ES2683647T3 - Descodificación de audio con pos-filtración selectiva - Google Patents

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Abstract

Un método de descodificación de una señal de flujo de bits como una señal de tiempo de audio, en donde el método incluye las etapas de: decodificar una señal de tren de bits como una señal de tiempo de audio preliminar según un modo de codificación seleccionado de una pluralidad de modos de codificación, en donde la pluralidad de modos de codificación incluye al menos un primer modo de codificación que incluye una etapa de pos-filtrado y al menos un segundo modo de codificación que no incluye la etapa de pos-filtrado, en donde la etapa de pos-filtrado aplica un filtro de realce tonal a la señal de tiempo de audio preliminar, obteniendo así una señal de tiempo de audio, en donde la etapa de pos-filtrado se omite de forma selectiva en respuesta a la información de pos-filtrado codificada en la señal de tren de bits, siendo la información de pos-filtrado indicativa de una decisión del lado de codificador respecto de si se omite o no la etapa de pos-filtrado, mediante lo cual la etapa de pos-filtrado se omite de forma selectiva en el primer modo de codificación, y en donde la etapa de pos-filtrado además incluye atenuar ruidos ubicados en valles espectrales.

Description

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DESCRIPCION
Descodificacion de audio con pos-filtracion selectiva Campo tecnico
La presente invencion se refiere, en general, a la codificacion de audio digital y, mas precisamente, a tecnicas de codificacion para senales de audio que contienen componentes de distintos caracteres.
Antecedentes
Una extendida clase de metodos de codificacion para senales de audio que contienen habla o canto incluye la prediccion lineal excitada por codigo (CELP) aplicada en la alternacion en el tiempo con distintos metodos de codificacion, que incluyen metodos de codificacion del dominio de la frecuencia, especialmente adaptados para la musica, o metodos de naturaleza general, para admitir variaciones en el caracter entre sucesivos periodos de tiempo de la senal de audio. Por ejemplo, un descodificador simplificado de Codificacion Unificada de Habla y Audio (USAC; vease la norma ISO / IEC 23003-3) del Grupo de Expertos en Imagenes en Movimiento (MPEG) es operable en al menos tres modalidades de descodificacion, la Codificacion Avanzada de Audio (AAC; vease la norma ISO / IEC 13818-7), la CELP algebraica (ACELP) y la excitacion codificada por transformacion (TCX), segun se muestra en la parte superior de la figura 2 adjunta.
Las diversas realizaciones de la CELP estan adaptadas a las propiedades de los organos humanos del habla y, posiblemente, al sentido humano del ofdo. Segun se usa en esta solicitud, la CELP se referira a todas las posibles realizaciones y variantes, incluyendo, pero sin limitarse a, la ACELP, la CELP de banda ancha y estrecha, la SB- CELP (CELP de sub-banda), la CELP de baja y alta velocidad, la RCELP (CELP relajada), la LD-CELP (CELP de bajo retardo), la CS-CELP (CELP de estructura conjugada), la CS-ACELP (ACELP de estructura conjugada), la PSI- CELP (CELP de innovacion sincronica en tono) y la VSELP (prediccion lineal excitada por suma vectorial). Los principios de la CELP son expuestos por R. Schroeder y S. Atal en los Anales de la Conferencia Internacional del IEEE sobre Acustica, Habla y Procesamiento de Senales (ICASSP), vol. 10, pags. 937 a 940, 1985, y algunas de sus aplicaciones estan descritas en las referencias 25 a 29 citadas en la publicacion de Chen y Gersho en las Transacciones del IEEE sobre Habla y Procesamiento de Audio, vol. 3, n° 1, de 1995. Segun lo adicionalmente detallado en el artfculo anterior, un descodificador de CELP (o, analogamente, un sintetizador de habla de CELP) puede incluir un predictor de tono, que restaura el componente periodico de una senal de habla codificada, y un libro de codigos de pulsos, desde el cual se anade una secuencia de innovacion. El predictor de tono puede incluir, a su vez, un predictor de retardo largo para restaurar el tono y un predictor de retardo corto para restaurar las regiones formantes por medio de la modelacion del envolvente espectral. En este contexto, el tono se concibe, en general, como la frecuencia fundamental del componente sonoro tonal producido por las cuerdas vocales, y adicionalmente realzado por las partes resonantes del conducto vocal. Esta frecuencia, junto con sus armonicos, dominara el habla o el canto. En terminos generales, los metodos de CELP son los mas adecuados para el procesamiento del canto solo o unipersonal, para el cual la frecuencia del tono esta bien definida y es relativamente facil de determinar.
