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Timestamp: 2019-03-21 00:09:27+00:00

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ES2507165T3 - Oversampling filter bank combined reemisor - Google Patents
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ES2507165T3
ES2507165T3 ES10730734.0T ES10730734T ES2507165T3 ES 2507165 T3 ES2507165 T3 ES 2507165T3 ES 10730734 T ES10730734 T ES 10730734T ES 2507165 T3 ES2507165 T3 ES 2507165T3
ES10730734.0T
2009-10-21 Priority to US253775P priority
2010-05-03 Priority to US330786P priority
2010-05-25 Application filed by Dolby International AB filed Critical Dolby International AB
2014-10-14 Publication of ES2507165T3 publication Critical patent/ES2507165T3/en
Un sistema configurado para generar una componente de alta frecuencia de una señal de audio a partir de una componente de baja frecuencia de la señal de audio, que comprende: - un banco de filtros de análisis (501) que comprende una unidad de transformación de análisis (601) que tiene una resolución de frecuencia de Df; A configured to generate a high frequency component of an audio signal from a low frequency component of the audio signal system comprising: - a bank of analysis filters (501) comprising a processing analysis (601) having a frequency resolution of Df; y una ventana de análisis (611) que tiene una duración de DA; and an analysis window (611) having a duration DA; estando el banco de filtros de análisis (501) configurado para proporcionar un conjunto de señales de sub-banda de análisis a partir de la componente de baja frecuencia de la señal; the analysis filter bank (501) configured to provide a set signal subband analysis from the low frequency component of the signal being; - una unidad de procesamiento no lineal (502, 650) configurada para determinar un conjunto de señales de subbanda de síntesis en base a una porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis, en la que la porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis se desfasa por un orden de transposición T; - a unit of non-linear processing (502, 650) configured to determine a set of subband signals synthesis based on a portion of the set of subband signals analysis, in which the portion of the set of subband signals -Band of analysis is shifted by a transposition order T; y - un banco de filtros de síntesis (504) que comprende una unidad de transformación de síntesis (602) que tiene una resolución de frecuencia de QDf; and - a bank of synthesis filters (504) comprising a synthesis transformation unit (602) having a frequency resolution qdf; y una ventana de síntesis (612) que tiene una duración de Ds; and a synthesis window (612) having a duration of Ds; estando el banco de filtros de síntesis (504) configurado para generar la componente de alta frecuencia de la señal a partir del conjunto de señales de sub-banda de síntesis; the synthesis filter bank (504) configured to generate the high frequency component of the signal from the set of subband signals being synthesis; en el que Q es un factor de resolución de frecuencia con Q ³ 1 e inferior que el orden de transposición T; wherein Q is a frequency resolution factor with Q ≥ 1 and lower order transposition T; y en el que el valor del producto de la resolución de frecuencia Df y la duración DA del banco de filtros de análisis se selecciona en base al factor de resolución de frecuencia Q. and wherein the value of the product of the frequency resolution Df and AD duration analysis filter bank is selected based on the frequency resolution factor Q.
Sobremuestreo en un banco de filtros de reemisor combinado Oversampling filter bank combined reemisor
La presente invención se refiere a la codificación de señales de audio, y en particular a procedimientos de reconstrucción de alta frecuencia que incluyen un reemisor armónico de dominio de frecuencia. The present invention relates to coding of audio signals, and in particular to methods of high frequency reconstruction including a harmonic transposer frequency domain.
Las tecnologías HFR, tales como la tecnología de replicación de banda espectral (SBR), permiten mejorar significativamente la eficiencia de codificación de los códecs de audio perceptuales tradicionales. The HFR technologies, such as technology spectral band replication (SBR), allow significantly improve the coding efficiency of traditional perceptual audio codecs. En combinación con codificación de audio avanzada (AAC) de MPEG-4, la tecnología HFR forma unos códecs de audio muy In combination with advanced audio coding (AAC) of MPEG-4, the HFR technology is a very audio codecs
15 eficientes, que ya están en uso en el sistema de XM Satellite Radio y Digital Radio Mondiale, y también estandarizadas en 3GPP, DVD Forum, y otros. 15 efficient, already in use in the system of XM Satellite Radio and Digital Radio Mondiale, and also standardized in 3GPP, DVD Forum, and others. La combinación de AAC y SBR se denomina aacPlus. The combination of AAC and SBR is called aacPlus. Es parte del estándar MPEG-4, en el que se denomina como el perfil AAC de alta eficiencia (HE-AAC). It is part of the MPEG-4 standard, which is referred to as the high efficiency profile AAC (HE-AAC). En general, la tecnología HFR puede combinarse con cualquier códec de audio perceptual de manera compatible hacia atrás y hacia delante, ofreciendo así la posibilidad de actualizar sistemas de difusión ya establecidos, como el MPEG Capa 2 usado en el sistema de Eureka DAB. In general, the HFR technology can be combined with any perceptual audio codec consistently back and forth, offering the ability to upgrade broadcasting systems already established, such as MPEG Layer 2 used in the Eureka DAB system. Los procedimientos de transposición HFR también pueden combinarse con códecs de voz para permitir un habla de banda ancha a velocidades de bits ultrabajas. HFR transposition procedures can also be combined with voice codecs to enable wideband speech at speeds of ultralow bits.
La idea básica detrás de la HFR es la observación de que normalmente está presente una correlación fuerte entre las características del intervalo de alta frecuencia de una señal y las características del intervalo de baja frecuencia The basic idea behind the HFR is the observation that a strong correlation between the characteristics of high frequency range of a signal and the characteristics of the low frequency range is normally present
25 de la misma señal. 25 of the same signal. Por lo tanto, una buena aproximación para una representación del intervalo de alta frecuencia de entrada original de una señal puede conseguirse por una transposición de señal desde el intervalo de baja frecuencia al intervalo de alta frecuencia. Therefore, a good approximation for a representation of the high frequency range of original signal input can be achieved by a transposition signal from the low frequency range to high frequency range.
Este concepto de transposición se estableció en el documento WO 98/57436 como un procedimiento para recrear una banda de alta frecuencia a partir de una banda de frecuencia más baja de una señal de audio. This concept was established transposition in WO 98/57436 as a method to recreate a high frequency band from a frequency band lower than an audio signal. Puede obtenerse un ahorro sustancial en velocidad de bits usando este concepto en la codificación de audio y/o codificación de voz. It can be obtained substantial savings in bit rate using this concept in audio coding and / or speech coding. A continuación, se hará referencia a la codificación de audio, pero se ha de observar que los procedimientos y los sistemas descritos pueden aplicarse igualmente a la codificación de voz y en la codificación de voz y audio unificada (USAC). Next, referring to the audio coding will, but noted that the methods and systems described are equally applicable to speech coding and speech coding and unified audio (USAC).
35 En un sistema de codificación de audio basado en HFR, una señal de bajo ancho de banda se presenta en un codificador de forma de onda central para su codificación, y las frecuencias más altas se regeneran en el lado del decodificador usando la transposición de la señal de bajo ancho bajo de banda e información lateral adicional, que se codifica comúnmente a velocidades de bits muy bajas y que describe la forma espectral diana. 35 In a coding system based audio HFR signal low bandwidth occurs in an encoder center wavelength for coding and the higher frequencies are regenerated at the decoder side using the transposition of signal width under low band and additional side information, which is commonly encoded at very low bit describing the target spectral shape. Para bajas velocidades de bits, donde el ancho de banda de la señal codificada central es estrecho, es cada vez más importante reproducir o sintetizar una banda alta, es decir, el intervalo de alta frecuencia de la señal de audio, con características perceptualmente agradables. For low bit rates, where the bandwidth of the central coded signal is narrow, it is increasingly important to reproduce or synthesize a highband, i.e., the high frequency range of the audio signal, with pleasant perceptually characteristics.
Uno de los problemas subyacentes que existen con los procedimientos de la HFR armónica son las restricciones One of the underlying problems that exist with the harmonic HFR procedures are restrictions
45 contrarias de una resolución de alta frecuencia pretendida con el fin de conseguir una transposición de alta calidad para sonidos fijos, y la respuesta temporal del sistema para sonidos transitorios o percusivos. 45 contrary a high frequency resolution intended in order to achieve high-quality transposition of sounds fixed, and the time response of the system to transient or percussive sounds. En otras palabras, aunque el uso de una resolución de alta frecuencia es beneficioso para la transposición de señales fijas, tal resolución de alta frecuencia típicamente requiere grandes tamaños de ventana que son perjudiciales cuando se trata de porciones transitorias de una señal. In other words, although the use of a high frequency resolution is beneficial for transposing fixed signals, such high frequency resolution typically requires large window sizes that are harmful when it is a transient signal portions. Un enfoque para abordar este problema puede ser cambiar de forma adaptativa las ventanas del reemisor, por ejemplo, usando intercambio de ventana, en función de las características de la señal de entrada. One approach to addressing this problem can be adaptively change windows transposer, for example, using exchange window, depending on the characteristics of the input signal. Típicamente se usarán ventanas largas para porciones fijas de una señal, con el fin de conseguir una resolución de alta frecuencia, mientras que se usarán ventanas cortas para porciones transitorias de la señal, para implementar una buena respuesta transitoria, es decir, una buena resolución temporal, del reemisor. Typically long windows to fixed portions of a signal is used, in order to achieve high frequency resolution while shorter windows for transient portions of the signal will be used to implement a good transient response, ie, a good temporal resolution , the reemisor. Sin embargo, este enfoque tiene el inconveniente de que tienen que incorporarse medidas del análisis de señales, However, this approach has the disadvantage that must be incorporated measures of signal analysis,
55 tal como detección transitoria o similares, en el sistema de transposición. 55 as transient or similar detection in transposition system. Dichas medidas de análisis de señal implican a menudo una etapa de decisión, por ejemplo, una decisión sobre la presencia de una transitoria, que desencadena un intercambio del procesamiento de señal. Such measures signal analysis often involve a decision step, for example, a decision on the presence of a transient, triggering an exchange of signal processing. Además, dichas medidas típicamente afectan a la fiabilidad del sistema y pueden introducir artefactos de señal al intercambiar el procesamiento de señal, por ejemplo, al intercambiar entre los tamaños de ventana. Furthermore, such measures typically affect system reliability and can introduce artifacts signal to exchange the signal processing, for example, when switching between window sizes.
Con el fin de conseguir una cantidad de audio mejorada y para sintetizar el ancho de banda requerido de la señal de banda alta, los procedimientos de HFR armónica típicamente emplean varios órdenes de transposición. In order to achieve improved amount of audio and synthesizing the required bandwidth of the high band signal, harmonic HFR procedures typically employ several orders of transposition. Con el fin de implementar una pluralidad de transposiciones de diferente orden de transposición, las soluciones de la técnica anterior requieren una pluralidad de bancos de filtros en la fase de análisis o la fase de síntesis, o en ambas fases. In order to implement a plurality of different order transpositions of transposition, the solutions of the prior art require a plurality of filter banks in the analysis phase and the synthesis phase, or both phases. 65 Típicamente, se requiere un banco de filtros diferente para cada orden de transposición diferente. 65 Typically, a bank different for each different transposition order filters are required. Además, en situaciones en las que el codificador de forma de onda central opera a una tasa de muestreo inferior que la tasa de Moreover, in situations where the encoder so central wavelength operates at a sampling rate lower than the rate
muestreo de la señal de salida final, existe típicamente la necesidad adicional de convertir la señal central en la tasa de muestreo de la señal de salida, y este muestreo superior de la señal central se consigue normalmente añadiendo otro banco de filtros más. sampling the final output signal, there is typically a further need to convert the central signal in the sampling rate of the output signal, and the upsampling center signal is typically achieved by adding another filter bank more. Con todo, la complejidad computacional aumenta significativamente con un número en aumento de diferentes órdenes de transposición. However, the computational complexity increases significantly with an increasing number of different transposition orders.
5 El presente documento aborda los problemas que se han mencionado anteriormente con respecto al rendimiento transitorio de la transposición armónica y con respecto a la complejidad computacional. 5 This document addresses the problems mentioned above with respect to the transient performance of the harmonic transposition and with respect to computational complexity. Como resultado, se consigue una mejor transposición armónica a una baja complejidad adicional. As a result, better harmonic transposition at low additional complexity is achieved.
De acuerdo con un aspecto, un sistema configurado para generar una componente de alta frecuencia de una señal de audio a partir de una componente de baja frecuencia de la señal de audio se define como en la reivindicación independiente 1. According to one aspect, a configured to generate a high frequency component of an audio signal from a low frequency component of the audio signal system is as defined in independent claim 1.
15 De acuerdo con un aspecto adicional, un sistema para generar una señal de audio de salida que comprende una componente de alta frecuencia a partir de una señal de audio de entrada que comprende una componente de baja frecuencia que usa un orden de transposición T se define como en la reivindicación independiente 14. 15 According to a further aspect, a system for generating an audio signal output comprises a high frequency component from an audio signal input comprising a low frequency component using an order of transposition T defined as in independent claim 14.
De acuerdo con otro aspecto, un procedimiento para generar una componente de alta frecuencia de una señal de audio a partir de una componente de baja frecuencia de la señal de audio se define como en la reivindicación independiente 17. According to another aspect, a method for generating a high frequency component of an audio signal from a low frequency component of the audio signal is defined as in independent claim 17.
De acuerdo con un aspecto adicional, un procedimiento para generar una señal de audio de salida que comprende According to a further aspect, a method for generating an audio signal output comprising
25 una componente de alta frecuencia a partir de una señal de audio de entrada que comprende una componente de baja frecuencia que usa un orden de transposición T se define como en la reivindicación independiente 18. 25 one high frequency component from an audio signal input comprising a low frequency component using a transposition order T is as defined in independent claim 18.
De acuerdo con otro aspecto, un procedimiento para diseñar un reemisor armónico configurado para generar una componente de alta frecuencia de una señal de audio a partir de una componente de baja frecuencia de la señal de audio se define como en la reivindicación independiente 19. According to another aspect, a method for designing a harmonic transposer configured to generate a high frequency component of an audio signal from a low frequency component of the audio signal it is defined as in independent claim 19.
De acuerdo con otro aspecto, un procedimiento para diseñar un reemisor armónico configurado para generar una señal de audio de salida que comprende una componente de alta frecuencia a partir de una señal de audio de entrada que comprende una componente de baja frecuencia que usa un orden de transposición T se define como en According to another aspect, a method for designing a harmonic transposer configured to generate an audio signal output comprises a high frequency component from an audio signal input comprising a low frequency component using an order of transposition is defined as T
35 la reivindicación independiente 20. 35 independent claim 20.
La presente invención se describirá ahora a modo de ejemplos ilustrativos, que no limitan el alcance o espíritu de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: The present invention will now be described by way of illustrative examples, not limiting the scope or spirit of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which:
La figura 1 ilustra la operación de un reemisor armónico de dominio de frecuencia (FD, Frequency Domain) de orden único ejemplar; Figure 1 illustrates the operation of a harmonic transposer frequency domain (FD, Frequency Domain) exemplary single order;
45 la figura 2 ilustra la operación de un reemisor armónico ejemplar que usa varios órdenes; 45 Figure 2 illustrates the operation of an exemplary harmonic transposer using several orders;
la figura 3 ilustra la operación de la técnica anterior de un reemisor armónico ejemplar que usa varios órdenes de transposición, usando al mismo tiempo un banco de filtros de análisis común; Figure 3 illustrates the operation of an exemplary prior art harmonic transposer using several orders of rearrangement, using both a common filter bank analysis;
la figura 4 ilustra la operación de la técnica anterior de un reemisor armónico ejemplar que usa varios órdenes de transposición, usando al mismo tiempo un banco de filtros de síntesis común; Figure 4 illustrates the operation of an exemplary prior art harmonic transposer using several orders of rearrangement, using both a common filter bank synthesis;
la figura 5 ilustra la operación de un reemisor armónico ejemplar que usa varios órdenes de transposición, usando al mismo tiempo un banco de filtros de síntesis común y un banco de filtros de síntesis común; 5 illustrates the operation of an exemplary harmonic transposer using several orders of rearrangement, using both a common filter bank and synthesis filter bank common synthesis;
55 la figura 5b ilustra un ejemplo para el mapeo de señales de sub-banda para un esquema de reemisor múltiple de acuerdo con la figura 5; 55 Figure 5b illustrates an example for mapping subband signals for multiple relay scheme according to Figure 5;
la figura 6a ilustra un reemisor múltiple ejemplar del orden T = 2, 3, 4 que usa un banco de filtros de análisis común y bancos de filtros de síntesis separados; Figure 6a illustrates an exemplary multiple transposer of order T = 2, 3, 4 using a common filter bank analysis filter banks and separate synthesis;
la figura 6b ilustra un reemisor múltiple ejemplar del orden T = 2, 3, 4 que usa un banco de filtros de análisis común y un banco de filtros de síntesis común; Figure 6b illustrates an exemplary multiple transposer of order T = 2, 3, 4 using a filter bank common analysis and common filter bank synthesis;
65 la figura 7 ilustra un ejemplo para el mapeo de señales de sub-banda para un reemisor múltiple de acuerdo con la figura 6b; 65 Figure 7 illustrates an example for mapping subband signals for a multiple relay according to Figure 6b;
la figura 8 ilustra un Dirac en una posición particular como aparece en las ventanas de análisis y de síntesis de un reemisor armónico; Figure 8 illustrates a Dirac at a particular position as shown in the analysis windows and synthesis harmonic transposer;
la figura 9 ilustra un Dirac en una posición diferente como aparece en las ventanas de análisis y de síntesis de un reemisor armónico; Figure 9 illustrates a Dirac in a different position as shown in the analysis windows and synthesis harmonic transposer; y Y
la figura 10 ilustra un Dirac para la posición de la figura 9 como aparecerá al usar el sobremuestreo del dominio de frecuencia. Figure 10 illustrates a Dirac to the position of Figure 9 as will appear when using oversampling frequency domain.
