Шумоподавление на основе прогнозирования в стереофоническом радиосигнале с частотной модуляцией

Шумоподавление на основе прогнозирования в стереофоническом радиосигнале с частотной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область технического применения

Настоящее изобретение относится к обработке звуковых сигналов, в частности, к устройству и соответствующему способу улучшения звукового сигнала стереофонического FM-радиоприемника. В частности настоящий документ относится к способу и системе подавления шума в принимаемом стереофоническом FM-радиосигнале.

Предпосылки изобретения

В аналоговой стереофонической FM-радиосистеме (с частотной модуляцией) левый канал (L) и правый канал (R) звукового сигнала передаются в среднем-побочном (M/S) представлении, т.е. как средний канал (М) и побочный канал (S). Средний канал М соответствует суммарному сигналу L и R, например M=(L+R)/2, а побочный канал S соответствует разностному сигналу L и R, например S=(L-R)/2. Для передачи побочный сигнал S модулируется на подавленной несущей 38 кГц и добавляется к немодулированному среднему сигналу М, образуя обратно совместимый уплотненный стереофонический сигнал. Этот уплотненный немодулированный сигнал затем используется для модуляции ВЧ (высокочастотной) несущей FM-передатчика, который, как правило, работает в диапазоне 87,5-108 МГц.

Когда качество приема уменьшается (т.е. уменьшается отношение «сигнал-шум» в радиоканале), канал S в ходе передачи, как правило, страдает сильнее канала М. Во многих реализациях FM-приемника, когда условия приема становятся слишком зашумленными, канал S приглушается. Это означает, что в случае слабого ВЧ-радиосигнала приемник переходит на пониженный уровень от стереофонического сигнала к монофоническому (что обычно именуется монофоническим выпадением).

Даже в том случае, когда средний сигнал М имеет приемлемое качество, побочный сигнал S может быть зашумленным и, таким образом, сильно снижает общее качество звука при микшировании в левый и правый каналы выходного сигнала (которые получаются, например, в соответствии с соотношениями L=M+S, и R=M-S). Когда побочный сигнал S имеет лишь качество от низкого до среднего, существует две возможности: либо приемник выбирает прием шума, связанного с побочным сигналом S, и выводит действительный стереофонический сигнал, содержащий зашумленные левый и правый сигналы, либо приемник отбрасывает побочный сигнал S и переходит на пониженный уровень монофонического сигнала.

Параметрическое стереофоническое (PS) кодирование представляет собой методику из области кодирования звуковых сигналов с очень низкой битовой скоростью передачи данных. PS позволяет кодировать 2-канальный стереофонический звуковой сигнал как монофонический низведенный сигнал в сочетании с дополнительной информацией PS, т.е. с параметрами PS. Монофонический низведенный сигнал получается как комбинация обоих каналов стереофонического сигнала. Параметры PS позволяют PS-декодеру реконструировать стереофонический сигнал из монофонического низведенного сигнала и дополнительной информации PS. Как правило, параметры PS зависят от времени и от частоты, и PS-обработка в PS-декодере, как правило, осуществляется в области гибридного блока фильтров, содержащего ряд блоков квадратурных зеркальных фильтров (QMF).

В документах WO2011/029570, PCT/EP2011/064077 и PCT/EP2011/064084 предложено использовать PS кодирование принимаемого стереофонического FM-сигнала с целью подавления шума, который заключается в принимаемом стереофоническом FM-сигнале. Общим принципом параметрического стереофонического кодирования (PS) на основе технологии шумоподавления в стереофоническом FM-радиосигнале является использование параметров параметрического стереофонического кодирования, получаемых из принимаемого стереофонического FM-сигнала, с целью подавления шума, который заключается в принимаемых левом и правом сигналах. Раскрытие вышеупомянутых патентных документов включается в настоящее раскрытие посредством ссылки.