Para mejorar la calidad percibida del habla codificada por CELP, es practica comun combinarla con el pos-filtrado (o realce tonal, en otras palabras). La Patente Estadounidense N° 4.969.192 y la seccion II del artfculo de Chen y Gersho revelan propiedades deseables de tales pos-filtros, esto es, su capacidad de suprimir los componentes de ruido situados entre los armonicos del tono vocal detectado (parte a largo plazo, vease la seccion IV). Se cree que una parte importante de este ruido emana del modelado del envolvente espectral. La parte a largo plazo de un pos- filtro sencillo puede ser disenada para que tenga la siguiente funcion de transferencia:
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donde T es un periodo tonal estimado en terminos del numero de muestras y a es una ganancia del pos-filtro, segun se muestra en las figuras 1 y 2. De manera similar a un filtro peine, un filtro de ese tipo atenua las frecuencias 1/(2T), 3/(2T), 5/(2T), ..., que estan situadas a mitad de camino entre los armonicos de la frecuencia tonal y las frecuencias adyacentes. La atenuacion depende del valor de la ganancia a. Los pos-filtros levemente mas sofisticados aplican esta atenuacion solamente a las frecuencias bajas - de aquf, el termino habitualmente usado de pos-filtro bajo - donde el ruido es mas perceptible. Esto puede ser expresado aplicando en cascada la funcion de transferencia HE descrita anteriormente y un filtro Hlp de paso bajo. Asf, el valor descodificado pos-procesado de Se proporcionado por el pos-filtro estara dado, en el dominio de transformacion, por
donde
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y S es la senal descodificada que es suministrada como entrada al pos-filtro. La Figura 3 muestra una realizacion de un pos-filtro con estas caractensticas, que es adicionalmente expuesto en la seccion 6.1.3 de la Especificacion Tecnica ETSI TS 126 290, version 6.3.0, edicion 6. Como sugiere esta figura, la informacion tonal esta codificada como un parametro en la senal del flujo de bits y es extrafda por un modulo de rastreo tonal, conectado comunicativamente con el filtro de prediccion a largo plazo que lleva a cabo las operaciones expresadas por Plt.
La parte a largo plazo descrita en el parrafo anterior puede ser usada sola. Alternativamente, se dispone en serie con un filtro modelador del ruido que preserva los componentes en los intervalos de frecuencia correspondientes a las regiones formantes y que atenua el ruido en otras regiones espectrales (parte a corto plazo; vease la seccion III), es decir, en los ‘valles espectrales’ de la envolvente de region formante. Como otra posible variacion, este grupo de filtros esta adicionalmente suplementado por un filtro de tipo de paso alto, para reducir un deterioro percibido, debido al declive espectral de la parte a corto plazo.
El documento M. Neuendorf (ed.): WD7 de USAC, 92esima Reunion del MPEG, Dresde, N11299 y la Solicitud Internacional publicada como WO 99/38144 A1 revelan sistemas de procesamiento de audio con la aplicacion selectiva del pos-filtrado.
Las senales de audio que contienen una mezcla de componentes de distintos ongenes - por ejemplo, tonal, no tonal, vocal, instrumental, no musical - no siempre son reproducidas por las tecnologfas disponibles de codificacion digital de manera satisfactoria. Mas precisamente, ha sido observado que las tecnologfas disponibles son deficientes en la manipulacion de tal material de audio no homogeneo, favoreciendo generalmente a uno de los componentes en perjuicio del otro. En particular, la musica que contiene canto acompanado por uno o mas instrumentos o partes corales, que ha sido codificada por metodos de la naturaleza descrita anteriormente, sera a menudo descodificada con distorsiones perceptibles que arruinan parte de la experiencia auditiva.
Resumen de la invencion
A fin de mitigar al menos algunos de los inconvenientes esbozados en la seccion anterior, se proveen un metodo para decodificar, un producto de programa de ordenador y un sistema decodificador segun la invencion en las reivindicaciones 1, 5, y 6, respectivamente. Las reivindicaciones dependientes 2 a 4 definen realizaciones adicionales.
