ES2715191T3 - Codificación y decodificación de posiciones de impulso de pistas de una señal de audio - Google Patents

Codificación y decodificación de posiciones de impulso de pistas de una señal de audio Download PDF

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Abstract

Un aparato para decodificar una señal de audio codificada, en el que una o más pistas se asocian con la señal de audio codificada, teniendo cada una de las pistas una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos, en el que el aparato comprende: un decodificador de información de impulsos (110) para decodificar una pluralidad de posiciones de impulsos, en el que cada una de las posiciones de impulsos indica una de las posiciones de la pista de una de las pistas para indicar una posición de uno de los impulsos de la pista, y en el que el decodificador de la información de impulsos (110) se configura para decodificar la pluralidad de posiciones de impulsos usando un número de posiciones de pista que indica un número total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, un número de impulsos total que indica un número total de los impulsos de al menos una de las pistas, y un número de estado; y un decodificador de señal (120) para decodificar la señal de audio codificada generando una señal de audio sintetizada usando la pluralidad de posiciones de impulsos y una pluralidad de coeficientes de filtro predictivos estando asociados con la señal de audio codificada, en el que el decodificador de información de impulsos (110) se adapta además para decodificar una pluralidad de señales de impulso usando el número de posiciones de pista, el número de impulsos total y el número de estado, en el que cada una de las señales de impulso indica una señal de una de las pluralidades de impulsos, y en el que el decodificador de señal (120) se adapta para decodificar la señal de audio codificada generando una señal de audio sintetizada usando adicionalmente la pluralidad de señales de impulso, en el que el decodificador de información de impulsos (110) está adaptado además para decodificar una pluralidad de señales de impulso mediante el uso del número de posiciones de pista, el número de impulsos total y el número de estado, en el que cada una de las señales de impulso indica una señal de uno de la pluralidad de impulsos, y en el que el decodificador de señal (120) está adaptado para decodificar la señal de audio codificada mediante la generación de una señal de audio sintetizada mediante el uso además de la pluralidad de señales de impulso, en el que el decodificador de información de impulso (110) está adaptado para llevar a cabo una prueba comparando el número de estado o un número de estado actualizado con un valor de umbral, en el que el decodificador de información de impulso (110) está adaptado para llevar a cabo la prueba comparando, si el número de estado o un número de estado actualizado es mayor que, mayor que o igual a, menor que, o menor que o igual al valor de umbral, y en el que el decodificador de información de impulso (110) está adaptado además para actualizar el número de estado o un número de estado actualizado dependiendo del resultado de la prueba, en el que el decodificador de información de impulso (110) está configurado, para comparar, para cada posición de pista de una de la pluralidad de pistas, el número de estado o el número de estado actualizado con el valor de umbral, en el que el número de estado indica un estado de una enumeración de todos los posibles estados, en el que todos los posibles estados indican todas las configuraciones posibles de los impulsos en una o más pistas que tienen la pluralidad de posiciones de pista.

Description

DESCRIPCION
Codificacion y decodificacion de posiciones de impulso de pistas de una senal de audio
[0001] La presente invencion se refiere al campo del procesamiento de audio y codificacion de audio, en particular a la codificacion y decodificacion de posiciones de impulso de pistas en una senal de audio.
[0002] El procesamiento y/o codificacion de audio ha avanzado de muchas formas. En la codificacion de audio, los codificadores predictivos lineales juegan un importante papel. Cuando se codifica una senal de audio, por ejemplo, una senal de audio que comprende voz, los codificadores predictivos lineales normalmente codifican una representacion del envolvente espectral de la senal de audio. En este extremo, los codificadores predictivos lineales pueden determinar los coeficientes de filtro predictivos para representar el envolvente espectral del sonido en formato codificado. Los coeficientes de filtro pueden ser utilizados entonces por un decodificador predictivo lineal para decodificar la senal de audio codificada generando una senal de audio sintetizada usando los coeficientes de filtro predictivos.
[0003] Ejemplos importantes de codificadores predictivos lineales son los codificadores ACELP (ACELP = codificadores de prediction lineal excitado por codigo algebraico). Los codificadores ACELP se utilizan ampliamente, por ejemplo, en USAC (USAC = Codificacion de voz y audio unificada) y puede tener campos de aplicacion adicionales, por ejemplo, en LD-USAC (Codificacion de voz y audio unificada de bajo retraso).
[0004] Los codificadores ACELP normalmente codifican una senal de audio mediante la determination de coeficientes de filtro predictivos. Para conseguir una mejor codificacion, los codificadores ACELP determinan una senal residual, tambien denominada senal de destino, basada en la senal de audio que se va a codificar, y basada en los coeficientes de filtro predictivos ya determinados. La senal residual puede, por ejemplo, ser una senal de diferencia que representa una diferencia entre la senal de audio que se va a codificar y las partes de la senal que son codificadas por los coeficientes de filtro predictivos, y, posiblemente por los coeficientes de filtro adaptativos que resultan de un analisis de tono. El codificador ACELP intenta entonces codificar la senal residual. Para esto, el codificador codifica parametros algebraicos del libro de codigos, que se utilizan para codificar la senal residual.
[0005] Para codificar la senal residual, se utilizan libros de codigos algebraicos. Normalmente, los libros de codigos algebraicos comprenden una pluralidad de pistas, por ejemplo, cuatro pistas cada uno comprendiendo 16 posiciones de pista. En dicha configuration, un total de 4 ■ 16 = 64 posiciones de muestra pueden representarse por un libro de codigos algebraico respectivo, por ejemplo, correspondiente al numero de muestras de una subestructura de la senal de audio que se va a codificar.
[0006] Las pistas del libro de codigos pueden entrelazarse de forma que la pista 0 del libro de codigos puede representar muestras 0, 4, 8, ..., 60 de la sub-estructura, de forma que la pista 1 del libro de codigos puede representar las muestras 1, 5, 9..., 61 de la sub-estructura, de forma que la pista 2 del libro de codigos puede representar las muestras 2, 6, 10... 62 de la sub-estructura, y de forma que la pista 3 del libro de codigos puede representar las muestras 3, 7, 11, ...63 de la sub-estructura. Cada pista puede tener un numero fijo de impulsos. Mejor dicho, el numero de impulsos por pista puede variar, por ejemplo, dependiendo de otras condiciones. Un impulso puede, por ejemplo, ser positivo o negativo, por ejemplo, puede estar representado por 1 (impulso positivo) o 0 (impulso negativo).
[0007] Para codificar la senal residual, cuando se codifica, una configuracion del libro de codigos puede seleccionarse, de forma que represente mejor las partes de senal restantes de la senal residual. Para esto, los impulsos disponibles pueden posicionarse a posiciones de la pista adecuadas que reflejen mejor las partes de la senal que se van a codificar. Ademas, puede especificarse si un impulso correspondiente es positivo o negativo.
[0008] En un lado del decodificador, un decodificador ACELP decodificarla primero los parametros del libro de codigos algebraico. El decodificador ACELP tambien puede decodificar los parametros adaptativos del libro de codigos. Para determinar los parametros algebraicos del libro de codigos, el decodificador ACELP puede determinar la pluralidad de posiciones de impulso para cada pista de un libro de codigos algebraico. Ademas, el decodificador ACELP tambien puede decodificar si un impulso en una position de pista es un impulso positivo o negativo. Adicionalmente, el codificador ACELP tambien puede decodificar los parametros adaptativos del libro de codigos. En base a esta information, el decodificador ACELP normalmente genera una senal de excitation. El decodificador ACELP aplica a continuation los coeficientes de filtro predictivos sobre la senal de excitacion para generar una senal de audio sintetizada para obtener la senal de audio decodificada.
[0009] En ACELP, los impulsos sobre una pista se codifican generalmente del siguiente modo. Si la pista es de una longitud 16 y si el numero de impulsos en esta pista es uno, entonces podemos codificar la posicion del impulso por su posicion (4 bits) y senal (1 bit), con un total de 5 bits. Si la pista es de una longitud 16 y el numero de impulsos es dos, entonces el primer impulso se codifica por su posicion (4 bits) y senal (1 bit). Para el segundo impulso, necesitamos codificar solo la posicion (4 bits), ya que podemos seleccionar que la senal del segundo impulso sea positiva si esta a la izquierda del primer impulso, negativa si esta a la derecha del primer impulso, y la misma senal que el primer impulso si esta en la misma posicion que el primer impulso. En total, por tanto, necesitaremos 9 bits para codificar dos impulsos. En comparacion con la codificacion, el impulso se posiciona por separado, en 5 bits cada uno, y as! ahorramos 1 bit por cada par de impulsos.