Las realizaciones descritas a continuación son únicamente ilustrativas para los principios de la presente invención para el remuestreo en un banco de filtros de reemisor combinado. The embodiments described below are only illustrative for the principles of the present invention for resampling filter bank combined transposer. Se entenderá que serán evidentes modificaciones y variaciones de las disposiciones y los detalles descritos en el presente documento para los expertos en la técnica. It means that will be apparent modifications and variations of the arrangements and the details described herein to those skilled in the art. Por lo tanto, es la intención que se limite únicamente por el alcance de las reivindicaciones de patente pendientes y no por los detalles específicos presentados a modo de descripción y explicación de las realizaciones en el presente documento. Therefore, it is intended to be limited only by the scope of claims of patent pending and not by the specific details presented by way of description and explanation of the embodiments herein.
La figura 1 ilustra la operación de un reemisor armónico de dominio de frecuencia (FD) 100. En una forma básica, un Figure 1 illustrates the operation of a harmonic transposer frequency domain (FD) 100. In a basic form, a
ésimo th
reemisor armónico de Torden es una unidad que desplaza todas las componentes de señal H(f) de la señal de entrada, es decir, una sub-banda de la señal en el dominio de frecuencia, a H(Tf). harmonic transposer of Torden is a unit that moves all signal components H (f) of the input signal, ie, a sub-band signal in the frequency domain, H (Tf). Es decir, la componente de frecuencia H(f) de la señal de entrada se desplaza hasta una frecuencia T veces superior. That is, the frequency component H (f) of the input signal moves to a frequency T times. Con el fin de implementar tal transposición en el dominio de frecuencia, un banco de filtros de análisis 101 transforma la señal de entrada del dominio temporal en el dominio de la frecuencia y transmite sub-bandas complejas o señales de sub-banda, también denominadas como sub-bandas de análisis o señales de sub-banda de análisis. In order to implement such a transposition in the frequency domain, a filter bank analysis 101 transforms the input signal from time domain into the frequency domain and transmits subbands complex or frequency sub-band, also referred to as analysis subbands or subband signal analysis. El banco de filtros de análisis típicamente comprende una transformada de análisis, por ejemplo una FFT, DFT o una transformada de ondícula, y una ventana de análisis deslizante. The analysis filter bank typically comprises a transform analysis, for example a FFT, DFT or wavelet transform, and sliding window analysis. Las señales de sub-banda de análisis se remiten a un procesamiento no lineal 102 que modifica la fase y/o la amplitud de acuerdo con el orden de transposición T escogido. Signal subband analysis are forwarded to a nonlinear processing 102 amending phase and / or amplitude according to the order of transposition T chosen. Típicamente, el procesamiento no lineal transmite varias señales de sub-banda que es igual al número de señales de sub-banda de entrada, es decir, igual al número de señales de sub-banda de análisis. Typically, the non-linear processing various signals transmitted subband equal to the number of subband signals input, ie equal to the number of subband signals analysis. Las sub-bandas o las señales de sub-banda modificadas, que también se denominan como las sub-bandas de síntesis o señales de sub-banda de síntesis, se suministran a un banco de filtros de síntesis 103 que transforma las señales de sub-banda del dominio de la frecuencia en el dominio temporal y transmite la señal de dominio temporal transpuesta. Subbands or subband signals modified, which are also known as synthesis subbands or subband signals synthesis, are supplied to a synthesis filter bank 103 which transforms the signals of sub band frequency domain in the time domain and transmits the time domain signal transposed. El banco de filtros de síntesis 103 comprende típicamente una transformada inversa, por ejemplo, una FFT inversa, una DFT inversa o una transformada de ondícula inversa, en combinación con una ventana de síntesis deslizante. The synthesis filter bank 103 typically comprises an inverse transform, for example an inverse FFT, DFT or inverse transform inverse wavelet, in combination with a sliding window synthesis.
Típicamente, cada banco de filtros tiene una resolución de frecuencia física Δf medida en Hercios y un parámetro de avance del tiempo físico Δt medido en segundos, en el que la resolución de frecuencia física Δf se asocia normalmente con la resolución de frecuencia de la función de la transformada y el parámetro de avance del tiempo físico Δt se asocia normalmente con el intervalo de tiempo entre las funciones de ventana sucesivas. Typically, each filter bank has a resolution of physical frequency .DELTA.f measured in Hertz and a parameter of advance of .DELTA.t physical time measured in seconds, in which the resolution of physical frequency .DELTA.f is normally associated with the frequency resolution function and transform parameter advance .DELTA.t physical time normally associated with the time interval between successive window functions. Estos dos parámetros, es decir, la resolución de frecuencia y el avance de tiempo, definen los parámetros de tiempo discreto del banco de filtros dada la tasa de muestreo seleccionada. These two parameters, ie, the frequency resolution and time advance, define the parameters of the discrete time filter bank given the selected sample rate. Escogiendo los parámetros de avance del tiempo físico, es decir, el parámetro de avance de tiempo medido en unidades de tiempo, por ejemplo, segundos, de los bancos de filtros de análisis y de síntesis para que sean idénticos, puede obtenerse una señal de salida del reemisor 100 que tiene la misma tasa de muestreo que la señal de entrada. Choosing the advance parameters of physical time, that is, the travel parameter time measured in time units, eg, seconds, banks of analysis filters and synthesis to be identical, can be obtained an output signal the relay 100 having the same sampling rate of the input signal. Además, omitiendo el procesamiento no lineal 102 puede conseguirse una reconstrucción perfecta de la señal de entrada en la salida. Furthermore, omitting the non-linear processing 102 can be achieved a perfect reconstruction of the input signal at the output. Esto requiere un diseño cuidadoso de los bancos de filtros de análisis y de síntesis. This requires careful design of the filter banks analysis and synthesis. Por otra parte, si la tasa de muestreo de salida se selecciona para que sea diferente de la tasa de muestreo de entrada, puede obtenerse una conversión de la tasa de muestreo. Moreover, if the sampling rate output is selected to be different from the input sampling rate, you can be obtained a conversion of the sampling rate. Este modo de operación puede ser necesario en el caso en el que el ancho de banda deseado de la señal de salida y sea superior a la mitad de la tasa de muestreo de la señal de entrada x, es decir, cuando el ancho de banda de salida deseado excede la frecuencia de Nyquist de la señal de entrada. This mode of operation may be necessary in the case where the desired bandwidth of the output signal and is greater than half the sampling rate of the input signal x, that is, when the bandwidth desired output exceeds the Nyquist frequency of the input signal.
La figura 2 ilustra la operación de un reemisor múltiple o un sistema de reemisor múltiple 200 que comprende varios reemisores armónicos 201-1,..., 201-P de diferentes órdenes. Figure 2 illustrates the operation of a multiple relay or a multiple relay 200 comprising several harmonics transposers 201-1, ..., 201-P of different orders. La señal de entrada que se va a transponer se pasa a un banco de P reemisores individuales 201-1, 201-2,..., 201-P. The input signal to be transposed is passed to a bank of P individual transposers 201-1, 201-2, ..., 201-P. Los reemisores individuales 201-1, 201-2..... 201-P realizan una transposición armónica de la señal de entrada como se representa en el contexto de la figura 1. Típicamente, cada uno de los reemisores individuales 201-1, 201-2,..., 201-P realiza una transposición armónica de un orden de transposición diferente T. A modo de ejemplo, el reemisor 201-1 puede realizar una transposición del orden T = 1, el reemisor 201-2 puede realizar una transposición del orden T = 2,…, y el reemisor 201-P puede realizar una transposición del orden T=P. Individual relays 201-1, 201-2 ..... 201-P perform a harmonic transposition of the input signal as shown in the context of Figure 1. Typically, each individual transposers 201-1, 201-2, ..., 201-P perform a harmonic transposition of a different order of transposition T. for example, the relay 201-1 may perform a transposition of order T = 1, the relay 201-2 can perform a transposition of order T = 2, ..., and 201-P relay can perform a transposition of order T = P. Sin embargo, en términos genéricos, cualquiera de los reemisores 2011,..., 201-P puede realizar una transposición armónica de un orden de transposición arbitrario T. Las contribuciones, es decir, las señales de salida de los reemisores individuales 201-1, 201-2,..., 201-P pueden sumarse en el combinador 202 para producir la salida del reemisor combinada. However, in general terms, any of the relays 2011, ..., 201-P can perform a harmonic transposition of an arbitrary order transposition T. contributions, ie, the output signals of the individual transposers 201-1 , 201-2, ..., 201-P can be added in combiner 202 to produce combined output relay.
Se ha de observar que cada reemisor 201-1, 201-2,..., 201-P requiere un banco de filtros de análisis y de síntesis It should be noted that each relay 201-1, 201-2, ..., 201-P requires a filter bank analysis and synthesis
como se representa en la figura 1. Además, la implementación habitual de los reemisores individuales 201-1, 2012,..., 201-P cambiará típicamente la tasa de muestreo de la señal de entrada procesada en diferentes cantidades. as shown in Figure 1. Moreover, the usual implementation of individual transposers 201-1, 2012, ..., 201-P will typically change the sampling rate of the input signal processed in different amounts. A modo de ejemplo, la tasa de muestreo de la señal de salida del reemisor 201-P puede ser T veces superior a la tasa de muestreo de la señal de entrada con respecto al reemisor 201-P, en el que T es el orden de transposición As an example, the sampling rate of the output signal of relay 201-P may be T times the sampling rate of the input signal relative to the relay 201-P, where T is the order of transposition
5 aplicado por el reemisor 201-P. 5 applied by the reemisor 201-P. Esto puede deberse al factor de expansión del ancho de banda de T usado en el reemisor 201-P, es decir, debido al uso de un banco de filtros de síntesis que tiene T veces más subcanales que el banco de filtros de análisis. This may be due to the expansion factor T bandwidth used in transposer 201-P, ie, due to the use of a bank of synthesis filters having T times subchannels filter bank analysis. Haciendo esto, la tasa de muestreo y la frecuencia de Nyquist aumentan en un factor T. Como consecuencia, las señales de dominio temporal individuales pueden necesitar muestrearse de nuevo con el fin de permitir una combinación de las diferentes señales de salida en el combinador 202. El remuestreo de las señales de dominio temporal puede realizarse en el lado de entrada o en el lado de salida de cada reemisor individual 201-1, 201-2,..., 201-P. By doing this, the sampling rate and the Nyquist frequency increases by factor T. Consequently, the individual time domain signals may need again sampled in order to allow a combination of the different signals from the combiner 202. resampling time domain signals can be performed on the input side or the output side of each individual reemisor 201-1, 201-2, ..., 201-P.
La figura 3 ilustra una configuración ejemplar de un reemisor armónico múltiple o un sistema de reemisor múltiple 300 que realiza varios órdenes de transposición y que usa un banco de filtros de análisis común 301. Un punto de 15 partida para el diseño del reemisor múltiple 300 puede ser diseñar los reemisores individuales 201-1, 201-2,.., 201-P de la figura 2 de tal forma que los bancos de filtros de análisis (signo de referencia 101 en la figura 1) de todos los reemisores 201-1, 201-2,.., 201-P sean idénticos y puedan reemplazarse por un único banco de filtros de análisis 3 illustrates an exemplary configuration of a multiple harmonic transposer or a multiple relay 300 which performs several orders of transposition and using a filter bank common analysis 301. A point 15 heading for the design of multiple relay 300 can be design individual transposers 201-1, 201-2, .., 201-P in figure 2 such that the banks of analysis filters (reference sign 101 in figure 1) of all relays 201-1 , 201-2, .., 201-P are identical and can be replaced by a single analysis filter bank
301. Como consecuencia, la señal de entrada de dominio temporal se transforma en un único conjunto de señales de sub-banda de dominio de frecuencia, es decir, un único conjunto de señales de sub-banda de análisis. 301. As a result, the input signal time domain is transformed into a single set of signals subband frequency domain, ie, a single set of signals subband analysis. Estas señales de sub-banda se remiten a diferentes unidades de procesamiento no lineales 302-1, 302-2,..., 302-P para diferentes órdenes de transposición. These subband signals are sent to different processing units nonlinear 302-1, 302-2, ..., 302-P for different orders of rearrangement. Como se ha descrito anteriormente en el contexto de la figura 1, cada unidad de procesamiento no lineal realiza una modificación de la fase y/o amplitud de las señales de sub-banda, y esta modificación difiere para los diferentes órdenes de transposición. As described above in the context of Figure 1, each non-linear processing unit performs a change of phase and / or amplitude of the signals sub-band, and this modification is different for different orders of rearrangement. Posteriormente, las señales de sub-banda o subbandas modificadas de forma diferente tienen que reemitirse a diferentes bancos de filtros de síntesis 303-1, 303 Subsequently, signals subband or subbands differently modified must be reissued to different banks synthesis filter 303-1, 303
25 2,..., 303-P correspondientes a las diferentes unidades de procesamiento no lineales 302-1, 302-2,..., 302-P. February 25, ..., 303-P corresponding to different nonlinear processing units 302-1, 302-2, ..., 302-P. Como resultado, se obtienen P señales de salida de dominio temporal transpuestas de forma diferente que se suman en el combinador 304 para producir la salida del reemisor combinada. As a result, output signals P time domain transposed differently that add in the combiner 304 to produce combined output relay are obtained.
Se ha de observar que si los bancos de filtros de síntesis 303-1, 303-2,... , 303-P correspondientes a los diferentes órdenes de transposición operan en diferentes tasas de muestreo, por ejemplo, usando diferentes grados de expansión de ancho de banda, las señales de salida de dominio temporal de los diferentes bancos de filtros de síntesis 303-1, 303-2, ..., 303-P han de remuestrearse de forma diferente con el fin de alinear las P señales de salida con respecto a una parrilla temporal común, antes de su suma en el combinador 304. It noted that if the synthesis filter banks 303-1, 303-2, ..., 303-P corresponding to the different transposition orders operate at different sampling rates, for example, using different degrees of expansion bandwidth, output signals of the different time domain synthesis filter banks 303-1, 303-2, ..., 303-P must remuestrearse differently in order to align the output signals P with respect to a common time grid before their sum in combiner 304.
