濾波器壓縮器以及用于產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)的方法

文檔序號：2830537閱讀：461來源：國知局

專利名稱：濾波器壓縮器以及用于產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及子帶域內(nèi)的濾波器壓縮器，子帶域有時還被稱為QMF域 (QMF=正交鏡像濾波器組)，舉例而言，所述濾波器壓縮器能夠用于音頻應(yīng)用領(lǐng)域，如使用頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)進行濾波，以在耳機上獲得多聲道聲音感受。
背景技術(shù)：
近來濾波器變換技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)了一種非常有效的時域濾波器的 QMF表示。一般而言，可以將任何時域FIR濾波器(FIR-有限沖激響應(yīng)) 轉(zhuǎn)換為一組復數(shù)濾波器，其中各個濾波器對應(yīng)QMF中的特定子帶。因此，可以在復數(shù)QMF域進行濾波，這與利用FFT (FFT^決速傅里葉變換)進行濾波類似。即使如此，例如在濾波器在時域上具有長沖激響應(yīng)的情況下， QWF域表示以及濾波實現(xiàn)的計算復雜度依然很大。
此外，近來音頻編碼的發(fā)展，使基于立體聲(或單聲道)信號以及相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)來重建音頻信號的多聲道表示成為可能。由于發(fā)送附加的控制信息，以基于所發(fā)送的單聲道或立體聲道來控制環(huán)繞聲道的重建(亦稱上混)，因此這些方法與過去基于矩陣的解決方案(諸如Dolby PrologiJ) 具有很大區(qū)別。
因此，此類參數(shù)多聲道音頻解碼器(例如，MPEG環(huán)繞聲)基于M個發(fā)送聲道以及附加控制數(shù)據(jù)來重建N個聲道，M、N是可能的整數(shù)，其中， N>M。附加控制數(shù)據(jù)代表比發(fā)送所有N個聲道低很多的數(shù)據(jù)速率，這使得編碼效率很高，而同時確保與M-聲道設(shè)備以及N-聲道設(shè)備的兼容性。
上述參數(shù)環(huán)繞聲編碼方法通常包括，基于IID (聲道間強度差)以及 IIC (聲道間相關(guān)度)將環(huán)繞聲信號參數(shù)化。這些參數(shù)描述了在上混過程中聲道對之間的功率比以及相關(guān)性?，F(xiàn)有技術(shù)中所使用的其它參數(shù)還包括預測參數(shù)，用于在上混過程中預測中間或輸出信道。音頻編碼的其它發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了在立體聲耳機上獲得多聲道信號感
受的方法。這通常是通過利用原始多聲道信號以及所謂的HRTF (頭部相
關(guān)傳遞函數(shù))濾波器，將多聲道信道下混為立體聲來實現(xiàn)的。現(xiàn)有技術(shù)已表明，可以將參數(shù)化多聲道音頻解碼器與雙聲道下混算法相結(jié)合，從而能夠在耳機上呈現(xiàn)多聲道信號，而無需首先根據(jù)所發(fā)送的下混信號重建多聲
道信號，接著通過HRTF濾波器再次將其下混。這是通過將HRTF濾波器合并至作為參數(shù)化多聲道表示函數(shù)的四個濾波器中予以實現(xiàn)的。因此，四個濾波器將如何結(jié)合或混合作為多聲道表示輸入的立體聲信號(兩聲道) 以實現(xiàn)雙聲道或立體聲輸出信號(兩聲道)描述為參數(shù)化多聲道表示的函數(shù)。因此，對于兩個輸出信號，四個濾波器中的每一個與兩個輸入信號中的一個有關(guān)。然而，為了很好地建模房間特征，HRTF濾波器會相當長，因此在QMF域?qū)λ膫€HRTF濾波器進行濾波的計算復雜度會變得非常大。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，一種濾波器壓縮器，用于根據(jù)包括濾波器抽頭處濾波器沖激響應(yīng)值在內(nèi)的、與子帶相對應(yīng)的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng) 來產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，所述濾波器壓縮器包括處理器、濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器，所述處理器用于從至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng) 中檢查濾波器沖激響應(yīng)值，以找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值、以及具有小于所述較大值的值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值；所述濾波器沖激
響應(yīng)構(gòu)造器用于使用具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值來構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，其中，壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)不包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)濾的波器沖激響應(yīng)值、或包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的零值濾波器沖激響應(yīng)值。
本發(fā)明的另一實施例涉及一種用于根據(jù)包括濾波器抽頭處的濾濃器沖激響應(yīng)值在內(nèi)的、與子帶相對應(yīng)的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)，來產(chǎn)生壓
縮子帶沖激響應(yīng)的方法，包括從至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)中檢查濾波器沖激響應(yīng)，以找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)、以及具有小于所述較大值的值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值；以及使用具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值來構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，其中，所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)不包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值；或包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的零值濾波器沖激響應(yīng)值。
計算機可讀存儲介質(zhì)的實施例，包括其上存儲的多組子帶濾波器沖激響應(yīng)，每組子帶濾波器沖激響應(yīng)總體逼近時域頭部相關(guān)傳遞函數(shù)相關(guān)的濾波器，其中，每個時域頭部相關(guān)傳遞函數(shù)相關(guān)的濾波器的濾波器沖激響應(yīng)
比相應(yīng)子帶濾波器沖激響應(yīng)組的子帶濾波器沖激響應(yīng)的長度之和要大，或者其中，當濾波器沖激響應(yīng)值是復數(shù)時，每個時域頭部相關(guān)傳遞函數(shù)相關(guān) 的濾波器的濾波器沖激響應(yīng)比相應(yīng)子帶濾波器沖激響應(yīng)組的子帶濾波器沖激響應(yīng)的復數(shù)值濾波器沖激響應(yīng)值的長度之和大。
本發(fā)明的某些實施例在平衡計算效率與質(zhì)量另方面時變得十分有利。實施例既能夠顯著降低計算復雜度又能夠良好地逼近由輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)表示的濾波器。在某些實施例和/或應(yīng)用中，檢査(最終包括選擇和確定)以及使用選中的(或確定的)濾波器沖激響應(yīng)值來構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，可以既降低計算復雜度又實現(xiàn)良好逼近，這可以帶來聽覺上(幾乎)無法分辨的聽覺感受。在某些實施例中，通過査找、選擇或確定輸入濾波器沖激響應(yīng)中具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值而不選擇或不確定至少一個小于較大值的濾波器沖激響應(yīng)值，來實現(xiàn)上述目的。使用選中的或確定的濾波器沖激響應(yīng)值或具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值，來構(gòu)造和產(chǎn)生具有壓縮濾波器沖激響應(yīng)值的壓縮濾波器沖激響應(yīng)。根據(jù)具體實現(xiàn)，未選擇或未確定的濾波器沖激響應(yīng)值或具有小于較大值的濾波器沖激B向應(yīng)值被設(shè)置為零或被丟棄。換言之，濾波器沖激響應(yīng)值可以包括丟棄的、設(shè)置為零的、或修改的濾波器沖激響應(yīng)值的形式。
此外，某些實施例通過影響對作為構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)的基礎(chǔ)的濾波器沖激響應(yīng)值的選擇，可以在較寬的范圍內(nèi)降低計算復雜度。因此，本發(fā)明的某些實施例在平衡可實現(xiàn)的計算復雜度調(diào)整以及逼近質(zhì)量兩方面提供了較大的靈活度。
因此，本發(fā)明的某些實施例尤其可以應(yīng)用于音頻領(lǐng)域或涉及到在時域內(nèi)具有相對較長的(有限)沖激響應(yīng)的濾波器的其它應(yīng)用。如后文所述，由于與時域內(nèi)濾波器的沖激響應(yīng)相比較，各子帶濾波器的沖激響應(yīng)要短很多，因此通過將濾波器或濾波器單元從時域變換至(復數(shù))子帶域，可以并行執(zhí)行運算。
然而，僅僅通過從時域變換至(復數(shù))子帶域不能降低總體計算復雜
度。例如，對于具有相對較長的沖激響應(yīng)的濾波器(例如HRTF濾波器)，即使是各子帶濾波器，也通常具有很長的有限沖激響應(yīng)，粗略地說，大約是除以單個子帶數(shù)目后的時域內(nèi)相應(yīng)濾波器的有限沖激響應(yīng)。因此，根據(jù) 在某些應(yīng)用中的可用計算能力，總體計算復雜度或甚至是與單個子帶濾波器相關(guān)的計算復雜度也是很大的。
附加地或可選地，在濾波器壓縮器的實施例中，還可以實現(xiàn)基于水平
來確定濾波器沖激響應(yīng)。在該情況下，濾波器壓縮器可以被配置為當濾
波器沖激響應(yīng)的值(例如，絕對值)小于門限值時，至少一個濾波器沖激響應(yīng)值可以被設(shè)置為零或被丟棄。在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，一個以上的濾波器沖激響應(yīng)值可能接近于與輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)相對應(yīng)的濾波器組的混疊水平。當濾波器沖激響應(yīng)值的值接近于該相應(yīng)濾波器組的混疊水平時，允許將某些抽頭設(shè)置為零，從而可以安全地將相應(yīng)的濾波器系數(shù)或濾波器沖激響應(yīng)值設(shè)置為零。
因此，不需要實現(xiàn)基于該壓縮濾波器沖激響應(yīng)的濾波器，以對零值系數(shù)或沖激響應(yīng)值進行乘加。
在該上下文中，濾波器組的混疊水平是許多濾波器組的內(nèi)在特性。濾
波器組的該混疊水平可以是僅僅由在例如SBR應(yīng)用框架中迸行信號處理引起的。由于各個濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng)值對傳出信號有貢獻，因此抽頭(的例如絕對值)越小，相應(yīng)抽頭對于濾波器組的輸出的結(jié)果或貢獻就越小。因此，小的抽頭可能對于濾波器組的輸出具有較小的貢獻，以致它們的貢獻將落在相應(yīng)濾波器組的混疊水平范圍內(nèi)或大約為相應(yīng)濾波器組的混疊水平。在該情況下，通過將相應(yīng)的抽頭設(shè)置為零所引入的附加畸變在很多情況下是可以容忍的，因為其不會引入附加的聽覺畸變。在許多情況下，混疊水平的一般范圍在相對于峰值信號低-30dB、 -40dB、 -50dB、 -60dB、以及-70dB的范圍內(nèi)。
例如，在HRTF濾波器的情況下，在將時域HRTF濾波器變換至復數(shù)QMF表示之后，在復數(shù)QMF表示中的某些時間-頻率片可能具有很低的絕對值(處于MPEG環(huán)繞濾波器的混疊水平)。那么可以將HRTF濾波器的復數(shù)QMF表示中的這些項設(shè)置為零。對于以包含在復數(shù)QMF表示中的房間響應(yīng)實現(xiàn)長HRTF濾波器而言，這可以降低復雜度。因此，為了以減小了的復雜度實現(xiàn)雙聲道，同時保持真實的房間效應(yīng)，可以在濾波器變換器之后跟隨具有濾波器壓縮器實施例形式的濾波器簡化過程。濾波器簡化步驟的目標在于簡化HRTF濾波器，使子帶HRTF濾波器包括至少一些或甚至是大量零值。由于較少的系數(shù)是有效的，因此可以顯著地降低計算復雜度。
