ES2914614T3 - Aparato y procedimiento para generar una señal de audio de refuerzo de frecuencia mediante una operación de limitación de energía - Google Patents
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Abstract
Aparato para generar una señal de refuerzo de la frecuencia (140), que comprende: un generador de señales (200) para generar una señal de refuerzo a partir de una señal de núcleo (120), comprendiendo la señal de refuerzo (130) un intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de audio de núcleo (120), donde una porción de tiempo de la señal de refuerzo (130) comprende una o más señales de subbanda para una subbanda única o una pluralidad de subbandas; y un banco de filtros de síntesis (300) para generar la señal de audio de frecuencia reforzada (140) mediante la señal de refuerzo (130), caracterizado porque el generador de señales (200) está configurado para llevar a cabo una operación de limitación en una limitación de energía (208) en base a las siguientes ecuaciones: **(Ver fórmula)** donde fac es un umbral predefinido, donde Qrt,f es una parte real de una señal de subbanda en una subbanda indicada por un índice de subbanda f y una ranura de tiempo indicada por un índice de tiempo t, donde Qit,f es una parte imaginaria correspondiente de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t, donde Qrt,f es una parte real limitada en energía de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t subsiguiente a la limitación de energía (208), donde Qit,f es una parte imaginaria de energía limitada correspondiente de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t posterior a la limitación de energía (208), donde limFac es un factor de limitación, donde Ef es una energía de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f, y donde Ef-1 es una energía de una señal de subbanda en una subbanda indicada por el índice de subbanda f-1, la subbanda indicada por el índice de subbanda f-1 que tiene una frecuencia central más baja que una frecuencia central de la subbanda indicada por el índice de subbanda f.
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y procedimiento para generar una señal de audio de refuerzo de frecuencia mediante una operación de limitación de energía
Memoria descriptiva
[0001] La presente invención se refiere a un aparato o procedimiento para generar una señal de audio de refuerzo de frecuencia.
[0002] Las realizaciones se basan en la codificación de audio y, en particular, en procedimientos de refuerzo de frecuencia tales como la extensión de ancho de banda, la replicación de banda espectral o el llenado de huecos inteligente. Las realizaciones están relacionadas también particularmente con procedimientos de refuerzo de frecuencia no guiados, es decir, donde el lado del decodificador opera sin información lateral o únicamente con una mínima cantidad de información lateral.
[0003] Los códecs de audio perceptuales frecuentemente cuantifican y codifican solamente una parte de paso bajo de la totalidad del intervalo de frecuencia perceptible de una señal de audio, especialmente cuando se opera con velocidad de bits (relativamente) bajas. Aunque esta estrategia asegura una calidad aceptable para la señal de baja frecuencia codificada, la mayoría de los oyentes percibe la ausencia de la parte de paso alto como una degradación de la calidad. Para superar este problema, la parte de frecuencia que falta se puede sintetizar mediante esquemas de extensión de ancho de banda.
[0004] Los códecs del estado de la técnica utilizan frecuentemente un codificador que conserva la forma de onda, tal como AAC, o un codificador paramétrico, tal como un codificador de locución, para codificar la señal de baja frecuencia. Estos codificadores operan hasta una determinada frecuencia de parada (stop frequency). Esta frecuencia recibe la denominación de frecuencia de transición (crossover frequency). La porción de frecuencia debajo de la frecuencia de transición recibe la denominación de “banda baja”. La señal superior a la frecuencia de transición, que se sintetiza mediante un esquema de extensión de ancho de banda, recibe la denominación de “banda alta”.
[0005] Típicamente una extensión de ancho de banda sintetiza el ancho de banda que falta (banda alta) mediante la señal transmitida (banda baja). Si se aplica en el campo de la codificación de audio de baja velocidad de bits, la información extra debería consumir la menor cantidad posible de velocidad de bits. Por lo tanto, usualmente se utiliza una representación paramétrica para la información extra. Esta información paramétrica se transmite desde el codificador con una velocidad de bits comparativamente baja (extensión guiada de ancho de banda) o se estima en el decodificador en base a características específicas de la señal (extensión no guiada del ancho de banda). En este último caso, los parámetros no consumen ninguna velocidad de bits.
[0006] La síntesis de la banda alta típicamente consiste en dos partes:
1. Generación del contenido de alta frecuencia. Esto puede efectuarse ya sea copiando o desviando el contenido (o partes del contenido) de baja frecuencia a la banda alta o insertando ruido blanco o conformado u otras porciones de señal artificiales en la banda alta.
2. Ajuste del contenido de alta frecuencia generado según la información paramétrica. Esto incluye la manipulación de forma, tonalidad/ruido y energía según la representación paramétrica.
[0007] El objetivo del proceso de síntesis es usualmente el de lograr una señal que sea perceptualmente cercana a la señal original. Si no puede lograrse este objetivo, la porción sintetizada debería ser menos perturbadora para el oyente.
[0008] A diferencia de un esquema de BWE guiado, una extensión no guiada de ancho de banda no puede basarse en información extra para la síntesis de la banda elevada. En cambio, típicamente utiliza reglas empíricas para explotar la correlación entre banda baja y banda alta. Mientras que la mayoría de las piezas musicales y de los segmentos de habla de voz presentan una elevada correlación entre banda de frecuencia elevada y baja, usualmente este no es el caso para segmentos de habla que no son de voz o fricativos. Los sonidos fricativos tienen muy poca energía en el intervalo de baja frecuencia, además de tener una elevada energía por encima de una determinada frecuencia. Si esta frecuencia es cercana a la frecuencia de transición, puede ser problemático generar la señal artificial por encima de la frecuencia de transmisión ya que en este caso la banda baja contiene partes de señal poco relevantes. Para abordar este problema, es útil una buena detección de tales sonidos.
[0009] El HE-AAC es un códec bien conocido que consiste en un códec conservador de la forma de onda para la banda baja ((AAC) y en un códec paramétrico para la banda alta (SBR). En el lado del decodificador, la señal de banda alta se genera transformando la señal de a Ac decodificada en el dominio de las frecuencias mediante un
banco de filtros QMF. Subsiguientemente, las subbandas de la señal de banda baja son copiadas a la banda alta (generación de contenido de alta frecuencia). Esta señal de banda alta se ajusta seguidamente en envolvente espectral, tonalidad y ruido de fondo en base a la información lateral paramétrica transmitida (ajuste del contenido de alta frecuencia generado). Dado que este procedimiento utiliza una estrategia de BWE guiada, por lo general una débil correlación entre banda alta y baja no es problemática y se puede superar transmitiendo los conjuntos de parámetro adecuados. Sin embargo, esto requiere una velocidad de bits adicional, lo que podría ser inaceptable para un escenario de aplicación dado.
[0010] El ITU Standard G.722.2 es un códec de locución que opera en el dominio del tiempo únicamente, es decir sin llevar a cabo ningún cálculo en el dominio de las frecuencias. Un decodificador de este tipo emite una señal en dominio del tiempo con una velocidad de muestreo de 12,8 kHz, que es subsiguientemente desmuestrado a 16 kHz. La generación del contenido de alta frecuencia (6,4- 7,0 kHz) se basa en la inserción de ruido de paso de banda. En la mayoría de los modos operativos, la configuración espectral del ruido se efectúa sin utilizar ninguna información lateral, solamente en el modo de operación con la mayor información de velocidad de bits acerca de la energía de ruido se trasmite en la corriente de bits. Por razones de sencillez, y dado que no todos los escenarios de aplicación pueden permitirse la transmisión de conjuntos paramétricos extra, en lo que sigue se describe solamente la generación de la señal de banda alta sin la utilización de ninguna información lateral.
[0011] Para generar la señal de banda alta, se escala una señal de ruido de manera que tenga la misma energía que la señal de excitación de núcleo. Para proporcionar más energía a las partes, que no son de voz, de la señal, se calcula una inclinación espectral e:
donde s es la señal de núcleo decodificada filtrada por paso alto con una frecuencia de corte de 400 Hz, n es el índice de la muestra. En el caso de segmentos de voz en los que hay menos energía presente a altas frecuencias, e se acerca a 1, mientras que para los siguientes, que no son de voz, e es cercano a cero. Para tener más energía en la señal de banda alta, para locución que no es de voz, la energía del ruido se multiplica por (1- e). Finalmente, la señal de ruido escalada se filtra mediante un filtro que se deriva del filtro LPC (Linear Predictive Coding, de Codificación Predictiva Linear) de núcleo mediante extrapolación en el dominio LSF (Line Spectral Frequency, Frecuencia Espectral en Línea).
[0012] La extensión no guiada de ancho de banda de G.722.2, que opera por completo en el dominio del tiempo, tiene los siguientes inconvenientes:
1. El contenido de HF generado se basa en ruido. Esto crea artefactos audibles si la señal de HF se combina con una señal de baja frecuencia tonal armónica (por ejemplo, música). Para evitar tales artefactos, el G.722.2 limita considerablemente la señal de HF generada, lo que también limita los potenciales beneficios del ancho de banda. Por lo tanto, lamentablemente también se limita la máxima mejora posible de la brillantez de un sonido o el máximo incremento obtenible en la comprensibilidad de una señal de locución.
2. Ya que esta extensión no guiada de ancho de banda opera en el dominio del tiempo, las operaciones de filtro ocasionan un retardo algorítmico adicional. Este retardo adicional reduce la calidad de la experiencia del usuario en los escenarios de comunicaron bidireccional o podría no estar permitido en términos de requerimiento de un estándar de tecnología de las comunicaciones dado.
