ES3009687T3 - Noise filling without side information for celp-like coders - Google Patents

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ES3009687T3 ES20155722T ES20155722T ES3009687T3 ES 3009687 T3 ES3009687 T3 ES 3009687T3 ES 20155722 T ES20155722 T ES 20155722T ES 20155722 T ES20155722 T ES 20155722T ES 3009687 T3 ES3009687 T3 ES 3009687T3
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Guillaume Fuchs
Christian Helmrich
Manuel Jander
Benjamin Schubert
Yoshikazu Yokotani
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Abstract

Esta invención se refiere a un decodificador de audio que proporciona información de audio decodificada a partir de información de audio codificada que comprende coeficientes de predicción lineal (LPC), un método, un programa informático para ejecutar dicho método y una señal de audio para un medio de almacenamiento que la contiene, tratada con dicho método. El decodificador de audio comprende un ajustador de inclinación configurado para ajustar la inclinación de un ruido mediante coeficientes de predicción lineal de la trama actual para obtener información de inclinación, y un insertador de ruido configurado para añadir el ruido a la trama actual en función de la información de inclinación obtenida por el calculador de inclinación. Otro decodificador de audio, según la invención, comprende un estimador de nivel de ruido configurado para estimar el nivel de ruido de la trama actual mediante un coeficiente de predicción lineal de al menos una trama anterior para obtener información de nivel de ruido; y un insertador de ruido configurado para añadir ruido a la trama actual en función de la información de nivel de ruido proporcionada por el estimador de nivel de ruido. Por lo tanto, se puede omitir la información secundaria sobre el ruido de fondo en el flujo de bits. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Relleno de ruido sin información secundaria para codificadores tipo CELP
Campo técnico
[0001] Las realizaciones de la invención se refieren a un decodificador de audio para proporcionar una información de audio decodificada según una información de audio codificada que comprende coeficientes de predicción lineal (LPC), a un procedimiento para proporcionar una información de audio decodificada según una información de audio codificada que comprende coeficientes de predicción lineal (LPC), a un programa informático para ejecutar tal procedimiento, donde el programa informático se ejecuta en un ordenador y a una señal de audio o un medio de almacenamiento que tiene almacenada tal señal de audio, habiendo sido tratada la señal de audio con tal procedimiento.
Antecedentes de la invención
[0002] Los codificadores de voz digitales de baja velocidad de bits basados en el principio de codificación de predicción lineal excitada por código (CELP) en general padecen artefactos por dispersión de señal cuando la velocidad de bits cae por debajo de aproximadamente 0,5 a 1 bit por muestra, lo que conduce a un sonido algo artificial, metálico. En especial, cuando la voz de entrada tiene ruido ambiental en el fondo, los artefactos de baja velocidad son claramente audibles: el ruido de fondo se atenuará durante secciones de voz activa. La presente invención describe un esquema de inserción de ruido para codificadores del tipo (A)CELP tales como AMR-WB [1] y G.718 [4, 7] los cuales, de forma análoga a las técnicas de relleno de ruido usadas en codificadores basados en transformadas tales como xHE-AAC [5, 6], añade la salida de un generador de ruido aleatorio a la señal de voz decodificada para reconstruir el ruido de fondo.
[0003] La publicación internacional WO 2012/110476 A1 muestra un concepto de codificación que se basa en la predicción lineal y usa la conformación de ruido en el dominio espectral. Se usa una descomposición espectral de una señal de audio de entrada en un espectrograma que comprende una secuencia de espectros tanto para el cálculo de coeficientes de predicción lineal como para la introducción de conformación en el dominio de la frecuencia según los coeficientes de predicción lineal. Según el documento citado, un codificador de audio comprende un analizador de predicción lineal para analizar una señal de entrada con el fin de derivar de allí, los coeficientes de predicción lineal. Un conformador en el dominio de la frecuencia de un codificador de audio está configurado para conformar espectralmente un espectro actual de la secuencia de espectros del espectrograma según los coeficientes de predicción lineal proporcionados por el analizador de predicción lineal. Se inserta un espectro cuantificado y espectralmente conformado en un flujo de datos junto con información sobre los coeficientes de predicción lineal usados en la conformación espectral de modo que, en el lado de decodificación, se puede realizar la desconformación y la descuantificación. También puede estar presente un módulo de conformación de ruido temporal para realizar una conformación de ruido temporal.