Сущность изобретения

В настоящем документе описаны способ и система шумоподавления в стереофоническом FM-радиосигнале с использованием инфраструктуры на основе прогнозирования. Инфраструктура на основе прогнозирования является одним из альтернативных подходов к вышеуказанной инфраструктуре на основе параметрического стереофонического кодирования (PS). Как будет описано в настоящем документе, инфраструктура на основе прогнозирования обеспечивает меньшую вычислительную сложность. Кроме того, наблюдалось, что в то же время схема шумоподавления на основе прогнозирования в стереофоническом FM-радиосигнале достигает повышенного качества звука по сравнению со схемой шумоподавления на основе PS в стереофоническом FM-радиосигнале.

Согласно одной из особенностей описывается устройство или система, сконфигурированная для подавления шума в принимаемом многоканальном FM-радиосигнале. Многоканальный FM-радиосигнал может представлять собой двухканальный стереофонический сигнал. В частности, принимаемый многоканальный FM-радиосигнал может отображаться, или представляться, или служить признаком среднего сигнала и побочного сигнала. Кроме того, указанный побочный сигнал может служить признаком разности между левым сигналом и правым сигналом стереофонического сигнала.

В одном из вариантов осуществления изобретения указанное устройство содержит модуль определения параметров, сконфигурированный для определения одного или нескольких параметров, служащих признаком корреляции и/или декорреляции между принимаемым средним сигналом и принимаемым побочным сигналом. Указанные один или несколько параметров могут представлять собой параметр а прогнозирования, используемый для определения коррелированной составляющей побочного сигнала с подавленным шумом исходя из принимаемого среднего сигнала, и/или параметр b декорреляции, используемый для определения декоррелированной составляющей побочного сигнала с подавленным шумом исходя из декоррелированной версии среднего сигнала. Кроме того, устройство содержит модуль шумоподавления, сконфигурированный для генерирования побочного сигнала с подавленным шумом из принимаемого среднего сигнала с использованием одного или нескольких параметров. С этой целью модуль шумоподавления не учитывает принимаемый побочный сигнал, например, дискретные значения принимаемого побочного сигнала. Иными словами, принимаемый побочный сигнал не находится на пути сигнала, предназначенном для определения побочного сигнала с подавленным шумом. В частности, модуль шумоподавления может быть сконфигурирован для определения побочного сигнала с подавленным шумом только из принимаемого среднего сигнала (например, из дискретных значений принимаемого среднего сигнала) и одного или нескольких параметров.

Как указывалось выше, модуль определения параметров может конфигурироваться для определения параметра а прогнозирования. Параметр а прогнозирования может служить признаком взаимной корреляции между принимаемым средним сигналом и принимаемым побочным сигналом. В частности, модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения параметра а прогнозирования на основе математического ожидания для произведения соответствующих дискретных значений принимаемого среднего сигнала и принимаемого побочного сигнала. В еще более частном случае модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения параметра а прогнозирования с использованием формулы a = E [ S * M ] / E [ M * M ] , где E[·] обозначает оператора математического ожидания, S обозначает принимаемый побочный сигнал, и М обозначает принимаемый средний сигнал.

В случае когда модуль определения параметров создает параметр а прогнозирования, модуль шумоподавления может быть сконфигурирован для генерирования побочного сигнала с подавленным шумом (или коррелированной составляющей побочного сигнала с подавленным шумом) исходя из принимаемого среднего сигнала с использованием параметра а прогнозирования. Коррелированная составляющая побочного сигнала с подавленным шумом может определяться как произведение параметра а прогнозирования и принимаемого среднего сигнала, т.е. как a*M. Это означает, что коррелированная составляющая побочного сигнала с подавленным шумом может представлять собой взвешенную версию принимаемого среднего сигнала. Ввиду того что параметр а прогнозирования может быть переменным во времени и/или переменным по частоте, весовой коэффициент, применяемый к среднему сигналу, может быть переменным во времени и/или переменным по частоте.

Модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения параметра b декорреляции, служащего признаком декорреляции между принимаемым средним сигналом и принимаемым побочным сигналом. В частности, указанный модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения параметра b декорреляции на основе энергии разностного сигнала принимаемого побочного сигнала и сигнала, определяемого из среднего сигнала с использованием параметра а прогнозирования. В еще более частном случае модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения параметра b декорреляции с использованием формулы b = s q r t ( E [ D * D ] / E [ M * M ] ) , где D=S-a*M представляет собой разностный сигнал. Оператор «sqrt()» указывает операцию извлечения квадратного корня.

В этом случае указанный модуль шумоподавления может быть сконфигурирован для генерирования побочного сигнала с подавленным шумом (или декоррелированной составляющей побочного сигнала с подавленным шумом) из декоррелированной версии принимаемого среднего сигнала с использованием параметра b декорреляции. В частности, декоррелированная составляющая побочного сигнала с подавленным шумом может определяться как b*decorr(M), где decorr(M) - декоррелированная версия принимаемого среднего сигнала. Декоррелированная версия принимаемого среднего сигнала может определяться путем фильтрации принимаемого среднего сигнала с использованием всечастотного фильтра.

Если принимаемый средний сигнал содержит значительное количество шума, может оказаться полезным уменьшить влияние декоррелированной составляющей побочного сигнала с подавленным шумом на побочный сигнал с подавленным шумом. С этой целью модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения динамического коэффициента, характерного для (или служащего признаком) неравномерности спектральной характеристики принимаемого побочного сигнала. Высокая неравномерность спектральной характеристики, как правило, указывает высокую степень шума, заключенного в побочном сигнале. Как таковой, параметр b декорреляции может зависеть от динамического коэффициента. В частности, параметр b декорреляции может уменьшаться, когда динамический коэффициент указывает увеличивающуюся степень неравномерности спектральной характеристики принимаемого побочного сигнала. Например, динамическим коэффициентом является SMF_impact_factor, описываемый в настоящем документе, и модифицированный параметр декорреляции b_new описывается как b_new=(1-SMF_impact_factor)*b, посредством чего декоррелированная составляющая побочного сигнала с подавленным шумом (т.е. b_new*decorr(M)) вынужденно обращается в нуль, если SMF_mpact_factor стремится к «1».

Как указывалось выше, модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения одного или нескольких параметров (например, параметра а прогнозирования и/или параметра b декорреляции) зависящим от времени образом. Так, для каждого одного или нескольких параметров может определяться последовательность соответствующего параметра для соответствующей последовательности промежутков времени. Например, для первого параметра (например, для параметра а прогнозирования или параметра b декорреляции) определяется последовательность первых параметров для последовательности промежутков времени. Последовательность промежутков времени может представлять собой последовательность кадров сигнала (например, содержащих 2048 дискретных значений сигнала). Как правило, конкретный первый параметр последовательности первых параметров для конкретного промежутка времени из последовательности промежутков времени определяется с использованием дискретных значений принимаемого среднего сигнала и/или принимаемого побочного сигнала, которые лежат в указанном конкретном промежутке времени. В случаях когда один или несколько параметров являются переменными во времени, модуль шумоподавления может быть сконфигурирован для генерирования побочного сигнала с подавленным шумом с использованием одного или нескольких переменных во времени параметров.

Для того чтобы обеспечить непрерывность между смежными промежутками времени и для того чтобы избежать слышимых нарушений непрерывности на границах смежных промежутков времени, может оказаться полезным определение последовательности интерполированных первых параметров путем интерполяции смежных первых параметров из последовательности первых параметров.