3. Además, dado que el procesamiento de las señales se lleva a cabo en el dominio del tiempo, las operaciones de filtro son propensas a inestabilidades. Por otra parte, los filtros en dominio del tiempo tienen una elevada complejidad computacional.
4. Dado que solamente la suma global de la energía de la señal de banda alta está adaptada a la energía de la señal de núcleo (y además ponderada por la inclinación espectral), podría haber una significativa falta local de concordancia de energía en la frecuencia de transición entre el intervalo de frecuencias de la señal de núcleo (la señal justo por debajo de la frecuencia de transición) y la señal de banda alta. Por ejemplo, este será el caso especialmente para señales tonales que presentan una concentración de energía en el intervalo de las frecuencias muy bajas pero que contienen poca energía en el intervalo de las frecuencias superiores.
5. Por otra parte, es complejo desde el punto de vista de la computación estimar una pendiente espectral en la representación del dominio del tiempo. En el dominio de las frecuencias, una extrapolación de una pendiente espectral puede efectuarse de manera muy eficaz. Dado que la mayor parte de la energía de por ejemplo los
fricativos se concentra en el intervalo de altas frecuencias, los mismos pueden sonar como ruidos sordos si se aplica una energía conservadora y una estrategia de estimación de pendiente espectral como en G.722.2 (véase 1).
[0013] Para resumir, los esquemas de extensión de ancho de banda, no guiados o a ciegas, de la técnica anterior pueden requerir una significativa complejidad computacional en el lado del decodificador y sin embargo tener como resultado una limitada calidad de audio específicamente para sonidos de locución problemáticos tales como los fricativos. Además, los esquemas de ancho de banda guiados, aunque proveen una mejor calidad de audio y a veces requieren menos complejidad computacional en el lado del decodificador, no pueden proporcionar las sustanciales reducciones de velocidad de bits debido al hecho de que la información paramétrica adicional de la banda alta puede requerir una cantidad significativa de velocidad de bits adicional con respecto a la señal de audio de núcleo codificada.
[0014] El documento WO 2012017621 A1 describe un procedimiento, un sistema y un producto de programa informático para procesar una señal de audio codificada. El sistema recibe una señal de intervalo de baja frecuencia codificada e información de energía codificada utilizada para desplazar la frecuencia de la señal de intervalo de baja frecuencia codificada. La señal del intervalo de baja frecuencia se decodifica y se suaviza una depresión de energía de la señal decodificada. La señal de intervalo de baja frecuencia suavizada se desplaza en frecuencia para generar una señal de intervalo de alta frecuencia. La señal del intervalo de baja frecuencia y la señal del intervalo de alta frecuencia se combinan y emiten.
[0015] "Sistema de telecomunicaciones celulares digitales (Fase 2+); Sistema de telecomunicaciones móviles universales (UMTS); Funciones de procesamiento de códec de audio; Códec de velocidad múltiple adaptativa extendida - Banda ancha (AMR-WB+); Funciones de transcodificación (3GPP TS 26.290 versión 7.0.0 Publicación 7); ETSI TS 126 290", IEEE, LIS, SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX, FRANCIA, (20070301), vol. 3-SA4, n.° V7.0.0, ISSN 0000-0001 describe el códec AMR-WB+.
[0016] El documento WO 2011110031 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para codificar una señal de alta frecuencia, y se proporcionan un procedimiento y un dispositivo para decodificar una señal de alta frecuencia. El procedimiento para codificar una señal de alta frecuencia incluye: determinar la clase de señal de una señal de alta frecuencia de una trama actual; suavizar y escalar las envolventes de tiempo de la señal de alta frecuencia de la trama actual y obtener las envolventes de tiempo de la señal de alta frecuencia de la trama actual que requieren ser codificadas, si la señal de alta frecuencia de la trama actual es una señal NO TRANSITORIA y la señal de alta frecuencia de la trama anterior es una señal TRANSITORIA; cuantificar y codificar las envolventes de tiempo de la señal de alta frecuencia de la trama actual que requieren ser codificadas, y la información de frecuencia y la información de clase de señal de la señal de alta frecuencia de la trama actual. La información de clase de señal de la señal TRANSITORIA se utiliza cuando se cuantifica y codifica la información de clase de señal de la señal de alta frecuencia de la trama actual. Por lo tanto, se mejora el rendimiento de la señal TRANSITORIA y se reduce la desviación de las características de una señal de alta frecuencia restaurada de las características de una señal de alta frecuencia real.
[0017] El documento EP 2019391 A2 describe un aparato de decodificación de audio, un procedimiento de decodificación de audio y un programa de decodificación de audio que emplean una técnica de expansión de banda, en el que el aparato de decodificación de audio comprende: un separador de flujo de bits para separar un flujo de bits en un flujo de bit de baja frecuencia y un flujo de bits de alta frecuencia; un decodificador de baja frecuencia para decodificar el flujo de bits de baja frecuencia para generar una señal de audio de baja frecuencia; un divisor de subbanda para dividir la señal de audio de baja frecuencia en una pluralidad de señales de valor complejo en bandas de frecuencia respectivas para generar señales de subbanda de baja frecuencia; un extractor de coeficientes correctivos para calcular un coeficiente correctivo de energía basado en las señales de subbanda de baja frecuencia; un corrector de energía para corregir una energía objetivo descrita por el flujo de bits de alta frecuencia con el coeficiente corrector de energía para calcular una energía objetivo corregida; un expansor de banda para generar una señal de subbanda de alta frecuencia corrigiendo, en amplitud, la energía de la señal de una señal que se genera copiando y procesando las señales de subbanda de baja frecuencia según las instrucciones del flujo de bits de alta frecuencia, en la energía objetivo corregida; y un combinador de subbanda para combinar las bandas de las señales de subbanda de baja frecuencia y una parte real de la señal de subbanda de alta frecuencia entre sí con un filtro de combinación de subbanda para producir una señal de audio decodificada.
[0018] El documento US 2010/217606 A1 describe un aparato de expansión del ancho de banda de la señal configurado para expandir el ancho de banda de una señal de entrada, incluyendo el aparato: una sección de adquisición de tiempo configurada para adquirir información de tiempo; una sección de retención de prioridad configurada para retener información de prioridad de procesos, cada proceso separado de un proceso de expansión de ancho de banda; un controlador configurado para: realizar secuencialmente los procesos de un proceso que tiene una prioridad más alta usando la información de prioridad que tiene la sección de retención de prioridad, calcular el tiempo que toma el proceso usando la sección de adquisición de tiempo cuando finaliza el proceso y controlar si se realiza o no un siguiente proceso que tiene una prioridad secundaria según el tiempo que lleva el proceso; y una
sección de corrección de balance de frecuencia configurada para cambiar una característica de frecuencia de una señal expandida en un ancho de banda según el proceso realizado por el controlador.
[0019] Un objetivo de la presente invención es proporcionar un concepto mejorado para el procesamiento de audio en el contexto de las tecnologías de refuerzos de frecuencia no guiadas.
[0020] Este objetivo se logra mediante un aparato para generar una señal de frecuencia reforzada según la reivindicación 1, un procedimiento para generar una señal de audio de frecuencia reforzada según la reivindicación 12, un sistema que comprende un codificador y un aparato para generar una señal de audio de frecuencia reforzada según la reivindicación 13, un procedimiento correspondiente al sistema de la reivindicación 13, como se expone en la reivindicación 14 o un programa informático como se expone en la reivindicación 15.
[0021] La presente invención proporciona un esquema de refuerzo de frecuencia tal como un esquema de extensión de ancho de banda para códecs de audio. Este esquema apunta a extender o ampliar el ancho de banda de frecuencia de un códec de audio sin la necesidad de información lateral extra o con solamente una cantidad mínima significativamente reducida en comparación con una descripción paramétrica completa de bandas que faltan como en los esquemas de extensión guiada de anchos de banda.
[0022] Un aparato para generar una señal de frecuencia reforzada comprende una calculadora para calcular un valor que describe una distribución de energía con respecto a frecuencia en una señal de núcleo. Un generador de señales para generar una señal de refuerzo que comprende un intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de núcleo opera mediante la utilización de la señal de núcleo y seguidamente lleva a cabo una configuración de la señal de refuerzo o de la señal de núcleo de tal manera que la envolvente espectral de la señal de refuerzo dependa del valor que describe la distribución de energía.
[0023] Por lo tanto, la envolvente de la señal de refuerzo, o la señal de refuerzo se configura en base al valor que describe la distribución de la energía. Este valor puede calcularse fácilmente y este valor seguidamente define la forma completa de la envolvente o la forma completa de la señal de refuerzo. Por lo tanto, el decodificador puede operar con una baja complejidad y al mismo tiempo se obtiene una buena calidad de audio. Específicamente, la distribución de la energía en la señal de núcleo cuando se utiliza para la configuración espectral del refuerzo de la señal de frecuencia, tiene como resultado una buena calidad de audio incluso si el procesamiento del cálculo del valor de la distribución de la energía tal como un centroide espectral en la señal de núcleo y el ajuste de la señal de refuerzo en base a este centroide espectral es un procedimiento que es directo y puede llevarse a cabo mediante bajos recursos de computación.