因此，濾波器壓縮器的實施例、一組由用于產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)的方法的實施例提供的壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)、以及包括多個壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)在內(nèi)的計算機可讀存儲介質(zhì)的實施例能夠顯著地降低針對每個子帶濾波器的計算復雜度，以及關(guān)于所有子帶濾波器的總計算復雜度。

下面將通過并未限制本發(fā)明范圍或精神并參考附圖的說明性示例，對
本發(fā)明進行說明，附圖中
圖1示出了濾波器變換器與根據(jù)本發(fā)明的壓縮器的實施例之間的相互作用；
圖2示出了本發(fā)明的用例場景；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的濾波器壓縮器的實施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的濾波器壓縮器的另一實施例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的同時對多個濾波器起作用的濾波器壓縮器的另一實施例；
圖6示出了用于HRTF濾波情況的本發(fā)明的實施例；圖7示出了可調(diào)整濾波器的一種可行解決方案；圖8示出了濾波器變換器的關(guān)鍵組件的一種可行解決方案；圖9示出了 (復數(shù))分析濾波器組的一種可行解決方案；圖10示出了可調(diào)整子帶濾波器組的一種可行解決方案；
16圖ll示出了 (復數(shù))綜合濾波器組的第一可行解決方案；圖12示出了 (復數(shù))綜合濾波器組的第二可行解決方案；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的濾波器壓縮器的另一實施例；
圖14a至14c示出了在根據(jù)本發(fā)明的濾波器壓縮器的實施例中所采用的譜白化；以及
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的同時對多個濾波器起作用的濾波器壓縮器的實施例。
具體實施例方式
下述實施例僅僅對高效濾波器表示的本發(fā)明的原理進行說明。應(yīng)當理解的是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，對此處所說明的配置和細節(jié)進行的改進和變型是顯而易見的。因此，本發(fā)明旨在僅受所附專利權(quán)利要求的范圍的限制，而不受這里通過對實施例進行說明和解釋所提出的具體細節(jié)的限制。
在詳細說明本發(fā)明的實施例、實施例的附加組件以及應(yīng)用之前，應(yīng)當注意的是，采用相同的參考標記表示具有相同或相似功能屬性的對象、結(jié) 構(gòu)以及組件。除非明確指出，否則，對具有相似或等價功能屬性以及特征的對象、結(jié)構(gòu)以及組件的說明可以互相替換。此外，以下，除非是在討論特定對象、組件結(jié)構(gòu)的屬性或特征，對于在一個實施例中的相同或相似的對象、結(jié)構(gòu)以及組件，或出現(xiàn)在一幅附圖中所示的不同結(jié)構(gòu)中的對象、結(jié) 構(gòu)以及組件，將使用統(tǒng)一參考標記。使用統(tǒng)一參考標記，從而使對本發(fā)明的實施例的說明更加緊湊和清晰，并強調(diào)在不同實施例間對特征和說明進行交換的可能性。
此外，應(yīng)當注意的是，以下附圖中所示的實施例中等效地還說明了方法的相應(yīng)實施例。因此，附圖中所示的實施例不僅說明了例如濾波器壓縮器的相應(yīng)實施例，還說明了相應(yīng)方法的相應(yīng)實施例的流程圖。如下文所述，方法的該實施例可以硬件或軟件實現(xiàn)。
圖1中，概述了本發(fā)明的一實施例以及可能的應(yīng)用。更準確地說，圖 1示出了濾波器變換器101，該濾波器變換器101與濾波器壓縮器102的一實施例相連。后文將會對濾波器變換器101進行更詳細的說明。為濾波
17器變換器101的實施例提供輸入信號，該輸入信號包含了時域內(nèi)關(guān)于濾波器或濾波器元件的有限沖激響應(yīng)WW的信息。在該上下文中，索引《是整數(shù)，表示有限沖激響應(yīng)(FIR)的不同取值或采樣，其中，/z(^是實數(shù)值。
時域濾波器/7f^的有限沖激響應(yīng)是濾波器或濾波器元件在受到具有定義幅度的單個脈沖的激發(fā)時在時域內(nèi)的響應(yīng)。原則上，濾波器元件在時域內(nèi)的全部行為都包含在濾波器的有限沖激響應(yīng)之中。就數(shù)字系統(tǒng)而言，可以通過施加在唯一一時刻具有不為零的值的輸入信號，來確定或測量濾波器的沖激響應(yīng)。例如，該值可以等于l。
濾波器變換器101能夠提供一組有限沖激響應(yīng)//f""， // 力可以用
于可調(diào)整濾波器的框架，如圖10的上下文中所述。應(yīng)當注意的是，在基
于復數(shù)分析濾波器組的復數(shù)濾波器變換器的情況下，有限沖激響應(yīng)/^",w 包括復數(shù)值，其中，"再次表示不同采樣，^ = 0,...，(1-^表示子帶濾波器的有限沖激響應(yīng)對應(yīng)的子帶。/和A均為整數(shù)。此外，子帶丄的數(shù)目也是正
整數(shù)。在數(shù)字系統(tǒng)的情況下，由濾波器變換器101提供、其后用于過濾數(shù) 字音頻輸入信號的子帶的數(shù)目丄通常是2的冪，例如16、 32、 64、 128、 256、 512。在以下示例中，子帶的數(shù)目被選為丄="。然而，如前所述，原則上，每個正整數(shù)Z都可以作為應(yīng)用、組件以及濾波器壓縮器的實施例的子帶數(shù)目。
如上所述，將時域濾波器/2(>7>輸入濾波器變換器101，濾波器變換器 101產(chǎn)生濾波器/Z(h力的復數(shù)QMF表示或子帶表示。在該特定示例中，采用丄="的子帶QMF，對于長度K (K為i>64的倍數(shù))的有限沖激響應(yīng) 的時域濾波器而言，濾波器的復數(shù)QMF表示可以使用長度為K/64+2的丄=64的復數(shù)濾波器來表示。
根據(jù)本發(fā)明，濾波器// ，^接著被輸入至濾波器壓縮器102，濾波器壓縮器102輸出^T"力作為壓縮的子帶濾波器沖激響應(yīng)。濾波器壓縮器102 的實施例輸出的濾波器/^",^比原來的濾波器/^",^具有更多的零值系數(shù)，因此計算復雜度更低。
根據(jù)實施例以及應(yīng)用的不同，濾波器變換器101以及濾波器壓縮器 102通過丄個連接彼此耦合，通過每個連接來發(fā)送對應(yīng)不同子帶(索引" 0,L-1或A: = 1,…，丄)的濾波器沖激響應(yīng)。在圖1中通過與濾波器變換器101和濾波器壓縮器102之間的連接交叉的斜線(/)，來表示該選項。然而，還可以通過更少數(shù)目的連接或僅僅通過單個連接將兩個組件相連，通過該連接來發(fā)送相應(yīng)的信號或信息。為簡潔起見，在附圖和實施例中，在合適的位置示出了可行的并行元件連接，所述元件連接包括針對每個子帶的獨立連接。然而，無論何時發(fā)送關(guān)于子帶的信號或信息，都可以例如如表示關(guān)于子帶的信號或信息(例如，的變量所顯示的那樣，實現(xiàn)任何連接。
如將在后文中進行詳細說明的那樣，濾波器壓縮器102的實施例還針
對包含在例如子帶濾波器組中的子帶濾波器的相應(yīng)數(shù)量的子帶濾波器，輸
出一組或多個濾波器脈沖響應(yīng)。輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)/7 ,W以及壓縮
子帶濾波器沖激響應(yīng)/^2，^均是復數(shù)值，如前所述，該復數(shù)值位于由與時
間相關(guān)的"以及與子帶相關(guān)的A標記的二維矩陣中。
然而，關(guān)于濾波器壓縮器102的不同實施例的更具體的細節(jié)將會在后
文中進行說明。此外，壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)A&W與輸入子帶濾波器響應(yīng)/7f"力之間的關(guān)系也將在'后文中針對濾波器壓縮器102的不同實施例來進行說明。很重要的是，應(yīng)當注意原則上，正如將會對此進行簡單說
明的那樣，這兩組不同的多個濾波器沖激響應(yīng)// "與/5r",w之間的差別
可以存在于更多方面，而不是僅僅在于零值系數(shù)的數(shù)目不同。
在圖2中，說明了本發(fā)明的一般用例場景。此處再次將時域濾波器/2「W 輸入到濾波器變換器101中，濾波器變換器101產(chǎn)生濾波器// ,^的復數(shù) QMF表示，復數(shù)QMF濾波器// 力被輸入至濾波器壓縮器102的一實施例中，濾波器壓縮器102輸出減少的或壓縮的復數(shù)QMF濾波器》(>2，W，如前所述。
除了在圖1的上下文中均進行了說明的濾波器變換器101 (其輸入為時域濾波器/7(^的實數(shù)值沖激響應(yīng))以及濾波器壓縮器102，圖2中所示的用例場景還包括QMF分析濾波器組203，該QMF分析濾波器組203也稱為復數(shù)分析濾波器組。為QMF分析濾波器組203提供輸入信號x「w人輸入信號x^j可以是例如數(shù)字音頻信號。QMF分析濾波器域203在輸出端提供輸入信號xf^的復數(shù)QMF表示J^",A:入如圖1的上下文中所述，整數(shù) "、A分別與采樣或時間索引和子帶索引相關(guān)。將在圖9的上下文中對QMF分析濾波器組203的一種可行的解決方案進行更加詳細的說明。
接著，將輸入信號xf^的復數(shù)QMF表示義(>7"提供至工作于子帶域中的濾波級201。濾波級或子帶濾波器201是可調(diào)整的子帶濾波器組，其包括與濾波器壓縮器102的實施例的輸出相連的L個中間濾波器。通過濾波器壓縮器102的實施例，向子帶濾波器組201的中間濾波器提供壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)浙"力，/^>7力用于對(復數(shù)值)QMF表示JT 力進行濾波。
原則上，如后文所述，可以通過計算復數(shù)QMF表示^r"力與由濾波
器壓縮器102的實施例提供的、針對由子帶索引A所標識的各個子帶的對應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)片力之間的巻積，來對復數(shù)QMF表示Z^力進行濾波。
接著，將由子帶濾波器組201在復數(shù)QMF域提供的濾波器信號提供至QMF綜合濾波器組或復數(shù)綜合濾波器組，QMF綜合濾波器組或復數(shù)綜合濾波器組最終綜合(實數(shù)值)輸出信號><",將在圖11以及12的框架中對QMF綜合濾波器組202或復數(shù)綜合濾波器組的一種可行的解決方法進行討論。
換言之，與如圖1所示的濾波器變換器101以及濾波器壓縮器102相并行，將信號x^輸入至QMF分析203模塊，QMF分析模塊輸出Z 力，即輸入信號的復數(shù)QMF表示。接著，利用由濾波器壓縮器102輸出的復數(shù)QMF濾波器輸出，在QMF域中對信號進行濾波201，并且通過QMF 綜合濾波器組102，將濾波后的信號最終綜合至時域，產(chǎn)生濾波輸出信號少
在圖3中，更詳細地示出了濾波器壓縮器102的實施例。再次將作為時域輸入沖激響應(yīng)的時域濾波器/2f^輸入至濾波器變換器101。濾波器的時域沖激響應(yīng)如301所示。如前所述，時域濾波器經(jīng)過濾波器變換器之后，傳輸至子帶域，并且由/^",&表示。濾波器響應(yīng)的絕對值時間/頻率圖如 302所示。
圖3所示的濾波器壓縮器102的實施例包括與濾波器壓縮器102的實施例的輸入相連的絕對值表示模塊303。濾波器壓縮器102的實施例還包括與絕對值表示模塊303的輸出相連的掩蔽發(fā)生器304。濾波器計算器305也包括在濾波器壓縮器102的實施例中，濾波器計算器305與濾波器壓縮器102的實施例的輸入以及掩蔽發(fā)生器304的輸出相連。濾波器計算器305包括輸出，該輸出還表示濾波器壓縮器102的實施例的輸出。
將復數(shù)QMF濾波器或子帶濾波器// ,W輸入至濾波器壓縮器102的實施例中，濾波器壓縮器102包括絕對值表示模塊303、濾波器掩蔽發(fā) 生器304、以及濾波器計算器305。絕對值表示模塊303創(chuàng)建濾波器的絕對值時間/頻率圖，如局部圖302所示。舉例而言，這可以是QMF域內(nèi)濾波器系數(shù)的絕對值的對數(shù)表示，后文中將會對此進行說明。在一實施例中，濾波器掩蔽發(fā)生器304根據(jù)由絕對值表示模塊302提供的信息，來選擇和確定具有QMF域內(nèi)濾波器絕對值表示中最大值的系數(shù) ^。濾波器掩蔽發(fā)生器304根據(jù)所需濾波器的壓縮程度，確定或選擇可調(diào)整、可編程、固定或預定的系數(shù)的數(shù)目。選定的濾波器系數(shù)數(shù)目越少，運算減少量越多。在申請的以下部分將會對示例以及更具體的細節(jié)進行說明。因此，在本說明書的框架中，在許多情況下，單詞確定、選擇、判定、建立以及查找可以用作同義詞。在許多情況下，確定或選定的濾波器沖激響應(yīng)值是具有(或包括)較大的值的濾波器沖激響應(yīng)值，而不是具有較小的值的濾波器沖激響應(yīng)值。這些具有較小的值的濾波器沖激響應(yīng)值也被認為是未被選擇或未經(jīng)確定。
如前所述，可選地或附加地，還可以基于檢查濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng)值，將其與同提供至濾波器壓縮器的實施例的濾波器沖激響應(yīng)相對應(yīng)的濾波器組的所謂混疊水平相比較，實現(xiàn)降低復雜度。如果QMF域中的濾波器沖激響應(yīng)值的某些抽頭與濾波器組的混疊水平接近，則可以安全地將這些濾波器抽頭設(shè)置為零或?qū)λ鼈冞M行處理，以降低運算復雜度。就實現(xiàn)濾波器而言，由于零值系數(shù)不必包含這樣的濾波器實現(xiàn)的乘加的框架中，因此可以安全地將這些濾波器抽頭丟棄。例如，在將時域HRTF濾波器變換為復數(shù)QMF表示之后，復數(shù)QMF表示中的某些時間-頻率片可能具有處于相應(yīng)的MPEG環(huán)繞聲濾波器組的混疊水平的、很低的絕對值。接著，可以將HRTF濾波器的復數(shù)QMF表示中的這些項設(shè)置為零，從而在實現(xiàn)包括房間響應(yīng)在內(nèi)的長HRTF濾波器時能夠降低復雜度。