В случае сильно ухудшенных условий приема FM-приемники могут принудительно переводить принимаемые FM-радиосигналы в монофонические сигналы, т.е. FM-приемники могут подавлять принимаемый побочный сигнал. Указанное устройство может быть сконфигурировано для обнаружения монофонического выпадения, т.е. указанное устройство может быть сконфигурировано для обнаружения того, что принимаемый многоканальный FM-радиосигнал является вынужденным монофоническим сигналом. Это может достигаться путем обнаружения быстрого перехода принимаемого побочного сигнала от высокой энергии к низкой энергии. В частности, может определяться энергия принимаемого побочного сигнала в пределах первого промежутка времени из последовательности промежутков времени, и может быть определено то, что эта энергия выше верхнего порогового значения. Кроме того, может определяться переходный период, в течение которого некоторое количество следующих друг за другом последовательных промежутков времени, в ходе которых энергия побочного сигнала падает от значения выше верхнего порогового значения до значения ниже нижнего порогового значения. На основе этой информации можно определить, что принимаемый многоканальный FM-радиосигнал, следующий за первым промежутком времени, представляет собой вынужденный монофонический сигнал, если количество последовательных промежутков времени переходного периода находится ниже порогового значения промежутка. Пороговое значение промежутка может составлять 1, 2, 3 или 4 промежутков времени, следующих за первым промежутком времени.

Если обнаруживается, что принимаемый многоканальный FM-радиосигнал, находящийся в промежутке времени, следующем (непосредственно) за первым промежутком времени, представляет собой вынужденный монофонический сигнал, то модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения одного или нескольких параметров для промежутка времени, следующего (непосредственно) за первым промежутком времени, исходя из одного или нескольких параметров для первого промежутка времени. Иными словами, модуль определения параметров может быть сконфигурирован для маскирования недостатка параметров в ходе монофонического выпадения путем использования одного или нескольких параметров, определяемых перед монофоническим выпадением.

Как описывалось выше, модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения одного или нескольких параметров (например, параметра а прогнозирования и/или параметра b декорреляции) зависящим от частоты образом. Это означает, что для разных поддиапазонов принимаемого среднего и/или побочного сигнала определяются разные параметры. С этой целью устройство может содержать модуль преобразования среднего сигнала, сконфигурированный для генерирования ряда сигналов среднего поддиапазона, охватывающих соответствующий ряд диапазонов частот из принимаемого среднего сигнала. Кроме того, устройство может содержать модуль преобразования побочного сигнала, сконфигурированный для генерирования ряда сигналов побочного поддиапазона, охватывающих соответствующий ряд диапазонов частот из принимаемого побочного сигнала. В этих случаях модуль определения параметров может быть сконфигурирован для определения одного или нескольких параметров для каждого диапазона из ряда диапазонов частот. В частности, для второго параметра из числа одного или нескольких параметров (например, для параметра а прогнозирования и/или параметра b декорреляции) исходя из соответствующего ряда сигналов среднего поддиапазона и соответствующего ряда сигналов побочного поддиапазона может определяться ряд вторых параметров поддиапазонов. Это может осуществляться путем применения вышеупомянутых формул определения одного или нескольких параметров (например, параметра а прогнозирования или параметра b декорреляции) к каждому диапазону из ряда диапазонов частот.

Модуль шумоподавления может быть сконфигурирован для генерирования побочного сигнала с подавленным шумом с использованием одного или нескольких переменных по частоте параметров. В частности, модуль шумоподавления может быть сконфигурирован для генерирования ряда сигналов среднего поддиапазона с подавленным шумом (только) из соответствующего ряда сигналов среднего поддиапазона и соответствующего ряда параметров поддиапазонов.

Побочный сигнал с подавленным шумом может генерироваться из ряда сигналов побочного поддиапазона с подавленным шумом с использованием модуля обратного преобразования.

Модуль преобразования среднего сигнала и/или модуль преобразования побочного сигнала могут представлять собой блоки фильтров QMF, а модуль обратного преобразования может представлять собой блок обратных фильтров QMF. Ввиду того что принимаемый средний сигнал находится на пути сигнала (а принимаемый побочный сигнал не находится на пути сигнала), модуль преобразования побочного сигнала может удовлетворять меньшим требованиям, чем модуль преобразования среднего сигнала в отношении, по меньшей мере, одного из показателей: избирательности по частоте, разрешающей способности по частоте; разрешающей способности по времени; и численной точности.