Los inventores han percibido que algunas distorsiones percibidas en las senales de audio descodificadas de origen no homogeneo provienen de una conmutacion inadecuada entre varias modalidades de codificacion, de las cuales al menos una incluye el pos-filtrado en el descodificador y al menos una no lo hace. Mas precisamente, los pos-filtros disponibles eliminan no solamente el ruido inter-armonico (y, donde corresponda, el ruido en los valles espectrales), sino tambien los componentes de senales que representan acompanamiento instrumental o vocal, y otro material de naturaleza ‘deseable’. El hecho de que la diferencia apenas perceptible en los valles espectrales puede ser tan grande como de 10 dB (segun lo observado por Ghitza y Goldstein, Trans. del IEEE sobre Acustica, Habla y Procesamiento de Senales, vol. ASSP-4, pags. 697 a 708, de 1986) puede haber sido tomado como justificacion por muchos disenadores para filtrar con severidad estas bandas de frecuencia. La degradacion de la calidad por la misma atenuacion inter-armonica (y de valle espectral) puede, sin embargo, ser menos importante que la de las ocasiones de conmutacion. Cuando el pos-filtro esta activado, el fondo de una voz cantante suena repentinamente atenuado y, cuando el filtro es desactivado, el fondo se hace instantaneamente mas sonoro. Si la conmutacion tiene lugar frecuentemente, debido a la naturaleza de la senal de audio o a la configuracion del dispositivo de codificacion, habra una distorsion de conmutacion. Como ejemplo, un descodificador de USAC puede ser operable tanto en una modalidad de ACELP combinada con el pos-filtrado como en una modalidad de tCx sin pos-filtrado. La modalidad de ACELP se usa en episodios donde esta presente un componente vocal dominante. De tal modo, la conmutacion a la modalidad de ACELP puede ser activada por el inicio del canto, tal como al principio de una nueva frase musical, al comienzo de un nuevo verso, o simplemente despues de un episodio donde se considera que el acompanamiento sofoca la voz cantante, en el sentido de que el componente vocal ya no es prominente. Los experimentos han confirmado que una solucion alternativa, o mas bien una elusion del problema, por la cual se usa la codificacion TCX en toda su extension (y la modalidad ACELP es inhabilitada), no remedia el problema, ya que aparecen distorsiones como de reverberacion.
En consecuencia, en un primer y un segundo aspecto, se proporciona un metodo de codificacion de audio (y un sistema de codificacion de audio con las caractensticas correspondientes) caracterizado por la toma de una decision en cuanto a si el dispositivo que descodificara el flujo de bits, que es emitido por el metodo de codificacion, debena o no aplicar el pos-filtrado, incluyendo la atenuacion del ruido inter-armonico. El resultado de la decision es codificado en el flujo de bits y es accesible para el dispositivo de descodificacion.
Por parte de la invencion, la decision en cuanto a usar o no el pos-filtro se toma por separado de la decision en cuanto a la modalidad de codificacion mas adecuada. Esto posibilita mantener un estado de pos-filtrado en toda la
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extension de un periodo de longitud tal que la conmutacion no moleste al oyente. De tal modo, el metodo de codificacion puede prescribir que el pos-filtro se mantendra inactivo incluso aunque conmute a una modalidad de codificacion donde el filtro este convencionalmente activo.
Se hace notar que la decision en cuanto a aplicar o no el pos-filtrado se toma normalmente trama a trama. De tal modo, en primer lugar, el pos-filtrado no es aplicado para menos de una trama a la vez. En segundo lugar, la decision en cuanto a inhabilitar o no el pos-filtrado es solamente valida durante una trama actual, y puede ser mantenida, o bien re-evaluada, para la trama subsiguiente. En un formato de codificacion que habilite un formato de trama principal y un formato reducido, que es una fraccion del formato normal, por ejemplo, 1/8 de su longitud, puede no ser necesario tomar decisiones de pos-filtrado para tramas reducidas individuales. En cambio, puede ser considerado un cierto numero de tramas reducidas que se acumulan hasta formar una trama normal, y los parametros relevantes para la decision de filtrado pueden ser obtenidos calculando la media o la mediana de las tramas reducidas comprendidas en la misma.