[0024] Además, este procedimiento permite que la energía absoluta y la pendiente (roll-off, modificación) de la señal de banda alta se deriven de la energía absoluta y de la pendiente (roll-off, modificación) de la señal de núcleo, respectivamente. Se prefiere llevar a cabo estas operaciones en el dominio de las frecuencias de manera que puedan efectuarse de una manera eficiente en cuanto a computación, dado que la configuración de una envolvente espectral es equivalente a simplemente multiplicar la representación de las frecuencias por una curva de ganancia, y esta curva de ganancia se deriva del valor que describe la distribución de la energía con respecto a la frecuencia en la señal de núcleo.
[0025] Además es complejo desde el punto de vista de computación estimar con precisión y extrapolar una dada forma espectral en el dominio del tiempo. Por lo tanto, tales operaciones se llevan a cabo preferentemente en el dominio de las frecuencias. Por ejemplo, los sonidos fricativos típicamente tienen solamente una baja cantidad de energía a bajas frecuencias y una elevada cantidad de energía a frecuencias altas. El aumento de energía depende del sonido fricativo real y podría empezar solamente un poco por debajo de la frecuencia de transición. En el dominio del tiempo, es difícil detectar esta situación y es complejo desde el punto de vista de la computación obtener una extrapolación válida a partir de ello. Para los sonidos no fricativos se asegura que la energía del espectro artificial generado siempre decaiga al aumentar la frecuencia.
[0026] En un ejemplo adicional, se aplica un procedimiento de suavizado temporal. Se proporciona un generador de señales para generar una señal de refuerzo a partir de una señal de núcleo. Una porción de tiempo de la señal de refuerzo o de la señal de núcleo comprende señales de subbanda para una pluralidad de subbandas. Se proporciona un controlador para calcular la misma información de suavizado para la pluralidad de señales de subbanda del intervalo de frecuencias de refuerzo, y esta información de suavizado es seguidamente utilizada por el generador de señales para suavizar o alisar la pluralidad de señales de subbanda del intervalo de frecuencias de refuerzo, en particular mediante el uso de la misma información de suavizado o, como alternativa, cuando el suavizado se lleva a cabo antes de la generación de alta frecuencia, entonces la pluralidad de señales de subbanda de la señal de núcleo son suavizadas, todas ellas, mediante el uso de la misma información de suavizado. Este suavizado temporal evita la continuación de fluctuaciones rápidas y más pequeñas de energía, heredadas de la banda baja, a la banda alta, y por lo tanto conduce a una impresión perceptual más placentera. Las fluctuaciones de energía de banda baja son usualmente causadas por errores de cuantización del codificador de núcleo subyacente, que conducen a inestabilidades. El suavizado se adapta a las señales, dado que depende del estacionario (a largo
plazo) de la señal. Además, la utilización de una misma información de información de suavizado para todas las subbandas individuales asegura que la coherencia entre las subbandas no es cambiada por el suavizado temporal. En cambio, todas las subbandas son suavizadas de la misma manera, y la información de suavizado se deriva de todas las subbandas o desde solamente las subbandas en el intervalo de frecuencias de refuerzo. Por lo tanto, se obtiene una calidad de audio significativamente mejor en comparación con un suavizado individual de cada señal de subbanda individualmente.
[0027] La invención está relacionada con la realización de una limitación de la energía, preferentemente al final de la totalidad del procedimiento para generar la señal de refuerzo, donde el procedimiento según la invención es particularmente útil para esquemas de extensión de ancho de banda no guiados, pero puede ayudar en los esquemas de extensión de ancho de banda guiados, dado que los esquemas de extensión de ancho de banda no guiados son propensos a artefactos causados por componentes espectrales que sobresalen de manera no natural, especialmente en segmentos que tienen una inclinación espectral negativa. Estos componentes podrían conducir a ráfagas de ruido de elevada frecuencia. Para evitar una situación de este tipo, es preferible aplicar la limitación de la energía al final del procesamiento, lo que limita el incremento de energía con respecto a la frecuencia. En una implementación, la energía en una subbanda de QMF (Quadrature Mirror Filtering, Filtrado de espejo en cuadratura) k no debe exceder la energía en la subbanda QMF k-1. Esta limitación de la energía se realiza en una base de tiempo-ranura . De esta manera se asegura que se evitan cualesquiera situaciones no naturales en esquemas de extensión de ancho de banda, dado que es muy antinatural que una banda de mayor frecuencia tenga más energía que la banda de menor frecuencia o que la energía de una banda de mayor frecuencia se aproxime a un umbral predefinido, tal como un umbral de 3dB, que la energía en la banda inferior. Típicamente, todas las señales de locución/música tienen una característica de paso bajo, es decir, tienen un contenido de energía decreciente de manera monótona con respecto a la frecuencia. Esto puede aplicarse para una banda de extensión simple. Seguidamente se lleva a cabo la comparación de la limitación de la energía para lo cual se utiliza la energía de la banda de núcleo más alto. Esto puede aplicarse también para una pluralidad de bandas de extensión. A continuación, se limita la energía de una banda de extensión más baja para lo cual se utiliza la banda de núcleo más alto, y se limita la energía de una banda de extensión más alta con respecto a la banda de extensión segunda más alta.
[0028] Aunque las tecnologías de la configuración de la señal de refuerzo de la frecuencia, suavizado temporal de las señales de refuerzo de frecuencia de subbanda y limitación de la energía pueden llevarse a cabo individualmente y por separado entre sí, también es posible llevar a cabo estos procedimientos todos conjuntamente, preferible dentro de un esquema de refuerzo de frecuencia no guiado.
[0029] Además se hace referencia a las reivindicaciones dependientes que se refieren a realizaciones preferidas de la presente invención. Ejemplos para ilustrar la presente invención se describen posteriormente con respecto a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 ilustra un ejemplo que comprende las tecnologías de la formación de una señal de refuerzo de la frecuencia, del suavizado de la señal de subbanda y de la limitación de la energía;
las Figuras 2a-2c ilustran diferentes implementaciones del generador de señales de la Figura 1;
la Figura 3 ilustra porciones de tiempo individuales, donde una trama tiene una porción de tiempo larga y una ranura tiene una porción de tiempo corta y cada trama comprende una pluralidad de ranuras;
la Figura 4 ilustra un diagrama especial que indica la posición espectral de una señal de núcleo y una señal de refuerzo en una implementación de una aplicación de extensión de ancho de banda;
la Figura 5 ilustra un aparato para generar la señal de frecuencia reforzada mediante una formación espectral basado en el valor que describe una distribución de la energía de la señal de núcleo;
la Figura 6 ilustra una implementación de la tecnología de configuración;
la Figura 7 ilustra diferentes roll-offs (modificaciones) determinados por determinado centroide espectral;
la Figura 8 ilustra un aparato para generar la señal de frecuencia reforzada que comprende la misma información de suavizado para el suavizado de las señales de subbanda de la señal de núcleo o de la señal de refuerzo de la frecuencia;
la Figura 9 ilustra un procedimiento preferido aplicado por el controlador y el generador de señales de la Figura 8; la Figura 10 ilustra otro procedimiento aplicado por el controlador y el generador de señales de la Figura 8; la Figura 11 ilustra un aparato para generar una señal de frecuencia reforzada, que lleva a cabo un
procedimiento de limitación de la energía en la señal de refuerzo de tal manera que una banda más elevada de la señal de refuerzo pueda tener, como máximo, la misma energía de la banda inferior adyacente o, tiene una energía que es, como máximo, superior a un umbral predefinido;
la Figura Fig. 12a ilustra el espectro de la señal de refuerzo antes de la limitación;
la Fig. 12b ilustra el espectro de la Figura 12a después de la limitación;
la Figura 13 ilustra un proceso llevado a cabo por el generador de señales en una implementación;
la Figura 14 ilustra la aplicación simultánea de las tecnologías de la configuración, suavizado y limitación de la energía dentro de un dominio de banco de filtros; y
la Figura 15 ilustra un sistema que comprende un codificador y un decodificador de refuerzo de frecuencia no guiado.
[0030] La Figura 1 ilustra un aparato para generar una señal de frecuencia reforzada 140 en una implementación preferida, en la que las tecnologías de la configuración, suavizado temporal y limitación de la energía se llevan a cabo, todas ellas, conjuntamente. Sin embargo, estas tecnologías también pueden aplicarse individualmente como se expone en el contexto de las Figuras 5 a 7 para la tecnología de la configuración, de las Figuras 8 a 10 para la tecnología del suavizado y de las Figuras 11 a 13 para la tecnología de la limitación de la energía.
[0031] Es preferible que el aparato para generar la señal de frecuencia reforzada 140 de la Figura 1 comprenda un banco de filtros de análisis o un decodificador de núcleo 100 o cualquier otro dispositivo para proporcionar la señal de núcleo en el dominio de un banco de filtros tal como un dominio QMS, cuando el decodificador de núcleo emita señales de subbanda de QMF. Como alternativa, el banco de filtros de análisis 100 puede ser un banco de filtros de QMF u otro banco de filtros de análisis, cuando la señal de núcleo es una señal en el dominio del tiempo o se proporciona en cualquier otro dominio que no sea un dominio espectral o de subbanda.
[0032] Las señales de subbanda individuales de la señal de núcleo 110 que están disponibles en 120 se introducen seguidamente en un generador de señales 200 y la salida del generador de señales 200 es una señal de refuerzo 130. Esta señal de refuerzo 130 comprende un intervalo de frecuencias de refuerzo que no está incluido en la señal de núcleo 110 y el generador de señales genera esta señal de refuerzo no, por ejemplo mediante (solamente) ruido de configuración o similar, sino mediante la utilización de la señal de núcleo 110 o preferiblemente las señales de subbandas de núcleo 120. El banco de filtros de síntesis combina a continuación las subbandas de señal de núcleo 120 y una señal de refuerzo de frecuencia 130, y el banco de filtros de síntesis 300 emite a continuación la señal de frecuencia reforzada.
