Обнаружение высокого качества в стереофонических радиосигналах с частотной модуляцией

Обнаружение высокого качества в стереофонических радиосигналах с частотной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область технического применения

Настоящий документ относится к обработке звуковых сигналов, в частности к устройству и соответствующему способу улучшения звукового сигнала в приемнике стереофонических радиосигналов с частотной модуляцией. В частности, настоящий документ относится к способу и системе для надежного обнаружения качества принимаемого стереофонического радиосигнала с частотной модуляцией и для выбора соответствующей обработки на основании обнаруженного качества.

Предпосылки

В аналоговой стереофонической радиосистеме с FM (частотной модуляцией) левый канал (L) и правый канал (R) звукового сигнала передаются в среднепобочном (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 обратносовместимый стереофонический уплотненный сигнал. Этот уплотненный немодулированный сигнал затем используется для модуляции HF (высокочастотной) несущей FM-передатчика, который, как правило, функционирует 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 HF-радиосигнала приемник переходит на пониженный уровень от стереофонического сигнала к монофоническому.

Даже в том случае, когда средний сигнал М имеет приемлемое качество, боковой сигнал S может быть зашумленным и, таким образом, может сильно снижать общее качество звука при микшировании в левый и правый каналы выходного сигнала (которые получаются, например, в соответствии с 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, включающий зашумленные левый и правый сигналы, либо приемник отбрасывает побочный сигнал S и переходит на пониженный уровень монофонического сигнала.

Параметрическое стереофоническое (PS) кодирование представляет собой технологию 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 являются зависящими от времени и от частоты, и PS-обработка в PS-декодере, как правило, осуществляется в области гибридного блока фильтров, включающего блок QMF. Документ «Low Complexity Parametric Stereo Coding in MPEG-4», Heiko Purnhagen, Proc. Digital Audio Effects Workshop (DAFx), ст. 163-168, Naples, IT, Oct. 2004, описывает одну из иллюстративных систем PS-кодирования для MPEG-4. Обсуждение из этого документа параметрического стереофонического кодирования, в частности в отношении определения параметров параметрического стереофонического кодирования, ссылкой включается в настоящее раскрытие. Параметрическое стереофоническое кодирование поддерживается, например, MPEG-4 Audio. Параметрическое стереофоническое кодирование обсуждается в разделе 8.6.4 и Приложениях 8.A и 8.C документа стандартизации MPEG-4 - ISO/IEC 14496-3:2005 (MPEG-4 Audio, 3-е издание). Эти части документа стандартизации ссылкой включаются в настоящее раскрытие во всех отношениях. Параметрическое стереофоническое кодирование также используется в стандарте MPEG Surround (см. документ ISO/IEC 23003-1:2007, MPEG Surround). Этот документ также включается ссылкой в настоящее раскрытие во всех отношениях. Дальнейшие примеры систем параметрического стереофонического кодирования обсуждаются в документе «Binaural Cue Coding - Part I: Psychoacoustic Fundamentals and Design Principles», Frank Baumgarte and Christof Faller, IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, том 11, №6, ст. 509-519, Ноябрь 2003, и в документе «Binaural Cue Coding - Part II: Schemes and Applications», Christof Faller and Frank Baumgarte, IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, том 11, №6, ст. 520-531, Ноябрь 2003. В последних двух документах используется термин «бинауральное кодирование сигнала», которое является одним из примеров параметрического стереофонического кодирования.

В WО №2011/029570 и PCT/EP2011/064077 было предложено использовать PS-кодирование принимаемого стереофонического FM-сигнала с целью снижения шума, заключенного в принимаемом побочном сигнале принимаемого стереофонического FM-сигнала. Общим принципом технологии шумоподавления в стереофоническом радиосигнале на основании параметрического стереофонического кодирования (PS) является использование параметров параметрического стереофонического кодирования, получаемых из принимаемого стереофонического FM-сигнала, с целью замены принимаемого зашумленного побочного сигнала S (например, S=(L-R)/2) менее зашумленной версией побочного сигнала, которая была параметрически реконструирована исходя из среднего сигнала M (например, M=(L+R)/2) и одного или нескольких параметров PS. Эффективность этой технологии можно повысить, принимая во внимание характеристические свойства (например, равномерность спектральной характеристики) принимаемого шума в побочном сигнале. Кроме того, WО PCT/EP2011/064084 описывает расширения этой технологии, позволяющие повышать эффективность шумоподавления в стереофоническом FM-сигнале на основании PS в ситуациях, когда прием переключается взад и вперед между монофоническим и стереофоническим режимами. Раскрытие из вышеупомянутых патентных документов ссылкой включается в настоящее раскрытие.