Un metodo de descodificacion de acuerdo a la invencion esta bien adaptado para la codificacion de senales de audio de origen mixto, en virtud de su capacidad de desactivar el pos-filtro segun la informacion de pos-filtrado solamente y, por tanto, independientemente de factores tales como la modalidad actual de codificacion. Cuando se aplica a tecnicas de codificacion en las cuales la actividad de pos-filtro esta convencionalmente asociada a modalidades especificas de codificacion, la capacidad de inhabilitacion del pos-filtrado habilita una nueva modalidad operativa, a saber, la aplicacion no filtrada de una modalidad de descodificacion convencionalmente filtrada.
Se hace notar que los metodos y aparatos revelados en esta seccion pueden ser aplicados, despues de modificaciones adecuadas dentro de las capacidades del experto, que incluyen la experimentacion rutinaria, a la codificacion de senales con varios componentes, posiblemente correspondientes a distintos canales, tales como canales estereo. A lo largo de la presente solicitud, el realce tonal y el pos-filtrado son usados como sinonimos. Se hace notar ademas que la AAC esta expuesta como un ejemplo representativo de metodos de codificacion del dominio de la frecuencia. En efecto, la aplicacion de la invencion a un descodificador o codificador operable en una modalidad de codificacion del dominio de frecuencia, distinta a la AAC, solamente requerira pequenas modificaciones, si acaso, dentro de las capacidades del experto. De manera similar, TCX se menciona como un ejemplo de codificacion por transformacion de prediccion lineal ponderada y de codificacion por transformacion en general.
Las caracteristicas de dos o mas realizaciones descritas anteriormente en la presente memoria pueden ser combinadas, a menos que sean claramente complementarias, en realizaciones adicionales. El hecho de que dos caracteristicas sean mencionadas en distintas reivindicaciones no excluye que puedan ser combinadas con ventaja. Analogamente, tambien pueden ser proporcionadas realizaciones adicionales por la omision de ciertas caracteristicas que no sean necesarias o no sean esenciales para el proposito deseado.
Breve descripcion de los dibujos
A continuacion se describiran ejemplos utiles para comprender la presente invencion en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un descodificador convencional con pos-filtro;
la figura 2 es un diagrama de bloques esquematico de un descodificador convencional operable en modalidad de AAC, ACELP y TCX, y que incluye un pos-filtro permanentemente conectado aguas abajo del modulo de ACELP;
la figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra la estructura de un pos-filtro;
las figuras 4 y 5 son diagramas de bloques de dos descodificadores;
las figuras 6 y 7 son diagramas de bloques que ilustran diferencias entre un descodificador convencional (figura 6) y un descodificador (figura 7) utiles para comprender la invencion;
la figura 8 es un diagrama de bloques de un codificador;
las figuras 9 y 10 son unos diagramas de bloque que ilustran diferencias entre un decodificador convencional (figura 9) y un decodificador (figura 10) util para comprender la invencion; y
la figura 11 es un diagrama de bloques de un pos-filtro autonomo que puede ser activado y desactivado selectivamente.
Descripcion detallada de realizaciones
La figura 4 es un dibujo esquematico de un sistema descodificador 400, que tiene como su entrada una senal de flujo de bits y como su salida una senal de audio. Como en los descodificadores convencionales mostrados en la figura 1, un pos-filtro 440 esta dispuesto aguas abajo de un modulo descodificador 410, pero puede ser incorporado a, o apartado de, el trayecto de descodificacion, operando un conmutador 442. El pos-filtro esta habilitado en la
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posicion de conmutacion mostrada en la figura. Seria inhabilitado si el conmutador se fijara en la posicion opuesta, por lo cual la senal del modulo descodificador 410, en cambio, seria conducida por la linea 444 de omision. El conmutador 442 es controlable por la informacion de pos-filtrado contenida en la senal del flujo de bits, de modo que el pos-filtrado pueda ser aplicado y eliminado, independientemente del estado actual del modulo descodificador 410. Debido a que un pos-filtro 440 funciona con algun retardo - por ejemplo, el pos-filtro mostrado en la figura 3 introducira un retardo equivalente al menos al periodo tonal T - un modulo 443 de retardo de compensacion esta dispuesto en la linea 444 de omision para mantener los modulos en una condicion sincronizada en la conmutacion. El modulo 443 de retardo retarda la senal en el mismo periodo que lo haria el pos-filtro 440, pero no procesa de otro modo la senal. Para minimizar el tiempo de traspaso, el modulo 443 de retardo de compensacion recibe la misma senal que el pos-filtro 440 en todo momento. En una realizacion alternativa, donde el pos-filtro 440 es reemplazado por un pos-filtro de retardo cero (por ejemplo, un filtro causal, tal como un filtro con dos tomas, independiente de futuros valores de senal), el modulo 443 de retardo de compensacion puede ser omitido.
