Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.

Un sistema (2) configurado para determinar un parámetro de estéreo paramétrico a partir de una señal de audio de dos canales, comprendiendo el sistema:

una fase de estimación de ruido

(15) configurada para determinar un factor de impacto característico para el ruido de una señal lateral obtenida a partir de la señal de audio de dos canales; y

una fase de estimación de parámetros de estéreo paramétrico (3, 3') configurada para determinar el parámetro de estéreo paramétrico; en el que la determinación se basa en la señal de audio de dos canales y en el factor de impacto.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/064077.

Solicitante: DOLBY INTERNATIONAL AB.

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: Apollo Building, 3E, Herikerbergweg 1-35 1101 CN Amsterdam Zuid-Oost PAISES BAJOS.

Inventor/es: ENGDEGARD, JONAS, PURNHAGEN,HEIKO, SEHLSTROM,LEIF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > INSTRUMENTOS DE MUSICA; ACUSTICA > ANALISIS O SINTESIS DE LA VOZ; RECONOCIMIENTO DE... > G10L19/00 (Técnicas de análisis-síntesis de la voz o de señales de audio para la reducción de la redundancia, p.ej. en codificadores vocales; Codificación o decodificación de la voz o de señales de audio, utilizando modelos filtro-fuente o el análisis psicoacústico (en instrumentos musicales G10H))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > SISTEMAS ESTEREOFONICOS > H04S1/00 (Sistemas con dos canales (H04S 5/00, H04S 7/00 tienen prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos... > H04B1/16 (Circuitos)
  • SECCION G — FISICA > INSTRUMENTOS DE MUSICA; ACUSTICA > ANALISIS O SINTESIS DE LA VOZ; RECONOCIMIENTO DE... > Técnicas de análisis-síntesis de la voz o de señales... > G10L19/008 (Codificación de señales de audio multicanalde o de decodificación mediante la correlación entre canales para reducir la redundancia, p.ej. estéreo conjunto, codificación de la intensidad o matrizado)

PDF original: ES-2501790_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.
Ilustración 2 de Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.
Ilustración 3 de Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.
Ilustración 4 de Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.
Ilustración 5 de Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.
Ilustración 6 de Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.
Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM.

Fragmento de la descripción:

Reducción de incorrelación espuria en ruido de radio FM Referencia cruzada con solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional de patente estadounidense n.° 61/376.567, presentada el 24 de agosto de 21.

Campo técnico

El documento se refiere al procesamiento de señales de audio, en particular a un sistema y a un procedimiento correspondiente para mejorar una señal de audio de un receptor de radio estéreo FM. En este contexto, un aspecto se refiere a la estimación de ruido en una señal lateral recibida y a la compensación de tal ruido en parámetros de estéreo paramétñco.

Antecedentes de la invención

En un sistema de radio estéreo FM (modulación de frecuencia) analógico, el canal izquierdo (L) y el canal derecho (R) de la señal de audio se transmiten en una representación central-lateral (M/S), es decir, como un canal central (M) y un canal lateral (S). El canal central M corresponde a una señal suma de L y R, por ejemplo M = (L+R)/2, y el canal lateral S corresponde a 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 añade a la señal central de banda base M para formar una señal múltiple estéreo retrocompatible. Esta señal múltiple se usa después para modular la portadora HF (alta frecuencia) del transmisor FM, operando normalmente en el Intervalo comprendido entre 87,5 y 18 MHz.

Cuando la calidad de la recepción se degrada (es decir, la relación de señal a ruido en el canal de radio se reduce), el canal S sufre normalmente más que el canal M. En muchas implementaciones del receptor FM, el canal S se silencia cuando las condiciones de recepción se vuelven muy ruidosas. Esto significa que el receptor pasa de estéreo a mono en caso de una mala señal de radio HF.

Aunque la señal central M tenga una calidad aceptable, la señal lateral S puede ser ruidosa y, por tanto, puede degradar en gran medida la calidad de audio global cuando se mezclan en los canales izquierdo y derecho de la señal de salida (que se obtienen, por ejemplo, de la siguiente manera: L = M+S y R = M-S). Cuando una señal lateral S solo tiene una calidad entre mala e intermedia, hay dos opciones: o bien el receptor elige aceptar el ruido asociado a la señal lateral S y proporciona una señal estéreo real que comprende unas señales izquierda y derecha ruidosas, o bien el receptor descarta la señal lateral S y pasa a mono.