[0033] Básicamente, el generador de señales 200 comprende un bloque de generación de señales 202 que se indican como "generación de HF” donde HF representa “alta frecuencia”. Sin embargo, el refuerzo de frecuencia en la Figura 1 no se limita a la tecnología en la que se genera una frecuencia alta. En cambio, también es posible generar una frecuencia baja o una frecuencia intermedia e incluso pueda haber una regeneración de un orificio espectral en la señal de núcleo, es decir cuando la señal de núcleo tiene una banda superior y una banda inferior y cuando haya una banda intermedia que falte, como se conoce por ejemplo en el caso de relleno inteligente de huecos (IGF, intelligent gap filling). La generación de señal 202 puede comprender procedimientos de recopia como se conoce del procedimiento HE-AAC o de formación especular, es decir, donde a efectos de generar el intervalo de alta frecuencia o el intervalo de refuerzo de frecuencia, la señal de núcleo se refleja especularmente en lugar de ser recopiada.
[0034] Además, el generador de señales comprende una funcionalidad de configuración 204, que es controlada mediante el cálculo destinado a calcular un valor indicativo de la distribución de la energía con respecto a la frecuencia en la señal de núcleo 120. Esta configuración puede ser una configuración de la señal generada por el bloque 202 o como alternativa la configuración de la baja frecuencia, cuando se invierte el orden entre la funcionalidad 202 y 204, como se expone en el contexto de las Figuras 2a a 2c.
[0035] Otra funcionalidad es la funcionalidad del suavizado temporal 206 que es controlada por un controlador de suavizado 800. Una limitación de la energía 208 se lleva preferentemente a cabo al final del procedimiento, pero la limitación de la energía también puede ser colocada en cualquier otra posición en la cadena de funcionalidades de procesamiento 202 a 208 siempre y cuando se asegure que la señal combinada emitida por el banco de filtros de síntesis 300 satisfaga el criterio de la limitación de la energía de tal manera que una banda de frecuencia más alta no debe tener más energía que la banda de frecuencia inferior adyacente o de tal manera que la banda de mayor frecuencia no debe tener más energía en comparación con la banda de frecuencia inferior adyacente, donde el incremento se limita, como máximo, a un umbral predefinido tal como 3 dB.
[0036] En la Figura 2a se ilustra un orden diferente, en el que la configuración 204 se lleva a cabo conjuntamente con el suavizado temporal 206 y con la limitación de la energía 208 antes de llevarse a cabo la generación de HF 202. Por lo tanto, la señal de núcleo es configurada/suavizada/limitada y seguidamente la señal ya completamente configurada/suavizada//limitada es recopiada o reflejada especularmente en el intervalo de frecuencias de refuerzo. Además, es importante entender que el orden de los bloques 204, 206208 puede llevarse a cabo de cualquier manera así como también puede observarse cuando se compara la Figura 2a con los bloques correspondientes en la Figura 1.
[0037] La Figura 2b ilustra una situación en la cual el suavizado temporal y la configuración se lleva a cabo sobre la frecuencia baja o señal de núcleo, y la generación de HF se lleva seguidamente a cabo antes de la limitación de la energía 208. Además, la Figura 2c ilustra una situación en la cual la configuración de la señal se lleva a cabo con respecto a la señal de baja frecuencia y se lleva a cabo una subsiguiente generación de HF tal como mediante recopiado o reflejada especularmente para obtener la señal para el intervalo de frecuencias de refuerzo, y esta señal se suaviza a continuación 206 y se limita su energía 208.
[0038] Además, debe hacerse énfasis en que las funcionalidades de la configuración, suavizado temporal y limitación de la energía, pueden llevarse a cabo, todos ellas, mediante la aplicación de determinados factores a una señal de subbanda tal como se ilustra por ejemplo en la Figura 14. La configuración se implementa mediante multiplicadores 1402a, 1401a y 1400a para las bandas individuales i, i+1, i+2.
[0039] Además, el suavizado temporal se lleva a cabo mediante los multiplicadores 1402b, 1401b y 1400b. Adicionalmente, la limitación de la energía se lleva a cabo mediante factores de limitación 1402c, 1401c y 1400c para las bandas individuales i 2, i e i. Debido al hecho de que la totalidad de estas funcionalidades se implementan en esta realización mediante factores de multiplicación, cabe observar que todas estas funcionalidades también pueden aplicarse a las señales individuales de subbanda mediante un único factor de multiplicación 1402, 1401, 1400 para cada subbanda individual, y este factor de multiplicación “maestro” único sería entonces el producto de los factores individuales 1402a, 1402b y 1402c para una banda i 2, y la situación sería análoga para las otras subbandas i 1 e i. Por lo tanto, los valores de las muestras de subbanda reales/imaginarios para las subbandas son seguidamente multiplicados por este único factor de multiplicación “maestro” y se obtiene la salida como valores de muestras de subbandas reales/imaginarios multiplicados a la salida del bloque en 1402, 1401 ó 1400, que son seguidamente introducidos en el banco de filtros de síntesis 300 de la Figura 1. Por lo tanto, la salida de los bloques 1400, 1401, 1402, corresponde a la señal de refuerzo 1300 que típicamente abarca el intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de núcleo.
[0040] La Figura 3 ilustra un diagrama que indica diferentes resoluciones de tiempo utilizadas en el proceso de la generación de señales. Básicamente, la señal se procesa en forma de trama. Esto significa que el banco de filtros de análisis 100 se implementa preferentemente de manera que genere subsiguientes tramas en el tiempo 320 de señales de subbanda, donde cada trama 320 de señales de subbanda comprende una ranura o una pluralidad de ranura o ranuras de banco de filtros 140. Aunque en la Figura 3 se ilustran cuatro ranuras por trama, también puede haber 2, 3 o incluso más de cuatro ranuras por trama. Como se ilustra en la Figura 14, la configuración de la señal de refuerzo o la señal de núcleo en base a la distribución de la energía de la señal de núcleo se lleva a cabo a razón de una vez por trama. Por otra parte, el suavizado temporal se lleva a cabo con una elevada resolución del tiempo, es decir preferiblemente una vez por cada ranura 340, y la limitación de la energía puede llevarse a cabo una vez más a razón de una vez por trama cuando se requiera una baja complejidad, o una vez por ranura cuando una complejidad más elevada no es problemática para la implementación específica.
[0041] La Figura 4 ilustra una representación de un espectro que tiene cinco subbandas 1, 2, 3, 4, 5 en el intervalo de frecuencias de señales de núcleo. Además, el ejemplo de la Figura 4 tiene cuatro señales de subbanda o subbandas 6, 7, 8, 9 en el intervalo de señales de refuerzo y el intervalo de señales de núcleo y el intervalo de señales de refuerzo están separados por una frecuencia de transición 420. Además se ilustra una banda de frecuencia de inicio 410, que se utiliza para calcular el valor que describe una distribución de la energía con respecto a la frecuencia con el fin de la configuración 204 como se expondrá con detalle en lo que sigue. Este procedimiento asegura que la subbanda más baja, o una pluralidad de subbandas más bajas, no se utilizan para el cálculo del valor que describe la distribución de la energía con respecto a la frecuencia con el fin de obtener un mejor ajuste de la señal de refuerzo.
[0042] Posteriormente, se ilustra una implementación de la generación 202 del intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de núcleo mediante la utilización de la señal de núcleo.
[0043] Con el fin de generar la señal artificial por encima de la frecuencia de transición, típicamente se copian valores de QMF desde el intervalo de frecuencias por debajo de la frecuencia de transición (“parcheado”) hasta dentro de la banda alta. Esto operación de copia puede efectuarse simplemente desplazando muestras de QMF desde el intervalo de frecuencia inferior hasta el área situada por encima de la frecuencia de transición o mediante la reflexión especular adicional de estas muestras. La ventaja de la reflexión especular es que la señal situada justo por debajo de la frecuencia de transición y la señal artificial generada tendrán una energía muy similar
y una estructura armónica muy similar en la frecuencia de transición. La reflexión especular o recopiado puede aplicarse a una única subbanda de la señal de núcleo o a una pluralidad de subbandas de la señal de núcleo.
[0044] En el caso de dicho banco de filtros de QMF, es preferible que el parche reflejado especularmente consista en el conjugado complejo negativo de la banda de base, a efectos de minimizar un efecto perjudicial sobre la subbanda en la región de transición:
Qr(t, xover f — 1) = — Qr(t, xover — f ) i f = l..nBands
Qi(t, xover + / - ! ) = Qi(t, xover - / ) ; / = i .. nfftrncis
[0045] En este caso, Qr(t,f) es el valor real del QMF en el índice de tiempo t e índice de subbanda f y Qi(t,f) es el valor imaginario; xover es la subbanda de QMF que se refiere a la frecuencia de transición; nBands es el número entero de bandas que se van a extrapolar. El signo menos en la parte real designa la operación compleja conjugada negativa.
