CODIFICACION Y DECODIFICACION DE SEÑALES AUDIO MULTICANAL.

Procedimiento para codificar una señal multicanal que incluye al menos una primera componente de señal y una segunda componente de señal que representan una señal de audio fuente multicanal,

comprendiendo el procedimiento las etapas de

- determinar un conjunto de parámetros de filtrado de un filtro de predicción de manera que el filtro de predicción proporciona una estimación de la segunda componente de señal cuando se recibe la primera componente de señal como entrada; y

- codificar la primera componente de señal y el conjunto de parámetros de filtrado

- representar la señal multicanal como la primera componente de señal codificada y el conjunto de parámetros de filtrado codificado

Codificación y decodificación de señales audio multicanal.

Esta invención se refiere a la codificación de señales multicanal que incluyen al menos una primera y una segunda componente de señal. Más particularmente, la invención se refiere a la codificación de señales de audio multifónicas, tales como las señales estereofónicas.

Las señales de audio estereofónicas comprenden una componente de señal izquierda (L) y una derecha (R) que pueden originarse a partir de una fuente de señal estéreo, por ejemplo a partir de micrófonos separados. La codificación de señales de audio pretende reducir la tasa de transmisión de bits de una señal estereofónica, por ejemplo, para permitir una transmisión eficaz de señales de sonido a través de una red de comunicaciones, tal como Internet, a través de un módem y líneas de teléfono analógicas, canales de comunicación móviles u otras redes inalámbricas, etc., y para almacenar una señal de sonido estereofónica en una tarjeta chip u otro medio de almacenamiento con capacidad de almacenamiento limitada.

La patente estadounidense n.º 6.121.904 da a conocer un compresor para comprimir señales de audio digitales que comprende predictores correspondientes para los canales estéreo izquierdo y derecho. El predictor para el canal izquierdo recibe una muestra actual y muestras previas de la señal de audio izquierda así como las muestras actual y previas de la señal de audio derecha y produce una siguiente muestra predicha de la señal izquierda. De forma similar, el predictor para el canal derecho recibe una muestra actual y muestras previas de la señal de audio derecha así como las muestras actual y previas de la señal de audio izquierda y produce una siguiente muestra predicha de la señal derecha.

En la técnica anterior se conoce también una técnica dada a conocer en el documento US 5.511.093 de codificación de señales multicanal que consisten en una primera y una segunda señal generando una estimación de la señal del segundo canal basándose en la señal del primer canal, un parámetro de retardo, un predictor, y codificando dicha señal multicanal como una señal del primer canal codificada, retardo, parámetros de filtrado y señal de diferencia de predicción.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento y una disposición para codificar señales multicanal con una baja tasa de transmisión de bits.

El objeto anterior y otros se consiguen mediante un procedimiento para codificar una señal multicanal según la reivindicación 1.

Por consiguiente, codificando la señal multicanal como una primera componente de señal y un conjunto de parámetros de filtrado, la señal multicanal se codifica con una tasa de transmisión de bits que sólo es ligeramente superior a la de un único canal, por ejemplo un canal mono. La señal codificada resultante puede almacenarse y/o comunicarse a un receptor. La invención se basa en el reconocimiento de que, para muchas señales multicanal, puede predecirse una componente de señal a partir de al menos otro canal de la señal multicanal mediante un proceso de filtrado adaptativo. Por consiguiente, cuando los parámetros de filtrado determinados se comunican a un decodificador, la señal multicanal puede recuperarse basándose en la primera componente de señal y los parámetros de filtrado, permitiendo al decodificador modelar la segunda componente de señal.

El término señal multicanal comprende cualquier señal que incluye dos o más componentes de señal interrelacionadas. Ejemplos de tales señales incluyen señales de audio multifónicas, tales como señales estereofónicas, o similares, que comprenden grabaciones sincronizadas de la misma presentación de audio. Según algunas realizaciones de la invención, la señal multicanal comprende componentes de señal transformadas de una señal fuente multicanal, por ejemplo componentes de señal estereofónicas transformadas generadas transformando las señales estéreo L y R en un conjunto transformado de señales que puede ser más adecuado para el modelado de una componente de señal por otra según la invención. Ejemplos adicionales de señales multicanal incluyen señales recibidas desde un disco versátil digital (DVD) o un disco compacto de superaudio, etc.