La figura 5 ilustra un desarrollo adicional util para comprender la invencion del sistema descodificador 500 de triple modalidad de la figura 2. Un modulo descodificador 511 de ACELP esta dispuesto en paralelo con un modulo descodificador 512 de TCX y un modulo descodificador 513 de AAC. En serie con el modulo descodificador 511 de ACELP esta dispuesto un pos-filtro 540 para atenuar el ruido, en particular, el ruido situado entre armonicos de una frecuencia tonal, directamente o indirectamente obtenible de la senal del flujo de bits para el cual esta adaptado el sistema descodificador 500. La senal del flujo de bits tambien codifica informacion de pos-filtrado que gobierna las posiciones del conmutador superior 541 operable para conmutar el pos-filtro 540 fuera del trayecto de procesamiento y reemplazarlo por un retardo 543 de compensacion como en la figura 4. Un conmutador inferior 542 se usa para conmutar entre distintas modalidades de descodificacion. Con esta estructura, la posicion del conmutador superior 541 es irrelevante cuando se usa uno de los modulos 512, 513 de TCX o AAC; por tanto, la informacion de pos-filtrado no necesariamente indica esta posicion, excepto en la modalidad de ACELP. Cualquiera que sea la modalidad de descodificacion que se esta usando actualmente, la senal es suministrada desde el punto de conexion aguas abajo del conmutador inferior 542 hasta un modulo 550 de copia de banda espectral (SBR), que emite una senal de audio. El experto se dara cuenta de que el dibujo es de naturaleza conceptual, como queda notablemente claro a partir de los conmutadores, que se muestran esquematicamente como entidades fisicas distintas con medios moviles de contacto. En una posible implementacion realista del sistema descodificador, los conmutadores, asi como los otros modulos, estaran realizados por instrucciones legibles por ordenador.
Las figuras 6 y 7 tambien son diagramas de bloques de dos sistemas descodificadores de triple modalidad, operables en una modalidad de descodificacion ACELP, TCX o del dominio de frecuencia. Con referencia a la ultima figura, una senal del flujo de bits es suministrada a un punto 701 de entrada, que esta a su vez permanentemente conectado, mediante los ramales respectivos, con los tres modulos descodificadores 711, 712, 713. El punto 701 de entrada tambien tiene un ramal conector 702 (no presente en el sistema descodificador convencional de la figura 6) con un modulo 740 de realce tonal, que actua como un pos-filtro del tipo general descrito anteriormente. Como es practica comun en la tecnica, un primer modulo 703 de ventanas de transicion esta dispuesto aguas abajo de los modulos 711, 712 de ACELP y TCX, para llevar a cabo las transiciones entre los modulos descodificadores. Un segundo modulo 704 de transicion esta dispuesto aguas abajo del modulo descodificador 713 del dominio de frecuencia y del primer modulo 703 de ventanas de transicion, para llevar a cabo la transicion entre las dos super- modalidades. Ademas, un modulo 750 de SBR esta proporcionado inmediatamente aguas arriba del punto 705 de salida. Es claro que la senal de flujo de bits es suministrada directamente (o despues del demultiplexado, segun corresponda) a los tres modulos descodificadores 711, 712, 713 y al modulo 740 de realce tonal. La informacion contenida en el flujo de bits controla que modulo de descodificacion ha de estar activo. Por parte de la invencion, sin embargo, el modulo 740 de realce tonal realiza una analoga auto-activacion que, en respuesta a informacion de pos- filtrado en el flujo de bits, puede actuar como un pos-filtro o, simplemente, como un dispositivo de traspasamiento. Esto, por ejemplo, puede ser realizado mediante la provision de una seccion de control (no mostrada) en el modulo 740 de realce tonal, por medio del cual la accion de pos-filtrado puede ser activada o desactivada. El modulo 740 de realce tonal esta siempre en su modalidad de traspasamiento cuando el sistema descodificador funciona en el dominio de frecuencia o la modalidad de descodificacion TCX, en donde, en rigor, no es necesaria ninguna informacion de pos-filtrado. Se entiende que los modulos que no forman parte de la contribucion inventiva, y cuya presencia es obvia para el experto, por ejemplo, un demultiplexador, han sido omitidos de la figura 7 y de otros dibujos similares, para aumentar la claridad.