В принимаемом FM-радиосигнале может преобладать зашумленный принимаемый побочный сигнал, который имеет больший уровень энергии, чем принимаемый средний сигнал. Такие ситуации могут приводить к раздражающим восприятие артефактам при генерировании побочного сигнала с подавленным шумом из принимаемого среднего сигнала с использованием одного или нескольких параметров. Для того чтобы справляться с такими ситуациями, модуль определения параметров может быть сконфигурирован для ограничения одного или нескольких параметров путем применения к указанным одному или нескольким параметрам ограничивающего коэффициента с. В частности, один или несколько параметров могут делиться на ограничивающий коэффициент с. В одном из вариантов осуществления изобретения, при с>1, ограничивающий коэффициент является пропорциональным сумме одного или нескольких параметров, возведенных в квадрат. В другом варианте осуществления изобретения, для с>1, ограничивающий коэффициент с является пропорциональным квадратному корню из суммы одного или нескольких параметров, возведенных в квадрат. Как правило, ограничивающий коэффициент c выбирается так, чтобы применение ограничивающего коэффициента с не повышало указанный один или несколько параметров.

Следует отметить, что устройство может содержать модуль задержки, сконфигурированный для задержки (одного из дискретных значений) принимаемого среднего сигнала на количество времени, соответствующее времени вычислений, необходимому для генерирования (соответствующего дискретного значения) побочного сигнала с подавленным шумом.

В хороших условиях приема, когда принимаемый побочный сигнал содержит небольшое количество шума или шум отсутствует, может оказаться полезным использовать принимаемый побочный сигнал для генерирования стереофонического сигнала. Для этой цели устройство может содержать комбинирующий модуль, сконфигурированный для определения модифицированного побочного сигнала с подавленным шумом из стереофонического сигнала с подавленным шумом и принимаемого побочного сигнала с использованием указателя качества, служащего признаком качества принимаемого многоканального FM-радиосигнала. В зависимости от качества принимаемого побочного сигнала модифицированный побочный сигнал с подавленным шумом может плавно переходить между (или выбираться из, или интерполироваться между) побочным сигналом с подавленным шумом и принимаемым побочным сигналом. Для этой цели комбинирующий модуль может содержать: модуль усиления сигнала с подавленным шумом, сконфигурированный для присвоения весового коэффициента побочному сигналу с подавленным шумом с использованием коэффициента усиления сигнала с подавленным шумом; модуль усиления обходного сигнала, сконфигурированный для присвоения весового коэффициента принимаемому побочному сигналу с использованием коэффициента усиления обходного сигнала; и объединяющий модуль, сконфигурированный для объединения (например, сложения) взвешенного побочного сигнала с подавленным шумом и взвешенного принимаемого побочного сигнала; где коэффициент усиления сигнала с подавленным шумом и коэффициент усиления обходного сигнала зависят от указателя качества. Следует отметить, что комбинирующий модуль может быть сконфигурирован для определения модифицированного побочного сигнала с подавленным шумом зависящим от частоты образом.

Устройство может содержать модуль определения качества, сконфигурированный для определения указателя качества, который указывает качество принимаемого побочного сигнала. Это может осуществляться путем определения мощности принимаемого среднего сигнала, именуемой средней мощностью, и мощности принимаемого побочного сигнала, именуемой побочной мощностью. Может определяться отношение средней мощности и побочной мощности, т.е. отношение «средняя-побочная», а указатель качества принимаемого FM-радиосигнала может определяться на основе, по меньшей мере, отношения «средняя-побочная». Настоящий документ описывает различные варианты осуществления изобретения, предназначенные для определения указателя качества α_HQ, который надлежащим образом указывает качество принимаемого побочного сигнала.

Устройство также может содержать преобразователь MS-LR, сконфигурированный для определения левого сигнала с подавленным шумом и правого сигнала с подавленным шумом из принимаемого среднего сигнала и побочного сигнала с подавленным шумом (или из модифицированного побочного сигнала). В частности, преобразователь MS-LR может быть сконфигурирован для определения левого сигнала с подавленным шумом из суммы принимаемого среднего сигнала и (модифицированного) побочного сигнала с подавленным шумом; и правого сигнала с подавленным шумом из разности принимаемого среднего сигнала и (модифицированного) побочного сигнала с подавленным шумом.

