MX2012011828A - Aparato, metodo y programa de computadora para generar una señal de banda amplia que utiliza extension de ancho de banda guiada y extension oculta de ancho de banda. - Google Patents

Abstract

Un aparato, método y programa de computadora para generar una señal de banda ancha que utiliza una señal de entrada de banda baja comprende un procesador (23) para realizar una operación de extensión de ancho de banda dirigida utilizando parámetros transmitidos y una operación de extensión de ancho de banda oculta que usa solamente parámetros derivados en vez de parámetros transmitidos. Con este fin, el procesador comprende un generador de parámetros (24) para generar los parámetros para la operación oculta de extensión de ancho de banda.

Description

APARATO, MÉTODO Y PROGRAMA DE COMPUTADORA PARA GENERAR UNA SEÑAL DE BANDA AMPLIA QUE UTILIZA EXTENSIÓN DE ANCHO DE BANDA GUIADA Y EXTENSIÓN OCULTA DE ANCHO DE BANDA Especificación La presente invención se refiere a procesamiento de audio y específicamente a un dispositivo, método y programa de computadora para combinar extensión guiada de ancho de banda y ciega.

Almacenamiento o transmisión de señales de audio a menudo están sujetos a estrictas restricciones de velocidad de bits. En el pasado, los codificadores fueron forzados a reducir drásticamente el ancho de banda de audio transmitido cuando solo ha estado disponible una muy baja velocidad de bits. Los codees de audio modernos en la actualidad son capaces de codificar señales de banda ancha al utilizar métodos de extensión de ancho de banda (BWE = Bandwidth Extensión) . Estos algoritmos se basan en una representación paramétrica del contenido de alta frecuencia (HF) - que se genera de la parte de baja frecuencia codificada en forma de onda (LF = Low-Frequency) de la señal descodificada mediante transposición en la región espectral HF ("parche") y aplicación de un post-procesamiento dirigido por parámetro.

El post procesamiento incluye la adaptación de niveles de energía para hacer blanco a la distribución de energía de la señal original (también conocido como modelado de envolvente) pero también la adaptación de la tonalidad percibida en las bandas HF transpuestas con el auxilio de filtrado inverso selectivo de banda (tonalidad decreciente), adición de un umbral mínimo de ruido sintético (tonalidad decreciente) o adición de sinusoides individuales (tonalidad creciente) .

BWE explota la correlación entre LF y HF y se dirige a generar información de HF que es tan similar al contenido de HF original como sea posible. Dicha BWE extiende la frecuencia hasta una cierta frecuencia más alta Fmax. La decisión de más alta frecuencia de esta manera depende de una compensación de calidad y velocidad de bits.

La Patente de los E.U.A. 6,680,972 Bl describe una técnica de mejora de codificación fuente que utiliza replicación de banda espectral. La reducción de ancho de banda antes de o en el codificador es seguida por replicación de banda espectral en el descodificador . Esto se logra por el uso de métodos de transposición en combinación con ajustes de envolvente espectral. Se obtiene una velocidad de bits reducida a una calidad perceptual determinada o una calidad perceptual mejorada a una velocidad de bits determinada.

Una técnica relacionada se incluye en la norma MPEG-4 (ISO/IEC 14496-3: 2005(E)). Particularmente, la sección 4.6.18 de esta norma comprende la herramienta de replicación . de banda espectral (SBR = Spectral Band Replication) . Esta herramienta extiende el ancho de banda de audio de la señal de audio limitada en ancho de banda descodificada. Este proceso se basa en replicación de las secuencias de harmónicas, previamente truncadas a fin de reducir la velocidad de datos de la señal limitada en ancho de banda disponible y controlar datos que se obtienen del codificador. La proporción entre componentes tonal y tipo ruido o interferencia se mantiene por filtrado inverso adaptativo asi como una adición de ruido y sinusoidales. Los datos de control que se obtienen del codificador comprenden datos de ajuste de envolvente espectral para ajustar la envolvente espectral de la señal parchada y adicionalmente datos de filtrado inverso para ajustar la proporción entre componentes tonales y tipo ruido, información de ruido para agregar a la señal parchada e información en harmónicos faltantes que se agregan a la señal parchada dentro de una operación SBR para generar una señal de banda ancha.

Este procedimiento estandarizado solo realiza una extensión guiada de ancho de banda, ya que la frecuencia máxima hasta la cual se genera una señal de banda ancha también se refleja por los datos paramétricos conectados a la señal de alta resolución de banda baja. Por lo tanto, para mejorar la calidad de la señal de audio al generar una señal de ancho de banda superior, datos paramétricos¦ adicionales se requieren que mejoran adicionalmente la velocidad de bits de los datos transmitidos. Por otra parte, cuando la velocidad de bits se va a reducir por razones de capacidad de canal de transmisión, la primera puede cortar datos paramétricos para las más altas o algunas de las más altas bandas de la señal replicada en el codificador. Esto resulta automáticamente en una reducción de la calidad de audio, ya que un descodificador SBR solo generará una porción de alta frecuencia hasta una frecuencia, es decir hasta una cierta banda, para lo cual se incluyen datos paramétricos en los datos de ingreso o corriente de bits. Aquí, reducir la velocidad de bits resulta en una reducción de la calidad de audio o una mejora de los resultados de la calidad de audio en un aumento de la velocidad de bits.