В настоящем документе описаны способ и система, которые могут использоваться для дальнейшего повышения качества принимаемого стереофонического FM-сигнала.

Краткое описание изобретения

Технология шумоподавления в стереофоническом FM-сигнале на основании PS, как правило, является преимущественной при повышении воспринимаемого качества звука в случае промежуточных или плохих условий приема, в которых побочный сигнал страдает от промежуточных или высоких уровней шума. С другой стороны, решением настоящего документа является то, что в случае хороших условий приема, когда побочный сигнал содержит относительно небольшие уровни шума, параметрическая сущность технологии шумоподавления в стереофоническом FM-сигнале на основании PS может ограничивать качество звука по сравнению с необработанным сигналом. Таким образом, предлагается обход шумоподавления в стереофоническом FM-сигнале на основании PS в случае хороших условий приема. В данном контексте трудностью является надежное обнаружение такого высококачественного (HQ) условия приема, т.е. условия, при котором преимущественным в отношении восприятия является обход технологии шумоподавления в стереофоническом FM-сигнале на основании PS.

Согласно одной из особенностей описывается устройство, сконфигурированное для оценки качества принимаемого многоканального FM-радиосигнала. Многоканальный FM-радиосигнал может представлять собой двухканальный звуковой сигнал. В частности, принимаемый многоканальный FM-радиосигнал может быть изобразимым или представимым, или служить признаком среднего сигнала или побочного сигнала. Кроме того, побочный сигнал может служить признаком разности между левым сигналом и правым сигналом стереофонического сигнала.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство включает модуль определения мощностей, сконфигурированный для определения мощности среднего сигнала (т.е. средней мощности) и мощности побочного сигнала (т.е. побочной мощности). Кроме того, устройство включает модуль определения отношений, сконфигурированный для определения отношения средней мощности к побочной мощности, посредством чего получается отношение «средняя-побочная». Модуль определения качества в устройстве может конфигурироваться для определения указателя качества принимаемого FM-радиосигнала на основании, по меньшей мере, отношения «средняя-побочная» (MSR). Иными словами, устройство, которое также может именоваться модулем обнаружения качества, может конфигурироваться для определения указателя качества принимаемого FM-сигнала путем анализа отношения энергий (или мощностей) среднего сигнала и побочного сигнала, т.е. MSR. Решением в настоящем документе, где - особенно, в ситуациях, когда энергия побочного сигнала превышает энергию среднего сигнала на предварительно определенный порог мощности (например, на 6 дБ или 5 дБ, или 4 дБ), - MSR обеспечивает хорошее приближение отношения «сигнал-шум» (SNR) в принимаемом FM-сигнале.

Как указывалось выше, модуль определения мощностей может конфигурироваться для определения средней мощности и/или побочной мощности. Мощность среднего сигнала в момент времени n можно определить как среднеквадратичный средний сигнал для ряда моментов времени поблизости от указанного момента времени n. Иными словами, среднюю мощность в момент времени n можно определить как математическое ожидание для дискретных значений среднеквадратичного сигнала в указанный момент времени n. Мощность побочного сигнала в момент времени n можно определить аналогичным образом.

