Reducción de ruido de radio FM estéreo basado en predicción.

Un equipo (2) configurado para reducir el ruido de una señal de radio FM multicanal recibida;

en donde la señal de radio FM multicanal recibida se puede representar como una señal media recibida y una señal lateral recibida; en donde la señal lateral recibida indica una diferencia entre una señal izquierda y una señal derecha de la señal de radio FM multicanal recibida; comprendiendo el equipo (2)

- una unidad (77) de determinación de parámetros configurada para determinar uno o más parámetros indicativos de una correlación y/o descorrelación entre la señal media recibida y la señal lateral recibida; en donde la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar un parámetro b de descorrelación indicativo de una descorrelación entre la señal media recibida y la señal lateral recibida; y

- una unidad (79) de reducción de ruido configurada para generar una señal lateral de ruido reducido a partir de la señal media recibida utilizando el uno o más parámetros; en donde la unidad (79) de reducción de ruido está configurada para generar la señal lateral de ruido reducido también a partir de una versión no correlacionada de la señal media recibida utilizando el parámetro b de descorrelación; en donde la señal lateral recibida no se encuentra en una ruta de señal para la generación de la señal lateral de ruido reducido.

Reducción de ruido de radio FM estéreo basado en predicción Campo técnico

El presente documento está relacionado con el procesamiento de señales de audio, en particular con un equipo y un método correspondiente para mejorar la señal de audio de un receptor de radio FM estéreo. En particular, el presente documento está relacionado con un método y un sistema para reducir el ruido de una señal de radio FM estéreo recibida.

Antecedentes

En un sistema radio FM (modulación en frecuencia) estéreo analógico, el canal izquierdo (L) y el canal derecho (R) de la señal de audio se transmiten mediante una representación medio-lateral (M/S), esto es, como un canal medio (M) y un canal lateral (S). El canal medio M se corresponde con una señal suma de L y R, por ejemplo M = (L+R) / 2, y el canal lateral S se corresponde con una señal diferencia de L y R, por ejemplo S = (L-R) / 2. Para la transmisión, el canal lateral S se modula en una portadora suprimida de 38 kHz y se le añade a la señal media M de banda base para formar una señal múltiplex estéreo compatible hacia atrás. Esta señal de banda base múltlplex se utiliza a continuación para modular la portadora de HF (alta frecuencia) del transmisor de FM, que funciona típicamente en el rango entre 87,5 y 108 MHz.

Cuando disminuye la calidad de recepción (esto es, disminuye la relación señal a ruido del canal de radio), durante la transmisión, el canal S típicamente sufre más que el canal M. En muchas implementaciones del receptor de FM, cuando las condiciones de recepción son demasiado ruidosas se silencia el canal S. Esto quiere decir que en el caso de una mala señal de radio HF, el receptor vuelve de estéreo a mono (denominado típicamente como mono dropout (cambio a mono)).

Incluso en el caso de que la señal media M disponga de una calidad aceptable, la señal lateral S puede ser ruidosa y, por lo tanto, puede degradar de forma importante la calidad global del audio cuando se mezcla en los canales izquierdo y derecho de la señal de salida (los cuales se obtienen, por ejemplo, de acuerdo con L=M+S y R=M-S). Cuando una señal lateral S tiene únicamente una calidad entre mala e intermedia, existen dos opciones: o bien el receptor elige aceptar el ruido asociado con la señal lateral S y produce una señal estéreo real que comprende unas señales izquierda y derecha ruidosas, o el receptor descarta la señal lateral S y vuelve a mono.

La codificación Estéreo Paramétrico (PS) es una técnica del campo de la codificación de audio de muy baja tasa de bit. La PS permite codificación de una señal de audio estéreo de 2 canales como una señal downmix mono (mezcla para reducir la señal a mono) en combinación con información lateral de PS adicional, esto es, los parámetros de PS. La señal downmix mono se obtiene como una combinación de los dos canales de la señal estéreo. Los parámetros de PS permiten que el decodificador de PS reconstruya una señal estéreo a partir de la señal downmix mono y la información lateral de PS. Típicamente, los parámetros PS varían en función del tiempo y la frecuencia, y el procesamiento de PS en el decodificador de PS se realiza típicamente en un dominio de banco de filtros híbridos que incorporan una pluralidad de bancos de Filtros de Espejo en Cuadratura (QMF).

En los documentos WO2011/029570, PCT/EP2011/064077 y PCT/EP2011/064084 se ha propuesto utilizar la codificación de PS de una señal estéreo FM recibida con el fin de reducir el ruido comprendido dentro de la señal estéreo FM recibida. El principio general de la tecnología de reducción de ruido en la radio FM estéreo basada en Estéreo Paramétrico (PS) es la utilización de parámetros estéreo paramétricos obtenidos a partir de la señal estéreo FM recibida, con el fin de reducir el ruido comprendido en las señales izquierda y derecha recibidas. Se incorpora mediante referencia la descripción de los documentos de las patentes mencionadas anteriormente.