35 La figura 4 ilustra una operación ejemplar de un reemisor armónico múltiple 400 que usa varios órdenes de transposición, usando al mismo tiempo un banco de filtros de síntesis común 404. El punto de partida para el diseño de tal reemisor múltiple 400 puede ser el diseño de los reemisores individuales 201-1, 201-2, .., 201-P de la figura 2 de tal forma que los bancos de filtros de síntesis de todos los reemisores sean idénticos y puedan reemplazarse por un único banco de filtros de síntesis 404. Se ha de observar que de una forma análoga a la situación mostrada en la figura 3, las unidades de procesamiento no lineales 402-1, 402-2,..., 402-P son diferentes para cada orden de transposición. 35 Figure 4 illustrates an exemplary operation of a multiple harmonic transposer 400 using several orders of rearrangement, while using a common filter bank 404. The synthesis starting point for the design of such multiple relay 400 may be design individual transposers 201-1, 201-2, .., 201-P in figure 2 such that the filter banks synthesis all relays are identical and can be replaced by a single filter bank synthesis 404 . it should be noted that in a manner analogous to the situation shown in figure 3, the processing units nonlinear 402-1, 402-2, ..., 402-P are different for each order transposition. Además, los bancos de filtros de análisis 401-1, 401-2,... , 401-P son diferentes para los diferentes órdenes de transposición. In addition, the analysis filter banks 401-1, 401-2, ..., 401-P are different for the different orders of transposition. Como tal, un conjunto de P bancos de filtros de análisis 401-1, 401-2,..., 401-P determina P conjuntos de señales de sub-banda de análisis. As such, a set of P analysis filter banks 401-1, 401-2, ..., 401-P determines P sets signal subband analysis. Estos P conjuntos de señales de sub-banda de análisis se remiten a las unidades de procesamiento no lineales correspondientes 402-1, 402-2.....402-P para producir P conjuntos de These sets of signals P subband analysis processing units corresponding nonlinear 402-1, 402-2 ..... 402-P refer to produce P sets
45 señales de sub-banda modificadas. 45 signals modified subband. Estos P conjuntos de señales de sub-banda pueden combinarse en el dominio de frecuencia en el combinador 403 para producir un conjunto combinado de señales de sub-banda como una entrada al único banco de filtros de síntesis 404. Esta combinación en el combinador 403 puede comprender el suministro de señales de sub-banda procesadas de forma diferente en diferentes intervalos de sub-banda y/o la superposición de contribuciones de señales de sub-banda a intervalos de sub-banda solapantes. These P sets of signals subband may be combined in the frequency domain in combiner 403 to produce a combined signal subband as an input to one bank of synthesis filters 404. This combination in combiner 403 can include provision of signals processed subband differently at different intervals subband and / or overlapping contributions signal subband to subband intervals overlapping. En otras palabras, las diferentes señales de sub-banda de análisis que se han procesado con diferentes órdenes de transposición pueden incluir intervalos de frecuencia solapantes. In other words, the different signal subband analysis that have been processed with different orders of rearrangement may include overlapping frequency ranges. A modo de ejemplo, un segundo reemisor de orden puede transponer la sub-banda de análisis [2A,2B] con respecto al intervalo de sub-banda [4A,4B]. For example, a second order transposer transposable subband analysis [2A, 2B] regarding subband interval [4A, 4B]. Al mismo tiempo, un cuarto reemisor de orden puede transponer la sub-banda de análisis [A,B] con respecto al mismo intervalo de subbanda [4A,4B]. At the same time, a fourth order transposer transposable subband analysis [A, B] over the same interval of subband [4A, 4B]. En tales casos, las contribuciones superpuestas pueden combinarse, por ejemplo, añadirse y/o In such cases, the superimposed contributions may be combined, for example, added and / or
55 promediarse, por el combinador 403. La señal de salida de dominio temporal del reemisor múltiple 400 se obtiene a partir del banco de filtros de síntesis común 404. De una manera similar a como se ha descrito anteriormente, si los bancos de filtros de análisis 401-1, 401-2,..., 401-P operan en diferentes tasas de muestreo, las señales de dominio temporal introducidas en los diferentes bancos de filtros de análisis 401-1, 401-2,..., 401-P pueden necesitar remuestrearse con el fin de alinear las señales de salida de las diferentes unidades de procesamiento no lineales 402-1, 402-2, ..., 402-P con respecto a la misma parilla temporal. 55 averaged by the combiner 403. The output signal of time domain multiple relay 400 is obtained from the filter bank 404. In a common synthesis similar way described above, if the analysis filter banks 401-1, 401-2, ..., 401-P operate at different sampling rates, time domain signals made to the various analysis filter banks 401-1, 401-2, ..., 401- P may need remuestrearse order to align the output signals of the different processing units nonlinear 402-1, 402-2, ..., 402-P with respect to the same temporal grill.
La figura 5 ilustra la operación de un reemisor armónico múltiple 500 que usa varios órdenes de transposición y que comprende un único banco de filtros de análisis común 501 y un único banco de filtros de síntesis común 504. En este caso, los reemisores individuales 201-1, 201-2,.., 201-P de la figura 2 deben diseñarse de tal forma que tanto 65 los bancos de filtros de análisis como los bancos de filtros de síntesis de todos los P reemisores armónicos sean idénticos. Figure 5 illustrates the operation of a multiple harmonic transposer 500 using several orders of transposition and comprising a single filter bank 501 and analysis common one common filter bank synthesis 504. In this case, the individual relays 201- 1, 201-2, .., 201-P of figure 2 should be designed such that both banks 65 analysis filter bank as the synthesis filter all harmonics P transposers are identical. Si la condición de los bancos de filtros de análisis y de síntesis idénticos para los diferentes P reemisores If the condition of the filter banks of analysis and synthesis identical for different P reemisores
armónicos se cumple, entonces los bancos de filtros idénticos pueden reemplazarse por un único banco de filtros de análisis 501 y un único banco de filtros de síntesis 504. Las unidades de procesamiento no lineales avanzadas 5021, 502-2,..., 502-P transmiten diferentes contribuciones a intervalos de frecuencia solapantes en parte que se combinan en el combinador 503 para producir una entrada combinada con respecto a las sub-bandas respectivas del banco de filtros de síntesis 504. De forma similar al reemisor armónico múltiple 400 representado en la figura 4, la combinación en el combinador 503 puede comprender el suministro de las diferentes señales de salida de la pluralidad de unidades de procesamiento no lineales 502-1, 502-2,..., 502-P a diferentes intervalos de sub-banda, y la superposición de múltiples salidas de contribución a intervalos de sub-banda solapantes. harmonics, then it meets the banks identical filters can be replaced by a single analysis filter bank 501 and a single synthesis filter bank 504. The nonlinear processing units advanced 5021, 502-2, ..., 502- P transmit different contributions to frequency ranges overlapping in part are combined in combiner 503 to produce a combined input with respect to the respective sub-bank bands synthesis filter 504. Similarly to multiple harmonic transposer 400 shown in 4, the combination at combiner 503 may comprise supply different output signals of the plurality of processing units nonlinear 502-1, 502-2, ..., 502-P at different intervals subband and superimposing multiple outputs contribution intervals overlapping subband.
Como ya se ha indicado anteriormente, el procesamiento no lineal 102 típicamente proporciona varias sub-bandas a su salida que corresponde al número de sub-bandas a la entrada. As noted above, the nonlinear processing 102 typically provides several subbands to its output corresponding to the number of subbands at the entrance. El procesamiento no lineal 102 típicamente modifica la fase y/o la amplitud de la sub-banda o la señal de sub-banda de acuerdo con el orden de transposición subyacente T. A modo de ejemplo, una sub-banda a la entrada se convierte en una sub-banda a la salida con una frecuencia T veces superior, es decir, una sub-banda a la salida con respecto al procesamiento no lineal 102, es The nonlinear processing 102 typically modifies the phase and / or amplitude of the subband or signal subband according to the order underlying transposition T. By way of example, a subband entry becomes a subband output at a frequency T times, ie, a sub-band at the output with respect to non-linear processing 102 is
[( k − )Δf ,( k + [(K -) Af, (k + )Δf ] ) .DELTA.f]
decir, la sub-banda de análisis puede transponerse con respecto a una sub-banda a la say, the subband analysis can be transposed with respect to a subband the
salida del procesamiento no lineal 102, es decir, la sub-banda de síntesis, nonlinear processing output 102, ie, the subband synthesis,
, en la que k es un número de índice de sub-banda y Δf si la resolución de frecuencia del banco de filtros de análisis. , Where k is an index number of sub-band and Af if the frequency resolution of the filter bank analysis. Con el fin de permitir el uso de bancos de filtros de análisis comunes 501 y bancos de filtros de síntesis comunes 504, una o más de las unidades de procesamiento avanzadas 502-1, 502-2,..., 502-P pueden configurarse para proporcionar varias sub-bandas de salida que pueden ser diferentes del número de sub-bandas de entrada. In order to allow the use of filter banks common analysis filter banks 501 and common synthesis 504, one or more of the advanced processing units 502-1, 502-2, ..., 502-P can be configured to provide several subbands output may be different from the number of input subband.
A continuación, se describirán los principios del procesamiento no lineal avanzado en las unidades de procesamiento no lineales 502-1, 502-2,…, 502-P. Then the principles of advanced non-linear processing in the processing units 502-1 nonlinear, 502-2, ..., 502-P will be described. Para este fin, se asume que To this end, it is assumed that
el banco de filtros de análisis y el banco de filtros de síntesis comparten el mismo parámetro de avance del tiempo físico Δt; the analysis filter bank and synthesis filter bank share the same parameter advance .DELTA.t physical time;
el banco de filtros de análisis tiene una resolución de frecuencia física Δf; the analysis filter bank has a physical frequency resolution .DELTA.f;
el banco de filtros de síntesis tiene una resolución de frecuencia física QΔf donde el factor de resolución Q ≥ 1 es un número entero. the synthesis filter bank has a resolution of physical frequency QΔf where the resolution factor Q ≥ 1 is an integer.
Además, se asume que los bancos de filtros se apilan de modo par, es decir, la sub-banda con índice cero se centra alrededor de la frecuencia cero, de tal forma que las frecuencias centrales del banco de filtros de análisis se dan por kΔf, donde el índice de sub-banda de análisis k =1,..., KA-1 y KA es el número de sub-bandas del banco de filtros de análisis. Furthermore, it is assumed that the filter banks are stacked even mode, that is, the subband with index zero is centered around the zero frequency, such that the center frequencies of the filter bank analysis are given by kΔf where the index subband analysis k = 1, ..., KA-1 and KA is the number of subbands of filterbank analysis. Las frecuencias centrales del banco de filtros de síntesis se dan por kQΔf, donde el índice de sub-banda de síntesis n = 1,…, NS-1 y NS es el número de sub-bandas del banco de filtros de síntesis. The center frequencies of the filter bank synthesis are given by kQΔf, where the rate of synthesis subband n = 1, ..., NS-1 and NS is the number of subbands of the synthesis filter bank.
Al realizar una transposición convencional del orden de números enteros T≥1 como se muestra en la figura 1, el factor de resolución Q se selecciona como Q = T y la sub-banda de análisis procesada de forma no lineal k se mapea en la sub-banda de síntesis con el mismo índice n = k. When performing a conventional transposition of the order of integers T≥1 as shown in Figure 1, the resolution factor Q subband analysis nonlinearly processed is selected as Q = T and k is mapped in the sub -Band synthesis with the same index n = k. El procesamiento no lineal 102 típicamente comprende multiplicar la fase de una sub-banda o una señal de sub-banda por el factor T. Es decir, para cada muestra de las sub-bandas del banco de filtros se puede escribir The nonlinear processing 102 typically comprises multiplying the phase of a subband signal or subband by the factor T. That is, for each sample of the subband filter bank may be written
θS(k) = TθA(k), (1) θS (k) = TθA (k), (1)
donde θA(k) es la fase de una muestra (compleja) de la sub-banda de análisis ky θS(k) es la fase de una muestra (compleja) de la sub-banda de síntesis k. where θA (k) is the phase of a (complex) sample of the subband analysis θS ky (k) it is the phase of a (complex) sample of the subband synthesis k. La magnitud o amplitud de una muestra de la sub-banda puede mantenerse inalterada o puede aumentar o reducirse por un factor de ganancia constante. The magnitude or amplitude of a sample of the subband can be maintained unchanged or may increase or decrease by a constant gain factor. Debido al hecho de que T es un número entero, la operación de la ecuación (1) es independiente de la definición del ángulo de fase. Due to the fact that T is an integer, the operation of equation (1) is independent of the definition of the phase angle.
En los reemisores múltiples convencionales, el factor de resolución Q de un banco de filtros de análisis/síntesis se selecciona para que sea igual al orden de transposición T del reemisor respectivo, es decir, Q = T. En este caso, la resolución de frecuencia del banco de filtros de síntesis es TΔf y, por lo tanto, depende del orden de transposición T. En consecuencia, es necesario usar diferentes bancos de filtros para diferentes órdenes de transposición T en la fase de análisis o de síntesis. In conventional multiple transposers, the resolution factor Q of a filter bank analysis / synthesis is selected to be equal to the order of transposition T of the respective relay, ie, Q = T. In this case, the frequency resolution the synthesis filter bank is TΔf and, therefore, depends on the order transposition T. accordingly, it is necessary to use different filter banks for different orders of rearrangement T in the analysis phase or synthesis. Esto se debe a que el orden de transposición T define el cociente de las resoluciones de frecuencia físicas, es decir, el cociente de la resolución de frecuencia Δf del banco de filtros de análisis y la resolución de frecuencia TΔf del banco de filtros de síntesis. This is because the order of transposition T defines the ratio of the resolutions physical frequency, ie, the ratio of the frequency resolution Af filter bank analysis and frequency resolution TΔf filter bank synthesis.
Con el fin de poder usar un banco de filtros de análisis común 501 y un banco de filtros de síntesis común 504 para una pluralidad de diferentes órdenes de transposición T, se propone ajustar la resolución de frecuencia del banco de In order to use a filter bank 501 and a common analysis filter bank synthesis 504 common for a plurality of different orders of rearrangement T, it is proposed to adjust the frequency resolution bank
filtros de síntesis 504 a QΔf, es decir, se propone hacer la resolución de frecuencia del banco de filtros de síntesis 504 independiente del orden de transposición T. Entonces, surge la cuestión de cómo implementar una transposición del orden T cuando el factor de resolución Q, es decir, el cociente Q de la resolución de frecuencia física del banco de filtros de análisis y de síntesis, no obedece necesariamente la relación Q = T. synthesis filter 504 to QΔf, ie intends to make the frequency resolution of the filter bank 504 independent synthesis of the order of transposition T. So the question of how to implement a transposition of order T arises when the resolution factor Q ie, the ratio Q of the physical resolution frequency analysis filter bank and synthesis, not necessarily because the relationship Q = T.
5 Como se ha descrito anteriormente, un principio de la transposición armónica es que la entrada a la sub-banda del banco de filtros de síntesis n con frecuencia central nQΔf se determina a partir de una sub-banda de análisis a una frecuencia central T veces inferior, es decir, a la frecuencia central nQΔf/T. 5 As described above, a principle of harmonic transposition is that the input to the subband filter bank synthesis n with center frequency nQΔf is determined from a subband analysis to a center frequency T times lower, that is, the center frequency nQΔf / T. Las frecuencias centrales de las subbandas de análisis se identifican a través del índice de sub-banda de análisis k como kΔf. The center frequencies of the subbands are identified through analysis index k subband analysis as kΔf. Ambas expresiones para Both expressions for
10 la frecuencia central del índice de sub-banda de análisis, es decir, nQΔf/T y kΔf, pueden ajustarse iguales. 10 the center frequency of the subband index analysis, ie nQΔf / T and kΔf, can be set equal. Teniendo Having
nQ T nQ T
en cuenta que el índice n es un valor de número entero, la expresión es un número racional que puede expresarse como la suma de un índice de sub-banda de análisis de número entero ky un resto r ∈ {0,1/T,2/T,…,(T-1)/T} de tal forma que note that the index n is an integer value, the expression is a rational number which can be expressed as the sum of an index subband analysis integer k and a remainder r ∈ {0,1 / T, 2 / T, ..., (T-1) / T} such that
Como tal, puede estipularse que la entrada a una sub-banda de síntesis con el índice de sub-banda de síntesis n puede obtenerse, usando una transposición del orden T, a partir de la sub-banda de análisis con el índice k dado por As such, it can be stipulated that the input to a sub-band synthesis with index subband synthesis n can be obtained, using a transposition of order T, from the subband analysis with index k given by
la ecuación (2). Equation (2). En vista del hecho de que es un número racional, el resto r puede ser distinto de 0 y el valor In view of the fact that it is a rational number, the rest r can be other than 0 and the value
20 k+r puede ser mayor que el índice de sub-banda de análisis ky menor que el índice de sub-banda de análisis k+1, es decir, k≤k+r≤k+ 1. En consecuencia, la entrada a una sub-banda de síntesis con el índice de sub-banda de síntesis n debe derivarse, usando una transposición del orden T, de las sub-bandas de análisis con el índice de subbanda de análisis ky k+1, en la que k se da por la ecuación (2). 20 k + r may be greater than the index analysis subband k less than the subband index k + 1 analysis, ie r≤k k≤k + + 1. Consequently, the entrance to a subband synthesis with synthesis subband index n must be derived using a transposition of order T, the subband analysis with analysis subband index k and k + 1, where k is given by equation (2). En otras palabras, la entrada de una sub-banda de síntesis puede derivarse de dos sub-bandas de análisis consecutivas. In other words, the input of a synthesis subband may be derived from two consecutive subbands analysis.
