Codificador para mezclar una pluralidad de canales de audio mono independientes en una grabación de audio que comprende muestras mezcladas para su almacenamiento en una pista de audio de un dispositivo de almacenamiento,

en el que cada canal de audio mono comprende un primer número de muestras por unidad de tiempo, cada canal de audio mono tiene el mismo número de muestras por unidad de tiempo, y el mismo tiempo de referencia, la señal de audio comprende menos muestras mezcladas por unidad de tiempo que una suma del número de muestras por unidad de tiempo de todos los canales de audio mono usados en la señal de audio, en el que el codificador está adaptado para:

derivar muestras aproximadas filtrando muestras de un flujo de audio de los canales de audio mono respectivos usando un filtro de interpolación, en el que dichas muestras aproximadas tienen temporizaciones intermedias con respecto a dichas muestras del flujo de audio, proporcionar un flujo de muestras mezcladas, sumando una primera muestra de flujo de audio de un primer canal de audio mono y una primera muestra aproximada derivada a partir de un segundo canal de audio mono para obtener una primera muestra mezclada, en el que las primeras muestras corresponden a una primera temporización y sumando una segunda muestra de flujo de audio del segundo canal de audio mono y una segunda muestra aproximada derivada a partir del primer canal de audio mono para obtener una segunda muestra mezclada, en el que las segundas muestras corresponden a una segunda temporización sucesiva a la primera temporización en el que el codificador está adaptado además para:

generar un conjunto restringido de parámetros adicionales para la masterización de la pista de audio del dispositivo de almacenamiento que comprende la grabación de la señal de audio, en el que el conjunto restringido de parámetros comprende parámetros del filtro que comprenden muestras que permiten calcular la primera muestra del primer canal de audio mono y la segunda muestra del segundo canal de audio mono de la primera muestra mezclada

Grabación en estereo compatible con multicanal Campo tecnico de la invención La presente invención se refiere a las tecnicas de formateo para el almacenamiento de datos, por ejemplo para dispositivos de estado sólido o disco óptico, tal como DVD (Disco Versatil Digital) . Mas particularmente, la presente invención se describira con referencia al formato de CD de audio, un formato de electrónica de consumo para musica pregrabada en disco compacto, de CD+G (w) , pero no esta limitada a esta forma de grabación. Este formato de CD de audio puede ser, por ejemplo, CD-DA (Compact Disc Digital Audio, el formato de CD de musica original, que almacena la información de audio como datos digitales PCM modulados por codificación de impulsos) compatibles con Redbook, y puede usar el modo CD+G usuario para almacenar datos adicionales. CD+G (w) es una tecnica de codificación y decodificación util para, pero no que se limita a, funciones de Cantar y Tocar en grupo (Sing & Play-Along) , tales como karaoke y la reproducción automatizada de instrumentos, usando grabación en estereo compatible con multicanal.

Antecedentes de la invención Generalmente, el CD+G existente es un formato de CD de audio, que tiene capacidades limitadas para almacenar datos graficos adicionales y se usa, principalmente, en aplicaciones de karaoke. La parte de audio de CD+G puede ser reproducida en cualquier CD de audio estandar. Para la visualización de graficos, se requiere un reproductor de CDG, un reproductor de CD especial con salida de TV, por ejemplo, un reproductor de CD de karaoke. En el formato CD+G, los datos de audio son grabados en un area de programa, mientras que los datos adicionales pueden ser almacenados en una zona de gestión de programas, la cual esta dividida en ocho canales sub-código, los canales P a W. El canal P indica el inicio y el final de cada pista, alternando entre 0 y 1. El canal Q contiene los códigos de tiempo y una tabla de contenidos. Mas datos adicionales contenidos en los canales de sub-código R a W, pueden permitir que se visualicen graficos y texto mientras se esta reproduciendo musica, tal como se usa, por ejemplo, para representar imagenes fijas o representar letras, por ejemplo, para un karaoke.

El estandar CD+G define diferentes modos de CD+G, que son los modos ZERO, GRAPHICS (karaoke) , MIDI y USER:

• El modo ZERO es un modo en el que no se realiza ninguna operación en una pantalla de visualización.

• El modo GRAPHICS permite representar imagenes o símbolos, por ejemplo, para un karaoke.

• El modo MIDI proporciona un canal de datos de 3.125 kb/s maximo para los datos de Musical Instrument Digital Interface (MIDI) , tal como especifica la Asociación Internacional MIDI.

• El modo USER esta destinado para aplicaciones profesionales. El significado de los datos es específico de la aplicación.