Согласно другой особенности описывается способ подавления шума в принимаемом многоканальном FM-радиосигнале. Принимаемый многоканальный FM-радиосигнал может быть представлен как принимаемый средний сигнал и принимаемый побочный сигнал. Указанный способ может включать определение одного или нескольких параметров, служащих признаком корреляции и/или декорреляции между принимаемым средним сигналом и принимаемым побочным сигналом; и генерирование побочного сигнала с подавленным шумом из принимаемого среднего сигнала, а не из принимаемого побочного сигнала, с использованием одного или нескольких параметров.

Согласно еще одной особенности описывается программа, реализованная программно. Программа, реализованная программно, может быть предназначена для исполнения на процессоре и для выполнения этапов способа, описываемых в настоящем документе, при осуществлении на вычислительном устройстве.

Согласно еще одной особенности описывается носитель данных. Носитель данных может содержать программу, реализованную программно, предназначенную для исполнения на процессоре и для выполнения этапов способа, описываемых в настоящем документе, при осуществлении на вычислительном устройстве.

Согласно еще одной особенности, описывается компьютерный программный продукт. Компьютерная программа может содержать исполняемые команды для выполнения этапов способа, описываемых в настоящем документе, при исполнении на компьютере.

Следует отметить, что способы и системы, в том числе предпочтительные варианты их осуществления, описываемые в настоящей патентной заявке, могут использоваться автономно или в сочетании с другими способами и системами, раскрываемыми в настоящем документе. Кроме того, все особенности способов и систем, описываемых в настоящей патентной заявке, могут произвольно комбинироваться. В частности, произвольным образом могут комбинироваться друг с другом характерные признаки формулы изобретения.

Описание графических материалов

Изобретение описывается ниже при помощи иллюстративных примеров со ссылкой на сопроводительные графические материалы, где

на фиг. 1 изображен схематический пример системы, предназначенной для улучшения стереофонического выходного сигнала стереофонического FM-радиоприемника;

на фиг. 2 изображен пример устройства обработки звука на основе концепции параметрического стереофонического кодирования;

на фиг. 3 изображен пример устройства обработки звука на основе концепции прогнозирования;

на фиг. 4 показан пример спектра мощности среднего и побочного сигналов для зашумленного речевого FM-радиосигнала;

на фиг. 5 изображен пример схемы последовательности операций способа обработки принимаемых FM-радиосигналов с использованием указателя качества принимаемых FM-радиосигналов; и

на фиг. 6 показан пример конечного автомата, используемого для маскирования параметров прогнозирования и декорреляции.

Подробное описание

На фиг. 1 показан схематический пример системы для улучшения стереофонического выходного сигнала стереофонического FM-радиоприемника 1. Как описывалось в разделе предпосылок данного документа, в FM-радиосвязи стереофонический сигнал намеренно передается как средний сигнал М и побочный сигнал S. В FM-приемнике 1 побочный сигнал используется для создания стереофонической разности между левым сигналом L и правым сигналом R на выходе FM-приемника 1 (по меньшей мере, когда прием является достаточно хорошим и информация побочного сигнала не приглушается). Иными словами, побочный сигнал используется для создания левого и правого звуковых сигналов из среднего сигнала. Указанные левый и правый сигналы L, R могут представлять собой цифровые или аналоговые сигналы.

Для улучшения левого и правого звуковых сигналов L,R FM-приемника может использоваться устройство 2 обработки звука, которое генерирует на выходе стереофонический звуковой сигнал L' и R'. Устройство 2 обработки звука способно выполнять шумоподавление в принимаемом FM-радиосигнале, используя параметрическое стереофоническое кодирование. В альтернативном варианте устройство 2 обработки звука может быть способно выполнять шумоподавление в принимаемом FM-радиосигнале с использованием параметризации на основе прогнозирования, как описывается в настоящем документе.

