Un método de tratamiento de señales para tratar una señal sintetizada en ocultación de pérdida de paquetes,

que comprende: recibir (101) una trama buena a continuación de una trama perdida, caracterizado porque el método comprende, además: obtener (102) una relación de energía entre la energía de la trama buena y la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena; y ajustar (103), mediante cambio de escala de energía, dicha señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena de acuerdo con la relación de energía

Método de tratamiento de señales, aparato de tratamiento y descodificador de voz 5 CAMPO DEL INVENTO

El presente invento se refiere al campo de tratamiento de señales y, más particularmente, a un método de tratamiento de señales, un aparato de tratamiento y un descodificador de voz.

ANTECEDENTES

En un sistema de comunicaciones por voz en tiempo real, es necesario transmitir datos de voz en tiempo y de manera fiable, tal como un sistema VoIP (voz sobre IP) . Sin embargo, dada la falta de fiabilidad del sistema de red pro

piamente dicho, durante el proceso de transmisión desde un transmisor a un receptor, el paquete de datos puede perderse o puede no llegar a tiempo a su destino. Las dos situaciones las considera el receptor como pérdida de paquetes en red. La pérdida de paquetes en red es inevitable y constituye uno de los principales factores que influyen sobre la calidad de las comunicaciones por voz. Por tanto, en el sistema de comunicaciones por voz en tiempo real, es necesario un método para ocultar de manera forzada la pérdida de paquetes a fin de restaurar un paquete de datos perdido y conservar una buena calidad de la comunicación por voz en la situación en que se produce la pérdida de paquetes en red.

En las anteriores tecnologías de comunicaciones por voz en tiempo real, en el transmisor un codificador divide una voz en banda ancha en dos sub-bandas, una banda alta y una banda baja, codifica las dos sub-bandas respectiva

mente utilizando modulación por código de impulsos diferencial adaptable (ADPCM) y envía las dos sub-bandas codificadas al receptor a través de la red. En el receptor, las dos sub-bandas son descodificadas respectivamente mediante un descodificador ADPCM y son sintetizadas para obtener una señal final mediante un filtro de espejo en cuadratura (QMF) .

Para dos sub-bandas diferentes, se utilizan distintos métodos de ocultación de pérdida de paquetes (PLC) . Para la señal de banda baja, cuando no existe pérdida de paquetes, una señal reconstruida no cambia durante un desvanecimiento cruzado. Cuando existe pérdida de paquetes, se utilizan un predictor a corto plazo y un predictor a largo plazo para analizar una señal pasada (la señal pasada, en la presente solicitud, significa la señal de voz antes de una trama perdida) , y se extrae información sobre clase de voz. Y la señal de la trama perdida se reconstruye si

guiendo el método de codificación predictiva lineal (LPC) basado en la repetición tonal, y utilizando los predictores y la información sobre clase de voz. El estado del ADPCM debe actualizarse de manera síncrona hasta que aparezca una trama buena. Además, no sólo debe generarse la correspondiente señal de la trama perdida, sino también una señal para el desvanecimiento cruzado. Y, una vez recibida una trama buena, puede ejecutarse el desvanecimiento cruzado para la señal de la trama buena y la señal mencionada. Ha de observarse que el desvanecimiento cruzado solamente ocurre cuando se recibe una trama buena tras una pérdida de trama por el receptor.

Durante el proceso de puesta en práctica del presente invento, el inventor encuentra que en la técnica anterior se tropieza con los siguientes problemas: la señal reconstruida de la trama perdida se sintetiza utilizando la señal pasada. La forma de onda y la energía son más parecidas a la señal de la memoria intermedia histórica, es decir, la señal 45 previa a la trama perdida, incluso al final de la señal sintetizada, pero no se parecen a la señal recién descodificada. Esto puede hacer que ocurra un brusco cambio de la forma de onda o un brusco cambio de energía de la señal sintetizada en la unión entre la trama perdida y la primera trama a continuación de la trama perdida. El cambio brusco se representa en la figura 1. En la figura 1, se incluyen tres tramas de señales, separadas por dos líneas verticales. La trama N es una trama perdida y las otras dos tramas son tramas buenas. La señal superior corresponde a una señal original. Ninguna de las otras tres tramas de datos se pierde en la transmisión. Y una línea media interrumpida corresponde a una señal sintetizada utilizando las tramas N-1, N-2, etc., previas a la trama N. La señal de la fila más baja corresponde a la señal sintetizada empleando las técnicas anteriores. A partir de la figura 1 puede verse que existe un brusco cambio de energía en la transición de la trama N y la trama N+1 de la señal de salida final, especialmente al final de la voz y con tramas más largas. Y una excesiva repetición de la misma señal de repetición tonal 55 puede tener como consecuencia ruidos musicales.

