MX355258B

Concept for encoding an audio signal and decoding an audio signal using deterministic and noise like information.

Abstract

An encoder for encoding an audio signal comprises: an analyzer (120; 320) configured for deriving prediction coefficients (122; 322) and a residual signal from an unvoiced frame of the audio signal (102); a gain parameter calculator (550; 550') configured for calculating a first gain parameter (gc) information for defining a first excitation signal (c(n)) related to a deterministic codebook and for calculating a second gain parameter (gn) information for defining a second excitation signal (n(n)) related to a noise-like signal for the unvoiced frame; and a bitstream former (690) configured for forming an output signal (692) based on an information (142) related to a voiced signal frame, the first gain parameter (gc) information and the second gain parameter (gn) information.

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  1. 1
    REIVINDICACIONES ι»»πτυτο MEXICANO DI LA PKOTJ» industrial 1. Codificador para codificar una señal de audio, el codificador comprende:un analizador (120;320) configurado para derivar coeficientes de predicción (122;322) y una señal residual a partir de un cuadro no vocal de la señal de audio (102);una calculadora de parámetro de ganancia (550;550’) configurada para calcular una primera información de parámetro de ganancia (g c ) para definir una primera señal de excitación (c(n)) relativa a un libro de códigos determinista y para calcular una segunda información de parámetro de ganancia (g n ) para definir una segunda señal de excitación (n(n)) relativa a una señal con características de ruido para el cuadro no vocal;y un formador de corrientes de bits (690) configurado para formar una señal de salida (692) sobre la base de una información (142) relativa a un cuadro de señal de voz, la primera Información de parámetro de ganancia (g c ) y la segunda información de parámetro de ganancia (g n );un determinador configurado para determinar si la señal residual fue determinada a partir de un cuadro de señal de audio no vocal;en donde el codificador comprende una memoria (350n) de Predicción a Largo Plazo (LTP) y un generador de señal (850) para generar una señal de excitación adaptativa para el cuadro de voz;y en donde, cuando se compara con un esquema de codificación de la CELP, el codificador se configura para no transmitir parámetros LTP para el cuadro no vocal para ahorrar bits, en donde la señal de excitación adaptativa se establece en cero para el cuadro no vocal, y en donde el libro de códigos /1 fy nwrnvro msxicanc , ¡5 determinista está configurado para codificar más pulsos para l^tWS^^ÉSsaMé^íi^ bits utilizando los bits de ahorro.
  2. 2
    El codificador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la calculadora de parámetro de ganancia (550;550’) está configurada para calcular un primer parámetro de ganancia (g c ) y un segundo parámetro de ganancia (g n ) y donde el formador de corrientes de bits (690) está configurado para formar la señal de salida (692) sobre la base del primer parámetro de ganancia (g c ) y el segundo parámetro de ganancia (g n );o donde la calculadora de parámetro de ganancia (550;550’) comprende un cuantificador (170-1, 170-2) configurado para cuantificar el primer parámetro de ganancia (g c ) a fin de obtener un primer parámetro de ganancia cuantificado (g„) y para cuantificar el segundo parámetro de ganancia (g n ) a fin de obtener un segundo parámetro de ganancia cuantificado (g n ) y donde el formador de corrientes de bits (690) está configurado para formar la señal de salida (692) sobre la base del primer parámetro de ganancia cuantificado (g c ) y el segundo parámetro de ganancia cuantificado (g„).
