Procedimiento para la reducción de duplicación introducida por ajuste de envolvente espectral en bancos de filtros de valor real.

Procedimiento para reducir o eliminar la intermodulación introducida por repliegue en un banco de filtros con valores reales utilizado para el ajuste de envolvente espectral,

que comprende:

analizar una señal de entrada, para obtener informaciones; y

utilizar las informaciones obtenidas para controlar las capacidades de ajuste de envolvente del banco de filtros con valores reales agrupando los valores de ganancia de canales adyacentes.

Procedimiento para la reducción de duplicación introducida por ajuste de envolvente espectral en bancos de filtros de valor real

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a sistemas que comprenden el ajuste de envolvente espectral de señales de audio que utilizan un banco de filtros de sub-banda de valor real. Reduce la duplicación introducida cuando se utiliza un banco de filtros de sub-banda de valor real para el ajuste de envolvente espectral. Habilita también un cálculo de energía preciso para componentes sinusoidales en un banco de filtros de sub-banda de valor real.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se ha demostrado en PCT/SE02/00626 “Aliasing reduction using complex exponential modulated filterbanks”,

que un banco de filtros modulado exponencial complejo es una herramienta exponencial para las señales de audio de ajuste de envolvente espectral. En tal procedimiento, la envolvente espectral de la señal se representa por valores de energía correspondientes a algunos canales de banco de filtros. Calculando la energía actual en esos canales, las muestras de sub-banda correspondientes pueden modificarse para tener la energía deseada, y por lo tanto se ajusta la envolvente espectral. Si las restricciones sobre la complejidad computacional evitan el uso de un banco de filtros modulado exponencial complejo, y solamente permiten una implementación (de valor real) modulada por coseno, se obtiene una duplicación severa cuando el banco de filtros se utiliza para el ajuste de envolvente espectral. Esto es particularmente obvio para señales de audio con una fuerte estructura tonal, donde los componentes de duplicación ocasionarán la intermodulación con los componentes espectrales originales. La presente invención ofrece una solución a esto al poner restricciones en los valores de ganancia en función de la frecuencia de manera dependiente de la señal.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la presente invención proporcionar una técnica mejorada para el ajuste de envolvente espectral.

Este objeto se alcanza por un aparato o un procedimiento para el ajuste de envolvente espectral de una señal de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 5 o por un programa de computadora de acuerdo con la reivindicación 15.

La presente invención se relaciona con el problema de intermodulación introducida por la duplicación en un banco de filtros de valor real utilizado por el ajuste de envolvente espectral. La presente invención analiza la señal de entrada y utiliza la información obtenida para restringir las capacidades de ajuste de envolvente del banco de filtros agrupando los valores de ganancia del canal adyacente en un orden determinado por la característica espectral de la señal en un momento determinado. Para un banco de filtros de valor real, por ejemplo, un pseudo-QMF donde se traslapan las bandas de transición solamente con la vecina más cercana, puede mostrarse que debido a las propiedades de cancelación de duplicación, la duplicación se mantiene debajo del nivel de banda de detención del filtro prototipo. Si el filtro prototipo se encuentra diseñado con una supresión de duplicación suficiente, el banco de filtros es de un tipo de reconstrucción perfecta desde un punto de vista perceptivo, aunque este no es el caso en un sentido matemático estricto. Sin embargo, si la ganancia de canal de los canales adyacentes se altera entre análisis y síntesis, se violan las propiedades de cancelación de duplicación, y los componentes de duplicación aparecerán audibles en la señal de salida. Al realizar una predicción lineal de bajo orden en las muestras de subbanda de los canales de banco de filtros, es posible evaluar, al observar las propiedades del polinomio de LPC, donde en un canal de banco de filtros se encuentra presente un componente fuertemente tonal. Por ende, es posible evaluar cuáles canales adyacentes no deben tener valores de ganancia independientes con objeto de evitar un componente de duplicación fuerte derivado del componente tonal presente en el canal.