[0010] Al codificar un numero de impulsos mayor de 2, podemos codificar impulsos en parejas y si el numero de impulsos es impar, codificar el ultimo impulso por separado. Entonces, por ejemplo, para una pista de 5 impulsos, necesitarlamos 9+9+5 = 23 bits. Si tenemos 4 pistas, entonces 4 x 23 = 92 bits se requerirlan para codificar una subestructura de una longitud de 64 con 4 pistas y 5 impulsos por pista. Sin embargo, se apreciarla si el numero de bits pudiera reducirse aun mas.
[0011] Virette et al, "Enhanced Pulse Indexing CE for ACELP in USAC", ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, 95a Reunion de MPEG, enero 2011, paginas 11-13, XP030047872, presenta una indexacion y desindexacion de impulso basada en un procedimiento de permutacion para la codificacion y decodificacion ACELP.
[0012] Se apreciarla si se proporcionara un aparato para codificar y un aparato respectivo para decodificar con conceptos de codificacion o decodificacion mejorados, que tenga medios para codificar o decodificar informacion de impulsos en una forma mejorada usando menos bits para la representacion de la informacion de impulsos, ya que esto, por ejemplo, reducirla la velocidad de transmision para transmitir una senal de audio codificada respectivamente, y ademas, esto, por ejemplo, reducirla el almacenamiento necesario para almacenar una senal de audio codificada respectivamente.
[0013] Es por tanto un objetivo de la presente invencion proporcionar conceptos mejorados para codificar y decodificar los impulsos de las pistas de una senal de audio. Los objetivos de la presente invencion se consiguen mediante un aparato para decodificar segun la reivindicacion 1, un aparato para codificar segun la reivindicacion 4, un procedimiento para decodificar segun la reivindicacion 5, un procedimiento para codificar segun la reivindicacion 6 y un programa informatico segun la reivindicacion 7.
[0014] Como se ha senalado mas arriba, la invencion se describe en las reivindicaciones independientes. Todos los casos siguientes de la palabra “forma(s) de realizacion”, si se refieren a combinaciones de caracterlsticas diferentes de las definidas por las reivindicaciones independientes, hacen referencia a ejemplos que fueron presentados originalmente pero que no representan las formas de realizacion de la invencion actualmente reivindicada; estos ejemplos se muestran aun con fines ilustrativos unicamente.
[0015] Segun las formas de realización, se asume que un numero de estado esta disponible para un aparato para decodificacion. Se asume ademas que un numero de posiciones de pista, indicando el numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas asociadas con la senal de audio codificada, y un numero total de impulsos, indicando el numero de impulsos de al menos una de las pistas, esta disponible para un aparato de decodificacion de la presente invencion. Preferiblemente, el numero de posiciones de pista y el numero total de impulsos esta disponible para cada pista asociada con una senal de audio codificada.
[0016] Por ejemplo, al tener 4 pistas con 5 impulsos, cada uno puede alcanzar aproximadamente 6,6 x 10A21 estados, que pueden, segun las formas de realización, codificarse por 73 bits, que es aproximadamente un 21% mas eficaz que la codificacion del codificador de ultima generacion descrito anteriormente usando 92 bits.
[0017] Primero, se proporciona un concepto sobre como codificar una pluralidad de posiciones de impulsos de una pista de una senal de audio de forma eficaz. A continuacion, el concepto se amplla para permitir codificar no solo la posicion de los impulsos de una pista, sino si el impulso es positivo o negativo. Adicionalmente, el concepto se amplla entonces para permitir codificar informacion del impulso para una pluralidad de pistas de forma eficaz. Los conceptos son aplicables de forma correspondiente en el lado de un decodificador.
[0018] Ademas, las formas de realizacion estan basadas, por otra parte, en la conclusion de que, si la estrategia de codificacion utiliza un numero de bits predeterminado, dicha configuracion con el mismo numero de impulsos en cada pista requiere un numero igual de bits. Si el numero de bits disponible es fijo, es entonces posible elegir directamente cuantos impulsos pueden codificarse con la cantidad de bits dada, permitiendo as! la codificacion con una cantidad predeterminada. Ademas, con esta estrategia, no es necesario probar diferentes cantidades de impulsos hasta que se consiga la tasa de bits deseada, pero podemos seleccionar directamente la cantidad adecuada de impulsos, reduciendo as! la complejidad.
[0019] En base a las suposiciones anteriores, la pluralidad de posiciones de impulsos de una pista de una estructura de senal de audio puede codificarse y/o decodificarse.
[0020] Aunque la presente invencion puede emplearse para codificar o decodificar cualquier tipo de senal de audio, por ejemplo, senales de voz o senales de musica, la presente invencion es particularmente util para codificar o decodificar senales de voz.
[0021] En otra forma de realización, el decodificador de la informacion del impulso se adapta adicionalmente para decodificar una pluralidad de senales de impulso usando el numero de posiciones de la pista, el numero total de impulsos y el numero de estado, donde cada una de las senales de impulso indica una senal de uno de la pluralidad de impulsos. El decodificador de senal puede estar adaptado para decodificar la senal de audio codificada generando una senal de audio sintetizada utilizando adicionalmente la pluralidad de senales de impulso.
[0022] Segun una forma de realizacion adicional, en la que una o mas pistas pueden comprender al menos una ultima pista y una o mas pistas adicionales, el decodificador de informacion de impulso puede adaptarse para generar un primer numero de sub-estado y un segundo numero de sub-estado desde un numero de estado. El decodificador de informacion de impulso puede configurarse para decodificar un primer grupo de las posiciones del impulso en base al numero del primer sub-estado, y el decodificador de la informacion del impulso puede ademas configurarse para decodificar un segundo grupo de las posiciones de impulso en base al segundo numero del subestado. El segundo grupo de las posiciones del impulso pueden consistir solo en posiciones de impulso que indican las posiciones de la pista de la ultima pista. El primer grupo de las posiciones del impulso pueden consistir solo en posiciones de impulso que indican las posiciones de una o mas pistas adicionales.
[0023] Segun otra forma de realización, el decodificador de informacion de impulsos puede configurarse para separar el numero de estado en el primer numero de sub-estado y el segundo numero de sub-estado dividiendo el numero de estado por f(pk, N) para obtener una parte de entero y un resto como un resultado de la division, donde la parte de entero es el primer numero de sub-estado y donde el resto es el segundo numero de sub-estado, donde pk indica para cada una de la pista o pistas el numero de impulsos, y donde N indica para cada una de la pista o pistas el numero de posiciones de pista. Aqul, f(pk, N) es una funcion que devuelve el numero de estados que pueden conseguirse en una pista de longitud N con impulsos pk.
[0024] En otra forma de realización, el decodificador de informacion de impulso puede adaptarse para realizar una prueba comparando el numero de estado o un numero de estado actualizado con un valor umbral.
[0025] El decodificador de informacion de impulso puede adaptarse para realizar la prueba comparando si el numero de estado o un numero de estado actualizado es mayor que, mayor que o igual a, mas pequeno que, o mas pequeno que o igual al valor umbral, y donde la unidad analizadora se adapta adicionalmente para actualizar el numero de estado o un numero de estado actualizado dependiendo del resultado de la prueba.
[0026] En una forma de realización, el decodificador de informacion de impulso puede configurarse para comparar el numero de estado o el numero de estado actualizado con el valor umbral para cada posicion de pista de una de la pluralidad de pistas.
[0027] Segun una forma de realización, el decodificador de informacion de impulso puede estar configurado para dividir una de las pistas en una primera particion de pista, comprendiendo al menos una posicion de pista de la pluralidad de posiciones de pistas, y en una segunda particion de pista, comprendiendo las otras posiciones de pista restantes de la pluralidad de posiciones de pista. El decodificador de informacion de impulso puede estar configurado para generar un primer numero de sub-estado y un segundo numero de sub-estado en base al numero de estado. Ademas, el decodificador de informacion de impulso puede estar configurado para decodificar un primer grupo de posiciones de impulso asociadas con la primera particion de pista en base al primer numero de sub-estado. Ademas, el decodificador de informacion de impulso puede estar configurado para decodificar un segundo grupo de posiciones de impulso asociadas con la segunda particion de pista en base al segundo numero de sub-estado.
