Generación de señales de audio de multiples canales.

Un decodificador para generar una señal de audio de canal múltiple,

caracterizado porque comprende:

- un medio para recibir (401) una primera señal que comprende un primer conjunto de canales de audio;

- un medio de cálculo (405) para generar datos paramétricos calculados para un segundo conjunto de canales de audio en respuesta a características del primer conjunto de canales de audio; los datos paramétricos calculados relacionan características del segundo conjunto de canales de audio con características del primer conjunto de canales de audio; y

- un decodificador de audio espacial (403) para decodificar la primera señal en respuesta a los datos paramétricos calculados para generar una señal de audio de canal múltiple que comprende el segundo conjunto de canales.

Generacion de señales de audio de multiples canales [0001] La invención se refiere a la generación de las 5 señales de audio de múltiples canales mediante la decodificación de audio espacial y en particular, aunque no de manera exclusiva, a la generación de señales de audio de múltiples canales a partir de una señal de estéreo de sonido envolvente codificada de matriz.

La codificación digital de varias señales de origen se ha vuelto cada vez más importante a través de las últimas décadas a medida que la representación de señal digital y la comunicación han reemplazado cada vez más a la representación y a la comunicación analógica. Por ejemplo, los sistemas telefónicos móviles, tales como El Sistema Global para Comunicaciones Móviles, están basados en la codificación digital de voz o conversación. También la distribución del contenido de medios, tal como el video y la música, cada vez más está basada en la codificación digital de contenido.

Además, en la última década ha existido la tendencia hacia el audio de múltiples canales y de manera específica, hacia el audio espacial que se extiende más allá de las señales convencionales de estéreo. Por ejemplo, las grabaciones tradicionales de estéreo sólo comprenden dos 25 canales mientras que los sistemas avanzados modernos de audio normalmente utilizan cinco o seis canales, como en los populares sistemas de sonido envolvente de 5.1 canales. Esto proporciona una experiencia de escucha más involucrada en donde el usuario puede ser rodeado o envuelto por fuentes de 5 sonido.

varias técnicas y estándares han sido desarrollados para la comunicación de estas señales de múltiples canales. Por ejemplo, seis canales discretos que representan un sistema envolvente de 5.1 canales podrían ser transmitidos de acuerdo con los estándares tales como la Codificación Avanzada de Audio (AAC) o los estándares Dolby Digital.

No obstante, con el fin de proporcionar una compatibilidad hacia atrás, es conocido el mezclado descendente de un número más alto de canales en un número más 15 bajo y de manera específica, es frecuentemente utilizado para el mezclado descendente o hacia abajo de una señal de sonido envolvente de 5.1 canales con una señal de estéreo que permite que la señal de estéreo sea reproducida por los decodificadores de legado (estéreo) y una señal de 5.1 canales por los decodificadores de sonido envolvente.

Estos procedimientos existentes para las transmisiones de múltiples canales compatibles hacia atrás, sin una información adicional de múltiples canales normalmente, pueden estar caracterizados como procedimientos envolventes de 25 matriz. Los ejemplos de la codificación de sonido envolvente de matriz incluyen procedimientos tales como Dolby Prologic II y Logic-7. El principio común de estos procedimientos es que la matriz multiplica los múltiples canales de la señal de entrada por una matriz adecuada no cuadrática, con lo cual, se genera una señal de salida con un número más bajo de canales. De manera específica, un codificador de matriz normalmente aplica cambios de fase a los canales envolventes antes de su mezclado con los canales frontal y central. La generación [0007] De esta manera, la señal izquierda de mezclado descendente (Lt) consiste de la señal izquierda-frontal (Lf) , la señal central (c) multiplicada por un factor q, la señal izquierda-envolvente (Ls) girada de fase en 90 grados (, j') y de escala por un factor a, y finalmente, la señal derechaenvolvente (Rs) que también es girada de fase en 90 grados y de escala por un factor b. La señal derecha de mezclado descendente (Rt) es generada de manera similar. Los factores comunes de mezclado descendente son 0.707 para q y a, y 0.408 para b.

Lo racional para los signos opuestos para la señal 25 derecha de mezclado descendente (Rt) es que los canales envolventes son mezclados en una fase contraria en el par de mezclado descendente (Lt, Rt) . Esta propiedad ayuda al decodificador a discriminar entre los canales frontal y posterior del par de señales de mezclado descendente. Un decodificador puede reconstruir (de manera parcial) la señal de múltiples canales a partir del mezclado descendente de estéreo aplicando una operación de eliminación de matriz. La manera como la señal de múltiples canales se asemeja con exactitud a la señal original de múltiples canales estará en función de las propiedades específicas del contenido del audio de múltiples canales.