[0004] El documento US 6,691,085 B1 describe un procedimiento y un sistema para estimar la señal artificial de banda alta en códec de voz mediante el uso de información de actividad de voz. Dicho documento describe un procedimiento y un sistema para codificar y decodificar una señal de entrada, donde la señal de entrada se divide en una banda de frecuencia más alta y una banda de frecuencia más baja en los procedimientos de codificación y decodificación. La decodificación de la banda de frecuencia más alta se lleva a cabo mediante el uso de una señal artificial junto con parámetros relacionados con la voz obtenidos de la banda de frecuencia más baja. En particular, la señal artificial se escala antes de transformarse en una señal de banda ancha artificial que contiene ruido de color tanto en la banda de frecuencia más baja como en la más alta. Además, la información de actividad de voz se usa para definir períodos de voz y períodos sin voz de la señal de entrada. Según la información de actividad de la voz, se utilizan diferentes factores de ponderación para escalar la señal artificial en períodos de voz y períodos sin voz.
[0005] El documento US 2012/0046955 A1 describe un esquema para inyectar ruido en elementos no codificados de un espectro que se controla según una medida de una distribución de energía del espectro original entre las ubicaciones de los elementos no codificados.
[0006] El documento US 2011/202352 A1 describe un aparato y un procedimiento para generar datos de salida de extensión de ancho de banda. El aparato genera datos de salida de extensión de ancho de banda para una señal de audio y tiene una medida de ruido de fondo, un caracterizador de energía de señal y un procesador. La señal de audio tiene componentes en una primera banda de frecuencia y componentes en una segunda banda de frecuencia. Los datos de salida de extensión de ancho de banda están adaptados para controlar una síntesis de los componentes de la segunda banda de frecuencia. El medidor de ruido de fondo mide datos de ruido de fondo de la segunda banda de frecuencia para una porción de tiempo de la señal de audio. El caracterizador de energía de señal deriva datos de distribución de energía, caracterizando los datos de distribución de energía una distribución de energía en un espectro de la porción de tiempo de la señal de audio. El procesador combina los datos de ruido de fondo y los datos de distribución de energía para obtener los datos de salida de extensión de ancho de banda.
[0007] En vista de la técnica anterior, sigue existiendo una demanda de un decodificador de audio mejorado, un procedimiento mejorado, un programa informático mejorado para ejecutar tal procedimiento y una señal de audio o un medio de almacenamiento que tenga tal señal de audio almacenada, habiendo sido tratada la señal de audio con tal procedimiento. Más específicamente, es deseable encontrar soluciones que mejoren la calidad de sonido de la información de audio transferida en la corriente de bits codificada.
Resumen de la invención
[0008] Los signos de referencia en las reivindicaciones y en la descripción detallada de las realizaciones de la invención se añadieron simplemente para mejorar la legibilidad y en modo alguno pretenden ser limitativos.
[0009] La invención es como se define por las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
[0010] A continuación, se describen realizaciones de la presente invención con respecto a las figuras.
La Fig. 1 muestra una primera realización de un decodificador de audio según la presente invención;
La Fig. 2 muestra un primer procedimiento para realizar decodificación de audio según la presente invención el cual puede ser ejecutado por un decodificador de audio según la Fig. 1;
La Fig. 3 muestra una segunda realización de un decodificador de audio según la presente invención;
La Fig. 4 muestra un segundo procedimiento para realizar decodificación de audio según la presente invención, el cual puede ser ejecutado por un decodificador de audio según la Fig. 3;
La Fig. 5 muestra una tercera realización de un decodificador de audio según la presente invención;
La Fig. 6 muestra un tercer procedimiento para realizar decodificación de audio según la presente invención, el cual puede ser ejecutado por un decodificador de audio según la Fig. 5;
La Fig. 7 muestra una ilustración de un procedimiento para calcular los mínimos espectrales mf para las estimaciones de nivel ruido;
La Fig. 8 muestra un diagrama que ilustra una inclinación derivada a partir de los coeficientes LPC; y
La Fig. 9 muestra un diagrama que ilustra cómo se determinan equivalentes de filtro LPC a partir de un espectro de potencia MDCT.
Descripción detallada de las realizaciones de la invención
[0011] A continuación, se describe la invención en detalle con respecto a las figuras 1 a 9. De ninguna manera la invención está destinada a ser limitada a las realizaciones mostradas y descritas.
