ES2247155T3 - Codificador de datos de latencia baja. - Google Patents
Codificador de datos de latencia baja.Info
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Abstract
Un método para reducir el estado latente en la transmisión de información codificada con respecto a la información recibida, en el que la información codificada incluye una versión codificada de la citada información recibida junto con información de detección u ocultamiento de error válida para la citada información codificada, incluyendo la información codificada datos auxiliares que incluyen bits nulos, en el que la información codificada es transmitida en un formato en el que la información de detección u ocultamiento de error tiene una posición o posiciones asignadas, cuya posición o posiciones asignadas no siguen todas la citada versión codificada de la información recibida, que comprende generar la citada información codificada, en la que el citado paso de generar inserta en la posición o posiciones asignadas pseudo información de detección u ocultamiento de error que no es válida para la citada versión codificada de la citada información recibida y para los citados datos auxiliares,y el citado paso de generar sustituye todos o algunos de los bits nulos de los datos auxiliares con otros bits, para que dicha pseudo información de detección u ocultamiento de error resulte válida para la citada información codificada, y transmitir la citada información codificada, por lo que la transmisión de la información codificada puede comenzar antes de que se reciba toda la citada información recibida.
Description
Codificador de datos de latencia baja.
Codificador de datos de baja estado latente.
La invención se refiere al tratamiento de señales
de audio. En particular, la invención se refiere a la reducción del
estado latente (es decir, retardo) en la codificación digital de la
información de audio.
Varios métodos de transmisión y almacenamiento de
datos requieren mecanismos para detectar (o detectar y ocultar)
errores. Para hacer esto, los datos son a menudo divididos en
porciones, paquetes, o segmentos tales que para un segmento dado, se
genera información de detección u ocultamiento de error adecuada.
Esta información, típicamente una palabra clave o palabra de
paridad, puede estar asociada a un segmento en una posición conocida
por medio de un procedimiento de codificación o transmisión. Un
sistema de descodificación o recepción usa la palabra clave y su
segmento asociado al menos para detectar la presencia de errores, y,
posiblemente para ocultar errores. En la técnica anterior, la
generación de la palabra clave requiere un conocimiento previo del
segmento completo. En consecuencia, el estado latente, que es el
retardo entre la recepción de la información incluida en el segmento
y la transmisión del segmento mediante un codificador o transmisor
es una función de la posición de la palabra clave en el segmento
transmitido. Como se explica en lo que sigue, el estado latente
provocada por el posicionamiento de la palabra clave en un formato
de datos es menor cuando la palabra clave sigue a los otros datos;
es máxima cuando la palabra clave precede a los otros datos.
Las Figs. 1-3 ilustran el estado
latente con respecto a tres ejemplos de posiciones de palabra clave.
Por simplicidad de la explicación del efecto de la posición de la
palabra clave en el estado latente en estas y otras figuras en este
documento, los datos aplicados a un codificador o transmisor junto
con cualquier dato auxiliar (incluyendo bits nulos o "de
relleno", si existen) aplicado a, o generado en el codificador o
transmisor se muestra ya formateado en un bloque, trama o paquete
(en las Figs. 1-5, se hace referencia a él como un
"segmento de mensaje"). Se ha de entender que tal bloque,
trama, paquete o segmento de mensaje está, en la práctica,
construido de forma incremental como información entrante, es
recibido y que hacer esto implica otras consideraciones de estado
latente que no forman parte de la presente invención.
En la Fig. 1B, se muestra un segmento de mensaje
2 recibido. La Fig. 1B muestra el formato de dato transmitido en el
cual el segmento de mensaje 2 es seguido por una palabra clave 6.
Ignorando todas las consideraciones de estado latente que no sean
las que aparecen debido a la posición de la palabra clave, el estado
latente mínimo entre el comienzo de la recepción de la información
que es el segmento de mensaje 2 y el menor tiempo en el cual la
transmisión puede empezar es al menos la suma de: (1) el tiempo
requerido para calcular la palabra clave, (2) el tiempo requerido
para insertar la palabra clave en su posición en el formato de datos
(que normalmente es muy corto), y (3) el tiempo para transmitir la
palabra clave (los tiempos 1 y 2 están representados por una flecha
4 en la Fig. 1A). Es posible empezar la transmisión bastante antes
de generar la palabra clave. Esta posición de la palabra clave es
óptima desde el punto de vista de el estado latente provocada por la
posición de la palabra clave porque el comienzo de la transmisión no
requiere el conocimiento del mensaje completo. Como se explicará más
en lo que sigue, la presente invención no puede mejorar el estado
latente cuando una palabra clave sigue a un segmento de mensaje, tal
como en este ejemplo. En efecto, se verá que la invención trata de
lograr el efecto de tal posición de palabra clave óptima en sistemas
en los cuales la posición de la palabra clave no es óptima (pero que
debe permanecer en una posición tal debido a la compatibilidad u
otros requisitos).