Como variacion, el sistema descodificador de la figura 7 puede estar equipado con un modulo de control (no mostrado) para decidir si ha de aplicarse o no el pos-filtrado, usando un enfoque de analisis por sintesis. Tal modulo de control esta comunicativamente conectado con el modulo 740 de realce tonal y con el modulo 711 de ACELP, desde el cual extrae una senal descodificada intermedia si_DEC(n) que representa una etapa intermedia en el proceso de descodificacion, preferiblemente, una correspondiente a la excitacion de la senal. El modulo de deteccion tiene la informacion necesaria para simular la accion del modulo 740 de realce tonal, segun lo definido por las funciones de transferencia Plt(z) y Hlp(z) (vease la seccion Antecedentes y la figura 3) o, equivalentemente, sus respuestas de impulso de filtro plt(z) y hLp(n). Como se desprende de la exposicion en la seccion Antecedentes, el componente a restar en el pos-filtrado puede ser estimado por una senal de diferencia aproximada sAD(n) que es proporcional a [(s_dec * Plt) * hLp](n), donde * indica la convolucion discreta. Esto es una aproximacion de la verdadera diferencia entre la senal de audio original y la senal descodificada pos-filtrada, a saber,
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SoRiG(n) - S£(n) - SoRiG(n) - (SDEc(n) - o[sdec * Plt * hLp](n)),
donde a es la ganancia del pos-filtro. Estudiando la energfa total, la energfa de banda baja, la tonalidad, el espectro efectivo de magnitudes o los espectros de magnitudes pasadas de la senal, segun lo revelado en la seccion Resumen y las reivindicaciones, la seccion de control puede hallar una base para la decision de activar o desactivar el modulo 740 de realce tonal.
La figura 8 muestra un sistema codificador 800. El sistema codificador 800 esta adaptado para procesar senales de audio digital, que son generalmente obtenidas capturando una onda sonora por parte de un microfono, y transduciendo la onda hacia una senal electrica analogica. La senal electrica es luego muestreada en una senal digital susceptible de ser suministrada, en un formato adecuado, al sistema codificador 800. El sistema consiste, en general, en un modulo codificador 810, un modulo 820 de decision y un multiplexador 830. En virtud de los conmutadores 814, 815 (simbolicamente representados), el modulo codificador 810 es operable en una modalidad CELP, TCX o bien AAC, activando selectivamente los modulos 811, 812, 813. El modulo 820 de decision aplica uno o mas criterios predefinidos para decidir si se inhabilita o no el pos-filtrado durante la descodificacion de una senal de flujo de bits producida por el sistema codificador 800 para codificar una senal de audio. Con este fin, el modulo 820 de decision puede examinar la senal de audio directamente o puede recibir datos desde el modulo codificador 810 mediante una lfnea 816 de conexion. Una senal indicativa de la decision adoptada por el modulo 820 de decision es suministrada, junto con la senal de audio codificada proveniente del modulo codificador 810, a un multiplexador 830, que concatena las senales en un flujo de bits que constituye la salida del sistema codificador 800.
Preferiblemente, el modulo 820 de decision basa su decision sobre una senal de diferencia aproximada calculada a partir de una senal descodificada intermedia smdec, que puede ser restada del modulo codificador 810. La senal descodificada intermedia representa una etapa intermedia en el proceso de descodificacion, segun lo expuesto en los parrafos precedentes, pero puede ser extrafda desde una etapa correspondiente del proceso de codificacion. Sin embargo, en el sistema codificador 800 esta disponible la senal de audio original sorig, de modo que, ventajosamente, la senal de diferencia aproximada se forme como:
Sorig(h) - (Si_DEc(n) - a [(Si dec * Plt) * hLp](n)).
La aproximacion reside en el hecho de que la senal descodificada intermedia se usa en lugar de la senal descodificada final. Esto permite una valoracion de la naturaleza del componente que un pos-filtro eliminarfa en la descodificacion y, aplicando uno de los criterios expuestos en la seccion Resumen, el modulo 820 de decision podra adoptar una decision en cuanto a inhabilitar o no el pos-filtrado.