[0012] La Fig. 1 muestra una primera realización de un decodificador de audio según la presente invención. El decodificador de audio está adaptado para proporcionar una información de audio decodificada según una información de audio codificada. El decodificador de audio está configurado para usar un codificador que puede funcionar en AMR-WB, G.718 y LD-USAC (EVS) para decodificar la información de audio codificada. La información de audio codificada comprende coeficientes de predicción lineal (LPC), que pueden ser individualmente designados como coeficientes ak. El decodificador de audio comprende un ajustador de inclinación configurado para ajustar una inclinación del ruido mediante el uso de coeficientes de predicción lineal de una trama actual para obtener una información de inclinación y un dispositivo de inserción de ruido configurado para añadir el ruido a la trama actual dependiendo de la información de inclinación obtenida por el calculador de inclinación. El dispositivo de inserción de ruido está configurado para añadir el ruido a la trama actual bajo la condición de que la velocidad de transmisión de bits de la información de audio codificada sea menor que 1 bit por muestra. Asimismo, el dispositivo de inserción de ruido puede estar configurado para añadir el ruido a la trama actual bajo la condición de que la trama actual sea una trama de voz. Así, el ruido puede añadirse a la trama actual para mejorar la calidad de sonido global de la información de audio decodificada que puede estar deteriorada debido a artefactos de codificación, en especial, con respecto a ruido de fondo de la información de voz. Cuando se ajusta la inclinación del ruido en vista de la inclinación de la trama de audio actual, la calidad de sonido global puede ser mejorada sin depender de información secundaria en la corriente de bits. Así, se puede reducir la cantidad de datos que van a ser transferidos con la corriente de bits.
[0013] La Fig. 2 muestra un primer procedimiento para realizar decodificación de audio según la presente invención el cual puede ser ejecutado por un decodificador de audio según la Fig. 1. Se describen detalles técnicos del decodificador de audio representado en la Fig. 1 junto con las características del procedimiento. El decodificador de audio está adaptado para leer la corriente de bits de la información de audio codificada. El decodificador de audio comprende un determinador de tipo de trama para determinar un tipo de trama de la trama actual, estando el determinador de tipo de trama configurado para activar el ajustador de inclinación para ajustar la inclinación del ruido cuando se detecta que el tipo de trama de la trama actual es de tipo voz. Así, el decodificador de audio determina el tipo de trama de la trama de audio actual aplicando el determinador de tipo de trama. Si la trama actual es una trama ACELP, el determinador de tipo de trama activa el ajustador de inclinación. El ajustador de inclinación está configurado para usar un resultado del análisis de primer orden de los coeficientes de predicción lineal de la trama actual para obtener la información de inclinación. Más específicamente, el ajustador de inclinación calcula una gananciagmediante el uso de la fórmula g = £[a^ak+i] / £[a^ak] como un análisis de primer orden, donde ak son coeficientes LPC de la trama actual. La Fig. 8 muestra diagramas que ilustran una inclinación derivada a partir de los coeficientes LPC. la Fig. 8 muestra dos tramas de la palabra "see". Para la letra “s”, que tiene una cantidad elevada de altas frecuencias, la inclinación apunta hacia arriba. Para las letras “ee”, que tienen una cantidad elevada de bajas frecuencias, la inclinación apunta hacia abajo. La inclinación espectral mostrada en la Fig. 8 es la función de transferencia del filtro de forma directa x(n) -g• x(n-1), estando g definida según se indica anteriormente. Así, el ajustador de inclinación hace uso de los coeficientes LPC proporcionados en la corriente de bits y usados para codificar la información de audio codificada. Por consiguiente, se puede omitir información secundaria lo cual puede reducir la cantidad de datos que se van a transferir con la corriente de bits. Asimismo, el ajustador de inclinación está configurado para obtener la información de inclinación mediante el uso de un cálculo de una función de transferencia de filtro de forma directa x(n) - gx(n-1). Por consiguiente, el ajustador de inclinación calcula la inclinación de la información de audio en la trama actual calculando la función de transferencia del filtro de forma directa x(n) -g• x(n-1) mediante el uso de la gananciagcalculada anteriormente. Después de obtener la información de inclinación, el ajustador de inclinación ajusta la inclinación del ruido que se va a añadir a la trama actual dependiendo de la información de inclinación de la trama actual. Después de eso, se añade el ruido ajustado a la trama actual. Además, lo que no se muestra en la Fig. 2, el decodificador de audio comprende un filtro de desacentuación para desacentuar la trama actual, estando el decodificador de audio adaptado para aplicar el filtro de desacentuación a la trama actual después de que el dispositivo de inserción de ruido añadió el ruido a la trama actual. Después de desacentuar la trama, lo cual también sirve como un filtrado de paso alto IIR pronunciado, de baja complejidad del ruido añadido, el decodificador de audio proporciona la información de audio decodificada. Así, el procedimiento según la Fig. 2 permite mejorar la calidad de sonido de una información de audio ajustando la inclinación de un ruido que va a ser añadido a una trama actual para mejorar la calidad de un ruido de fondo.