[0028] Segun una forma de realización, se proporciona un aparato para codificar una senal de audio. El aparato comprende un procesador de senal adaptado para determinar una pluralidad de coeficientes de filtro predictivos que estan asociados con la senal de audio, para generar una senal residual basada en la senal de audio y la pluralidad de coeficientes de filtro predictivos. Por otra parte, el aparato comprende un codificador de informacion de impulso adaptado para codificar una pluralidad de posiciones de impulso relacionadas con una o mas pistas para codificar la senal de audio, estando la pista o pistas asociadas con la senal residual. Cada una de las pistas tiene una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos. Cada una de las posiciones de impulso indica una de las posiciones de la pista de una de las pistas para indicar una posicion de uno de los impulsos de la pista. El codificador de informacion de impulso se configura para codificar la pluralidad de posiciones de impulso generando un numero de estado, de forma que las posiciones de impulso puedan decodificarse solo en base al numero de estado, un numero de posiciones de pista indicando un numero total de las posiciones de la pista de al menos una de las pistas, y un numero total de impulsos indicando un numero total de los impulsos de al menos una de las pistas.
[0029] Segun otra forma de realización, el codificador de informacion de impulsos puede estar adaptado para codificar una pluralidad de senales de impulso, donde cada una de las senales de impulso indica una senal de una de la pluralidad de impulsos. El codificador de informacion de impulso puede estar configurado adicionalmente para codificar la pluralidad de senales de impulso generando el numero de estado, de forma que las senales de impulso pueden decodificarse solo en base al numero de estado, el numero de posiciones de pista indicando un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, y el numero total de impulsos.
[0030] En una forma de realización, el codificador de information de impulso esta adaptado para anadir un valor entero a un numero intermedio para cada impulso en una position de pista para cada position de pista de una de las pistas, para obtener el numero de estado.
[0031] Segun otra forma de realización, el codificador de informacion de impulso puede estar configurado para dividir una de las pistas en una primera partition de pista, comprendiendo al menos una posicion de pista de la pluralidad de posiciones de pistas, y en una segunda particion de pista, comprendiendo las otras posiciones de pista restantes de la pluralidad de posiciones de pista. Ademas, el codificador de informacion de impulso puede estar configurado para codificar un primer numero de sub-estado asociado con la primera particion. Ademas, el codificador de informacion de impulso puede estar configurado para codificar un segundo numero de sub-estado asociado con una segunda particion. Ademas, el codificador de informacion de impulsos puede estar configurado para combinar el primer numero de sub-estado y el segundo numero de sub-estado para obtener el numero de estado.
[0032] En la siguiente description, se describen con mas detalles las formas de realizacion de la presente invention con respecto a las figuras, en las que:
La Fig. 1 ilustra un aparato para decodificar una senal de audio codificada segun una forma de realización, la Fig. 2 ilustra un aparato para codificar una senal de audio segun una forma de realización,
la Fig. 3 ilustra todas las posibles configuraciones para una pista que tenga dos impulsos no asignados y tres posiciones de pista,
la Fig. 4 ilustra todas las posibles configuraciones, para una pista que tenga un impulso con senal y dos posiciones de pista,
la Fig. 5 ilustra todas las posibles configuraciones, para una pista que tenga dos impulsos de senal y dos posiciones de pista,
la Fig. 6 es un grafico de flujo que ilustra una forma de realización, que representa las etapas del procesamiento realizadas por un decodificador de informacion de impulso segun una forma de realización, y
la Fig. 7 es un grafico de flujo que ilustra una forma de realización, representando el grafico de flujo las etapas del procesamiento realizadas por un codificador de informacion de impulso segun una forma de realizacion.
[0033] La Fig. 1 ilustra un aparato para decodificar una senal de audio codificada, en la que una o mas pistas se asocian con la senal de audio codificada, teniendo cada una de las pistas una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos.
[0034] El aparato comprende un decodificador de informacion de impulsos 110 y un decodificador de senal 120. El decodificador de informacion de impulsos 110 se adapta para decodificar una pluralidad de posiciones de impulso. Cada una de las posiciones de impulso indica una de las posiciones de la pista de una de las pistas para indicar una posicion de uno de los impulsos de la pista.
[0035] El decodificador de impulsos 110 esta configurado para decodificar la pluralidad de posiciones de impulso mediante el uso de un numero de posiciones de pista que indica un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, indicando un numero total de impulsos un numero total de los impulsos de al menos una de las pistas, y un numero de estado.
[0036] El decodificador de senal 120 se adapta para decodificar la senal de audio codificada generando una senal de audio sintetizada mediante el uso de la pluralidad de posiciones de impulso y una pluralidad de coeficientes de filtro predictivos que estan asociados con la senal de audio codificada.
[0037] El numero de estado es un numero que puede haber sido codificado por un codificador segun las formas de realizacion que se describiran a continuation. El numero de estado, por ejemplo, comprende informacion sobre una pluralidad de posiciones de impulsos en una representation compacta, por ejemplo, una representation que requiere algunos bits, y que puede decodificarse, cuando la informacion sobre el numero de posiciones de pista y el numero de impulsos totales esta disponible en el decodificador.
[0038] En una forma de realización, el numero de posiciones de pista y/o el numero de impulsos totales de una o de cada pista de la senal de audio puede estar disponible en el decodificador, porque el numero de posiciones de pista y/o el numero de impulsos totales es un valor estatico que no cambia y es conocido por el receptor. Por ejemplo, el numero de posiciones de pista puede ser siempre 16 para cada pista y el numero total de impulsos puede ser siempre 4.
[0039] En otra forma de realización, el numero de posiciones de pista y/o el numero total de impulsos de una o de cada pista de la senal de audio puede transmitirse expllcitamente al aparato para decodificacion, por ejemplo, por el aparato para codification.
[0040] En una forma de realizacion adicional, el decodificador puede determinar el numero de posiciones de pista y/o el numero total de impulsos de una o de cada pista de la senal de audio analizando otros parametros que no indican explicitamente el numero de posiciones de pista y/o el numero total de impulsos, pero desde los cuales el numero de posiciones de pista y/o el numero total de impulsos puede derivarse.
[0041] En otras formas de realización, el decodificador puede analizar otros datos disponibles para derivar el numero de posiciones de la pista y/o el numero total de impulsos de una o de cada pista de la senal de audio.
[0042] En una forma de realizacion adicional, el decodificador de la informacion de impulsos puede adaptarse para decodificar tambien, tanto si un impulso es un impulso positivo o un impulso negativo.
[0043] En otra forma de realización, el decodificador de informacion de impulsos puede adaptarse adicionalmente para decodificar informacion de impulsos que comprende informacion sobre los impulsos para una pluralidad de pistas. La informacion del impulso puede, por ejemplo, ser informacion sobre la posicion de los impulsos en una pista y/o informacion tanto si un impulso es un impulso positivo o un impulso negativo.
[0044] La Fig. 2 ilustra un aparato para codificar una senal de audio, que comprende un procesador de senal 210 y un codificador de informacion de impulsos 220.
[0045] El procesador de senal 210 esta adaptado para determinar una pluralidad de coeficientes de filtro predictivos estando asociados con la senal de audio, para generar una senal residual basada en la senal de audio y la pluralidad de coeficientes de filtro predictivos.
[0046] El codificador de informacion de impulsos 220 esta adaptado para codificar una pluralidad de posiciones de impulsos relacionadas con una o mas pistas para codificar la senal de audio. Una o mas pistas estan asociadas con la senal residual generada por el procesador de senal 210. Cada una de las pistas tiene una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos. Ademas, cada una de las posiciones de impulso indica una de las posiciones de la pista de una de las pistas para indicar una posicion de uno de los impulsos de la pista.
[0047] El codificador de informacion de impulsos 220 esta configurado para codificar la pluralidad de posiciones de impulso generando un numero de estado, de forma que las posiciones de impulso puedan ser decodificadas solo en base al numero de estado, un numero de posiciones de pista que indica un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, y un numero total de impulsos que indica un numero total de los impulsos de al menos una de las pistas.
[0048] A continuacion, se presentan los conceptos basicos de las formas de realizacion de la presente invention relacionada con la codification de posiciones de impulso y posiblemente senal de impulso (impulso positivo o impulso negativo) al generar un numero de estado.
[0049] Los principios de codificacion de las formas de realizacion de la presente invencion se basan en la conclusion de que, si una enumeration de estado de todas las posibles configuraciones de k impulsos en una pista con n posiciones de pista se considera, es suficiente codificar el estado actual de los impulsos de una pista. Codificar dicho estado en tan pocos bits como sea posible proporciona la codificacion compacta deseada. Con esto, se presenta un concepto de enumeracion de estado, donde cada constelacion de posiciones de impulso, y posiblemente tambien las senales de impulso, representa un estado y cada estado se enumera de forma unica.