La codificación de estéreo paramétrico (PS) es una técnica asociada a la codificación de audio con una velocidad binaria muy baja. PS permite codificar una señal de audio estéreo de 2 canales como una señal de mezclado descendente mono en combinación con información lateral PS adicional, es decir, los parámetros PS. La señal de mezclado descendente mono se obtiene como una combinación de ambos canales de la señal estéreo. Los parámetros PS permiten al descodificador PS reconstruir una señal estéreo a partir de la señal de mezclado descendente mono y la información lateral PS. Normalmente, los parámetros PS vahan en el tiempo y en frecuencia, y el procesamiento PS en el descodificador PS se lleva a cabo normalmente en un dominio de banco de filtros híbrido que incluye un banco QMF. El documento "Low Complexity Parametric Stereo Coding ¡n MPEG-4", de Heiko Purnhagen, Proc. Digital Audio Effects Workshop (DAFx), páginas 163 a 168, Nápoles, Italia, octubre de 24, describe un sistema de codificación PS a modo de ejemplo para MPEG-4. MPEG-4 Audio, por ejemplo, soporta el estéreo paramétrico. El estéreo paramétrico se describe en el apartado 8.6.4 y en los anexos 8.A y 8.C del documento de normalización de MPEG-4, ISO/IEC 14496-3:25 (MPEG-4 Audio, tercera edición). El estéreo paramétrico también se usa en la norma MPEG Surround (véase el documento ISO/IEC 233-1:27, MPEG Surround). Ejemplos adicionales de sistemas de codificación de estéreo paramétrico se describen en el documento "Binaural Cue Coding - Part I: Psychoacoustic Fundamentáis and Design Principies" de Frank Baumgarte y Christof Faller, IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, volumen 11, n.° 6, páginas 59 a 519, noviembre de 23, y en el documento "Binaural Cue Coding - Part II: Schemes and Applications", de Christof Faller y Frank Baumgarte, IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, volumen 11, n.° 6, páginas 52 a 531, noviembre de 23. En los dos últimos documentos se usa el término "binaural cue coding", que es un ejemplo de codificación de estéreo paramétrico.

En el presente documento se describe un procedimiento y un sistema basados en la generación de señales estéreo usando parámetros PS. Los parámetros PS se usan para generar una señal estéreo de bajo ruido incluso cuando se reciben señales laterales de mala calidad. En este contexto, se analiza el impacto del ruido de la señal lateral en los parámetros PS y se describe un procedimiento sobre cómo compensar tal impacto.

Sumario de la invención

Según un aspecto, se describe un sistema configurado para generar una señal estéreo de salida y/o configurado para determinar un parámetro de estéreo paramétrico a partir de una señal de audio de dos canales. Dicho de otro modo, el sistema puede configurarse para determinar al menos un parámetro de estéreo paramétrico. La señal de audio de dos canales puede recibirse en un receptor de radio estéreo FM que es, por ejemplo, parte de un dispositivo de comunicación inalámbrico. La señal de audio de dos canales recibida puede presentarse como una señal central y una señal lateral. Dicho de otro modo, la señal de audio de dos canales puede comprender una señal central y una señal lateral o puede comprender señales que pueden representarse como una señal central y una señal lateral. La señal central y la señal lateral pueden representar una señal de audio izquierda y una señal de audio derecha correspondientes. La señal central y la señal lateral pueden obtenerse a partir de la señal izquierda y de la señal derecha. De este modo, la señal de audio de dos canales puede comprender información a partir de la cual puede obtenerse una señal central y una señal lateral. En una realización, la señal central M y la señal lateral S se refieren a la señal de audio izquierda L y a la señal de audio derecha R, como M = (L+R)/2 y S = (L-R)/2.

La señal estéreo de salida puede representar normalmente una señal izquierda y una señal derecha. Como alternativa, la señal estéreo de salida puede denominarse señal de salida de dos canales. Esta señal de salida de dos canales puede transportar una señal de audio mono o una señal de audio estéreo. En particular, si la señal Izquierda de la señal de salida de dos canales corresponde a la señal derecha de la señal de salida de dos canales, la señal de salida de dos canales transporta normalmente una señal de audio mono.

El sistema puede comprender una fase de estimación de ruido configurada para determinar un factor de impacto característico para el ruido de la señal lateral. Como se ha explicado anteriormente, la señal lateral puede obtenerse a partir de la señal de audio de dos canales recibida. En particular, el factor de impacto puede ser característico para el espectro de potencia de la señal lateral, por ejemplo del espectro de potencia de una trama de señal o de una pluralidad de tramas de señal de la señal lateral. Incluso más en particular, el factor de impacto puede ser característico de la planicidad espectral de la señal lateral. En una realización, el factor de impacto se obtiene a partir de una medida de planicidad espectral de la señal lateral, por ejemplo a partir de una medida de planicidad espectral de una o más tramas de señal de la señal lateral.