[0046] Es preferible que la generación de HF 202 o en términos generales la generación del intervalo de frecuencias de refuerzo se base en una representación de subbandas proporcionada por el bloque 100. Preferiblemente, el aparato según la invención para generar una señal de frecuencia reforzada debe ser un decodificador de múltiples anchos de banda que sea capaz de remuestrear la señal decodificada 110 con el fin de variar frecuencias de muestreo, para soportar salidas de por ejemplo banda estrecha, ancho de banda y banda super-ancha. Por ello, el banco de filtros de QMF toma la señal del dominio del tiempo decodificado como entrada. Mediante la introducción de ceros en el dominio de frecuencias, es posible utilizar el banco de filtros de QMF para remuestrear la señal decodificada, y es preferible que se utilice el mismo filtro de bancos de QMF para crear la señal de banda alta.
[0047] Es preferible que el aparato para generar una señal de frecuencia reforzada pueda operar de manera que lleve a cabo todas las operaciones en el dominio de las frecuencias. Por lo tanto, un sistema existente que ya tenga una representación interna del dominio de las frecuencias en un lado de decodificador se extiende o amplía como se ilustra en la Figura 1 por el hecho de indicar el bloque 100 como un “decodificador de núcleo” que ya proporciona, por ejemplo, una señal de salida en el dominio del banco de filtros de QMF.
[0048] Esta representación se utiliza simplemente para tareas adicionales tales como la conversión de coeficientes de muestreo y otras manipulaciones de señales que se efectúan preferentemente en el dominio de las frecuencias (por ejemplo, la inserción del ruido de confort configurado, el filtrado de paso alto/paso bajo). Por lo tanto no es necesario calcular ninguna transformación adicional en tiempo- frecuencia.
[0049] En lugar de utilizar ruido para el contenido de HF, se genera la señal de banda alta en base a la señal de banda baja solamente en esta realización. Esto puede efectuarse mediante recopiado o replegado (reflexión especular) en el dominio de las frecuencias. Por lo tanto, se asegura una señal de banda alta con la misma estructura fina armónica y temporal que la señal de banda baja. Esto permite evitar un plegado, que es costoso desde el punto de vista computacional de la señal, en el dominio del tiempo y un retardo adicional.
[0050] A continuación se expone la funcionalidad de la tecnología de configuración 204 de la Figura 1 en el contexto de las Figuras 5, 6 y 7, donde es posible efectuar la configuración en el contexto de la Figura 1, 2a-2c o por separado e individualmente junto con otras funcionalidades conocidas de otras tecnologías de refuerzo de la frecuencia, guiadas o no guiadas.
[0051] La Figura 5 ilustra un aparato para generar una señal de frecuencia reforzada 140 que comprende una calculadora 500 para calcular un valor que describe una distribución de la energía con respecto a la frecuencia en una señal de núcleo 120. Por otra parte, el generador de señales 200 está configurado para generar una señal de refuerzo que comprende un intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de núcleo de la señal de núcleo como se ilustra mediante la línea 502. Por otra parte, el generador de señales 200 está configurado para formar la señal de refuerzo tal como la salida por el bloque 202 en la Figura 1 o la señal de núcleo 120 en el contexto de la Figura 2a de tal manera que una envolvente espectral de la señal de refuerzo dependa del valor que describe la distribución de la energía.
[0052] Es preferible que el aparato comprenda adicionalmente un combinador 300 para combinar la señal de refuerzo 130 emitida por el bloque 200 y la señal de núcleo 120 con el fin de obtener la señal de frecuencia reforzada 140. Se prefieren operaciones adicionales tales como el suavizado temporal 206 o la limitación de la energía 208 para seguir procesando la señal configurada, pero en determinadas implementaciones no son absolutamente necesarias.
[0053] El generador de señales 200 está configurado para formar la señal de refuerzo de tal manera que se
obtenga una primera disminución en la envolvente espectral desde una primera frecuencia en el intervalo de frecuencias de refuerzo a una segunda frecuencia más alta en el intervalo de frecuencias de refuerzo, para un primer valor que describe la distribución de la energía. Además, se obtiene una segunda disminución en la envolvente espectral desde la primera frecuencia en el intervalo de refuerzo a la segunda frecuencia en el intervalo de refuerzo, para un segundo valor que describe una segunda distribución de energía. Si la segunda frecuencia es mayor que la primera frecuencia, y la segunda disminución en la envolvente espectral es mayor que la primera disminución en la envolvente espectral, entonces el primer valor indica que la señal de núcleo tiene una concentración de energía en un intervalo de frecuencias superior de la señal de núcleo en comparación con el segundo valor que describe una concentración de energía en un intervalo de frecuencias menor de la señal de núcleo.
[0054] Es preferible que la calculadora 500 esté configurada para calcular una medida para un centroide espectral de una trama vigente en calidad de valor de información acerca de la distribución de la energía. A continuación, el generador de señales 200 configura según esta medida un centroide espectral de tal manera que resulte un centroide espectral a una mayor frecuencia en una pendiente más reducida de la envolvente espectral en comparación con un centroide espectral a menor frecuencia.
[0055] La información acerca de la distribución de la energía calculada por la calculadora de la distribución de la energía 500 se calcula sobre una porción de frecuencia de la señal de núcleo empezando en la primera frecuencia y terminando en la segunda frecuencia que es superior a la primera frecuencia. La primera frecuencia es inferior a una frecuencia más baja en la señal de núcleo, tal como se ilustra por ejemplo en 410 en la Figura 4. Es preferible que la segunda frecuencia sea la frecuencia de transición 420 pero también puede ser una frecuencia inferior a la frecuencia de transición 420 en función del caso. Sin embargo, se prefiere extender la segunda frecuencia utilizada para calcular la medida para la distribución espectral en el mayor grado posible hacia la frecuencia de transición 420, obteniéndose de esta manera una mejor calidad de audio.
[0056] En una realización, se aplica el procedimiento de la Figura 6 mediante la calculadora de la distribución de energía 500 y el generador de señales 200. En la etapa 602, se calcula un valor de energía para cada banda de la señal de núcleo indicada en E(i). Seguidamente, en el bloque 604 se calcula un único valor de distribución de energía tal como sp utilizado para el ajuste de todas las bandas del intervalo de frecuencias de refuerzo. Seguidamente, en la etapa 606 se calculan valores de ponderación para la totalidad de las bandas del intervalo de frecuencias de refuerzo utilizando a tal efecto un único valor, mientras que los factores de ponderación son preferentemente attf.
[0057] A continuación, en una etapa 608 llevada a cabo por el generador de señales 208, se aplican los factores de ponderación a las partes reales e imaginarias de las muestras de subbandas.
[0058] Los sonidos fricativos se detectan calculando el centroide espectral de la trama actual en el dominio de QMF. El centroide espectral es una medida que tiene un intervalo de 0,0 a 1,0. Un centroide espectral elevado (un valor cercano a uno) significa que la envolvente espectral del sonido tiene una pendiente ascendente. Para las señales de locución esto significa que lo más probable es que la trama actual contenga un fricativo. Cuanto más cercano sea el valor del centroide espectral a uno, más pronunciada es la pendiente de la envolvente espectral o más concentrada está la energía en el intervalo de frecuencias superiores.
[0059] El centroide espectral se calcula según:
donde E(i) es la energía de la subbanda de QMF i y start es el índice de subbanda de QMF referida a 1 kHz. Las subbandas de QMF copiadas se ponderan con el factor attf:
donde att = 0,5 * sp + 0,5. Por lo general, puede calcularse att mediante la siguiente ecuación:
donde p es un polinomio. Es preferible que el polinomio sea de grado 1:
donde a, b o en términos generales los coeficientes del polinomio son todos ellos entre 0 y 1.
[0060] Además de la ecuación anterior es posible aplicar otras ecuaciones que tienen un rendimiento comparable. Tales otras ecuaciones son como sigue:
[0061] En particular, el valor ai debería ser tal que el valor sea superior para i superior y, lo que es importante, los valores bi sean más bajos que los valores ai al menos para el índice i > 1. Por lo tanto, se obtiene un resultado similar, pero con una ecuación diferente en comparación con la ecuación anterior. Por lo general, ai i, bi son valores crecientes o decrecientes de manera monótona con i.
[0062] Además, se hace referencia a la Figura 7. La Figura 7 ilustra factores de ponderación individuales attf para diferentes valores de distribución de la energía sp. Cuando sp es igual a 1, entonces la totalidad de la energía está concentrada en la banda más elevada de la señal de núcleo. Entonces att es igual a 1 y los factores de ponderación attf son constantes sobre la frecuencia, como se ilustra en 700. Por otra parte, cuando la energía completa en la señal de núcleo está concentrada en la banda más baja de la señal de núcleo, entonces sp es igual a 0 y att es igual a 0,5 y el correspondiente transcurso de los factores de ajuste sobre frecuencia, ilustrado en 706.
[0063] Los trascursos de los factores de formación con respecto a la frecuencia indicados en 702 y 704 sirven para correspondientes valores de distribución espectral crecientes. Por lo tanto, para el elemento 704, el valor de la distribución de la energía es superior a 0 pero menor que el valor de la distribución de la energía para el elemento 702, como se indica mediante la flecha paramétrica 708.
[0064] La Figura 8 ilustra un aparato para generar una señal de frecuencia reforzada mediante la tecnología de suavizado temporal. El aparato comprende un generador de señales 200 para generar una señal de refuerzo desde una señal de núcleo 120, 110 donde la señal de refuerzo comprende un intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de núcleo. Una porción de tiempo actual tal como una trama 320 y preferiblemente una ranura 340 de la señal de refuerzo de la señal de núcleo comprende señales de subbanda para una pluralidad de subbandas.