Aunque los sistemas de sonido envolvente de matriz proporcionan compatibilidad hacia atrás, estos sólo pueden proporcionar una baja calidad de audio si se compara con los sistemas/codificadores discretos envolventes, tales como los sistemas AAC o Dolby Digital.

Una técnica de codificación/decodificación conocida como Codificación de Audio Espacial (SAC) ha sido desarrollada a fin de proporcionar una calidad mejorada para las señales de audio de mezclado descendente. En la SAC, el decodificador mezcla hacia abajo los canales hasta un número más bajo y además genera datos paramétricos, los cuales describen las características de las señales de múltiples canales con relación a las señales de mezclado descendente. A continuación, los datos paramétricos adicionales son incluidos en el flujo de bits junto con la señal de mezclado descendente que normalmente es una señal de audio mono o estéreo. De esta manera, los decodificadores de legado pueden ignorar los datos paramétricos adicionales y volver a generar una señal mono o estéreo (o posiblemente una señal de sonido envolvente decodificada de matriz de baja calidad) . Además, los decodificadores SAC pueden extraer los datos paramétricos y utilizar estos para generar una señal de múltiples canales de calidad más alta.

Sin embargo, un problema con este procedimiento es que muchos sistemas no están equipados para las señales codificadas SAC. Por ejemplo, muchos sistemas sólo utilizan la codificación de sonido envolvente de matriz que no genera datos paramétricos SAC. Además, muchos estándares de señal y de decodificación no proporcionan la flexibilidad que permita que los datos paramétricos adicionales sean incluidos, de esta manera, se requiere un cambio completo hacia un nuevo estándar antes de que pueda ser desplegada la SAC. Esto podría requerir que todos los codificadores y decodificadores existentes en el sistema sean remplazados por codificadores y decodificadores activados SAC. De manera específica, existen muchos sistemas de legado basados en dos canales de estéreo (tales como radio, radio digital, etc.) en donde el esfuerzo para agregar información adicional necesaria para la SAC no es factible, es decir, el costo para extender estos sistemas a la utilización de la SAC es demasiado alto. Además, existen grandes cantidades disponibles de materiales de audio codificados de matriz y esto necesitaría una nueva codificación por un codificador SAC antes que puedan ser conseguidos los beneficios de la decodificación SAC.

Por lo tanto, un sistema mejorado para el procesamiento y/o comunicación de señales de audio de múltiples canales sería ventajoso y en particular, sería ventajoso que permita de manera funcional el aumento en la flexibilidad, el incremento de la calidad de audio, el aumento de aplicabilidad de los principios y/o el rendimiento mejorado SAC.

US 2005/0058304 A1 describe un esquema de codificación / decodificación de audio basado en colas. Específicamente , se proporcionan dos o más canales de entrada en el dominio de la frecuencia . Se generan uno o más códigos de referencia para cada una de una o más bandas de frecuencia diferentes en los dos o más canales de entrada en el dominio de la frecuencia . Por otra parte , los canales de entrada se mezclan para generar un número de canales de transmisión . En el lado del decodificador , se utiliza un sintetizador BCC que tiene un banco de filtros para cada canal de transmisión , un bloque de mezcla ascendente , retardos , multiplicadores , un bloque de correlación y un banco de filtros inversos para cada canal de reproducción .

US 2003/0040822 A1 da a conocer un sistema de procesamiento de sonido para reducir la distorsión de altavoz a altos niveles de volumen mediante la atenuación de la ganancia del filtro y / o el tono de las señales de salida de audio y mixtas . El sistema de procesamiento de sonido tiene uno o más filtros para atenuar la ganancia y el tono de filtro en respuesta a los altos niveles de volumen . El sistema de procesamiento de sonido también puede atenuar la ganancia y el tono del filtro en respuesta a un nivel de presión de sonido , que puede ser proporcionado por un micrófono .

Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema mejorado para... [Seguir leyendo]

1. Un decodificador para generar una señal de audio de canal múltiple, caracterizado porque comprende:

- un medio para recibir (401) una primera señal que comprende un primer conjunto de canales de audio;

- un medio de cálculo (405) para generar datos paramétricos calculados para un segundo conjunto de canales de audio en respuesta a características del primer conjunto de canales de audio; los datos paramétricos calculados relacionan características del segundo conjunto de canales de audio con características del primer conjunto de canales de audio; y

- un decodificador de audio espacial (403) para decodificar la primera señal en respuesta a los datos paramétricos calculados para generar una señal de audio de canal múltiple que comprende el segundo conjunto de canales.

2. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, en el que la primera señal no comprende datos de audio paramétricos en relación al segundo conjunto de canales.

3. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, en el que el medio de cálculo (405) comprende un medio

(407) para determinar primeros datos de parámetro para el primer conjunto de canales de audio y un medio (409) para elaborar un mapa de los primeros datos de parámetro respecto a los datos de parámetro calculados para el segundo conjunto de canales de audio.