Como una variacion de esto, el modulo 820 de decision puede usar la senal original en lugar de una senal descodificada intermedia, de modo que la senal de diferencia aproximada sea [(sldec * plt) * hLp](n). Es probable que esto sea una aproximacion menos fiel pero, por otra parte, hace optativa la presencia de una lfnea 816 de conexion entre el modulo 820 de decision y el modulo codificador 810.
En otras variaciones de ese tipo de esta realizacion, donde el modulo 820 de decision estudia directamente la senal de audio, pueden aplicarse uno o mas de los siguientes criterios:
• ^Contiene la senal de audio tanto un componente con frecuencia fundamental dominante como un componente situado por debajo de la frecuencia fundamental? (La frecuencia fundamental puede ser suministrada como un sub- producto del modulo codificador 810).
• ^Contiene la senal de audio tanto un componente con frecuencia fundamental dominante como un componente situado entre los armonicos de la frecuencia fundamental?
• ^Contiene la senal de audio energfa significativa de senal por debajo de la frecuencia fundamental?
• ^Es (probable que sea) preferible la descodificacion pos-filtrada a la descodificacion no filtrada con respecto a la optimalidad de velocidad-distorsion?
En todas las variaciones descritas de la estructura codificadora mostrada en la figura 8 - es decir, independientemente de la base del criterio de deteccion - la seccion 820 de decision puede ser habilitada para decidir sobre un avance gradual o una elimination gradual del pos-filtrado, a fin de lograr transiciones suaves. El avance y la eliminacion graduales pueden ser controlados ajustando la ganancia de pos-filtro.
La figura 9 muestra un descodificador convencional operable en una modalidad de descodificacion de frecuencia y en una modalidad de descodificacion de CELP, segun la senal de flujo de bits suministrada al descodificador. El pos- filtrado se aplica toda vez que se selecciona la modalidad de descodificacion de CELP. Se ilustra una mejora de este decodificador en la Figura 10, que muestra un decodificador 1000 segun un ejemplo util para comprender la invention. Este descodificador es operable no solamente en una modalidad de descodificacion basada en el dominio de frecuencia, en la cual esta activo el modulo descodificador 1013 del dominio de frecuencia, y en una modalidad de descodificacion de CELP filtrada, en la cual estan activos el modulo descodificador 1011 de CELP y el pos-filtro
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1040, sino tambien en una modalidad de CELP no filtrada, en la cual el modulo 1011 de CELP suministra su senal a un modulo 1043 de retardo de compensacion, mediante una lfnea 1044 de omision. Un conmutador 1042 controla que modalidad de descodificacion se usa actualmente, en respuesta a la informacion de pos-filtrado contenida en la senal del flujo de bits proporcionada al descodificador 1000. En este descodificador y en el de la figura 9, la ultima etapa de procesamiento es efectuada por un modulo 1050 de SBR, desde el cual es emitida la senal de audio final.
La figura 11 muestra un pos-filtro 1100 adecuado para ser dispuesto aguas abajo de un descodificador 1199. El filtro 1100 incluye un modulo 1140 de pos-filtrado, que es habilitado o inhabilitado por un modulo de control (no mostrado), notablemente, un controlador de ganancia binario o no binario, en respuesta a una senal de pos-filtrado recibida desde un modulo 1120 de decision dentro del pos-filtro 1100. El modulo de decision realiza una o mas pruebas sobre la senal obtenida desde el descodificador, para llegar a una decision en cuanto a si el modulo 1140 de pos-filtrado ha de estar activo o inactivo. La decision puede ser tomada segun la funcionalidad del modulo 820 de decision en la figura 8, que usa la senal original y/o una senal descodificada intermedia para predecir la accion del pos-filtro. La decision del modulo 1120 de decision tambien puede basarse en informacion similar a la que los modulos de decision usan en esas realizaciones donde se forma una senal descodificada intermedia. Como ejemplo, el modulo 1120 de decision puede estimar una frecuencia de tono (a menos que esto sea inmediatamente extrafble desde la senal del flujo de bits) y calcular el contenido de energfa en la senal por debajo de la frecuencia de tono y entre sus armonicos. Si este contenido de energfa es significativo, probablemente representa un componente de senal relevante, en lugar de ruido, lo que motiva una decision para inhabilitar el modulo 1140 de pos-filtrado.