濾波器掩蔽發(fā)生器基于由絕對值表示模塊302提供的信息來創(chuàng)建濾波
21器掩蔽Mfh力，并且輸出選定的濾波器掩蔽M化W，所述濾波器掩蔽M 力向濾波器計算器305指示// ，^的選定的濾波器系數(shù)。濾波器計算器305 根據(jù)包含選定濾波器系數(shù)的QMF域中的初始濾波器// 力，來產(chǎn)生一個新的、壓縮的濾波器片力。以下將給出不同的可行實施方式的進一步的細節(jié)。
圖4示出了濾波器壓縮器102的另一實施例，該實施例與圖3所示的濾波器壓縮器102的實施例的基本結(jié)構(gòu)相同。為了更加精確，圖4所示的濾波器壓縮器102的實施例還包括絕對值表示模塊303，該模塊的一端與濾波器壓縮器102的實施例的輸入端相連，另一端通過絕對值表示模塊. 303的輸出端與掩蔽發(fā)生器304相連。圖4中的濾波器壓縮器102的實施例還包括濾波器計算器305，該濾波器計算器305也與濾波器壓縮器的輸入以及掩蔽發(fā)生器304的輸出相連。濾波器計算器305的輸出再次表示圖 4所示的濾波器壓縮器102的實施例的輸出。
然而，與圖3所示的濾波器壓縮器102的實施例相比，在圖4所示的實施例的情況下，對絕對值表示模塊303以及濾波器計算器305進行了更詳細的說明，并且將結(jié)合本發(fā)明申請以下部分中的可替換的或進一步的實現(xiàn)對其進行更詳細的說明。
絕對值表示模塊303包括絕對值運算功能模塊401 ，該模塊與白化模塊402串聯(lián)在絕對值表示模塊303的輸入與輸出之間。濾波器計算器模塊 305包括濾波器抽取器模塊403，該模塊與增益計算器404串聯(lián)。濾波器抽取器模塊403與增益計算器404串聯(lián)在濾波器計算器模塊305的輸入與輸出之間。根據(jù)具體實現(xiàn)方式的不同，將有關(guān)由掩蔽發(fā)生器304提供的掩蔽信息提供至濾波器抽取器模塊403，并且還可以選擇性地提供至增益計算器模塊404，如圖4所示。然而，根據(jù)濾波器計算器模塊305的具體實施方式，還可以通過增益計算器模塊404以及濾波器計算器模塊305之間的可選連接(如圖4的虛線所示)，可選地將提供至濾波器壓縮器102的實施例的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)Ffh,W提供至增益計算器模塊404。
在更詳細地討論圖4所示的濾波器壓縮器102的實施例的各模塊之前，首先將給出圖4所示的濾波器壓縮器102的實施例的功能的概要。
在圖4中，對根據(jù)本發(fā)明的濾波器壓縮器102的不同實施例進行了說明。此處絕對值表示模塊303包括絕對值和對數(shù)函數(shù)401、以及白化模
塊402，白化模塊402對由絕對值和對數(shù)運算模塊401提供的絕對值表示進行譜白化。濾波器掩蔽發(fā)生器304與之前的相同，并且向濾波器計算器模塊305輸出濾波器掩蔽7kT(H^。這包括濾波器抽取器模塊403、以及增益計算器模塊404，在本實施例中，所述濾波器抽取器模塊403保存濾波器// ,^選定的系數(shù)，并將其它系數(shù)設(shè)置為零，所述增益計算器模塊404
調(diào)整濾波器的增益，使壓縮濾波器^r"，w的增益與初始濾波器// ,^的增
益相同。
從絕對值表示模塊303開始，為絕對值和對數(shù)函數(shù)模塊401提供輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)并計算輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)// ,^的估計表示」，W，其中，n再次表示各個子帶濾波器沖激響應(yīng)中的采樣或索弓|，而^^，...，(1力表示子帶的索弓1。在濾波器壓縮器102的實施例中由絕對值和對數(shù)函數(shù)401計算得到的估計表示J ,W，根據(jù)下式進行計算
," = 201og,。|//(",^。 (1)
如等式(1)所示的估計表示v4 ，^反映了在不考慮人耳的特定聽覺特性時，相對于人耳的音量分布。
然而，在絕對值表示模塊303的框架中，還可以實現(xiàn)不同的估計表示 J ,W。作為示例，在圖3中的實施例中，由絕對值表示模塊303向掩蔽發(fā)生器304提供的估計表示v4 ，W可以例如基于等式
其中，s是非零實數(shù)，l...l表示表達式的絕對值。在某些實施例中，s是非
零整數(shù)。雖然根據(jù)等式(1)的估計表示j ,w基于基于能量的分貝標度，
但是根據(jù)等式(2)的估計表示對應(yīng)于整數(shù)s=2的情況下的能量。然而，在計算估計表示」，^時，也可以采用其它整數(shù)s，例如3=1。此外，還可以采用其它計算估計表示的方法，例如，實現(xiàn)心理聲學模型。很重要的是，
應(yīng)當注意在圖4所示的實施例以及圖3所示的實施例中，濾波器變換器
101基于實數(shù)時域沖激響應(yīng)Af^來創(chuàng)建復數(shù)輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)
// 力，從而由于數(shù)學運算的原因，為了能夠比較相應(yīng)輸入子帶濾波器沖
激響應(yīng)/7 "的不同沖激響應(yīng)值，最好對輸入子帶濾波器響應(yīng)應(yīng)用數(shù)學度量。在結(jié)合等式(O， (2)的圖3以及圖4所示的實施例的情況下，該數(shù) 學度量是絕對值，如l...l所示。然而，原則上，也可以應(yīng)用其它數(shù)學度量，諸如取實部、取虛部、取在復數(shù)平面中相應(yīng)復數(shù)沿實數(shù)的正方向的角度。
換言之，雖然在等式(1)， (2)的框架中，通過計算絕對值將輸入子帶濾
波器沖激響應(yīng)/ir"力的復數(shù)值轉(zhuǎn)換為實數(shù)集，然而根據(jù)具體實施需求，還可以采用上述的其它數(shù)學度量。
圖3中的局部圖302示意性地表示了估計表示j ，"，可以將局部圖 302理解為估計表示^fh，^關(guān)于圖3所示平面中的兩個索引A:、 n的三維曲線圖，而所繪制的估計表示值^(>2，^垂直于局部圖302的《4面。換言之，局部圖302示出了，作為采樣索引或時間索引w以及子帶索引A的函數(shù)的濾波器的絕對值時間/頻率表示的估計表示J ，&的示意表示。采樣索引或時間索引w可以與時域沖激響應(yīng)/^^的索引w不同，例如，可以相差因子丄(子帶數(shù))。如在圖9、 11以及12的上下文中所述，濾波器變換器101 可以包括復數(shù)調(diào)制分析濾波器組，該復數(shù)調(diào)制分析濾波器組可以包括一個以上的下采樣器，該下采樣器可以某個因子(例如子帶數(shù)目L)減少采樣數(shù)。然而，由于這些下采樣器是可選組件，索引n可以指與時域沖激響應(yīng) H(n)的索引n相當?shù)臅r間索引或采樣索引，或者索引n可以對應(yīng)于經(jīng)下采樣的時間索引或采樣索引，而與時域沖激響應(yīng)H(n)的時間或采樣索引n不同的(例如相差因子L)。
以下，將對白化模塊402進行更具體的說明。本發(fā)明中白化模塊的目的在于，在掩蔽發(fā)生之前對濾波器進行感知加權(quán)，以避免由于感知上重要的濾波器抽頭具有較小的絕對值，而丟棄感知上重要的濾波器抽頭，相反選擇其它感知上不太重要的濾波器抽頭的情況。
在本發(fā)明的一實施例中，由401提供的在對數(shù)域中的絕對值表示由下式給出
如在圖4所示的實施例的情況下等式(1)中所示。在圖4的實施例中，白化模塊402接著將頻率劃分為P個感知上相關(guān)的子帶間隔，子帶間隔的端點為A;。， A:/,...,
24/oHv."^-4， (3)
其中，S是非負整數(shù)，而尸是正整數(shù)。那么，對各個p ="
入白化后的絕對值表示或估計表示^/w,^可以根據(jù)
A ) = A(","-max,e/(/;)max A(",/), (斗)
通過減去對應(yīng)的間隔中最大的濾波器系數(shù)來予以定義，其中，^/W，^是由白化模塊402輸出的白化后的估計表示。在該上下文中，應(yīng)當注意的是，在本發(fā)明的框架中，白化以及加權(quán)可以同義使用。
雖然將會在圖14的上下文中，尤其是鑒于由等式(4)所描述的白化，對譜白化進行更具體的說明，但是應(yīng)當注意的是，(譜)白化基于為防止或最小化在濾波器壓縮過程中產(chǎn)生的失真，將能量從某些頻譜部分轉(zhuǎn)移到不同的頻譜部分是可行的。
現(xiàn)實的濾波器以及音頻系統(tǒng)中通常具有非均勻分布的時間/頻率分布，因此在子帶域中，位于低頻部分的子帶中的濾波器沖激響應(yīng)的長度比位于高頻部分的子帶中的濾波器沖激響應(yīng)的長度明顯要長。此外，現(xiàn)實的濾波器以及音頻系統(tǒng)的非均勻分布的幅度/頻率分布還將導致各個子帶濾波器彼此之間的相關(guān)性不同。換言之，例如，由于現(xiàn)實的濾波器以及音頻系統(tǒng) 在較高頻率下具有較大的衰減，因此對應(yīng)于較高頻率的子帶濾波器不如對應(yīng)于較低頻率的子帶濾波器重要。然而，為防止或至少最小化濾波器壓縮對較高頻率的子帶濾波器的影響，可以有利地實現(xiàn)(譜)白化，以防止在上述場景中，在壓縮過程中將較高頻率的子帶濾波器完全抑制，從而導致聽覺感受的嚴重失真。因此，(譜)白化(又稱加權(quán))對于現(xiàn)實的濾波器和音頻系統(tǒng)而言十分關(guān)鍵。
因此，在如圖4所示的實施例中的絕對值表示模塊303中所包含的白化模塊402應(yīng)用譜白化，在譜白化中，通過劃分頻帶中的整個頻率范圍來實現(xiàn)歸一化效果。如將在復數(shù)調(diào)制分析濾波器組的上下文中更具體的闡述的那樣，各個子帶對應(yīng)于具有特定中心頻率的特定頻率范圍。因此，可以根據(jù)中心頻率來排列子帶。在一種自然的選擇中，子帶索引A;按照升序?qū)?應(yīng)于升序的中心頻率。
為相對上述頻帶以歸一化效果的形式實現(xiàn)譜白化，形成感知上相關(guān)的子帶間隔或子帶的子群，其中，子帶間隔或子帶的子群包括至少一個子帶。此外，在許多具體實施方案中，單個子帶正好屬于作為整體的一個子群。然而，子帶的各個子群可以包括一個以上子帶。在該情況下，子群通常僅僅包括具有相鄰中心頻率的子帶。
換言之，如果按照子帶的中心頻率的升序同時按照升序的子帶索引A 來排列子帶，那么僅僅包含具有相鄰頻率的子帶在內(nèi)的子群與子帶索引為 A的子帶有關(guān)，其中，子帶索引可以被排列為兩個排列好的子帶索引之間
的最大差別等于+/-1，如在等式(3)的上下文中所述。換言之，各個頻段
可以由作為子帶的超集的子群或子帶間隔來表示。然而，應(yīng)當注意的是，子帶的子群還可以正好包括一個子帶。
如上所述，在譜白化的框架中，特定數(shù)目戶的頻段、子群或子帶間隔是有區(qū)別的。然而，原則上，子帶的子群的數(shù)目p是整數(shù)，并且由于各個子群至少包括一個子帶，并且各個子帶正好屬于子帶的一個子群的限制，
p小于子帶數(shù)目丄。在濾波器系統(tǒng)工作于丄=64個子帶的情況，子帶的子群的典型數(shù)目尸可以被選為28。然而，該數(shù)目并不限于上述值。子帶的子群的相應(yīng)數(shù)目尸(例如，尸=32)可以基于心理聲學模型來選擇，心理聲學模型表示頻域內(nèi)感知相關(guān)的間隔。
因此，在許多現(xiàn)實的濾波器以及音頻系統(tǒng)中，白化可選地基于人耳對于心理聲學模型的感知特性，將能量從較低頻譜部分轉(zhuǎn)移到較高的頻譜部分。
然而，在絕對值表示303的框架中，還可以方便地實現(xiàn)白化模塊402 的不同實施方案。更準確的說，可選實施方案包括，分別針對具有索引& 的各個子帶對估計表示^&W進行白化，而不是基于包含在根據(jù)等式(4) 的子帶的相應(yīng)子群中的所有子帶來進行白化。此外，還可以通過對估計表示」力的全部值進行除法運算，從而將估計表示的全部值關(guān)于各個子帶的最大值或關(guān)于子帶的各個子群的最大值進行歸一化，來執(zhí)行白化，而不是如等式(4)所示的減去最大值。此外，還可以通過對估計表示進行除法運算執(zhí)行所述的歸一化，從而得到針對相應(yīng)估計表示^f"，^ (關(guān)于各個獨立子帶或關(guān)于子帶的各個子群)的全部值的和。在該情況下，在第一步驟中，將確定關(guān)于各個子帶或子帶的各個子群的估計表示全部值的和，接著，根據(jù)等式(4)進行減法運算，或?qū)⒐烙嫳硎镜闹党詫?yīng)的和。
總而言之，在上述實施例中，檢查以及選擇基于濾波器抽頭處的濾波器沖激響應(yīng)的絕對值。因此，在該實施例中，在選擇至少一個包含較大值的沖激響應(yīng)值時，選擇或不選擇濾波器沖激響應(yīng)值是基于比較濾波器抽頭的絕對值來進行的。在不同實施例中，如有必要，可以基于應(yīng)用其它數(shù)學度量來比較或檢查濾波器抽頭。然而，如果濾波器抽頭是實數(shù)值，那么原則上無需應(yīng)用數(shù)學度量的，就可以實現(xiàn)計算或確定絕對值。
在濾波器抽頭是復數(shù)值的情況下，可以應(yīng)用某些數(shù)學度量。示例可以是根據(jù)絕對值或根據(jù)濾波器抽頭在復數(shù)平面中關(guān)于預定或明確定義的方向(例如，正實數(shù)的方向)的角度或相位。此外，原則上，可以采用確定實部、實部的絕對值、虛部、虛部的絕對值、或任何其它將相應(yīng)復數(shù)映射為(可選地，正的)實數(shù)的函數(shù)。
在圖4所示的實施例中，將由白化模塊402輸出的白化后的估計表示