[0014] La Fig. 3 muestra una segunda realización de un decodificador de audio según la presente invención. El decodificador de audio está adaptado de nuevo para proporcionar una información de audio decodificada según una información de audio codificada. El decodificador de audio está configurado de nuevo para usar un codificador que funcione en AMR-WB, G.718 y LD-USAC (EVS) para decodificar la información de audio codificada. La información de audio codificada comprende de nuevo coeficientes de predicción lineal (LPC), los cuales pueden ser individualmente designados como coeficientes ak. El decodificador de audio según la segunda realización comprende un estimador de nivel de ruido configurado para estimar un nivel de ruido para una trama actual mediante el uso de un coeficiente de predicción lineal de al menos una trama anterior para obtener una información de nivel de ruido, y un dispositivo de inserción de ruido configurado para añadir un ruido a la trama actual dependiendo de la información de nivel de ruido proporcionada por el estimador de nivel de ruido. El dispositivo de inserción de ruido está configurado para añadir el ruido a la trama actual con la condición de que la velocidad de transmisión de bits de la información de audio codificada sea menor de 0,5 bits por muestra. Asimismo, el dispositivo de inserción de ruido está configurado para añadir el ruido a la trama actual con la condición de que la trama actual sea una trama de voz. Así, de nuevo, el ruido puede ser añadido a la trama actual para mejorar la calidad de sonido global de la información de audio decodificada la cual puede ser deteriorada debido a artefactos de codificación, en especial, con respecto a ruido de fondo de la información de voz. Cuando se ajusta el nivel del ruido en vista del nivel de ruido de al menos una trama de audio anterior, la calidad de sonido global puede ser mejorada sin depender de información secundaria en la corriente de bits. Así, se puede reducir la cantidad de datos que se van a transferir con la corriente de bits.
[0015] La Fig. 4 muestra un segundo procedimiento para realizar decodificación de audio según la presente invención, el cual puede ser ejecutado por un decodificador de audio según la Fig. 3. Se describen detalles técnicos del decodificador de audio representado en la Fig. 3 junto con las características del procedimiento. Según la Fig. 4, el decodificador de audio está configurado para leer la corriente de bits con el fin de determinar el tipo de trama de la trama actual. Además, el decodificador de audio comprende un determinador de tipo de trama para determinar un tipo de trama de la trama actual, estando el determinador de tipo de trama configurado para identificar si el tipo de trama de la trama actual es de voz o audio general, de modo que la estimación de nivel de ruido se pueda realizar dependiendo del tipo de trama de la trama actual. En general, el decodificador de audio está adaptado para calcular una primera información que representa una excitación espectralmente no conformada de la trama actual y para calcular una segunda información con respecto al ajuste a escala de la trama actual para calcular un cociente de la primera información y la segunda información con el fin de obtener la información de nivel de ruido. Por ejemplo, si el tipo de trama es ACELP, el cual es un tipo de trama de voz, el decodificador de audio decodifica una señal de excitación de la trama actual y calcula su media cuadrática ems para la trama actual f a partir de la representación en el dominio del tiempo de la señal de excitación. Esto significa que el decodificador de audio está adaptado para decodificar una señal de excitación de la trama actual y para calcular su media cuadrática ems a partir de la representación del dominio del tiempo de la trama actual como la primera información para obtener la información de nivel de ruido con la condición de que la trama actual es de un tipo de voz. En otro caso, si el tipo de trama es MDCT o DTX, que es un tipo de trama de audio general, el decodificador de audio decodifica una señal de excitación de la trama actual y calcula su media cuadrática ems para la trama actual f a partir de la representación en el dominio del tiempo equivalente de la señal de excitación. Esto significa que el decodificador de audio está adaptado para decodificar una excitación MDCT no conformada de la trama actual y para calcular su media cuadrática ems a partir de la representación del dominio espectral de la trama actual como la primera información para obtener la información de nivel de ruido con la condición de que la trama actual sea de un tipo de audio general. En el documento WO 2012/110476 A1 se describe en detalle cómo se hace esto. Además, la Fig. 9 muestra un diagrama que ilustra cómo se determina un equivalente de filtro LPC a partir de un espectro de potencia MDCT. Mientras la escala representada es una escala Bark, los equivalentes de coeficientes LPC también pueden obtenerse a partir de una escala lineal. En especial, cuando se obtienen a partir de una escala lineal, los equivalentes de coeficientes LPC son muy similares a los calculados a partir de la representación en el dominio del tiempo de la misma trama, por ejemplo, cuando se codifica en ACELP.