Es el objeto de la presente invención el proporcionar el concepto de extensión de ancho de banda mejorado, que permite por una parte, una alta calidad y por otra parte una baja velocidad de bits.

Este objeto se logra por un aparato para generar una señal de banda ancha de acuerdo con la reivindicación 1, un método para generar una señal de banda ancha de acuerdo con la reivindicación 14, o un programa de computadora de acuerdo con la reivindicación 15.

La presente invención se basa en el hallazgo de que para mejorar la calidad de audio y/o disminuir la velocidad de bits, se combina una operación de extensión guiada de ancho de banda con una operación de extensión ciega de ancho de banda. Una operación de extensión ciega de ancho de banda es una operación de extensión de ancho de banda para la cual no se han transmitido parámetros. Dicho en forma diferente, una operación de extensión ciega de ancho de banda resultará en componentes espectrales de una señal que pertenece a frecuencias sobre una frecuencia máxima, para lo cual se han transmitido parámetros de extensión de ancho de banda en la corriente de bits.

Un procesador para realizar una operación de extensión guiada de ancho de banda utilizando la señal de alimentación de banda baja y un parámetro transmitido que se ajusta para generar un primer contenido de frecuencia que se extiende hasta la primera frecuencia, se adapta adicionalmente para realizar una operación de extensión ciega de .ancho de banda utilizando la señal de banda baja o el primer contenido de frecuencia y un segundo parámetro ajustado para generar un segundo contenido de frecuencia que se extiende hasta una segunda frecüencia que es superior a la primera frecuencia. El segundo parámetro no se transmite desde un codificador de extensión de ancho de banda, pero se genera por un generador de parámetro, para generar el segundo parámetro ajustado para el primer parámetro o del primer contenido de frecuencia solo en el lado del descodificador de extensión de ancho de banda. Dicho en forma diferente, la operación de extensión ciega de ancho de banda puede operar de manera similar a la operación de extensión guiada de ancho de banda. La diferencia, sin embargo, es gue cualesquiera datos paramétricos que se utilizan por la operación de extensión de ancho de banda se generan en un lado de codificador y se transmiten desde el codificador al descodificador . Para una operación de extensión ciega de ancho de banda, sin embargo, no se generan parámetros en el lado de codificador y no se transmiten del codificador al descodificador, pero se producen en forma única y exclusiva en el lado del descodificador utilizando la información disponible en el descodificador , pero sin utilizar ninguna información en el contenido de frecuencia correspondiente de la señal original. La información de la ¦ señal de audio original correspondiente a los componentes de frecuencia generados por la operación de extensión ciega de ancho de banda no toda está disponible en el descodificador, ya que ni la señal de banda baja ni los datos paramétricos transmitidos para el primer contenido de frecuencia incluyen ninguna información del segundo contenido de frecuencia. Esta información se genera en el lado del descodificador solo sin utilizar ningunos datos paramétricos transmitidos, es decir una forma "ciega".

Es una ventaja de la presente invención que la presente invención mejora adicionalmente la calidad perceptual de señales extendidas en ancho de banda al combinar una extensión guiada de ancho de banda (gBWE = guided bandwidth extensión) , con una extensión ciega de ancho de banda (bBWE = blind bandwidth extensión) . La presente invención se basa en explotar la correlación de un contenido de alta frecuencia y contenido de muy alta frecuencia, en donde el contenido de alta frecuencia corresponde al ancho de banda de frecuencia cubierto por los datos paramétricos transmitidos empleados en los esquemas de extensión de ancho de banda contemporáneos anteriormente referidos.

El objeto de la presente invención es mejorar adicionalmente la calidad perceptual de las señales BWE al combinar BWE guiada (gBWE) con BWE ciega (bBWE) . Esto se logra al explotar la correlación de un contenido de alta y muy alta frecuencia.

Esquemas de extensión de ancho de banda contemporáneos, como la replicación de banda espectral (SBR) o la extensión de ancho de banda harmónica (HBE) primero llevan a cabo una operación de parchado a fin de generar contenido HF. Este parchado puede ser cualquier tipo de procesamiento no lineal tal como recorte, tomar valores absolutos o codificadores de voz de fase (vocoders) ; también pueden incorporar modulación de banda lateral sencilla o interpolación. Los parches generados después se adaptan al contenido de HF original con el auxilio de parámetros adicionales .

Además de gBWE, hay métodos bBWE que simplemente se dirigen a extender ancho de banda de señales de audio. Esto puede realizarse al insertar ruido de HF, recorte, etc., pero sin ninguna información secundaria o lateral.

