Un método y un dispositivo de codificación/decodificación.
Un método para la codificación de una señal de ruido de fondo,
que comprende:
dividir la señal de ruido de fondo en una señal de ruido de fondo de banda inferior y una señal de ruido de fondo de banda superior;
extraer los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora de la señal de ruido de fondo;
en donde la extracción de los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora de la señal de ruido de fondo comprende:
extraer los parámetros característicos de la capa principal de la señal de ruido de fondo de la banda inferior y extraer los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior de la señal de ruido de fondo de la banda superior; y
codificar los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora con el fin de obtener un flujo de códigos de la capa principal y un flujo de códigos de la capa de mejora.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CN2008/070286.
Solicitante: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD..
Nacionalidad solicitante: China.
Dirección: Huawei Administration Building, Bantian, Longgang District Shenzhen, Guangdong 518129 CHINA.
Inventor/es: WAN,HUALIN, ZHANG,LIBIN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G10L19/012 FISICA. › G10 INSTRUMENTOS MUSICALES; ACUSTICA. › G10L ANALISIS O SINTESIS DE LA VOZ; RECONOCIMIENTO DE LA VOZ; PROCESAMIENTO DE LA VOZ O EL HABLA; CODIFICACIÓN O DESCODIFICACIÓN DEL AUDIO O LA VOZ. › G10L 19/00 Técnicas de análisis-síntesis de la voz o de señales de audio para la reducción de la redundancia, p. ej. en codificadores vocales; Codificación o decodificación de la voz o de señales de audio, utilizando modelos filtro-fuente o el análisis psicoacústico (en instrumentos musicales G10H). › Codificación del ruido de confort o el silencio.
- G10L19/24 G10L 19/00 […] › Codecs de frecuencia variable, p. ej. para generar diferentes calidades utilizando una representación escalable como una codificación jerárquica o en capas.
PDF original: ES-2546028_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
detaiiada
En la actualidad, un método para procesar la señal de ruido de fondo supone la compresión de la señal de ruido de fondo utilizando un esquema de compresión de silencios antes de transmitir la señal de ruido de fondo. El modelo para comprimir la señal de ruido de fondo es el mismo que el modelo para comprimir la señal útil y ambos modelos utilizan el modelo de compresión CELP. El principio para sintetizar la señal útil y la señal de ruido de fondo es del siguiente modo: un filtro de síntesis se excita mediante una señal de excitación y genera una señal de salida que satisface la ecuación s(n)=e(n)*v(n), donde s(n) es la señal útil obtenida desde el procesamiento de síntesis, e(n) es la señal de excitación y v(n) es el filtro de síntesis. Por lo tanto, la codlflcación-decodificación de la señal de ruido de fondo se puede tomar simplemente como la codlflcación-decodificación de la señal útil.
La señal de excitación para la señal de ruido de fondo puede ser una simple secuencia de ruido aleatorio generada por un módulo de generación de ruido aleatorio. Las amplitudes de la secuencia de ruido aleatorio se controlan mediante el parámetro de energía, esto es, se puede crear una señal de excitación. De este modo, los parámetros de la señal de excitación para la señal de ruido de fondo se pueden representar mediante el parámetro de energía. Un parámetro del filtro de síntesis para la señal de ruido de fondo es un parámetro de espectro, el cual también se denomina como parámetro cuantlzado de la Frecuencia del Espectro de Línea (LSF).
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema para codificación-decodificación de la señal de voz en una aplicación de acuerdo con un ejemplo no cubierto por la presente invención. Tal como se muestra en la Figura 1, el sistema Incluye un dispositivo de codificación y un dispositivo de decodificación. El dispositivo de codificación incluye un detector de actividad de voz (VAD), un codificador de voz y una unidad de transmisión discontinua (DTX); y el dispositivo de decodlflcaclón Incluye un decodlflcador de voz y una unidad de generación de ruido confortable (CNG).
El VAD está configurado para detectar la señal de voz, con el fin de transmitir la señal útil al codificador de voz, y con el fin de transmitir la señal de ruido de fondo a la unidad de DTX.
