Calculador de contorno de alineación de tiempo, codificador de señal de audio, representación de señal de audio codificada, métodos y programa informático.

Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo para su uso en un decodificador (200;

300; 1800) de señal de audio para proporcionar una representación (312; 1812) de señal de audio decodificada basándose en una representación (310; 1810) de señal de audio codificada, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para recibir una información (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de proporción de alineación codificada, para derivar una secuencia de valores (1522; warp_value_tbl[tw_ratio[k]]) de proporción de alineación a partir de la información de proporción de alineación codificada, y para obtener valores (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación partiendo de un valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo,

en el que las proporciones entre los valores de nodo de contorno de alineación de tiempo y el valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo asociado con un nodo (1621) de inicio de contorno de alineación de tiempo se determinan mediante los valores de proporción de alineación; y

estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para calcular un valor (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo de un nodo (1623) de un contorno de alineación de tiempo dado, que está separado del nodo (1621) de inicio de contorno de alineación de tiempo por un nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio basándose en una formación de producto que comprende una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio y el valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo y una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1623) de contorno de alineación de tiempo dado y el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio como factores.

Calculador de contorno de alineación de tiempo, codificador de señal de audio, representación de señal de audio codificada, métodos y programa informático Antecedentes de la invención Realizaciones según la invención se refieren a un calculador de contorno de alineación de tiempo. Realizaciones adicionales según la invención se refieren a un codificador de señal de audio. Realizaciones adicionales según la invención se refieren a una representación de señal de audio codificada. Realizaciones adicionales según la invención se refieren a métodos para proporcionar una representación de señal de audio decodificada y para proporcionar una representación codificada de una señal de audio. Realizaciones aún adicionales según la invención se refieren a un programa informático.

Algunas realizaciones según la invención se refieren a métodos para un codificador de transformada MDCT alineado en el tiempo.

A continuación, se proporcionará una breve introducción al campo de la codificación de audio alineada en el tiempo, cuyos conceptos pueden aplicarse junto con algunas de las realizaciones de la invención.

En los últimos años, se han desarrollado técnicas para transformar una señal de audio en una representación en el dominio de la frecuencia, y para codificar de manera eficaz esta representación en el dominio de la frecuencia, por ejemplo teniendo en cuenta umbrales de enmascaramiento perceptivos. Este concepto de codificación de señal de audio es particularmente eficaz si la longitud de bloques, para la que se transmite un conjunto de coeficientes espectrales codificados, es larga, y si sólo un número comparativamente pequeño de coeficientes espectrales están muy por encima del umbral de enmascaramiento global mientras que un gran número de coeficientes espectrales están cerca o debajo del umbral de enmascaramiento global y por tanto pueden ignorarse (o codificarse con una longitud de código mínima) .

Por ejemplo, transformadas superpuestas moduladas a base de coseno o a base de seno se usan a menudo en aplicaciones para codificación fuente debido a sus propiedades de compactación de energía. Es decir, para tonos armónicos con frecuencias fundamentales constantes (altura tonal) , concentran la energía de señal a un número pequeño de componentes espectrales (subbandas) , lo que lleva a una representación de señal eficaz.

Generalmente, debe entenderse que la altura tonal (fundamental) de una señal es la frecuencia dominante inferior que puede distinguirse del espectro de la señal. En el modelo de habla común, la altura tonal es la frecuencia de la señal de excitación modulada por la garganta humana. Si sólo estuviera presenta una única frecuencia fundamental, el espectro sería extremadamente sencillo, comprendiendo sólo la frecuencia fundamental y los sobretonos. Tal espectro podría codificarse de manera altamente eficaz. Sin embargo, para señales con una altura tonal variable, la energía que corresponde con cada componente de armónico se expande sobre varios coeficientes de transformada, llevando así a una reducción de eficacia de codificación.

Con el fin de superar esta reducción de la eficacia de codificación, la señal de audio que va a codificarse se remuestrea de manera eficaz en una rejilla temporal no uniforme. En el procesamiento posterior, se procesan las posiciones de muestra obtenidas por el remuestreo no uniforme como si representaran valores en una rejilla temporal uniforme. Esta operación se indica comúnmente por la frase “alineamiento de tiempo”. Los tiempos de muestra pueden escogerse de manera ventajosa dependiendo de la variación temporal de la altura tonal, de manera que una variación de altura tonal en la versión alineada en el tiempo de la señal de audio es menor que una variación de altura tonal en la versión original de la señal de audio (antes del alineamiento de tiempo) . Después del alineamiento de tiempo de la señal de audio, la versión alineada en el tiempo de la señal de audio se convierte en el dominio de la frecuencia. El alineamiento de tiempo dependiente de la altura tonal tiene el efecto de que la representación en el dominio de la frecuencia de la señal de audio alineada en el tiempo normalmente se concentra en un número mucho menor de componentes espectrales que una representación en el dominio de la frecuencia de la señal de audio original (no alineada en el tiempo) .