Con el fin de proporcionar un sentido de los
estados latentes relativos en la Fig. 1 (y en las siguientes Figs.
2-5) entre la información recibida y la información
transmitida, el estado latente está indicado como el lapso de tiempo
entre la reproducción esquemática de la información recibida
formateada (Fig. 1A y Figs. 2A, 3A, 4A, 5A, 6A y 7B) y la
reproducción esquemática de la información transmitida (Fig.1B, y
Figs. 2B, 3B, 4B, 5B, 6B y 7C, respectivamente).
Las Figs. 2 y 3 muestran posiciones de la palabra
clave para las cuales el estado latente provocado por la posición de
la palabra clave puede ser reducida mediante la presente
invención.
En la Fig. 2A, se muestra un formato en el cual
un segmento de mensaje recibido es dividido en dos segmentos de
mensaje 8 y 10 recibidos. La Fig. 2 es idealizada, esquemática y no
a escala (del mismo modo, otras figuras que aparecen aquí son
idealizadas, esquemáticas y no a escala). Para la transmisión, como
se muestra en la Fig. 2B, al menos una palabra clave 14 de detección
u ocultamiento de error apropiada a los segmentos de mensaje 8 y 10
es generada e insertada en una posición de palabra clave entre los
segmentos de mensaje 8 y 10. Así, con relación a su posición óptima
tras el segmento de mensaje como se muestra en la Fig. 1, la
posición de la palabra clave es hacia el principio del segmento de
mensaje en el formato de la Fig. 2. La posición de la palabra clave
14 pretende mostrar cualquier posición de la palabra clave entre el
principio y el fin de un segmento de mensaje. De nuevo, ignorando
todas las consideraciones que no sean las que proceden de la
posición de la palabra clave, el mínimo estado latente entre el
comienzo de la recepción de información que es el segmento de
mensaje 8 y el menor tiempo en el cual la transmisión puede empezar
es la suma de: (1) el tiempo para recibir la información que es la
segunda parte 10 del segmento de mensaje (las Figs. 2A y 2B suponen
que éste es el mismo que el período de tiempo del segmento 10 en el
formato de dato ensamblado y en la transmisión), (2) el tiempo
requerido para calcular la palabra clave, (3) el tiempo requerido
para insertar la palabra clave en su posición en el dato y dar
formato (la flecha 12 de la Fig. 2 representa los tiempos 2 y 3), y
(4) el tiempo para transmitir la palabra clave. Es posible
transmitir la porción de mensaje que aparece antes de la palabra
clave antes de que la palabra clave sea generada, pero la palabra
clave o palabras clave en la posición 14 no pueden ser transmitidas
hasta que se conoce todo el segmento de mensaje, provocando así un
estado latente adicional al menos tan grande como el tiempo para
recibir la información que es transmitida como el segundo segmento
de mensaje 10. Así, aunque es posible empezar la transmisión antes
de generar la palabra clave, la transmisión no puede ser tan pronto
como en la posición óptima de la palabra clave al final del mensaje
de la Fig. 1.
En la Fig. 3A, se muestra un segmento de mensaje
16 recibido. Para la transmisión, como se muestra en la Fig. 3B, una
palabra clave 20 de detección u ocultamiento de error, apropiada
para el segmento de mensaje 16, es generada e insertada en una
posición de palabra clave que precede al segmento de mensaje. Una
vez más, ignorando todas las consideraciones de estado latente que
no sean las producidas por la posición de la palabra clave, el
mínimo estado latente entre el comienzo de la recepción de la
información que resulta el segmento de mensaje 16 y el menor tiempo
al cual la transmisión puede comenzar es la suma de: (1) el tiempo
de recibir toda la información que es transmitida como el segmento
de mensaje 16 (las Figs. 3A y 3B suponen que éste es el mismo que el
período del segmento 16 en el formato de dato ensamblado y en la
transmisión), (2) el tiempo requerido para calcular la palabra
clave, (3) el tiempo requerido para insertar la palabra clave en su
posición (una flecha 18 en la Fig. 3 representa los tiempos 2 y 3),
y (4) el tiempo requerido para transmitir la palabra clave. La Fig.
3 ilustra el peor caso de posición de la palabra clave desde el
punto de vista del estado latente del codificador.
Así, en cada una de las tres posiciones de la
palabra clave ilustradas en las Figs. 1-3, el estado
latente es al menos la suma de:
- \bullet
- el tiempo para calcular la palabra clave,
- \bullet
- el tiempo para insertar la palabra clave en su posición,
- \bullet
- el tiempo para transmitir la palabra clave, y
- \bullet
- el tiempo para recibir la información que es transmitida como el segmento de mensaje (si existe) o porción del segmento de mensaje (si existe) que sigue a la posición de la palabra clave en la transmisión.
El requisito en la técnica anterior de que la
palabra clave no pueda ser generada y transmitida hasta que se
conozca que el mensaje completo no provoca un problema de estado
latente si la palabra clave sigue al segmento de mensaje completo.
