Способ и устройство для декодирования параметрического закодированного звукового сигнала

Способ и устройство для декодирования параметрического закодированного звукового сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Эта патентная заявка притязает на приоритет корейской патентной заявки №10-2007-0012778, поданной 7 февраля 2007 г. в Корейский офис интеллектуальной собственности, раскрытие которой полностью включено в этот документ по ссылке.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Устройства и способы, соответствующие настоящему изобретению, относятся к декодированию звукового сигнала и, более конкретно, к декодированию параметрических закодированных звуковых сигналов.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Большинство устройств кодирования звука высокого качества предшествующего уровня техники используют частотно-временной способ преобразования. Согласно этому способу кодируют коэффициенты, полученные преобразованием входного звукового сигнала в частотную область с использованием способов преобразования, таких как модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT). В этом случае, однако, при понижении целевой скорости передачи битов качество представленного звука также снижается.

Параметрический способ кодирования традиционно использовался для кодирования звукового сигнала при низкой скорости передачи битов. Примеры упомянутого параметрического способа кодирования включают в себя способ гармонических и индивидуальных линий плюс шум (HINL) и способ синусоидального кодирования (SSC). В параметрических способах кодирования первоначальный звуковой сигнал моделируют с использованием составляющих сигналов, имеющих предопределенные характеристики, далее эти составляющие сигналы детектируют из этого звукового сигнала и кодируют параметры, указывающие характеристики этих детектированных составляющих сигналов. Например, если звуковой сигнал сформирован из нескольких синусоидальных волн, то эти синусоидальные волны детектируют из этого звукового сигнала и кодируют только частоту, фазу и амплитуду каждой из этих детектированных синусоидальных волн, тем самым достигая кодирования звукового сигнала при низкой скорости передачи битов.

Фиг.1 - упрощенная блок-схема параметрического устройства кодирования предшествующего уровня техники. Параметрическое устройство кодирования, изображенное на фиг.1, работает исходя из того, что звуковой сигнал сформирован из коротких одиночных импульсных сигналов, синусоидальных сигналов и шума. При вводе сигнала кодирования импульсной модуляции (PCM) звукового сигнала анализатор 110 короткого одиночного импульсного сигнала анализирует короткие одиночные импульсные сигналы, содержащиеся в этом сигнале PCM, формирует параметры короткого одиночного импульсного сигнала, а блок 120 квантования квантует и кодирует эти параметры короткого одиночного импульсного сигнала.

Синтезатор 130 короткого одиночного импульсного сигнала синтезирует короткие одиночные импульсные сигналы из упомянутых параметров короткого одиночного импульсного сигнала, и в синусоидальный анализатор 140 вводят сигнал, полученный посредством вычитания этих синтезированных коротких одиночных импульсных сигналов из первоначального сигнала PCM.

Синусоидальный анализатор 140 анализирует синусоидальные сигналы, содержащиеся во входном сигнале, формирует синусоидальные параметры, а блок 150 квантования квантует и кодирует эти синусоидальные параметры.

Синусоидальный синтезатор 160 синтезирует синусоидальные сигналы исходя из упомянутых синусоидальных параметров. После этого в анализатор 170 шума вводят сигнал, полученный посредством вычитания синусоидальных сигналов, синтезированных в синусоидальном синтезаторе 160, из сигнала, введенного в синусоидальный синтезатор 160. Анализатор 170 шума формирует параметры шума исходя из входного сигнала, введенного в него, а блок 180 квантования квантует и кодирует эти параметры шума.

Мультиплексор 190 мультиплексирует данные закодированных параметров и выводит результат как битовый поток.

Фиг.2 - упрощенная блок-схема устройства воспроизведения звука предшествующего уровня техники, включающего в себя параметрическое устройство декодирования и эквалайзер. Параметрическое устройство декодирования, изображенное на фиг.2, предназначено для декодирования битового потока, выведенного из устройства кодирования по фиг.2. В основном здесь будет описан эквалайзер параметрического устройства декодирования предшествующего уровня техники.

Входной битовый поток распределяют по декодерам, относящимся к составляющим сигналам, выведенным демультиплексором 210. Декодер 220 короткого одиночного импульсного сигнала декодирует битовый поток и восстанавливает короткие одиночные импульсные сигналы. Аналогично декодеру 220 короткого одиночного импульсного сигнала синусоидальный декодер 230 восстанавливает синусоидальные сигналы, а декодер 240 шума восстанавливает шум. Эти сигналы вводят вместе в преобразователь 250 сигнала. Преобразователь 250 сигнала преобразует входные сигналы временной области в сигналы частотной области с использованием быстрого преобразования Фурье (FFT) и MDCT. Частотный анализатор 260 анализирует сигналы в частотной области и определяет амплитуды составляющих сигналов в каждом частотном диапазоне. Пользовательский блок 270 ввода/вывода принимает ввод пользователя через интерфейс 290 пользователя, настраивает амплитуды составляющих сигналов в каждом частотном диапазоне согласно вводу пользователя и отображает пользователю амплитуды составляющих сигналов в каждом частотном диапазоне через интерфейс 290 пользователя. Преобразователь 280 сигнала преобразует настроенные составляющие сигналы частотной области пользовательского блока 270 ввода/вывода обратно в сигналы временной области и выводит эти сигналы через динамик.