En el lado de decodificador, la representación en el dominio de la frecuencia de la señal de audio alineada en el tiempo se convierte de nuevo al dominio del tiempo, de manera que una representación en el dominio del tiempo de la señal de audio alineada en el tiempo está disponible en el lado de decodificador. Sin embargo, en la representación en el dominio del tiempo de la señal de audio alineada en el tiempo reconstruida de lado de decodificador, no se incluyen las variaciones de altura tonal originales de la señal de audio de entrada de lado de codificador. Por consiguiente, se aplica aún otro alineamiento de tiempo mediante remuestreo de la representación en el dominio del tiempo reconstruida de lado de decodificador de la señal de audio alineada en el tiempo. Con el fin de obtener una buena reconstrucción de la señal de audio de entrada de lado de codificador en el decodificador, puede desearse que el alineamiento de tiempo de lado de decodificador sea al menos aproximadamente la operación inversa con respecto al alineamiento de tiempo de lado de codificador. Con el fin de obtener un alineamiento de tiempo apropiado, puede ser deseable tener una información disponible en el decodificador que permite un ajuste del alineamiento de tiempo de lado de decodificador.

Tal como se requiere normalmente para transferir tal información desde el codificador de señal de audio hasta el decodificador de señal de audio, es deseable mantener una tasa de transmisión de bits requerida para esta pequeña transmisión mientras que aún se permite una reconstrucción fiable de la información de alineación de tiempo requerida en el lado de decodificador.

En vista de lo comentado anteriormente, se desea tener un diseño que permita una reconstrucción eficaz de una información de alineación de tiempo basándose en una representación codificada de manera eficaz de la información de alineación de tiempo.

Sumario de la invención Una realización según la invención crea un calculador de contorno de alineación de tiempo para su uso en un decodificador de señal de audio para proporcionar una representación de señal de audio decodificada basándose en una representación de señal de audio codificada. El calculador de contorno de alineación de tiempo está configurado para recibir una información de proporción de alineación codificada, para derivar una secuencia de valores de proporción de alineación a partir de la información de proporción de alineación codificada, y para obtener valores de nodo de contorno de alineación partiendo de un valor de inicio de contorno de alineación de tiempo. Las proporciones entre los valores de nodo de contorno de alineación de tiempo (es decir valores de nodos de contorno de alineación de tiempo distintos del nodo de inicio de contorno de alineación de tiempo) y el valor de inicio de contorno de alineación de tiempo asociado con un nodo de inicio de contorno de alineación de tiempo se determinan mediante los valores de proporción de alineación. El calculador de contorno de alineación de tiempo está configurado para calcular un valor de nodo de contorno de alineación de tiempo de un nodo de contorno de alineación de tiempo dado, que está separado del nodo de inicio de contorno de alineación de tiempo por un nodo de contorno de alineación de tiempo intermedio, basándose en una formación de producto que comprende una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo de contorno de alineación de tiempo intermedio y el valor de inicio de contorno de alineación de tiempo y una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo de contorno de alineación de tiempo dado y el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo de contorno de alineación de tiempo intermedio como factores.

Esta realización de la invención se basa en la idea clave de que puede obtenerse una codificación eficaz de un contorno de alineación de tiempo si las proporciones entre valores de nodo de contorno de tiempo posteriores se codifican en forma de una información de proporción de alineación codificada. Se ha encontrado que un cambio relativo (es decir proporción) entre valores de nodo... [Seguir leyendo]

1. Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo para su uso en un decodificador (200; 300; 1800) de señal de audio para proporcionar una representación (312; 1812) de señal de audio decodificada basándose en una representación (310; 1810) de señal de audio codificada, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para recibir una información (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de proporción de alineación codificada, para derivar una secuencia de valores (1522; warp_value_tbl[tw_ratio[k]]) de proporción de alineación a partir de la información de proporción de alineación codificada, y para obtener valores (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación partiendo de un valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo, en el que las proporciones entre los valores de nodo de contorno de alineación de tiempo y el valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo asociado con un nodo (1621) de inicio de contorno de alineación de tiempo se determinan mediante los valores de proporción de alineación; y estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para calcular un valor (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo de un nodo (1623) de un contorno de alineación de tiempo dado, que está separado del nodo (1621) de inicio de contorno de alineación de tiempo por un nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio basándose en una formación de producto que comprende una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio y el valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo y una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1623) de contorno de alineación de tiempo dado y el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio como factores.

2. Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo según la reivindicación 1, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para reiniciarse periódicamente a partir del valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo.

3. Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo según la reivindicación 1 ó 2, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para mapear la información (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de proporción de alineación codificada a una secuencia de valores (1522; warp_value_tbl[tw_ratio[k]]) de proporción de alineación usando una regla (990) de mapeo,

en el que la regla (990) de mapeo describe un mapeo de una pluralidad de índices (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de libro de códigos de proporción de alineación a correspondientes valores (1522; warp_value_tbl[tw_ratio]) de proporción de alineación, en el que la regla (990) de mapeo se elige de manera que la regla de mapeo comprende una pluralidad de pares de valores de proporción de alineación recíprocos, de manera que el producto de dos valores (1522; warp_value_tbl[tw_ratio[k]]) de proporción de alineación de un par de valores de proporción de alineación recíprocos se encuentra entre 0, 9997 y 1, 0003.

4. Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo según una de las reivindicaciones 1 a 3, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para mapear la información (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de proporción de alineación codificada a una secuencia de valores (1522; warp_value_table[tw-ratio]) de proporción de alineación usando una regla (990) de mapeo, en el que la regla (990) de mapeo describe un mapeo de una pluralidad de índices (tw_ratio) de libro de códigos de proporción de alineación a correspondientes valores (1522; warp_value_table[tw_ratio]) de proporción de alineación, en el que la regla de mapeo se elige de manera que los valores de proporción de alineación, a los que se mapean los índices de libro de códigos de proporción de alineación, están dentro de un intervalo de entre 0, 97 y 1, 03.

5. Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo según una de las reivindicaciones 1 a 4, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para mapear la información (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de proporción de alineación codificada a una secuencia de valores (1522; warp_value_table[tw_ratio]) de proporción de alineación usando una regla (990) de mapeo, en el que la regla de mapeo describe un mapeo de una pluralidad de índices (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de libro de códigos de proporción de alineación a correspondientes valores (1522; warp_value_table[tw_ratio]) de proporción de alineación, en el que la regla (990) de mapeo se elige de manera asimétrica de manera que un intervalo de valores de proporción de alineación ascendentes es mayor que un intervalo de valores de proporción de alineación descendentes.

6. Calculador (320; 590; 1344, 1398; 1500) de contorno de alineación de tiempo según una de las reivindicaciones 1 a 5, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para recibir una información (tw_data_present) secundaria que indica un contorno de alineación de tiempo no variable o un contorno de alineación de tiempo variable

para una trama dada de la representación de señal de audio codificada, y, dependiendo de la información (tw_data_present) secundaria que indica un contorno de alineación de tiempo no variable o un contorno de alineación de tiempo variable, para obtener (910) los valores (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo para la trama dada basándose en la información de proporción de alineación codificada, o para ajustar los valores (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo para la trama dada al valor (1) de inicio de contorno de alineación.

7. Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo según una de las reivindicaciones 1 a 6, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para interpolar de manera lineal entre los valores (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo, para obtener valores (new_warp_contour) de contorno de alineación de tiempo de una parte de contorno de alineación de tiempo nueva.

8. Calculador (320; 540; 1344, 1348; 1500) de contorno de alineación de tiempo según una de las reivindicaciones 1 a 7, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para obtener de manera iterativa una secuencia de valores (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo, estando el calculador de contorno de alineación de tiempo configurado para obtener un valor (warp_node_values[i+1]) de nodo de contorno de alineación de tiempo posterior a partir de un valor (warp_node_values[i]) de nodo de contorno de alineación de tiempo actual multiplicando el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo actual con un correspondiente valor (warp_value_tbl[tw_ratio[i]]) de proporción de alineación de tiempo.