[0065] Un controlador 800 sirve para calcular la misma información de suavizado 802 para la pluralidad de señales de subbanda del intervalo de frecuencias de refuerzo o de la señal de núcleo. Por otra parte, el generador de señales 200 está configurado para suavizar la pluralidad de señales de subbanda del intervalo de frecuencias de refuerzo mediante la utilización de la misma información de suavizado 802 o para suavizar la pluralidad de señales de subbandas de la señal de núcleo mediante la utilización de la misma información de suavizado 802. En la Figura 8, la salida del generador de señales 200 es una señal de refuerzo suave que se puede introducir a continuación en un combinador 300. Como se expone en el contexto de las Figuras 2a- 2c, el suavizado 200 puede llevarse a cabo en cualquier lugar en la cadena de procesamiento de la Figura 1 o incluso puede efectuarse individualmente en el contexto de cualquier otro esquema de refuerzo de frecuencias.
[0066] El controlador 800 esta preferiblemente configurado para calcular la información de suavizado mediante la utilización de una energía combinada de la pluralidad de señales de subbanda de la señal de núcleo y de la señal de refuerzo de frecuencia o mediante la utilización únicamente de la señal de refuerzo de frecuencia de la porción de tiempo. Por otra parte, se utiliza una energía promedio de la pluralidad de señales de subbanda de la señal de núcleo y de la señal de refuerzo de frecuencias o de la señal de núcleo únicamente de una o más porciones de tiempo anterior que preceden a la porción de tiempo actual. La información de suavizado es un factor de corrección individual para la pluralidad de señales de subbanda del intervalo de frecuencia de refuerzo en todas las bandas y por ello el generador de señales 200 está configurado para aplicar el factor de corrección a la pluralidad de señal de subbanda del intervalo de frecuencias de refuerzo.
[0067] Como se expone en el contexto de la Figura 1, el aparato comprende además un banco de filtros 100 o un proveedor para proporcionar la pluralidad de señales de subbanda de la señal de núcleo para una pluralidad de ranuras del filtro de bancos subsiguientes en el tiempo. Por otra parte, el generador de señales está configurado para derivar la pluralidad de señales de subbanda del intervalo de frecuencias de refuerzo para la pluralidad de ranuras del banco de filtros subsiguientes en el tiempo mediante la utilización de la pluralidad de señales de subbanda de la señal de núcleo, y el controlador 800 está configurado para calcular una información de suavizado individual 802 para cada ranura del banco de filtros y, a continuación, se lleva a cabo el suavizado, para cada ranura
del banco de filtros, con una nueva información de suavizado individual.
[0068] El controlador 800 está configurado para calcular un valor de control de la intensidad del suavizado en base a la señal de núcleo o de la señal de refuerzo de frecuencia de la porción de tiempo actual y en base a una o más porciones de tiempo anteriores, y seguidamente se configura el controlador 800 para calcular la información de suavizado para lo cual utiliza el valor de control del suavizado de tal manera que la intensidad del suavizado varía en función de una diferencia entre una energía de la señal de núcleo o de la señal de refuerzo de frecuencia de la porción de tiempo actual y la energía promedio de la señal de núcleo o de la señal de refuerzo de frecuencia de la una o más porciones de tiempo anteriores.
[0069] Se hace referencia a la Figura 9 que ilustra un procedimiento llevado a cabo por el controlador 800 y el generador de señales 200. La etapa 900, que es llevada a cabo por el controlador 800, comprende encontrar una decisión acerca de la intensidad del suavizado que puede encontrarse por ejemplo en base a una diferencia entre la energía de la porción de tiempo vigente y una energía promedio en una o más porciones de tiempo anteriores, pero también podría utilizarse cualquier otro procedimiento para tomar decisiones acerca de la intensidad del suavizado. Debe utilizarse una alternativa, en lugar o en adición de ranuras de tiempo futuras. Otra alternativa consiste en que solamente se dispone de una única transformada por trama y entonces se suavizaría a lo largo de tramas de tiempos posteriores. Sin embargo, estas dos alternativas pueden introducir un retardo. Esto no es problemático en las aplicaciones en las que un retardo no es un problema, tal como una aplicación en continuo. Para aquellas aplicaciones en las que un retardo es problemático, tales como para una comunicación de dos vías en las que se utilizan por ejemplo teléfonos móviles, se prefieren las tramas pasadas o anteriores con respecto a las tramas futuras, ya que la utilización de las tramas pasadas no introduce un retardo.
[0070] A continuación, en la etapa 902 se calcula una información de suavizado en base a la decisión de la intensidad de suavizado de la etapa 900. Esta etapa 902 también es llevada a cabo por el controlador 800. A continuación, el generador de señales 200 lleva a cabo 904 que comprende la aplicación de la información de suavizado a varias bandas, en las que se aplica una y la misma información de suavizado 802 a esas diversas bandas tanto en la señal de núcleo como en el intervalo de frecuencias de refuerzo.
[0071] La Figura 10 ilustra un procedimiento preferido para la implementación de la secuencia de etapas de la Figura 9. En la etapa 1000, se calcula una energía de una ranura actual. A continuación, en la etapa 1020, se calcula una energía promedio de una de las ranuras anteriores. A continuación, en la etapa 1040, se determina un coeficiente de suavizado para la ranura actual en base a la diferencia entre los valores obtenidos por los bloques 1000 y 1020. A continuación, la etapa 1060 comprende el cálculo de un factor de corrección para la ranura actual, y las etapas 1000 a 1060 se llevan a cabo, todas ellas, por el controlador 800. A continuación, en la etapa 1080, que es llevada a cabo por el generador de señales 200, se lleva a cabo la operación real del suavizado, es decir se aplica el factor de corrección correspondiente a la totalidad de las señales de subbanda dentro de una ranura.
[0072] En una realización, el suavizado temporal se lleva a cabo en dos etapas:
Decisión acerca de la intensidad del suavizado. Para la decisión acerca de la intensidad del suavizado, se evalúa el estacionario de la señal a lo largo del tiempo. Una manera posible para llevar a cabo esta evaluación consiste en comparar la energía de la ventana actual a corto plazo o ranura de tiempo de QMF con valores de energía promedio de ventanas anteriores a corto plazo de ranuras de tiempo QMF. Para reducir la complejidad esto puede evaluarse para la porción de banda alta solamente. Cuanto más cerca se encuentren los valores de energía comparados entre sí, la intensidad del suavizado debería ser inferior. Esto se refleja en un coeficiente de suavizado a, donde 0 < a < 1. Cuanto mayor sea a, mayor será la intensidad del suavizado
[0073] Aplicación del suavizado a la banda alta. El suavizado se aplica para la porción de banda alta sobre una base de ranura del tiempo de QMF. Por ello la energía de banda alta de la ranura de tiempo actual Ecurrt se adapta a una energía de banda alta promedio Eavgt de una o de múltiples ranuras de tiempo de QMF anteriores:
[0074] Ecurr se calcula como la suma de energías de QMF de banda elevada en una ranura de tiempo dada:
[0075] Eavg es el promedio móvil a lo largo del tiempo, de las energías:
donde start y stop son los límites del intervalo utilizado para calcular el promedio móvil.
[0076] Los valores de QMF real e imaginario utilizados para la síntesis se multiplican con un factor de corrección currFac:
Qrt j
=
currFac Qrtj
Qit,f
=
currFac Qtti*
que se deriva deEcurry de Eavg:
[0077] El factor a puede ser fijo o depender de la diferencia de la energía de Ecurr y Eavg.
[0078] Como ya se expuso en la Figura 14, la resolución en tiempo para el suavizado temporal se ajusta de manera que sea superior a la resolución en tiempo de la configuración de la resolución en tiempo de la tecnología de limitación de la energía. Esto asegura que se obtenga un desarrollo temporalmente suave de las señales de suma mientras que, al mismo tiempo, la configuración, más intensiva desde el punto de vista de computación, tiene que llevarse a cabo solamente a razón de una vez por trama. Sin embargo, no se lleva a cabo cualquier suavizado desde una subbanda a la subbanda, es decir, en la dirección de la frecuencia, ya que, como se ha descubierto, esto reduce sustancialmente la calidad subjetiva para el oyente.
[0079] Se prefiere utilizar la misma formación de suavizado tal como el factor de corrección para todas las subbandas en el intervalo de refuerzo. Sin embargo, también puede ser una implementación en la que se aplica la misma información de suavizado no para todas las bandas sino para un grupo de bandas, donde un grupo de este tipo tiene al menos dos subbandas.
[0080] En la Figura 11 se ilustra otro aspecto orientado a la tecnología de la limitación de la energía 208 ilustrada en la Figura 1. Específicamente, en la Figura 11 se ilustra un aparato para generar una señal de frecuencia reforzada que comprende el generador de señales 200 para generar una señal de refuerzo, comprendiendo la señal de refuerzo un intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de núcleo. Por otra parte, una porción de tiempo de la señal de refuerzo comprende señales de subbanda para una pluralidad de subbandas. Adicionalmente, el aparato comprende un banco de filtro de síntesis 300 para generar la señal de frecuencia reforzada 140 para lo cual se utiliza la señal de refuerzo 130.
[0081] Con el fin de implementar el procedimiento de la limitación de la energía, el generador de señales 200 está configurado para llevar a cabo una limitación de la energía con el fin de asegurar que la señal de frecuencia reforzada 140 obtenida por el banco de filtros de síntesis 300 es tal que una energía de una banda superior es, como máximo, igual a una energía en una banda inferior o superior a la energía en una banda inferior, como máximo, en un umbral predefinido.