25 Como consecuencia de lo anterior, el procesamiento no lineal avanzado realizado en una unidad de procesamiento no lineal 502-1, 502-2,..., 502-P puede comprender la etapa de considerar dos sub-bandas de análisis vecinas con índice ky k+1 para proporcionar la salida para la sub-banda de síntesis n. 25 As a result of the above, advanced nonlinear processing performed in a processing unit nonlinear 502-1, 502-2, ..., 502-P may comprise the step of considering two neighboring subbands index analysis k and k + 1 output to provide for synthesis subband n. Para un orden de transposición T, la modificación de fase realizada por la unidad de procesamiento no lineal 502-1, 502-2,..., 502-P puede definirse, por For an order of transposition T, the phase modification by the nonlinear processing unit 502-1, 502-2, ..., 502-P can be defined by
30 ejemplo, por la regla de interpolación lineal, 30 example, by linear interpolation rule,
donde θA(k) es la fase de una muestra de la sub-banda de análisis k, θA(k+1) es la fase de una muestra de la sub where θA (k) is the phase of a sample of the subband analysis k, θA (k + 1) is the phase of a sample of the sub
35 banda de análisis k+1, y θS(n) es la fase de una muestra de la sub-banda de síntesis n. 35 analysis band k + 1, and θS (n) is the phase of a sample of the subband synthesis n. Si el resto r está cerca de cero, es decir, si el valor k+r está cerca de k, entonces la contribución principal de la fase de la muestra de subbanda de síntesis se deriva de la fase de la muestra de sub-banda de análisis de la sub-banda k. If the remainder r is near zero, ie, if the k + r k value is close, then the main contribution of the phase of the subband sample synthesis is derived from the phase sample subband analysis of the subband k. Por otra parte, si el resto r está cerca de uno, es decir, si el valor k+r está cerca de k+1, entonces la contribución principal de la fase de la muestra de sub-banda de síntesis se deriva de la fase de la muestra de sub-banda de análisis de la sub-banda Moreover, if the remainder r is close to one, ie, if the k + r value is close to k + 1, then the main contribution of the phase of the sample subband synthesis is derived from the phase sample subband analysis subband
40 k+1. 40 k + 1. Se ha de observar que los multiplicadores de fase T(1-r)y Tr son ambos números enteros de tal forma que las modificaciones de fase de la ecuación (3) se definen bien y son independientes de la definición del ángulo de fase. It is noted that the multipliers phase T (1-r) and Tr are integers such that the phase modifications of the equation (3) are well defined and independent of the definition of the phase angle both numbers.
En lo que respecta a las magnitudes de las muestras de sub-banda, puede seleccionarse el siguiente valor medio geométrico para la determinación de la magnitud de las muestras de sub-banda de síntesis, With respect to the magnitudes of the subband samples can be selected the following geometric mean value for determining the magnitude of the samples of subband synthesis,
donde as(n) representa la magnitud de una muestra de la sub-banda de síntesis n, aA(k) representa la magnitud de una muestra de la sub-banda de análisis k,y aA(k+1) representa la magnitud de una muestra de la sub-banda de 50 análisis k+1. where as (n) represents the magnitude of a sample of the subband synthesis n, aA (k) represents the magnitude of a sample of the subband analysis k, and aA (k + 1) represents the magnitude of a sample of the subband analysis 50 k + 1. Se ha de observar que pueden contemplarse otras reglas de interpolación para la fase y/o la magnitud. It is noted that other rules may be envisaged for interpolation phase and / or magnitude.
Para el caso de un banco de filtros apilados de modo impar, donde las frecuencias centrales del banco de filtros de análisis se dan por In the case of a stacked filter bank odd mode where the center frequencies of the filter bank analysis are given by
( n + )Δf (N +) .DELTA.f
55 con k = 1,..., KA-1, y las frecuencias centrales de bancos de filtros de síntesis se dan por 55 with k = 1, ..., KA-1 and the center frequencies of synthesis filter banks are given by
1 QΔf 1 QΔf
(n + ) (N +)
con n= 1,..., NS-1, una ecuación correspondiente con respecto a la ecuación (2) puede obtenerse with n = 1, ..., NS-1, a corresponding equation with respect to equation (2) can be obtained
fQ n Δ + ) 1 ( fQ n + Δ) 1 (
equiparando la frecuencia central de bancos de filtros de síntesis transpuesta equating the center frequency of synthesis filter banks transposed
2 T y la frecuencia central 2 T and the center frequency
k( k (
+ fΔ) FΔ +)
de bancos de filtros de análisis . filter bank analysis. Asumiendo un índice de número entero ky un resto r ∈ [0,1] puede obtenerse la siguiente ecuación para bancos de filtros apilados de modo impar: Assuming an integer index k and a remainder r ∈ [0,1] can be obtained the following equation for stacked filter banks odd mode:
El experto en la técnica apreciará que si T -Q, es decir, la diferencia entre el orden de transposición y el factor de resolución, es par, T(1-r)y Tr son ambos números enteros y pueden usarse las reglas de interpolación de las ecuaciones (3) y (4). appreciated by one skilled in the art that if T -Q, ie the difference between the order transposition and resolution factor, is even, T (1-r) and Tr are both integers and rules of interpolation may be used equations (3) and (4).
El mapeo de sub-bandas de análisis en sub-bandas de síntesis se ilustra en la figura 5b. Mapping analysis subbands subband synthesis illustrated in Figure 5b. La figura 5b muestra cuatro diagramas para diferentes órdenes de transposición T =1a T = 4. Cada diagrama ilustra cómo las ubicaciones de procedencia 510, es decir, las sub-bandas de análisis, se mapean en las ubicaciones de destino 530, es decir, las sub-bandas de síntesis. 5b shows four diagrams for different orders of rearrangement T = 1 to T = 4. Each diagram illustrates how the locations of source 510, ie subbands analysis, are mapped into the destination locations 530, ie, subbands synthesis. Con fines de ilustración, se asume que el factor de resolución Q es igual a uno. For purposes of illustration, it is assumed that the resolution factor Q is equal to one. En otras palabras, la figura 5b ilustra el mapeo de las señales de sub-banda de análisis con respecto a señales de sub-banda de síntesis usando la Ec. (2) y (3). In other words, Figure 5b illustrates the mapping of signals subband analysis with respect to signals subband synthesis using Eq. (2) and (3). En el ejemplo ilustrado, el banco de filtros de análisis/síntesis se apila de modo par, con Q = 1 y el máximo orden de transposición T = 4. In the illustrated example, the filter bank analysis / synthesis mode is stacked pair, with Q = 1 and the maximum order of transposition T = 4.
= k + r = K + r
En el caso ilustrado, la ecuación (2) puede escribirse como . In the illustrated case, equation (2) can be written as. En consecuencia, para un orden de transposición T = 1, se mapea una sub-banda de análisis con un índice k con respecto a una sub-banda de síntesis correspondiente ny el resto r es siempre cero. Accordingly, for an order of transposition T = 1, a subband analysis to an index k is mapped with respect to a corresponding subband synthesis r n and the remainder is always zero. Esto puede observarse en la figura 5b, donde, por ejemplo, se mapea la ubicación de procedencia 511 una a una con respecto a una ubicación de destino 531. This can be seen in Figure 5b, where, for example, storage bin 511 is mapped one by one with respect to a target location 531.
En el caso de un orden de transposición T = 2, el resto r tiene en cuenta los valores 0 y 1/2 y se mapea ubicación de procedencia con respecto a una pluralidad de ubicaciones de destino. In the case of an order of transposition T = 2, the rest r takes into account the values ​​0 and 1/2 and storage bin is mapped with respect to a plurality of destination locations. Al invertir la perspectiva, puede señalarse que cada ubicación de destino 532, 535 recibe una contribución de hasta dos ubicaciones de procedencia. By investing perspective, it may be noted that each target location 532, 535 receives a contribution of up to two locations of origin. Esto puede observarse en la figura 5b, donde la ubicación de destino 535 recibe una contribución de las ubicaciones de procedencia 512 y 515. Sin embargo, la ubicación de destino 532 recibe una contribución únicamente de la ubicación de procedencia 512. Si se asume que la ubicación de destino 532 tiene un índice par n, por ejemplo n = 10, entonces la ecuación (2) especifica que la ubicación de destino 532 recibe una contribución de la ubicación de procedencia 512 con un índice k = n/2, por ejemplo k = 5. El resto r es cero, es decir, no hay ninguna contribución de la ubicación de procedencia 515 con índice k+1, por ejemplo, k+1 = 6. Esto cambia para la ubicación de destino 535 con un índice impar n, por ejemplo n = 11. En este caso, la ecuación (2) especifica que la ubicación de destino 535 recibe contribuciones desde la ubicación de procedencia 512 (índice k = 5) y la ubicación de procedencia 515 (índice k+1 = 6). This can be seen in Figure 5b, where the target location 535 receives a contribution of locations 512 and 515. origin However, the target location 532 receives a contribution only of the storage bin 512. If it is assumed that the target location 532 has a pair index n, for example n = 10, then the equation (2) specifies that the target location 532 receives a contribution from the storage bin 512 with k = n / 2 rate, for example k = 5. the remainder r is zero, ie, there is no contribution from the storage bin 515 with index k + 1, for example, k + 1 = 6. This changes to the target location 535 with an odd index n for example n = 11. in this case, equation (2) specifies that the target location 535 receives contributions from the storage bin 512 (index k = 5) and the storage bin 515 (index k + 1 = 6 ). Esto se aplica de forma similar a ordenes de transposición T mayores, por ejemplo, T =3y T = 4, como se muestra en la figura 5b. This applies similarly to higher orders of transposition T, for example, T = 3 and T = 4, as shown in Figure 5b.
Una interpretación adicional del procesamiento no lineal avanzado anterior puede ser como se indica a continuación. A further interpretation of previous advanced nonlinear processing may be as follows. El procesamiento no lineal avanzado puede entenderse como una combinación de una transposición de un orden dado T en señales de sub-banda intermedia en una rejilla de frecuencia intermedia TΔf, y un mapeo posterior de las señales de sub-banda intermedia con respecto a una rejilla de frecuencia definida por un banco de filtros de síntesis común, es decir, por una rejilla de frecuencia QΔf. The advanced nonlinear processing can be understood as a combination of a transposition of a given T signals subband intermediate in a grid intermediate frequency TΔf order, and further mapping signals intermediate subband with respect to a grid frequency defined by a common filter bank synthesis, ie by a grid frequency QΔf. Con el fin de ilustrar esta interpretación, se hace referencia de nuevo a la figura 5b. To illustrate this interpretation, reference again to Figure 5b is made. Sin embargo, para esta ilustración, las ubicaciones de procedencia 510 se consideran subbandas intermedias obtenidas de las sub-bandas de análisis usando un orden de transposición T. Estas sub-bandas intermedias tienen una rejilla de frecuencia dada por TΔf. However, for this illustration, the locations of source 510 are considered intermediate subbands obtained subbands analysis using a transposition order T. These intermediate subbands have a frequency grid given by TΔf. Para generar señales de sub-banda de síntesis en una rejilla de frecuencia predefinida QΔf dada por las ubicaciones de destino 530, las ubicaciones de procedencia 510, es decir, las sub-bandas intermedias que tienen la rejilla de frecuencia TΔf, han de mapearse sobre la rejilla de frecuencia predefinida QΔf. To generate signals subband synthesis in a frequency grid predefined QΔf given by the destination locations 530, the locations of source 510, that is, the intermediate sub-bands having the frequency grid TΔf, they must be mapped on predefined grid frequency QΔf. Esto puede realizarse determinando una ubicación de destino 530, es decir, una señal de sub-banda de síntesis en la rejilla de frecuencia QΔf, interpolando una o dos ubicaciones de procedencia 510, es decir, las señales de sub-banda intermedia en la rejilla de frecuencia TΔf. This can be accomplished by determining a destination location 530, that is, a signal subband synthesis grid frequency QΔf interpolating one or two locations of source 510, ie signals subband intermediate in the grid TΔf frequency. En una realización preferida, se usa la interpolación lineal, en la que las ponderaciones de la interpolación son inversamente proporcionales a la diferencia entre la frecuencia central de la ubicación de destino 530 y la ubicación de procedencia correspondiente 510. A modo de ejemplo, si la diferencia es cero, entonces la ponderación es 1, y si la diferencia es TΔf, entonces la ponderación es 0. In a preferred embodiment, linear interpolation, where interpolation weights are inversely proportional to the difference between the center frequency of the destination location 530 and the location corresponding source 510. As an example it is used, if the difference is zero, then the weighting is 1, and if the difference is TΔf, then the weight is 0.
En resumen, se ha descrito un procedimiento de procesamiento no lineal que permite la determinación de contribuciones a una sub-banda de síntesis por medio de la transposición de varias sub-bandas de análisis. In summary, there is disclosed a method of non-linear processing allows determination of contributions to a subband synthesis by means of the transposition of several subbands analysis. El procedimiento de procesamiento no lineal permite el uso de bancos de filtros de sub-banda de análisis y de síntesis comunes individuales para diferentes órdenes de transposición, reduciendo de esta manera significativamente la complejidad computacional de los reemisores armónicos múltiples. The method of non-linear processing allows the use of filter banks subband analysis and synthesis single common for different orders of rearrangement, thereby reducing significantly the computational complexity of the multiple harmonic transposer.
Las figuras 6a y 6b ilustran bancos de filtros de análisis/síntesis ejemplares que usan una FFT/DFT de M = 1024 puntos (Transformada Rápida de Fourier o Transformada Discreta de Fourier) para ordenes de transposición múltiples de T = 2,3,4. Figures 6a and 6b illustrate filter banks analysis / synthesis examples using a FFT / DFT of M = 1024 points (Fast Fourier Transform or Discrete Fourier Transform) for multiple orders transposition T = 2,3,4. La figura 6a ilustra el caso convencional de un reemisor armónico múltiple 600 que usa un banco de filtros de análisis común 601 y bancos de filtros de síntesis separados 602, 603, 604 para cada factor de transposición T = 2,3,4. Figure 6a illustrates the conventional case of multiple harmonic transposer 600 using a filter bank 601 and common analysis filter banks 602 separate synthesis, 603, 604 for each translocation factor T = 2,3,4. La figura 6a muestra las ventanas de análisis νA 611 y las ventanas de síntesis νS 612, 613, 614 aplicadas al banco de filtros de análisis 601 y los bancos de filtros de síntesis 602, 603, 604, respectivamente. 6a shows the analysis windows νA 611 and synthesis windows νS 612, 613, 614 applied to analysis filter bank 601 and synthesis filter banks 602, 603, 604, respectively. En el ejemplo ilustrado, la ventana de análisis νA 611 tiene una longitud LA =1024 que es igual al tamaño M de la FFT o la DFT de los bancos de filtros de análisis/síntesis 601, 602, 603, 604. De una forma similar, las ventanas de síntesis νS 612, 613, 614 tienen una longitud de LS = 1024 que es igual al tamaño M de laFFTo la DFT. In the illustrated example, the analysis window νA 611 has a length LA = 1024 which is equal to M FFT size or DFT filter bank analysis / synthesis 601, 602, 603, 604. In a similar manner , νS synthesis windows 612, 613, 614 have a length LS = 1024 which is equal to M size laFFTo DFT.
La figura 6a también ilustra el tamaño de salto ΔsA empleado por el banco de filtros de análisis 601 y el tamaño de salto Δss empleado por los bancos de filtros de síntesis 602, 603, 604, respectivamente. Figure 6a also illustrates the step size employed by the bank ΔsA analysis filterbank 601 and jump size Δss employed by banks of synthesis filters 602, 603, 604, respectively. El tamaño de salto Δs corresponde al número de muestras de datos por las que la ventana respectiva 611, 612, 613, 614 se desplaza entre las etapas de transformación sucesivas. The step size corresponds to the number Δs of data samples for which the respective window 611, 612, 613, 614 moves between successive stages of processing. El tamaño de salto Δs se refiere al avance del tiempo físico Δt a través de la tasa de muestreo de la señal subyacente, es decir, Δs = fsΔt, en la que fs es la tasa de muestreo. The hop size Δs refers to physical time .DELTA.t advance through the sampling rate of the underlying signal, ie Δs = fsΔt, where fs is the sampling rate.
Puede observarse que la ventana de análisis 611 se mueve por un tamaño de salto 621 de 128 muestras. It can be seen that the analysis window 611 is moved by a step size 621 of 128 samples. La ventana de síntesis 612 correspondiente a una transposición del orden T = 2 se mueve por un tamaño de salto 622 de 256 muestras, es decir, un tamaño de salto 622 que es dos veces el tamaño de salto 621 de la ventana de análisis 611. Como se ha indicado anteriormente, esto conduce a una extensión de tiempo de la señal por el factor T = 2. Como alternativa, si se asume una tasa de muestreo T = 2 veces superior, la diferencia entre el tamaño de salto de análisis 621 y el tamaño de salto de síntesis 622 conduce a una transposición armónica del orden T = 2. Es decir, una extensión de tiempo en un orden T puede convertirse en una transposición armónica realizando una conversión de la tasa de muestreo del orden T. The synthesis window 612 corresponding to a transposition of order T = 2 is moved by a step size 622 of 256 samples, ie a step size 622 that is twice the step size 621 of the analysis window 611. as noted above, this leads to an extension of time of the signal by the factor T = 2. Alternatively, if a sampling rate T = 2 times is assumed, the difference between the step size analysis and 621 the synthesis hop size 622 leads to a harmonic transposition of order T = 2. That is, an extension of time in order T can become a harmonic transposition performing a conversion of the sampling rate of the order T.