力『^^提供至掩蔽發(fā)生器304，掩蔽發(fā)生器304基于白化后的估計表示創(chuàng) 建濾波器掩蔽或掩蔽M(^。由于白化模塊402對估計表示的作用，掩蔽發(fā) 生器304能夠選擇最(感知上)相關(guān)的濾波器系數(shù)。在圖4所示的實施例中，濾波器掩蔽是O和1的集合，其中，il^",^^l表示，相應(yīng)的濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng)值被選中使用或保留。相應(yīng)地，值M j戶0表示由采樣索引或時間索引《以及子帶索引A:標識的相應(yīng)的濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng)值不被選中，因此將不會被使用。換言之，特定濾波器沖激響應(yīng)值將被丟棄或設(shè)置為0。
在濾波器壓縮器102的一實施例與下一實施例中的掩蔽發(fā)生器304的具體實施方法可以存在很大區(qū)別。在圖4所示的實施例中，例如，掩蔽發(fā) 生器可以通過將濾波器掩蔽的相應(yīng)值設(shè)置為il^",W=l，而將濾波器掩蔽的其余值設(shè)置為Mf>7,^=0，來基于白化后的估計表示^『(>7,^選擇特定數(shù)目的沖激響應(yīng)值。除了選擇特定絕對數(shù)目的沖激響應(yīng)值外，還可以選擇相對于由子帶濾波器響應(yīng)H 力的集合給定的沖激響應(yīng)值的全部數(shù)目的相對數(shù)目的沖激響應(yīng)值。在采用I^64個QMF子帶實施方法的情況下的具體示例中，各個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)包括16個非零、不為零或非平凡 (non-trivial)的濾波器抽頭，輸入子帶濾波器響應(yīng)的總矩陣是由包含1024個沖激響應(yīng)值的64， 16矩陣給出的。在該示例中，例如，掩蔽發(fā)生器304 可以選擇特定的預定數(shù)目的沖激響應(yīng)值(例如，根據(jù)由白化后的估計表示提供的最大絕對值的256個元素)，或者掩蔽發(fā)生器304可以選擇相對于濾波器沖激響應(yīng)的總數(shù)成預定或特定比例(相對數(shù)目)的濾波器沖激響應(yīng) (例如，濾波器沖激響應(yīng)值的總數(shù)的25%)。對于兩種情況，通過將濾波器掩蔽M ，^的相應(yīng)值設(shè)置為0 (^ff>7，W=0)，丟棄或而不選擇沖激響應(yīng)值的其余值。
在濾波器壓縮器102的另一實施例中，掩蔽發(fā)生器304可適于接收指示所要選擇的沖激響應(yīng)值的絕對數(shù)量的信號或指示沖激響應(yīng)值相對于沖激響應(yīng)值的總數(shù)的比例的信號。在該濾波器壓縮器102的實施例中，可以通過調(diào)整先前提及的數(shù)字來調(diào)整壓縮比例。
此外，可選地或附加地，掩蔽發(fā)生器304可以適于基于不同準則選擇各濾波器沖激響應(yīng)值。作為示例，掩蔽發(fā)生器304可以適于為每子帶選擇預定的、固定的、可編程的、或可調(diào)整的(例如，3個相對于各個子帶的估計表示具有最大值的沖激相應(yīng)值)數(shù)量的沖激響應(yīng)。此外，掩蔽發(fā) 生器304可以被配置為使用門限準則，從而例如，使所有被選定的沖激響應(yīng)值的相應(yīng)估計表示值大于預定的、固定的、可調(diào)整的或可編程的門限值。在另一實施例中，可以將掩蔽發(fā)生器304配置為能夠基于將各值與其相鄰的沖激響應(yīng)值進行比較，來選擇沖激響應(yīng)值。作為示例，可以將掩蔽發(fā)生器304配置為如果就(可選地白化后的)估計表示而言相應(yīng)值比相鄰值小固定的、預定的、可編程的或可調(diào)節(jié)的比例(例如，小于25%)，則不選擇濾波器沖激響應(yīng)值。然而，還可以實施其它選擇方案。
然而，雖然一個子帶與下一子帶或一個子群與下一子群選定的沖激響應(yīng)值的數(shù)目可以有很大不同，但是由于白化的緣故，如在等式(4)的上下文中所述，根據(jù)具體實施方案，基于子帶的各個子群，或各個單獨的子帶，在子帶的各個子群中或各個子帶中選擇至少一個沖激響應(yīng)值。如以下將在圖14的上下文中所述的那樣，在白化是通過將估計表示^&^除以例如估計表示值的相應(yīng)子集的最大值來實現(xiàn)的情況下，在上述的掩蔽發(fā)生器 304的實施方案中，在各個子帶或在子帶的各個子群中選擇至少一個濾波器沖激響應(yīng)值。
28因此，絕對值表示模塊303與掩蔽發(fā)生器304之間的相互作用將使濾
波器沖激響應(yīng)值集中在M-A平面中的重要區(qū)域(參見圖3中的局部圖)，并
且使在n-k平面的感知上相關(guān)的區(qū)域中的"真空"或"空間""壓縮"。通
過對掩蔽il^",^進行相應(yīng)的設(shè)置來將相關(guān)的沖激響應(yīng)值丟棄。
還被稱之為濾波器計算器模塊305的濾波器計算器模塊或濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器，在圖4所示的實施例中包括作為一個單元的濾波器抽取器 403，該單元按照濾波器掩蔽^Tf""所指示的，將所有未選中的濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng)值設(shè)置為零。在該情況下，抽取器403輸出子帶濾波器沖激響應(yīng)的掩蔽矩陣/^/w，W，如果相應(yīng)的濾波器掩蔽值^r ，^等于1，
則//A/",^的值等于子帶濾波器沖激響應(yīng)//(H^的相應(yīng)矩陣元素。如果將相應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器掩蔽^T化W設(shè)置為0，則子帶濾波器沖激響應(yīng)的掩蔽矩陣/Z一"力也被設(shè)置為0。換言之，將來自掩蔽發(fā)生器304的掩蔽Mfw力作用于濾波器抽取器403,從而構(gòu)成抽取后的濾波器。
HM(",Ar) = M(","H("," (5)
在該實施例中，掩蔽包括取值0或者1的項。取值為0的項表示濾波器系
數(shù)將被丟棄，取值為1的項表示濾波器系數(shù)將被保留(選中)。
以下，對關(guān)于包含在濾波器計算器模塊或確切地說濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)
造器305中的增益計算器模塊404進行詳細說明。本發(fā)明中，增益計算器模塊404的目的在于重新調(diào)整抽取后濾波器的功率增益，從而最終增益調(diào)整后的壓縮濾波器與原始濾波器具有相同的主要頻譜特性。由于抽取濾波器的功率增益比原始濾波器的功率增益要小，因此，增益計算器模塊404 將為每個子帶計算補償增益。在本發(fā)明的一實施例中，該增益由下式定義
<formula>formula see original document page 29</formula>(6)
其中，minU表示最小值，Gn^是最大增益，s是較小的(正)數(shù)，通常遠遠小于等式(6)的分母中第二項加數(shù)。
將該增益作用于抽取濾波器，從而獲得最終的壓縮濾波器
//M(","。 (7)
在本發(fā)明的另一實施例中，僅對各個感知上相關(guān)的子帶間隔(子帶的子群)計算增益
<formula>formula see original document page 30</formula>
并且對各個間隔或子群作用相同的增益，
<formula>formula see original document page 30</formula> (9)
在兩種情況下，Gmax是增益補償?shù)纳辖?，S是較小的整數(shù)，包含S以防止除零。并且，因此G^x和s在增益計算器404的數(shù)值實現(xiàn)中非常有用，s 用于避免除零(即，￡>0)，并且用于將增益計算器404作用于子帶的增益值限定為由最大增益Gmax定義的值，由于對等式(6)、 (8)中的花括號中的兩項求最小值，因此增益G(k)和G(p)分別受限于G隱。
換言之，調(diào)整Pt頻段或確切地說子帶的子群中每一個的增益，使在比較掩蔽和非掩蔽的子帶濾波器沖激響應(yīng)Z^ ,^和// "時，經(jīng)過各個子帶濾波器濾波之后的信號的能量保持良好的近似恒定。在兩種情況下，對于掩蔽的以及原始輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)值，根據(jù)濾波器沖激響應(yīng)使用各個濾波器濾波之后的信號的能量與相應(yīng)子帶濾波器沖激響應(yīng)值的絕對值的平方的和成正比，如下式所示。
<formula>formula see original document page 30</formula>
很容易驗證，在等式(6)和(8)中的增益G(^和Gfe)基于對如等式(10a) 和(10b)所示的兩個能量的比較，其中，只在等式(6)和(8)中引入附加加數(shù)f，以防止在具體實現(xiàn)時除零。
因此，增益計算器模塊404將掩蔽的濾波器抽頭HM ,^相對于能量進行歸一化，以對在掩蔽至少某些輸入子帶輸入響應(yīng)的過程中損失的能量進行補償。換言之，由于在濾波器抽取器403的框架中的掩蔽，使用與掩蔽子帶濾波器沖激響應(yīng)//M 力相對應(yīng)的子帶濾波器沖激響應(yīng)過濾后的信號的能量將比使用子帶濾波器沖激響應(yīng)// ，^的子帶濾波器過濾后的信號的能量要小。然而，增益計算器模塊404還可以適于應(yīng)用不同的增益方案。作為示例，不使用能量，而是通過直接比較子帶濾波器沖激響應(yīng)的絕對值，來確定增益因子。附加地或可選地，還可以根據(jù)子帶濾波器沖激響應(yīng)值的總數(shù)，
而不是如在等式(6)和(8)的上下文中所述的單個子帶或子帶的單個子
群的沖激響應(yīng)值，來確定增益因子G。此外，還應(yīng)當注意的是，增益計算
器模塊404不是必須的組件，而是可選組件。
在本發(fā)明的其他實施例中，濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器或濾波器計算器模塊305還能夠構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，而不是如上所述，僅僅將未選中的子帶濾波器沖激響應(yīng)值設(shè)置為0。根據(jù)具體實施方案，例如，濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305通過對適當選定或確定的子帶濾波器沖激響應(yīng)值進行加權(quán)、復制或取值來構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)。
在該上下文中，應(yīng)當注意的是，即使丟棄或不將未確定或選擇的濾波器沖激響應(yīng)值包含在內(nèi)，也不能在時域內(nèi)對濾波器進行壓縮。在本說明書的框架中，忽略、忽視或不使用未選定的或未確定的濾波器沖激響應(yīng)值不會導致相應(yīng)(QMF濾波器組)多項表示式的多項表達式的各個加數(shù)的階數(shù)發(fā)生很大改變，而僅僅會改變延遲算子z"的系數(shù)。換言之，通過丟棄、忽略、設(shè)置為零或不再考慮濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng)值，不會導致濾波器抽頭相對延遲算子z"的冪重新分布。就延遲算子的冪而言，在未選中的或未確定的濾波器沖激響應(yīng)值之后的選中的或確定的濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng)值將不會發(fā)生改變。
換言之，由濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305構(gòu)造的壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)可以包括與未選中的濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的零值，或者壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)可以完全不包括各個未選中的濾波器沖激響應(yīng)值。換言之，例如，濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305能夠構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)原則上具有與輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)相同數(shù)目的子帶濾波器沖激響應(yīng)值，但是零值數(shù)目有所增加，或者壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)可以具有較短的總長度，這是因為濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305僅僅復制選中的值，以及丟棄未選中的值。
由于與復數(shù)濾波器沖激響應(yīng)值相比，實數(shù)濾波器沖激響應(yīng)值將會顯著降低復雜度，因此，濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305還可以有利地輸出某些選
31中的濾波器沖激響應(yīng)值的絕對值。在高頻部分，人類聽覺對相位相關(guān)性不太敏感，因此在與高頻部分相對應(yīng)的子帶中，該操作模式尤其有利。
因此，可以可選地使用絕對值、虛部、實部、相位、上述元素中至少一項的線性組合、多項式組合、或?qū)崝?shù)表達式來代替與邊界頻率以上的中心頻率相對應(yīng)的子帶沖激響應(yīng)值。在本說明書的框架中，還將復數(shù)值的虛