Обработка звука в устройстве 2 предпочтительно выполняется в цифровой области; поэтому в случае аналогового интерфейса между FM-приемником 1 и устройством 2 обработки звука перед цифровой обработкой звука в устройстве 2 используется аналого-цифровой преобразователь. FM-приемник 1 и устройство 2 обработки звука могут интегрироваться на одной и той же полупроводниковой интегральной микросхеме или могут быть частями двух полупроводниковых интегральных микросхем. FM-приемник 1 и устройство 2 обработки звука могут быть частью такого устройства беспроводной связи, как сотовый телефон, карманный персональный компьютер (PDA) или смартфон. В этом случае FM-приемник 1 может представлять собой часть интегральной микросхемы радиомодема, которая обладает дополнительной функциональной возможностью FM-радиоприемника. В другом применении FM-приемник 1 и устройство 2 обработки звука могут представлять собой часть акустической системы транспортного средства, нацеленную на компенсацию изменяющихся условий приема в движущемся транспортном средстве.

Вместо использования левого/правого представления на выходе FM-приемника 1 и входе устройства 2 в интерфейсе между FM-приемником 1 и устройством 2 может использоваться среднее/побочное представление (см. M, S на фиг. 1 для среднего/побочного представления, и L, R - для левого/правого представления). Указанное среднее/побочное представление в интерфейсе между FM-приемником 1 и устройством 2 может в результате приводить к уменьшению нагрузки при обработке, поскольку FM-приемник 1 принимает уже средний/побочный сигнал, а устройство 2 обработки звука может обрабатывать непосредственно средний/побочный сигнал без понижающего микширования или без преобразования LR-MS. Среднее/побочное представление, которое может являться преимущественным, если FM-приемник 1 является тесно интегрированным с устройством 2 обработки звука, в особенности, если FM-приемник 1 и устройство 2 обработки звука интегрируются на одной и той же полупроводниковой интегральной микросхеме.

Необязательно, для адаптации обработки звука в устройстве 2 обработки звука может использоваться сигнал 6 уровня мощности радиосигнала.

Сочетание FM-радиоприемника 1 и устройства 2 обработки звука соответствует FM-радиоприемнику, содержащему встроенную систему шумоподавления.

На фиг. 2 показан вариант осуществления устройства 2 обработки звука, которое основывается на концепции параметрического стереофонического кодирования. Устройство 2 содержит модуль 3 оценки параметров PS. Модуль 3 оценки параметров сконфигурирован для определения параметров 5 PS на основе входного звукового сигнала, подлежащего улучшению (который может быть либо в левом/правом, либо в среднем/побочном представлении). Параметры 5 PS могут, среди прочих, включать параметр, указывающий разности интенсивностей между каналами (IID, также называемый параметром CLD - разности уровней каналов), и/или параметр, указывающий взаимную корреляцию между каналами (ICC). Предпочтительно параметры 5 PS являются переменными во времени и по частоте. В случае M/S-представления на входе в модуль 3 оценки параметров, модуль 3 оценки параметров может, тем не менее, определять параметры 5 PS, которые относятся к каналам L/R, путем применения соответствующего преобразования каналов L/R.

Из входного сигнала получают низведенный звуковой сигнал DM. В случае когда входной звуковой сигнал уже использует среднее/побочное представление, низведенный звуковой сигнал DM может соответствовать непосредственно среднему сигналу. В случае когда входной звуковой сигнал имеет левое/правое представление, звуковой сигнал может генерироваться путем понижающего микширования звукового сигнала в модуле 9 генерирования низведенного сигнала. Предпочтительно результирующий сигнал DM после понижающего микширования соответствует среднему сигналу М и может генерироваться по следующему уравнению:

DM=(L+R)/d, например, при d=2,

т.е. низведенный сигнал DM может соответствовать среднему значению сигналов L и R. При разных значениях масштабного коэффициента d среднее значение сигналов L и R усиливается или ослабляется. Модуль 9 генерирования низведенного сигнала и модуль 3 оценки параметров являются частями PS-кодера 7.