De una manera similar, puede observarse que el tamaño de salto de síntesis 623 asociado con el reemisor armónico del orden T = 3 es T = 3 veces mayor que el tamaño de salto de análisis 621, y el tamaño de salto de síntesis 624 asociado con el reemisor armónico del orden T =4 es T = 4 veces mayor que el tamaño de salto de análisis 621. Para alinear las tasas de muestreo del reemisor de 3er orden y el reemisor de 4º orden con la tasa de muestreo de salida del reemisor de 2º orden, el reemisor de 3er orden y el reemisor de 4º orden comprenden un submuestreador de factor 3/2 633 y un submuestreador de factor 2 634, respectivamente. In a similar manner, it can be seen that the jump size synthesis 623 associated with harmonic transposer of order T = 3 is T = 3 times the step size analysis 621, and the jump size Synthesis 624 associated with the harmonic transposer of order T = 4 is T = 4 times larger than the size of jump analysis 621. to align sampling rates reemisor 3rd order and 4th order reemisor with the sampling rate of output relay 2nd order, the 3rd order transposer and 4th order transposer comprise a downsampler 633 3/2 factor and a factor downsampler 2634, respectively. En términos generales, el reemisor de Tº orden comprenderá un submuestreador de factor T/2, si se solicita una tasa de muestreo de salida, que es 2 veces mayor que la tasa de muestreo de entrada. Generally speaking, the transposer of order Tº comprise a downsampler factor T / 2, if a sampling rate output, which is two times the input sampling rate is requested. Es decir, no se requiere ningún submuestreador para el reemisor armónico de orden T = 2. That is, no sampler required for harmonic transposer of order T = 2.
Finalmente, la figura 6a ilustra las unidades de modificación de fase separadas 642, 643, 644 para el orden de transposición T = 2, 3, 4, respectivamente. Finally, Figure 6a illustrates the modification units separate phase 642, 643, 644 to the order transposition T = 2, 3, 4, respectively. Estas unidades de modificación de fase 642, 643, 644 realizan una multiplicación de la fase de las señales de sub-banda respectivas por el orden de transposición T = 2, 3, 4, respectivamente (véase la ecuación (1)). These phase modification units 642, 643, 644 perform a multiplication of the phase signals by respective subband order transposition T = 2, 3, 4, respectively (see equation (1)).
Puede obtenerse una estructura de bancos de filtros combinados eficaz para el reemisor limitando el reemisor múltiple de la figura 6a a un único banco de filtros de análisis 601 y un único banco de filtros de síntesis 602. Después, los armónicos de 3er y 4º orden se producen en una unidad de procesamiento no lineal 650 dentro de un banco de filtros de 2º orden como se representa en la figura 6b. can be obtained a structure of banks effectively combined filters for the relay limiting the multiple relay of Figure 6a with a single bank of analysis filters 601 and a single bank of synthesis filters 602. Then harmonics 3rd and 4th order produced in a non-linear processing unit 650 within a bank of 2nd order filters as represented in figure 6b. La figura 6b muestra un banco de filtros de análisis que comprende una unidad de FFT directa de 1024 puntos 601 y una ventana de análisis 611 que se aplica a la señal de entrada x con un tamaño de salto de análisis 621. El banco de filtros de síntesis comprende una unidad de FFT inversa de 1024 puntos 602 y una ventana de síntesis 612 que se aplica con un tamaño de salto de síntesis 6b shows a filter bank analysis unit comprising a forward FFT of 1024 points 601 and 611 an analysis window applied to the input signal x a step size 621. The analysis filter bank synthesis comprises an inverse FFT unit 1024 points 602 and synthesis window 612 is applied with a step size of synthesis
622. En el ejemplo ilustrado, el tamaño de salto de síntesis 622 es dos veces el tamaño de salto de análisis 621. Además, se asume que la tasa de muestreo de la señal de salida y será dos veces la tasa de muestreo de la señal de entrada x. 622. In the illustrated example, the synthesis step size 622 is twice the step size analysis 621. In addition, it is assumed that the sampling rate of the output signal and will be twice the sampling rate of the signal input x.
El banco de filtros de análisis/síntesis de la figura 6b comprende un único banco de filtros de análisis y un único banco de filtros de síntesis. The filter bank analysis / synthesis 6b comprises a single analysis filter bank and a single bank of synthesis filters. Usando el procesamiento no lineal avanzado 650 de acuerdo con los procedimientos representados en el contexto de la figura 5 y la figura 5b, es decir, el procesamiento no lineal avanzado realizado en las unidades 502-1,..., 502-P, este banco de filtros de análisis/síntesis puede usarse para proporcionar un reemisor múltiple, es decir, un reemisor armónico para una pluralidad de ordenes de transposición T. Using advanced nonlinear processing 650 according to the methods depicted in the context of Figure 5 and Figure 5b, ie advanced nonlinear processing performed in units 502-1, ..., 502-P, this filter bank analysis / synthesis can be used to provide multiple relay, ie, a harmonic transposer for a plurality of orders transposition T.
Como se ha representado en el contexto de las figuras 5 y 5b, el mapeo una a una de las sub-bandas de análisis As shown in the context of Figures 5 and 5b, the one to one mapping subbands analysis
con respecto a las sub-bandas de síntesis correspondientes que implica una multiplicación de la fase de las señales de sub-banda por la orden de transposición respectiva T, puede generalizarse con respecto a las reglas de interpolación (véanse las Ecuaciones (3) y (4)) que implican una o más señales de sub-banda. with respect to the subbands corresponding synthesis involving a multiplication of the phase of signals subband the order of respective transposition T, it can be generalized with respect to the rules of interpolation (see Equations (3) and ( 4)) involving one or more subband signals. Se ha descrito que si la separación física QΔf de las sub-bandas de bancos de filtros de síntesis es Q veces la separación física Δf del Described that if the physical separation QΔf of subbands synthesis filter banks is Q times the physical separation .DELTA.f
5 banco de filtros de análisis, la entrada a la banda de síntesis con índice n se obtiene a partir de las bandas de análisis con índices kyk + 1. La relación entre los índices nyk se da por la ecuación (2) o (5), dependiendo de si los bancos de filtros se apilan de modo par o impar. 5 filter bank analysis, the input to the band synthesis with index n is obtained from the analysis bands with indices k and k + 1. The relation between n and k indices by equation (2) occurs or (5) depending on whether the filter banks are stacked even or odd mode. Se aplica una interpolación geométrica para las magnitudes con las potencias 1-ryr (ecuación (4)), y las fases se combinan de forma lineal con las ponderaciones T(1-r) y Tr (ecuación (3)). a geometric interpolation magnitudes with potencies 1-ryr (equation (4)) is applied, and the phases are combined linearly with weights T (1-r) and Tr (equation (3)). Para el caso ilustrado en el que Q = 2, los mapeos de fase para cada factor de transposición se ilustran gráficamente en la figura 7. For the illustrated case where Q = 2, the phase mapping for each translocation factor are illustrated graphically in Figure 7.
De una manera similar al caso de Q = 1 ilustrado en la figura 5, una sub-banda de destino o una ubicación de destino 730 recibe contribuciones de hasta dos sub-bandas de procedencia o ubicaciones de procedencia 710. En el caso T = Q = 2, cada ubicación de procedencia de fase modificada 711 se asigna a una ubicación de destino Similarly to the case of Q = 1 shown in Figure 5, a subband destination or a destination location 730 so receives contributions from up to two subbands source or origin locations 710. In the case T = Q = 2, each storage bin modified phase 711 is assigned to a destination location
15 correspondiente 731. Para ordenes de transposición superiores T>Q, puede obtenerse una ubicación de destino 735 a partir de una ubicación de procedencia de fase modificada correspondiente 715. Este es el caso si el resto r obtenido a partir de la ecuación (2) o (5) es cero. 15 corresponding orders 731. For higher transposition T> Q, can be obtained a target location 735 from a storage bin corresponding modified phase 715. This is the case if the remainder r obtained from the equation (2) or (5) is zero. De otro modo, se obtiene una ubicación de destino 732 interpolando dos ubicaciones de procedencia de fase modificada 712 y 715. Otherwise, a target location 732 by interpolating two locations of origin modified phase 712 and 715 is obtained.
El procesamiento no lineal que se ha mencionado anteriormente se realiza en la unidad de reemisor múltiple 650 que determina las ubicaciones de destino 730 para las diferentes órdenes de transposición T = 2, 3, 4 usando las unidades de procesamiento no lineal avanzado 502-2, 502-3, 502-4. The nonlinear processing mentioned above is performed on multiple relay unit 650 determines the destination locations 730 for different orders of rearrangement T = 2, 3, 4 using units 502-2 advanced non-linear processing, 502-3, 502-4. Posteriormente, las ubicaciones de destino correspondientes 730 se combinan en una unidad de combinador 503 para producir un único conjunto de señales de sub-banda de síntesis que se suministran al banco de filtros de síntesis. Subsequently, the locations corresponding target 730 are combined in combiner unit 503 to produce a single set of signals subband synthesis are supplied to synthesis filter bank. Como se ha indicado anteriormente, la As noted above, the
25 unidad de combinador 503 se configura para combinar una pluralidad de contribuciones en intervalos de frecuencia solapantes a partir de la salida de las diferentes unidades de procesamiento no lineal 502-2, 502-3, 502-4. 25 combiner unit 503 is configured to combine a plurality of frequency ranges contributions from overlapping the output of the different processing units nonlinear 502-2, 502-3, 502-4.
A continuación, se describe la transposición armónica de señales transitorias que usan reemisores armónicos. Then harmonic transposition transient signal using harmonic transposer described. En este contexto, se ha de observar que la transposición armónica del T que usa bancos de filtros de análisis/síntesis puede interpretarse como una extensión del tiempo de una señal subyacente por un factor de transposición de número entero T seguido de un submuestreo y/o una conversión de la tasa de muestreo. In this context, it is noted that the harmonic transposition T using filter banks analysis / synthesis can be interpreted as an extension of time of an underlying signal by a factor transposing integer T followed by subsampling and / or a conversion of the sampling rate. La extensión del tiempo se realiza de tal forma que las frecuencias de sinusoides que componen la señal de entrada se mantengan. The length of time is performed so that the frequencies of sinusoids that compose the input signal are maintained. Dicha extensión de tiempo puede realizarse usando el banco de filtros de análisis/síntesis en combinación con una modificación intermedia de las fases de las señales de sub-banda en base al orden de transposición T. Como se ha This extension of time may be performed using it the filter bank analysis / synthesis in combination with an intermediate modification of the phases of the signals sub-band based on the order transposition T. As
35 indicado anteriormente, el banco de filtros de análisis puede ser un banco de filtros de DFT en ventana con una ventana de análisis νA, y el banco de filtros de síntesis puede ser un banco de filtros de DFT inversa en ventana con una ventana de síntesis νs. 35 above, the filter bank analysis can be a filter bank DFT window with an analysis window νA, and the bank of synthesis filters may be a filter bank inverse DFT in window with a synthesis window νs. Dicha transformada de análisis/síntesis también se denomina como Transformada de Fourier de Tiempo Reducido (STFT, Short-Time Fourier Transform). Said transformed analysis / synthesis also referred to as Short-Time Fourier Transform (STFT Short-Time Fourier Transform).
Se realiza una transformada de Fourier de tiempo reducido en una señal de entrada de dominio temporal x para obtener una sucesión de cuadros espectrales solapados. a Fourier transform in a reduced time input signal x time domain to obtain a sequence of spectral frames overlapping is performed. Con el fin de reducir al mínimo los posibles efectos de la banda lateral, deben seleccionarse ventanas de análisis/síntesis apropiadas, por ejemplo, ventanas Gaussianas, ventanas de coseno, ventanas de Hamming, ventanas de Hann, ventanas rectangulares, ventanas de Bartlett, ventanas de Blackman, y otras. In order to minimize the possible effects of the sideband to be selected analysis windows / appropriate synthesis, for example, windows Gaussian windows cosine, Hamming windows, windows Hann, rectangular windows, windows Bartlett windows Blackman and others. El retardo en el que cada cuadro espectral se recoge de la señal de entrada x se The delay in each spectral frame is collected from the input signal x
45 denomina como el tamaño de salto Δs o el avance del tiempo físico Δt. 45 referred to as the step size Δs or progression of physical time .DELTA.t. La STFT de la señal de entrada x se denomina como la fase de análisis y conduce a una representación del dominio de la frecuencia de la señal de entrada x. The STFT of the input signal x is termed as the analysis phase and leads to a representation of the frequency domain of the input signal x. La representación del dominio de la frecuencia comprende una pluralidad de señales de sub-banda, en la que cada señal de sub-banda representa una determinada componente de frecuencia de la señal de entrada. The representation of the frequency domain comprises a plurality of subband signals, wherein each subband signal representing a particular frequency component of the input signal.
Con el fin de la extensión del tiempo de la señal de entrada, cada señal de sub-banda puede extenderse en el tiempo, por ejemplo, retrasando las muestras de las señales de sub-banda. To the length of time of the input signal, each signal subband can be extended in time, for example, delaying the signal samples subband. Esto puede conseguirse usando un tamaño de salto de síntesis que sea superior al tamaño de salto de análisis. This can be achieved using a step size synthesis exceeds the hop size analysis. La señal de dominio temporal puede reconstruirse realizando una transformada de Fourier (Rápida) inversa en todos los cuadros seguida de una acumulación sucesiva de los cuadros. The time domain signal can be reconstructed by performing a Fourier transform (Fast) reverse in all tables followed by a successive accumulation of cadres. Esta operación de la fase de síntesis se denomina como operación de This operation is called phase synthesis as operation
55 solapamiento-suma. 55 overlap-add. La señal de salida resultante es una versión extendida en el tiempo de la señal de entrada que comprende las mismas componentes de frecuencia que la señal de entrada. The resulting output signal is an extended version at the time of the input signal comprising the same frequency components input signal. En otras palabras, la señal de salida resultante tiene la misma composición espectral que la señal de entrada, pero es menor que la señal de entrada, es decir, su progresión se extiende en el tiempo. In other words, the resulting output signal has the same spectral composition as the input signal, but less than the input signal, ie, its progression extends in time.
Entonces, puede obtenerse posteriormente la transposición a frecuencias mayores, en de forma integrada, a través de submuestreo de las señales extendidas, o realizando una conversión de la tasa de muestra de la señal de salida extendida en el tiempo. Then, it can subsequently be obtained at higher frequencies transposition in an integrated manner, through subsampling extended signals, or performing a conversion sample rate output signal extended in time. Como resultado, la señal transpuesta tiene la longitud en el tiempo de la señal inicial, pero comprende componentes de frecuencia que se desplazan hacia arriba por un factor de transposición predefinido. As a result, the transposed signal having the length in time of the initial signal, but contains frequency components that are moved upward by a predefined factor transposition.
65 En vista de los anterior, la transposición armónica de señales transitorias usando reemisores armónicos se describe considerando como un punto de partida la extensión del tiempo de una señal transitoria prototipo, es decir, un pulso 65 In view of the above, the harmonic transposition transient signal using harmonic transposer described taking as a starting point of the length of time a transient signal prototype, ie, a pulse
de Dirac discreto en el instante de tiempo t = t0, discrete at time t = t0 Dirac,
La transformada de Fourier de tal pulso de Dirac tiene una magnitud y una fase lineal con una pendiente proporcional a t0: The Fourier transform of such a Dirac pulse has a magnitude and a linear phase with a slope proportional to t0:
Ω= 2π Ω = 2π
en la que es la frecuencia central de la mseñal de sub-banda del análisis STFT y M es el tamaño de la M transformada discreta de Fourier (DFT). where is the center frequency of the mseñal subband STFT analysis and M is the size of the discrete Fourier transform M (DFT). Dicha transformada de Fourier puede considerarse como la fase de análisis del banco de filtros de análisis que se ha descrito anteriormente, en la que se usa una ventana de análisis plana νA de una duración infinita. This Fourier transform can be regarded as the phase analysis filter bank analysis described above, in which a flat νA of infinite duration analysis window used. Con el fin de generar una señal de salida y que se extiende en el tiempo por un factor T, es decir, un pulso de Dirac δ(t-Tt0) en el instante de tiempo t = Tt0, la fase de las señales de subbanda de análisis deben multiplicarse por el factor T para obtener la señal de sub-banda de síntesis Y(Ωm) = exp(jΩmTt0) que produce el pulso de Dirac deseado δ(t-Tt0) como una salida de una transformada inversa de Fourier. In order to generate an output signal and extending the time for T factor, ie, a pulse of Dirac δ (t-Tt0) at time t = Tt0, the phase of the subband signals analysis must be multiplied by the factor T for the signal subband synthesis Y (Ωm) = exp (jΩmTt0) which produces pulse Dirac desired δ (t-Tt0) as an output of an inverse Fourier transform.
Sin embargo, se ha de observar que las consideraciones anteriores se refieren a una fase de análisis/síntesis que usa ventanas de análisis y de síntesis de longitudes infinitas. However, it noted that the above considerations apply to a phase analysis / synthesis using analysis windows and synthesis of infinite lengths. De hecho, un reemisor teórico con una ventana de duración infinita dará el tramo correcto de un pulso de Dirac δ(t-t0). In fact, a theoretical relay with a window of infinite duration give the correct section of a Dirac pulse δ (t-t0). Para un análisis en ventana de duración finita, la situación se confunde por el hecho de que cada bloque de análisis se va a interpretar como un periodo de una señal periódica con un periodo igual al tamaño de la DFT. For an analysis window finite duration, the situation is confounded by the fact that each analysis block is to be interpreted as a period of a periodic signal with a period equal to the size of the DFT.