Cuanto más alejada está la posición de la palabra clave del final de
la transmisión, mayor es el estado latente del codificador. Por
consiguiente, desde el punto de vista de una reducción del estado
latente del codificador, es deseable situar la palabra clave
completamente al final del segmento de mensaje o tan cerca del mismo
como sea posible. Cuando se diseña un sistema nuevo, puede ser
posible optimizar la posición de la palabra clave para un estado
latente de codificador baja. Sin embargo, en el caso de los sistemas
existentes que deben seguir siendo compatibles con los
descodificadores y receptores existentes, no es práctico cambiar la
posición de la palabra clave. Tales sistemas nuevos o existentes
pueden tener una posición de la palabra clave no ventajosa desde el
punto de vista de el estado latente del codificador (es decir, una
posición distinta de seguir al segmento de mensaje). La posición de
la palabra clave puede haber sido escogida para satisfacer otras
consideraciones y/o el estado latente del codificador puede no haber
sido un problema cuando el sistema fue diseñado. Para algunas
aplicaciones, sería deseable mejorar el estado latente provocado por
la posición de la palabra clave. Se ha de notar que, en principio,
el estado latente del codificador no afecta
al estado latente del descodificador - mejorar el estado latente del descodificador no es parte de la presente invención.
al estado latente del descodificador - mejorar el estado latente del descodificador no es parte de la presente invención.
La presente invención busca reducir el estado
latente provocado por la posición de la palabra clave evitando el
requisito de conocer el mensaje antes de generar la palabra clave de
detección u ocultamiento de error. Una pseudo palabra clave de
detección u ocultamiento de error es insertada en el lugar de una
palabra clave normal de detección u ocultamiento de error apropiada
para el segmento de información al que se refiere la palabra clave
de detección u ocultamiento de error. Sin embargo, con el fin de
satisfacer a un descodificador o receptor tradicional, la pseudo
información de detección u ocultamiento de error debe ajustarse o
ser apropiada para el segmento para que el descodificador vea la
palabra clave y el segmento de mensaje como válidos o sin error.
Esto se logra modificando o perturbando al menos una porción del
segmento al que se refiere la pseudo palabra clave. Tal modificación
o perturbación puede lograrse de varias formas, dependiendo de la
naturaleza de la información de detección u ocultamiento de error.
Cuando su naturaleza lo permite, el segmento permanece
preferiblemente sin cambios, excepto en una porción o porciones en o
cerca del extremo del segmento con el fin de optimizar la reducción
de el estado latente provocado por la posición de la palabra clave.
La pseudo información de detección u ocultamiento de error puede ser
arbitraria (por ejemplo, puede ser un número aleatorio o un número
pseudo aleatorio) u, opcionalmente, puede transportar información.
En cualquier caso, la misma pseudo información puede usarse como
información de detección u ocultamiento de error en relación con
todos los segmentos seleccionados, o, alternativamente, la
información que constituye la pseudo información de detección y
ocultamiento de error puede cambiar de segmento a segmento.
Si es posible, el segmento ha de cambiarse de un
modo que no degrade la calidad del segmento de mensaje cuando se
descodifica (por ejemplo, en el caso del audio, es deseable que el
cambio no sea audible de forma perceptible). Algunas porciones del
mensaje pueden ser más tolerantes a modificaciones que otras, y
algunos formatos de mensaje pueden tener campos de datos de bits
adicionales, auxiliares o nulos que pueden ser cambiados sin afectar
datos perceptibles por el usuario. Sin embargo, en algunos casos,
puede haber un compromiso entre la degradación de la calidad y la
reducción del estado latente.
En otras palabras, se trata con dos trozos de
información, un mensaje X y una palabra clave Y de detección u
ocultamiento de error correspondiente. Generalmente, no se puede
calcular Y hasta que se tienen todos los X, así que si se necesita
enviar Y antes de X, se tiene un estado latente mínimo de la
duración de X. La presente invención obvia este problema insertando
Y', una pseudo palabra clave en lugar de Y (en la posición de Y' en
el formato de datos) y empieza a enviar X antes de que se tengan
todos los X, pero durante X (preferiblemente hacia el final de X),
se modifica X a X' para que cuando se calcule su palabra clave en el
receptor o descodificador, resulte ser Y'.