[0016] Además, el decodificador de audio según la Fig. 3, como se ilustra mediante el diagrama de procedimiento de la Fig. 4, está adaptado para calcular un nivel de pico p de una función de transferencia de un filtro LPC de la trama actual como una segunda información, usando así un coeficiente de predicción lineal para obtener la información de nivel de ruido con la condición de que la trama actual sea de un tipo de voz.
[0017] Eso significa que el decodificador de audio calcula el nivel de pico p de la función de transferencia del filtro de análisis LPC de la trama actual f según la fórmula p = £|ak|, donde ak es un coeficiente de predicción lineal con k = 0...15. Si la trama es una trama de audio general, los equivalentes de coeficientes LPC se obtienen a partir de la representación en el dominio espectral de la trama actual, como se muestra en la Fig. 9 y se describe en el documento WO 2012/110476 A1 y anteriormente. Como se ve en la Fig. 4, después de calcular el nivel de pico p, se calcula un mínimo espectral mf de la trama actual f dividiendo ems por p. Así, el decodificador de audio está adaptado para calcular una primera información que representa una excitación espectralmente no conformada de una trama actual, en esta realización ems, y una segunda información con respecto a la puesta en escala espectral de la trama actual, en esta realización el nivel de pico p, para calcular un cociente de la primera información y la segunda información para obtener la información de nivel de ruido. A continuación, se pone en cola el mínimo espectral de la trama actual en el estimador de nivel de ruido, el decodificador de audio que está adaptado para poner en cola el cociente obtenido a partir de la trama de audio actual en el estimador de nivel de ruido sin importar el tipo de trama y el estimador de nivel de ruido que comprende un almacenamiento de nivel de ruido para dos o más cocientes, en este caso mínimos espectrales mf, obtenidos a partir de diferentes tramas de audio. Más específicamente, el almacenamiento de nivel de ruido puede almacenar cocientes de 50 tramas para estimar el nivel de ruido. Además, el estimador de nivel de ruido está adaptado para estimar el nivel de ruido según análisis estadístico de dos o más cocientes de diferentes tramas de audio, y así una colección de mínimos espectrales mf. Las etapas para calcular el cociente mf se representan en detalle en la Fig. 7, que ilustra las etapas de cálculo necesarias. En la segunda realización, el estimador de nivel de ruido funciona basado en estadística de mínimo como se conoce de [3]. Se pone a escala el ruido según el nivel de ruido estimado de la trama actual según la estadística de mínimo y, después de esto, se añade a la trama actual si la trama actual es una trama de voz. Finalmente, la trama actual se somete a desacentuación (no mostrada en la Fig. 4). Así, esta segunda realización permite también omitir información secundaria para el relleno de ruido, permitiendo reducir la cantidad de datos que van a ser transferidos con la corriente de bits. Por consiguiente, la calidad de sonido de la información de audio puede ser mejorada mejorando el ruido de fondo durante la etapa de decodificación sin aumentar la tasa de transmisión de datos. Cabe observar que como no se necesitan transformaciones tiempo/frecuencia y como el estimador de nivel de ruido solo se ejecuta una vez por trama (no en múltiples subbandas), el relleno de ruido descrito exhibe muy baja complejidad mientras que puede mejorar la codificación de baja velocidad de transmisión de bits de voz con ruido.