[0082] El generador de señales se implementa preferiblemente para asegurar que una k de subbanda de QMF superior no debe exceder la energía en la subbanda d QMF k-1. Sin embargo, el generador de señales 200 también puede implementarse de manera que permita un determinado aumento incremental que puede ser preferiblemente un umbral de 3 dB, y un umbral puede ser preferiblemente de 2 dB e incluso más preferiblemente de 1 dB o incluso menor. El umbral predeterminado puede ser una constante para cada banda o ser en función de un centroide espectral previamente calculado. Una dependencia preferida es que el umbral se hace más pequeño a medida que el centroide se acerca a frecuencias inferiores, es decir, se hace más pequeño, mientras que el umbral puede hacerse más grande cuanto más cercano sea el centroide a frecuencias superiores o el sp se acerque al
valor 1.
[0083] En otra implementación, el generador de señales 200 está configurado para examinar una señal de primera subbanda y para examinar una señal de segunda subbanda que es adyacente en frecuencia a la primera subbanda y que tiene una frecuencia de centro que es superior a una frecuencia de centro de la primera subbanda, y el generador de señales no limitará la señal de la segunda subbanda, cuando una energía de la señal de la segunda subbanda es igual a una energía de la señal de la primera subbanda o cuando la energía de la señal de la segunda subbanda es superior a la energía de la señal de la primera subbanda en menos de un umbral predefinido.
[0084] Por otra parte, el generador de señales está configurado para formar una pluralidad de operaciones de procesamiento en una secuencia ilustrada, por ejemplo, en la Figura 1 o en las Figuras 2a-2c. Seguidamente el generador de señales lleva preferentemente a cabo la limitación de la energía en un final de la secuencia para obtener la señal de refuerzo 130 introducida en el filtro del banco de síntesis 300. Por lo tanto, el banco de filtros de síntesis 300 está configurado para recibir, como entrada, la señal de refuerzo 130 generada al final de la secuencia por el proceso final de la limitación de la energía.
[0085] Por otra parte, el generador de señales está configurado para llevar a cabo la configuración espectral 204 o el suavizado temporal 206 antes de la limitación de la energía.
[0086] En una realización preferida, el generador de señales 200 está configurado para generar la pluralidad de señales de subbanda de la señal de refuerzo mediante la reflexión especular de una pluralidad de subbandas de la señal de núcleo.
[0087] Para la reflexión especular, es preferible llevar a cabo el procedimiento de negación tanto de la parte real como de la parte imaginaria, como se expuso anteriormente.
[0088] En otra realización, el generador de señales está configurado para calcular un factor de corrección limFac y este factor de corrección limFac se aplica a continuación a las señales de subbanda del núcleo o al intervalo de frecuencias de refuerzo del siguiente modo:
Sea Ef la energía de una banda promedio sobre un intervalo de tiempo stop-start:
stop
E f - ^ Qr í f 2 Q h .;2
t - s t n r t
[0089] Si esta energía supera la energía promedio de la banda anterior en algún grado, la energía de esta banda se multiplica por un factor de corrección/limitación limFac:
y los valores de QMF real e imaginario se corrigen mediante:
Q r t ,f = H w -F c ic Q r t j
Qif t — limFac Qlt,f
[0090] El factor o umbral predeterminado fac puede ser una constante para cada banda, o depender del centroide espectral previamente calculado.
[0091] "Qrtf es una parte real limitada de la energía de la señal de subbanda en la subbanda indicada por f. "Qrtf es la parte imaginaria correspondiente de una señal de subbanda subsiguiente a la limitación de la energía en una subbanda f. Qrtf y Qit,f son partes correspondientes real e imaginaria de las señales de subbanda antes de la limitación de la energía tales como las señales de subbanda directamente cuando no se lleva a cabo ninguna configuración ni suavizado temporal sobre las señales de subbanda configuradas y temporalmente suavizadas.
[0092] En otra implementación, el factor de limitación limFac se calcula mediante la siguiente ecuación:
[0093] En esta ecuación, Elim es la energía de limitación que es típicamente la energía de la banda inferior o la energía de la banda inferior incrementada mediante el determinado fac de umbral. Ef(i) es la energía de la banda vigente f o i.
[0094] Se hace referencia a las Figuras 12a y 12b que ilustran un determinado ejemplo en el que hay siete bandas en el intervalo de frecuencias de refuerzo. La banda 1202 es mayor que la banda 1201 en cuanto a energía. Por lo tanto, como se pone de manifiesto en la Figura 12b, la banda 1202 es de energía limitada como se indica en 1250 en la Figura 12b para esta banda. Por otra parte, las bandas 1205, 1204 y 1206 son, todas ellas, mayores que la banda 1203. Por lo tanto, la totalidad de las tres bandas son de energía limitada como se ilustra en 1250 en la Figura 12b. Las únicas bandas no limitadas que permanecen son las bandas 1201 (ésta es la primera banda en el intervalo de reconstrucción) y las bandas 1203 y 1207.
[0095] Como se destaca, en la Figuras 12a/12b se ilustra la situación en la que la limitación es tal que una banda superior no debe tener más energía que una banda inferior. Sin embargo, la situación parecería un poco diferente si se permitiera un determinado incremento.
[0096] La limitación de la energía puede aplicarse para una banda de extensión simple. En tal caso, la comparación o limitación de la energía se efectúa mediante la energía de la banda de núcleo más elevada. Esto puede aplicarse también para una pluralidad de bandas de extensión. En tal caso se limita la energía de una banda de extensión más baja mediante la utilización de la banda de núcleo más elevada, y se limita la energía de una banda de extensión más elevada con respecto a la banda segunda de máxima extensión.
[0097] La Figura 15 ilustra un sistema de transmisión, o en términos generales, un sistema que comprende un codificador 1500 y un decodificador 1510. El codificador es preferentemente un codificador para generar la señal de núcleo codificada que lleva a cabo una reducción del ancho de banda, o que en términos generales suprime diversos intervalos de frecuencia en la señal de audio original 1501, que no debe ser necesariamente un intervalo de frecuencia superior completo ni banda superior, pero que también puede ser cualquier banda de frecuencias situada entre bandas de frecuencias de núcleo. A continuación, la señal de núcleo codificada se transmite desde el codificador 1500 al decodificador 1510 sin ninguna información lateral, y el decodificador 1510 lleva a cabo a continuación un refuerzo no guiado de las frecuencias para obtener la señal de refuerzo de frecuencia 140. Por lo tanto, el decodificador se puede implementar como se expone en cualquiera de las Figuras 1 a 14.
[0098] Aunque la presente invención se ha descrito en el contexto de diagramas de bloque donde los bloques representan componentes de hardware reales o lógicos, también es posible implementar la presente invención mediante un procedimiento implementado por ordenador. En este último caso, los bloques representan etapas de procedimiento correspondientes donde estas etapas representan las funcionalidades llevadas a cabo por los correspondientes bloques de hardware lógicos o físicos.
[0099] Aunque algunos aspectos se han descrito en el contexto de un aparato, es evidente que estos aspectos también representan una descripción del procedimiento correspondiente, donde un bloque o dispositivo corresponde a una etapa del procedimiento o a un rasgo de una etapa de procedimiento. De manera análoga, los aspectos descritos en el contexto de una etapa del procedimientoDDDDDDDD ^representan también una descripción de un bloque correspondiente o elemento o aspecto de un aparato correspondiente. Algunas, o la totalidad de, las etapas del procedimiento se pueden llevar a cabo mediante un aparato de hardware, o mediante la utilización de dicho aparato de hardware, tal como por ejemplo, un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunas realizaciones, una o más de las etapas más importantes del procedimiento pueden ser llevadas a cabo por un aparato de este tipo.
[0100] La señal transmitida o codificada, inventiva, se puede almacenar en un medio de almacenamiento digital, o puede transmitirse mediante un medio de transmisión tal como un medio de transmisión inalámbrico o un medio de transmisión por cable tal como Internet.
[0101] En función de determinados requisitos de la implementación, las realizaciones de la invención se pueden implementar en hardware o en software. La implementación puede llevarse a cabo mediante un medio de almacenamiento digital tal como un disco flexible, un DVD, un Blu-Ray, un CD, una ROM, una PROM; y EPROM; una EEPROM o una memoria FLASH, que tengan señales de control electrónicamente legibles almacenadas en él, que cooperen (o que sean capaces de cooperar) con un sistema informático programable de tal manera que se lleve
a cabo el procedimiento respectivo. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por ordenador.
[0102] Algunas implementaciones ejemplares comprenden un soporte de datos que tiene señales de control electrónicamente legibles, que son capaces de cooperar con un sistema informático programable, para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0103] En términos generales, las realizaciones de la presente invención pueden implementarse como un producto de programa informático con un código de programa, siendo el código del programa operativo para llevar a cabo uno de los procedimientos cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador. El código de programa puede almacenarse por ejemplo en un soporte legible por máquina.
[0104] Otras implementaciones comprenden el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente, almacenados en un portador legible por máquina.
[0105] Por ello y en otras palabras, una forma de realización del procedimiento inventivo consiste en un programa de computadora que tiene un código de programa para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invención, cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.
[0106] Por ello, otra implementación ejemplar es un soporte de datos (o un medio de almacenamiento no transitorio tal como un medio de almacenamiento digital, o un medio legible por ordenador) que comprende, grabado o registrado en él, el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invención. El soporte de datos, el medio de almacenamiento digital o medio grabado son típicamente tangibles y/o no transitorios.