Resumen

En el presente documento se describe un método y un sistema para la reducción del ruido radio FM estéreo utilizando un esquema basado en predicción. Este esquema basado en predicción es una técnica alternativa al esquema basado en Estéreo Paramétrico (PS) indicado más arriba. Tal como se describirá en el presente documento, el esquema basado en predicción proporciona una baja complejidad de cálculo. Además, se ha observado que al mismo tiempo un esquema de reducción de ruido radio FM estéreo basado en predicción consigue una calidad de audio mejorada en comparación con un esquema de reducción de ruido radio FM estéreo basado en PS.

De acuerdo con un aspecto, se describe un equipo o un sistema configurado para reducir el ruido de una señal de radio FM multicanal recibida. La señal de radio FM multicanal puede ser una señal estéreo de dos canales. En particular, la señal de radio FM multicanal recibida se puede representar como o se puede presentar como o indicar una señal media y una señal lateral. Además, la señal lateral puede indicar una diferencia entre una señal izquierda y una señal derecha de una señal estéreo.

En un modo de realización el equipo comprende una unidad de determinación de parámetros configurada para determinar uno o más parámetros que indican una correlación y/o descorrelación entre la señal media recibida y la señal lateral recibida. El uno o más parámetros pueden ser un parámetro a de predicción utilizado para determinar un componente correlacionado de una señal lateral de ruido reducido a partir de la señal media recibida y/o un parámetro b de descorrelación utilizado para determinar un componente sin correlación de la señal lateral de ruido reducido a partir de una versión sin correlación de la señal media. Además, el equipo comprende una unidad de reducción de ruido configurada para generar la señal lateral de ruido reducido a partir de la señal media recibida utilizando el uno o más parámetros. Para este propósito, la unidad de reducción de ruido no tiene en cuenta la señal lateral recibida, por ejemplo, las muestras de la señal lateral recibida. En otras palabras, la señal lateral recibida no es la señal utilizada para la determinación de la señal lateral de ruido reducido. En particular, la unidad de reducción de ruido puede estar configurada para determinar la señal lateral de ruido reducido únicamente a partir de la señal media recibida (por ejemplo, las muestras de la señal media recibida) y el uno o más parámetros.

Tal como se ha indicado más arriba, la unidad de determinación de parámetros puede estar configurada para determinar un parámetro a de predicción. El parámetro a de predicción puede ser indicativo de una relación cruzada entre la señal media recibida y la señal lateral recibida. En particular, la unidad de determinación de parámetros puede estar configurada para determinar el parámetro a de predicción en función de un valor esperado de un producto de muestras correspondientes de la señal media recibida y la señal lateral recibida. Incluso más concretamente, la unidad de determinación de parámetros puede estar configurada para determinar el parámetro a de predicción utilizando la fórmula a = E[S*M]/E[M*M], en donde E[*] representa el operador de valor esperado, S representa la señal lateral recibida y M representa la señal media recibida.

En el caso de que la unidad de determinación de parámetros proporcione un parámetro a de predicción, la unidad de reducción de ruido puede estar configurada para generar una señal lateral de ruido reducido (o un componente correlacionado de la señal lateral de ruido reducido) a partir de la señal media recibida utilizando el parámetro a de predicción. El componente correlacionado de la señal lateral de ruido reducido se puede determinar como el producto del parámetro a de predicción y la señal media recibida, esto es a*M. Esto significa que el componente correlacionado de la señal lateral de ruido reducido puede ser una versión ponderada de la señal media recibida. Teniendo en cuenta el hecho de que el parámetro a de predicción puede ser función del tiempo y/o función de la frecuencia, el factor ponderado de la señal media recibida puede ser función del tiempo y/o función de la frecuencia.

La unidad de determinación de parámetros puede estar configurada para determinar un parámetro b de descorrelación que indica una descorrelación entre la señal media recibida y la señal lateral recibida. En particular, la unidad de determinación de parámetros puede estar configurada para determinar el parámetro b de descorrelación en función de la energía de una señal diferencia de la señal lateral recibida y la señal determinada a partir de la señal media utilizando... [Seguir leyendo]

1. Un equipo (2) configurado para reducir el ruido de una señal de radio FM multicanal recibida; en donde la señal de radio FM multicanal recibida se puede representar como una señal media recibida y una señal lateral recibida; en donde la señal lateral recibida indica una diferencia entre una señal izquierda y una señal derecha de la señal de radio FM multicanal recibida; comprendiendo el equipo (2)

una unidad (77) de determinación de parámetros configurada para determinar uno o más parámetros Indicativos de una correlación y/o descorrelaclón entre la señal media recibida y la señal lateral recibida; en donde la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar un parámetro b de descorrelación Indicativo de una descorrelaclón entre la señal media recibida y la señal lateral recibida; y

una unidad (79) de reducción de ruido configurada para generar una señal lateral de ruido reducido a partir de la señal media recibida utilizando el uno o más parámetros; en donde la unidad (79) de reducción de ruido está configurada para generar la señal lateral de ruido reducido también a partir de una versión no correlacionada de la señal media recibida utilizando el parámetro b de descorrelaclón; en donde la señal lateral recibida no se encuentra en una ruta de señal para la generación de la señal lateral de ruido reducido.