El documento US-5.852.800 describe un procedimiento y un aparato para la modulación y el mezclado, controlados por usuario, de datos comprimidos, almacenados digitalmente. En este documento, la pluralidad de canales son almacenados por separado en un CD ROM. De esta manera, la pista de audio en el CD ROM corresponde a la pluralidad de canales de audio, mono, independientes. Esta pluralidad de canales son recuperados desde el CD ROM, son modulados y mezclados segun las direcciones y las órdenes recibidas del usuario, y se crea una senal de suma para su presentación a una audiencia. La senal de suma se obtiene descomprimiendo los canales de audio por separado, multiplicando cada canal de audio por los valores de intensidad correctos y, a continuación, sumando entre sí todos los canales seleccionados. Cada canal puede ser enmascarado o silenciado por completo.

En el documento EP-0757506, los canales de audio separados son codificados como paquetes de datos específicos en un flujo de bits multicanal y, como tales, son accesibles por el decodificador. A nivel del decodificador, el usuario tiene control sobre el modo downmix (conversión de multicanal a estereo) para activar o desactivar ciertos canales de audio en la conversión de muticanal a estereo.

El documento US-6405163 describe el uso de caracterfsticas de frecuencia presentes igualmente en ambos canales izquierdo y derecho (desde el punto de vista de las caracterfsticas de frecuencia) para "reducir" o "amplificar" la información de audio que esta centrada. Esta solución permite la "atenuación" de la información de audio central.

Resumen de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de audio mejorado.

El objetivo anterior se consigue mediante un codificador segun la reivindicación 1 y decodificador segun la reivindicación 12.

Los aspectos particulares y preferentes de la invención se exponen en las reivindicaciones independientes y dependientes adjuntas. Las caracterfsticas de las reivindicaciones dependientes pueden ser combinadas con las caracterfsticas de las reivindicaciones independientes y con caracterfsticas de otras reivindicaciones dependientes, segun sea apropiado, y no sólo como se expone explfcitamente en las reivindicaciones.

El codificador de la presente invención puede ser usado para mezclar una pluralidad de canales independientes de audio mono en una grabación en estereo y generar un conjunto restringido de parametros adicionales usados para la masterización de una pista de audio de un dispositivo de almacenamiento, estando construidos la pluralidad de canales independientes de audio mono de manera que el dispositivo de almacenamiento puede ser reproducido usando un reproductor de disco óptico de manera que, en un primer modo, la totalidad de la pluralidad de canales independientes de audio mono son reproducidos como la grabación en estereo y, en un segundo modo, al menos uno de entre la pluralidad de canales independientes de audio mono puede ser des-mezclado y la grabación en estereo puede ser reproducida con al menos un canal de audio mono eliminado.

El dispositivo de almacenamiento puede ser un disco óptico, tal como, por ejemplo, un disco de CD de audio digital.

En un codificador segun una realización de la presente invención, preferentemente, el conjunto restringido de parametros adicionales no exceden el tamano de datos disponible como datos de sub-código dentro del modo CD+G USER.

El decodificador de la presente invención puede ser usado para reconstruir, en un primer modo, una pluralidad de canales independientes de audio mono en una grabación en estereo usando un conjunto restringido de parametros adicionales usados para la masterización de una pista de audio de un dispositivo de almacenamiento , cuando se lee unicamente la grabación de audio en estereo y los parametros adicionales desde el dispositivo de almacenamiento y, en un segundo modo, al menos uno de entre la pluralidad de canales independientes de audio mono puede ser des-mezclado y la grabación en estereo es reproducida con el al menos un canal de audio eliminado y no reproducido.

Los canales reconstruidos pueden estar no correlacionados, y pueden ser sustancialmente identicos, perceptualmente, a los canales mono originales.

En un decodificador segun una realización de la presente invención, el conjunto restringido de parametros adicionales y los datos de mezclado, de desplazamiento lateral y/o atenuación asociados pueden proporcionar información suficiente al decodificador para aislar, eliminar o atenuar un unico canal o mas canales durante la reproducción en tiempo real.

En un tercer aspecto, la presente invención proporciona un sistema de audio segun la reivindicación 21.

En un sistema de audio segun una realización de la presente invención, el sistema soporta aplicaciones o configuraciones de audio diferentes, incluyendo filtrado de solista (estereo) , filtrado de voz solista (mono) e instrumento solista (mono) , con reproducción de audio cuadraf6nico verdadero.

Ademas, cuando se usa en una aplicación de karaoke, la información de las letras puede estar incluida en el dispositivo de almacenamiento, en un formato tal que puede ser visualizada en una pantalla de visualización. Cuando se usa con una aplicación de reproductor de instrumento, el instrumento principal puede ser filtrado del audio y puede ser remplazado por un reproductor de instrumento controlado, donde los datos de control son una parte de los datos sub-código en el dispositivo de almacenamiento. Puede proporcionarse una combinación de la aplicación de Karaoke y la aplicación de reproductor de instrumento.