La aplicación de métodos BWE del estado-de-la-técnica produce señales limitadas en banda y no explota completamente redundancia dentro del contenido de HF de las señales. Por lo tanto, el ancho de banda máxima posible no se logra. Una señal filtrada de paso bajo dura puede adicionalmente ser percibida como tonal con el paso de la frecuencia de corte del filtro de paso bajo, en particular si la señal es tipo ruido o interferencia. Adicionalmente, este filtro de paso bajo puede producir distorsiones temporales.

Estas desventajas se atienden por la presente invención ya que la operación de extensión ciega de ancho de banda se aplica a contenido de muy alta frecuencia, es decir el segundo contenido de frecuencia se extiende a la segunda frecuencia que es superior a la primera frecuencia. Sin embargo para mantener baja la velocidad de transmisión, no se transmiten datos paramétricos de un codificador a un descodificador para este contenido de segunda frecuencia y por lo tanto no se recibe por el aparato para generar una señal de banda ancha.

El concepto propuesto, por lo tanto evita una tonalidad debido · a una pendiente de filtro de corte a una frecuencia de corte de una señal. Además, se reducen distorsiones temporales debido a estas características de filtro. Adicionalmente, la presente invención resulta en un ensanchamiento del ancho de banda percibido de la señal sin información secundaria adicional o solo muy pequeña. Puede aplicarse como un post procesador sobre cualquier método de extensión de ancho de banda subyacente.

El concepto inventivo por lo tanto es adecuado para todas las aplicaciones de audio que utilizan un esquema de extensión de ancho de banda dirigido por parámetro o también es utilizable para cualquier codificador de audio o habla que se mejora con una operación de extensión de ancho de banda del lado del descodificador para una calidad de audio mejorada.

Modalidades preferidas de la presente invención se discuten subsecuentemente respecto a los dibujos acompañantes, en donde: Las Figuras la a . le ilustran diferentes aplicaciones de conceptos de extensión guiada y ciega de ancho de banda; La -Figura 2a ilustra un diagrama del contenido de frecuencia de una señal de banda ancha generada a partir de una señal de banda baja utilizando una extensión guiada de ancho de banda, para generar el primer contenido de frecuencia y una operación de extensión ciega de ancho de banda, para generar un segundo contenido de frecuencia; La Figura 2b ilustra una modalidad preferida del aparato para generar una señal de banda ancha; La Figura 3 ilustra una modalidad preferida adicional de un aparato o método para generar una señal de banda ancha; y La Figura 4 ilustra un diagrama de flujo para implementar una modalidad preferida del concepto inventivo.

La Figura 2b ilustra un aparato para generar una señal de banda ancha utilizando una señal de alimentación de banda baja 20 y un primer juego de parámetros 21. El primer juego de parámetros describe un contenido de frecuencia sobre una frecuencia máxima de la señal de alimentación de banda baja y hasta una primera frecuencia. Parámetros gue describen un contenido de frecuencia sobre la primera frecuencia no se incluyen en el primer juego de parámetros 21. Estos datos se alimentan en una inferíase de alimentación 22, que separa la señal de banda baja 20 de los datos paramétricos 21. Estos datos son enviados a un procesador 23 para realizar una operación de extensión guiada de ancho de banda (BWE) utilizando la señal de alimentación de banda baja 20 y el primer juego de parámetros 21 para generar un primer contenido de frecuencia que se extiende hasta la primera frecuencia. Adicionalmente, el procesador 23 se configura para realizar una operación de extensión ciega de ancho de banda utilizando la señal de alimentación de banda baja o el primer contenido de frecuencia y/o un segundo juego de parámetros para generar un segundo contenido de frecuencia que se extiende hasta una segunda frecuencia que es superior a la primera frecuencia. El procesador comprende, para generar el segundo juego de parámetros, un generador de parámetros 24, para generar el segundo juego de parámetros del primer juego de parámetros 21 o del primer contenido de frecuencia solo. Cuando el segundo juego de parámetros se genera del primer contenido de frecuencia solo, entonces el primer juego de parámetros 21 no se introduce en el generador de parámetros. Sin embargo, cuando el generador de parámetros 24 utiliza los primeros datos paramétricos 21 a fin de generar el segundo juego de parámetros, entonces la situación es como se ilustra en la Figura 2b, es decir que la inferíase de alimentación 22 tiene una conexión al generador de parámetros 24.

La Figura 2a ilustra un diagrama de frecuencia a fin de ilustrar la situación de frecuencia. La señal de alimentación de banda baja- solo tiene un ancho de banda bajo 25a. El ancho de banda bajo 25a se extiende desde una frecuencia mínima tal como por ejemplo aproximadamente 20 Hz hasta una frecuencia máxima de banda baja 25b, que puede por ejemplo ser 4 kHz. El contenido de primera frecuencia 25c cubierto por los datos paramétricos transmitidos y generado por el concepto de extensión guiada de ancho de banda se extiende hasta una primera frecuencia 25d. La primera frecuencia 25d puede por ejemplo estar a 12 kHz. El contenido de segunda frecuencia 25e se extiende hasta una segunda frecuencia 25f, y para el contenido de segunda frecuencia 25e que se extiende entre la primera frecuencia 25d y la segunda frecuencia 25f, no se han transmitido datos paramétricos o generado en un lado de codificador. De manera ejemplar, la segunda frecuencia 25f puede ser por ejemplo 16 kHz .