La presente invención comprende las siguientes características:

-Medio de análisis de los canales de sub-banda para evaluar donde se encuentra presente un fuerte componente tonal en un canal de sub-banda;

-Analizar por medio de un pronosticador lineal de bajo orden en cada canal de sub-banda;

-Decisión de agrupamiento de ganancia con base en la ubicación de los ceros del polinomio de LPC;

-Cálculo de energía preciso para una implementación de valor real.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se describirá ahora a manera de ejemplos ilustrativos, sin limitar el alcance o espíritu de la invención, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:

La Figura 1 ilustra un análisis de frecuencia del rango de frecuencias cubierto por el canal 15 a 24 de un banco de filtros de sub-banda de canal M, de una señal original que contiene múltiples componentes sinusoidales. La resolución de frecuencia del análisis desplegado es intencionalmente mayor que la resolución de frecuencia de los bancos de filtros utilizados con objeto de visualizar donde se encuentra presente la sinusoidal en un canal de banco de filtros;

La Figura 2 ilustra un vector de ganancia que contiene los valores de ganancia a aplicarse a los canales de subbanda 15-24 de la señal original.

La Figura 3 ilustra la salida proveniente del ajuste de ganancia anterior en una implementación de valor real sin la presente invención;

La Figura 4 ilustra la salida proveniente del ajuste de ganancia anterior en una implementación de valor complejo;

La Figura 5 ilustra en qué mitad de cada canal se encuentra presente un componente sinusoidal;

La Figura 6 ilustra el agrupamiento de canal preferido de acuerdo con la presente invención;

La Figura 7 ilustra la salida proveniente del ajuste de ganancia anterior en una implementación de valor real con la presente invención;

La Figura 8 ilustra un diagrama de bloques del aparato inventivo;

La Figura 9 ilustra combinaciones de bancos de filtros de análisis y síntesis para los cuales puede utilizarse ventajosamente la invención.

La Figura 10 ilustra un diagrama de bloques del medio de examinación derivado de la Figura 8 de acuerdo con la modalidad preferida; y

La Figura 11 ilustra un diagrama de bloques del medio de ajuste de ganancia derivado de la Figura 8 de acuerdo con la modalidad preferida de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERIDAS

Las modalidades descritas a continuación son meramente ilustrativas para los principios de la presente invención para la mejora de un ajustador de envolvente espectral con base en un banco de filtros de valor real. Se comprende que las modificaciones y variaciones de las configuraciones y los detalles descritos en la presente serán aparentes para otros expertos en la materia. Por lo tanto, la intención es limitarse solamente por el alcance de las reivindicaciones inminentes de patente y no por los detalles específicos presentados a manera de descripción y explicación de las modalidades en la presente.

En la siguiente descripción se utiliza un pseudo-QMF de valor real que comprende un análisis de valor real así como también una síntesis de valor real. Sin embargo, debe comprenderse que el problema de duplicación abordado por la presente invención aparece también para sistemas con un análisis complejo y una síntesis de valor real, así como también cualquier otro banco de filtros modulado por coseno aparte del pseudo-QMF utilizado en esta descripción. La presente invención es aplicable también para tales sistemas. En un pseudo-QMF cada canal esencialmente traslapa solamente a su vecino adyacente en frecuencia. La respuesta de frecuencia de los canales se muestra en las Figuras subsecuentes por las líneas discontinuas. Esto tiene solamente propósitos ilustrativos a fin de indicar el traslape de los canales, y no debe interpretarse como la respuesta de canal actual determinada por el filtro prototipo. En la Figura 1, se visualiza el análisis de frecuencia de una señal original. La Figura visualiza solamente el rango de frecuencias cubierto por 15π/M a 25π/M del banco de filtros de canal M. En la siguiente descripción, los números de canal designado se derivan de su frecuencia de cruce baja, por ende, el canal 16 cubre el rango de frecuencia de 16π/M a 17π/M excluyó el traslape con sus vecinos. Si no se realiza modificación alguna a las muestras de sub-banda entre análisis y síntesis, la duplicación estará limitada por las propiedades del filtro prototipo. Si las muestras de sub-banda para canales adyacentes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para reducir o eliminar la intermodulación introducida por repliegue en un banco de filtros con valores reales utilizado para el ajuste de envolvente espectral, que comprende:

analizar una señal de entrada, para obtener informaciones; y utilizar las informaciones obtenidas para controlar las capacidades de ajuste de envolvente del banco de filtros con valores reales agrupando los valores de ganancia de canales adyacentes.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende alterar una ganancia de canales adyacentes entre un análisis y una síntesis del banco de filtros con valores reales.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó la 2, en el cual la utilización comprende realizar una predicción lineal de bajo orden en muestras de sub-banda de los canales de banco de filtros para evaluar, observando las propiedades de un polinomio LPC obtenido por la predicción lineal de bajo orden, donde una fuerte componente tonal está presente en un canal de banco de filtros.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 o 3, en el cual la utilización comprende evaluar los canales adyacentes del banco de filtros con valores reales que deben presentar valores de ganancia agrupados, donde los canales adyacentes del banco de filtros con valores reales que deben presentar valores de ganancia agrupados no deben presentar valores de ganancia independientes.