Модуль определения мощностей может дополнительно конфигурироваться для определения ряда средних мощностей поддиапазонов для ряда поддиапазонов среднего сигнала и ряда побочных мощностей поддиапазонов для ряда соответствующих поддиапазонов побочного сигнала. Ряд поддиапазонов среднего сигнала и ряд поддиапазонов побочного сигнала могут представлять собой поддиапазоны, полученные с использованием блока квадратурных зеркальных фильтров (QMF). С целью определения надежного указателя качества может быть достаточно лишь проанализировать среднюю и побочную мощности в одном из поддиапазонов диапазона частот, охватываемого средним и побочным сигналами. Как следствие, может быть снижена вычислительная сложность определения указателя качества. В частности, может оказаться достаточно проанализировать среднюю и побочную мощности в более высокочастотной части указанного диапазона частот. В более частном случае средний сигнал и побочный сигнал могут охватывать диапазон низких частот вплоть до средней частоты и диапазон высоких частот, начиная от средней частоты. Ряд поддиапазонов среднего сигнала и ряд поддиапазонов побочного сигнала могут лежать в пределах диапазона высоких частот. Например, средняя частота может быть больше или равна 1 кГц, 2 кГц, 3 кГц, 4 кГц, 5 кГц, 6 кГц, 7 кГц, 8 кГц, 9 кГц, 10 кГц, 11 кГц или 12 кГц.

Модуль определения отношений может конфигурироваться для определения на основании ряда средних мощностей поддиапазонов и ряда побочных мощностей поддиапазонов ряда отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов. Тогда модуль определения качества может конфигурироваться для определения указателя качества принимаемого FM-радиосигнала исходя из ряда отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов. В одном из частных вариантов осуществления изобретения модуль определения качества конфигурируется для определения указателя качества принимаемого FM-радиосигнала исходя из минимального значения из ряда отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов по всему ряду поддиапазонов.

В альтернативном варианте, модуль определения качества может конфигурироваться для взвешивания ряда отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов по-разному в зависимости от частот, охватываемых соответствующим поддиапазоном, посредством чего получается ряд взвешенных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов. Взвешивание ряда отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов в зависимости от частот, охватываемых соответствующими поддиапазонами, может быть полезным для учета неравномерного распределения энергии шума по диапазону частот сигнала, что, как правило, является результатом передачи FM-радиосигнала. В случае взвешенных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов модуль определения качества может конфигурироваться для определения указателя качества принимаемого FM-радиосигнала исходя из минимального значения в ряду взвешенных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов по всему ряду поддиапазонов.

В альтернативном варианте или дополнительно для анализа средних и побочных мощностей в пределах ряда поддиапазонов модуль определения мощностей может конфигурироваться для определения последовательности средних мощностей и соответствующей последовательности побочных мощностей в ряду последовательных моментов времени. Иными словами, дополнительно к анализу средних и побочных мощностей (или средних и побочных мощностей поддиапазонов) в конкретный момент времени n модуль определения мощностей может конфигурироваться для определения средних и побочных мощностей (или средних и побочных мощностей поддиапазонов) для ряда последовательных моментов времени, посредством чего создается последовательность средних и побочных мощностей (или последовательность рядов средних и побочных мощностей поддиапазонов).

В этих случаях модуль определения отношений может конфигурироваться для определения последовательности отношений «средняя-побочная» в последовательности моментов времени исходя из последовательности средних мощностей и последовательности побочных мощностей и/или конфигурироваться для определения последовательности рядов отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов в последовательности моментов времени исходя из последовательности рядов средних мощностей поддиапазонов и последовательности рядов побочных мощностей поддиапазонов. Используя эти значения MSR, модуль определения качества может конфигурироваться для определения последовательности указателей качества исходя из последовательности отношений «средняя-побочная» и/или исходя из последовательности рядов отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов в последовательности моментов времени.

С целью предотвращения неустойчивого поведения последовательности указателей качества (особенно при переходе от указания FM-сигнала низкого качества к указанию FM-сигнала высокого качества) может оказаться полезным определить последовательность указателей качества исходя из последовательности сглаженных отношений «средняя-побочная» или сглаженных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов. Последовательность сглаженных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов можно определить путем сглаживания выбранных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов из последовательности рядов отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов по последовательности моментов времени. В частности, в каждый момент времени n может быть выбрано конкретное значение из ряда отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов в этот момент времени n (например, минимальное значение MSR или минимальное взвешенное значение MSR). Сглаживание может выполняться с использованием обращенной функции затухания пиков. В одном из вариантов осуществления изобретения последовательность сглаженных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов определяется путем определения сглаженного отношения «средняя-побочная» для поддиапазонов в момент времени n как меньшего из сглаженных отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов в предыдущий момент времени n-1 из последовательности моментов времени, взвешенного посредством коэффициента затухания, и минимального значения из ряда отношений «средняя-побочная» для поддиапазонов в момент времени n.