El documento WO 03/102921 A describe un método de controlar la energía en la ocultación de pérdida de paquetes, en el que la energía del filtro LP de la primera trama no borrada se ajusta a una relación entre la energía de la respuesta de impulsos del filtro LP de la última trama buena y la de la primera trama buena.

El documento ITU-T G.722 Apéndice IV, "Un algoritmo de baja complejidad para la ocultación de pérdida de paquetes con G.722", del 1 de Noviembre de 2006, describe un descodificador G.722 modificado que incluye un mecanismo para ocultar el borrado de tramas, en el que se utiliza desvanecimiento cruzado.

65 El documento US 2006/206318A1 describe un aparato para la adaptación de fase de tramas en codificadores de señales de voz. El aparato incluye un descodificador que comprende un sintetizador que tiene al menos una entrada operativa conectada con la salida de un codificador de señales de voz. En él, el descodificador comprende una memoria y el descodificador está destinado a ejecutar instrucciones almacenadas en la memoria que comprenden la adaptación de fase y contracción en el tiempo de una trama de voz.

En el documento que trata de "Una predicción lineal basada en un algoritmo de ocultación de pérdida de paquetes para voz codificada en PCM", de IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, vol. 9, núm. 8, del 1 de Noviembre de 2001, se utiliza un valor de energía del final del paquete previo para realizar un cambio de escala.

SUMARIO

Las realizaciones del presente invento proporcionan un método de tratamiento de señales destinado a tratar una señal sintetizada en ocultación de pérdida de paquetes para hacer que la forma de onda de una unión entre una trama perdida y una primera trama de la señal sintetizada tenga una transmisión suave.

Las realizaciones del presente invento proporcionan un método de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 1.

Las realizaciones del presente invento proporcionan, asimismo, un aparato de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 8.

Las realizaciones del presente invento proporcionan, también, un descodificador de voz destinado a descodificar una señal de voz, que incluye una unidad de descodificación de banda baja, una unidad de descodificación de banda alta y una unidad de filtro de espejo en cuadratura.

La unidad de descodificación de banda baja está configurada para descodificar una señal de descodificación de banda baja recibida y a compensar una trama de señal de banda baja perdida.

La unidad de descodificación de banda alta está configurada para descodificar una señal de descodificación de banda alta recibida y a compensar una trama de señal de banda alta perdida.

La unidad de filtro de espejo en cuadratura está configurada para sintetizar la señal de descodificación de banda baja descodificada y la señal de descodificación de banda alta descodificada para obtener una señal de salida final.

La unidad de descodificación de banda baja incluye una sub-unidad de descodificación de banda baja, una sub

unidad de codificación predictiva lineal basada en repetición tonal, una sub-unidad de tratamiento de señales y una sub-unidad de desvanecimiento cruzado.

La sub-unidad de descodificación de banda baja está configurada para descodificar una señal de flujo de código de banda baja recibida.

La sub-unidad de codificación predictiva lineal basada en repetición tonal está configurada para generar una señal sintetizada correspondiente a una trama perdida.

La sub-unidad de tratamiento de señales está configurada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 45 11.

La sub-unidad de desvanecimiento cruzado... [Seguir leyendo]

1. Un método de tratamiento de señales para tratar una señal sintetizada en ocultación de pérdida de paquetes, que comprende:

recibir (101) una trama buena a continuación de una trama perdida, caracterizado porque el método comprende, además:

obtener (102) una relación de energía entre la energía de la trama buena y la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena; y ajustar (103) , mediante cambio de escala de energía, dicha señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena de acuerdo con la relación de energía. 15

2. El método de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la señal sintetizada es una señal sintetizada generada por codificación predictiva lineal basada en repetición tonal.

3. El método de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 1, después de obtener la relación de ener

gía entre la energía de la trama buena y la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena, que comprende además:

determinar que la energía de la trama buena es menor que la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena, y ajustar la señal sintetizada de acuerdo con la relación de energía. 25

4. El método de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la relación de energía R entre la energía de la trama buena y la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena, es:

E1 ∗ E2

R=sign (E1-E2)

E1

donde sign () es una función simbólica, E1 es la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena, y E2 es la energía de la señal de la trama buena.