Como se ilustra en la Figura 2a, la operación de extensión guiada de ancho de banda se realiza para generar el contenido de primera frecuencia y la operación ciega de ancho de banda se^ realiza para generar el contenido de segunda frecuencia que es superior en frecuencia que el contenido de primera frecuencia. Los contenidos de primera y segunda frecuencias pueden no-traslapar.

El contenido de primera frecuencia 25c y el contenido de segunda frecuencia 25d se transmiten en conjunto con la señal de alimentación de banda baja 20 a un combinador 26 en la Figura 2b, que genera una señal de banda amplia. Dependiendo de la aplicación, el combinador puede ser un banco de filtros de síntesis o puede ser un combinador de dominio de . tiempo. La implementación especifica del combinador 26 depende de la implementación del procesador 23, es decir si la señal de banda baja, el contenido de primera frecuencia y el contenido de segunda frecuencia están disponibles como señales de dominio de tiempo que tiene contenidos de frecuencia correspondientes, disponibles como señales de sub-banda o señales transformadas, es decir señales disponibles en una representación de frecuencia.

La Figura la ilustra 'una primera implementación para el procesador 23 que aplica la operación de extensión guiada de ancho de banda y la operación de extensión ciega de ancho de banda. La señal de banda baja 21 se alimenta a un parchador 10, a fin de generar una señal parchada a la salida del parchador 10. La operación de parchado básicamente utiliza una porción de baja frecuencia y genera una señal en una porción de frecuencia superior. Las operaciones de parchado de preferencia comprenden, para una extensión guiada de ancho de banda, el parchado de sub-bandas adyacentes en un intervalo fuente en un banco de filtros a sub-bandas adyacentes en un intervalo objetivo de banco de filtros, parchar harmónicamente sub-bandas en el intervalo fuente al intervalo objetivo, recortar, tomar valores absolutos o utilizar un codificador de voz en fase, una modulación de banda lateral sencilla o una interpolación. Las operaciones de parchado para la extensión ciega de ancho, de banda comprenden insertar interferencia o ruido en el contenido de segunda frecuencia o recortar una señal que comprende el contenido de primera frecuencia o la banda baja para generar superiores componentes espectrales.

La señal parchada se alimenta a un corrector 11 y a la salida del corrector 11 se obtiene una señal parchada corregida. Después, en un combinador 12, la señal de banda baja 21 y la señal parchada corregida que salen del corrector 11, se combinan para obtener la señal de banda ancha 13 a la salida del combinador.

La Figura Ib ilustra una implementación diferente, en donde el orden del parchador 10 y el corrector 11 se invierte. El corrector 11 se configura para corregir la señal de banda baja 21 utilizando el primer juego de parámetros para el procesamiento de extensión guiada de ancho de banda y el conjunto de segundos parámetros y/o información del contenido de primera frecuencia para generar una señal de banda baja conformada o corregida. Esta señal de banda baja corregida a la salida del corrector 11 tiene el mismo contenido de frecuencia que la señal de banda baja original, pero ahora está parchada por un parchador 10 al intervalo de alta frecuencia que comprende el contenido de primera frecuencia 25a, y el contenido de segunda frecuencia 25e como se ilustra en la Figura 2a. Después, la señal parchada a la salida del parchador, que ya está corregida por el hecho de que se realizó la corrección antes de parchado, se combina con la señal de banda baja 21 en el combinador 12.

Posteriormente, la diferencia entre la Figura Ib y la Figura la es que el orden entre el corrector 11 y el parchador 10 se invierte.

En una implementación alterna, el parchador se aplica directamente a la señal de banda baja como en la Figura la. Sin embargo, la señal de banda baja 21 y la señal parchada pero aún no corregida, se combinan para obtener una señal combinada a la salida del bloque 12. Esta señal combinada ya tiene el contenido de frecuencia 25a, 25c, 25e de la Figura 2a, pero el contenido de primera frecuencia 25c y el contenido de segunda frecuencia 25e aún no están corregidos. Esta corrección, del contenido de alta frecuencia de la señal combinada después se realiza por el corrector 11 conectado subsecuente al combinador 12.

En todas las implementaciones del corrector en las Figuras la, Ib y le, el corrector utiliza el primer juego de parámetros para realizar la extensión guiada de ancho de banda y el segundo juego de parámetros para realizar la extensión ciega de ancho de banda, en donde el segundo juego de parámetros se deriva del primer juego de parámetros y/o el contenido de primera frecuencia por el generador de parámetros 24 ilustrado en la Figura 2b, pero no ilustrado en las Figuras la, Ib o le.