Модуль определения качества может конфигурироваться для определения указателя качества в момент времени n путем нормировки отношения «средняя-побочная» в момент времени n (или путем нормировки минимального отношения «средняя-побочная» для поддиапазона, или путем нормировки сглаженного отношения «средняя-побочная» для поддиапазона в момент времени n). В общем, модуль определения качества может конфигурироваться для определения указателя качества исходя из нормированной версии одного или нескольких отношений «средняя-побочная», которые используются для определения указателя качества. С этой целью могут использоваться нижний порог мощности и верхний порог мощности. Например, указатель качества в момент времени n может нормироваться как

где q - отношение «средняя-побочная» в момент времени n (например, сглаженное отношение «средняя-побочная» для поддиапазона), MSR_LOW - нижний порог мощности и MSR_HIGH - верхний порог мощности. Нижний порог мощности в логарифмической области может быть меньше или равен -4 дБ, -5 дБ или -6 дБ, и/или верхний порог мощности в логарифмической области может быть больше или равен -5 дБ, -4 дБ или -3 дБ. В результате нормировки указатель качества может принимать значения в предварительно определенном интервале (например, [0,1]), где один конец интервала указывает на низкое качество принимаемого FM-сигнала (например, 0), а другой конец интервала указывает на высокое качество принимаемого FM-сигнала (например, 1).

Ниже описываются различные примеры/варианты осуществления того, каким образом можно усовершенствовать указатель качества так, чтобы он указывал качество принимаемого FM-сигнала с большей степенью надежности. Различные примеры/варианты осуществления могут комбинироваться произвольным образом.

В одном из вариантов осуществления изобретения модуль определения качества конфигурируется для определения указателя качества, также основанного на по меньшей мере значении критерия равномерности спектральной характеристики (SFM), которое является характеристикой спектральной равномерности побочного сигнала. Примеры того, каким образом можно определить это значение SFM, описываются в подробном описании. Равномерность спектральной характеристики побочного сигнала, как правило, является указателем степени шума, заключенного в принимаемом FM-сигнале. Как правило, увеличение равномерности спектральной характеристики побочного сигнала приводит к уменьшению указателя качества, т.е. является указанием пониженного качества принимаемого FM-сигнала. В частности, можно определить модифицированный динамический коэффициент как

где SFM _impact _ factor - это нормированное значение SFM в интервале от 0 до 1, где 0 указывает на низкую степень равномерности спектральной характеристики, а 1 указывает на высокую степень равномерности спектральной характеристики побочного сигнала; где α'_HQ - это модифицированный указатель качества, определяемый на основании по меньшей мере значения SFM и отношения «средняя-побочная»; где α_HQ - указатель качества, определяемый по меньшей мере на основании отношения «средняя-побочная»; и где α'_HQ и α_HQ имеют значения в интервале от 0 до 1, где 0 указывает на низкое качество и 1 указывает на высокое качество.

В другом варианте осуществления изобретения модуль определения качества конфигурируется для определения указателя качества, также основанного на по меньшей мере, полном уровне мощности побочного сигнала. Как правило, уменьшение полного уровня мощности побочного сигнала является указанием малой полезной нагрузки и относительно высокого шума в принимаемом FM-сигнале. Как таковой, уменьшающийся полный уровень мощности побочного сигнала должен уменьшать указатель качества. Например, модифицированный указатель качества может определяться как

,

где

где S_sum - полный уровень мощности побочного сигнала; где S_THRES_LOW и S_THRES_HIGH - пороговые значения нормировки; где α'_HQ - модифицированный указатель качества, определяемый на основании по меньшей мере полного уровня мощности побочного сигнала и отношения «средняя-побочная»; где α_HQ - указатель качества, определяемый по меньшей мере на основании отношения «средняя-побочная»; и где α'_HQ и α_HQ имеют значения в интервале от 0 до 1, где 0 указывает на низкое качество и 1 указывает на высокое качество.