  3. 3
    El codificador de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que además comprende una calculadora de Información formante (160) configurada para calcular una información de conformación espectral relacionada con la voz (162) a partir de los coeficientes de predicción (122;322) y donde la calculadora de parámetro de ganancia (550;550’) está configurada para calcular la primera información de parámetro de ganancia (g c ) y la segunda Información de parámetro de ganancia (g n ) sobre la base de la Información de conformación espectral relacionada con la voz (162). I INSTITUTO MEXICANO Í /J DB LA PROPIEDAD
  4. 4
    El codificador de acuerdo con una de las reMrahfcacr precedentes, en donde la calculadora de parámptrn Hp ganancia, (fifin’) comprende:un primer amplificador (550e) configurado para amplificar la primera señal de excitac¡ón(c(n)) aplicando el primer parámetro de ganancia g c para obtener una primera señal de excitación amplificada (550f);un segundo amplificador (350e;550g) configurado para amplificar la segunda señal de excitación (n(n)) diferente de la primera señal de excitación (c(n)) aplicando el segundo parámetro de ganancia(g n ) para obtener una segunda señal de excitación amplificada (350g;550h);un combinador (550i) configurado para combinar la primera señal de excitación amplificada (550f) y la segunda señal de excitación amplificada (350g;550h) a fin de obtener una señal de excitación combinada (550k;550k’);un controlador (550n) configurado para filtrar la señal de excitación combinada (550k;550k’) con un filtro de síntesis a fin de obtener una señal sintetizada (350Γ), para comparar la señal sintetizada (350Γ) y el cuadro de la señal de audio (102) a fin de obtener un resultado comparativo, con el objeto de adaptar el primer parámetro de ganancia (g c ) o el segundo parámetro de ganancia (g n ), sobre la base del resultado comparativo;y donde el formador de corrientes de bits (690) está configurado para formar la señal de salida (692) sobre la base de una información (g c ;g n ) relativa al primer parámetro de ganancia (g c ) y el segundo parámetro de ganancia (g n ).
  5. 5
    El codificador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el controlador de parámetros de ganancia (550;550’) además comprende por lo menos un modelador (350;550b) configurado para conformar espectralmente la primera señal de exc¡tacion T '^]^^^n derivada de la misma o la segunda señal de excitación (n(n)) o una señal derivada de la misma, sobre la base de una información de conformación espectral (162).
  6. 6
    El codificador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el codificador está configurado para codificar la señal de audio (102) cuadro por cuadro en una secuencia de cuadros y donde la calculadora de parámetro de ganancia (550;550’) está configurada para ío determinar el primer parámetro de ganancia (g c ) y el segundo parámetro de ganancia (g n ) para cada uno de una pluralidad de subcuadros de un cuadro procesado y donde el controlador de parámetros de ganancia (550;550’) está configurado para determinar un valor de energía promedio asociado al cuadro procesado.
  7. 7
    El codificador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que además comprende:una calculadora de información formante (160) configurada para calcular por lo menos una primera información de conformación espectral relacionada 20 con la voz a partir de los coeficientes de predicción (122;322);un determinador (130) configurado para establecer si la señal residual fue determinada a partir de un cuadro de audio de señal no vocal.
  8. 8
    El codificador de acuerdo con una de las reivindicaciones 25 precedentes, en donde el controlador de parámetros de ganancia (550; 550’) comprende un controlador (550n) configurado para determinar el primer parámetro de ganancia (g c ) sobre la base de:: Σ^/ο 1 xw(n) cw(ri) 9C Σ^ζ -1 ην(η)-civ(X) donde cw(n) es una señal de excitación filtrada de un libro de códigos innovativo y xw(n) es una excitación diana perceptual computada en el codificador de CELP;donde el controlador (550n) está configurado para determinar la ganancia de ruido cuantificada (.§7) sobre la base del valor cuantificado del primer parámetro de ganancia (^) y la razón de energías cuadráticas entre la primera excitación y la segunda excitación: donde Lsf es el tamaño en muestras de un subcuadro.
  9. 9
    El codificador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que además comprende un cuantificador (170-1, 170-2) configurado para cuantificar el primer parámetro de ganancia (g c ) a fin de obtener un primer parámetro de ganancia cuantificado (^), en donde el controlador de parámetros de ganancia (550n) está configurado para determinar el primer parámetro de ganancia (g c ) sobre la base de:Une ac· Lsf . iQfír3/20 donde gc es el primer parámetro de ganancia, Lsf es el tamaño del subcuadro en muestras, cw(n) denota la primera señal de excitación IMPI «ΠΤη/ΓΌ MOICANO OC u PftO/IIDAD INDUrrtiAL conformada, xw(n) denota una señal que codifica la Predicción Lineal Excitada por Código, donde el controlador de parámetros de ganancia (550n) o el cuantificador (170-1, 170-2) está configurado asimismo para normalizar el 5 primer parámetro de ganancia (g c ) a fin de obtener un primer parámetro de ganancia normalizado sobre la base de: 9nc 9c· . I0?ír3/2O donde g nc denota el primer parámetro de ganancia normalizado y úrg es io una medición para una energía promedio de la señal residual no vocal a través de todo el cuadro;y donde el cuantificador (170-1, 170-2) está configurado para cuantificar el primer parámetro de ganancia normalizado a fin de obtener el primer parámetro de ganancia cuantificado