La Figura 3 ilustra una modalidad preferida adicional de la presente invención. La corriente de bits 20 se recibe de un codificador no mostrado en la Figura 3. La corriente de bits se separa en la señal de alimentación de banda baja o paso bajo (LP) 20 y el primer juego de parámetro 21 ilustrado en la "información lateral de ancho de banda" (sideinfo) en la Figura 3. La señal de alimentación de paso bajo 20 se envía a un bloque de extensión de ancho de banda I 30 para realizar el parchado que se ilustra por el parchador en las Figuras la, Ib o le. Después, la señal parchada generada por el bloque de extensión de ancho de banda 30 para implementar la operación de extensión guiada de ancho de banda se envía a un corrector espectral lia para realizar la corrección espectral utilizando la información lateral de ancho de banda 21 incluida en la corriente de bits. La salida del bloque de corrección espectral lia después se envía a un bloque de corrección de tonalidad 21 a fin de obtener la señal de salida de la extensión guiada de ancho de banda. Esta señal de salida que cubre el contenido de primera frecuencia 25c se envía a un combinador 12 por una parte y al bloque de extensión ciega de ancho de banda II 32. El bloque de extensión de ancho de banda II 32 realiza un parchado utilizando el primer contenido de frecuencia 25c en esta modalidad preferida, aunque el bloque de extensión de ancho de banda II 32 también puede utilizar la señal de banda baja. Sin embargo, debido a la mejor correlación entre el contenido de primera frecuencia y el contenido de segunda frecuencia, se prefiere utilizar el contenido de primera frecuencia 25c para realizar la extensión ciega de ancho de banda en el bloque 32. Después, corrección espectral se realiza en el bloque 11b con el contenido de segunda frecuencia 25e, en donde la información para realizar esta corrección espectral se envía por el generador de parámetros o el bloque de extrapolación sideinfo 24, que calculan el segundo juego de parámetros a partir del primer juego de parámetros. Después, el contenido de segunda frecuencia espectralmente corregido 25e se combina con el contenido de primera frecuencia 25c y la señal de banda baja 20 en el combinador 12 para obtener la señal de banda amplia 13.

En modalidades preferidas de la presente invención, se aplica una operación de extensión ciega de ancho de banda en la parte superior de la operación de extensión guiada de ancho de banda. En la Figura 3, esto se ilustra al utilizar el primer juego de parámetros transmitidos en los bloques lia y 31, y al utilizar el segundo juego de parámetros no transmitido del codificador al descodificador por el bloque 11b. La salida de la operación de extensión guiada de ancho de banda se emplea para mayor extensión del ancho de banda de la señal sin ninguna información lateral adicional como se ilustra al enviar el contenido de primera frecuencia 25c al bloque 32 en la Figura 3. Como ya están adaptadas la forma espectral y tonalidad a la señal y se puede considerar que el contenido de alta frecuencia no cambia de manera significativa para muy altas frecuencias, la señal extendida procesada que se obtiene en el bloque 31 se parcha para extenderla adicionalmente . Se prefiere utilizar el contenido de frecuencia superior, es decir, el contenido de primera frecuencia, para la parte de extensión ciega de ancho de banda, pero partes arbitrarias del espectro también pueden utilizarse.

Para la extensión ciega de ancho de banda, la información lateral que se empleó para la extensión guiada de ancho de banda puede ser extrapolada como se ilustra por el generador de parámetros o bloque de extrapolación sideinfo 24. La corrección espectral de la parte de extensión ciega de ancho de banda, es decir la aplicación de energía o parámetros de energía por banda de la parte de extensión ciega de ancho de banda, corresponde a la corrección espectral en el bloque 11b. Para este objetivo, los parámetros de energía, es decir parámetros que son una medida dependiendo de la energía en una banda de frecuencia, para las bandas de frecuencia del contenido de segunda frecuencia 25e deben ser calculados. Esto puede realizarse al definir la línea de regresión para un logaritmo de la energía de la más alta de 1 a 4 kHz de la señal de extensión guiada de ancho de banda. Esta linea de regresión se ilustra en 29 en la Figura 2a. Es preferible que la derivada de esta linea extrapolada sea más pequeña que uno.

Una implementación alterna puede ser que la energía de la banda más alta del primer contenido de frecuencia ilustrada en 14 en la Figura 2a se mide y después las energías para las siguientes bandas 41, 42, 43 y. 44 del contenido de segunda frecuencia 25e se reducen por una cantidad arbitraria tal como 1.5 o 3 dB.

Aquí, el segundo juego de parámetros comprende como mínimo, los valores de energía para las bandas 41 a 44 del contenido de segunda frecuencia. Estos valores de energía pueden calcularse utilizando los valores de energía incluidos en el primer juego de parámetros, pero como se ilustra en el contexto de la Figura 2a, pueden también ser calculados sin el primer juego de parámetros. Por lo tanto, el generador de parámetros 2.4 solo opcionalmente recibe el primer juego de parámetros y recibe el primer contenido de frecuencia ya sea para determinar la línea de regresión o para determinar la energía de la banda más alta 40 del contenido de primera frecuencia. Cuando sin embargo, los valores de energía para las bandas 41 a 44 se calculan a partir del primer juego de parámetros solo, entonces el contenido de primera frecuencia no se requiere para calcular el juego de segundos parámetros. En otras modalidades, los valores de energía para el contenido de segunda frecuencia también pueden calcularse utilizando una combinación del contenido de primera frecuencia y los valores de energía incluidos en el primer juego de parámetros.