Así, en un aspecto, la invención contempla un
método para reducir el estado latente en la transmisión de
información codificada con relación a la información recibida, en el
que la información codificada incluye al menos una versión
codificada de la información recibida junto con la información de
detección u ocultamiento de error apropiada para la información
codificada. La información codificada incluye información auxiliar
que incluye bits nulos. La información codificada es transmitida en
un formato en el cual la información de detección u ocultamiento de
error tiene una posición asignada que no sigue toda la información
recibida o forma modificada de la información recibida. Se genera la
pseudo información de detección u ocultamiento de error. Se genera
la pseudo información codificada estando la información de detección
u ocultamiento de error situada en la posición o posiciones
asignadas, en las cuales una versión codificada de la información
auxiliar es modificada e insertada para que la pseudo información de
detección u ocultamiento de error sea apropiada para la información
codificada. La información codificada es transmitida, por lo que la
transmisión de la información codificada puede empezar antes de que
sea recibida toda la información recibida. La pseudo información de
detección u ocultamiento de error puede ser en la forma de al menos
una palabra clave de detección o ocultamiento de error. La palabra
clave puede ser en la forma de al menos una palabra de comprobación
de redundancia cíclica (CRC) de detección de error.
Las Figs. 4 y 5 muestran cómo el estado latente
de posición de la palabra clave debido a las posiciones
desfavorables de la palabra clave de las Figs. 2 y 3,
respectivamente, puede ser mejorada de acuerdo con la presente
invención.
En la Fig. 4A, un segmento de mensaje recibido es
dividido en dos segmentos de mensaje 8 y 10' recibidos. A diferencia
de la Fig. 2, de acuerdo con una realización de la invención, una
posición 22 de datos modificada preferiblemente hacia el final del
segundo segmento 10' es proporcionada en el formato transmitido de
la Fig. 4B. Se ha de notar que el segundo segmento 10' incluye la
posición 22 de datos modificados en la porción 10'' que sigue a la
posición de datos modificados. La información transmitida, Fig. 4B,
incluye la primera parte del segmento de mensaje 8, seguida de al
menos una pseudo palabra clave 14' en una posición de palabra clave
en la parte restante del segmento de mensaje 10' que, a su vez,
incluye datos 24 modificados en la posición de datos modificados. El
dato modificado se elige de modo que la pseudo palabra clave 14'
resulte apropiada para la transmisión completa (es decir, sea la
misma que la palabra clave que sería normalmente generada para una
transmisión que incluye el dato modificado 24). En consecuencia,
ignorando todas las consideraciones de estado latente de codificador
que no sean las provocadas por la posición de datos modificada, la
estado mínimo latente entre el comienzo de la recepción de la
información que resulta el segmento de mensaje 8 y el menor tiempo
en el cual la transmisión puede comenzar es la suma de: (1) el
tiempo para recibir la información que es enviada subsiguientemente
como la parte 10'' del segmento de mensaje 10' que sigue al dato
modificado 24, (las Figs. 4A y 4B suponen que éste es el mismo que
el período de tiempo de la parte 10'' del segmento de mensaje 10' en
el formato de dato ensamblado de la Fig. 4A y en el formato de
transmisión de la Fig. 4B), (2) el tiempo requerido para generar el
dato modificado, (3) el tiempo de insertar el dato modificado en su
posición (una flecha 23 representa los tiempos 2 y 3 en la Fig. 4),
y (4) el tiempo para transmitir el dato modificado 24.
Comparando la Fig. 4 con la Fig. 2 se muestra que
es posible una reducción substancial en el estado latente de un
codificador, es decir, tanto como la diferencia entre el tiempo para
recibir la información que es el segundo segmento de mensaje 10' y
el tiempo para recibir la información que es la porción 10'' de
segmento de mensaje que sigue al dato modificado en la transmisión.
Si la posición del dato modificado está al final de la parte de
segmento de mensaje 10' (es decir no hay porción 10'' siguiendo al
dato modificado), el estado latente es substancialmente el mismo que
el que resulta de un posicionamiento de la palabra clave óptimo al
final d la transmisión (Fig. 1). Sin embargo, en algunos formatos de
dato no es posible o deseable situar el dato modificado al final del
segmento de mensaje.
De acuerdo con una realización de la invención,
en la Fig. 5A, a diferencia de la Fig. 3, un segmento de mensaje 16'
recibido tiene una posición de dato modificado 26 hacia el final del
segmento de mensaje 16'. Como se muestra en la Fig. 5B, la
información transmitida incluye una pseudo palabra clave 18' seguida
por el segmento de mensaje 16' que incluye el dato modificado 28 en
la posición del dato modificado. Se ha de observar que el segmento
16' es toda la información que sigue a la palabra clave 18'
incluyendo el dato modificado 28 en la posición 26 y la porción 16''
que sigue al dato modificado. Como en el caso de la realización de
la Fig. 4, el dato modificado se elige de modo que la pseudo palabra
clave 18' sea apropiada para la transmisión completa. En
consecuencia, ignorando todas las consideraciones de estado latente
que no sean las provocadas por la posición del dato modificado, el
mínimo estado latente entre el comienzo de la recepción de la
información que es el segmento de mensaje 16' y el menor tiempo en
el que la transmisión puede comenzar es, como en el caso de la
realización de la Fig. 4, la suma de: (1) el tiempo de recibir la
información que es subsiguientemente enviada como la parte 16'' del
segmento de mensaje 16' que sigue a la posición del dato modificado
(las Figs. 4A y 4B suponen que éste es el mismo que el periodo de
tiempo de la parte 16'' del segmento de mensaje 16' en el formato de
dato ensamblado de la Fig. 5A y en el formato de transmisión de la
Fig. 5B), (2) el tiempo requerido para generar el dato modificado,
(3) el tiempo de insertar el dato modificado en su posición (una
flecha 27 representa los tiempos 2 y 3), y (4) el tiempo de
transmitir el dato modificado.