[0107] Por lo tanto, otra implementación ejemplar es una corriente de datos o en una secuencia de señales que representan el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invención. La corriente de datos o la secuencia de señales pueden estar configuradas, por ejemplo, para ser transferidas por medio de una conexión de comunicación de datos, por ejemplo, por medio de Internet.
[0108] Otra implementación ejemplar comprende un medio de procesamiento, por ejemplo un ordenador o un dispositivo lógico programable, configurado o adaptado para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0109] Otra implementación ejemplar comprende un ordenador que lleva instalado en él el programa informático para llevar a cabo uno los procedimientos descritos en esta invención.
[0110] Otra implementación ejemplar comprende un aparato o un sistema configurados para transferir (por ejemplo, electrónica u ópticamente) un programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invención, a un receptor. El receptor puede ser, por ejemplo, un ordenador, un dispositivo móvil, un dispositivo de memoria o similar. El aparato o sistema puede comprender, por ejemplo, un servidor de archivos para transferir el programa informático al receptor.
[0111] En algunas implementaciones ejemplares, es posible utilizar un dispositivo lógico programable (por ejemplo, una matriz de puerta programable en el campo) para llevar a cabo algunas o la totalidad de las funcionalidades de los procedimientos descritos en esta invención. En algunas implementaciones ejemplares la matriz de puerta programable en el campo puede cooperar con un microprocesador con el fin de llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en esta invención. En términos generales es preferible llevar a cabo los procedimientos mediante cualquier aparato de hardware.
[0112] La descripción anterior es meramente ilustrativa de los principios de la presente invención. Se entiende que las modificaciones y variaciones de las disposiciones y los detalles descritos en esta invención serán evidentes para otras personas expertas en la técnica. La presente invención se define por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Aparato para generar una señal de refuerzo de la frecuencia (140), que comprende:
un generador de señales (200) para generar una señal de refuerzo a partir de una señal de núcleo (120), comprendiendo la señal de refuerzo (130) un intervalo de frecuencias de refuerzo no incluido en la señal de audio de núcleo (120), donde una porción de tiempo de la señal de refuerzo (130) comprende una o más señales de subbanda para una subbanda única o una pluralidad de subbandas; y
un banco de filtros de síntesis (300) para generar la señal de audio de frecuencia reforzada (140) mediante la señal de refuerzo (130),
caracterizado porque el generador de señales (200) está configurado para llevar a cabo una operación de limitación en una limitación de energía (208) en base a las siguientes ecuaciones:
Q rt f = liTnFac Q rt f
Q i t ,r
=
l i7 n F a c Q t t j
donde fac es un umbral predefinido;
donde Qrt,f es una parte real de una señal de subbanda en una subbanda indicada por un índice de subbanda f y una ranura de tiempo indicada por un índice de tiempo t, donde Qit,f es una parte imaginaria correspondiente de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t,
donde Qrt,f es una parte real limitada en energía de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t subsiguiente a la limitación de energía (208), donde Qit,f es una parte imaginaria de energía limitada correspondiente de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t posterior a la limitación de energía (208), donde limFac es un factor de limitación,
donde Ef es una energía de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f, y donde Ef-i es una energía de una señal de subbanda en una subbanda indicada por el índice de subbanda f-1, la subbanda indicada por el índice de subbanda f-1 que tiene una frecuencia central más baja que una frecuencia central de la subbanda indicada por el índice de subbanda f.
2. Aparato de la reivindicación 1,
donde el generador de señales (200) está configurado para utilizar, en calidad de umbral predefinido, un umbral de 3 dB o inferior o un umbral derivado de un valor que describe una distribución espectral de energía en la señal de audio de núcleo (120).
3. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,
donde el generador de señales (200) está configurado para realizar una pluralidad de operaciones de procesamiento (202, 204, 206) diferentes de la limitación de energía (208) en una secuencia,
donde el generador de señales (200) está configurado para realizar la limitación de energía (208) al final de la secuencia de la pluralidad de operaciones de procesamiento (202, 204, 206) para obtener la señal de refuerzo (130), y
donde el banco de filtros de síntesis (300) está configurado para recibir, como entrada, la señal de refuerzo (130) generada por la limitación de energía (208).
4. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde el generador de señales (200) está configurado para llevar a cabo una formación espectral (204) o un suavizado temporal (206) antes de la limitación de energía (208).
5. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,
en el que el generador de señales (200) está configurado para generar la pluralidad de señales de subbanda de la señal de refuerzo (130) reflejando (202) una pluralidad de subbandas de la señal de audio de núcleo (120).
6. Aparato de la reivindicación 5,
en el que el generador de señales (200) está configurado para realizar la reflexión en función de las siguientes
ecuaciones:
Qr(t,xover f — 1) = -Q r(t,x o v e r - / ) ; / = 1..nBands
Qi(t, xover + / —!) = Q í(t,xover — / ) ; / = 1.. nBands,
donde Qr(t,xover f -1 ) es una parte real de una señal de subbanda en una subbanda indicada por un índice de subbanda xover f -1 y una ranura de tiempo indicada por un índice de tiempo t,
donde Qi(t,xover f - 1) es una parte imaginaria de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda xover f -1 y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t,
donde Qr(t,xover - f) es una parte real de una señal de subbanda en una subbanda indicada por un índice de subbanda xover - f y una ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t,
donde Qi(t,xover - f) es una parte imaginaria de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda xover - f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t,
donde xover es una subbanda que se refiere a una frecuencia de cruce (420), y
donde f es un número entero entre 1 y nBands, y donde nBands es un número entero de bandas que se van a reconstruir.
7. Aparato de la reivindicación 1,
en el que la subbanda que tiene la frecuencia central más baja es adyacente a la subbanda indicada por el índice de subbanda f.
8. Aparato de una de las reivindicaciones anteriores,
en el que el aparato está configurado para realizar un refuerzo de frecuencia no guiado, sin usar información lateral paramétrica que describa el intervalo de frecuencia de refuerzo no incluido en la señal de audio de núcleo (120).
9. Aparato de la reivindicación 4,
en el que el generador de señales (200) está configurado para realizar la formación espectral (204) utilizando información sobre un centroide espectral de una trama actual en un dominio de banco de filtros.
10. Aparato de la reivindicación 4,
en el que el generador de señal (200) está configurado para realizar el suavizado temporal (206) de la pluralidad de subbandas de la señal de refuerzo (130) o la señal de audio de núcleo (120) utilizando una información de suavizado calculada a partir de la pluralidad de señales de subbanda de la señal de audio de núcleo (120) o la señal de refuerzo (130) y siendo lo mismo para la pluralidad de señales de subbanda de la señal de audio de núcleo (120) o la señal de refuerzo (130).
11. Aparato de la reivindicación 1, en el que el umbral predefinido es una constante para cada subbanda o en el que el umbral predefinido depende de un centroide espectral calculado previamente.
12. Procedimiento de generación de una señal de audio de refuerzo de frecuencia (140), que comprende: generar (200) una señal de refuerzo (130) a partir de una señal de audio de núcleo (120), comprendiendo la señal de refuerzo (130) un intervalo de frecuencia de refuerzo no incluido en la señal de audio de núcleo (120), donde una porción de tiempo de la señal de refuerzo (130) comprende una o más señales de subbanda para una única subbanda o para una pluralidad de subbandas; y
generar (300), mediante un banco de filtros de síntesis, la señal de audio de refuerzo de frecuencia (140) usando la señal de refuerzo (130),
caracterizado porque la generación (200) comprende realizar una operación de limitación en una limitación de energía (208) en base a las siguientes ecuaciones:
Qrtpf
=
limFac Qrtj
Qit¡f
=
limFac Qitj
donde fac es un umbral predefinido,
donde Qrt,f es una parte real de una señal de subbanda en una subbanda indicada por un índice de subbanda f y
una ranura de tiempo indicada por un índice de tiempo t, donde Qit,f es una parte imaginaria correspondiente de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t,
donde Qrt,f es una parte real limitada en energía de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t posterior a la limitación de energía (208), donde Qit,f es una parte imaginaria de energía limitada correspondiente de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y la ranura de tiempo indicada por el índice de tiempo t posterior a la limitación de energía (208),
donde limFac es un factor de limitación,
donde Ef es una energía de la señal de subbanda en la subbanda indicada por el índice de subbanda f y donde Ef-i es una energía de una señal de subbanda en una subbanda indicada por el índice de subbanda f-1, teniendo la subbanda indicada por el índice de subbanda f-1 una frecuencia central más baja que una frecuencia central de la subbanda indicada por el índice de subbanda f.
13. Sistema de procesamiento de una señal de audio, que comprende:
un codificador (1500) para generar una señal de audio central codificada (110) a partir de la señal de audio; y un aparato para generar una señal de audio de refuerzo de frecuencia (140) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,
en el que el aparato está configurado para generar la señal de audio de refuerzo de frecuencia (140) a partir de una señal de audio central decodificada derivada de la señal de audio central codificada (110).
14. Procedimiento de procesamiento de una señal de audio, que comprende:
generar (1500) una señal de audio central codificada (110) a partir de la señal de audio; y
generar una señal de audio de refuerzo de frecuencia (140) a partir de una señal de audio central decodificada derivada de la señal de audio central codificada (110) usando un procedimiento de la reivindicación 12.
15. Programa informático que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador o un procesador, hacen que el ordenador o el procesador lleven a cabo el procedimiento de la reivindicación 12 o la reivindicación 14.
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