[0018] La Fig. 5 muestra una tercera realización de un decodificador de audio según la presente invención. El decodificador de audio está adaptado para proporcionar una información de audio decodificada según una información de audio codificada. El decodificador de audio está configurado para usar un codificador basado en LD-USAC con el fin de decodificar la información de audio codificada. La información de audio codificada comprende coeficientes de predicción lineal (LPC), los cuales pueden ser individualmente designados como coeficientes ak. El decodificador de audio comprende un ajustador de inclinación configurado para ajustar una inclinación de un ruido mediante el uso de coeficientes de predicción lineal de una trama actual para obtener una información de inclinación y un estimador de nivel de ruido configurado para estimar un nivel de ruido para una trama actual mediante el uso de un coeficiente de predicción lineal de al menos una trama anterior para obtener una información de nivel de ruido. Además, el decodificador de audio comprende un dispositivo de inserción de ruido configurado para añadir el ruido a la trama actual dependiendo de la información de inclinación obtenida por el calculador de inclinación y dependiendo de la información de nivel de ruido proporcionada por el estimador de nivel de ruido. Así, se puede añadir ruido a la trama actual para mejorar la calidad de sonido global de la información de audio decodificada, la cual puede deteriorarse debido a artefactos de codificación, en especial, con respecto al ruido de fondo de información de voz, dependiendo de la información de inclinación obtenida por el calculador de inclinación y dependiendo de la información de nivel de ruido proporcionada por el estimador de nivel de ruido. En esta realización, un generador de ruido aleatorio (no mostrado) que está formado por el decodificador de audio, genera un ruido espectralmente blanco, el cual es puesto a escala, a continuación, según la información de nivel de ruido y se forma mediante el uso de la inclinación derivada de g, como se ha descrito anteriormente.
[0019] La Fig. 6 muestra un tercer procedimiento para realizar decodificación de audio según la presente invención el cual puede ser ejecutado por un decodificador de audio según la Fig. 5. La corriente de bits es leída y un determinador de tipo de trama, denominado detector de tipo de trama, determina si la trama actual es una trama de voz (ACELP) o una trama de audio general (TCX/MDCT). Sin importar el tipo de trama, se decodifica el encabezamiento de trama y se decodifica la señal de excitación no conformada, aplanada espectralmente en el dominio perceptual. En caso de una trama de voz, esta señal de excitación es una excitación del dominio del tiempo, como se describió anteriormente. Si la trama es una trama de audio general, se decodifica el dominio MDCT residual (dominio espectral). La representación en el dominio del tiempo y la representación en el dominio espectral se usan, respectivamente para estimar el nivel de ruido como se ilustra en la Fig. 7 y se describió anteriormente, mediante el uso de coeficientes LPC también usados para decodificar la corriente de bits en lugar de usar cualquier información secundaria o coeficientes LPC adicionales. La información de ruido de ambos tipos de tramas se pone en cola para ajustar la inclinación y el nivel de ruido del ruido que se va a añadir a la trama actual con la condición de la trama actual sea una trama de voz. Después de añadir el ruido a la trama de voz ACELP (Aplicar relleno de ruido ACELP) la trama de voz ACELP se somete a desacentuación mediante IIR y las tramas de voz y las tramas de audio general son combinadas en una señal temporal, que representa la información de audio decodificada. El efecto de paso alto pronunciado de la desacentuación sobre el espectro del ruido añadido está representado por las pequeñas figuras I, II, y III insertadas en la Fig. 6.
[0020] En otras palabras, según la Fig. 6, el sistema de relleno de ruido ACELP descrito anteriormente se implementó en el decodificador LD— USAC (EVS), una variante de bajo retardo del xHE—AAC [6] que puede conmutar entre la codificación ACELP (voz) y MDCT (música/ruido) sobre un base de trama. El procedimiento de inserción según la Fig. 6 se resume del siguiente modo:
1. Se lee la corriente de bits, y se determina si la trama actual es una trama ACELP o MDCT o DTX. Independientemente del tipo de trama, la señal de excitación aplanada espectralmente (en dominio perceptual) se decodifica y se usa para actualizar la estimación de nivel de ruido como se describe más abajo en detalle. A continuación, la señal se reconstruye totalmente hasta la desacentuación, que es la última etapa.
2- Si la trama se codifica con ACELp , se calcula la inclinación (forma espectral global) para la inserción de ruido mediante análisis LPC de primer orden de los coeficientes de filtro LPC. Se deriva la inclinación a partir de la ganancia g de los 16 coeficientes LPC ak, que vienen dados por g = £[akak+-i] / £[ak-aj.
3. Si la trama se codifica con ACELP, se emplea el nivel de conformación de ruido y la inclinación para realizar la adición de ruido sobre la trama decodificada: un generador de ruido aleatorio genera la señal de ruido espectralmente blanco, la cual se pone a escala a continuación y se conforma mediante el uso de la inclinación derivada de g.
4. Se añade la señal de ruido conformada y nivelada para la trama ACELP sobre la señal decodificada justo antes de finalizar la etapa de filtrado de desacentuación final. Dado que la desacentuación es un IIR de primer orden que estimula bajas frecuencias, permite el filtrado de paso alto de IIR pronunciado del ruido añadido, como en la Fig. 6, lo que evita artefactos de ruido audibles a bajas frecuencias.