Esto se ilustra en la figura 8, que muestra el análisis y la síntesis 800 de un pulso de Dirac δ(t-t0). This is illustrated in Figure 8 showing the analysis and synthesis 800 of a Dirac pulse δ (t-t0). La parte superior de la figura 8 muestra la entrada a la fase de análisis 810 y la parte inferior de la figura 8 muestra la salida de la fase de síntesis 820. Los gráficos superior e inferior representan el dominio temporal. The top of Figure 8 shows the input to the analysis stage 810 and the bottom of Figure 8 shows the output of the synthesis phase 820. The upper and lower graphs represent the time domain. La ventana de análisis estilizada 811 y la ventana de síntesis 821 se representan como ventanas triangulares (Bartlett). The window 811 stylized analysis and synthesis window 821 are depicted as triangular windows (Bartlett). El pulso de entrada δ(t-t0) 812 en el instante de tiempo t=t0 se representa en el gráfico superior 810 como una flecha vertical. The input pulse δ (t-t0) 812 at time t = t0 shown in the upper graph 810 as a vertical arrow. Se asume que el bloque de la transformada DFT es de un tamaño M = L = LA = LS, es decir, el tamaño de la transformada DFT se selecciona para que sea igual al tamaño de las ventanas. It is assumed that the block DFT transform is a size M = L = LA = LS, that is, the size of the DFT transform is selected to be equal to the size of the windows. La multiplicación de fase de las señales de sub-banda por el factor T producirá el análisis DFT de un pulso de Dirac δ(t-Tt0) en t = Tt0, sin embargo, de un pulso de Dirac periodizado con respecto a un tren de pulsos de Dirac con un periodo L. Esto se debe a la longitud finita de la ventana aplicada y la Transformada de Fourier. The phase multiplication signal subband by the factor T produce the DFT analysis of a pulse of Dirac δ (t-Tt0) at t = Tt0, however, a pulse of Dirac periodized with respect to a train Dirac pulses with a period L. This is due to the finite length of the applied and Fourier Transform window. El tren de pulsos periodizado con el periodo L se representa por las flechas discontinuas 823, 824 en el gráfico inferior. The train of pulses with the L periodized period is represented by the dashed arrows 823, 824 in the bottom graph.
En un sistema del mundo real, el tren de pulsos contiene realmente sólo unos pocos pulsos (dependiendo del factor de transposición), un pulso principal, es decir, el término deseado, unos pocos pre-pulsos y unos pocos post-pulsos, es decir, los términos no deseados. In a real-world system, the pulse train actually contains only a few pulses (depending on the translocation factor), a main pulse, ie, the desired word, a few pre-pulses and a few post-pulse, ie , the unwanted terms. Los pre-pulsos y los post-pulsos surgen debido a que la DFT es periódica (con L). The pre-pulse and post-pulse arise because the DFT is periodic (with L). Cuando se localiza un pulso en una ventana de análisis, de manera que la fase compleja se envuelva al multiplicarse por T (es decir, el pulso se desplaza fuera del extremo de la ventana y vuelve de nuevo al principio), surge un pulso no deseado dentro de la ventana de síntesis. When a pulse is located in an analysis window, so that the complex phase wrap when multiplied by T (ie, the pulse travels outside the edge of the window and returns back to the top), a pulse arises unwanted within the synthesis window. Los pulsos no deseados pueden tener, o no, la misma polaridad que el pulso de entrada, dependiendo de la localización en la ventana de análisis y el factor de transposición. The pulses may not be desired, or not, the same polarity as the input pulse, depending on the location in the analysis window and the translocation factor.
En el ejemplo de la figura 8, la ventana de síntesis usa una ventana finita νs 821. In the example of Figure 8, the synthesis window using a finite window 821 νs.
La ventana de síntesis finita 821 recoge el pulso deseado δ(t-Tt0) en t = Tt0 que se representa como una flecha sólida 822 y cancela las otras contribuciones no deseadas que se muestran como flechas discontinuas 823, 824. Finite synthesis window 821 collects the desired pulse δ (t-Tt0) at t = Tt0 that is shown as a solid arrow 822 and cancels the other unwanted contributions are shown as dashed arrows 823, 824.
Puesto que la fase de análisis y de síntesis desplazan a lo largo del tiempo el eje de tiempo de acuerdo con el factor de salto Δs o el avance de tiempo Δt, el pulso δ(t-t0) 812 tendrá otra posición con respecto al centro de la ventana de análisis respectiva 811. Como se ha indicado anteriormente, la operación para conseguir la extensión en el tiempo consiste en mover el pulso 812 hasta T veces su posición con respecto al centro de la ventana. Since the phase analysis and synthesis displace over time the time axis according to the hop factor Δs or advancing time .DELTA.t, the δ pulse (t-t0) 812 will have a position relative to the center the respective analysis window 811. As indicated above, the operation for the time extension is to move to T pulse 812 times its position relative to the center of the window. Siempre que esta posición esté dentro de la ventana 821, esta operación de extensión de tiempo garantiza que todas las contribuciones constituyen un único pulso sintetizado extendido en el tiempo δ(t-Tt0) en t = Tt0. Whenever this position is within the window 821, this extension operation time ensures that all contributions constitute a single pulse synthesized extended in time δ (t-Tt0) at t = Tt0.
Sin embargo, tiene lugar un problema para la situación de la figura 9, donde el pulso δ(t-t0) 912 se mueve adicionalmente fuera hacia el borde del bloque de la DFT. However, a problem occurs for the situation in Figure 9, wherein the pulse δ (t-t0) 912 moves further out towards the edge of the DFT block. La figura 9 ilustra una configuración de análisis/síntesis similar 900 que en la figura 8. El gráfico superior 910 muestra la entrada a la fase de análisis y la ventana de análisis 9 illustrates a configuration of analysis / synthesis similar 900 in Figure 8. The upper graph 910 shows the input to the analysis phase and the analysis window
911, y el gráfico inferior 920 ilustra la salida de la fase de síntesis y la ventana de síntesis 921. Al extender en el tiempo el pulso de Dirac de entrada 912 en un factor T, el pulso de Dirac extendido en el tiempo 922, es decir, δ(t-Tt0), se coloca fuera de la ventana de síntesis 921. Al mismo tiempo, otro pulso de Dirac 924 del tren de pulsos, es decir, δ(t-Tt0 + L) en el instante de tiempo t = Tt0 -L, se recoge por la ventana de síntesis. 911, and the lower graph 920 illustrates the output of the phase synthesis and synthesis window 921. By extending the time the pulse of Dirac inlet 912 in a T factor, pulse extended Dirac in time 922, is ie δ (t-Tt0) is placed outside the synthesis window 921. at the same time, another pulse Dirac 924 pulse train, that is, δ (t-Tt0 + L) at the time t Tt0 = -L, it is collected by the synthesis window. En otras palabras, el pulso de Dirac de entrada 912 no se retrasa a un instante de tiempo posterior T veces, sino que se desplaza hacia delante a un instante de tiempo que se encuentra antes del pulso de Dirac de entrada 912. El efecto final sobre la señal de audio es la aparición de un pre-eco a una distancia de tiempo de la escala de las ventanas del reemisor muy extensas, es decir, en un instante de tiempo t = Tt0-L que es L-(T-1)t0 antes que el pulso de Dirac de entrada 912. In other words, the Dirac pulse input 912 is not delayed to a later time instant T times, but shifted forward to a time instant which lies before Dirac pulse input 912. The final effect on the audio signal is the occurrence of a pre-echo at a time distance scale windows very extensive relay, ie, at a time instant t = Tt0-L is L- (T-1) t0 before the Dirac pulse input 912.
El principio de la solución a este problema se describe en referencia a la figura 10. La figura 10 ilustra un escenario de análisis/síntesis 1000 similar a la figura 9. El gráfico superior 1010 muestra la entrada a la fase de análisis con la ventana de análisis 1011, y el gráfico inferior 1020 muestra la salida de la fase de síntesis con la ventana de síntesis 1021. El tamaño de la DFT se adapta para evitar pre-ecos. The principle of the solution to this problem is described in reference to Figure 10. Figure 10 illustrates a scenario analysis / synthesis 1000 similar to Figure 9. The top graph 1010 shows the input to the analysis phase with the window analysis 1011, and the lower graph 1020 shows the output phase synthesis with synthesis window 1021. the size of the DFT is adapted to avoid pre-echoes. Esto se consigue ajustando el tamaño M de la DFT de tal forma que no se recojan imágenes de pulsos de Dirac no deseados del tren de pulsos resultante por la ventana de síntesis. This is achieved by adjusting the size M of the DFT so that no images Dirac pulse train unwanted pulses resulting from the synthesis window are collected. El tamaño de la transformada DFT 1001 aumenta a M = FL, donde L es la longitud de la función de la ventana 1002 y el factor F es un factor de sobremuestreo de dominio de frecuencia. The size of the DFT transform 1001 increases M = FL, where L is the length of the window function 1002 and the F factor is a factor oversampling frequency domain. En otras palabras, el tamaño de la transformada DFT 1001 se selecciona para que sea mayor que el tamaño de la ventana 1002. En particular, el tamaño de la transformada DFT 1001 puede seleccionarse para que sea mayor que el tamaño de la ventana 1002 de la ventana de síntesis. In other words, the size of the transform DFT 1001 is selected to be larger than the size of 1002. window in particular, the size of the transform DFT 1001 may be selected to be larger than the window size 1002 synthesis window. Debido a la longitud aumentada 1001 de la transformada DFT, el periodo del tren de pulsos que comprende los pulsos de Dirac 1022, 1024 es FL. Due to the increased length of the transform DFT 1001, the period of the pulse train comprising pulses Dirac 1022, 1024 is FL. Seleccionando un valor suficientemente grande de F, es decir, seleccionando un factor de sobremuestreo de dominio de frecuencia suficientemente grande, pueden cancelarse las contribuciones no deseadas al tramo de pulsos. Selecting a sufficiently large value of F, ie, selecting a domain oversampling factor sufficiently large frequency, can be canceled unwanted contributions to the stretch pulse. Esto se muestra en la figura 10, donde el pulso de Dirac 1024 en el instante de tiempo t = Tt0-FL está fuera de la ventana de síntesis 1021. Por lo tanto, el pulso de Dirac 1024 no se recoge por la ventana de síntesis 1021 y, en consecuencia, pueden evitarse los pre-ecos. This is shown in Figure 10, where the Dirac pulse 1024 at time t = Tt0-FL is out of the synthesis window 1021. Therefore, the Dirac pulse 1024 is not collected by the synthesis window 1021 and, consequently, the pre-echoes can be avoided.
Se ha de observar que en una realización preferida, la ventana de síntesis y la ventana de análisis tienen longitudes "nominales" iguales (medidas en el número de muestras). It is noted that in a preferred embodiment, the window synthesis and analysis window are "nominal" equal lengths (measured in number of samples). Sin embargo, al usar un remuestreo implícito de la señal de salida descartando o insertando muestras en las bandas de frecuencia de la transformada o el banco de filtros, el tamaño de la ventana de síntesis (medido en el número de muestras) será típicamente diferente del tamaño de análisis, dependiendo del remuestreo y/o el factor de transposición. However, when using an implicit resampling the output signal discarding or inserting samples in the frequency bands of the transform or filter bank, the size of the synthesis window (measured in number of samples) will typically be different from size analysis, depending on resampling and / or translocation factor.
El valor mínimo de F, es decir, el factor de sobremuestreo de dominio de frecuencia mínimo, puede deducirse a partir de la figura 10. La condición para no recoger imágenes de pulsos de Dirac no deseados puede formularse The minimum value of F, ie oversampling factor domain minimum frequency, can be deduced from Figure 10. The condition for not collect images Dirac pulse can be formulated unwanted
t = t0 < t = t0 <
como se indica a continuación: Para cualquier pulso de entrada δ(t-t0) en la posición , es decir, para cualquier pulso de entrada comprendido dentro de la ventana de análisis 1011, la imagen no deseada δ(t -Tt0+ FL) en el instante de tiempo t = Tt0 -FL debe localizarse a la izquierda del borde izquierdo de la ventana de síntesis en as follows: For any input pulse δ (t-t0) in position, that is, for any input pulse comprised within the analysis window 1011, the unwanted image δ (t -Tt0 + FL) in the time t = Tt0 -FL be located to the left of the left edge of the window synthesis
− FL ≤− - FL ≤-
. . De forma equivalente, la condición debe cumplirse, lo que conduce a la regla Equivalently, the condition must be met, leading to the rule
Como puede observarse a partir de la fórmula (6), el factor de sobremuestreo de dominio de frecuencia mínimo F es una función del orden de transposición T. Más específicamente, el factor de sobremuestreo de dominio de frecuencia mínimo F es proporcional al orden de transposición T. As can be seen from the formula (6), the oversampling factor domain minimum frequency F is a function of the order transposition T. More specifically, the oversampling factor domain minimum frequency F is proportional to the order transposing T.
Repitiendo la línea de pensamiento anterior para el caso en el que las ventanas de análisis y de síntesis tienen diferentes longitudes, se obtiene una fórmula más general. By repeating the above line of thinking for the case where the analysis windows and synthesis have different lengths, a more general formula is obtained. Se permite que LA y Ls sean las longitudes de las ventanas de análisis y de síntesis (medidas en el número de muestras), respectivamente, y se permite que M sea del tamaño de DFT empleado. And is allowed to Ls are the lengths of the windows of analysis and synthesis (measured in number of samples), respectively, and allowed to M is the size of DFT employed. La regla general que extiende la fórmula (6) es entonces The general rule that extends the formula (6) is then
De hecho, que esta regla es una extensión de (6) puede verificarse insertando M = FL, y LA = Ls = L en (7) y dividiendo por L en ambos lados de la ecuación resultante. In fact, this rule is an extension (6) can be verified by inserting M = FL, and LA = Ls = L (7) and dividing by L on both sides of the resulting equation.
El análisis anterior se realiza para un modelo bastante especial de un transitorio, es decir, un pulso de Dirac. The above analysis is performed for a rather special model of a transient, ie, a pulse of Dirac. Sin embargo, el razonamiento puede extenderse para demostrar que al usar la extensión en el tiempo que se ha descrito anteriormente y/o el esquema de transposición armónica, las señales de entrada que tienen una envolvente espectral casi plana y que desaparecen fuera de un intervalo de tiempo [a,b] se extenderán a señales de salida que However, reasoning can be extended to show that by using the extension in time as described above and / or scheme harmonic transposition, input signals having a nearly flat spectral envelope and that disappear outside a range of time [a, b] be extended to output signals
son pequeñas fuera del intervalo [Ta, Tb]. They are small outside the interval [Ta, Tb]. También puede verificarse, estudiando los espectrogramas de señales de audio y/o voz reales, que los pre-ecos desaparecen en las señales extendidas o transpuestas cuando la regla que se ha descrito anteriormente para seleccionar un factor de sobremuestreo de dominio de frecuencia apropiado se respeta. It can also be verified by studying the spectrograms of audio signals and / or actual voice, pre-echoes disappear in extended or rearranged signals when the rule described above to select a oversampling factor domain appropriate frequency is respected . Un análisis más cuantitativo también revela que los pre-ecos aún se reducen al usar factores de sobremuestreo de dominio de frecuencia que son ligeramente inferiores al valor impuesto por la condición de la fórmula (6) o (7). A more quantitative analysis also revealed that pre-echoes are reduced even when using oversampling factors of frequency domain are slightly below the value imposed by the condition of the formula (6) or (7). Esto se debe al hecho de que las funciones de ventana típicas νs son pequeñas cerca de sus bordes, atenuando así pre-ecos no deseados que se sitúan cerca de los bordes de las funciones de ventana. This is due to the fact that typical window functions νs are small near the edges, thus reducing unwanted pre-echoes that are situated near the edges of the window functions.
En resumen, un modo de mejorar la respuesta transitoria de los reemisores armónicos de dominio de frecuencia, o extensores de tiempo, se ha descrito introduciendo una transformada sobremuestreada, donde la cantidad de sobremuestreo es una función del factor de transposición escogido. In short, a way to improve the transient response of harmonic frequency domain transposers, or time expanders, described by introducing a oversampled transform, where the amount of oversampling is a function of the chosen transposition factor. La respuesta transitoria mejorada del reemisor se obtiene por medio del sobremuestreo del dominio de frecuencia. The reemisor improved transient response is obtained by the oversampling frequency domain.