Comparando la Fig. 5 con la Fig. 3 se muestra que
es posible una reducción substancial en el estado latente de un
codificador, es decir, tanto como la diferencia entre el tiempo de
recibir la información que resulta el segmento de mensaje 16' y el
tiempo de recibir la información que resulta el segmento de mensaje
16'' que sigue a la posición del dato modificado 26. Si la situación
del dato modificado está al final de la parte del segmento de
mensaje 16' (es decir, no hay porción 16'' siguiendo al dato
modificado), el estado latente es equivalente al que resulta del
posicionamiento de la palabra clave óptimo al final de la
transmisión (Fig. 1). Como se ha indicado anteriormente, en algunos
formatos de datos puede no ser posible o deseable situar el dato
modificado al final del segmento de mensaje.
Las Figs. 1-7 son idealizadas,
esquemáticas y no a escala.
Las Figs. 1, 2, 3 y 6 ilustran el problema
resuelto por la invención.
Las Figs. 1-3 ilustran el estado
latente de un codificador con respecto a tres ejemplos de posiciones
de palabra clave.
La Fig. 1 muestra un formato de dato en el cual
un segmento de mensaje tiene una posición de la palabra clave
asignada siguiendo a la información de mensaje. La posición de la
Fig. 1A con respecto a la Fig. 1B ilustra esquemáticamente el estado
latente del codificador para tal posición de la palabra clave.
Las Figs. 2 y 3 muestran posiciones de la palabra
clave para las cuales el estado latente provocado por la posición de
la palabra clave puede ser reducida mediante la presente
invención.
La Fig. 2, muestra un formato de dato en el cual
un segmento de mensaje es dividido en dos segmentos de mensaje,
entre los cuales se proporciona una posición de palabra clave
asignada. La posición de la palabra clave 12 está prevista para
mostrar cualquier posición de la palabra clave entre el comienzo y
el final de un segmento de mensaje. La posición de la Fig. 2A con
respecto a la Fig. 2B ilustra esquemáticamente el estado latente
del codificador para tal posición de la palabra clave.
La Fig. 3 muestra un formato de dato en el cual
un segmento de mensaje recibido tiene una posición de palabra clave
que precede al segmento de mensaje. La posición de la Fig. 3A con
respecto a la Fig. 3B ilustra esquemáticamente el estado latente del
codificador para tal posición de la palabra clave.
Las Figs. 4 y 5 muestran cómo el estado latente
debido a la posición de la palabra clave de las posiciones
desfavorables de la palabra clave de los ejemplos de las Figs. 2 y
3, respectivamente, puede ser mejorada de acuerdo con la presente
invención.
En la Fig. 4, un segmento de mensaje recibido es
dividido en dos segmentos de mensaje recibido entre los cuales se
inserta una posición de palabra clave para la transmisión. La
posición de la Fig. 4A con respecto a la Fig. 4B ilustra
esquemáticamente el estado latente mejorado del codificador de
acuerdo con una realización de la invención.
En la Fig. 5, un segmento de mensaje recibido
tiene una posición de la palabra clave que precede al segmento de
mensaje. La posición de la Fig. 5A con respecto a la Fig. 5B ilustra
esquemáticamente el estado latente mejorado del codificador de
acuerdo con una realización de la invención.
La Fig. 6 muestra en general el formato de una
trama Dolby Digital e ilustra el problema del estado latente. Dolby
y Dolby Digital son marcas de Dolby Laboratories Licensing
Corporation.
La Fig. 7 ilustra cómo la presente invención
puede ser aplicada a la codificación y descodificación Dolby Digital
con el fin de reducir el estado latente, explicado en relación con
la Fig. 6. La posición de la Fig. 7C con respecto a la Fig. 7B
ilustra esquemáticamente el estado latente mejorado del codificador
de acuerdo con una realización preferida de la presente
invención.
Dolby Digital, un tipo de codificación de audio
digital porcentual, crea una corriente de bits de audio codificados
en serie compuestos por una secuencia de tramas. La Fig. 6A muestra
generalmente el formato de una trama Dolby Digital y, con respecto a
la Fig. 6B, ilustra el problema de el estado latente. Cada trama
Dolby Digital transmitida (Fig. 6B) es ensamblada a partir de seis
bloques de audio codificados 0 a 5 (36, 38, 40, 42, 44 y 46), cada
uno de los cuales representa 256 muestras de audio. Una palabra de
sincronización 30 de 16 bits enviada al comienzo de cada trama
contiene la información que se necesita para adquirir y mantener la
sincronización. Cada trama transmitida (Fig. 6B) contiene dos
palabras de comprobación de redundancia cíclica de 16 bits, CRC1
(32) y CRC2 (no mostrada). CRC1 (32) es la segunda palabra de 16
bits de la trama, que sigue inmediatamente a la palabra de
sincronización 30. CRC2 es la última palabra de 16 bits de la trama.