В одном из дальнейших вариантов осуществления изобретения модуль определения качества может конфигурироваться для определения указателя качества также на основании по меньшей мере параметра разности уровней каналов, CLD. Параметр разности уровней каналов может отражать или может соответствовать отношению между мощностью левого сигнала и мощностью правого сигнала. Левый сигнал и правый сигнал стереофонического FM-сигнала могут определяться исходя из среднего и побочного сигналов стереофонического FM-сигнала, как описывается в настоящем документе. В частности, модуль определения качества может конфигурироваться для определения указателя качества по меньшей мере исходя из суммы отношения «средняя-побочная» и абсолютного значения параметра CLD. Как правило, параметр CLD дается в логарифмической шкале. В более частном случае сумма отношения «средняя-побочная» и абсолютного значения параметра CLD в момент времени n может замещать отношения «средняя-побочная» в способах определения указателя качества, описываемых в настоящем документе.

Согласно другой особенности описывается система, сконфигурированная для генерирования улучшенного стереофонического сигнала из принимаемого FM-радиосигнала. Как было указано, FM-радиосигнал, как правило, служит признаком принимаемого левого сигнала и принимаемого правого сигнала. Система включает устройство, которое является сконфигурированным для определения указателя качества принимаемого FM-радиосигнала. С этой целью устройство может содержать любой из характерных признаков и компонентов, описываемых в настоящем документе. Система является сконфигурированной для генерирования улучшенного стереофонического сигнала в зависимости от или на основании определяемого указателя качества.

В одном из вариантов осуществления изобретения система содержит модуль FM-шумоподавления, который может конфигурироваться для генерирования стереофонического сигнала с подавленным шумом из принимаемого FM-радиосигнала на основании одного или нескольких параметров, служащих признаками корреляции и/или разности принимаемых левого и правого сигналов. Кроме того, система может содержать обход, сконфигурированный для доставки принимаемого левого и правого сигнала. Система может конфигурироваться для выбора стереофонического сигнала с подавленным шумом (или его частей) и/или принимаемого левого и правого сигнала (или его частей) как улучшенного стереофонического сигнала на основании определяемого указателя качества. С этой целью система может включать комбинирующий модуль, который конфигурируется для определения улучшенного стереофонического сигнала из стереофонического сигнала с подавленным шумом и принимаемого левого и правого сигнала с использованием указателя качества.

Модуль FM-шумоподавления может конфигурироваться для генерирования стереофонического сигнала с подавленным шумом из параметрического стереофонического представления принимаемого FM-радиосигнала; где параметрическое стереофоническое представление включает один или несколько параметров параметрического стереофонического кодирования. В альтернативном варианте модуль FM-шумоподавления может конфигурироваться для генерирования стереофонического сигнала с подавленным шумом из других представлений принимаемого FM-радиосигнала, например из представления на основании предсказания. Кроме того, модуль FM-шумоподавления может конфигурироваться для маскирования выпадения принимаемого стереофонического FM-сигнала в монофонический сигнал в момент времени n, используя один или несколько параметров параметрического стереофонического кодирования (или параметров одного из альтернативных представлений), определяемых в момент времени, предшествующий моменту времени n. Маскирование в модуле FM-шумоподавления может указывать на низкое качество принимаемого FM-сигнала. Следовательно, система может конфигурироваться для модификации указателя качества, подвергаемого обнаружению маскирования в модуле FM-шумоподавления. В частности, указатель качества может модифицироваться для обеспечения того, чтобы улучшенный стереофонический сигнал выбирался только из стереофонического сигнала с подавленным шумом (а не из принимаемого левого и правого сигнала).