5. El método de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la señal sintetizada se ajusta de acuerdo con la siguiente fórmula: 35

R

yl (n) =yl' (n) * (1-*n) n=0, ..., L+N-1,

L ) N

donde L es la longitud de la trama, N es la longitud de la señal requerida para el desvanecimiento cruzado, yl' (n) es la señal sintetizada antes del ajuste, e yl (n) es la señal sintetizada después del ajuste. 40

6. El método de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 1, antes de ajustar la señal sintetizada de acuerdo con la relación de energía, que comprende además:

ejecutar la adaptación de fase para la señal sintetizada. 45

7. El método de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 1, después de ajustar la señal sintetizada de acuerdo con la relación de energía, que comprende además:

someter a desvanecimiento cruzado a la trama buena y a la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de 50 la trama buena, y obtener una señal de salida correspondiente al mismo instante de la trama buena.

8. Un aparato de tratamiento de señales destinado a tratar una señal sintetizada en ocultación de pérdida de paquetes, configurado para:

55 recibir (101) una trama buena a continuación de la trama perdida;

caracterizado porque el aparato de tratamiento de señales está configurado además para:

obtener (102) una relación de energía entre la energía de la trama buena y la energía de la señal sintetizada corres60 pondiente al mismo instante de la trama buena; y ajustar (103) , mediante cambio de escala de energía, la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena de acuerdo con la relación de energía.

9. El aparato de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende:

un módulo de detección (10) , configurado para notificar a un módulo de obtención de energía cuando detectar que una trama que sigue a una trama perdida es una trama buena;

el módulo (30) de obtención de energía, configurado para obtener una relación de energía existente entre la energía de la trama buena y la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena cuando se recibe la notificación enviada por el módulo de detección (10) ; y un módulo (40) de ajuste de la señal sintetizada, configurado para ajustar la señal sintetizada de acuerdo con la relación de energía obtenida por el módulo (30) de obtención de energía.

10. El aparato de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el módulo (30) de obtención de energía comprende, además:

un sub-módulo (21) de obtención de energía de la señal de trama buena, configurado para obtener la energía de la trama buena;

un sub-módulo (22) de obtención de energía de la señal sintetizada, configurado para obtener la energía de la señal sintetizada; y un sub-módulo (23) de obtención de una relación de energía, configurado para obtener la relación de energía existente entre la energía de la trama buena y la energía de la señal sintetizada correspondiente al mismo instante de la trama buena.

11. El aparato de tratamiento de señales de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende, además:

un módulo (20) de adaptación de fase, configurado para ejecutar la adaptación de fase para la señal sintetizada y enviar la señal sintetizada, tras la adaptación de fase, al módulo (21) de obtención de energía, o configurado para ejecutar la adaptación de fase para una señal sintetizada desde el módulo (21) de obtención de energía y enviar la señal sintetizada, tras la adaptación de fase, al módulo (40) de ajuste de la señal sintetizada.

12. Un descodificador de voz, que comprende una unidad descodificadora de banda baja, una unidad descodificadora de banda alta y una unidad de filtro de espejo en cuadratura;

en el que la unidad descodificadora de banda baja está configurada para descodificar una señal de descodificación de banda baja recibida y compensar una trama de señal de banda baja perdida;

la unidad descodificadora de banda alta está configurada para descodificar una señal de descodificación de banda alta recibida y compensar una trama de señal de banda alta perdida;

45 la unidad de filtro de espejo en cuadratura está configurada para sintetizar una señal descodificada de banda baja y una señal descodificada de banda alta para obtener una señal de salida final;

la unidad descodificadora de banda baja incluye una sub-unidad descodificadora de banda baja, una sub-unidad codificadora predictiva lineal basada en la repetición tonal, una sub-unidad de tratamiento de señales y una subunidad de desvanecimiento cruzado;

en el que la sub-unidad descodificadora de banda baja está configurada para descodificar una señal de flujo de código de banda baja recibida;

55 la sub-unidad codificadora predictiva lineal basada en la repetición tonal está configurada para generar una señal sintetizada correspondiente a una trama perdida;

la sub-unidad de tratamiento de señales es de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9-11; y la sub-unidad de desvanecimiento cruzado está configurada para someter a desvanecimiento cruzado a la señal descodificada de banda baja descodificada por la sub-unidad descodificadora de banda baja y la señal sintetizada ajustada después de ajustar la energía mediante la sub-unidad de tratamiento de señales.

13. Un producto programa de ordenador que comprende código de programa de ordenador, en el que el código de 65 programa de ordenador hace que un ordenador ejecute los pasos de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, cuando el código de programa es ejecutado por el ordenador.