部看作是實數(shù)值。根據(jù)具體實施方案，邊界頻率可以在lkHz至10kHz的范圍內(nèi)，然而在許多應(yīng)用中，考慮到人類通常的聽覺范圍，可以采用lkHz 至5kHz或lkHz至3kHz范圍的邊界頻率。此外，根據(jù)濾波器壓縮器的具體實施方案，所述的使用基于復數(shù)值濾波器沖激響應(yīng)值的實數(shù)值來代替復數(shù)值的濾波器沖激響應(yīng)值可以根據(jù)選中的或確定的或未選中的或未確定的濾波器沖激響應(yīng)值來實現(xiàn)?？蛇x地或附加地，對于與邊界以上的中心頻率相對應(yīng)的子帶的濾波器沖激響應(yīng)值，通?？梢允褂门c基于復數(shù)濾波器沖激響應(yīng)值的相應(yīng)的實數(shù)值來代替。在該上下文中，應(yīng)當注意的是，使用確定或選中的濾波器沖激響應(yīng)值還包括使用基于該濾波器沖激響應(yīng)值的
(例如，實數(shù))值來代替相應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的同時對多個濾波器起作用的濾波器壓縮器 501的其他實施例。在圖5中對另一實施例進行了說明。此處，將多個濾波器(N個濾波器，由V=^..，f7V-W表示，N為正整數(shù))輸入至濾波器壓縮器501的實施例中，其中，將每個濾波器輸入至單獨的絕對值表示模塊303 中，并且將N個表示輸入至濾波器掩蔽發(fā)生器502中。
更準確地說，圖5所示的濾波器壓縮器501的實施例與一組iV個濾波器變換器101相連接或耦合，所述N個濾波器變換器101向濾波器壓縮器 501提供一組復數(shù)值時域沖激響應(yīng)/77h，W，其中，如前所述，v=0,...,(7V-7」是時域內(nèi)相應(yīng)濾波器的索引。作為示例，就類HRTF系統(tǒng)的框架中的五通道輸入信號而言，對于五個輸入通道中的每一個以及對于兩個耳機聲道 (左聲道和右聲道)中的每一個，均使用獨立的時域濾波器，因此時域濾波器的總數(shù)為A^10。
換言之，為圖5所示的濾波器壓縮器501提供多組沖激響應(yīng)，其中，在圖5所示的情況下，多組濾波器沖激響應(yīng)中的每組濾波器沖激響應(yīng)由不同的濾波器變換器101提供。然而，相對于由單個濾波器變換器101提供的一組濾波器沖激響應(yīng)，該組濾波器沖激響應(yīng)包括丄個獨立的濾波器沖激響應(yīng)，每個濾波器沖激響應(yīng)具有特定數(shù)目的濾波器抽頭或濾波器沖激響應(yīng) 值。與在中心頻率的上下文中所述的一樣，與獨立子帶相對應(yīng)的每個濾波器沖激響應(yīng)與一中心頻率相關(guān)，從而，這些中心頻率構(gòu)成多個中心頻率。
對應(yīng)于相同子帶索引^但是屬于由索引V指示的不同組濾波器沖激響應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)也對應(yīng)于相同的中心頻率。換言之，至少在壓縮前，多組濾波器沖激響應(yīng)中的每組濾波器沖激響應(yīng)與多個中心頻率(由一組濾波器沖激響應(yīng)定義)中的每個中心頻率(正好)對應(yīng)。
各個濾波器變換器101為各個時域濾波器提供一組復數(shù)值子帶濾波器
沖激響應(yīng)/7丫M^，復數(shù)子帶濾波器沖激響應(yīng)/Z丫"，W被提供至圖5所示的
濾波器壓縮器501的實施例。將針對7V個不同的時域濾波器的各個子帶濾
波器沖激響應(yīng)提供至獨立的絕對值表示模塊303，絕對值表示模塊303將針對N個時域濾波器的中每一個時域濾波器的絕對值表示或估計表示提供至濾波器掩蔽發(fā)生器502。絕對值表示模塊303可以取自于由相同參考標記所表示的本申請中所述的所發(fā)明的濾波器壓縮器的其它實施例中的一個。
以下將對用于多個濾波器的濾波器掩蔽發(fā)生器502進行更詳細的說明。假設(shè)AA個濾波器的絕對值表示為 v = 0,l，...,7V —1
正如iV個絕對值表示模塊303所提供那樣，用于多個濾波器的濾波器掩蔽發(fā)生器502的一實施例形成了由平均值定義的聯(lián)合絕對值表示
1 W-l
^ 。 (11)
該(聯(lián)合)絕對值表示為與前述實施例中的單個濾波器掩蔽發(fā)生器304 中一樣的單個掩蔽M(n，k)創(chuàng)造了基礎(chǔ)。在執(zhí)行白化步驟的情況下，可以針對各個獨立的絕對值表示模塊303執(zhí)行該操作，或僅針對聯(lián)合絕對值表示執(zhí)行一次上述操作。
在圖15的上下文中，將對濾波器壓縮器501的實施例進行說明，其中，對各個濾波器v-0,…,(7VW乂獨立地執(zhí)行(譜)白化。在該實施例中，濾波器掩蔽發(fā)生器502根據(jù)全部濾波器的7V個絕對值表示，為全部濾波器創(chuàng)建單個濾波器掩蔽M 力。這是本發(fā)明實施例的重大優(yōu)勢，因為濾波器掩蔽發(fā)生器502能夠考慮如何在后面的狀態(tài)中合并壓縮濾波器。如前所述將
每個原始濾波器輸入濾波器計算器305，并且由于為每個濾波器計算器提供相同的掩蔽M 力，濾波器壓縮器產(chǎn)生iV個新濾波器J^Yw，W。
然而，在濾波器壓縮器502的另一實施例中，可選地，(聯(lián)合)絕對
值表示可以由下式定義
<formula>formula see original document page 34</formula>
其中，wfV)是取決于濾波器索引^=化...，^-"的加權(quán)因子。加權(quán)因子co(v) 根據(jù)濾波器的頻譜、心理聲學特性或總體聲音印象的其它相關(guān)性，提供對不同濾波器v進行加權(quán)的可能。雖然不是必須的，但是推薦對加權(quán)因子w 」
進行限定，使加權(quán)因子的和等于l，從而使下式成立
g"(小l。 (11,，)
與等式(11)相比，通過定義平均分配的權(quán)重因子w(V) = 〃w，等式
(ir)的(聯(lián)合)絕對值表示Jf"，^可以被轉(zhuǎn)換為等式(ii)的結(jié)果。換言之，根據(jù)等式(ii)的絕對值表示的計算是根據(jù)提供了更大靈活度的等式 (ir)的絕對值表示的一種特殊形式，因為等式(ir)允許對由索引v 表示的各個濾波器的感知重要性進行加權(quán)。
通過在時域中對JV個獨立的濾波器中的每一個使用相同的濾波器掩
蔽M(H^，濾波器壓縮器501的實施例能夠為7V個濾波器中的每一個創(chuàng)建一組壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，從而即使在濾波器壓縮器501之后對w個
獨立的子帶濾波器進行后處理，也不會導致具有不含其他濾波器之一中的相應(yīng)選定沖激響應(yīng)值的相關(guān)沖激響應(yīng)值的項。將圖5所示的實施例的掩蔽
發(fā)生器502與圖3和圖4所示的實施例的掩蔽發(fā)生器304比較，很重要的是，應(yīng)當注意雖然僅僅在時域中向掩蔽發(fā)生器502提供了針對N個獨立濾波器的N個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)，但是掩蔽發(fā)生器502產(chǎn)生指示全部N個子帶濾波器沖激響應(yīng)的單個掩蔽M ，W。
在濾波器壓縮器501的其它實施例中，可以使用不同的掩蔽發(fā)生器 502，原則上這些不同的掩蔽發(fā)生器使用不同的方案來為時域內(nèi)的全部N個濾波器提供共同的估計表示。換言之，除了如等式(11)所示應(yīng)用平均值以外，還可以通過對相應(yīng)值求和或線性合并(例如，可以對相關(guān)的子帶進行加權(quán))，或?qū)烙嫳硎镜母鱾€值進行更復雜的合并(二次或更高次合并)，將由絕對值表示模塊303提供的各個估計表示合并為單個估計表示。
在圖6中，在使用HRTF進行雙聲道解碼的環(huán)境下對本發(fā)明的實施例進行了說明。如前所述，將十個HRTF濾波器輸入到濾波器變換器601中，濾波器變換器601包括十個(N=10)根據(jù)101的濾波器變換器(參見圖1 所示的濾波器變換器)。濾波器變換器601總共接收MZ個濾波器沖激響應(yīng)，其中，丄同樣是子帶數(shù)目。如上所述，將以QMF域表示的十個HRTF 濾波器輸入至濾波器壓縮器501的實施例中，并且提供十個壓縮的以及可選地增益調(diào)整后的濾波器^(","。將十個壓縮濾波器i^(",/fc) (V=0，...，9,W=/0)輸入至雙聲道解碼器602中，雙聲道解碼器根據(jù)立體聲輸入信號603、空間參數(shù)604產(chǎn)生雙聲道立體聲信號605，該信號通過立體聲道(如，耳機)產(chǎn)生環(huán)繞聲的效果。雙聲道解碼器602通過將十個 HRTF濾波器線性合并為作用于立體聲輸入信號的四個HRTF濾波器來實現(xiàn)該效果。濾波器501的實施例中被設(shè)計為，對所有的濾波器產(chǎn)生相同的濾波器掩蔽，從而當對這些濾波器進行線性合并時，在一個濾波器中被設(shè) 置為零的項不會在另一個濾波器中具有相應(yīng)的非零項。因此，連接濾波器變換器601、濾波器變換器501以及雙聲道解碼器604的各個連接傳輸圖 6中的斜線所指示的關(guān)于丄個子帶的信息。
如前所述，雙聲道解碼器602將IO個(兩個音頻輸出聲道(雙聲道) 各五個音頻輸入通道)HRTF濾波器合并為四個HRTF濾波器，這四個 HRTF濾波器可以直接作用于立體聲輸入信號603。然而，HRTF濾波器依賴于為雙聲道解碼器602提供的空間參數(shù)604,來呈現(xiàn)雙聲道立體聲信號 605。如前所述，特別地，HRTF濾波器可以包括多個非平凡、非零或不為零的子帶濾波器沖激響應(yīng)值作為濾波器抽頭，因為必須對針對人耳的的雙聲道立體聲輸出信號與聲音源間的通常非常復雜的交互進行建模。例如，為了有效地建模環(huán)境的房間特征以及其它需要建模的影響，各個HRTF濾波器可能變得很長。
特別地，在該上下文中，可以有效地應(yīng)用濾波器壓縮器501的實施例
35來顯著降低雙聲道解碼器602的計算復雜度。通過減少在雙聲道解碼器
602的框架中所考慮的相關(guān)子帶濾波器沖激響應(yīng)值的數(shù)目，可以以較小的計算能力實現(xiàn)雙聲道解碼器602，從而最終導致較少的功率消耗，這是由于舉例而言如果在一段給定時間中計算較少，那么可以降低相應(yīng)的雙聲道解碼器的時鐘頻率?？蛇x地，由于同樣的原因，可以將雙聲道解碼602構(gòu) 造的更小，從而原則上可以避免使用第二處理核。
如將在圖7至13的上下文中詳細說明的那樣，使用用于將IO個時域 HRTF濾波器變換至復數(shù)QMF域或復數(shù)子帶域的具有192 (1M)個濾波器抽頭的濾波器變換器，濾波器變換器601或確切地說10個濾波器變換器101 (如圖1的示例所示)將具有896 (= 個濾波器抽頭的時域 HRTF濾波器變換為64個分別包括16個(=^+3-7 )濾波器抽頭的獨立的子帶濾波器沖激響應(yīng)。針對IO個時域HRTF濾波器中的每一個的1024個結(jié)果濾波器抽頭將導致對于雙聲道解碼器602的極大的計算約束，除非使用濾波器壓縮器501的實施例來減少濾波器抽頭的總數(shù)，例如以除數(shù)4使總數(shù)變?yōu)?56 (=/024/4)。雖然該示例所基于的系統(tǒng)在復數(shù)QMF或子帶域中針對10個HRTF濾波器中的每一個均包括丄64個子帶，但是原則上，可以使用任意數(shù)目的丄個子帶。
在對濾波器壓縮器以及用于產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)濾波器的方法的其他實施例進行討論之前，將對一種用于濾波器變換器以及在復數(shù) 子帶域(QMF域)中工作的濾波器的可行解決方案進行詳細說明。然而，在詳細討論(特別是濾波器變換器的)技術(shù)背景之前，首先討論將數(shù)字濾波器應(yīng)用于數(shù)字音頻輸入(在時域或子帶域中)的一般概念。
圖7示出了為其提供數(shù)字音頻輸入的濾波器或濾波單元700的一種可行解決方案。應(yīng)當注意的是，原則上，數(shù)字音頻輸入可以是時域信號以及 (復數(shù))子帶域信號。濾波器單元在輸出端提供數(shù)字音頻輸出，所述數(shù)字音頻輸出根據(jù)濾波器定義信號或相應(yīng)濾波器沖激響應(yīng)信號來表示濾波后的數(shù)字音頻輸入。
使用采樣或時間索引"、數(shù)字音頻輸入;0^ (取決于所用域可以為實數(shù)值或復數(shù)值輸入信號)、和數(shù)字音頻輸出信號以及濾波器700的沖激響應(yīng)信號/fhJ，數(shù)字音頻輸出信號可以表示為<formula>formula see original document page 37</formula> (12)
其中，/是用于根據(jù)等式(12)所給定的巻積計算結(jié)果數(shù)字音頻輸出信號的求和索引。
如圖8所示，濾波器變換器101包括作為中心組件的復數(shù)分析濾波器組710，將相應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)信號提供至該復數(shù)分析濾波器組710。復數(shù)分析濾波器組710分析時域濾波器的沖激響應(yīng)信號，通過一組丄個分析濾波器以及隨后可選的以因子丄進行的下采樣，將時域信號變換至QMF 域，其中Z也是正整數(shù)，優(yōu)選情況下大于1并表示復數(shù)分析濾波器組710 的子帶數(shù)目。分析濾波器通常是通過對原型濾波器《f^進行復數(shù)調(diào)制來獲得的，其中"也是正整數(shù)，表示數(shù)據(jù)數(shù)組中的索引或信號中值的索引。濾波器組710的輸出包括丄個子帶信號，￡個子帶信號作為整體表示由濾波器的復數(shù)QMF域中的時域濾波器沖激響應(yīng)表征的濾波器。更準確地說，復數(shù)分析濾波器組710的輸出是一組子帶濾波器沖激響應(yīng)，這組子帶濾波器沖激響應(yīng)可以被提供至濾波器單元700，以在復數(shù)QMF域中對音頻輸入信號進行濾波，這與在時域中對音頻輸入信號直接進行濾波相比，音頻輸出信號沒有感知上可區(qū)分的差別。