[0050] La Fig. 3 ilustra esto para un caso sencillo, donde todas las posibles configuraciones se representan, cuando se considera una pista que tiene dos impulsos y tres posiciones de pista. Dos impulsos pueden estar ubicados en la misma posicion de la pista. En el ejemplo de la Fig. 3, la senal de los impulsos (por ejemplo, cuando el impulso es positivo o negativo) no se considera, por ejemplo, en dicho ejemplo, todos los impulsos pueden, por ejemplo, considerarse como positivos.
[0051] En la Fig. 3, se ilustran todos los posibles estados para dos impulsos no dirigidos ubicados en una pista con tres posiciones de pista (en la Fig. 3: posiciones de pista 1, 2 y 3). Existen solo seis posibles estados diferentes (en la Fig. 3, enumerados de 0 a 5) que describen como los impulsos pueden distribuirse en la pista. Con esto, es suficiente usar un numero de estado en el intervalo 0 a 5 para describir la configuration real presente. Por ejemplo, si el numero de estado en el ejemplo de la Fig. 3 tiene el valor (4) y si el decodificador conoce el esquema de codificacion, el decodificador puede concluir que el numero de estado = 4 significa que la pista tiene un impulso en la posicion de pista 0 y otro impulso en la posicion de pista 2. Con esto, en el ejemplo de la Fig. 3, tres bits son suficientes para codificar el numero de estado para identificar uno de los seis estados diferentes del ejemplo de la Fig. 3.
[0052] La Fig. 4 ilustra un caso que representa todos los estados posibles para un impulso dirigido ubicado en una pista con dos posiciones de pista (en la Fig. 4: posiciones de pista 1 y 2). En la Fig. 4 se considera la senal de los impulsos (por ejemplo, si el impulso es positivo o negativo). Existen cuatro estados diferentes posibles (en la Fig. 4 enumerados de 0 a 3) que describen como el impulso puede distribuirse en la pista y tambien su senal (positiva o negativa). Es suficiente usar un numero de estado en el intervalo 0 a 3 para describir la configuracion real presente. Por ejemplo, si el numero de estado en el ejemplo de la Fig. 4 tiene el valor (2) y si el decodificador conoce el esquema de codificacion, el decodificador puede concluir que el numero de estado = 2 significa que la pista tiene un impulso en la posicion de pista 1 y que el impulso es un impulso positivo.
[0053] La Fig. 5 ilustra otro caso mas, donde todas las posibles configuraciones se representan, cuando se considera una pista que tiene dos impulsos y dos posiciones de pista. Los impulsos pueden estar ubicados en la misma posicion de la pista. En el ejemplo mostrado en la Fig. 5 se considera la senal de los impulsos (por ejemplo, si el impulso es positivo o negativo). Se asume que los impulsos en la misma posicion de pista tienen la misma senal (por ejemplo, las pistas en la misma posicion de pista son todas positivas o todas negativas).
[0054] En la Fig. 5, se ilustran todos los posibles estados para los impulsos de dos senales (por ejemplo, impulsos que son positivos o negativos) ubicados en una pista con dos posiciones de pista (en la Fig. 5: posiciones de pista 1 y 2). Existen solo ocho posibles estados diferentes (en la Fig. 5, enumerados de 0 a 7) que describen como los impulsos pueden distribuirse en la pista. Con esto, es suficiente usar un numero de estado en el intervalo 0 a 7 para describir la configuracion real. Por ejemplo, si el numero de estado en el ejemplo de la Fig. 5 tiene el valor (3) y si el decodificador conoce el esquema de codificacion, el decodificador puede concluir que el numero de estado = 3 significa que la pista tiene un impulso en la posicion de pista 0 que es positivo y otro impulso en la posicion de pista 1 que es negativo. Con esto, en el ejemplo de la Fig. 5, tres bits son suficientes para codificar el numero de estado para identificar uno de los ocho estados diferentes del ejemplo de la Fig. 5.
[0055] En ACELP, la senal residual puede codificarse mediante un numero fijo de impulsos con senal. Como se ha descrito anteriormente, los impulsos pueden distribuirse, por ejemplo, en cuatro pistas interrelacionadas, de forma que la pista 0 contenga las posiciones mod(n,4)= = 0, la pista=1 contenga las posiciones mod(n, 4)= = 1, y as! sucesivamente. Cada pista puede tener un numero predefinido de impulsos de unidad con senal, que pueden solaparse, pero cuando se solapan, los impulsos tienen la misma senal.
[0056] Al codificar los impulsos, se deberla conseguir una asignacion desde las posiciones del impulso y sus senales, a una representacion que utiliza la cantidad mas pequena posible de bits. Ademas, la codificacion de impulsos deberla tener un consumo de bits que es fijo, es decir, cualquier constelacion de impulsos tiene el mismo numero de bits.
[0057] Cada pista se codifica primero de forma independiente y, a continuation, los estados de cada pista se combinan a un numero, que representa el estado de toda la sub-estructura. Esta estrategia proporciona el consumo de bits matematicamente optimo, dado que todos los estados tienen una probabilidad igual y el consumo de bits es fijo.
[0058] El concepto de numeration de estado puede explicarse tambien mediante el uso de una representacion compacta de las diferentes constelaciones de estado:
Digamos que la senal residual, que queremos codificar, sea xn. Asumiendo que se consideren cuatro pistas interrelacionadas, por ejemplo, de un libro de codigos algebraico, entonces la primera pista tiene las muestras xo, X4 , xs ... x n -4, la segunda pista tiene las muestras x i , X5 , X9...XN-3, etc. Supongamos que la primera pista esta cuantizada con un impulso de unidad con senal y que T=8, donde la longitud de la pista es 2 (T = longitud (muestras) de la senal residual que se va a codificar). Si T=8, y si se utilizan 4 pistas para codificar la senal residual, cada una de las 4 pistas tiene dos posiciones de pista. Por ejemplo, la primera pista puede considerarse como que tiene dos posiciones de pista x0 y x4. El impulso de la primera pista puede entonces aparecer en cualquiera de las siguientes constelaciones:
Figure imgf000007_0002
[0059] Existen cuatro estados diferentes para esta configuracion.
[0060] Similarmente, si hubiera dos impulsos en la primera pista, teniendo la primera pista dos posiciones de pista x0 y x4, los impulsos podrlan asignarse entonces en las siguientes constelaciones:
Figure imgf000007_0001
[0061] Por tanto, esta configuracion tiene 8 estados.
[0062] Si la longitud de la senal residual se extiende a T=12, entonces cada una de las 4 pistas tiene 3 posiciones de pista. La primera pista obtiene una muestra mas y ahora tiene las posiciones de pista x0, x4 y x8, de forma que obtengamos:
Figure imgf000008_0003
[0063] La tabla anterior significa que existen 8 estados diferentes para x0 y x4, si x8 = 0 (x8 no tiene impulso); 4 estados diferentes para x0 y x4, si x8 = 1 (x8 tiene un impulso positivo); 4 estados diferentes para x0 y x4, si x8 = 1 (x8 tiene un impulso negativo); 1 estado para x0 y x4, si x8 = 2 (x8 tiene dos impulsos positivos); y 1 estado para x0 y x4, si x8 = 2 (x8 tiene dos impulsos negativos).
[0064] Aqul, el numero de estados para la primera fila ha sido obtenido a partir de las dos tablas anteriores. En adicion al numero de estados de la primera fila, vemos que esta configuracion tiene 18 estados.
[0065] En el ejemplo T=12, 5 bits son suficientes para codificar todos los 18 estados diferentes posibles. El codificador selecciona entonces, por ejemplo, el numero de estado desde el intervalo [0, ..., 17] para especificar una de las 18 configuraciones. Si el decodificador conoce el esquema de codificacion, por ejemplo, si conoce que numero de estado representa que configuracion, puede decodificar las posiciones de impulso y las senales de impulso para una pista.
[0066] A continuacion, se proporcionaran procedimientos de codificacion adecuados y procedimientos de decodificacion correspondientes segun las formas de realizacion. Segun las formas de realización, se proporciona un aparato para codificacion que esta configurado para ejecutar uno de los procedimientos de codificacion presentados mas abajo. Ademas, segun formas de realizacion adicionales, se proporciona un aparato para decodificacion que esta configurado para ejecutar uno de los procedimientos de decodificacion presentados mas abajo.
[0067] En las formas de realización, para generar el numero de estado o para decodificar el numero de estado, puede calcularse el numero de configuraciones posibles para las posiciones de pista N que tienen impulsos p.