El codificador de voz está configurado para codificar la señal útil y para transmitir la señal útil codificada al decodlflcador de voz a través de un canal de comunicación.
La unidad de DTX está configurada para extraer los parámetros característicos de la capa principal de la señal de ruido de fondo, codificar los parámetros característicos de la capa principal, encapsular el flujo de códigos de la capa principal en una trama de Descriptor de Inserción de Silencios (SID), y para transmitir la trama de SID a la unidad de CNG a través de un canal de comunicación.
El decodlflcador de voz está configurado para recibir la señal útil transmitida por parte del codificador de voz, decodlflcar la señal útil, y a continuación proporcionar como salida la señal útil reconstruida.
La unidad de CNG está configurada para recibir la trama de SID transmitida por parte de la unidad de DTX, decodlflcar los parámetros característicos de la capa principal de la trama de SID, y obtener una señal de ruido de fondo reconstruida, esto es, el ruido de fondo confortable.
Se debe observar que si la señal de voz detectada es una señal útil, los conmutadores están conectados a los extremos K1, K3, K5 y K7; si la señal de voz es una señal de ruido de fondo, los conmutadores están conectados a los extremos K2, K4, K6 y K8. Tanto la señal útil reconstruida como la señal de ruido de fondo reconstruida son señales de voz reconstruidas.
El sistema para la codificación-decodificación de la señal de voz se ¡lustra en el ejemplo que se muestra en la Fig. 1. La señal de voz incluye la señal útil y la señal de ruido de fondo. En el siguiente ejemplo se describe el sistema para la codificación-decodificación de la señal de ruido de fondo.
La Fig. 2 es un diagrama de bloques del sistema para la codificación-decodificación de la señal de ruido de fondo en otra aplicación de acuerdo con un ejemplo no cubierto por la presente invención. Tal como se muestra en la Fig. 2, el sistema incluye un dispositivo de codificación y un dispositivo de decodificación. El dispositivo de codificación incluye una unidad de codificación de los parámetros característicos de la capa principal y una unidad de encapsulación de la trama de SID; y el dispositivo de decodificación incluye una unidad de análisis de la trama de SID y una unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa principal.
La unidad de codificación de los parámetros característicos de la capa principal está configurada para recibir la señal de ruido de fondo, extraer el parámetro de espectro y el parámetro de energía de la señal de ruido de fondo, y para transmitir a la unidad de encapsulación de la trama de SID los parámetros de espectro y energía extraídos.
La unidad de encapsulación de la trama de SID está configurada para recibir los parámetros de espectro y energía, codificar estos parámetros con el fin de obtener el flujo de códigos de la capa principal, encapsular el flujo de códigos de la capa principal en una trama de SID, y transmitir la trama de SID encapsulada a una unidad de análisis de la trama de SID.
La unidad de análisis de la trama de SID está configurada para recibir la trama de SID transmitida por la unidad de encapsulación de la trama de SID, extraer el flujo de códigos de la capa principal, y transmitir el flujo de códigos de la capa principal extraído a la unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa principal.
La unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa principal está configurada para recibir el flujo de códigos de la capa principal, extraer los parámetros de espectro y energía, sintetizar los parámetros de espectro y energía, y obtener una señal de ruido de fondo reconstruida.
La Fig. 3 es un diagrama de flujo de un método para la codificación-decodificación de la señal de voz en otra aplicación de acuerdo con un ejemplo no cubierto por la presente invención. Tal como se muestra en la Fig. 3, el método incluye los siguientes pasos:
Paso 300: se determina si la señal de voz es una señal de ruido de fondo; si es la señal de ruido de fondo se ejecuta el paso 310; en caso contrario se ejecuta el paso 320.
En este paso, el método para determinar si la señal de voz es la señal de ruido de fondo es como sigue: el VAD realiza una comprobación sobre la señal de ruido de fondo; si el resultado de la comprobación es 0, se determina que la señal de voz es la señal de ruido de fondo; y si el resultado de la comprobación es 1, se determina que la
señal de voz es la señal útil.
Paso 310: un codificador no de voz extrae los parámetros característicos de la capa principal de la señal de ruido de fondo.