Как описано выше, в устройстве воспроизведения звука предшествующего уровня техники декодированные сигналы суммируют для преобразования сигнала и анализируют амплитуды составляющих сигналов в каждом частотном диапазоне. Соответственно, окончательно восстановленные сигналы могут отличаться от первоначальных сигналов. Кроме того, из-за модулей 250-290 эквалайзера конфигурация устройства воспроизведения звука является сложной. В результате пользователь настраивает амплитуды для каждой составляющей сигнала согласно параметрической закодированной модели и не могут быть применены различные звуковые эффекты согласно требованию пользователя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает устройство декодирования звукового сигнала, которое настраивает параметры составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала согласно вводу пользователя и отображает пользователю амплитуды каждого составляющего сигнала, и способ декодирования звукового сигнала.

Согласно аспекту настоящего изобретения обеспечен способ декодирования, содержащий: выделение параметров из параметрического закодированного звукового сигнала, относящихся к составляющим сигналам параметрического закодированного звукового сигнала, настройку выделенных параметров согласно вводу пользователя и синтезирование каждого из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала на основе настроенных параметров.

Способ декодирования звукового сигнала может дополнительно содержать отображение через интерфейс пользователя амплитуд составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, которые соответствуют упомянутым настроенным параметрам.

Составляющие сигналы могут содержать, по меньшей мере, одно из короткого одиночного импульсного сигнала, синусоидального сигнала и шума.

Параметры синусоидальных сигналов могут содержать, по меньшей мере, одно из фазы, амплитуды и частоты.

В упомянутой настройке выделенных параметров амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащиеся в параметрическом закодированном звуковом сигнале, настроены независимо.

В упомянутом отображении амплитуд отображены амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащиеся в параметрическом закодированном звуковом сигнале.

Способ декодирования звукового сигнала может дополнительно включать в себя суммирование синтезированных составляющих сигналов вместе для вывода результирующего сигнала через динамик.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечен машиночитаемый носитель записи, содержащий в себе компьютерную программу для реализации способа декодирования звукового сигнала.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечено устройство декодирования звукового сигнала, содержащее: блок выделения, который выделяет параметры из параметрического закодированного звукового сигнала, относящиеся к составляющим сигналам параметрического закодированного звукового сигнала, блок настройки, который выборочно настраивает выделенные параметры согласно вводу пользователя, и синтезирующий блок, который синтезирует каждый из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала на основе выборочно настроенных параметров.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Упомянутые выше и другие аспекты настоящего изобретения станут более понятны при подробном описании его иллюстративных вариантов осуществления согласно приложенным чертежам, в которых:

Фиг.1 - упрощенная блок-схема параметрического устройства кодирования предшествующего уровня техники.

Фиг.2 - упрощенная блок-схема параметрического устройства декодирования предшествующего уровня техники.

Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая способ декодирования звукового сигнала согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - схема интерфейса пользователя, включенного в состав эквалайзера согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - блок-схема параметрического устройства декодирования согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В дальнейшем в этом документе настоящее изобретение будет описано более полно согласно прилагаемым чертежам, в которых представлены иллюстративные варианты осуществления этого изобретения.

Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая способ декодирования звукового сигнала согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

В операции 310 из входного битового потока выделяют параметры, относящиеся к составляющим сигналам звукового сигнала. Например, составляющие сигналы могут быть короткими одиночными импульсными сигналами, синусоидальными сигналами и шумом. Здесь коротким одиночным импульсным сигналом является составляющий сигнал, который изменяет характеристики всех сигналов в точке временной или частотной области. Предполагается, что составляющие сигналы звукового сигнала соответствуют способу моделирования и это будет хорошо известно специалисту в данной области техники.

Упомянутые параметры являются значениями характеристик, которые необходимы для восстановления каждого из составляющих сигналов, и согласно иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения могут существовать различные параметры. Например, синусоидальные сигналы могут быть фазовыми, амплитудными и частотными.

В операции 320 настраивают значения параметров, указывающих характеристики составляющих сигналов, согласно вводу пользователя. В случае шума и короткого одиночного импульсного сигнала пользователь может настроить амплитуды составляющих сигналов. В случае синусоидальных сигналов амплитуда синусоидальных волн может быть настроена в каждом из частотных диапазонов.