[0068] Los impulsos pueden senalizarse, y puede emplearse una formula recursiva, que calcula el numero de estados f(p, N) para una pista que tiene posiciones de pista N e impulsos con senal p (los impulsos pueden ser positivos o negativos, pero los impulsos en la misma posicion de pista tienen la misma senal), donde la formula recurrente f(p, N) se define mediante:
Fórmula 1:
Figure imgf000008_0001
[0069] Las condiciones iniciales son
Figure imgf000008_0002
ya que una posicion unica con uno o mas impulsos requiere un bit (dos estados) para la senal. La formula recurrente es para la totalizacion de todas las constelaciones diferentes.
[0070] Es decir, dados los impulsos p, la posicion actual puede tener impulsos qN = 0 a p, donde las posiciones N-1 restantes tienen impulsos p - qN. El numero de estados en la posicion actual y las posiciones N-1 restantes se multiplican para obtener el numero de estados con estas combinaciones de impulsos y las combinaciones se totalizan para obtener el numero total de estados.
[0071] En las formas de realization, la funcion recurrente puede calcularse mediante un algoritmo iterativo, donde la recurrencia se sustituye por la iteration.
[0072] Ya que la evaluation de f(p,N) es relativamente numericamente compleja para las aplicaciones a tiempo real, segun algunas formas de realización, puede emplearse una busqueda de tabla para calcular f(p,N). Segun algunas formas de realización, la tabla puede haber sido calculada offline.
[0073] En lo siguiente, se proporcionan conceptos adicionales para codificar y decodificar el numero de estado:
Digamos que f(p,N) denota el numero de configuraciones posibles para una pista que tiene posiciones de pista N e impulsos de senal p.
[0074] El codificador de information de impulsos puede analizar ahora la pista: si la primera position en la pista no tiene un impulso, entonces las posiciones N-1 restantes tienen impulsos con senal p, y para describir esta constelacion, necesitamos solo los estados f(p, N -1).
[0075] De lo contrario, si la primera posicion tiene uno o mas impulsos, el codificador de informacion de impulsos puede definir que el estado general es mayor que f(p, N -1).
[0076] A continuation, en el decodificador de la informacion de impulsos, el decodificador de informacion de impulsos puede, por ejemplo, empezar con la ultima posicion y comparar el estado con un valor de umbral, por ejemplo con f(p, N - 1). Si es mayor, entonces el decodificador de informacion de impulsos puede determinar que la ultima posicion tiene al menos un impulso. El decodificador de informacion de impulsos puede entonces actualizar el estado para obtener un numero de estado actualizado restando f(p, N - 1) del estado y reduciendo el numero de impulsos restantes en uno.
[0077] De otra forma, si no hay impulso en la ultima posicion, el decodificador de informacion de impulsos puede reducir el numero de posiciones restantes en uno. Repetir este procedimiento hasta que no queden impulsos, proporcionarla las posiciones sin senal de los impulsos.
[0078] Para tener en cuenta tambien las senales de los impulsos, el codificador de informacion de impulsos puede codificar los impulsos en el bit mas bajo del estado. En una forma de realizacion alternativa, el codificador de informacion de impulsos puede codificar la senal en el bit restante mas alto del estado. Se prefiere, sin embargo, codificar la senal de impulso en el bit mas bajo, ya que es mas facil de gestionar con respecto a los calculos de enteros.
[0079] Si, en el decodificador de informacion de impulsos, se encuentra el primer impulso de una posicion dada, la senal del impulso se determina mediante el ultimo bit. A continuacion, el estado restante se desplaza una etapa a la derecha para obtener un numero de estado actualizado.
[0080] En una forma de realización, un decodificador de la informacion de impulsos se configura para aplicar el siguiente algoritmo de decodificacion. En este algoritmo de decodificacion, en una estrategia etapa a etapa, para cada posicion de pista, por ejemplo una detras de la otra, el numero de estado o el numero de estado actualizado se compara con un valor umbral, por ejemplo, con f(p, k -1).
[0081] Segun una forma de realización, se proporciona un algoritmo para el decodificador de informacion de impulsos:
Para cada posicion en la pista, k=N a 1
Mientras el estado s >= f(p, k - 1)
Poner un impulso en k
Establecer s := s - f(p, k - 1)
Si este es el primer impulso en k
Si el bit mas bajo de s esta ajustado, establecer senal a menos
De otro modo, establecer senal a mas
Desplazar estado derecho una etapa s = s/2
Reducir el numero de impulsos restantes p : = p - 1
[0082] En cuanto a la informacion de impulsos, segun una forma de realización, un codificador de informacion de impulsos se configura para aplicar el siguiente algoritmo de codification. El codificador de informacion de impulsos realiza las mismas etapas que el decodificador de informacion de impulsos, pero en orden inverso.
[0083] Segun una forma de realización, se proporciona un algoritmo para el codificador de informacion de impulsos:
Establecer numero de impulsos encontrados a cero, p:=0 y el estado a cero, s:=0.
Para cada posicion en la pista, k=1 a N
Para cada impulso en esta posicion
Si el impulso actual es el ultimo en esta posicion
Desplazar estado izquierdo una etapa s:= s * 2
Si la senal es menos, establecer el bit mas bajo a uno, s:= s 1
De otra manera establecer el bit mas bajo a cero (es decir, no hacer nada)
Actualizar el estado s := s f(p, k -1)
Aumentar el numero de impulsos encontrados p: =p+1
[0084] Al decodificar el numero de estado mediante el uso de este algoritmo, el codificador de informacion de impulso anade un valor entero a un numero intermedio (por ejemplo, un numero de estado intermedio), por ejemplo, el numero de estado antes de completar el algoritmo, para cada impulso en una posicion de pista para cada posicion de pista de una de las pistas, para obtener (el valor de) el numero de estado.
[0085] La estrategia para codificar y decodificar la informacion de impulsos, por ejemplo, las posiciones de impulsos y las senales de impulsos, puede denominarse "codificacion etapa a etapa" y "decodificacion etapa a etapa", ya que las posiciones de pista son consideradas por los procedimientos de codificacion y decodificacion uno tras el otro, etapa a etapa.
[0086] La Fig. 6 es un grafico de flujo que ilustra un ejemplo, que representa las etapas de procesamiento realizadas por una decodificacion de la informacion de impulsos segun una forma de realizacion.
[0087] En la etapa 610, la posicion de pista actual k se establece a N. Aqul, N representa el numero de posiciones de pista de una pista, donde las posiciones de pista se enumeran de 1 a N.
[0088] En la etapa 620, se prueba si k es mayor que o igual a 1, es decir, si las posiciones de la pista restantes no han sido consideradas. Si k no es mayor que o igual a 1, todas las posiciones de pista han sido consideradas y el proceso finaliza.
[0089] De otra manera, se prueba en la etapa 630 si el estado es mayor que o igual a f(p, k-1). Si este es el caso, al menos hay un impulso presente en la posicion k. Si este no es el caso, no hay presente ningun impulso (adicional) en la posicion de pista k y el proceso continua en 640 donde k se reduce en 1, de forma que la siguiente posicion de pista se considerara.
[0090] Si, sin embargo, el estado es mayor que o igual a f(p, k-1), el proceso continua con la etapa 642, un impulso se pone en la posicion de pista k y, a continuacion, en la etapa 644, el estado se actualiza reduciendo el estado en f(p, k-1). A continuacion, en la etapa 650, se prueba si el impulso actual es el primer impulso descubierto en la posicion de pista k. Si este no es el caso, el numero de impulsos restantes se reduce en 1 en la etapa 680, y el proceso continua en la etapa 630.
[0091] Si, sin embargo, este es el primer impulso descubierto en la posicion de pista k, el proceso continua con la etapa 660, donde se prueba si el bit mas bajo de s se ha establecido. Si este es el caso, la senal de los impulsos en esta posicion de pista se establece a menos (etapa 662), de otra manera, la senal de los impulsos en esta posicion de pista se establece a mas (etapa 664). En ambos casos, el estado se desplaza una etapa a la derecha en la etapa 670 (s:= s/2). A continuacion, ademas, el numero de impulsos restante se reduce en una (etapa 680) y el proceso continua en la etapa 630.
[0092] La Fig. 7 es un grafico de flujo que ilustra una forma de realización, representando el grafico de flujo las etapas de procesamiento realizadas por un codificador de informacion de impulsos segun una forma de realizacion.
[0093] En la etapa 710, el numero de impulsos p encontrados se establece a 0, el estado s se establece a 0 y la posicion de pista considerada k se establece a 1.
[0094] En la etapa 720, se prueba si k es mas pequeno que o igual a N, es decir, si las posiciones de pista permanecen como no consideradas (aqul, N significa: numero de posiciones de pista de una pista). Si k no es mas pequeno que o igual a N, todas las posiciones de pista han sido consideradas y el proceso finaliza.