下面將對關(guān)于原型濾波器^W以及復數(shù)調(diào)制分析濾波器的基本設(shè)計的細節(jié)進行說明，并且后文中將進行更加具體的說明。此外，以下，假設(shè)子帶數(shù)目固定為丄="。然而，如前所述，這并不是對本發(fā)明的實施例進行限制，而是僅僅用作合適的示例。
圖9更具體地示出了復數(shù)分析組710的一種可行解決方案。復數(shù)分析組710包括丄個中間分析濾波器720，用于由復數(shù)分析組710輸出的每個子帶。更準確地說，丄個中間分析濾波器720中的每一個分析濾波器并行與節(jié)點730相連，其中，向節(jié)點730提供時域沖激響應(yīng)信號，作為需要處理的輸入信號。每個中間分析濾波器720適于將復數(shù)分析組710的輸入信號關(guān)于各個子帶的中心頻率進行過濾。根據(jù)不同子帶的中心頻率，各個子帶由子帶索引或索引A表示，其中，A也是非負整數(shù)，通常在從O到(丄-l) 的范圍內(nèi)。復數(shù)分析組710的中間分析濾波器720可以根據(jù)中間分析濾波器720所應(yīng)用的子帶的子帶索引A:，通過復數(shù)調(diào)制，從原型濾波器;7f"」獲得。以下將對原型濾波器的復數(shù)調(diào)制進行更具體的說明。直接通過中間分析濾波器720或由可選的下采樣器740 (由圖8中的虛線所示)，可以將中間分析濾波器720輸出的信號的采樣頻率以因子L 降低。如前所述，作用于由相應(yīng)的中間分析濾波器720輸出的各個子帶信號的下采樣器740根據(jù)具體實施方案是可選的，下采樣也可以在中間分析濾波器720的框架中執(zhí)行。原則上，對由中間分析濾波器720輸出的信號進行下采樣不是必須的。然而，在某些應(yīng)用中，存在顯式的或隱式的下采樣器740是個有利的選項，這是因為由復數(shù)分析組710提供的數(shù)據(jù)量可能會增加因子Z倍，這將導致大量的數(shù)據(jù)冗余。
圖10詳細示出了子帶濾波750及其與濾波器變換器101的交互的一種可能解決方案。子帶濾波750包括多個中間濾波器760，其中，為向子帶濾波750提供的每個復數(shù)值子帶信號提供一個中間濾波器760。因此，子帶濾波750包括丄個中間濾波器760。
濾波器變換器101與每個中間濾波器760相連。因此，濾波器變換器 101能夠為子帶濾波器720的各個中間濾波器760提供濾波器抽頭。在本申請文件的后續(xù)部分中將對中間濾波器760所執(zhí)行的濾波進行詳細說明。因此，提供至不同中間濾波器760的濾波器抽頭以及濾波器變換器101的輸出構(gòu)成了中間濾波器定義信號。
此外，應(yīng)當注意的是，實施例、解決方案、以及實施方案可以包括附加的和/或可選延遲，以對任何信號或信號的子集進行延遲，在這些圖中將延遲省略了。然而，在所有實施例、解決方案以及實施方案中，根據(jù)它們的具體實現(xiàn)，可以在所示的(例如，濾波器)或作為可選單元增加的單元中包括延遲或延遲器。
圖11示出了復數(shù)組770的一種可行解決方案。復數(shù)合成組770包括丄個中間合成濾波器780，其中，丄個子帶信號被提供至丄個中間綜合濾波器780。根據(jù)復數(shù)綜合濾波器770的具體實施方案，在中間綜合濾波器780 的框架中的濾波之前，由丄個上采樣器790對子帶信號進行上采樣，上采樣通過將采樣頻率提高因子丄倍來重建子帶信號的采樣頻率。換言之，可選上采樣器790重建或重新構(gòu)成提供至上采樣器790的子帶信號，從而保留包含在各個子帶信號中的信息，而將釆樣頻率提高因子丄倍。
然而，如在圖9的上下文中所述，上采樣器790是可選組件，因為上
38采樣也可以在中間綜合濾波器780的框架中實現(xiàn)。因此，由上采樣器790 執(zhí)行的對子帶信號進行上采樣的步驟可以在中間綜合濾波器780的框架中同時處理。然而，如果下采樣器740既沒有顯式實現(xiàn)，也沒有隱式實現(xiàn)，那么上采樣器790也不顯式實現(xiàn)或隱式實現(xiàn)。
中間綜合濾波器780通過輸出連接至加法器800,加法器800對由丄個中間綜合濾波器780輸出的濾波后的子帶信號進行求和。加法器800還與實部提取器810相連接，實部提取器810根據(jù)由加法器800提供的復數(shù) 值信號來提取或構(gòu)成實數(shù)值信號或確切地說(實數(shù)值)時域輸出信號。例如，實部提取器810可以通過提取由加法器810提供的實數(shù)值信號的實部，通過計算由加法器810提供的復數(shù)值信號的絕對值，或通過根據(jù)復數(shù)值輸入信號構(gòu)成實數(shù)值輸出信號的其它方法來完成該任務(wù)。
圖12中所示的復數(shù)綜合濾波器770的第二種可行解決方案與圖11中所示的第一種可行解決方案的區(qū)別僅在于，實部提取器810與加法器800。更準確地說，中間綜合濾波器780的輸出分別從每個子帶連接至實部提取器810，實部提取器810根據(jù)中間綜合濾波器780輸出的復數(shù)值信號提取或構(gòu)成實數(shù)值信號。接著，實部提取器810與加法器800相連接，加法器 800對從￡個濾波后的子帶信號中導出的丄個實數(shù)值信號求和，來構(gòu)成由加法器800提供的實數(shù)值輸出信號。
如前所述，圖3示出了濾波器變換器101的一種可行選擇。假定濾波器由其沖激響應(yīng)給定。將該沖激響應(yīng)看作是具體的時間信號，丄個頻帶復數(shù)分析(濾波器)組710對其進行分析。這樣一來，結(jié)果子帶信號輸出正好是分別在圖10所示的子帶濾波750中的每個子帶中應(yīng)用的濾波器沖激響應(yīng)。在圖8所示的情況中，提供至濾波器變換器101及其復數(shù)分析組或復數(shù)分析濾波器組710的濾波器定義信號是表示濾波器幅度/頻率特性的沖激響應(yīng)信號，將被變換至子帶域中。因此，丄個子帶的各個子帶的復數(shù) 分析(濾波器)組710的輸出表示，包含在子帶濾波750之中的中間濾波器的沖激響應(yīng)。
原則上，復數(shù)分析組710源自于用于音頻輸入信號的分析組，但是具有不同的原型濾波器，以及略微不同的調(diào)制結(jié)構(gòu)，在以下說明中將對這些細節(jié)進行說明?？梢詫⒃蜑V波器^^的長度設(shè)計為相對較小。由于以因子丄進行下采樣，子帶濾波器的長度是給定時域濾波器以及原型濾波器Wv)
的長度之和的1/丄。
在本申請文件中，非零的抽頭或值是理想地不等于零的抽頭或值。然而，由于該申請文件的框架中的實現(xiàn)限制的緣故，非零的值或抽頭是實數(shù) 或復數(shù)抽頭或值，其絕對值大于預定門限，例如，10"或2"，其中，6 是根據(jù)具體實施方案的需要的正整數(shù)。在數(shù)字系統(tǒng)中，優(yōu)選地，該門限值以二進制(基于2)定義，其中，根據(jù)實施方案的具體情況，整數(shù)6具有
預定值。通常，值b為4、 5、 6、 7、 8、 10、 12、 14、 16或32。復數(shù)調(diào)制濾波器組
下文中，令Z(^^Z乙z(")exp(-z'to)作為離散時間信號^")的離散時間傅里葉變換。如前所述，n是表示索引或時間信號的時間索引的整數(shù)，G) =2 nf是與頻率/相關(guān)的角頻率，n是圓周率(兀=3.1415926...)，
i = j = V^T是虛部單位。
復指數(shù)調(diào)制的L頻帶濾波器組是根據(jù)有限長度的實數(shù)值原型濾波器 p^定義的。在以下計算中，通過用零擴展，假定針對所有整數(shù)"定義了原型濾波器。給定實數(shù)值離散時間信號xf^，如前所述，分析濾波器組710 應(yīng)用復數(shù)調(diào)制的原型濾波器然后以因子丄進行下采樣，以針對每個子帶索引A=0，7,...，(I-^以及整數(shù)時間索引m輸出子帶信號
<formula>formula see original document page 40</formula>在以下討論中，時間索引m與時間索引A不同，m指下采樣后的信號，而整數(shù)"指具有完全采樣頻率的信號。
給定復數(shù)值子帶信號4W，綜合濾波器組770應(yīng)用濾波然后以因子L 進行上采樣并進行實數(shù)值提取，以輸出如前所述的實數(shù)值信號，從而得到輸出信號
<formula>formula see original document page 40</formula>在等式(13)與(14)中，0以及^表示，在將實數(shù)值離散時間信號x^)過濾為復數(shù)值子帶信號時，或根據(jù)復數(shù)子帶信號c4W中重建實數(shù)值輸出采樣；YW時所用的(常數(shù))相位因子。己知，在dk(m"ck(m)的情況下，即子帶信號不相關(guān)時，可以選擇原型濾波器以及固定相位因子^以及
「以進行良好的重建，_yf^=x〖")。實際上，良好重建取決于延遲(和/或符號改變)，但是在以下計算中，如在PCT/SE02/00626"Aliasing reduction using complex exponential modulated filter banks，，中的偽QMF型設(shè)計的情況所述，可以通過使用因果原型濾波器忽略該細節(jié)。這里，原型濾波器是對稱的^-"戶Pf^，并且其離散時間傅里葉變換/YW在間隔lo)IS兀/L的之外基本上消失。良好重建還可以接近良好的重建屬性來代替。在以下推導
中，為簡單起見，將假定兩種良好重建均成立，并且對于7U / L < |0)| ^兀，
尸^=0。此外，假定相位因子滿足^ —S等于4L的整數(shù)倍的條件。
在精確采樣濾波器組中，在綜合之前改變子帶信號通常導致引入混疊干擾。這里，由于使用復數(shù)值信號引入的以因子2進行的過采樣，該問題得到了解決。雖然子帶采樣的總采樣率與離散時間輸入信號的采樣率相同，但是輸入信號是實數(shù)值，并且子帶采樣是復數(shù)值。如將在下文中所述的那樣，不存在混疊將使時不變信號處理能夠有效地得以執(zhí)行。在復數(shù)調(diào)制的濾波器組中進行子帶濾波
在復數(shù)綜合(濾波器)組770執(zhí)行綜合(12)之前，考慮通過以沖激響應(yīng)為g"f^)的濾波器對來自于復數(shù)分析組710的分析采樣c^m卩進行濾波所得到對各個子帶信號的子帶濾波750的修改
^(附)=2>^)^ — —/)。 (15)
基本運算表明，根據(jù)原型濾波器的頻率響應(yīng)的假設(shè)，對重建時間信號所產(chǎn) 生的作用是離散時間濾波，
其中，
G(咖l^(丄4-f("+〗2。 (17)
這里，^(w) = Zm(w)eXp(-/mw)是在子帶A: ( A:^。中應(yīng)用的濾波器的離散時間傅里葉變換，以及
G = GK *<0 (18)其中，*表示復數(shù)共軛。這里觀察到，因為根據(jù)假定的原型p(v)的特殊設(shè) 計，(^~) = 1的特殊情況導致(17)中的G(W"，這意味著
、 Z 2
=1
(19)
另一感興趣的情況是=ex_p。'o^，這使得G(^)=ex/ (^ft^，從而
_>Y"X"-丄」。
通過子帶濾波逼近給定濾波響應(yīng)
令/Zf^為具有實數(shù)值沖激響應(yīng)/z^的給定濾波器(例如，傳遞函數(shù))。該數(shù)據(jù)作為濾波器變換器101的輸入?？紤](17)和(19)，下式給出了導致期望響應(yīng)G(")-^(")的子帶濾波器的一般性選擇
<^0) = //(>/￡), for +1/2)1 ， (20)
該公式的缺點在于，雖然i^W卩是w的平滑函數(shù)，但由(20)定義的周期分段將具有跳變，并且子帶濾波器的沖激響應(yīng)將不必要地變得很長。對均衡或包絡(luò)調(diào)整使用復數(shù)偽QMF組的缺點在于，在每個子帶中應(yīng)用單個增益&，這將導致以下傳遞函數(shù)
尸
、丄
(21)
采用根據(jù)(18)定義的擴展，對于&<0， g4 = g*-w?？紤](19)，滿足
7T
丄
(矢+ 士) =&， A = 0,1V..,(Z — 1)
(22)
并且傳遞函數(shù)被插入在頻率之間。因此，對于隨著頻率o;變化很慢的目標濾波器響應(yīng)//—入逼近濾波器的第一方法通過選擇下式來獲得
、人
V丄
(23)
濾波器變換器101用于通過采用實數(shù)值原型濾波器^^的分析濾波器組710將濾波器(由其沖激響應(yīng)定義)/^"j變換為中間子帶濾波器760，
(2
4)
42按照傅里葉變換，該式表示為
L一l
2
(25)
._ .. . Z 丄，
該過程的優(yōu)點在于，任何給定的濾波器/2f^都可以有效地被轉(zhuǎn)換為
中間子帶濾波器響應(yīng)。如果^^具有《e^個抽頭，具有^/l個抽頭的
時域濾波器/zf^被變換為具有+ 7)個抽頭的子帶域濾波器(24)，
其中，&以及尺e是正整數(shù)。在《e等于3 (L^e = "2)以及時域濾波器的沖激響應(yīng)對應(yīng)長度尺// " (I = 6"的情況下，各個中間子帶濾波器
760具有的沖激響應(yīng)長度為僅僅3 - 1 = /^+2個抽頭。
為濾波器變換器設(shè)計原型濾波器
將(25)代入(17)中得到
廣
2;r ， ——/
丄乂i
+—/——
丄丄 2
尸
丄 2
(26)
因此，使G^^^(")成立的條件為
<formula>formula see original document page 43</formula>=邵]
(27)
其中，對于/ = 0 ，叩]=1，對于"0，叩]=0。 (27)的一簡單解由磚墻式濾波器給出
<formula>formula see original document page 43</formula>
該原型濾波器對應(yīng)于選項(20)，并且存在具有無限和緩慢衰減的沖激響應(yīng)《W的缺點。相反，使用有限沖激響應(yīng)濾波器^^近似求解(例如，從最小平方意義上)等式(17)。 (27)的時域等效是對于&=0,,...乂-7以及對于所有整數(shù)w的線性方程組，
<formula>formula see original document page 43</formula>
(28)