En una realización preferida de la invención, la etapa de determinar el conjunto de parámetros de filtrado comprende la etapa de determinar los parámetros de filtrado de manera que una diferencia de la segunda componente de señal y la componente de señal estimada es menor que un valor predeterminado. Cuando la diferencia entre la señal modelada y la segunda componente de señal es pequeña, la señal modelada proporciona una buena estimación de la segunda componente de señal. Por tanto, se proporciona una medición de calidad para el modelado de la segunda componente de señal, garantizándose así que el proceso de codificación según la invención proporciona una reducción mínima de calidad, por ejemplo, en el ejemplo de señales estéreo de audio, distorsiones audibles mínimas de la señal.

Según una realización preferida adicional de la invención, la etapa de representar la señal multicanal como la primera componente de señal y el conjunto de parámetros de filtrado comprende además la etapa de representar la señal multicanal como la primera componente de señal, el conjunto de parámetros de filtrado y una señal de error indicativa de la diferencia de la segunda componente de señal y la componente de señal estimada, si dicha diferencia no es menor que dicho valor predeterminado.

Por tanto, si la señal estimada proporcionada por la etapa de filtrado no modela la segunda componente de señal de manera suficientemente buena, la señal de error se incluye en la señal codificada, proporcionando así al decodificador información adicional. El decodificador puede combinar la señal predicha con la señal de error recibida, consiguiendo así una buena aproximación de la segunda componente de señal. La tasa de transmisión de bits usada para comunicar la señal de error puede variarse, por ejemplo, según el ancho de banda disponible para un enlace de comunicación en un momento dado. Por tanto, es una ventaja de la invención el hecho de que proporciona la posibilidad de una compensación entre la tasa de transmisión de bits usada para comunicar la señal y la calidad de la señal en el receptor. Por tanto, se proporciona un mecanismo para una degradación ágil, por ejemplo, aumentando o disminuyendo de manera adaptativa la tasa de transmisión de bits permitida para la señal de error.

En otra realización preferida de la invención, el procedimiento comprende además la etapa de transformar al menos una primera componente de señal fuente y una segunda componente de señal fuente de una señal fuente multicanal en las componentes de señal primera y segunda. Por consiguiente, las componentes de señal primera y segunda son respectivas combinaciones de las señales componentes de señal fuente primera y segunda, proporcionando así una señal de entrada para el filtro de predicción que puede ser más adecuada para predecir la segunda componente de señal que las correspondientes señales fuente. Ejemplos de transformaciones incluyen combinaciones lineales de las señales fuente primera y segunda, por ejemplo, en el caso de señales de audio estereofónicas, las combinaciones L+R y L-R. Ejemplos adicionales incluyen rotaciones en el espacio de la señal y otras transformaciones. La transformación puede estar parametrizada por parámetros de transformación que pueden ser fijos o adaptativos. Es decir, pueden adaptarse según propiedades de la señal fuente.

En una realización preferida adicional de la invención,

- dicha primera componente de señal es una señal de componente principal de una señal multicanal fuente que incluye varias componentes de señal fuente y la segunda componente de señal es una señal residual correspondiente;

- el procedimiento comprende además la etapa de transformar al menos las componentes de señal fuente primera y segunda mediante una transformación predeterminada en la señal de componente principal que incluye la mayor parte de la energía de señal y al menos la señal residual que incluye menos energía que la señal de componente principal, estando la transformación predeterminada parametrizada por al menos un parámetro de transformación; y

- la etapa de representar la señal multicanal como la primera componente de señal y el conjunto de parámetros de filtrado comprende además la etapa de representar la señal multicanal como...

1. Procedimiento para codificar una señal multicanal que incluye al menos una primera componente de señal y una segunda componente de señal que representan una señal de audio fuente multicanal, comprendiendo el procedimiento las etapas de

- determinar un conjunto de parámetros de filtrado de un filtro de predicción de manera que el filtro de predicción proporciona una estimación de la segunda componente de señal cuando se recibe la primera componente de señal como entrada; y

- codificar la primera componente de señal y el conjunto de parámetros de filtrado