Tambien,... [Seguir leyendo]

REIVINDICACIoNES

1. Codificador para mezclar una pluralidad de canales de audio mono independientes en una grabación de audio que comprende muestras mezcladas para su almacenamiento en una pista de audio de un dispositivo de almacenamiento, en el que cada canal de audio mono comprende un primer numero de muestras por unidad de tiempo, cada canal de audio mono tiene el mismo numero de muestras por unidad de tiempo, y el mismo tiempo de referencia, la senal de audio comprende menos muestras mezcladas por unidad de tiempo que una suma del numero de muestras por unidad de tiempo de todos los canales de audio mono usados en la senal de audio, en el que el codificador esta adaptado para:

derivar muestras aproximadas filtrando muestras de un flujo de audio de los canales de audio mono respectivos usando un filtro de interpolación, en el que dichas muestras aproximadas tienen temporizaciones intermedias con respecto a dichas muestras del flujo de audio, proporcionar un flujo de muestras mezcladas, sumando una primera muestra de flujo de audio de un primer canal de audio mono y una primera muestra aproximada derivada a partir de un segundo canal de audio mono para obtener una primera muestra mezclada, en el que las primeras muestras corresponden a una primera temporización y sumando una segunda muestra de flujo de audio del segundo canal de audio mono y una segunda muestra aproximada derivada a partir del primer canal de audio mono para obtener una segunda muestra mezclada, en el que las segundas muestras corresponden a una segunda temporización sucesiva a la primera temporización en el que el codificador esta adaptado ademas para:

generar un conjunto restringido de parametros adicionales para la masterización de la pista de audio del dispositivo de almacenamiento que comprende la grabación de la senal de audio, en el que el conjunto restringido de parametros comprende parametros del filtro que comprenden muestras que permiten calcular la primera muestra del primer canal de audio mono y la segunda muestra del segundo canal de audio mono de la primera muestra mezclada.

2. Codificador segun la reivindicación 1, en el que el dispositivo de almacenamiento puede ser reproducido usando un reproductor de disco óptico de audio, de manera que, en un primer modo, toda la pluralidad de canales de audio mono son reproducidos como la grabación de senal de audio mezclada y, en un segundo modo, a partir de la grabación de senal de audio, al menos uno de entre la pluralidad de canales de audio mono puede ser des

mezclado y la grabación de senal de audio es reproducida como una grabación de audio cuadraf6nica verdadera.

3. Codificador segun la reivindicación 1 6 2, en el que el codificador esta adaptado para derivar las muestras aproximadas por medio de interpolación lineal.

4. Codificador segun la reivindicación 1 6 2, en el que el codificador esta adaptado para derivar las muestras aproximadas usando un filtro FIR.

5. Codificador segun la reivindicación 1, 2, 3 6 4, en el que el dispositivo de almacenamiento es un disco óptico.

6. Codificador segun la reivindicación 5, en el que el disco óptico es compatible con Redbook.

7. Codificador segun la reivindicación 5, en el que el conjunto de parametros adicionales son almacenados dentro del formato CD+G.

8. Codificador segun cualquiera de las reivindicaciones 6 6 7, en el que el conjunto restringido de parametros

adicionales no excede una capacidad de almacenamiento disponible como datos sub-código dentro del formato CD+G.

9. Codificador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los canales de audio son canales de audio PCM.

10. Codificador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que esta adaptado para proporcionar

45 parametros de filtro adicionales en la grabación de senal de audio para des-mezclar el audio del dispositivo de almacenamiento que comprende la grabación de senal de audio.

11. Codificador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que esta adaptado para generar los parametros del filtro para des-mezclar la pista de audio del dispositivo de almacenamiento que comprende la

grabación de la senal de audio, realizando una optimización de los parametros del filtro.

12. Decodificador para decodificar un primer canal de audio mono y un segundo canal de audio mono a partir de una grabación de audio que comprende un flujo de muestras mezcladas almacenadas en una pista de audio de un dispositivo de almacenamiento desde un codificador segun la reivindicación 1, en el que la grabación de audio

comprende ademas un conjunto restringido de parametros adicionales, en el que cada canal de audio mono comprende un primer numero de muestras por unidad de tiempo, cada canal de audio mono tiene el mismo numero de muestras por unidad de tiempo, y el mismo tiempo de referencia y la grabación de senal de audio comprende menos muestras mezcladas por unidad de tiempo que una suma del numero de muestras por unidad de tiempo del primer canal de audio mono y del segundo canal de audio mono, estando adaptado el decodificador para procesar el flujo de muestras mezcladas:

restando una primera muestra decodificada previamente de un primer canal de audio mono de una primera muestra mezclada, en el que la primera muestra decodificada previamente es derivada a partir de una muestra conocida de los parametros del filtro almacenados en el conjunto restringido de parametros adicionales, correspondiendo las primeras muestras a una primera temporización para obtener una primera muestra del segundo canal de audio mono, y restando una segunda muestra decodificada previamente de una segunda muestra mezclada para obtener una segunda muestra aproximada del primer canal de audio mono, en el que las segundas muestras corresponden a una segunda temporización, calculando una tercera muestra a partir de un primer canal de audio mono a partir de una primera muestra 20 decodificada previamente y una segunda muestra aproximada del primera canal de audio mono, y decodificando una tercera muestra aproximada subsiguiente del segundo canal de audio mono usando la tercera muestra calculada de un primer canal de audio mono y una tercera muestra mezclada, en el que las terceras muestras corresponden a una tercera temporización, en el que las temporizaciones primera, segunda y tercera tienen temporizaciones sucesivas.

13. Decodificador segun la reivindicación 12, en el que la grabación de senal de audio puede ser reproducida, en un primer modo, cuando se lee solo la grabación de senal de audio y, en un segundo modo, leyendo, de manera complementaria, el conjunto restringido de parametros adicionales desde el dispositivo de almacenamiento, al menos uno de entre la pluralidad de canales de audio mono puede ser des-mezclado y la grabación de senal de audio puede ser reproducida con al menos un canal de audio eliminado y no reproducido, reproducida como una grabación de audio cuadraf6nica verdadera.

14. Decodificador segun la reivindicación 12 6 13, en el que el decodificador esta adaptado para calcular las muestras aproximadas mediante interpolación lineal.

15. Decodificador segun la reivindicación 12 6 13, en el que el decodificador esta adaptado para calcular las muestras aproximadas usando un filtro FIR.

16. Decodificador segun la reivindicación 12, 13, 14 6 15, en el que el dispositivo de almacenamiento es un disco óptico.

17. Decodificador segun la reivindicación 16, en el que el disco óptico es compatible con Redbook.

18. Decodificador segun cualquieras de las reivindicaciones 12 6 13, en el que el conjunto de parametros adicionales son recuperados desde el formato CD+G.

19. Decodificador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los canales de audio son canales de audio PCM.

20. Dispositivo de almacenamiento que comprende una grabación de senal de audio obtenida desde un codificador segun se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

21. Sistema de audio que comprende un codificador segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, un

45 decodificador segun cualquiera de las reivindicaciones 12 a 19 y un dispositivo de almacenamiento segun la reivindicación 20.

22. Sistema de audio segun la reivindicación 21, en el que el sistema soporta la reproducción de audio cuadraf6nico verdadero.

23. Sistema de audio segun la reivindicación 21 6 22, en el que cuando es usado en aplicaciones de sonido

envolvente, el decodificador es capaz de reconstruir los canales de audio posteriores en estereo completamente aislados de los canales frontales en estereo, a partir de un dispositivo de almacenamiento codificado cuadraf6nicamente.

24. Sistema de audio segun la reivindicación 21 6 22, en el que cuando es usado en aplicaciones de sonido

envolvente, el decodificador es capaz de panoramizar dinamicamente un canal de audio mono a partir de un disco óptico de un dispositivo de almacenamiento codificado dentro de un espacio auditivo 3D, para reproducir una fuente de sonido en movimiento similar a cuando un artista se mueve en el escenario.

25. Sistema de audio segun la reivindicación 21 6 22, en el que el decodificador esta adaptado para ejecutar la operación inversa del codificador y tanto el codificador como el decodificador estan implementados en aritmetica 10 de numeros enteros, siendo independientes de una implementación en coma flotante.

26. Sistema de audio segun cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25, en el que el codificador esta dispuesto para realizar una aproximación de los canales de audio mono previamente a mezclar estos canales, para reducir errores introducidos por una conversión subsiguiente a numeros enteros.

27. Sistema de audio segun la reivindicación 25, que esta adaptado ademas para la conversión a aritmetica de

numeros enteros, estando adaptados el codificador y/o decodificador para compensar los errores de redondeo y conversión para proporcionar un procedimiento de decodificación que es la operación inversa de la codificación.

28. Sistema de audio segun la reivindicación 21 6 22, en el que los parametros del filtro de audio requeridos por el decodificador y que son una parte del conjunto restringido de parametros adicionales, son regenerados para cada periodo de tiempo, que es corto en comparación con la resolución de audio del ofdo humano.

29. Sistema de audio segun la reivindicación 28, en el que el periodo de tiempo es de 40 ms de audio.

30. Sistema de audio segun la reivindicación 21 6 22, en el que el codificador incorpora un compresor dinamico que previene rebasamientos cuando se mezclan y/o codifican la pluralidad de canales mono en un canal de audio.