[0095] De otra manera, se prueba en la etapa 730 si al menos un impulso esta presente en la posicion k. Si este no es el caso, el proceso continua a 740, donde k se aumenta en 1, de forma que se considerara la siguiente posicion de pista.
[0096] Sin embargo, si al menos hay presente un impulso en la posicion de pista k, se prueba en la etapa 750 si el impulso considerado actualmente es el ultimo impulso en la posicion de la pista k. Si este no es el caso, entonces, en la etapa 770, el estado s se actualiza anadiendo f(p, k-1) al estado s, el numero de impulsos encontrados p se aumenta en 1 y el proceso continua con la etapa 780.
[0097] Si el impulso considerado actualmente es el ultimo impulso en la posicion de pista k, entonces tras la etapa 750, el proceso continua con la etapa 755 y el estado se desplaza una etapa a la izquierda (s := s * 2). A continuacion, se prueba en la etapa 760 si la senal del impulso es menos. Si este es el caso, el bit mas bajo se establece a 1 (etapa 762); de otra manera, el bit mas bajo de s se establece a 0 (o no se hace nada) (etapa 764). A continuacion, en ambos casos, se realiza la etapa 770, donde el estado s se actualiza anadiendo f(p, k-1) al estado s, el numero de impulsos encontrados p se aumenta en 1 y el proceso continua con la etapa 780.
[0098] En la etapa 780, se prueba si existe otro impulso en la posicion k. Si este es el caso, el proceso continua con la etapa 750; de otra manera, el proceso continua con la etapa 740.
[0099] En lo sucesivo, se proporciona un concepto para generar un numero de estado conjunto que codifica el estado de una pluralidad de pistas.
[0100] Desafortunadamente, en muchos casos, el rango de posibles estados de una sola pista no es un multiplo de 2 y la representacion binaria de cada estado es por tanto ineficiente. Por ejemplo, si el numero de posibles estados es 5, entonces necesitamos 3 bits para representarlo con un numero binario. Sin embargo, si tenemos cuatro pistas, cada una con 5 estados, entonces tenemos 5x5x5x5=625 estados para toda la sub-estructura que puede representarse por 10 bits (en vez de 4x3=12 bits). Esto se corresponde con 2,5 bits por pista en vez de 3 y as! obtenemos un ahorro de 0,5 bits por pista o de forma equivalente, 2 bits por sub-estructura (20% del consumo total de bits). Es por tanto importante combinar los estados de cada pista a un estado conjunto, ya que, por esto, la ineficacia de la representacion puede reducirse. Debe tenerse en cuenta que podrla usarse la misma estrategia para cualquier numero transmitido. Por ejemplo, ya que cada sub-estructura puede tener un estado que representa las posiciones de los impulsos, y cada estructura puede, por ejemplo, tener cuatro sub-estructuras, estos estados podrlan combinarse a un numero de estado conjunto.
[0101] Dado que una sub-estructura tiene, por ejemplo, 4 pistas, el consumo de bits puede reducirse para mejorar la eficacia para codificar de forma conjunta los estados de cada pista. Por ejemplo, dado que cada pista tiene impulsos pk y cada pista tiene una longitud N, por ejemplo tiene N posiciones de pista, entonces el estado de cada pista esta en el rango de 0 a f(pk, N) - 1. Los estados de cada pista Sk pueden entonces combinarse a un estado conjunto s de la sub-estructura con la formula (asumiendo que tenemos 4 pistas por sub-estructura).
Fórmula 2:
s = [fco/(Po» N)+ V(P\ > N)+ si l f{P2. N)+ s3
[0102] Los estados de cada pista pueden entonces determinarse en el decodificador dividiendo el estado conjunto por f(pk, N), donde el resto es el estado de la ultima pista y la parte entera es el estado conjunto de las pistas restantes. Si el numero de pistas es distinto a 4, podemos rapidamente anadir o reducir el numero de terminos en la ecuacion anterior de forma apropiada.
[0103] Debe tenerse en cuenta que cuando el numero de impulsos por pista es grande, entonces el numero de posibles estados aumenta. Por ejemplo, con 6 impulsos por pista con cuatro pistas y una longitud de pista N=16, entonces el estado es un numero de 83 bit, que supera la longitud maxima de los numeros binarios en CPUs regulares. A continuacion, se muestran algunas etapas regulares que deben realizarse para evaluar la formula anterior usando procedimientos estandar con enteros muy largos.
[0104] Debe observarse tambien que esta estrategia es igual a la codificacion aritmetica de los estados de la pista, cuando las posibilidades del estado se asumen como iguales.
[0105] Anteriormente, se ha presentado una estrategia etapa a etapa para codificar y decodificar informaciones de impulsos de una pista, por ejemplo, las posiciones, y posiblemente las senales, de impulsos de una pista. Otras formas de realizacion proporcionan otra estrategia, a la que llamaremos estrategia "dividir y conquistar".
[0106] Un codificador de informacion de impulsos configurado para aplicar la estrategia dividir y conquistar, divide una pista en dos particiones de pista x1 y x2, que podrlan considerarse como dos vectores, donde x = [x1 x2]. La idea basica es codificar ambos vectores xi y X2 por separado y, a continuacion, combinar los dos con la formula.
Figure imgf000012_0001
[0107] En la ecuacion anterior, deberla destacarse que s(xi) y s(x2) son los estados de los vectores xi y X2 , cuando el numero de impulsos ya se conocen, es decir, cuando los vectores tienen, respectivamente, impulsos, pi y p2 =p-pi. Para tener en cuenta todos los estados que tienen 0 a pi-1 impulsos en el vector xi, tenemos que anadir el termino de la suma en la ecuacion anterior.
[0108] El algoritmo/formula anterior puede aplicarse para codificar los impulsos de las pistas interrelacionadas para aplicar las siguientes etapas de pre-procesamiento. Primero, dejemos que los vectores xtrack k consistan en todas las muestras en la pista k y combinar estos vectores definiendo x = [xtrack i , x track2, x track 3, x track 4]. Observamos que esto es meramente una reordenacion de las muestras de forma que todas las muestras de la pista 1 se coloquen en el primero grupo y as! sucesivamente.
[0109] Segundo, observese que los numeros de impulsos por pista es normalmente un numero fijo. Sigue que si la pista 1 siempre tiene impulsos pi entonces el numero de estado en la pista 1 es f(k, Ni)= 0 para todos los valores k tUpi. Esta es simplemente otra forma de decir que no hay estados para la pista 1 que no tengan impulsos pi. Formalmente, podemos definir la formula numero de estados como:
Fórmula 4:
[0110] Para una pista completa x t ra c k k con impulsos pk el numero de estados es (N=Ntrackk)
Figure imgf000012_0003
[0111] De otra manera, para N> i
Figure imgf000012_0002
[0112] Y para N=1:
Figure imgf000012_0004
[0113] Al reordenar las muestras y usar la definicion anterior para el numero de estados (Fórmula 4), podemos calcular el estado conjunto de todas las pistas mediante la Fórmula 3. Cabe destacar que, ya que el numero de estados contiene en su mayorla ceros, la suma en la Fórmula 3 es cero, cuando se combina el estado de las pistas. Por tanto, combinar dos pistas es identico a la Fórmula 2. De forma similar, podemos mostrar facilmente que la combinacion de las cuatro pistas (o cinco) tambien proporciona resultados identicos con ambas estrategias.
[0114] Segun una forma de realización, la reordenacion puede usarse como una etapa de pre-procesamiento para el codificador. En otro ejemplo, la reordenacion puede integrarse en el codificador. De forma similar, segun una forma de realización, la reordenacion puede utilizarse como etapa de post-procesamiento para el decodificador. En otra forma de realización, la reordenacion puede integrarse en el decodificador. Si el numero de impulsos en una pista no es fijo, podemos modificar facilmente el numero de la formula de estados de forma apropiada, y seguir usando el mismo algoritmo de codificacion.
[0115] Se observa que la estrategia presentada en la seccion "Combinando datos de pista" y el procedimiento anterior proporcionan resultados iguales si el orden de combinacion de las pistas se selecciona de forma apropiada. Igualmente, ademas las estrategias etapa a etapa y dividir y conquistar proporcionan los mismos resultados. Podemos por tanto seleccionar de forma independiente que estrategia usar en el decodificador y codificador, segun cual es mas practica de implementar o que estrategia se ajusta mejor a las restricciones computacionales de la plataforma.