Parámetros adicionales tales como umbral mínimo de ruido y filtrado inverso ya pueden ser extrapolados o despreciados para la extensión ciega de ancho de banda. Si no se toman en cuenta en la extensión ciega de ancho de banda, los parámetros empleados para extensión guiada de ancho de banda, es decir los parámetros transmitidos 21, también se aplican para controlar la parte espectral procesada por la extensión ciega de ancho de banda (BWE II) ilustrada en 32 en la Figura 3. En forma alterna, cualquier otra operación de corrección diferente de la corrección espectral utilizando los parámetros de energía, puede ser omitida.

La Figura 4 ilustra una implementación preferida del concepto inventivo en la forma de un diagrama de flujo. En la etapa 50, que se implementa por la interfase de alimentación 22 de la Figura 2b, la señal de banda baja y el primer juego de parámetros se extraen de la señal transmitida (corriente de bits) . La señal de banda baja 20 después se emplea en la etapa 51 para parchar la señal de banda baja para obtener una primera señal parchada que. tiene un ancho de banda que se extiende hasta la primera frecuencia. Después, en la etapa 52, la primera señal parchada generada por la etapa 51 se corrige utilizando el primer juego de parámetros para obtener la primera señal corregida correspondiente a la salida de señal del bloque de corrección de tonalidad 31 ilustrado en 25c en la Figura 3. La etapa 53 ilustra el cálculo del segundo juego de parámetros utilizando el primer juego de parámetros y/o la primera señal corregida. La etapa 54 ilustra un parchado de la primera señal corregida para obtener una segunda señal corregida que se extiende hasta la segunda frecuencia 25f ilustrada en la Figura 2a. Como se muestra en la etapa 55, la segunda señal de parche se corrige para obtener la segunda señal corregida y en una etapa adicional 56, la banda baja, la primera señal corregida y la segunda señal corregida se combinan para obtener finalmente la señal de banda ancha 13.

Como se discutió con anterioridad, el segundo juego de parámetros puede derivarse del primer juego de parámetros y/o el primer contenido de frecuencia en formas diferentes, en donde para algunas implementaciones solo el primer contenido de frecuencias se emplea y el primer juego de parámetros no se emplea, en donde para otras aplicaciones solo el primer juego de parámetros se emplea y el primer contenido de frecuencia no se emplea, y en donde para mayores implementaciones, se emplea una combinación del primer juego de parámetros y el primer contenido de frecuencia. Además, habrá de notarse que para parámetros diferentes a los parámetros de energía de ajuste de envolvente, esos parámetros no pueden emplearse por completo en la operación de extensión ciega de ancho de banda o pueden extrapolarse del primer juego de parámetros en donde una forma muy directa de extrapolar es utilizar los mismos parámetros en el contenido de segunda frecuencia 25e, que se han generado por el codificador para el contenido de primera frecuencia 25c. Cuando por ejemplo, se considera que el primer contenido de frecuencia consiste de veinte bandas, y cuando el segundo contenido de frecuencia consiste de treinta bandas, entonces los parámetros para las primeras veinte bandas del contenido de segunda frecuencia serán idénticos a los parámetros para las primeras veinte bandas del primer contenido de frecuencia, y los diez parámetros restantes para las últimas diez bandas de frecuencia del contenido de segunda frecuencia se derivarán por extrapolación, o no se aplicará una corrección de tonalidad en estas últimas diez bandas de frecuencia, por completo.

Aunque algunos aspectos se han descrito en el contexto de un aparato, es claro que estos aspectos también representan una descripción del método correspondiente, en donde un bloque o dispositivo corresponde a una etapa de método o una característica de una etapa de método. En forma análoga, los aspectos descritos en el contexto de una etapa de método también representan una descripción de un bloque o ítem o característica correspondiente de un aparato correspondiente .

La señal transmitida de la invención puede ser almacenada en un medio de almacenamiento digital o puede ser transmitida en un medio de transmisión tal como un medio de transmisión inalámbrico o un medio de transmisión cableado tal como Internet.

Dependiendo de ciertos requerimientos de implementación, modalidades de la invención pueden ser implementadas en equipo físico o en soporte lógico. La implementación puede realizarse utilizando un medio de almacenamiento digital, por ejemplo un disco flexible, un DVD, un CD, un ROM, un PROM, un EPROM, un EEPROM o una memoria FLASH, que tiene señales de control legibles electrónicamente, que cooperan (o son capaces de cooperar) con un sistema de computadora programable tal que se realice el método respectivo.