5. Aparato para reducir o eliminar la intermodulación introducida por repliegue en un banco de filtros con valores reales utilizado para el ajuste de envolvente espectral, que comprende:

un medio para analizar una señal de entrada, para obtener informaciones; y un medio para utilizar las informaciones obtenidas, para controlar las capacidades de ajuste de envolvente del banco de filtros con valores reales agrupando los valores de ganancia de canales adyacentes.

6. Aparato según la reivindicación 5, en el cual el banco de filtros con valores reales está configurado para generar una pluralidad de señales de sub-banda generadas filtrando una señal con ayuda de un banco de filtros de análisis, el banco de filtros con valores reales que presenta des filtros de sub-banda, des filtros de sub-banda adyacentes del banco de filtros que presenta bandas de transición que se recubren en un intervalo de recubrimiento.

7. Aparato según la reivindicación 6, en el cual el medio para analizar comprende un medio (82) para examinar una señal de sub-banda proveniente de un filtro de sub-banda y una señal de sub-banda adyacente proveniente de un filtro de sub-banda adyacente, para determinar si la señal de sub-banda y la señal de sub-banda adyacente presentan componentes de señal que generan un repliegue en el intervalo de recubrimiento, para obtener señales de sub-banda agrupadas en respuesta a un resultado positivo del examen.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el cual los medio para utilizar comprenden un medio (84) destinado a calcular un primer valor de ajuste de ganancia y un segundo valor de ajuste de ganancia para las señales de subbanda adyacentes agrupadas, donde el medio destinado a calcular es operativo para determinar una indicación de una energía de referencia para las señales de sub-banda agrupadas y una estimación de energía para una energía en las señales de sub-banda adyacentes agrupadas, y para calcular los valores de ajuste de ganancia para las señales de sub-banda agrupadas basándose en la indicación de la energía de referencia y la estimación de energía.

9. Aparato según la reivindicación 8, en el cual el medio (84) destinado a calcular es operativo para calcular los valores de ajuste de ganancia primero y segundo de manera que difieran en menos de un umbral predeterminado o sean iguales entre sí.

10. Aparato según la reivindicación 8, en el cual el medio (82) destinado a examinar es operativo para calcular los signos de las señales de sub-banda basándose en coeficientes de polinomios de predicción para la señal de subbanda y la señal de sub-banda adyacente (100, 102) , y para indicar (104) un resultado positivo cuando los signos presentan una relación predeterminada entre sí.

11. Aparato según la reivindicación 10, en el cual el medio (82) destinado a examinar es operativo para aplicar un procedimiento de auto-correlación o un procedimiento de covarianza.

12. Aparato según la reivindicación 10 o la 11, en el cual el polinomio de predicción es un polinomio de bajo orden que presenta un coeficiente de primer orden, donde el orden del polinomio de bajo orden es inferior a 4 y en el cual el medio destinado a examinar (82) es operativo para utilizar el coeficiente de primer orden para calcular los signos de las señales de sub-banda.

13. Aparato según la reivindicación 10, 11 o la 12, en el cual la relación predeterminada se define de manera que la señal de sub-banda que tiene asociada el número de canal k presenta un primer signo y la señal de sub-banda adyacente que tiene asociada el número de canal k-1 presenta un segundo signo que es opuesto al primer signo.

14. Aparato según la reivindicación 5, en el cual una estimación de energía para una señal de sub-banda se calcula añadiendo las muestras de sub-banda elevadas al cuadrado de la señal de sub-banda.

15. Programa de ordenador que tiene un código de programa para realizar el procedimiento según la reivindicación 1 cuando el programa e ordenador se ejecuta en un ordenador.