CRC1 se aplica a los primeros 5 octavos de la trama, sin incluir la
palabra de sincronización. CRC1 está generada de forma inversa. Los
problemas de estado latente aparecen con respecto a CRC1, como se
explica en lo que sigue. CRC2 se aplica a la trama entera, sin
incluir la palabra de sincronización 30. CRC2 está generada hacia
adelante. La descodificación de las palabras CRC permite que se
detecten errores. Un encabezamiento 34 de información de corriente
de bits sigue a la palabra de sincronización y la palabra clave CRC1
y contiene parámetros que describen el audio codificado.
Una frontera divide a la trama en dos segmentos
de mensaje - unos primeros 5 octavos de la trama y unos 3 octavos
restantes. La trama Dolby Digital es dividida en dos segmentos de
mensaje para mejorar el estado latente del descodificador (para que
el descodificador pueda empezar a descodificar la trama después de
que ha recibido los primeros 5 octavos de la trama, en lugar de
tener que esperar a la trama completa). CRC1 es colocada al
principio del primer segmento de mensaje en lugar de en la frontera
de los 5 octavos (es decir, después del primer segmento de mensaje)
con el fin de no imponer ninguna restricción o reserva en la
frontera de trama adicional en la estructura de corriente de bits
interna. Otros detalles de Dolby Digital están explicados en
"Digital Audio Compression Standard (AC-3)",
Advanced Televisión Systems Committee (ATSC), Documento A/52, 20 de
Diciembre, 1995 (disponible en la World Wide Web de Internet en
\underline{www.atsc.org/Standards/A52/a\_52.doc}). Véase también
la Fe de Erratas del 22 de Julio, 1999 (disponible en la World Wide
Web de Internet en
\underline{www.dolby.com/tech/ATSC\_err.pdf}.
El siguiente polinomio de generador se usa para
generar cada una de las palabras CRC de 16 bits en Dolby Digital:
x^{16}+x^{15}+x^{2}+1. El cálculo de las CRC puede ser
implementado mediante una de varias técnicas. Una implementación de
soporte físico conveniente del polinomio anterior es una disposición
de registros de desplazamiento de realimentación lineal (LFSRs). La
comprobación de validez de la CRC con tal circuito consiste en
reinicializar todos los registros a cero, y a continuación desplazar
los bits de datos Dolby Digital en serie a la disposición de LFSR en
el orden en el que aparecen en la corriente de datos. La palabra de
sincronización no está cubierta por ninguna CRC (pero está incluida
en el tamaño de los 5 octavos de la trama), así que no está incluida
en el cálculo de la CRC. CRC1 es considerada válida si el registro
contiene todo ceros después de que los primeros 5 octavos de la
trama han sido desplazados hacia adentro. Si el cálculo continúa
hasta que todos los datos de la trama han sido desplazados, y el
valor es de nuevo igual a cero, entonces CRC2 es considerada válida.
CRC1 es generada por medio de codificadores de forma que el cálculo
de la CRC produzca cero en el punto de 5 octavos de la trama.
Como se ilustra esquemáticamente en la posición
retrasada en el tiempo de la Fig. 6B con respecto a la Fig. 6A, la
posición de la palabra clave de CRC1 con respecto al primer segmento
de mensaje de la trama Dolby Digital limita el estado latente de
transmisión mínima de una trama Dolby Digital (excluyendo la palabra
de sincronización inicial) a un tiempo igual a la suma de: (1) el
tiempo de transmisión de un primer segmento de mensaje (excluyendo
la palabra de sincronización inicial) (en la Fig. 6A se supone que
éste es el mismo que el periodo de tiempo representado por la flecha
31), (2) el tiempo de calcular CRC1, (3) el tiempo de insertarla en
la trama (la flecha 33 representa los tiempos 2 y 3), (4) el tiempo
de transmitir CRC1, y (5) el tiempo de transmitir el encabezamiento
34 de la información de la corriente de bits. Para las aplicaciones
para las cuales Dolby Digital fue originariamente desarrollado (por
ejemplo, DVD, televisión digital), el estado latente era aceptable.
En efecto, la codificación de vídeo puede mostrar un estado latente
mayor, de modo que puede ser necesario retrasar el audio incluso más
para ponerlo en sincronismo con la imagen. Sin embargo, para ciertas
aplicaciones de codificación Dolby Digital, este estado latente
mínimo es demasiado largo (por ejemplo, juegos de ordenador, en los
que el jugador realiza alguna operación que conduzca a un sonido, y
ese sonido no deba estar perceptiblemente retrasado con respecto a
la operación). Un gran número de descodificadores existentes que
esperan el formato adoptado se han vendido ya y están en servicio.