En el reemisor múltiple de la figura 6, el sobremuestreo de dominio de frecuencia puede implementarse usando núcleos de DFT 601, 602, 603, 604 de longitud 1024F y completando con ceros las ventanas de análisis y de síntesis simétricamente a esta longitud. In multiple relay of Figure 6, the oversampled frequency domain may be implemented using DFT cores 601, 602, 603, 604 and 1024F length with zeros completing the analysis windows and synthesis symmetrically to this length. Se ha de observar que por motivos de complejidad, es beneficioso mantener la cantidad de sobremuestreo bajo. It should be noted that for reasons of complexity, it is beneficial to keep the amount low oversampling. Si la fórmula (6) se aplica al reemisor múltiple de la figura 6, debe aplicarse un factor de sobremuestreo F = 2,5 para incluir todos los factores de transposición T = 2, 3, 4. Sin embargo, puede mostrarse que el uso de F = 2,0 ya conduce a una mejora de la calidad significativa para las señales de audio real. If the formula (6) is applied to multiple relay of Figure 6, must be applied oversampling factor F = 2.5 to include all transposition factors T = 2, 3, 4. However, it can be shown that the use F = 2.0 and leads to a significant improvement in quality for real audio signals.
A continuación, se describe el uso del sobremuestreo de dominio de frecuencia en el contexto de los bancos de filtros de análisis/síntesis combinados, tal como se describe en el contexto de las figuras 5 o la figura 6b. Then, using the oversampling frequency domain in the context of the analysis filter banks / synthesis described combined as described in the context of Figures 5 or Figure 6b.
En general, para un banco de filtros de transposición combinado donde la separación física QΔf de las sub-bandas del banco de filtros de síntesis es Q veces la separación física Δf del banco de filtros de análisis y donde la duración de la ventana de análisis física DA (medida en unidades de tiempo, por ejemplo segundos) es también Q veces la del banco de filtros de síntesis, DA = QDS, el análisis para un pulso de Dirac como anteriormente se aplicará para todos los factores de transposición T = Q, Q+1, Q+2,... como si T = Q. En otras palabras, la regla para el grado de sobremuestreo de dominio de frecuencia requerido en un banco de filtros de transposición combinado se da por In general, for a filter bank combined transposition where physical separation QΔf of subbands in the filter bank synthesis is Q times the Af physical separation filter bank analysis and where the window duration physical analysis DA (measured in units of time, e.g. seconds) is Q times the bank of synthesis filters, DA = QDS, analysis for a pulse of Dirac as above applies for all transposition factors T = Q, Q +1, Q + 2, ... as if T = Q. in other words, the rule for the degree of oversampling frequency domain required a combined filter bank transposition is given by
En particular, se ha de observar que para T>Q, el factor de sobremuestreo de dominio de frecuencia es suficiente, al mismo tiempo que se asegura aún la supresión de artefactos en las señales transitorias causados por la transposición armónica de orden T. Es decir, usando las reglas de sobremuestreo anteriores para el banco de filtros combinado, puede observarse que incluso al usar ordenes de transposición mayores T>Q, no se requiere aumentar adicionalmente el factor de sobremuestreo F. Como se indica por la ecuación (6b), es suficiente en la implementación del banco de filtros combinado de la figura 6b usar un factor de sobremuestreo F = 1,5 con el fin de evitar la aparición de pre-ecos. In particular, it noted that for T> Q, the oversampling factor frequency domain is sufficient, while still ensuring the removal of artifacts in transient signals caused by harmonic transposition of order T. That is using the rules above for the bank combined filters oversampling, can it be seen that even when using commands higher transposition T> Q, is not required to further increase the oversampling factor F. As indicated by equation (6b), is sufficient in implementing the combined filter bank 6b using an oversampling factor F = 1.5 in order to prevent the occurrence of pre-echoes. Este valor es menor que el factor de sobremuestreo F = 2,5 requerido para el reemisor múltiple de la figura 6. En consecuencia, la complejidad de realizar el sobremuestreo de dominio de frecuencia para mejorar el rendimiento transitorio de los reemisores armónicos múltiples puede reducirse al usar un banco de filtros de análisis/síntesis combinado (en lugar de bancos de filtros de análisis y/o síntesis separados para los diferentes órdenes de transposición). This value is less than the oversampling factor F = 2.5 required for multiple relay of Figure 6. Accordingly, the complexity of performing the oversampling frequency domain to improve the transient performance of multiple harmonics relays may be reduced to using a filter bank analysis / synthesis combined (rather than analysis filter banks and / or separate the different orders of rearrangement synthesis).
En un escenario más general, la duración de tiempo física de las ventanas de análisis y de síntesis DA y Ds, respectivamente, pueden seleccionarse de forma arbitraria. In a more general scenario, the physical length of time windows for analysis and synthesis and DA, respectively, may be selected arbitrarily Ds. Entonces, la separación física Δf de las sub-bandas del banco de filtros de análisis debe satisfacer Then, the physical separation Af subbands of the analysis filter bank must satisfy
para evitar los artefactos descritos causados por la transposición armónica. to avoid artifacts caused by harmonic described transposition. Se ha de observar que la duración de una ventana D típicamente difiere de la longitud de una ventana L. Mientras que la longitud de una ventana L corresponde al número de muestras de señal cubiertas por la ventana, la duración de la ventana D corresponde al intervalo de tiempo de la señal cubierta por la ventana. It is noted that the length of a window D typically differs from the length of a window L. While the length of a window L is the number of signal samples covered by the window, the window length D corresponds to the interval signal time covered by the window. Como se ilustra en la figura 6a, las ventanas 611, 612, 613, 614 tienen una longitud equivalente de L = 1024 muestras. As illustrated in Figure 6a, the windows 611, 612, 613, 614 have an equivalent length of L = 1024 samples. Sin embargo, la duración DA de la ventana de análisis 611 es T veces la duración Ds de la ventana de síntesis 612, 613, 614, en la que T es el orden de transposición respectivo y el factor de resolución del banco de filtros de síntesis respectivo. However, the duration DA of the analysis window 611 is T times the Ds duration of synthesis window 612, 613, 614, where T is the order of respective transposition and resolution factor of the filter bank synthesis respective. De una manera similar, la duración DA de la ventana de análisis 611 en la figura 6b es Q veces la duración Ds de la ventana de síntesis 612, en la que Q es el factor de resolución del banco de filtros de síntesis. In a similar manner, the duration DA of the analysis window 611 in Figure 6b is Q times the duration Ds synthesis window 612, in which Q is the factor of resolution synthesis filter bank. La duración de una ventana D se refiere a la longitud de la The length of a window D refers to the length of the
ventana L a través de la frecuencia de muestreo fs, es decir, particularmente . L window through the sampling frequency fs, ie, in particular. De una manera similar, la resolución de frecuencia de una transformada Δf se refiere al número de puntos o longitud M de la transformada a In a similar manner, the frequency resolution Af a transform is the number of points or length M of the transform to
través de la frecuencia de muestreo fs, es decir, particularmente . Through the sampling frequency fs, ie, in particular. Además, el avance del tiempo físico Δt de un banco de filtros se refiere al tamaño de salto Δs del banco de filtros a través la frecuencia de muestreo fs, es Δs In addition, the advance of .DELTA.t of a filter bank refers to physical time step size Δs filter bank through the sampling frequency fs is Δs
Δt = t =
decir, particularmente . ie particularly. Usando las relaciones anteriores, la ecuación (6b) puede escribirse como Using the above relationships, equation (6b) can be written as
es decir, el producto de la resolución de frecuencia y la longitud de ventana del banco de filtros de análisis y/o la resolución de frecuencia y la longitud de ventana del banco de filtros de síntesis deben seleccionarse para que sean ie, the product of the frequency resolution and the window length of the filter bank analysis and / or frequency resolution and the window length of the filter bank synthesis should be selected to be
2 Q +1 2 Q +1
menores o igual a . less than or equal to. Para T>Q, el producto ΔfDA y/o QΔfDs puede seleccionarse para que sea mayor de For T> Q, the ΔfDA and / or QΔfDs product can be selected to be greater than
2 T +1 2 T +1
, reduciendo así la complejidad computacional de los bancos de filtros. Thus reducing the computational complexity of the filter banks.
En el presente documento se han descrito diversos procedimientos para realizar la transposición armónica de señales, preferiblemente señales de audio y/o voz. Herein they have been described several procedures for the harmonic transposition signal, preferably audio and / or voice. Se ha puesto énfasis particular sobre la complejidad computacional de los reemisores armónicos múltiples. It has placed particular emphasis on computational complexity of multiple harmonic transposers. En este contexto, se ha descrito un reemisor múltiple, que está configurado para realizar múltiples órdenes de transposición usando un banco de filtros de análisis/síntesis combinado, es decir, un banco de filtros que comprende un único banco de filtros de análisis y un único banco de filtros de síntesis. In this context, described a multiple relay, which is configured to perform multiple orders transposition using a filter bank analysis / combined synthesis, ie, a filter bank comprising a single bank of analysis filters and a single synthesis filter bank. Un reemisor múltiple que usa un banco de filtros de análisis/síntesis combinado ha reducido la complejidad computacional en comparación con un reemisor múltiple convencional. A multiple relay using a filter bank analysis / synthesis combined reduced computational complexity compared to a conventional multiple relay. Además, se ha descrito el sobremuestreo del dominio de frecuencia en el contexto de bancos de filtros de análisis/síntesis combinados. Also it described oversampling frequency domain in the context filter bank analysis / synthesis combined. Puede usarse un sobremuestreo del dominio de frecuencia para reducir o eliminar los artefactos causados en las señales transitorias por la transposición armónica. oversampling frequency domain to reduce or eliminate artifacts caused by transient signals by harmonic transposition can be used. Se ha mostrado que el sobremuestreo de dominio de frecuencia puede implementarse con una complejidad computacional reducida dentro de bancos de filtros de análisis/síntesis combinados, en comparación con las implementaciones de reemisores múltiples convencionales. It has been shown that oversampling frequency domain can be implemented with reduced computational complexity in filter bank analysis / synthesis combined, compared with conventional implementations multiple transposers.
Aunque se han descrito en el presente documento realizaciones específicas de la presente invención y aplicaciones de la invención, será evidente para los expertos en la técnica que son posibles muchas variaciones en las realizaciones y aplicaciones descritas en el presente documento sin apartarse del alcance de la invención descrita y reivindicada en el presente documento. While there have been described herein specific embodiments of the present invention and applications of the invention it will be apparent to those skilled in the art that many variations are possible in the embodiments and applications described herein without departing from the scope of the invention described and claimed herein. Se entenderá que aunque se han mostrado y se han descrito ciertas formas de la invención, la invención no se limitará a las realizaciones específicas descritas y mostradas o los procedimientos específicos descritos. It is understood that while shown and described certain forms of the invention, the invention is not limited to the specific embodiments described and shown or the specific methods described.
Los procedimientos y sistemas descritos en el documento presente pueden implementarse como software, firmware y/o hardware. The methods and systems described herein may be implemented as software, firmware and / or hardware. Ciertas componentes pueden implementarse, por ejemplo, como software que se ejecuta en un procesador de señales digitales o microprocesador. Certain components may be implemented for example as software running on a digital signal processor or microprocessor. Otras componentes pueden implementarse, por ejemplo, como hardware y/o como circuitos integrados específicos de aplicación. Other components can be implemented, for example, as hardware and / or application specific integrated circuits. Las señales encontradas en los procedimientos y sistemas descritos pueden almacenarse en medios tales como una memoria de acceso aleatorio o medios de almacenamientos ópticos. The signals found in the methods and systems described can be stored in means such as a random access memory or optical storage media. Pueden transferirse a través de redes, tales como redes de radio, redes de satélite, redes inalámbricas o redes cableadas, por ejemplo Internet. They can be transferred via networks, such as radio networks, satellite networks, wireless networks or wired networks, such as Internet. Los dispositivos típicos que hacen uso de los procedimientos que se describen en el presente documento son, por ejemplo, reproductores multimedia o receptores de televisión que descodifican señales de audio. Typical devices that make use of the procedures described herein are, for example, media players or television receivers that decode audio signals. En el lado de codificación, los sistemas y procedimientos pueden usarse, por ejemplo, en estaciones de radiodifusión y en sitios de producción multimedia. On the side coding, systems and methods can be used, for example, broadcast stations and multimedia production sites.
1. Un sistema configurado para generar una componente de alta frecuencia de una señal de audio a partir de una componente de baja frecuencia de la señal de audio, que comprende: 1. A configured to generate a high frequency component of an audio signal from a low frequency component of the audio signal system comprising:
5 -un banco de filtros de análisis (501) que comprende una unidad de transformación de análisis (601) que tiene una resolución de frecuencia de Δf; 5-a analysis filter bank (501) comprising an analysis transformation unit (601) having a frequency resolution Af; y una ventana de análisis (611) que tiene una duración de DA; and an analysis window (611) having a duration DA; estando el banco de filtros de análisis (501) configurado para proporcionar un conjunto de señales de sub-banda de análisis a partir de la componente de baja frecuencia de la señal; the analysis filter bank (501) configured to provide a set signal subband analysis from the low frequency component of the signal being;
10 -una unidad de procesamiento no lineal (502, 650) configurada para determinar un conjunto de señales de subbanda de síntesis en base a una porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis, en la que la porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis se desfasa por un orden de transposición T;y 10-a non-linear processing unit (502, 650) configured to determine a set of subband signals synthesis based on a portion of the set of subband signals analysis, in which the portion of the set of signals subband analysis is offset by a transposition order T; and
15 -un banco de filtros de síntesis (504) que comprende una unidad de transformación de síntesis (602) que tiene una resolución de frecuencia de QΔf; 15-a synthesis filter bank (504) comprising a synthesis transformation unit (602) having a frequency resolution QΔf; y una ventana de síntesis (612) que tiene una duración de Ds; and synthesis window (612) having a duration of Ds; estando el banco de filtros de síntesis (504) configurado para generar la componente de alta frecuencia de la señal a partir del conjunto de señales de sub-banda de síntesis; the synthesis filter bank (504) configured to generate the high frequency component of the signal from the set of subband signals being synthesis;
20 enelque Q es un factor de resolución de frecuencia con Q ≥ 1 e inferior que el orden de transposición T; 20 enelque Q is a frequency resolution factor with Q ≥ 1 and lower than the transposition order T; y en el que el valor del producto de la resolución de frecuencia Δf y la duración DA del banco de filtros de análisis se selecciona en base al factor de resolución de frecuencia Q. and wherein the value of the product of the frequency resolution Af and the duration DA of the analysis filter bank is selected based on the frequency resolution factor Q.
1 Q +1 1 Q +1
2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el valor del producto ΔfDA es proporcional a . 2. The system of claim 1, wherein the value of the product is proportional to ΔfDA. 25 25
El sistema de cualquier reivindicación previa, en el que el valor del producto ΔfDA es superior a . The system of any previous claim, wherein the product value exceeds ΔfDA.
El sistema de cualquier reivindicación previa que comprende adicionalmente: The system of any previous claim further comprising:
30 -una segunda unidad de procesamiento no lineal (502) configurada para determinar un segundo conjunto de señales de sub-banda de síntesis del conjunto de señales de sub-banda de análisis usando un segundo orden de transposición T2; 30-a second non-linear processing unit (502) configured to determine a second set of signals subband synthesis set signal subband analysis using a second order transposition T2; en el que el segundo conjunto de señales de sub-banda de síntesis se determina en base a una porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis, desfasada por el segundo orden de transposición T2; wherein the second set of signals subband synthesis is determined based on a portion of the set of subband signals analysis, offset by the second order transposition T2; enel que el orden de transposición T y el segundo orden de transposición T2 son diferentes; inwhich order transposition T and the second order transposition T2 are different; y Y
35 -una unidad de combinación (503) configurada para combinar el conjunto de señales de sub-banda de síntesis y el segundo conjunto de señales de sub-banda de síntesis; 35-a combining unit (503) configured to combine the set of subband signals synthesis and the second set signal subband synthesis; produciendo de esta manera un conjunto combinado de señales de sub-banda de síntesis como una entrada al banco de filtros de síntesis (602). thereby producing a combined signal subband synthesis as an input to synthesis filter bank (602).
40 5. El sistema de la reivindicación 4, en el que 40 5. The system of claim 4, wherein
la unidad de combinación (503) está configurada para superponer señales de sub-banda de síntesis del conjunto de señales de sub-banda de síntesis y el segundo conjunto de señales de sub-banda de síntesis correspondiente a intervalos de frecuencia solapantes. the combining unit (503) is configured to superimpose signals subband synthesis set signal subband synthesis and the second set of signals corresponding subband synthesis frequency ranges overlapping.
6. El sistema de cualquier reivindicación previa, en el que 6. The system of any previous claim, wherein
el banco de filtros de análisis (501) tiene un número KA de sub-bandas de análisis, con KA > 1, donde k es un índice de sub-banda de análisis con k = 0,…, KA-1; the analysis filter bank (501) has a number KA subband analysis with KA> 1, where k is a subband index analysis with k = 0, ..., KA-1; y Y
50 -el banco de filtros de síntesis (504) tiene un número Ns de sub-bandas de síntesis, con Ns > 0, donde n es un índice de sub-banda de síntesis con n = 0,…, NS-1. 50-the synthesis filter bank (504) has a number Ns subband synthesis, with Ns> 0, where n is an index subband synthesis with n = 0, ..., NS-1.