Кроме того, модуль FM-шумоподавления может конфигурироваться для генерирования стереофонического сигнала с подавленным шумом из принимаемого FM-радиосигнала с использованием указателя качества. Как таковой, модуль FM-шумоподавления может учитывать качество принимаемого стереофонического FM-сигнала при определении стереофонического сигнала с подавленным шумом. Это может осуществляться путем корректировки одного или нескольких параметров, служащих признаками корреляции и/или разности принимаемых левых и правых сигналов с использованием указателя качества. Например, модуль FM-шумоподавления может конфигурироваться для определения стереофонического сигнала с подавленным шумом с использованием параметризации на основании предсказания. В этом случае с использованием указателя качества могут корректироваться параметры предсказания a и b параметризации на основании предсказания (см. подробное описание).

В альтернативном варианте или дополнительно модуль FM-шумоподавления может конфигурироваться для генерирования побочного сигнала с подавленным шумом стереофонического сигнала с подавленным шумом из низведенного сигнала, определяемого исходя из суммы принимаемого левого и правого сигналов, скорректированных посредством коэффициента усиления при понижающем микшировании. Коэффициент усиления при понижающем микшировании может указывать на синфазное и/или сдвинутое по фазе поведение принимаемых левого и правого сигналов. Коэффициент усиления при понижающем микшировании может корректироваться с использованием указателя качества.

Комбинирующий модуль может конфигурироваться для плавного перехода между стереофоническим сигналом с подавленным шумом и принимаемым левым и правым сигналом с использованием указателя качества. В частности, комбинирующий модуль может содержать модуль усиления стереофонического сигнала с подавленным шумом, сконфигурированный для взвешивания стереофонического сигнала с подавленным шумом с использованием коэффициента усиления стереофонического сигнала с подавленным шумом. Кроме того, комбинирующий модуль может содержать модуль усиления обхода, сконфигурированный для взвешивания принимаемых левого и правого сигналов с использованием коэффициента усиления обхода. Дополнительно, комбинирующий модуль может содержать модуль сложения, сконфигурированный для сложения соответствующих сигналов взвешенного стереофонического сигнала с подавленным шумом и взвешенных принятых левого и правого сигналов; где коэффициент усиления стереофонического сигнала с подавленным шумом и/или коэффициент усиления обхода может зависеть от указателя качества. В более частном случае левый и правый сигнал улучшенного стереофонического сигнала может определяться в комбинирующем модуле

,

где L_FM, R_FM - принимаемые левый и правый сигналы; L_PS, R_PS - левый и правый сигнал стереофонического сигнала с подавленным шумом; и α_HQ - указатель качества, имеющий значения в интервале от 0 до 1, где 0 указывает на низкое качество и 1 указывает на высокое качество.

Согласно одной из дальнейших особенностей описывается устройство мобильной связи (например, смартфон или мобильный телефон). Устройство мобильной связи содержит систему улучшения качества принимаемого FM-сигнала, описываемую в настоящем документе. Кроме того, устройство мобильной связи может содержать стереофонический FM-приемник, сконфигурированный для приема FM-радиосигнала.

Согласно другой особенности описывается способ оценки качества принимаемого многоканального FM-радиосигнала. Многоканальный FM-радиосигнал может быть представлен как средний сигнал и побочный сигнал. Дополнительно средний сигнал может служить признаком разности между левым сигналом и правым сигналом. Способ может включать определение мощности среднего сигнала, именуемой средней мощностью, и мощности побочного сигнала, именуемой побочной мощностью. Кроме того, способ может включать определение отношения средней мощности и побочной мощности, посредством чего получается отношение «средняя-побочная». Дополнительно способ может включать определение указателя качества принимаемого FM-радиосигнала на основании по меньшей мере отношения «средняя-побочная».

Согласно другой особенности описывается способ генерирования улучшенного стереофонического сигнала из принимаемого FM-радиосигнала. FM-радиосигнал может служить признаком принимаемого левого сигнала и принимаемого правого сигнала. Способ может включать определение указателя качества принимаемого FM-радиосигнала в соответствии с любым из способов, описываемых в настоящем документе. Кроме того, способ может включать генерирование улучшенного стереофонического сигнала из принимаемого FM-радиосигнала с использованием указателя качества.