Con el fin de permanecer compatible con tales descodificadores
existentes, la trama Dolby Digital no puede cambiarse.
La Fig. 7 ilustra cómo la presente invención
puede ser aplicada a la codificación y descodificación con el fin de
reducir el estado latente explicado en relación con la Fig. 6. Las
Figs. 7A y 7B muestran una estructura de trama modificada. La
posición retrasada en el tiempo de la Fig. 7C con respecto a la Fig.
7B ilustra esquemáticamente el estado latente mejorado del
codificador de acuerdo con esta realización preferida de la
invención. De acuerdo con la presente invención, una pseudo palabra
clave es insertada en la posición de la palabra clave de CRC1 y es
modificado uno de los seis bloques Dolby Digital, el que se
superpone sobre la frontera de los 5 octavos de trama. Este bloque
es elegido para maximizar la mejora del estado latente colocando el
dato modificado tan cerca del final del segmento de mensaje (los 5
octavos de la trama) como sea posible. Preferiblemente, dos palabras
clave de CRC adicionales (la primera es generada hacia adelante y la
segunda es generada de forma invertida), preferiblemente adyacentes
entre sí, se calculan e insertan en el mensaje antes de la frontera
de los 5 octavos de trama. La primera palabra clave CRC adicional se
aplica a la porción inicial de la trama hasta ella misma (excluyendo
la palabra de sincronización), mientras que la segunda palabra clave
de CRC adicional se aplica a la porción restante de la trama desde
sí misma hasta la frontera de los 5 octavos de la trama. Cuando los
primeros 5 octavos de la trama han sido desplazados hacia los
registros de desplazamiento de realimentación lineales en un
descodificador, todos los registros contendrían ceros y la pseudo
palabra clave de CRC aparecerá por tanto válida para un
descodificador Dolby Digital estándar. Así, el estado latente de
transmisión mínimo se reduce desde nominalmente la suma de: (1) el
tiempo de transmitir los 5 octavos de una trama, (2) el tiempo de
calcular la CRC1, (3) el tiempo de colocarla en la trama, (4) el
tiempo de transmitirla, y (5) el tiempo de transmitir el
encabezamiento de la información de la corriente de bits, hasta
nominalmente la suma de: (1) el tiempo de transmitir la parte de la
trama entre la segunda palabra clave adicional y la frontera de los
5 octavos de la trama (indicada por la flecha 43), (2) el tiempo de
calcular las palabras clave adicionales (se supone que no se
requiere tiempo para calcular e insertar la pseudo palabra clave de
CRC), (3) el tiempo de insertarlas en el bloque (la flecha 45 indica
los tiempos 2 y 3), y (4) el tiempo de transmitirlas (indicado por
la flecha 47). Se ha de observar que el comienzo de la transmisión
de la Fig. 7C se muestra en un tiempo anterior al comienzo de la
Fig. 7B porque la palabra de sincronización 30 es ya conocida y se
ha generado. Se ha de apreciar también que el estado latente de la
Fig. 6 incluye la cabecera 34 de información de la corriente de bits
porque depende de la palabra clave de CRC1, mientras que en la Fig.
7 el estado latente no incluye cabecera 34 de información de
corriente de bits porque no depende de la pseudo palabra clave de
CRC1.
Esta reducción del estado latente de
codificación, por ejemplo, facilita la codificación en tiempo real
en plataformas de juego que tienen salidas SPDIF. Un juego genera un
campo de sonido de multi-canal basado en una entrada
del jugador y el estado actual del juego. Este campo de sonido es a
continuación codificado en Dolby Digital y transmitido en una
corriente de bits SPDIF a un descodificador Dolby Digital o a un
receptor equipado con un Dolby Digital. La reducción del estado
latente de codificación/descodificar combinada es conseguida por la
invención porque el retardo entre una acción que inicia un sonido y
el sonido que se oye se reduce significativamente y es, por ello,
menos perceptible.
Volviendo a la Fig. 7, el cuarto bloque 42 de
datos Dolby Digital (bloque 3), como cada uno de los otros cinco
bloques en una trama Dolby Digital, tiene una porción 54 de datos
fija inicial, una porción de campo de salto 56 y datos de mantisa
58. El campo de salto tiene un tamaño mínimo de un bit - si el bit
es un 0, el campo de salto es sólo un bit; si el bit es un 1,
entonces el primer bit es seguido por un código de 9 bits que indica
el número de bytes simulados (hasta 2^{9} o 525) que el
descodificador ha de ignorar cuando descodifica el audio después de
la sincronización y detección de error. Debido a que se supone que
va a ser ignorado por el descodificador para la descodificación de
audio, pero está incluido en el procedimiento de detección de error
por el descodificador (es decir, cualesquiera bits presentes en le
campo de salto son parte de la corriente de bits aplicada al
registro de desplazamiento de realimentación lineal en buscar todos
los registros que contienen ceros), el campo de salto es un lugar
ideal para introducir una o más palabras clave de CRC
adicionales.