[0021] La estimación de nivel de ruido en la etapa 1 se realiza mediante el cálculo de la media cuadrática ems de la señal de excitación para la trama actual (o en caso de una excitación del dominio MDCT, el equivalente del dominio del tiempo, que significa la ems que sería calculada para esa trama si fuera una trama ACELP) y, a continuación, dividiendo por el nivel de pico p de la función de transferencia del filtro de análisis LPC. Esto produce el nivel mf del mínimo espectral de la trama f como en la Fig. 7. Finalmente, mf se pone en cola en el estimador de nivel de ruido operando basándose en, por ejemplo, la estadística de mínimo [3]. Cabe observar que como no se necesitan transformaciones tiempo/frecuencia y como el estimador de nivel solo se ejecuta una vez por trama (no en múltiples subbandas), el sistema de relleno de ruido CELP descrito exhibe muy baja complejidad mientras que puede mejorar la codificación de baja velocidad de transmisión de bits de voz con ruido.
[0022] Aunque se han descrito algunos aspectos en el contexto de un decodificador de audio, es claro que estos aspectos también representan una descripción del procedimiento correspondiente, donde un bloque o dispositivo corresponde a una etapa de procedimiento o a una característica de una etapa de procedimiento. Análogamente, los aspectos descritos en el contexto de una etapa de procedimiento representan también una descripción de un bloque o elemento o característica correspondiente de un decodificador de audio correspondiente. Algunas o todas las etapas de procedimiento pueden ser ejecutadas por (o mediante el uso de) un aparato de hardware como, por ejemplo, un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunas realizaciones, alguna o más de las etapas de procedimiento más importantes se pueden ejecutar mediante tal aparato.
[0023] La señal de audio codificada inventiva se puede almacenar en un medio de almacenamiento digital o se puede transmitir a través de un medio de transmisión tal como un medio de transmisión inalámbrico o un medio de transmisión físico tal como Internet.
[0024] Dependiendo de ciertos requisitos de implementación, las realizaciones de la invención se pueden implementar en hardware o en software. La implementación se puede realizar mediante el uso de un medio de almacenamiento digital, por ejemplo, un disco flexible, un DVD, un CD, un Blu-Ray, una memoria de solo lectura, una PROM, una EEPROM o una memoria FLASH, teniendo señales de control legibles electrónicamente almacenadas en las mismas, las cuales cooperan (o son capaces de cooperar) con un sistema informático programable de tal forma que se ejecute el respectivo procedimiento. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por ordenador.
[0025] Algunas realizaciones según la invención comprenden un soporte de datos que tiene señales de control legibles electrónicamente, las cuales son capaces de cooperar con un sistema informático programable, de tal forma que se ejecute uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0026] En general, realizaciones de la presente invención se pueden implementar como un programa informático con un código de programa, siendo el código de programa operativo para ejecutar uno de los procedimientos cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador. El código de programa se puede almacenar, por ejemplo, en un soporte legible por máquina.
[0027] Otras realizaciones comprenden el programa informático para ejecutar uno de los procedimientos descritos en esta invención, almacenado en un soporte legible por máquina.
[0028] En otras palabras, una realización del procedimiento inventivo es, por lo tanto, un programa informático que tiene un código de programa para ejecutar uno de los procedimientos descritos en esta invención, cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.
[0029] Una realización adicional de los procedimientos inventivos es, por lo tanto, un soporte de datos (o un medio de almacenamiento digital, o un medio legible por ordenador) que comprende, grabado en el mismo, el programa informático para ejecutar uno de los procedimientos descritos en esta invención. El soporte de datos, el medio de almacenamiento digital o el medio de registro son típicamente tangibles y/o no transitorios.
[0030] Una realización adicional del procedimiento inventivo es, por lo tanto, una corriente de datos o una secuencia de señales que representan el programa informático para ejecutar 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 a través de una conexión de comunicación de datos, por ejemplo, a través de Internet.
[0031] Una realización adicional comprende un medio de procesamiento, por ejemplo, un ordenador, o un dispositivo lógico programable, configurado para o adaptado para ejecutar uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0032] Una realización adicional comprende un ordenador que tiene instalado en él el programa informático para ejecutar uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0033] Una realización adicional según la invención comprende un aparato o un sistema configurado para transferir (por ejemplo, electrónica u ópticamente) un programa informático para ejecutar 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 archivo para transferir el programa informático al receptor.