[0116] Segun una forma de realización, se proporciona un algoritmo de codificador de informacion de impulsos, que puede describirse en pseudo-codigo por
estado de funcion = codificar(x)
1. si la longitud de x es 1
a. si x no tiene impulsos
i. estado = 0
ii. retorno
b. si no (x tiene al menos un impulso)
i. si el impulso(s) en x es positivo
estado = 0
retorno
ii. si no (el impulso(s) en x es negativo)
estado = 1
retorno
iii. fin
c. fin
2. si no (es decir, cuando la longitud de x es > 1)
a. dividir x en dos vectores x1 y x2 de longitud N1 y N2 respectivamente
b. determinar el estado del vector x1 por s1 = codificar(x1)
c. determinar el estado del vector x2 por s2 = codificar(x1)
d. dejar que p sea el numero de impulsos en x y p1 el numero de impulsos en x1
e. establecer n0 = 0
f. para k desde 0 a p1-1
i. establecer n0 := n0 f(k,N1)*f(p-kN2)
g. fin
h. calcular estado como s := s1 f(p1,N1)*s2 n0
i. retorno
3. fin
[0117] Al emplear dicho algoritmo de codificacion, segun una forma de realización, se configura el codificador de informacion de impulsos para dividir una de las pistas en una primera partition de pista y en una segunda partition de pista. El codificador de informacion de impulso esta configurado para codificar un primer numero de subestado asociado con la primera particion. Ademas, el codificador de informacion de impulsos se configura para codificar un segundo numero de sub-estado asociado con la segunda particion. Adicionalmente, el codificador de la informacion de impulsos se configura para combinar el primer numero de sub-estado y el segundo numero de subestado para obtener el numero de estado.
[0118] De forma similar, segun una forma de realización, el algoritmo del decodificador de informacion de impulsos se proporciona de forma que puede describirse en un pseudo-codigo mediante:
funcion x = decodificar(s, p, N)
1. si el numero de impulsos p es 0
a. vector de retorno x lleno de ceros
2. si no
a. si lon. es 1
i. si s == 0
1. El vector x tiene impulsos p positivos en su primera position
ii. si no
1. El vector x tiene impulsos p negativos en su primera posicion
iii. fin
b. si no
. Seleccionar longitudes de particion N1 y N2
i. Establecer n0 := 0 y p1 :=0
ii. Mientras n0 f(p1,N1)*f(p-p1) < s
1. establecer p1 := p1 1
2. establecer n0 := n0 f(p1,N1)*f(p-p1)
iv. fin
v. establecer s := s - n0 y p2 := p - p1
vi. establecer s1 := s / f(p1,N1) y el resto en s2
vii. decodificar la primera particion x1 = decodifica(s1, p1, N1)
viii. decodificar la segunda particion x2 = decodificar(s2, p2, N2)
ix. combinar particiones x1 y x2 en para x
c. fin
3. fin
[0119] En una forma de realización, realizando la estrategia dividir y conquistar, un decodificador de information de impulsos se configura para generar un primer numero de sub-estado y un segundo numero de subestado basado en el numero de estado. El decodificador de informacion de impulsos se configura para decodificar un primer grupo de posiciones de impulsos de una primera particion de una de las pistas basada en el primer numero de sub-estado. Ademas, el decodificador de informacion de impulsos se configura para decodificar un segundo grupo de posiciones de impulsos de una segunda particion de una de las pistas basada en el segundo numero de sub-estado.
[0120] Aunque algunos aspectos se han descrito en el contexto de un aparato, esta claro que estos aspectos tambien representan una description del procedimiento correspondiente, donde un bloque o dispositivo se corresponde con una etapa del procedimiento o una caracterlstica de una etapa del procedimiento. De manera analoga, los aspectos descritos en el contexto de una etapa del procedimiento representan tambien una descripcion de un bloque correspondiente o elemento o caracterlstica de un aparato correspondiente.
[0121] Dependiendo de ciertos requisitos de implementation, las formas de realizacion de la invention pueden implementarse en hardware o en software. La implementacion puede realizarse usando un soporte de almacenamiento digital, por ejemplo, un disquete, un DVD, un CD, un ROM, un PROM, un EPROM, un EEPROM o una memoria flash, con senales de control legibles electronicamente almacenadas en el mismo, que cooperan (o son capaces de cooperar) con un sistema informatico programable de forma que se realice el procedimiento respectivo.
[0122] Algunas formas de realizacion segun la invencion comprenden un soporte de datos que tiene senales de control legibles electronicamente, que son capaces de cooperar con un sistema informatico programable, de tal forma que se lleve a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invencion.
[0123] Generalmente, las formas de realizacion de la presente invencion se pueden implementar como un producto de programa informatico con un codigo de programa, siendo el codigo de programa operativo para llevar a cabo uno de los procedimientos cuando el producto de programa informatico se ejecuta en un ordenador. El codigo de programa puede estar almacenado por ejemplo en un soporte legible por maquina.
[0124] Otras formas de realizacion comprenden el programa informatico para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invencion, almacenado en un soporte legible por maquina o un medio de almacenamiento no transitorio.
[0125] En otras palabras, una forma de realizacion del procedimiento inventivo es, por tanto, un programa informatico que tiene un codigo de programa para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invencion, cuando el programa informatico se ejecuta en un ordenador.
[0126] Una forma de realizacion adicional del procedimiento inventivo es, por tanto, un soporte de datos (o un medio de almacenamiento digital, o un medio legible por ordenador) que comprende, grabado en si, el programa informatico para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invencion.
[0127] Una forma de realizacion adicional del procedimiento inventivo es, por tanto, un flujo de datos o una secuencia de senales que representa el programa informatico para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invencion. El flujo de datos o la secuencia de senales puede estar configurado por ejemplo para ser transferido a traves de una conexion de comunicacion de datos, por ejemplo a traves de Internet o en un canal de radio.
[0128] Una forma de realizacion adicional comprende un medio de procesamiento, por ejemplo un ordenador, o un dispositivo logico programable, configurado para o adaptado para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invention.
[0129] Una forma de realizacion adicional comprende un ordenador que tiene instalado en si el programa informatico para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invencion.
[0130] En algunas formas de realización, un dispositivo logico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programables por campo o FPGA)) puede utilizarse para realizar algunas o todas las funcionalidades de los procedimientos descritos en esta invencion. En algunas formas de realización, una matriz de puerta programable por campo puede cooperar con un microprocesador con el fin de llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invencion. Generalmente, los procedimientos son llevados a cabo preferiblemente por cualquier aparato de hardware.
[0131] Las formas de realizacion descritas anteriormente son meramente ilustrativas para los principios de la presente invencion. Se comprende que las modificaciones y variaciones de las disposiciones y los detalles descritos en esta invencion seran aparentes para aquellos expertos en la tecnica. Es la intention, por tanto, estar limitados solo por el alcance de las reivindicaciones de patente inminentes y no por los detalles especlficos presentados a tltulo de description y explication de las formas de realizacion de la presente invencion.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para decodificar una senal de audio codificada, en el que una o mas pistas se asocian con la senal de audio codificada, teniendo cada una de las pistas una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos, en el que el aparato comprende:
un decodificador de information de impulsos (110) para decodificar una pluralidad de posiciones de impulsos, en el que cada una de las posiciones de impulsos indica una de las posiciones de la pista de una de las pistas para indicar una position de uno de los impulsos de la pista, y en el que el decodificador de la informacion de impulsos (110) se configura para decodificar la pluralidad de posiciones de impulsos usando un numero de posiciones de pista que indica un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, un numero de impulsos total que indica un numero total de los impulsos de al menos una de las pistas, y un numero de estado;
y
un decodificador de senal (120) para decodificar la senal de audio codificada generando una senal de audio sintetizada usando la pluralidad de posiciones de impulsos y una pluralidad de coeficientes de filtro predictivos estando asociados con la senal de audio codificada, en el que el decodificador de informacion de impulsos (110) se adapta ademas para decodificar una pluralidad de senales de impulso usando el numero de posiciones de pista, el numero de impulsos total y el numero de estado, en el que cada una de las senales de impulso indica una senal de una de las pluralidades de impulsos, y en el que el decodificador de senal (120) se adapta para decodificar la senal de audio codificada generando una senal de audio sintetizada usando adicionalmente la pluralidad de senales de impulso, en el que el decodificador de informacion de impulsos (110) esta adaptado ademas para decodificar una pluralidad de senales de impulso mediante el uso del numero de posiciones de pista, el numero de impulsos total y el numero de estado, en el que cada una de las senales de impulso indica una senal de uno de la pluralidad de impulsos, y
en el que el decodificador de senal (120) esta adaptado para decodificar la senal de audio codificada mediante la generation de una senal de audio sintetizada mediante el uso ademas de la pluralidad de senales de impulso, en el que el decodificador de informacion de impulso (110) esta adaptado para llevar a cabo una prueba comparando el numero de estado o un numero de estado actualizado con un valor de umbral,
en el que el decodificador de informacion de impulso (110) esta adaptado para llevar a cabo la prueba comparando, si el numero de estado o un numero de estado actualizado es mayor que, mayor que o igual a, menor que, o menor que o igual al valor de umbral, y en el que el decodificador de informacion de impulso (110) esta adaptado ademas para actualizar el numero de estado o un numero de estado actualizado dependiendo del resultado de la prueba, en el que el decodificador de informacion de impulso (110) esta configurado, para comparar, para cada posicion de pista de una de la pluralidad de pistas, el numero de estado o el numero de estado actualizado con el valor de umbral,
en el que el numero de estado indica un estado de una enumeration de todos los posibles estados, en el que todos los posibles estados indican todas las configuraciones posibles de los impulsos en una o mas pistas que tienen la pluralidad de posiciones de pista.