Una alternativa menos deseable es introducir una
palabra clave de CRC generada hacia adelante al final del segmento
de mensaje, justo antes de la frontera 59 de 5 octavos
sobrescribiendo algunos de los datos de mantisa 58. Hacer esto puede
afectar audiblemente hasta cierto grado el audio descodificado.
El bloque 3 (42), que se superpone a la frontera
59 de los 5 octavos de trama es el único bloque que es alterado en
cada trama. Preferiblemente, es modificado insertando una palabra
clave de CRC 60 generada hacia adelante seguida de una palabra clave
de CRC 62 generada en forma reversible de 16 bits en el campo de
salto 56. Con el fin de asegurar que estas palabras clave de CRC
estén tan cerca como sea posible de la frontera de los 5 octavos de
trama, se colocan restricciones adicionales en la corriente de bits
Dolby Digital codificada: el bloque 3 debe superponerse a la
frontera de los 5 octavos de trama y la posición 56 del campo de
salto debe preceder a la frontera de los 5 octavos de trama. Las dos
palabras clave de CRC 60 y 62 han de estar situadas de forma que el
final de la segunda palabra clave de CRC esté sobre una frontera 63
de palabra con el fin de hacer más fácil su cálculo.
El campo de salto 56 se usa típicamente sólo para
relleno con el fin de satisfacer ciertas restricciones en la
corriente de bits y restricciones de formato. Sin embargo, algunos
usuarios de Dolby Digital llevan información en el campo de salto.
En tales formatos, las palabras clave de CRC 60 y 62 deberían ser
insertadas tras tales otros bits de información.
Como se ha mencionado anteriormente, por
simplicidad de explicación del efecto de la posición de la palabra
clave en el estado latente, los datos aplicados al codificador Dolby
Digital que incluyen las dos palabras clave de CRC adicionales en el
campo de salto se muestran ya formateados en una trama. Se ha de
entender que tal trama, en la práctica, construida de forma
incremental como información entrante, es recibida, y que hacer eso
implica otras consideraciones de estado latente que no forman parte
de la presente invención.
Aunque la realización preferida emplea
codificación de redundancia cíclica, se ha de entender que la
invención no está limitada a sistemas de codificación que usen
códigos CRC, sino que es aplicable a otros tipos de códigos de
bloque lineales y a otros tipos de codificación de detección y
ocultamiento.
Claims (10)
1. Un método para reducir el estado latente en la
transmisión de información codificada con respecto a la información
recibida, en el que la información codificada incluye una versión
codificada de la citada información recibida junto con información
de detección u ocultamiento de error válida para la citada
información codificada, incluyendo la información codificada datos
auxiliares que incluyen bits nulos, en el que la información
codificada es transmitida en un formato en el que la información de
detección u ocultamiento de error tiene una posición o posiciones
asignadas, cuya posición o posiciones asignadas no siguen todas la
citada versión codificada de la información recibida, que
comprende
generar la citada información codificada, en la
que el citado paso de generar inserta en la posición o posiciones
asignadas pseudo información de detección u ocultamiento de error
que no es válida para la citada versión codificada de la citada
información recibida y para los citados datos auxiliares, y el
citado paso de generar sustituye todos o algunos de los bits nulos
de los datos auxiliares con otros bits, para que dicha pseudo
información de detección u ocultamiento de error resulte válida para
la citada información codificada, y
transmitir la citada información codificada, por
lo que la transmisión de la información codificada puede comenzar
antes de que se reciba toda la citada información recibida.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la citada pseudo información de detección u ocultamiento
de error es en la forma de al menos una palabra clave de detección u
ocultamiento de error.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que cada palabra clave es en la forma de una palabra de
comprobación de redundancia cíclica (CRC) de detección de error.
4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que la citada información de
detección u ocultamiento de error tiene una posición asignada que
precede a una versión codificada de la citada información
recibida.
5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que la citada información de
detección u ocultamiento de error tiene una posición asignada entre
el comienzo y el final de una versión codificada de la citada
información recibida.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la citada pseudo información de detección u ocultamiento
de error es arbitraria.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6,
en el que la citada pseudo información de detección u ocultamiento
de error es un número aleatorio o un número pseudo aleatorio.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la citada pseudo información de detección u ocultamiento
de error transporta información.
9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en el que los otros bits que
sustituyen a algunos o a todos los bits nulos son de la forma de al
menos una palabra clave de detección u ocultamiento de error.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9,
en el que cada palabra clave es de la forma de una palabra de
comprobación de redundancia cíclica (CRC) de detección de error.
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