Algunas modalidades de acuerdo con la invención comprenden un portador de datos no transitorio que tiene señales de control legibles electrónicamente, que son capaces de cooperar con un sistema de computadora programable, tal que uno de los métodos aquí descritos se realice o se ej ecute .

En general, modalidades de la presente invención pueden ser implementadas como un producto de programa de computadora con un código de programa, el código de programa es operativo para ejecutar uno de los métodos cuando se corre el producto de programa de computadora en una computadora. El código de programa puede por ejemplo ser almacenado en un portador legible por máquina.

Otras modalidades comprenden el programa de computadora para realizar uno de los métodos aquí descritos, almacenado en uñ portador legible por máquina.

En otras palabras, una modalidad del método de la invención por lo tanto, es un programa de computadora que tiene un código de programa para realizar uno de los métodos aquí descritos, cuando el programa de computadora se ejecuta en una computadora.

Una modalidad adicional de los métodos de la invención, por lo tanto, es un portador de datos (o un medio de almacenamiento digital, o un medio legible por computadora) que comprende, grabado en él, el programa de computadora para realizar uno de los métodos aquí descritos.

Una modalidad adicional del método de la invención por lo tanto es una corriente de datos o una secuencia de señales que representan el programa de computadora para realizar uno de los métodos aquí descritos. La corriente de datos o la secuencia de señales pueden por ejemplo ser configurada para ser transferida por una conexión para comunicación de datos, por ejemplo por Internet.

Una modalidad adicional comprende medios de procesamiento, por ejemplo una computadora o un dispositivo lógico programable, configurado a o adaptado para realizar uno de los métodos aquí descritos.

Una modalidad adicional comprende una computadora que tiene instalado el programa de computadora para realizar uno de los métodos aquí descritos.

En algunas modalidades, un dispositivo lógico programable (por ejemplo matriz de puertas programable in situ (field programmable gate array) ) puede emplearse para realizar algunas o todas las funcionalidades de los métodos aquí descritos. En algunas modalidades, una matriz dé puertas programable in situ, puede cooperar con un microprocesador a fin de realizar' uno de los métodos aquí descritos. En general, los métodos de preferencia se ejecutan por cualquier aparato de equipo físico.

Las modalidades anteriormente descritas son solamente ilustrativas para los principios de la presente invención. Se entiende que modificaciones y variaciones de los arreglos y los detalles aquí descritos serán aparentes para otros con destreza en la técnica. Es la intención, por lo tanto estar limitados solo por el alcance de las reivindicaciones de patentes pendientes y no por los detalles específicos presentados a manera de descripción y explicación de las presentes modalidades.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Aparato para generar una señal de banda amplia gue utiliza una señal de alimentación de banda baja y un primer juego de parámetros que describe el contenido de frecuencia sobre una frecuencia máxima de la señal de alimentación de banda baja y hasta una primera frecuencia, en donde parámetros que describen un contenido de frecuencia sobre la primera frecuencia no se incluyen en el primer juego de parámetros, caracterizado porque comprende: un procesador para realizar una operación de extensión de banda amplia guiada utilizando la señal de alimentación de banda baja y el primer juego de parámetros para generar un contenido de primer frecuencia que se extiende hasta la primera frecuencia y para realizar una operación de extensión ciega de ancho de banda empleando el contenido de primer frecuencia y un segundo juego de parámetros para generar un segundo contenido de frecuencia que se extiende hasta una segunda frecuencia que es superior a la primera frecuencia, en donde el procesador se configura para extraer el . primer juego de parámetros y la señal de alimentación de banda baja de una corriente de bits; realizar la extensión guiada de ancho de banda utilizando un parche de la señal de alimentación de banda baja y el primer juego de parámetros que comprende corrección utilizando el primer juego de parámetros para obtener una primera señal corregida, en donde el parchado genera el primer contenido de frecuencia; y realizar, la extensión ciega de ancho de banda, utilizando un parchado de la primera señal corregida y el segundo juego de parámetros, en donde el parchado de la primera señal corregida genera el segundo contenido de frecuencia, en donde el procesador comprende un generador de parámetros, para generar el segundo juego de parámetros a partir del primer contenido de frecuencias, en donde el generador de parámetros se configura para derivar parámetros de envolvente espectral para el segundo juego de parámetros por el segundo contenido de frecuencia por una extrapolación de frecuencias inferior a superior de información de energía de una envolvente espectral corregida del primer contenido de frecuencias.

2. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el procesador comprende: un parchador para generar una señal parchada que tiene el contenido de primera frecuencia que se extiende hasta la primera frecuencia y el contenido de segunda de frecuencia que se extiende hasta la segunda frecuencia; un corrector, para corregir la señal de alimentación de banda baja antes de generar la señal parchada, para corregir la señal parchada o para corregir una señal de combinación utilizando una operación de corrección; y un combinador, para combinar la señal de alimentación de banda baja y la señal parchada antes o subsecuente a la operación de corrección para obtener una señal de combinación, en donde la señal de combinación es la señal de banda ancha o en donde la señal de banda ancha se deriva de la señal de combinación por la operación de corrección, en- donde el corrector se configura para realizar la operación de corrección de manera tal que el primer contenido de frecuencia de la señal de banda ancha se corrige utilizando el primer juego de parámetros y que el contenido de segunda frecuencia a la señal de banda ancha amplia se influencia por el contenido de primer frecuencia y por el juego de segundo parámetro derivado del primer juego de parámetro por el generador de parámetros.

3. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de parámetros se configura para realizar la extrapolación al disminuir una energía de una banda del contenido de segunda frecuencia con respecto a una energía en una banda adyacente de frecuencia menor por un valor predeterminado, en donde una energía en una banda de más alta frecuencia del contenido de primer frecuencia se emplea como un valor inicial.

4. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de parámetros se configura para realizar extrapolación al calcular una línea de regresión utilizando una porción predeterminada del primer contenido de frecuencia y al extrapolar la línea de regresión en frecuencia al contenido de segunda frecuencia para obtener valores de' energía para bandas de frecuencia en el segundo ¦ contenido de frecuencia.

5. Aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el generador de parámetros se configura para realizar la extrapolación al calcular una línea de regresión de manera tal que una derivada de la línea de regresión es menor que uno.

6. Aparato de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el juego de primeros parámetros que comprende una secuencia de parámetros de un tipo de parámetro, la secuencia se define sobre una frecuencia en el primer contenido de frecuencia, y en donde el generador de parámetros se configura para extrapolar la secuencia al contenido de segunda frecuencia para derivar una secuencia de parámetros del mismo tipo para el juego de segundos parámetros.

7. Aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el juego de primeros parámetros comprende, como tipos de parámetros, uno o más miembros del grupo que consiste de parámetros de ruido, parámetros de tonalidad o parámetros de harmónicos faltantes.

8. Aparato de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el procesador se configura para utilizar los parámetros de ruido y los parámetros de tonalidad en el primer juego de parámetros para la extensión guiada de ancho de banda y para no utilizar parámetros de tonalidad o parámetros de ruido en la extensión ciega de ancho de banda, en donde la extensión ciega de ancho de banda se basa en un parchado de un resultado de la extensión guiada de ancho de banda.

9. Aparato de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la señal de alimentación de banda baja se codifica, en donde el aparato además comprende un descodificador para descodificar la señal de alimentación de banda baja codificada.

10. Aparato de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el procesador se configura para utilizar, como un método de parchado para una extensión guiada de ancho de banda, el parchado de sub bandas adyacentes en un intervalo fuente en un banco de filtros a sub bandas adyacentes en un intervalo objetivo del banco de filtros, parchar harmónicamente sub bandas en el intervalo fuente al intervalo objetivo, recortar, tomar valores absolutos o utilizar un codificador de voz en fase, una modulación de banda lateral sencilla o una interpolación.

11. Aparato de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el procesador se configura para utilizar como un método de parchado para la extensión ciega de ancho de banda, inserción de ruido de alta frecuencia o recorte.

12. Método para generar una señal de banda ancha, utilizando una señal de alimentación de banda baja y un primer juego de parámetros que describe el contenido de frecuencias sobre una frecuencia máxima de la señal de alimentación de banda baja y hasta una primera frecuencia, en donde parámetros que describen un contenido de frecuencias sobre la' primera frecuencia no se incluyen en el primer juego de parámetros, que comprende: realizar una operación de extensión guiada de ancho de banda utilizando la señal de alimentación de banda baja y el primer juego de parámetros para generar un primer contenido de frecuencia, extendiéndose hasta la primera frecuencia al extraer el primer juego de parámetros y la señal de alimentación de banda baja de una corriente de bits y al realizar la extensión guiada de ancho de banda, utilizando parchado de la señal de alimentación de banda baja y el primer juego de parámetros comprende el corregir utilizando el primer juego de parámetros para obtener una primera señal corregida, en donde el parchado de la señal de alimentación de banda baja genera el contenido de primer frecuencia; y realizar una operación de extensión ciega de ancho de banda utilizando el primer contenido de frecuencia y un segundo juego de parámetros para generar un segundo contenido de frecuencia, extendiéndose hasta una segunda frecuencia que es superior a la primera frecuencia utilizando un parchado de la primera señal corregida y utilizando el segundo juego de parámetros, en donde el parchado de la primera señal corregida genera el segundo contenido de frecuencia, en donde el realizar una operación de extensión ciega de ancho de banda, comprende generar el segundo juego de parámetros del primer contenido de frecuencia al derivar parámetros de envolvente espectral para el segundo juego de parámetros por el segundo contenido dé frecuencia por una extrapolación de frecuencias inferior a superior de información de energía de una envolvente espectral corregida del primer contenido de frecuencia.

13. Programa de computadora que comprende un código de programa para ejecutar cuando se ejecuta en una computadora el método de conformidad con la reivindicación 12.