7. El sistema de la reivindicación 6, en el que la unidad de procesamiento no lineal (502, 650) está configurada para 7. The system of claim 6, wherein the processing unit nonlinear (502, 650) is configured to
55 determinar una nseñal de sub-banda de síntesis del conjunto de señales de sub-banda de síntesis de una k 55 determining a nseñal subband synthesis set signal subband synthesis of a k
señal de sub-banda de análisis y una (k+1)señal de sub-banda de análisis del conjunto de señales de subbanda de análisis. subband signal analysis and (k + 1) subband signal analysis of the set of subband signals analysis.
8. El sistema de la reivindicación 7, en el que la unidad de procesamiento no lineal (502, 650) está configurada para 60 8. The system of claim 7, wherein the processing unit nonlinear (502, 650) is set to 60
determinar una fase de la nseñal de sub-banda de síntesis como la suma de una fase desplazada de la k determining a phase nseñal subband synthesis as the sum of a phase offset from the k
señal de sub-banda de análisis y una fase desplazada de la (k+1)señal de sub-banda de análisis; subband signal analysis and a shifted phase of the (k + 1) signal subband analysis; y/o I
determinar una magnitud de la n señal de sub-banda de síntesis como el producto de una magnitud determining a magnitude of the signal n subband synthesis as the product of a magnitude
exponenciada de la kseñal de sub-banda de análisis y una magnitud exponenciada de la (k+1)señal de 5 sub-banda de análisis. Exponentiated of kseñal subband analysis exponentiated and a magnitude of (k + 1) signal 5 subband analysis.
9. El sistema de la reivindicación 8, en el que -el índice de sub-banda de análisis k de la señal de sub-banda de análisis que contribuye a la sub-banda de síntesis 9. The system of claim 8, wherein -the index analysis subband k signal subband analysis contributing to the subband synthesis
10 con el índice de sub-banda de síntesis n se da por el número entero obtenido truncando la expresión ; 10 with the index subband synthesis n is given by the integer obtained truncating the expression I;
Q n − k Q n - k
en el que un resto r sedapor . in which a radical R sedapor.
10. El sistema de la reivindicación 9, en el que la unidad de procesamiento no lineal (502, 650) está configurada para 15 10. The system of claim 9, wherein the processing unit nonlinear (502, 650) is configured to 15
determinar la fase de la nseñal de sub-banda de síntesis como la suma de la fase de la kseñal de sub determining the phase of the nseñal subband synthesis as the sum of the phase of the sub kseñal
banda de análisis multiplicada por T(1-r) y la fase de la (k+1)señal de sub-banda de análisis multiplicada por T(r); analysis band multiplied by T (1-r) and the phase of the (k + 1) signal subband analysis multiplied by T (r); y/o I
20 -determinar la magnitud de la nseñal de sub-banda de síntesis como el producto de la magnitud de la k 20 -determining the magnitude of nseñal subband synthesis as the product of the magnitude of the k
señal de sub-banda de análisis elevada a la potencia de (1-r) y la magnitud de la (k+1)señal de sub-banda de análisis elevada a la potencia de r. signal subband raised to the power of (1-r) analysis and the magnitude of the (k + 1) signal subband raised to the power of r analysis.
11. El sistema de cualquier reivindicación previa, en el que 11. The system of any previous claim, wherein
25 -el banco de filtros de análisis (501) y el banco de filtros de síntesis (504) se apilan de modo par de tal forma que una frecuencia central de una sub-banda de análisis se da por kΔf y una frecuencia central de una sub-banda de síntesis se da por nQΔf. 25-the analysis filter bank (501) and the synthesis filter bank (504) are stacked torque mode so that a center frequency of a sub-band analysis is given by kΔf and a center frequency of subband synthesis is given by nQΔf.
30 12. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que 30 12. The system of any of claims 1 to 10, wherein
el banco de filtros de análisis (501) y el banco de filtros de síntesis (504) se apilan de modo impar de tal forma que the analysis filter bank (501) and the synthesis filter bank (504) are stacked odd mode such that
( k + )Δf (K +) .DELTA.f
una frecuencia central de una sub-banda de análisis se da por y una frecuencia central de una sub a center frequency of a subband analysis is given by and a center frequency of a sub
banda de síntesis se da por 35 -la diferencia entre el orden de transposición T y el factor de resolución Q es par. band synthesis is given by 35-the difference between the transposition order T and the resolution factor Q is even.
13. El sistema de cualquier reivindicación previa, en el que 13. The system of any previous claim, in which
40 -una tasa de muestreo de la componente de baja frecuencia es fA; 40-a sampling rate of the low frequency component is fA; -la unidad de transformación de análisis (601) es una transformada discreta de M puntos; -the analysis transformation unit (601) is a discrete transform of M points; la ventana de análisis the analysis window
(611) tiene una longitud de LA muestras; (611) has a length of LA samples; y la ventana de análisis (611) se desplaza por un tamaño de salto de and the analysis window (611) is moved by a jump size
análisis de ΔsA muestras a lo largo de la componente de baja frecuencia; ΔsA analysis samples along the low frequency component; 45 Four. Five
fA A f A fA f
la resolución de frecuencia es Δf= ; the frequency resolution is .DELTA.f =; la duración es DA = ; duration is DA =; un avance del tiempo físico del banco de filtros Δs an increase of physical time of the filter bank Δs
de análisis (501) es ΔtA = ; analysis (501) is ΔtA =;
una tasa de muestreo de la componente de alta frecuencia es fs = QfA; a sampling rate of the high frequency component is fs = QFA; 50 -la unidad de transformación de síntesis (602) es una transformada discreta de M puntos; 50 -the synthesis transformation unit (602) is a discrete transform of M points; la ventana de síntesis the synthesis window
(612) tiene una longitud de Ls muestras; (612) has a length of Ls samples; y la ventana de síntesis (612) se desplaza por un tamaño de salto de and the synthesis window (612) is moved by a jump size
síntesis de Δss muestras a lo largo de la componente de alta frecuencia; Δss synthesis samples along the high frequency component; y Y
fs sf sf fs
la resolución de frecuencia es QΔf= , la duración es Ds = ; the frequency resolution is QΔf =, the duration is Ds =; un avance del tiempo físico del banco de filtros Δs Δs an increase of physical time of the filter bank Δs Δs
Δt == =Δt == .DELTA.t = .DELTA.t
de síntesis (504) es . synthesis (504) is. 5 5
14. Un sistema para generar una señal de audio de salida que comprende una componente de alta frecuencia de una señal de audio de entrada que comprende una componente de baja frecuencia que usa un orden de transposición T, que comprende: 14. A system for generating an audio signal output comprises a high frequency component of an audio signal input comprising a low frequency component using a transposition order T, comprising:
10 -una unidad de ventana de análisis configurada para aplicar una ventana de análisis (611) de una longitud de LA muestras, extrayendo así un cuadro de la señal de entrada; 10, a unit of analysis window configured to apply an analysis window (611) of a length of the sample, thereby drawing a picture of the input signal;
una unidad de transformación de análisis del orden M (601) y que tiene una resolución de frecuencia Δf configurada para transformar las LA muestras en M coeficientes complejos; a processing analysis of order M (601) and having a frequency resolution Af configured to transform LA samples M complex coefficients;
15 -una unidad de procesamiento no lineal (643, 644, 650), configurada para alterar la fase de los coeficientes complejos usando el orden de transposición T; 15-a non-linear processing unit (643, 644, 650) configured to alter the phase of the complex coefficients using the order of transposition T;
una unidad de transformación de síntesis (602) del orden M y que tiene una resolución de frecuencia QΔf, 20 configurada para transformar los coeficientes alterados en M muestras alteradas; a processing of synthesis (602) of order M and having a frequency resolution QΔf, 20 configured to transform coefficients altered in M ​​altered samples; en la que Q es un factor de resolución de frecuencia inferior al orden de transposición T;y where Q is a frequency resolution factor lower than the transposition order T; and
una unidad de ventana de síntesis configurada para aplicar una ventana de síntesis (612) de una longitud de Ls muestras a las M muestras alteradas, generando así un cuadro de la señal de salida; a unit configured synthesis window for applying a synthesis window (612) of a length of Ls samples to M altered samples, generating a picture signal output; 25 en el que M se basa en el factor de resolución de frecuencia Q. 25 wherein M is based on frequency resolution factor Q.
15. El sistema de la reivindicación 14, en el que la diferencia entre M y la longitud media de la ventana de análisis 15. The system of claim 14, wherein the difference between M and the average length of the analysis window
(611) y la ventana de síntesis (612) es proporcional a (Q-1). (611) and the synthesis window (612) is proportional to (Q-1). 30 30
El sistema de la reivindicación 15, en el que M es superior o igual a (TLA+Ls)/2. The system of claim 15, wherein M is greater or equal to (TLA + Ls) / 2.
Un procedimiento para generar una componente de alta frecuencia de una señal de audio a partir de una componente de baja frecuencia de la señal de audio, comprendiendo el procedimiento: A method for generating a high frequency component of an audio signal from a low frequency component of the audio signal, the method comprising:
35 -proporcionar un conjunto de señales de sub-banda de análisis a partir de la componente de baja frecuencia de la señal usando un banco de filtros de análisis (501) que comprende una unidad de transformación de análisis (601) que tiene una resolución de frecuencia de Δf y una ventana de análisis (611) que tiene una duración de DA; 35 -provide a set signal subband analysis from the low frequency component of the signal using an analysis filter bank (501) comprising an analysis transformation unit (601) having a resolution of frequency .DELTA.f and an analysis window (611) having a duration DA;
40 -determinar un conjunto de señales de sub-banda de síntesis en base a una porción del conjunto de señales de subbanda de análisis, en el que la porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis se desfasa por un orden de transposición T;y 40 -determining a set of subband signals synthesis based on a portion of the set of subband signals analysis, wherein the portion of the set of subband signals by an analysis order transposition is offset T ;Y
generar la componente de alta frecuencia de la señal a partir del conjunto de señales de sub-banda de síntesis 45 usando un banco de filtros de síntesis (504) que comprende una unidad de transformación de síntesis (602) que tiene una resolución de frecuencia de QΔf y una ventana de síntesis (612) que tiene una duración de Ds; generating the high frequency component of the signal from the set signal subband synthesis 45 using a bank of synthesis filters (504) comprising a processing synthesis (602) having a frequency resolution QΔf and synthesis window (612) having a duration of Ds;
en el que Q es un factor de resolución con Q≥1 e inferior que el orden de transposición T; where Q is a factor Q≥1 and lower resolution than the transposition order T; y en el que el valor del producto de la resolución de frecuencia Δf y la duración DA del banco de filtros de análisis se selecciona en base al 50 factor de resolución de frecuencia Q. and wherein the value of the product of the frequency resolution Af and the duration DA of analysis filter bank 50 frequency resolution factor is selected based Q.
18. Un procedimiento para generar una señal de audio de salida que comprende una componente de alta frecuencia a partir de una señal de audio de entrada que comprende una componente de baja frecuencia que usa un orden de transposición T, comprendiendo el procedimiento: 18. A method for generating an audio signal output comprises a high frequency component from an audio signal input comprising a low frequency component using a transposition order T, the method comprising:
55 -aplicar una ventana de análisis (611) de una longitud de LA muestras, extrayendo de esta manera un cuadro de la señal de entrada; 55 -apply an analysis window (611) of a length of the samples, thereby extracting a frame of the input signal;
transformar el cuadro de LA muestras de la señal de entrada en M coeficientes complejos usando una 60 transformación de análisis del orden M y una resolución de frecuencia Δf; transform the picture of samples in the input signal M complex coefficients using a 60 transformation and analysis of order M frequency resolution Af;
alterar la fase de los coeficientes complejos usando el orden de transposición T; altering the phase of the complex coefficients using the order of transposition T;
transformar los coeficientes alterados en M muestras alteradas usando una transformación de síntesis del orden M 5 y una resolución de frecuencia QΔf; transform coefficients altered in M ​​altered samples using a synthesis processing of order M 5 and frequency resolution QΔf; en el que Q es un factor de resolución de frecuencia inferior al orden de transposición T;y where Q is a frequency resolution factor lower than the transposition order T; and
aplicar una ventana de síntesis (612) de una longitud de Ls muestras a las M muestras alteradas, generando así un cuadro de la señal de salida; apply a synthesis window (612) of a length of Ls samples to M altered samples, generating a picture signal output; 10 en el que M se basa en el factor de resolución de frecuencia Q. 10 wherein M is based on frequency resolution factor Q.
19. Un procedimiento para diseñar un reemisor armónico configurado para generar una componente de alta 19. A method for designing a harmonic transposer component configured to generate a high
frecuencia de una señal de audio a partir de una componente de baja frecuencia de la señal de audio, 15 comprendiendo el procedimiento: frequency of an audio signal from a low frequency component of the audio signal, 15 the method comprising:
proporcionar un banco de filtros de análisis (501) que comprende una unidad de transformación de análisis (601) que tiene una resolución de frecuencia de Δf; providing an analysis filter bank (501) comprising an analysis transformation unit (601) having a frequency resolution Af; y una ventana de análisis (611) que tiene una duración de DA; and an analysis window (611) having a duration DA; estando el banco de filtros de análisis (501) configurado para proporcionar un conjunto de señales de sub-banda de análisis a the analysis filter bank (501) configured to provide a set signal subband analysis being to
20 partir de la componente de baja frecuencia de la señal; 20 from the low frequency component signal;
proporcionar una unidad de procesamiento no lineal (502, 650) configurada para determinar un conjunto de señales de sub-banda de síntesis en base a una porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis, en la que la porción del conjunto de señales de sub-banda de análisis se desfasa por un orden de transposición T; to provide a unit of non-linear processing (502, 650) configured to determine a set of frequency sub-band synthesis based on a portion of the set of frequency sub-band analysis, in which the portion of the set of signals subband analysis is phase shifted by a transposition order T;
25 -proporcionar un banco de filtros de síntesis (504) que comprende una unidad de transformación de síntesis (602) que tiene una resolución de frecuencia de QΔf; 25 -provide a bank of synthesis filters (504) comprising a synthesis transformation unit (602) having a frequency resolution QΔf; y una ventana de síntesis (612) que tiene una duración de Ds; and synthesis window (612) having a duration of Ds; estando el banco de filtros de síntesis (504) configurado para generar la componente de alta frecuencia de la señal a partir del conjunto de señales de sub-banda de síntesis; the synthesis filter bank (504) configured to generate the high frequency component of the signal from the set of subband signals being synthesis; en el que Q es un factor de resolución de frecuencia con Q where Q is a frequency resolution factor with Q
30 ≥ 1 e inferior que el orden de transposición T;y 30 ≥ 1 and lower order transposition T; and
seleccionar el valor del producto de la resolución de frecuencia Δf y la duración DA del banco de filtros de análisis en base al factor de resolución de frecuencia Q. Select the product value of the frequency resolution Af and the duration DA analysis filter bank based on the frequency resolution factor Q.
35 20. Un procedimiento para diseñar un reemisor armónico configurado para generar una señal de audio de salida que comprende una componente de alta frecuencia a partir de una señal de audio de entrada que comprende una componente de baja frecuencia que usa un orden de transposición T, comprendiendo el procedimiento: 35 20. A method for designing a harmonic transposer configured to generate an audio output signal comprising a high frequency component from an audio signal input comprising a low frequency component using a transposition order T, the method comprising:
proporcionar una unidad de ventana de análisis configurada para aplicar una ventana de análisis (611) de una 40 longitud de LA muestras, extrayendo de esta manera un marco de la señal de entrada; to provide a unit of analysis window configured to apply an analysis window (611) of length 40 samples, thereby extracting a frame of the input signal;
proporcionar una unidad de transformación de análisis (601) del orden M y que tiene una resolución de frecuencia Δf configurada para transformar las LA muestras en M coeficientes complejos; providing an analysis transformation unit (601) of order M and having a frequency resolution Af configured to transform LA samples M complex coefficients;
45 -proporcionar una unidad de procesamiento no lineal (643, 644, 650), configurada para alterar la fase de los coeficientes complejos usando el orden de transposición T; 45 -provide a unit of non-linear processing (643, 644, 650) configured to alter the phase of the complex coefficients using the order of transposition T;
proporcionar una unidad de transformación de síntesis (602) del orden M y que tiene una resolución de frecuencia QΔf, configurada para transformar los coeficientes alterados en M muestras alteradas; providing a synthesis transformation unit (602) of order M and having a frequency resolution QΔf configured to transform coefficients altered in M ​​altered samples; en el que Q es un factor de 50 resolución de frecuencia inferior al orden de transposición T; where Q is a factor of 50 lower than the frequency resolution transposition order T;
proporcionar una unidad de ventana de síntesis configurada para aplicar una ventana de síntesis (612) de una longitud de Ls muestras a las M muestras alteradas, generando de esta manera un cuadro de la señal de salida; providing a synthesis window unit configured to apply a synthesis window (612) of a length of Ls samples to M altered samples, thereby generating a picture signal output; y Y
55 -seleccionar M en base al factor de resolución de frecuencia Q. -Choose M 55 based on the frequency resolution factor Q.
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