Una prueba de escucha de 6 personas ha sido llevada a cabo, durante la cual muestras musicales codificadas y descodificadas de acuerdo a la invencion fueron comparadas con muestras de referencia que contenfan la misma musica codificada, aplicando el pos-filtrado de la manera convencional, pero manteniendo sin cambios todos los otros parametros. Los resultados confirman una mejora percibida de la calidad.
Realizaciones adicionales de la presente invencion devendran evidentes para una persona experta en la tecnica, despues de leer la descripcion anterior. Incluso aunque la presente descripcion y los dibujos revelan realizaciones y ejemplos, la invencion no esta restringida a estos ejemplos especfficos. Pueden hacerse numerosas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la presente invencion, que esta definido por las reivindicaciones adjuntas.
Los sistemas y metodos revelados anteriormente en la presente memoria pueden ser implementados como software, firmware, hardware o una combinacion de los mismos. Ciertos componentes, o todos los componentes, pueden ser implementados como software ejecutado por un procesador de senales digitales o un micro-procesador, o ser implementados como hardware, o como un circuito integrado especffico de la aplicacion. Tal software puede ser distribuido en medios legibles por ordenador, que pueden comprender medios de almacenamiento de ordenadores (o medios no transitorios) y medios de comunicacion (o medios transitorios). Como es bien sabido para una persona experta en la tecnica, los medios de almacenamiento de ordenadores incluyen medios tanto volatiles como no volatiles, extrafbles como no extrafbles, implementados en cualquier metodo o tecnologfa para el almacenamiento de informacion, tal como instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, modulos de programa u otros datos. Los medios de almacenamiento de ordenadores incluyen, pero no se limitan a, las memorias RAM, ROM, EEPROM, la memoria flash u otra tecnologfa de memoria, CD-ROM, discos versatiles digitales (DVD) u otro almacenamiento de disco optico, casetes magneticos, cinta magnetica, almacenamiento de disco magnetico u otros dispositivos de almacenamiento magnetico, o cualquier otro medio que pueda ser usado para almacenar la informacion deseada y que pueda ser objeto de acceso por parte de un ordenador. Ademas, es bien sabido para el experto que los medios de comunicacion realizan habitualmente instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, modulos de programa u otros datos en una senal de datos modulados, tal como una onda portadora u otro mecanismo de transporte, e incluyen cualquier medio de suministro de informacion.

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de descodificacion de una senal de flujo de bits como una senal de tiempo de audio, en donde el metodo incluye las etapas de:
    decodificar una senal de tren de bits como una senal de tiempo de audio preliminar segun un modo de codificacion 5 seleccionado de una pluralidad de modos de codificacion, en donde la pluralidad de modos de codificacion incluye al menos un primer modo de codificacion que incluye una etapa de pos-filtrado y al menos un segundo modo de codificacion que no incluye la etapa de pos-filtrado,
    en donde la etapa de pos-filtrado aplica un filtro de realce tonal a la senal de tiempo de audio preliminar, obteniendo asi una senal de tiempo de audio,
    10 en donde la etapa de pos-filtrado se omite de forma selectiva en respuesta a la informacion de pos-filtrado codificada en la senal de tren de bits, siendo la informacion de pos-filtrado indicativa de una decision del lado de codificador respecto de si se omite o no la etapa de pos-filtrado, mediante lo cual la etapa de pos-filtrado se omite de forma selectiva en el primer modo de codificacion, y
    en donde la etapa de pos-filtrado ademas incluye atenuar ruidos ubicados en valles espectrales.
    15 2. El metodo de la reivindicacion 1, en donde el filtro de realce tonal es un pos-filtro bajo.
  2. 3. El metodo de la reivindicacion 1, en donde la etapa de descodificacion incluye aplicar descodificacion de prediccion lineal excitada por codigo, CELP.
  3. 4. El metodo de la reivindicacion 1, en donde la senal de tren de bits esta segmentada en tramas de tiempo y la etapa de pos-filtrado se omite durante una trama de tiempo completa o durante una secuencia de tramas de tiempo
    20 completa.
  4. 5. Un producto de programa de ordenador que incluye una portadora de datos que almacena instrucciones que, cuando las ejecuta un procesador de senal digital, hacen que el procesador de senal digital lleve a cabo el metodo de la reivindicacion 1, 2, 3 o 4.
  5. 6. Un sistema decodificador configurado para realizar el metodo de la reivindicacion 1,2, 3 o 4.
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