En este paso, el codificador no de voz extrae los parámetros característicos de la capa principal, esto es los parámetros característicos de la banda inferior. Los parámetros característicos de la capa principal incluyen el parámetro de espectro y el parámetro de energía. Se debe observar que los parámetros característicos de la capa principal de la señal de ruido de fondo se pueden extraer de acuerdo con el modelo CELP.
Paso 311: se determina si un cambio en los parámetros característicos de la capa principal excede un umbral definido. Si excede el umbral, se ejecuta el paso 312; en caso contrario, se ejecuta el paso 330.
Paso 312: los parámetros característicos de la capa principal se encapsulan en una trama de SID y ésta se envía a un decodificador no de voz.
En este paso, se codifican los parámetros de espectro y energía. El flujo de códigos de la capa principal codificado se encapsula en la trama de SID tal como se muestra en la Tabla 1.
| Descripción del parámetro característico | Número de bits |
| índice predictor de la cuantización de la LSF | |
| Vector cuantizado de la LSF de la primera etapa | |
| Vector cuantizado de la LSF de la segunda etapa | |
| Ganancia |
Tabla 1
La trama de SID que se muestra en la Tabla 1 es conforme con el estándar G.729 e incluye un índice predictor de la cuantización de la LSF, un vector... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un método para la codificación de una señal de ruido de fondo, que comprende:
dividir la señal de ruido de fondo en una señal de ruido de fondo de banda inferior y una señal de ruido de fondo de banda superior;
extraer los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora de la señal de ruido de fondo;
en donde la extracción de los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora de la señal de ruido de fondo comprende:
extraer los parámetros característicos de la capa principal de la señal de ruido de fondo de la banda inferior y extraer los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior de la señal de ruido de fondo de la banda superior; y
codificar los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora con el fin de obtener un fiujo de códigos de la capa principal y un fiujo de códigos de la capa de mejora.
2. El método de la reivindicación 1, en el que la extracción de los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora de la señal de ruido de fondo comprende, además:
extraer los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior de la señal de ruido de fondo de la banda inferior.
3. El método de la reivindicación 2, en el que la extracción de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior comprende:
calcular los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior de acuerdo con el parámetro característico de la capa principal y la señal de ruido de fondo.
4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además:
encapsular en una trama de Descripción de Inserción de Silencios, SID, el flujo de códigos de la capa principal y el flujo de códigos de la capa de mejora obtenidos.
5. Un método de decodificación para obtener una señal de ruido de fondo, que comprende:
extraer de una trama de Descripción de Inserción de Silencios, SID, un flujo de códigos de la capa principal y un flujo de códigos de la capa de mejora;
analizar los parámetros característicos de la capa principal de la banda inferior a partir del flujo de códigos de la capa principal;
analizar los parámetros característicos de la capa de mejora a partir del flujo de códigos de la capa de mejora;
y
decodificar los parámetros característicos de la capa principal de la banda inferior y los parámetros característicos de la capa de mejora con el fin de obtener una señal de ruido de fondo de la capa principal reconstruida y una señal de ruido de fondo de la capa de mejora reconstruida;
en donde la extracción del flujo de códigos de la capa de mejora a partir de la trama de SID comprende extraer de la trama de SID un flujo de códigos de la capa de mejora de la banda superior; y
el análisis de los parámetros característicos de la capa de mejora a partir del flujo de códigos de la capa de mejora comprende analizar los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior a partir del flujo de códigos de la capa de mejora.
6. El método de la reivindicación 5, en el que
la extracción del flujo de códigos de la capa de mejora a partir de la trama de SID comprende extraer de la trama de SID un flujo de códigos de la capa de mejora de la banda inferior; y
el análisis de los parámetros característicos de la capa de mejora a partir del flujo de códigos de la capa de mejora comprende analizar los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior a partir del flujo de códigos de la capa de mejora.
7. El método de la reivindicación 5, que comprende, además:
combinar la señal de ruido de fondo de la capa principal reconstruida y la señal de ruido de fondo de la capa de mejora reconstruida con el fin de obtener una señal de ruido de fondo reconstruida.