4. El decodificador de conformidad con la reivindicación 3, en el que los primeros datos de parámetro comprenden por lo menos un valor de diferencia de nivel entre canales para por lo menos dos canales de audio del primer conjunto de señales de audio.

5. El decodificador de conformidad con la reivindicación 3, en el que los primeros datos de parámetro comprenden por lo menos un valor de coeficiente de correlación entre canales para por lo menos dos canales de audio del primer conjunto de señales de audio.

6. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, en el que la señal de audio de canal múltiple es una señal de sonido envolvente y los datos de parámetro calculados comprende por lo menos un parámetro que se selecciona del grupo que consiste de:

- diferencia de nivel entre canales, entre el canal frontal izquierdo y el canal envolvente izquierdo del segundo conjunto de canales;

- una diferencia de nivel entre canales entre el canal frontal derecho y el envolvente derecho del segundo conjunto de canales;

- un coeficiente de correlación entre canales entre el canal frontal izquierdo y el envolvente izquierdo del segundo conjunto de canales;

- un coeficiente de correlación entre canales entre el canal frontal derecho y el envolvente derecho del segundo conjunto de canales;

- un coeficiente de predicción para un canal central del segundo conjunto de canales de audio;

- una diferencia de nivel entre canales entre un canal central y otro canal del segundo conjunto de canales.

7. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un medio para generar mosaicos de frecuencia de tiempo y en donde el medio de cálculo (405) está distribuido para generar los datos paramétricos calculados para los mosaicos de frecuencia de tiempo.

8. El decodificador de conformidad con la reivindicación 7, en el que el medio de cálculo comprende un medio para elaborar un mapa directamente de un conjunto de por lo menos una característica de señal del primer conjunto de canales de audio para un mosaico de frecuencia de tiempo a un valor correspondiente de datos paramétricos para el segundo conjunto de canales de audio.

9. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, en el que el decodificador de audio espacial está distribuido para realizar por lo menos una operación de matriz utilizando parámetros determinados en respuesta a los datos paramétricos calculados.

10. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un medio para extraer datos paramétricos para una segunda señal, y en donde el decodificador de audio espacial (403) es operable para decodificar la segunda señal en respuesta a los datos paramétricos extraídos.

11. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un medio para seleccionar un modo de decodificación en respuesta a una característica de la primera señal.

12. El decodificador de conformidad con la reivindicación 1, en el que el primer conjunto de canales de audio consiste de dos canales de audio.

13. El decodificador de conformidad con la reivindicación 12, en el que la primera señal es una señal de sonido envolvente codificada de matriz.

14. El decodificador de conformidad con la reivindicación 13, que comprende además una matriz de inversión de envolvente de matriz y un medio para determinar por lo menos un coeficiente de la matriz de inversión de envolvente de matriz en respuesta a los datos paramétricos calculados.

15. Un procedimiento para generar una señal de audio de canal múltiple, que comprende:

- recibir (601) una primera señal que comprende un primer conjunto de canales de audio;

- generar (603) datos paramétricos calculados para un segundo conjunto de canales de audio en respuesta a características del primer conjunto de canales de audio; los datos paramétricos calculados relacionan características del segundo conjunto de canales de audio con las características del primer conjunto de canales de audio; y

- decodificar (605) la primera señal en respuesta a los datos paramétricos calculados empleando un descodificador de audio espacial para generar una señal de audio de canal múltiple que comprende el segundo conjunto de canales.

16. Producto de programa de ordenador para realizar el procedimiento según la reivindicación 15.

17. Un receptor para generar una señal de audio de canal múltiple, que comprende el decodificador de conformidad con la reivindicación 1.

18. Un sistema de transmisión, que incluye:

- un codificador para generar una primera señal que comprende un primer conjunto de canales de audio al codificar una señal de canal múltiple;

- un transmisor para transmitir la primera señal; y

- un decodificador de conformidad con la reivindicación 1.

19. Un procedimiento para transmitir y recibir una señal de audio, que comprende:

- generar una primera señal que comprende un primer conjunto de canales de audio al codificar una señal de canal múltiple;

- transmitir la primera señal;

- recibir (401) la primera señal;

- generar datos paramétricos calculados para un segundo conjunto de canales de audio en respuesta a características del primer conjunto de canales de audio; los datos paramétricos calculados relacionan características del segundo conjunto de canales de audio con características del primer conjunto de canales de audio; y

- decodificar la primera señal en respuesta a los datos paramétricos calculados empleando un descodificador de audio espacial para generar una señal de audio de canal múltiple decodificada que comprende el segundo conjunto de canales.

20. Un dispositivo de reproducción de audio (103) que comprende un decodificador (115) de conformidad con la reivindicación 1.