  10. 10
    El codificador de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el cuantificador (170-1, 170-2) está configurado para cuantificar el segundo parámetro de ganancia (g n ) a fin de obtener un segundo parámetro de ganancia cuantificado (g„) donde el controlador de parámetros de ganancia 20 (550; 550j está configurado para determinar el segundo parámetro de ganancia (g n ) mediante la determinación de un valor de error sobre la base de:Lsf-Í Lsf—Í xw 2 (n) - Σ (g c .cw(n) + g n nw(n)') 2 IMPIO INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD O*®, INDUSTRIAL donde es un factor de atenuación variable en un intervalo entre 0,5 y 1, Lsf corresponde al tamaño de un subcuadro de un cuadro de audio procesado, cw(n) denota la primera señal de excitación conformada (c(n)), xw(n) denota una señal que codifica la Predicción Lineal Excitada por Código, gn denota el segundo parámetro de ganancia y g¿ denota un primer parámetro de ganancia cuantificado;donde el controlador de parámetros de ganancia (550;550’) está configurado para determinar el error para el subcuadro actual y donde el cuantificador (170-1, 170-2) está configurado para determinar la segunda ganancia cuantificada (g„) que minimiza el error y para obtener la segunda ganancia cuantificada (g„) sobre la base de: g n = Q(indexn) g c Lsf-l n=0 n(n) n(ri) donde Q(¿ndex n ) denota un valor escalar de un conjunto finito de valores posibles. 15
  11. 11
    El codificador de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el combinador (550¡) está configurado para combinar el primer parámetro de ganancia (g c ) y el segundo parámetro de ganancia (g n ) a fin de obtener una señal de excitación combinada (e(n)) sobre la base de:e(ri) = g c c(n) + g n n(n)
  12. 12
    El codificador de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el cuantificador (170-2) está configurado para determinar el valor de error basado en la falta de adaptación de la energía entre la primera señal de excitación conformada (c(n)) relativa y la segunda señal de excitación, en donde el IMPI ifmmTo mexicano DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cuantificador (170-1) está configurado para determinar el primer parámetro de ganancia (g n ) basado en un error cuadrático medio o un error de raíz cuáarátta promedio.
  13. 13
    El codificador de acuerdo con la cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el codificador está configurado para no transmitir parámetros de predicción a largo plazo para cuadros no vocales. Un decodificador (1000) para decodificar una señal de audio recibida (1002) que comprende una información relativa a coeficientes de predicción (122), el decodificador (1000) comprende:un primer generador de señales (1010) configurado para generar una primera señal de excitación (1012) a partir de un libro de códigos determinista para una porción de una señal sintetizada (1062);un segundo generador de señales (1020) configurado para generar una segunda señal de excitación (1022) a partir de una señal con características de ruido para la porción de la señal sintetizada (1062);un combinador (1050) configurado para combinar la primera señal de excitación (1012) y la segunda señal de excitación (1022) para generar una señal de excitación combinada (1052) para la porción de la señal sintetizada (1062);y un sintetizador (1060) configurado para sintetizar la porción de la señal sintetizada (1062) a partir de la señal de excitación combinada (1052) y los coeficientes de predicción (122). en donde el decodificador comprende una memoria (350n) de Predicción a Largo Plazo (LTP) y un generador de señal (850) para generar una señal de excitación adaptativa para el cuadro de voz;y INSTITUTO MEXICANO 'LA PROPIEDAD DELA PROPIEDAD I en donde la señal de audio recibida no comprende ρβΓέηίβίτο^ΊΤί el cuadro no vocal, en donde el decodificador está r.nnfigiiradn para establecer en cero la señal de excitación adaptativa para el cuadro no vocal, y en donde el libro de códigos determinista está configurado para proporcionar más pulsos para la misma tasa de bits debido a los bits de ahorro dado por la falta de parámetros LTP para el cuadro no vocal.
  14. 14
    15. El decodificador de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la señal de audio recibida (1002) comprende una información relativa a un primer parámetro de ganancia (g c ) y a un segundo parámetro de ganancia (g n ), en donde el decodiflcador además comprende:un primer amplificador (254;350e;550e) configurado para amplificar la primera señal de excitación (1012) o una señal derivada de la misma aplicando el primer parámetro de ganancia (g c ) para obtener una primera señal de excitación amplificada (1012’);un segundo amplificador (254;350e;550e) configurado para amplificar la segunda señal de excitación (1022) o una señal derivada, aplicando el segundo parámetro de ganancia a fin de obtener una segunda señal de excitación amplificada (1022’).