2. El equipo (2) de la reivindicación 1, en el que

la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar un parámetro de predicción a que Indica una relación cruzada entre la señal media recibida y la señal lateral recibida; y

la unidad (79) de reducción de ruido está configurada para generar la señal lateral de ruido reducido a partir de la señal media recibida utilizando el parámetro de predicción a.

3. El equipo (2) de la reivindicación 2, en el que la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar el parámetro de predicción a en función de un valor esperado de un producto de muestras correspondientes de la señal media recibida y la señal lateral recibida.

4. El equipo (2) de la reivindicación 3, en el que la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar el parámetro de predicción a como:

a = E[S*M]/E[M*M],

en donde E[«] representa el operador de valor esperado, S es la señal lateral recibida y M es la señal media recibida.

5. El equipo (2) de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar el parámetro b de descorrelación basándose en la energía de una señal diferencia de la señal lateral recibida y una señal determinada a partir de la señal media utilizando el parámetro de predicción a.

6. El equipo (2) de la reivindicación 5, en el que la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar el parámetro b de descorrelación como:

b = sqrt(E[D*D]/E[M*M])

siendo D=S-a*M la señal diferencia.

7. El equipo (2) de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que la unidad (79) de reducción de ruido está configurada para generar la versión no correlacionada de la señal media recibida filtrando la señal media recibida mediante un filtro paso todo.

8. El equipo (2) de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que

la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar un factor de impacto característico de la uniformidad espectral de la señal lateral recibida; y

el parámetro b de descorrelación depende del factor de impacto.

9. El equipo (2) de la reivindicación 8, en el que el parámetro b de descorrelación disminuye cuando el factor de impacto indica un grado creciente de uniformidad espectral de la señal lateral recibida.

10. El equipo (2) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que

la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar el uno o más parámetros

de una forma que varía con el tiempo; y

la unidad (79) de reducción de ruido está configurada para generar la señal lateral de ruido reducido utilizando el uno o más parámetros que varían con el tiempo.

11. El equipo (2) de la reivindicación 10, en el que

la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar, para un primer parámetro de los uno o más parámetros, una secuencia de primeros parámetros para una secuencia de intervalos de tiempo correspondiente; y

un primer parámetro concreto de la secuencia de primeros parámetros para un intervalo de tiempo concreto de la secuencia de intervalos de tiempo se determina utilizando muestras de la señal media recibida y/o la señal lateral recibida que se encuentran dentro del intervalo de tiempo concreto.

12. El equipo (2) de la reivindicación 11, en el que la unidad (77) de determinación de parámetros está configurada para determinar una secuencia de primeros parámetros interpolados mediante la interpolación de primeros parámetros adyacentes a partir de la secuencia de primeros parámetros.

13. El equipo (2) de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, configurado para detectar que la señal de radio FM multicanal recibida es una señal mono forzada mediante

la determinación de una energía de la señal lateral recibida dentro de un primer intervalo de tiempo de la secuencia de intervalos de tiempo; en donde la energía se encuentra por encima de un umbral superior;

la determinación de un período de transición de un número de intervalos de tiempo sucesivos posteriores durante los cuales la energía de la señal lateral cae desde un valor por encima del umbral superior a un valor por debajo de un umbral inferior; y

la determinación de que la señal de radio FM multicanal recibida posterior al primer intervalo de tiempo es una señal mono forzada si el número de intervalos de tiempo sucesivos al período de transición se encuentra por debajo de un umbral del intervalo.

14. Un método para reducir el ruido de una señal de radio FM multicanal recibida; en donde la señal de radio FM multicanal recibida se presenta como una señal media recibida y una señal lateral recibida; comprendiendo el método

determinar uno o más parámetros indicativos de una correlación y/o descorrelación entre la señal media recibida y la señal lateral recibida; en donde el uno o más parámetros comprende un parámetro b de descorrelación indicativo de una descorrelación entre la señal media recibida y la señal lateral recibida; y

generar una señal lateral de ruido reducido a partir de la señal media recibida utilizando el uno o más parámetros, en donde la generación de la señal lateral de ruido reducido comprende la generación de la señal lateral de ruido reducido también a partir de una versión no correlacionada de la señal media recibida utilizando el parámetro b de descorrelación; en donde la señal lateral recibida no se encuentra en una ruta de señal para la generación de la señal lateral de ruido reducido.

15. Un producto de programa de ordenador que comprende instrucciones ejecutables para llevar a cabo los pasos del método de la reivindicación 14 cuando se ejecuta en un ordenador.