9. Codificador (100; 1400; 1700) de señal de audio para proporcionar una representación (150, 152; 1414; 1712) codificada de una señal (110; 1410; 1710) de audio, comprendiendo el codificador de señal de audio:

un codificador (1420; 1722) de contorno de alineación de tiempo configurado para recibir una información (1422; 1724) de contorno de alineación de tiempo asociada con la señal (1410; 1710) de audio, para calcular una proporción entre valores de nodo posteriores del contorno de alineación de tiempo, y para codificar la proporción entre valores de nodo posteriores del contorno de alineación de tiempo; y un codificador (1430; 1726) de señal de alineación de tiempo configurado para obtener una representación (1432) codificada de un espectro de la señal (1410; 1710) de audio, teniendo en cuenta una alineación de tiempo descrita por la información (1422; 1724) de contorno de alineación de tiempo;

en el que la representación (1414; 1712) codificada de la señal de audio comprende las proporciones (1412; tw_ratio[]) codificadas y la representación (1432) codificada del espectro.

10. Codificador (100; 1400; 1700) de señal de audio según la reivindicación 9, en el que el codificador (1420; 1722) de contorno de alineación de tiempo está configurado para comprobar si está disponible un contorno de alineación de tiempo no plano para una trama dada de la señal de audio, y para ajustar un indicador (tw_data_present) dentro de la representación (1419; 1712) codificada de la señal (1410; 1710) de audio para indicar la ausencia de un contorno de alineación de tiempo variable si no está disponible un contorno de alineación de tiempo variable para la trama dada de la señal de audio, y

para omitir una inclusión de valores (tw_ratio) de proporción codificados en la representación codificada de la señal de audio si no está disponible un contorno de alineación de tiempo variable para la trama dada de la señal de audio.

11. Representación (usac_raw_data_block () ) de señal de audio codificada que representa una señal de audio, comprendiendo la representación de señal de audio:

una representación (scalefactor_data () , ac_spectral_data () ) en el dominio de la frecuencia codificada que representa uno o más canales de audio remuestreados de alineación de tiempo, remuestreados de acuerdo con una alineación de tiempo; y una representación (tw_data) codificada de un contorno de alineación de tiempo que representa la alineación de tiempo, comprendiendo la representación codificada del contorno de alineación de tiempo una pluralidad de valores (tw_ratio) de proporción de alineación de tiempo codificada, en la que los valores de proporción de alineación de tiempo representan proporciones entre valores (warp_node_values) de nodo posteriores del contorno de alineación de tiempo.

12. Representación (usac_raw_data_block () ) de señal de audio codificada según la reivindicación 11, comprendiendo la representación de señal de audio codificada, en una base por trama de audio, un indicador (tw_data_present) que indica la presencia de una representación codificada de un contorno (tw_ratio) de alineación de tiempo para la trama respectiva.

13. Método para proporcionar una representación de señal de audio decodificada basándose en una representación de señal de audio codificada, comprendiendo el método:

recibir una información (316; 510; 1510; tw_ratio[]) de proporción de alineación codificada; derivar una secuencia de valores (1522; warp_value_tbl[tw_ratio[k]]) de proporción de alineación de la información de proporción de alineación codificada; y obtener una pluralidad de valores (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo partiendo de un valor (1) de inicio de contorno de alineación de tiempo, en el que las proporciones entre los valores de nodo de contorno de alineación de tiempo y el valor de inicio de contorno de alineación de tiempo asociado con el nodo de inicio de contorno de alineación de tiempo se determinan mediante los valores de proporción de alineación;

en el que un valor (warp_node_values; 1512) de nodo de contorno de alineación de tiempo de un nodo (1623) de contorno de alineación de tiempo dado, que está separado del nodo (1621) de inicio de contorno de alineación de tiempo por un nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio, se calcula basándose en una formación de producto, que comprende una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio y el valor de inicio de contorno de alineación de tiempo y una proporción entre el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1623) de contorno de alineación de tiempo dado y el valor de nodo de contorno de alineación de tiempo del nodo (1622) de contorno de alineación de tiempo intermedio como factores.

14. Método para proporcionar una representación codificada de una señal de audio, comprendiendo el método:

recibir una información (1422; 1724) de contorno de alineación de tiempo asociada con la señal (1410; 1710) de audio;

calcular una proporción entre valores de nodo posteriores del contorno de alineación de tiempo;

codificar la proporción entre valores de nodo posteriores del contorno de alineación de tiempo; y obtener una representación (1432) codificada de un espectro de la señal (1410; 1710) de audio, teniendo en cuenta una alineación de tiempo descrita por la información (1422; 1724) de contorno de alineación de tiempo;

en el que la representación (1414; 1712) codificada de la señal de audio comprende las proporciones codificadas y la representación (1432) codificada del espectro.

15. Programa informático adaptado para realizar el método según la reivindicación 13 ó 14, cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.