Устройство дополнительно содержит модуль 4 повышающего микширования, также называемый модулем стереофонического микширования или стереофоническим повышающим микшером. Модуль 4 повышающего микширования сконфигурирован для генерирования стереофонического сигнала L'/R' на основе звукового сигнала DM и параметров 5 PS. Предпочтительно модуль 4 повышающего микширования использует не только сигнал DM, но также использует побочный сигнал S₀ (который, как правило, соответствует оригинальному принимаемому побочному сигналу S) или псевдопобочный сигнал S*, генерируемый из низведенного сигнала DM с использованием декоррелятора 10. Декоррелятор 10 принимает монофонический низведенный сигнал DM и генерирует декоррелированный сигнал S*, который используется в качестве псевдопобочного сигнала. Декоррелятор 10 может быть реализован соответствующим всечастотным фильтром, что обсуждается в разделе 4 документа «Low Complexity Parametric Stereo Coding in MPEG-4», Heiko Purnhagen, Proc. Digital Audio Effects Workshop (DAFx), pp. 163-168, Naples, IT, Oct. 2004. Обсуждение параметрического стереофонического кодирования из этого документа, в частности, в отношении определения параметров параметрического стереофонического кодирования и, в частности, конкретный раздел 4, ссылкой включаются в настоящее описание. Матрица 4 стереофонического микширования может представлять собой матрицу повышающего микширования размера 2×2, которая генерирует стереофонический сигнал L', R' из сигналов DM и S₀ или S*. Модуль 4 повышающего микширования и декоррелятор 10 являются частями PS-декодера 8.

Устройство 2 основано на идее о том, что принимаемый побочный сигнал может быть слишком зашумленным для реконструкции стереофонического сигнала просто путем комбинирования принимаемых среднего и побочного сигналов; тем не менее, в этом случае принимаемый побочный сигнал или составляющая побочного сигнала в принимаемом сигнале L/R может быть по-прежнему достаточно качественной для анализа стереофонических параметров в модуле 3 оценки параметров PS. Результирующие параметры 5 PS могут затем использоваться для генерирования стереофонического сигнала L', R', имеющего пониженный уровень шума по сравнению со звуковым сигналом непосредственно на выходе FM-приемника 1.

Таким образом, зашумленный FM-радиосигнал можно «очистить» путем использования концепции параметрического стереофонического кодирования. Большая часть искажений и шума в FM-радиосигнале располагается в побочном канале, который, как правило, не используется в низведенном сигнале PS. Тем не менее, принимаемый побочный канал S даже в зашумленных условиях приема часто имеет достаточное качество для извлечения параметров PS.

В графических материалах, показанных в данном документе, входной сигнал в устройстве 2 обработки звука представляет собой левый/правый стереофонический сигнал. При минимальных модификациях в некоторых модулях устройства 2 обработки звука устройство 2 обработки звука также сможет обрабатывать входной сигнал в среднем/побочном представлении. Поэтому концепции, обсуждаемые в настоящем раскрытии, так же могут использоваться и в связи с входным сигналом в среднем/побочном представлении.

Способ шумоподавления на основе PS в стереофоническом FM-сигнале, проиллюстрированный на фиг. 2, хорошо выполняется в ситуациях, когда побочный сигнал принимаемого FM-радиосигнала содержит высокие или промежуточные уровни шума, возникающего из канала радиопередачи. Однако способ шумоподавления на основе PS в стереофоническом FM-сигнале имеет некоторые недостатки. Способ шумоподавления на основе PS в стереофоническом FM-сигнале является довольно сложным вычислительно, так как он требует два блока анализирующих QMF (для вычисления параметров PS) и два блока синтезирующих QMF (для генерирования стереофонического сигнала L', R' с подавленным шумом). Более того, способ шумоподавления на основе PS в стереофоническом FM-сигнале, как правило, использует подход с гибридным блоком фильтров, то есть QMF плюс дополнительный фильтр Найквиста, для увеличенной разрешающей способности по частоте при менее высоких частотах. Это означает, что определение параметров PS, как правило, требует большого количества операций бло