其中，<formula>formula see original document page 44</formula> (29)
是p j的自相關(guān)。對于任意給定的支持長度，可以從最小平方意義對原型
濾波器WW求解線性方程組(28)。希望使用比原始濾波器組原型濾波器 ;^^明顯要短的支持長度，并且在該情況下，線性系統(tǒng)(28)是超定的。通過聯(lián)合優(yōu)化也可以使用給定的近似質(zhì)量來換取其它期望的屬性。此類屬性的一個示例是，低通類型的頻率響應(yīng)^fb入
以下對確定HRTF濾波器的多時隙QMF表示(子帶域)進行說明。從時域變換至復數(shù)QMF子帶域的濾波器變換是通過濾波器變換器101中的FIR濾波器來執(zhí)行的。更準確地說，以下描述對用于在復數(shù)QMF子帶域中實現(xiàn)長度為iVw的給定FIR濾波器的方法進行了說明。
子帶濾波本身是通過位于子帶濾波750內(nèi)部的中間濾波器760來實現(xiàn) 的。更準確地說，子帶濾波包括對具有索引hO，l，…，63的各個QMF子帶單獨應(yīng)用復數(shù)值FIR中間濾波器&^。換言之，在以下說明中，將特別參考丄=64個不同子帶信號的情況。然而，該特定數(shù)目的子帶信號并不是實質(zhì)所在，并且將以更通用的形式給出合適的等式。
用于將給定的時域FIR濾波器W"/變換為復數(shù)子帶域濾波器g^"的濾波器變換器101包括復數(shù)分析組710。在丄=64的子帶信號的特殊情況下，長度為192 (=3，64)的濾波器變換器101的復數(shù)分析濾波器組710的原型濾波器《f^是通過在最小平方意義上求解超定方程組(28)來創(chuàng)建的。之后，將針對1=64個子帶信號的情況，對濾波器系數(shù)^^進行更詳細的說明。
更準確地說，按照數(shù)學描述，在時域FIR濾波器中以零擴展是由下式定義的
<formula>formula see original document page 44</formula>， (30) 1 0,其他、乂
結(jié)果中間子帶域濾波器基于等式(24)，并且可以更通用地表示為
<formula>formula see original document page 44</formula>(31)
其中，/。以及"。是延遲，/是表示濾波器抽頭索引的整數(shù)，乂^A^)是原型濾波器^h;的沖激響應(yīng)的長度。
應(yīng)當注意的是，在本申請的框架中，根據(jù)基于等式的等式，引入附加延遲(例如，&以及因子、附加系數(shù)，以及引入加窗函數(shù)或另外的簡單函數(shù)是可以理解的。此外，可以丟棄簡單常數(shù)、常數(shù)加項等。此外，還包括完全不改變等式結(jié)果或不以明顯方式改變結(jié)果的代數(shù)變換、等效變換以及近似(例如，泰勒近似)。換言之，在等式或表達式基于等式或表達式的情況下，包括使結(jié)果本質(zhì)上相同的略微修改以及變換。
在L=64的情況下，子帶域濾波器或中間濾波器760的表達式變?yōu)?br> <formula>formula see original document page 45</formula>
這些子域濾波器具有長度丄e-《w + 2，其中，
<formula>formula see original document page 45</formula>
并且7VW是需要被轉(zhuǎn)換至子帶域的濾波器特征的沖激響應(yīng)/zf^的長度。在該情況下，整數(shù)妗0，1，...,63同樣是子帶索引，/=0,1,..., 7」是
表示結(jié)果中間濾波器760的抽頭的整數(shù)。
由于等式(24)沒有考慮濾波器的因果性，因此與等式(24)相比，
在等式(32)中存在額外加項(-2)。實際實現(xiàn)中往往會引入延遲。因此，
根據(jù)具體實施方案，可以實施附加延遲器或延遲，為簡單起見，在圖中將
其省略。
在許多情況下，線性方程組(28)是超定的。然而，從最小平方意義上可以對原型濾波器系數(shù)WW求解或近似。從最小平方意義上求解線性方程組(28)，產(chǎn)生以下原型濾波器^^的濾波器抽頭，對于從O至191的整數(shù)w滿足以下關(guān)系
q[O] = -0.2029343380 q[l] = -0.1980331588 q[2] = -0.1929411519 q[3] =-0.1876744222 q[4] =-0.1822474011 q[5] =-0.1766730202 q[6] =-0.1709628636
30 q[7] =-0.1651273005 q[8] = -0.1591756024 q[9] =-0.1531160455 q[lO] =-0.1469560005 q[ll] =-0.1407020132
35 q[12] =-0.1343598738 q[13] =-0.1279346790q[141 =-0.121430887610q[231 =-0.0598343081
q[15| =-0.1148523686q[24-=-0.0526783466
q[16—=-0.1082024454q[25:=-0.0454615388
q卩7:=-0.1014839341q[26]=-0.0381833249
q[18]=-0.0946991783q[27]=-0.0308428572
q[19]=-0.087850079915q[28]=-0.02343卯115
q[20]=-0.0809381268q[29]=-0.0159703957
q[2I]=-0.0739644174q同=-0.0084353584
q[22〗=-0.066929683q則=-0.0008319956
q[32]=0.0068418435q[52]=0.1805909194
q[33]=0.014588552740q[53]=0,1906845753
q[34]=0.0224107648q[54]=0.2009635191
q[35]=0.0303113495q[55]=0.2114373458
q[36]=0.0382934126q[56]=0.2221163080
q[37]=0.0463602959q[57]=0.2330113868
q網(wǎng)=0.054515578945q[58]=0.2441343742
q[39]=0.0627630810q[59]=0.2554979664
q[40]=0.0711068657q[60]=0.2671158700
q[41]=0,0795512453q[61]=0.2790029236
q[42〗=0駕1007879q[62〗=0.2911752349
q[43]=0.096760325950q[63]=0.3036503350
q[44]=0.1055349658q[64]=0.9025275713
q[45]=0.1144301000q[65〗=0.9103585196
q[46]=0.1234514222q[66]=0.9176977825
q[47]=0.1326049434q[67]=0.9245760683
q[48〗=0.141897012355q[68〗=0.9310214581
q〖49]=0.1513343370q[69〗=0.9370596739
q[50]=0.1609240126q[7。]=0.9427143143
q[51]=0.1706735517q問=0.9480070606
46q[72]=:0.952957856630q[lOl1 = 0.9980952118
q[73]==0.9575850672q[102.1 = 0.9970525352
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圖13示出了濾波器壓縮器102的一實施例的簡化框圖，濾波器壓縮器102包括串聯(lián)在濾波器壓縮器102的實施例的輸入和輸出之間的處理器820以及濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305。濾波器壓縮器102的實施例在輸入端接收一組輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)，所述輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)具有濾波器抽頭處的濾波器沖激響應(yīng)值，并被輸入至處理器820。如在圖4的上下文中，尤其是在絕對值表示模塊303、白化模塊402，特別是在結(jié)合掩蔽發(fā)生器304的上下文中所說明的那樣，處理器820根據(jù)至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)檢査濾波器沖激響應(yīng)值，并能夠選擇具有較大絕對值的濾波器沖激響應(yīng)值。此外，處理器820還能夠不選擇至少一個與至少一個選中的濾波器沖激響應(yīng)相比較具有較低絕對值濾波器沖激響應(yīng)值。
換言之，圖13所示的實施例的處理器820包括絕對值表示模塊303以及掩模發(fā)生器304的功能。濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器或確切地濾波器計算器模塊305能夠使用選中的濾波器沖激響應(yīng)值構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，其中，壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)不包括與未選中的濾波器沖激響應(yīng)相對應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值或零值。如前所述，應(yīng)當注意的是，濾波器沖激響應(yīng)濾波器305可以適于將未選中的沖激響應(yīng)值設(shè)置為零，或通過僅僅復制選中的沖激響應(yīng)值或通過其它方法丟棄未選中的濾波器沖激響應(yīng)值，來構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)。
因此，如圖13所示，濾波器壓縮器102的實施例能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)明方法的實施例，該發(fā)明方法可以根據(jù)具有濾波器抽頭處濾波器沖激響應(yīng)值的子帶濾波器沖激響應(yīng)的輸入來產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)。在壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)的上下文中，可以將產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)等價理解為，產(chǎn)生或向系統(tǒng)或計算機可讀存儲介質(zhì)提供壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)。
如在討論圖4中的白化模塊402的上下文中所述的那樣，所述可以根據(jù)等式(4)執(zhí)行的對估計表示」(H^或確切地絕對值表示^r",^進行白化或加權(quán)的方法，將在圖14的上下文中進行更詳細的說明。相應(yīng)地，圖14a示出了作為時域中濾波器頻率的函數(shù)的示例濾波器特征850示意表示。此外，圖14a示意性地示出了與具有索弓l》0，...，4的子帶相對應(yīng)的頻段
49860-0,...，860-4的排列。與具有相應(yīng)子帶索引A的子帶之一相對應(yīng)的這些頻段860 (使用統(tǒng)一參考符號)中的每一個，還可以用中心頻率來表征，中心頻率在圖14a中用虛線860-0,...,860-4表示。各個子帶的中心頻率，以及頻段由在濾波器變換器101中所采用的復數(shù)調(diào)制濾波器組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所確定。更準確地說，例如可以從等式(14)的情況中看出，原型濾波器《^)以及取決于子帶索引k的中心頻率確定各個子帶的相應(yīng)頻段。例如，如果相應(yīng)復數(shù)調(diào)制濾波器組pf^或gf^的原型濾波器是針對子帶索引k=0的低通濾波器，由于等式(14)中由指數(shù)函數(shù)所表示的復數(shù)調(diào)制的緣故，對于較高子帶索引A^M氐通濾波器將被轉(zhuǎn)換為帶通濾波器。
圖14b示出了例如由濾波器變換器101提供的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)的示意表示。更準確地說，圖14b示意性地示出了不同子帶的估計表示J(H^，如一組箭頭880所示。為了簡單起見，在圖14b中，對于各個子帶890-0,...，890-4，示出一組三個箭頭880。如花括號900-0，...，900-2所示，五個子帶8卯-0,…,890-4被排列為子帶的三個子群900-0， 900-1， 900-2，其中，第一子群900-0僅包括第一子帶890-0 (k=0)，而第二以及第三子群900-1， 900-2分別包括兩個子帶，以中心頻率而言，分別是相鄰子帶890-1和890-2，以及890-3和890-4。
根據(jù)圖4所示的白化模塊402的框架中執(zhí)行的白化或譜白化，根據(jù)等式(4)，相對于各個子帶的子群900，可以確定估計表示的最大值，并且稍后從各個估計表示值中減去最大值，從而得到圖14c所示的白化后的估計表示^^^W。作為減去估計表示最大值的結(jié)果，對于各個子群900，估計表示的最大貢獻部將被設(shè)置為0，如圖14c中點910所示。
由于根據(jù)等式(4)針對各個子群900確定最大值的緣故，各個子群的子帶900包括至少一個具有零值的白化后的估計表示，其中，其余白化后的估計表示值j^^,"戶j、于或等于零。因此，在各個子群900中，至少一個值被設(shè)置為零從而表示最大值，使得在在某些實施例中根據(jù)心理聲學模型確定的子帶的各個子群中，在壓縮過程中，各個子群900至少有一個濾波器沖激響應(yīng)值得到保留。
