detección de transitorios descrito anteriormente permite reducir los cambios bruscos de intensidad sonora entre programas consecutivos, aplicando una ganancia transitoria de forma similar a la que lo haría un técnico de sonido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Diagrama de bloques del detector de pseudo-envolvente.

Figura 2.- Diagrama de bloques del control automático de compensación de transitorios.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

El control automático de compensación de transitorios se ha ideado para utilizarlo preferentemente en equipos electrónicos para procesado de señal de audio. El procedimiento descrito anteriormente se puede realizar tanto en implementaciones analógicas como digitales, si bien, dado el estado actual de la técnica, resultan más sencillas y económicas estas últimas, por lo que la implementación digital se considera la realización preferente de esta invención.

Para realizar las implementaciones digitales es posible utilizar procesadores digitales de señal (DSPs), dispositivos de lógica programable, u otros dispositivos que permitan el procesado de señal de audio en tiempo real. Para validar el procedimiento propuesto en esta patente se ha realizado una implementación digital sobre un equipo profesional de procesado de audio que utiliza dispositivos de lógica programable de tipo FPGA.

El procedimiento presentado es susceptible de aplicación industrial dentro del sector audiovisual, especialmente en la generación de emisiones que son una consecución de elementos previamente grabados procedentes de diferentes producciones. Este procedimiento es especialmente interesante para los radiodifusores de radio y televisión que intercalan cuñas de publicidad con programas de contenidos, por lo que en la realización preferente de la invención se incorporan funcionalidades y mecanismos para su uso en este contexto.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para el control automático de compensación de transitorios de una señal de audio caracterizado por estar compuesto de las siguientes etapas:

- Una etapa para la obtención de la pseudo-envolvente de la señal de audio de entrada, la cual se determina tomando el valor máximo de las salidas de un conjunto de picómetros con diferentes tiempos de ataque y relajación que sirven para caracterizar la señal de entrada rectificada.

- Una etapa para la obtención de un valor de ganancia comparando con una función matemática los valores promedio e instantáneo de la pseudoenvolvente.

- Una etapa para la modificación de la ganancia obtenida mediante una función potencia cuyo exponente contiene un factor de corrección comprendido entre 0 y 1.

- Una etapa para la aplicación de la ganancia final resultante sobre la señal de audio de entrada, una vez retrasada el tiempo necesario para tener en cuenta la dinámica del detector de pseudo-envolvente.

2. Un procedimiento según reivindicación 1, en el que la función de comparación entre el promedio de la pseudo-envolvente y su valor instantáneo se realiza mediante la división de estos términos (i.e. promedio de pseudo-envolvente / valor instantáneo).

3. Un procedimiento según reivindicación 1, cuya función de comparación entre el promedio de la pseudo-envolvente y su valor instantáneo es una función matemática cociente de dos polinomios.

4. Un procedimiento según reivindicación 1, en el que el audio de entrada es retardado por un lapso de tiempo entre 0,1 ms y 100 ms.

5. Un procedimiento según reivindicación 1, en el que la obtención de la pseudoenvolvente se lleva a cabo mediante la utilización de un conjunto de 2 o más picómetros.

6. La utilización del procedimiento descrito en las reivindicaciones 1 a 5 en implementaciones electrónicas analógicas o digitales.

7. La utilización del procedimiento descrito en las reivindicaciones 1 a 5 en un programa informático, almacenado en un medio legible por un ordenador o dispositvo con CPU (Unidad Central de Proceso), para hacer que un ordenador o dispositivo con CPU realice el procedimiento descrito.