[0034] En algunas realizaciones se puede usar un dispositivo de lógica programable (por ejemplo, una matriz de puertas programables de campo) para realizar algunas o todas las funcionalidades de los procedimientos descritos en esta invención. En algunas realizaciones, la matriz de puertas programables de campo puede cooperar con un microprocesador para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención. En general, los procedimientos de preferencia, se realizan por medio de algún aparato de hardware.
[0035] El aparato descrito en esta invención se puede implementar mediante el uso de un aparato de hardware, o mediante el uso de un ordenador, o por medio de una combinación de un aparato de hardware y un ordenador.
[0036] Los procedimientos descritos en esta invención se pueden ejecutar mediante el uso de un aparato de hardware, o mediante el uso de un ordenador, o por medio de una combinación de un aparato de hardware y un ordenador.
[0037] Las realizaciones descritas anteriormente son meramente ilustrativas para los principios de la presente invención. Se entiende que las modificaciones y variaciones posibles de las disposiciones y de los detalles descritos en esta invención serán evidentes para los expertos en la materia. Por lo tanto, se pretende que la invención esté limitada solo por el alcance de las siguientes reivindicaciones de patente y no por los detalles específicos presentados a modo de descripción y la explicación de las realizaciones en esta invención.
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Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un decodificador de audio para proporcionar una información de audio decodificada sobre la base de una información de audio codificada que comprende coeficientes de predicción lineal (LPC), comprendiendo el decodificador de audio: - un ajustador de inclinación configurado para ajustar una inclinación de un ruido de fondo dependiendo de una información de inclinación, donde el ajustador de inclinación está configurado para usar coeficientes de predicción lineal de una trama actual para obtener una información de inclinación; y - un núcleo de decodificador configurado para decodificar una información de audio de la trama actual mediante el uso de los coeficientes de predicción lineal de la trama actual para obtener una señal de salida del codificador de núcleo decodificado; y - un dispositivo de inserción de ruido configurado para añadir el ruido ajustado a la trama actual; caracterizado porque el ajustador de inclinación está configurado para obtener la información de inclinación mediante el uso de un cálculo de una ganancia g de los coeficientes de predicción lineal de la trama actual, donde
    dondeakes un coeficiente de LPC de la trama actual, ubicado en el índice LPC k.
  2. 2. El decodificador de audio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el decodificador de audio comprende además: - un estimador de nivel de ruido configurado para estimar un nivel de ruido para una trama actual que utiliza una pluralidad de coeficientes de predicción lineal de al menos una trama anterior para obtener la información de nivel de ruido; - donde el dispositivo de inserción de ruido se configura para añadir el ruido de fondo a la trama actual dependiendo de la información de nivel de ruido proporcionada por el estimador de nivel de ruido.
  3. 3. El decodificador de audio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el decodificador de audio comprende un filtro de desacentuación para desacentuar la trama actual, estando el decodificador de audio adaptado para aplicar el filtro de desacentuación a la trama actual después de que el dispositivo de inserción de ruido añada el ruido de fondo a la trama actual.
  4. 4. El decodificador de audio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el decodificador de audio comprende un generador de ruido, estando el generador de ruido adaptado para generar el ruido de fondo que se va a añadir a la trama actual por el dispositivo de inserción de ruido.
  5. 5. El decodificador de audio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el decodificador de audio comprende un generador de ruido configurado para generar ruido blanco aleatorio.
  6. 6. El decodificador de audio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el decodificador de audio está configurado para usar un decodificador basado en uno o más de los decodificadores AMR-WB, G.718 o LD-USAC (EVS) con el fin de decodificar la información de audio codificada.
  7. 7. Un procedimiento para proporcionar una información de audio decodificada según una información de audio codificada que comprende coeficientes de predicción lineal (LPC), comprendiendo el procedimiento: - ajustar una inclinación de un ruido dependiendo de una información de inclinación, donde los coeficientes de predicción lineal de una trama actual se usan para obtener la información de inclinación; y - decodificar una información de audio de la trama actual mediante el uso de coeficientes de predicción lineal de la trama actual para obtener una señal de salida de codificador de núcleo decodificado; y - añadir el ruido ajustado a la trama actual; caracterizado porque la información de inclinación se obtiene mediante el uso de un cálculo de una ganancia g de los coeficientes de predicción lineal de la trama actual, donde
    dondeakes un coeficiente de LPC de la trama actual, ubicado en el índice LPC k.
  8. 8. Un programa informático para realizar un procedimiento según la reivindicación 7, donde el programa informático se ejecuta en un ordenador.
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