- representar la señal multicanal como la primera componente de señal codificada y el conjunto de parámetros de filtrado codificado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de determinar el conjunto de parámetros de filtrado comprende la etapa de determinar los parámetros de filtrado de manera que una diferencia de la segunda componente de señal y la componente de señal estimada es menor que un valor predeterminado.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la etapa de representar la señal multicanal como la primera componente de señal y el conjunto de parámetros de filtrado comprende además la etapa de representar la señal multicanal como la primera componente de señal, el conjunto de parámetros de filtrado y una señal de error indicativa de la diferencia de la segunda componente de señal y la componente de señal estimada, si dicha diferencia no es menor que dicho valor predeterminado.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la primera componente de señal tiene una primera energía de señal y la segunda componente de señal tiene una segunda energía de señal menor que la primera energía de señal.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el procedimiento comprende además la etapa de transformar al menos una primera componente de señal fuente y una segunda componente de señal fuente de una señal fuente multicanal en las componentes de señal primera y segunda.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la señal fuente multicanal comprende una señal estereofónica que incluye una componente de señal izquierda y una derecha.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que

- dicha primera componente de señal es una señal de componente principal de una señal multicanal fuente que incluye varias componentes de señal fuente y la segunda componente de señal es una señal residual correspondiente;

- el procedimiento comprende además la etapa de transformar al menos las componentes de señal fuente primera y segunda mediante una transformación predeterminada en la señal de componente principal que incluye la mayor parte de la energía de señal y al menos la señal residual que incluye menos energía que la señal de componente principal, estando la transformación predeterminada parametrizada por al menos un parámetro de transformación; y

- la etapa de representar la señal multicanal como la primera componente de señal y el conjunto de parámetros de filtrado comprende además la etapa de representar la señal multicanal como la señal de componente principal, el conjunto de parámetros de filtrado y el parámetro de transformación.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la transformación predeterminada es una rotación y el parámetro de transformación corresponde a un ángulo de rotación.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la etapa de determinar un conjunto de parámetros de filtrado comprende además la etapa de determinar al menos un parámetro de ajuste a escala para ajustar a escala la estimación de la segunda componente de señal de manera que aumenta una medición de correlación entre la segunda componente de señal y la estimación de la segunda componente de señal.

10. Procedimiento para decodificar información de señal multicanal que representa una señal de audio fuente multicanal, comprendiendo el procedimiento las etapas de

- recibir una primera componente de señal codificada y un conjunto de parámetros de filtrado codificado;

- decodificar dicha primera componente de señal codificada y dicho conjunto de parámetros de filtrado codificado;

- estimar una segunda componente de señal usando un filtro de predicción correspondiente al conjunto de parámetros de filtrado decodificado, recibiendo el filtro de predicción la primera componente de señal decodificada como entrada.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que

- la etapa de recibir la primera componente de señal comprende además la etapa de recibir un parámetro de transformación, correspondiendo la primera componente de señal a un resultado de una transformación predeterminada de al menos una primera y una segunda componente de señal fuente de una señal multicanal fuente, estando la transformación predeterminada parametrizada por al menos el parámetro de transformación; y

- el procedimiento comprende además la etapa de generar una primera y una segunda componente de señal decodificada transformando de manera inversa la primera componente de señal recibida y la segunda componente de señal estimada.

12. Disposición para codificar una señal multicanal que incluye al menos una primera componente de señal y una segunda componente de señal que representan una señal de audio fuente multicanal, comprendiendo la disposición

- un filtro de predicción para estimar la segunda componente de señal, correspondiendo el filtro de predicción a un conjunto de parámetros de filtrado y recibiendo la primera componente de señal como entrada; y

- medios de codificación para codificar la primera componente de señal y el conjunto de parámetros de filtrado;

- medios de procesamiento para representar la señal multicanal como la primera componente de señal codificada y el conjunto de parámetros de filtrado codificado.

13. Disposición para decodificar una señal multicanal correspondiente a al menos dos componentes de señal que representan una señal de audio fuente multicanal, comprendiendo la disposición

- medios de recepción para recibir una primera componente de señal codificada de la señal multicanal y un conjunto de parámetros de filtrado codificado;

- medios de decodificación para decodificar dicha primera componente de señal codificada y dicho conjunto de parámetros de filtrado codificado;

- un filtro de predicción para estimar una segunda componente de señal de la señal multicanal, recibiendo el filtro de predicción el conjunto de parámetros de filtrado decodificado y la primera componente de señal decodificada como entrada.

14. Señal de datos que incluye información de señal multicanal, generándose la señal de datos mediante un procedimiento de codificación de una señal multicanal según la reivindicación 1, consistiendo dicha señal en la primera componente de señal codificada y el conjunto de parámetros de filtrado codificado.

15. Medio legible por ordenador que comprende un registro de datos indicativo de una señal de datos según la reivindicación 14.

16. Dispositivo para comunicar una señal multicanal, comprendiendo el dispositivo una disposición para codificar una señal multicanal según la reivindicación 12.