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Reivindicaciones:

1.- Un sistema (2) configurado para determinar un parámetro de estéreo paramétrico a partir de una señal de audio de dos canales, comprendiendo el sistema:

una fase de estimación de ruido (15) configurada para determinar un factor de impacto característico para el ruido de una señal lateral obtenida a partir de la señal de audio de dos canales; y

una fase de estimación de parámetros de estéreo paramétrico (3, 3) configurada para determinar el parámetro de estéreo paramétrico; en el que la determinación se basa en la señal de audio de dos canales y en el factor de Impacto.

2.- El sistema (2) según la reivindicación 1, en el que la señal de audio de dos canales puede presentarse como una señal central y la señal lateral, que representan una señal de audio izquierda y una señal de audio derecha correspondientes.

3 - El sistema (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que comprende además:

una fase de mezclado ascendente (4) configurada para generar una señal estéreo de salida en función de una señal de audio auxiliar y del parámetro de estéreo paramétrico; en el que la señal de audio auxiliar se obtiene a partir de la señal de audio de dos canales.

4.- El sistema (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que

el factor de impacto es característico de la planicidad espectral de la señal lateral.

5.- El sistema (2) según la reivindicación 4, en el que la fase de estimación de parámetros de estéreo paramétrico (3, 3) está configurada para

determinar un parámetro de ruido de estéreo paramétrico usando muestras de una primera trama de señal de la señal de audio de dos canales; y

determinar el parámetro de estéreo paramétrico modificando el parámetro de ruido de estéreo paramétrico usando el factor de Impacto.

6.- El sistema (2) según la reivindicación 5, en el que la fase de estimación de parámetros de estéreo paramétrico (3, 3) está configurada para

modificar el parámetro de ruido de estéreo paramétrico de modo que la cantidad de descorrelación que se aplica en la generación de una señal estéreo se reduce, si el factor de Impacto indica un alto grado de planicidad espectral de la señal lateral.

7 - El sistema (2) según cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, en el que la fase de estimación de parámetros de estéreo paramétrico (3, 3) está configurada para determinar el parámetro de estéreo paramétrico a partir de una función que depende del parámetro de ruido de estéreo paramétrico y del factor de impacto.

8 - El sistema (2) según la reivindicación 7, en el que el parámetro de estéreo paramétrico es un parámetro de correlación cruzada entre canales que indica la correlación entre la señal de audio de dos canales.

9.- El sistema (2) según la reivindicación 8, en el que

el parámetro de correlación cruzada entre canales cubre un intervalo comprendido entre "-1" y "1";

el valor de correlación cruzada entre canales "" indica que no hay correlación cruzada entre el canal izquierdo y el canal derecho;

el valor de correlación cruzada entre canales "1" indica una correlación cruzada total entre el canal izquierdo y el canal derecho;

el valor de correlación cruzada entre canales "-1" indica una correlación cruzada total negativa entre el canal izquierdo y el canal derecho;

el factor de impacto cubre un intervalo comprendido entre "" y "1"; el valor de factor de impacto "" indica un bajo grado de planicidad;

el valor de factor de Impacto "1" Indica un alto grado de planicidad;

la función tiene el valor de la correlación cruzada entre canales de ruido si el valor de factor de impacto es ""; y la función tiene el valor "1" si el valor del factor de impacto es "1".

- El sistema (2) según la reivindicación 9, en el que la fase de estimación de parámetros de estéreo paramétrico (3, 3) está configurada para determinar el parámetro de correlación cruzada entre canales ICC_nuevo a partir del parámetro de ruido de correlación cruzada entre canales ICC usando la función:

ICC_nuevo = (Factorjmpacto) + (1 - Factorjmpacto) * ICC

11- El sistema (2) según cualquier reivindicación anterior, en el que la fase de estimación de ruido (15) está configurada para:

calcular un espectro de potencia de una segunda trama de señal de la señal lateral;

compensar una pendiente del espectro de potencia, obteniéndose así un espectro de potencia compensado; y

determinar un valor de medida de planicidad espectral, denominado como SFM, del espectro de potencia

compensado.

12 - El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que la fase de estimación de parámetros de estéreo paramétrico está configurada además para determinar un parámetro que indica una diferencia de nivel de canal.

13 - Un procedimiento para determinar un parámetro de estéreo paramétrico a partir de una señal de audio de dos canales, comprendiendo el procedimiento:

determinar un factor de Impacto característico para el ruido de una señal lateral obtenida a partir de la señal de audio

de dos canales; y

determinar el parámetro de estéreo paramétrico; en el que la determinación se basa en la señal de audio de dos canales y en el factor de impacto.

14.- Un programa de software adaptado para ejecutarse en un procesador y para realizar las etapas de procedimiento de la reivindicación 13 cuando se lleva a cabo en un dispositivo informático.

15.- Un medio de almacenamiento que comprende un programa de software adaptado para ejecutarse en un procesador y para realizar las etapas de procedimiento de la reivindicación 13 cuando se lleva a cabo en un dispositivo Informático.