Согласно одной из дальнейших особенностей описывается программа, реализованная программно. Программа, реализованная программно, может адаптироваться для исполнения на процессоре и для выполнения этапов способов, описываемых в настоящем документе, при осуществлении на вычислительном устройстве.

Согласно другой особенности описывается носитель данных. Носитель данных может включать программу, реализованную программно, адаптированную для исполнения на процессоре и для выполнения этапов способов, описываемых в настоящем документе, при осуществлении на вычислительном устройстве.

Согласно одной из дальнейших особенностей описывается компьютерный программный продукт. Компьютерный программный продукт может содержать исполняемые команды, предназначенные для выполнения этапов способов, описываемых в настоящем документе, при осуществлении на компьютере.

Следует отметить, что способы и системы, в том числе их предпочтительные варианты осуществления, как описано 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

Ниже изобретение разъясняется посредством иллюстративных примеров со ссылкой на сопроводительные графические материалы, где

Фиг. 1 иллюстрирует схематический вариант осуществления изобретения, предназначенный для улучшения стереофонического выходного сигнала стереофонического FM-радиоприемника.

Фиг. 2 иллюстрирует один из вариантов осуществления устройства обработки звука на основании концепции параметрического стереофонического кодирования;

Фиг. 3 иллюстрирует другой вариант осуществления устройства обработки звука на основании PS, содержащего PS-кодер и PS-декодер;

Фиг. 4 иллюстрирует расширенную версию устройства обработки звука по фиг. 3;

Фиг. 5 иллюстрирует один из вариантов осуществления PS-кодера и PS-декодера по фиг. 4;

Фиг. 6 иллюстрирует одну из примерных блок-схем усовершенствованной системы для обработки принимаемых FM-радиосигналов;

Фиг. 7 иллюстрирует примерные спектры мощности среднего и побочного сигналов для зашумленного речевого FM-радиосигнала.

Фиг. 8 иллюстрирует примерный спектр шума среднего и побочного сигналов после стереофонического FM-декодирования для радиоканала AWGN (аддитивного белого гауссовского шума; при условии передачи молчания в качестве полезной нагрузки сигнала);

Фиг. 9-12 показывают на верхних схемах примерные кривые минимального значения MSR (отношения «средняя-побочная»), и на нижних схемах - примерные указания полос частот, в пределах которых встречается минимальное MSR;

Фиг. 13 иллюстрирует примерную схему последовательности операций одного из усовершенствованных способов обработки принимаемых FM-радиосигналов; и

Фиг. 14 иллюстрирует примерный конечный автомат, используемый для маскирования параметров PS.

Подробное описание

Фиг. 1 показывает упрощенный схематический вариант осуществления изобретения, предназначенный для улучшения выходного стереофонического сигнала стереофонического FM-радиоприемника 1. Как было рассмотрено в разделе предпосылок данного документа, в FM-радиосвязи стереофонический сигнал намеренно передается как средний сигнал и побочный сигнал. 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 звукового сигнала из среднего сигнала. Левый и правый сигналы L, R могут представлять собой цифровые или аналоговые сигналы.

Для улучшения звуковых сигналов L, R FM-приемника используется 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. 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 схеме или могут быть частями двух полупроводниковых интегральных схем. FM-приемник 1 и устройство 2 обработки звука могут быть частью такого устройства беспроводной связи, как сотовый телефон, персональный цифровой помощник (PDA) или смартфон. В этом случае, FM-приемник 1 может представлять собой часть интегральной схемы 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 изменений 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). Такое 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 уже принимает средний/побочный сигнал, а устройство 2 обработки звука может обрабатывать непосредственно средний/побочный сигнал без понижающего микширования. Среднее/побочное представление может являться преимущественным, если FM-приемник 1 является тесно интегрированным с устройством 2 обработки звука, в частности если FM-приемник 1 и устройство 2 обработки звука интегрируются на одной и той же полупроводниковой интегральной схеме.

Необязательно, для адаптации обработки звука в устройстве 2 обработки звука может использоваться сигнал 6 уровня мощности радиосигнала, указывающий условие радиоприема. Он будет описан в данном описании ниже.

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