8. Un dispositivo para codificar una señal de ruido de fondo, estando configurado dicho dispositivo para dividir la señal de ruido de fondo en una señal de ruido de fondo de la banda inferior y una señal de ruido de fondo de la banda superior, comprendiendo dicho dispositivo:
una unidad de codificación de los parámetros característicos de la capa principal configurada para extraer los parámetros característicos de la capa principal de la señal de ruido de fondo de la banda inferior y para transmitirle a una unidad de codificación los parámetros característicos de la capa principal;
una unidad de codificación de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior configurada para extraer unos parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior de la señal de ruido de fondo de la banda superior y para transmitirle a la unidad de codificación los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior; y
la unidad de codificación configurada para codificar los parámetros característicos de la capa principal y los parámetros característicos de la capa de mejora recibidos con el fin de obtener un flujo de códigos de la capa principal y un flujo de códigos de la capa de mejora.
9. El dispositivo de la reivindicación 8, que comprende, además:
una unidad de encapsulación de la trama de Descriptor de Inserción de Silencios, SID, configurada para encapsular en una trama de SID el flujo de códigos de la capa principal y el flujo de códigos de la capa de mejora.
10. El dispositivo de la reivindicación 8 ó 9, que comprende, además:
una unidad de codificación de parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior configurada para extraer los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior de la señal de ruido de fondo de la banda inferior y para transmitirle a la unidad de codificación los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior.
11. Un dispositivo de decodificación para obtener una señal de ruido de fondo, que comprende:
una unidad de análisis de la trama de Descriptor de Inserción de Silencios, SID, configurada para recibir una trama de SID de la señal de ruido de fondo, extraer de la trama de SID un flujo de códigos de la capa principal y un flujo de códigos de la capa de mejora, transmitir el flujo de códigos de la capa principal a una unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa principal; y transmitirle el flujo de códigos de la capa de mejora a una unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa de mejora;
la unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa principal configurada para extraer los parámetros característicos de la capa principal de la banda inferior del flujo de códigos de la capa principal y decodificar los parámetros característicos de la capa principal de la banda inferior con el fin de obtener una señal de ruido de fondo de la capa principal reconstruida; y
la unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa de mejora, configurada para extraer del flujo de códigos de la capa de mejora los parámetros característicos de la capa de mejora y decodificar los parámetros característicos de la capa de mejora con el fin de obtener una señal de ruido de fondo de la capa de mejora reconstruida, en donde la unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa de mejora comprende una unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior, en donde la unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior está configurada para extraer del flujo de códigos de la capa de mejora los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior, y decodificar los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior con el fin de obtener la señal de ruido de fondo de la capa de mejora reconstruida.
12. El dispositivo de la reivindicación 11, en el que la unidad de decodificación de los parámetros
característicos de la capa de mejora comprende, además, una unidad de decodificación de los parámetros
característicos de la capa de mejora de la banda inferior; en donde
la unidad de decodificación de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior está configurada para extraer del flujo de códigos de la capa de mejora los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior, y decodificar los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior con el fin de obtener la señal de ruido de fondo de la capa de mejora reconstruida.
13. El dispositivo de la reivindicación 12, en el que la unidad de decodificación de los parámetros
característicos de la capa de mejora de la banda Inferior comprende:
una unidad de análisis de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda Inferior configurada para extraer del flujo de códigos de la capa de mejora recibido los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior, y para transmitirle los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior a una 5 unidad de mejora de la banda Inferior; y
la unidad de mejora de la banda Inferior configurada para decodlflcar los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda inferior con el fin de obtener la señal de ruido de fondo de la capa de mejora reconstruida.
14. El dispositivo de la reivindicación 12, en el que la unidad de decodlflcaclón de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior comprende:
10 una unidad de análisis de los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior configurada
para extraer del flujo de códigos de la capa de mejora recibido los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior y para transmitirle los parámetros característicos de la capa de mejora de la banda superior a una unidad de mejora de la banda superior; y
la unidad de mejora de la banda superior configurada para decodificar los parámetros característicos de la capa 15 de mejora de la banda superior con el fin de obtener la señal de ruido de fondo de la capa de mejora reconstruida.
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