В операции 330 пользователю отображают уровни составляющих сигналов, то есть амплитуды составляющих сигналов, с использованием параметров, настроенных согласно вводу пользователя. Здесь средство отображения конкретно не ограничено. Средство отображения синусоидальных сигналов может отображать амплитуды синусоидальных сигналов в каждом частотном диапазоне.

В операции 340 синтезируют каждый из составляющих сигналов звукового сигнала на основе параметров, настроенных согласно вводу пользователя.

В операции 350 синтезированные составляющие сигналы суммируют для вывода через динамик.

В отличие от традиционного устройства декодирования предшествующего уровня техники устройство декодирования звукового сигнала согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения настраивает параметры, указывающие характеристики составляющих сигналов, на основе ввода пользователя до синтезирования звукового сигнала, синтезирует выходной сигнал исходя из настроенных параметров и дополнительно отображает амплитуды составляющих сигналов вместо анализа синтезированных из параметров сигналов для ввода в эквалайзер.

Фиг.4 - схема интерфейса пользователя, включенного в состав эквалайзера согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как изображено на фиг.4, интерфейс пользователя эквалайзера содержит секции для настройки амплитуд коротких одиночных импульсных сигналов, синусоидальных сигналов и шума.

В отличие от интерфейсов для коротких одиночных импульсных сигналов и шума интерфейс для синусоидальных сигналов может быть реализован для настройки амплитуд синусоидальных сигналов в каждом из нескольких частотных диапазонов. Если в таком интерфейсе пользователь, например, настраивает уровень ввода 300-2k, то все амплитуды синусоидальных сигналов, имеющие частоты 300 Гц-2000 Гц, изменяются. Интерфейс пользователя, изображенный на фиг.4, может быть реализован с использованием аппаратных средств или программного обеспечения.

Фиг.5 - блок-схема параметрического устройства декодирования согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как изображено на фиг.5, параметрическое устройство декодирования содержит демультиплексор 510, блоки 520, 530 и 540 выделения, блоки 521, 531 и 541 настройки, синтезирующие блоки 525, 535 и 545, блок 550 отображения и блок 560 вывода.

Демультиплексор 510 обеспечивает параметрический закодированный битовый поток в блоки 520, 530 и 540 выделения.

Блок 520 выделения параметров короткого одиночного импульсного сигнала выделяет из входного битового потока параметры короткого одиночного импульсного сигнала, указывающие характеристики короткого одиночного импульсного сигнала. Блок 521 настройки настраивает выделенные параметры короткого одиночного импульсного сигнала согласно вводу пользователя. Блок 550 отображения отображает амплитуду короткого одиночного импульсного сигнала, которая соответствует настроенным параметрам короткого одиночного импульсного сигнала.

Синтезирующий блок 525 синтезирует короткие одиночные импульсные сигналы с использованием настроенных параметров коротких одиночных импульсных сигналов.

Блок 530 выделения параметров синусоидальных сигналов выделяет из входного битового потока параметры синусоидальных сигналов, указывающие характеристику синусоидальных сигналов. Блок 531 настройки настраивает выделенные параметры синусоидальных сигналов согласно вводу пользователя. Блок 550 отображения отображает амплитуду синусоидальных сигналов, которая соответствует настроенным параметрам короткого одиночного импульсного сигнала. В этом случае блок 531 настройки и блок 550 отображения могут обеспечивать пользователю интерфейс пользователя для настройки/отображения амплитуд синусоидальных сигналов в каждом частотном диапазоне.

Синтезирующий блок 535 синтезирует синусоидальные сигналы с использованием настроенных параметров короткого одиночного импульсного сигнала.

Блок 540 выделения параметров шума выделяет из входного битового потока параметры шума, указывающие характеристики шума. Блок 541 настройки настраивает выделенные параметры шума согласно вводу пользователя. Блок 550 отображения отображает амплитуду шума, которая соответствует настроенным параметрам шума.

Синтезирующий блок 545 синтезирует шум с использованием настроенных параметров шума.

Блок 560 вывода суммирует составляющие сигналы, выведенные из синтезирующих блоков 525, 535 и 545, для формирования выходного сигнала и выводит этот сигнал через динамик.

Согласно настоящему изобретению вместо преобразования декодированного звукового сигнала для настройки частотных составляющих или для отображения пользователю пользователь настраивает параметры, выделенные во время декодирования, а составляющие сигналы синтезируются и настраиваются с использованием настроенных параметров. Соответственно, пользователь сам может настроить составляющие сигналы согласно своему требованию так, чтобы можно было реализовать различные звуковые эффекты.

Кроме того, первоначальный сигнал может быть восстановлен более точно, чем сигнал предшествующего уровня техники, и не требуются дополнительные модули эквалайзера. Следовательно, можно упростить устройство воспроизведения звука.

Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть записанными компьютерными программами и могут быть реализованы в цифровых компьютерах общего назначения, которые выполняют эти программы с использованием машиночитаемого носителя записи.

Примеры машиночитаемого носителя записи включают в себя магнитные носители данных (например, ROM, дискеты, жесткие диски и т.д.) и оптические носители записи (например, диски CD-ROM или DVD).

Несмотря на то, что настоящее изобретение было представлено и описано согласно его конкретным иллюстративным вариантам осуществления, специалистам в данной области техники будет понято, что в их форму и детали можно вносить различные изменения, не выходя за пределы существа и объема настоящего изобретения, как определено в следующей формуле изобретения.

1. Способ воспроизведения звука, содержащий:выделение параметров, каждый из которых представляет каждый из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, закодированного согласно заданной модели параметрического кодирования,настройку выделенных параметров согласно вводу пользователя до начала синтезирования каждого из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, исинтезирование каждого из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала на основе настроенных параметров.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий:отображение через интерфейс пользователя амплитуд составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, которые соответствуют настроенным параметрам.

3. Способ по п.1, в котором составляющие сигналы содержат, по меньшей мере, одно из короткого одиночного импульсного сигнала, синусоидального сигнала и шума.

4. Способ по п.1, в котором составляющие сигналы содержат синусоидальные сигналы, и в котором при настройке выделенных параметров, амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащегося в параметрическом закодированном звуковом сигнале, настроены независимо.

5. Способ по п.2, в котором составляющие сигналы содержат синусоидальные сигналы, и в котором при отображении амплитуд отображены амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащегося в параметрическом закодированном звуковом сигнале.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий:суммирование синтезированных составляющих сигналов для вывода результирующего сигнала через динамик.

7. Машиночитаемый носитель записи, содержащий команды, хранящиеся на нем, которые, при исполнении компьютером, побуждают его осуществлять способ воспроизведения звука, причем способ содержит:выделение параметров, каждый из которых представляет каждый из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, закодированного согласно заданной модели параметрического кодирования,настройку выделенных параметров согласно вводу пользователя до начала синтезирования каждого из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, исинтезирование каждого из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала на основе настроенных параметров.

8. Машиночитаемый носитель записи по п.7, в котором способ воспроизведения дополнительно содержит:отображение через интерфейс пользователя амплитуд составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, которые соответствуют настроенным параметрам.

9. Машиночитаемый носитель записи по п.7, в котором составляющие сигналы содержат, по меньшей мере, одно из короткого одиночного импульсного сигнала, синусоидального сигнала и шума.

10. Машиночитаемый носитель записи по п.7, в котором составляющие сигналы содержат синусоидальные сигналы, и в котором при настройке выделенных параметров амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащегося в параметрическом закодированном звуковом сигнале, настроены независимо.

11. Машиночитаемый носитель записи по п.8, в котором составляющие сигналы содержат синусоидальные сигналы, и в котором при отображении амплитуд отображены амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащегося в параметрическом закодированном звуковом сигнале.

12. Машиночитаемый носитель записи по п.7, в котором способ воспроизведения дополнительно содержит:суммирование синтезированных составляющих сигналов для вывода результирующего сигнала через динамик.

13. Устройство воспроизведения звука, содержащее:блок выделения, который выделяет параметры, каждый из которых представляет каждый из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, закадированого согласно заданной модели параметрического кодирования, из параметрического закодированного звукового сигнала,блок настройки, который выборочно настраивает выделенные параметры согласно вводу пользователя до начала синтезирования каждого из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, исинтезирующий блок, который синтезирует каждый из составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала на основе выборочно настроенных параметров.

14. Устройство для воспроизведения звука по п.13, дополнительно содержащее:блок отображения, который отображает через интерфейс пользователя амплитуды составляющих сигналов параметрического закодированного звукового сигнала, которые соответствуют настроенным параметрам.

15. Устройство для воспроизведения звука по п.13, в котором составляющие сигналы содержат, по меньшей мере, одно из короткого одиночного импульсного сигнала, синусоидального сигнала и шума.

16. Устройство для воспроизведения звука по п.13, в котором составляющие сигналы содержат синусоидальные сигналы, и в котором блок настройки независимо настраивает амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащегося в параметрическом закодированном звуковом сигнале.

17. Устройство для воспроизведения звука по п.14, в котором составляющие сигналы содержат синусоидальные сигналы, и в котором блок отображения отображает амплитуды синусоидальных сигналов каждого частотного диапазона, содержащегося в параметрическом закодированном звуковом сигнале.

18. Устройство для воспроизведения звука по п.13, дополнительно содержащее блок вывода, который суммирует составляющие сигналы, синтезированные синтезирующим блоком, и выводит результирующий сигнал через динамик.