  15. 15
    16. El decodlficador de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, que además comprende:una calculadora de información formante (160;1090) configurada para calcular una primera información de conformación espectral (1092a) y una segunda información de conformación espectral (1092b) a partir de los coeficientes de predicción (122;322);IMPIég UWnTTUTO MEXICANO W LA PROPIEDAD un primer modelador (1070) para conformar espectralméntéW espetéffede la primera señal de excitación (1012) o una señaLjdeá)4ada-xi 4auaisoa^ usando la primera información de conformación espectral (1092a);y un segundo modelador (1080) para conformar espectralmente un espectro de la segunda señal de excitación (1022) o una señal derivada de la misma, usando la segunda información de conformación (1092b);
  16. 16
    17. Una señal de audio codificada (692; 1002) que comprende una información relativa a los coeficientes de predicción (122; 322), una información relativa a un libro de códigos determinista, una información relativa a un primer parámetro de ganancia (g c ) y un segundo parámetro de ganancia (g n ) y una información (142) relativa a un cuadro de señal de voz y uno no vocal; en donde la señal de audio codificada comprende información relacionada con una señal de excitación adaptativa para el cuadro de voz; y en donde la señal de audio codificada no comprende parámetros LTP para el cuadro no vocal, en donde la señal de excitación adaptativa se establece en cero para el cuadro no vocal. (l£p Un método (1400) para codificar una señal de audio (102), el método comprende:derivar (1410) los coeficientes de predicción (122;322) y una señal residual a partir de un cuadro no vocal de la señal de audio (102);calcular (1420) una primera información de parámetro de ganancia (^) para definir una primera señal de excitación (c(n)) relativa a un libro de códigos determinista y calcular una segunda información de parámetro de ganancia (g„ ) para definir una segunda señal de excitación (n(n)) relativa a una señal con características de ruido (n(n)) para el cuadro no vocal;y IMPI® INSTITUTO MSX1CANO , Oí LA PECYíEDAD formar (1430) una señal de salida (692;1002) sobre íaN sraeM-deT información (142) relativa a un cuadro de señal de voz, La piimeca. ,¡,nfflr.mac¡óa.. de parámetro de ganancia (5/) y la segunda información de parámetro de ganancia (gj;determinar si la señal residual se determinó a partir de un cuadro de señal de audio no vocal;generar una señal de excitación adaptativa para el cuadro vocal utilizando una memoria LTP (350n) y un generador de señal (850);y cuando se compara con un esquema de codificación de la CELP, no transmitir parámetros LTP para el cuadro no vocal para ahorrar bits, establecer la señal de excitación adaptativa en cero para el cuadro no vocal, y codificar más pulsos para la misma tasa de bits utilizando el libro de códigos determinista y los bits de ahorro. SA QSLy Un método (1500) para decodificar una señal de audio recibida (692;1002) que comprende una Información relativa a los coeficientes de predicción (122;322), la señal de audio recibida no comprendiendo parámetros LTP para el cuadro no vocal, el método comprende: generar (1510) una primera señal de excitación (1012, 1012’) a partir de un libro de códigos determinista para una porción de una señal sintetizada (1062);generar (1520) una segunda señal de excitación (1022, 1022’) a partir de una señal con características de ruido (n(n)) para la porción de la señal sintetizada (1062);combinar (1530) la primera señal de excitación segunda señal de excitación (1022, 1022’) para genjprai...Íina..señal,.,rip excitación combinada (1052) para la porción de la señal sintetizada (1062);y sintetizar (1540) la porción de la señal sintetizada (1062) a partir de la señal de excitación combinada (1052) y los coeficientes de predicción (122;322);generar una señal de excitación adaptativa para el cuadro de voz usando una memoria LTP (350n) y un generador de señal (850);y establecer a cero la señal de excitación adaptativa para el cuadro no vocal, y proporcionar más pulsos para la misma tasa de bits debido a los bits de ahorro dado por la falta de parámetros LTP para el cuadro no vocal utilizando el libro de códigos determinista.
  17. 17
    20. Un medio legible por computadora para codificar una señal de audio que comprende el método de la reivindicación 18.
  18. 18
    21. Un medio legible por computadora para decodificar una señal de audio recibida que comprende el método de la reivindicación 19.
Independent claims18