2. Un aparato segun la reivindicacion 1, en el que una o mas pistas comprenden al menos una ultima pista y una o mas pistas, y
en el que el decodificador de informacion de impulsos (110) se adapta para generar un primer numero de sub-estado y un segundo numero de sub-estado desde el numero de estado,
en el que el decodificador de informacion de impulsos (110) se configura para decodificar un primer grupo de las posiciones de impulso en base al primer numero de sub-estado, y
en el que el decodificador de informacion de impulsos (110) se configura para decodificar un segundo grupo de las posiciones de impulsos en base al segundo numero de sub-estado,
en el que el segundo grupo de las posiciones de impulsos solo consisten en posiciones de impulsos que indican posiciones de pista de la ultima pista, y
en el que el primer grupo de las posiciones de impulsos consisten unicamente en posiciones de impulsos que indican posiciones de pista de una o mas pistas diferentes.
3. Un aparato segun la reivindicacion 2, en el que el decodificador de informacion de impulsos puede configurarse para generar el primer numero de sub-estado y el segundo numero de sub-estado dividiendo el numero de estado por f(p, N) para obtener una parte de entero y un resto como un resultado de la division, en el que la parte de entero es el primer numero de sub-estado y en el que el resto es el segundo numero de sub-estado, en el que p indica para cada una de las una o mas pistas el numero de impulsos, y en el que N indica para cada una de las una o mas pistas el numero de posiciones de pista, en el que f(p,N) denota el numero de configuraciones posibles para una pista con posiciones de pista N e impulsos con senal p.
4. Un aparato para codificar una senal de audio, que comprende:
un procesador de senal (210) para determinar una pluralidad de coeficientes de filtro predictivos que estan asociados con la senal de audio, para generar una senal residual basada en la senal de audio y la pluralidad de coeficientes de filtro predictivos; y
un codificador de informacion de impulsos (220) para codificar una pluralidad de posiciones de impulsos relacionadas con una o mas pistas, para codificar la senal de audio, la pista o pistas estando asociadas con la senal residual, cada una de las pistas teniendo una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos, donde cada una de las posiciones de impulso indica una de las posiciones de pista de una de las pistas para indicar una posicion de uno de los impulsos de la pista, donde el codificador de informacion de impulsos (220) se configura para codificar la pluralidad de posiciones de impulsos generando un numero de estado, de forma que las posiciones de impulsos puedan decodificarse solo en base al numero de estado, un numero de posiciones de pista que indica un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, y un numero de impulsos total que indica un numero total de los impulsos de al menos una de las pistas,
en el que el codificador de informacion de impulsos (220) esta adaptado para codificar una pluralidad de senales de impulso, en el que cada una de las senales de impulso indica un signo de uno de la pluralidad de impulsos, en el que el codificador de informacion de impulso (220) esta configurado para codificar la pluralidad de senales de impulso mediante la generacion del numero de estado, de tal forma que las senales de impulso puedan ser decodificadas en base unicamente al numero de estado, indicando el numero de posiciones de pista un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, y el numero de impulsos total,
en el que el codificador de informacion de impulso (220) esta configurado para anadir un valor entero a un numero intermedio para cada impulso en una posicion de pista para cada posicion de pista de una de las pistas, para obtener el numero de estado,
en el que el numero de estado indica un estado de una enumeracion de todos los estados posibles, en el que todos los estados posibles indican todas las configuraciones posibles de los impulsos en una de las una o mas pistas que tienen la pluralidad de posiciones de pista.
5. Procedimiento para decodificar una senal de audio codificada, en el que una o mas pistas se asocian con la senal de audio codificada, teniendo cada una de las pistas una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos, donde el procedimiento comprende:
decodificacion de una pluralidad de posiciones de impulsos, en la que cada una de las posiciones de impulsos indica una de las posiciones de pista de una de las pistas para indicar una posicion de uno de los impulsos de la pista, y en la que la pluralidad de posiciones de impulsos se decodifican usando un numero de posiciones de pista que indica un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas, un numero total de impulsos que indica un numero total de los impulsos de al menos una de las pistas, y un numero de estado,
decodificacion de la senal de audio codificada mediante la generacion de una senal de audio sintetizada usando la pluralidad de posiciones de impulso y estando una pluralidad de coeficientes de filtro predictivo asociada a la senal de audio codificada,
en el que el procedimiento ademas comprende la decodificacion de una pluralidad de senales de impulso mediante el uso del numero de posiciones de pista, el numero de impulsos total y el numero de estado, en el que cada una de las senales de impulso indica una senal de uno de la pluralidad de impulsos, y
en el que la decodificacion de la senal de audio codificada es realizada mediante la generacion de una senal de audio sintetizada mediante el uso ademas de la pluralidad de senales de impulso,
en el que el procedimiento comprende ademas la realizacion de una prueba que compara el numero de estado o un numero de estado actualizado con un valor de umbral, en el que la prueba se realiza comparando, si el numero de estado o un numero de estado actualizado es mayor que, mayor que o igual a, menor que, o menor que o igual al valor de umbral, en el que el numero de estado o un numero de estado actualizado se actualiza dependiendo del resultado de la prueba,
en el que el procedimiento comprende ademas la comparacion, para cada posicion de pista de una de la pluralidad de pistas, el numero de estado o el numero de estado actualizado con el valor de umbral,
en el que el numero de estado indica un estado de una enumeracion de todos los estados posibles, en el que todos los estados posibles indican todas las configuraciones posibles de los impulsos en una de las una o mas pistas que tienen la pluralidad de posiciones de pista.
6. Procedimiento para codificar una senal de audio, que comprende:
determinacion de una pluralidad de coeficientes de filtro predictivos que estan asociados con la senal de audio, para generar una senal residual basada en la senal de audio y la pluralidad de coeficientes de filtro predictivos; y codificacion de una pluralidad de posiciones de impulsos relacionadas con una o mas pistas, para codificar la senal de audio, la una o mas pistas que estan asociadas con la senal residual, teniendo cada una de las pistas una pluralidad de posiciones de pista y una pluralidad de impulsos, en el que cada una de las posiciones de impulsos indica una de las posiciones de pista de una de las pistas para indicar una posicion de uno de los impulsos de la pista, en el que la pluralidad de posiciones de impulsos se codifican generando un numero de estado, de forma que las posiciones del impulso puedan decodificarse solo en base al numero de estado, un numero de posiciones de pista indicando un numero total de las posiciones de la pista de al menos una de las pistas, y un numero total de impulsos indicando un numero total de los impulsos de al menos una de las pistas,
en el que el procedimiento ademas comprende la codificacion de una pluralidad de senales de impulso, en el que cada una de las senales de impulso indica una senal de una de la pluralidad de impulsos, en el que la codificacion de la pluralidad de las senales de impulso se realiza mediante la generacion del numero de estado, de tal forma que las senales de pulso puedan ser decodificadas solo en base al numero de estado, indicando el numero de posiciones de pista un numero total de las posiciones de pista de al menos una de las pistas y el numero de impulsos total,
en el que el procedimiento comprende ademas la adicion de un valor entero a un numero intermedio para cada impulso en una posicion de pista para cada posicion de pista de una de las pistas, para obtener el numero de estado,
en el que el numero de estado indica un estado de una enumeracion de todos los estados posibles, en el que todos los estados posibles indican todas las configuraciones posibles de los impulsos en una o mas pistas que tienen la pluralidad de posiciones de pista.
7. Un programa informatico que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan en un ordenador o procesador de senal, dan lugar a que el ordenador o procesador de senal lleven a cabo las etapas del procedimiento de la reivindicacion 5 o 6.
ES17171964T 2011-02-14 2012-02-10 Codificación y decodificación de posiciones de impulso de pistas de una señal de audio Active ES2715191T3 (es)

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