從而，在如等式(4)所示的譜白化過程中，通過應(yīng)用白化方案，將譜權(quán)重或譜能量從具有較低中心頻率的子帶轉(zhuǎn)換到具有較高中心頻率的子帶。直接比較圖14b以及圖14c，也能表明這一點。雖然在圖14b中，在子群900-2中的估計表示值明顯比在子群900-1中的估計表示值要小，但在應(yīng)用白化過程之后，在子群900-2中的結(jié)果白化估計表示值明顯比子群900-1的估計表示值中的至少某些值要大。應(yīng)當注意的是，在該上下文中，子群900-1包括兩個零值估計表示值(如點910所示)，這是由于子群的如圖14b中所示的估計表示j ，^包括兩個相同的最大值。然而，這并不違反等式(4)的應(yīng)用。等式(4)僅僅確保各個子群的估計表示至少有一個值被設(shè)置為零，從而在白化后的估計表示^r化")的上下文中表示最大值。
圖15示出了濾波器壓縮器501的另一實施例，該實施例能夠處理一個以上的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)// )。圖15所示的濾波器壓縮器的結(jié)構(gòu)與圖5所示的結(jié)構(gòu)非常相似，并且與圖5的實施例的區(qū)別僅僅在于，每個絕對值表示模塊303都包括絕對值和對數(shù)函數(shù)模塊401以及白化模塊402，在圖4的上下文中也示出和說明了絕對值和對數(shù)函數(shù)模塊401以及白化模塊402。此外，濾波器計算模塊或濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305均包括濾波器抽取模塊403，以及可以在圖4的上下文中作為可選模塊實現(xiàn)的增益計算器404。
圖15所示的實施例與圖5所示的實施例的區(qū)別還在于，用于多個濾波器的掩蔽發(fā)生器502。更準確地說，圖15的掩蔽發(fā)生器502包括平均計算模塊920，該模塊可以例如基于根據(jù)等式(9)的獨立的(可選地白化后的)絕對值表示, ,^)計算聯(lián)合絕對值表示J ^。更具體地說，在等式(9)的框架中，由于白化模塊402將估計表示值提供至平均計算模塊920，
因此對于濾波器^0，…，(2V-"，應(yīng)當使用合適的白化后的估計表示乂/f打力來代替每個濾波器的獨立的絕對值表示或估計表示^Y"，W。在例如圖15
中所示的濾波器壓縮器501的實施例中，用于不同濾波器"=0,...，(7^-"的各個濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305可以作為由虛線所示的圖15中的單個(總體)濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305，來實現(xiàn)，其中，7V是提供至實施例501的濾波器數(shù)目。更準確地說，根據(jù)具體實施方式
以及技術(shù)環(huán)境，建議實現(xiàn)單個濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305，而不是W個獨立的濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305。例如，當至少在濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器的框架中，計算功率不是基
51本設(shè)計目標或需求時，建議采用這種配置。換言之，在圖15中所示的實
施例501還可以被看作是處理器820以及濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器305'串聯(lián)在相應(yīng)濾波器壓縮器501的輸入以及輸出之間的實施例。
此外，應(yīng)當注意的是，對于由濾波器壓縮器102、 501執(zhí)行的方法的實施例，還可以將圖1至6、 13以及15看作是各個方法的流程圖，其中，"流的方向"包含在信號的方向之中。換言之，以上提及的圖不僅反應(yīng)了濾波器壓縮器102的不同實施例，還說明了由這些實施例執(zhí)行的方法以及用于產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)本身的方法的實施例。
因此，本發(fā)明的實施例涉及子帶域內(nèi)的濾波器壓縮器，有時子帶域還稱為QMF (QMF =正交鏡像濾波器組)，其中，例如，子帶域壓縮濾波器可用于音頻應(yīng)用領(lǐng)域，如用頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)進行濾波，以在耳機上獲得多聲道聲音感受。
本發(fā)明涉及在QMF域使用長濾波器所導致的計算復雜度的問題。本發(fā)明提出通過在一個以上濾波器的時頻表示中選擇最相關(guān)的濾波器系數(shù)、創(chuàng)建表示最相關(guān)濾波器系數(shù)的濾波器掩蔽、以及忽略濾波器掩蔽未覆蓋的系數(shù)，來降低在QMF域中應(yīng)用濾波所需的計算量的新方法。
然而，在濾波器壓縮器501的實施例中，在檢查和選擇通過濾波器壓縮器輸出的壓縮濾波器沖激響應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值時，處理器820不需要考慮提供至濾波器壓縮器501的所有濾波器。然而，在該情況下，濾波器壓縮器的實施例可以適于，針對未考慮在檢查和選擇濾波器沖激響應(yīng)值的架構(gòu)中的一個或多個輸入濾波器沖激響應(yīng)，再構(gòu)造一個壓縮濾波器沖激響應(yīng)或一個以上的壓縮濾波器沖激響應(yīng)。例如，在一個以上濾波器感知上不太重要的情況下推薦采用上述方案，從而進一步降低計算復雜度，在檢查和選擇濾波器沖激響應(yīng)值時不需要將這些濾波器納入考慮。例如，如果一個以上濾波器的能量或音量不重要時，可以實施該方法。在這些情況下，根據(jù)這些濾波器的具體環(huán)境，由不檢查以及不選中基于這些濾波器的這些濾波器沖激響應(yīng)值所引入的失真是可以接受的。
本發(fā)明的某些實施例包括以下特征
-將時域濾波器或幾個濾波器變換為復數(shù)QMF濾波器表示；-創(chuàng)建QMF域中濾波器的絕對值時間/頻率表示；-對絕對值表示應(yīng)用譜白化；
-給定一個以上濾波器的絕對值時間/頻率表示，創(chuàng)建表示期望濾波器系數(shù)的濾波器掩蔽；
-創(chuàng)建新的包含由濾波器掩蔽所指示的系數(shù)在內(nèi)的復數(shù)QMF濾波器；調(diào)整新的濾波器的增益，以使新濾波器與原始濾波器具有相同的增
_、丄
nrff-。
一種重新計算濾波器的復數(shù)QMF域表示的裝置的實施例，能夠執(zhí)行 -將時域濾波器變換為QMF域表示； -創(chuàng)建濾波器QMF表示的濾波器表示； -根據(jù)濾波器的QMF域表示的表示，創(chuàng)建濾波器掩蔽；以及 -根據(jù)第一QMF濾波器以及濾波器掩蔽，創(chuàng)建新的QMF濾波器。本發(fā)明的某些實施例可以解決使用長濾波器過濾所導致的計算復雜度很高的問題。引入在復數(shù)QMF域中工作的濾波器壓縮器。本發(fā)明的某些實施例可以降低濾波的計算復雜度。本發(fā)明的實施例可以作為例如濾波器壓縮器、用于構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)的方法、計算機可讀媒介或作為計算機程序來實現(xiàn)。
濾波器壓縮器102、 501的實施例提供了顯著改善總體聲音質(zhì)量的可能性，但是許多音頻相關(guān)的沖激響應(yīng)的特征具有相當稀疏的時間/頻率標記 (signatiire)。通常，較長的貢獻只存在于低頻部分，并且對于高頻部分有效時間間隔比標稱濾波器長度要短很多。本發(fā)明的實施例，例如，濾波器壓縮器形式的實施例能夠利用這些特征。
此外，應(yīng)當注意的是，由濾波器壓縮器的實施例提供的壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)可以存儲在計算機可讀介質(zhì)中。計算機可讀介質(zhì)上存儲了一組或多個子帶濾波器沖激響應(yīng)，這些子帶濾波器沖激響應(yīng)一起逼近或表示時域HRTF濾波器。與復數(shù)QMF域中的相應(yīng)一組HRTF相關(guān)的濾波器沖激響應(yīng)相比，多個存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中的壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng) 通常具有較短的沖激響應(yīng)，壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)可以通過使用較少數(shù) 目的相應(yīng)沖激響應(yīng)值、通過數(shù)目減少的不為零或非零濾波器抽頭或二者的結(jié)合來實現(xiàn)。
例如，如果相應(yīng)的HRTF濾波器函數(shù)在時域中包括7&個濾波器抽頭，
53并且打算將存儲在計算機可讀介質(zhì)中的壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)用于具有丄個子帶的子系統(tǒng)中，那么至少就一個子帶濾波器沖激響應(yīng)而言，較短的沖激響應(yīng)通常包含少于(^z/Z^個值。優(yōu)選地，至少一個子帶濾波器沖激響應(yīng)包括甚至少于f^// /丄-"個的不為零或非零濾波器抽頭。
此外，如果在計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲了與壓縮時域HRTF濾波器
相對應(yīng)的多組子帶濾波器沖激響應(yīng)，那么相應(yīng)組的壓縮子帶濾波器沖激響
應(yīng)包括公共數(shù)據(jù)模式，其中，公共數(shù)據(jù)模式指示某些沖激響應(yīng)值，這些值
至少在存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的子帶濾波器沖激響應(yīng)的某些組中表示具有平凡值或丟失的沖激響應(yīng)值。換言之，公共數(shù)據(jù)模式與一組以上
的濾波器沖激響應(yīng)中未選中的濾波器沖激響應(yīng)值相關(guān)，濾波器沖激響應(yīng)構(gòu) 造器不把這些未選中的濾波器沖激響應(yīng)作為濾波器壓縮器的一部分。例
如，這樣的(相似的)數(shù)據(jù)模式可以通過由掩蔽發(fā)生器502為多個輸入濾波器/T(h,^提供的公共的濾波器掩蔽^^"，^來產(chǎn)生。
換言之，計算機可讀存儲介質(zhì)不僅可以包括對于不同子帶的單組(壓縮)子帶濾波器沖激響應(yīng)，還可以包括多個濾波器沖激響應(yīng)值。多組濾波器沖激響應(yīng)的每一組可以包括公共數(shù)據(jù)模式，當被作為整體看待時，由零值的相應(yīng)沖激響應(yīng)值給出或完全丟失。濾波器沖激響應(yīng)的這些組中的每一組包括相同的公共數(shù)據(jù)模式，公共數(shù)據(jù)模式存儲在計算機可讀介質(zhì)上。例如，如果在一組濾波器沖激響應(yīng)值中，由時間或釆樣索引M以及子帶索引 A所指示的特定值丟失或為零值，則其它組子帶濾波器沖激響應(yīng)中由相同采樣或時間索引n以及子帶索引A所指示的沖激響應(yīng)值也丟失、為零值或具有其它預定的值。在該上下文中，不同組濾波器沖激響應(yīng)由各個索引v 來標記，其中，例如，索引v可以取O至(AM)的范圍中的任意整數(shù)值，
其中，7V同樣是濾波器的數(shù)目。
換言之，上述的數(shù)據(jù)模式指，例如，在濾波器壓縮器501的實施例的上下文中所述的意義下，不被選中的濾波器沖激響應(yīng)值。因此，數(shù)據(jù)模式是可識別的或可以根據(jù)索引來定義，其中，索引("，A)指全設(shè)置為零或全部丟棄的由各個濾波器索引v表示的不同組濾波器沖激響應(yīng)的采
樣或時間索引n以及子帶索引L
例如，計算機可讀存儲介質(zhì)可以包括HRTF相關(guān)的濾波器。此外，存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中的多組子帶濾波器沖激響應(yīng)，可以是用于空間音頻系統(tǒng)的一組濾波器沖激響應(yīng)。
很重要的是應(yīng)當注意，本質(zhì)上，計算機可讀媒介可以是任何計算機可讀存儲介質(zhì)。該計算機可讀存儲介質(zhì)的示例有可攜帶存儲介質(zhì)，諸如軟盤、
CD、 CD-ROM、 DVD或能夠以計算機可讀方式存儲信息的任何其它存儲介質(zhì)。此外，還可以使用內(nèi)置存儲器諸如RAM (隨機訪問存儲器)、ROM (只讀存儲器)、硬盤存儲器、NVM (非易失性存儲器)或閃存。換言之，在本申請文件中的計算機可讀存儲介質(zhì)，可以不僅是可攜帶的存儲介質(zhì)，也可以是內(nèi)置存儲介質(zhì)。此外，術(shù)語計算機可讀存儲介質(zhì)還指此類媒體，這類媒體中數(shù)據(jù)或信息，以及這些存儲器都可以改變或變化，或各個數(shù)據(jù) 信息不能被改變。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，計算機可讀存儲介質(zhì)可以在其中存儲多個子帶濾波器沖激響應(yīng)，這些子帶濾波器沖激響應(yīng)一起逼近時域頭部相關(guān) 傳遞函數(shù)，其中，與時域頭部相關(guān)傳遞函數(shù)相比較，多個子帶濾波器沖激響應(yīng)具有較短的沖激響應(yīng)。 '
根據(jù)發(fā)明方法的實施例的某些實施需求，發(fā)明方法的實施例可以在軟件或硬件中實現(xiàn)?？梢圆捎门c處理器協(xié)同工作的數(shù)字存儲介質(zhì)、計算機可讀存儲介質(zhì)(例如，磁盤、在其上存儲有電可讀控制信號的CD或DVD) 來實現(xiàn)實施，從而執(zhí)行發(fā)明方法的實施例。通常，本發(fā)明的實施例是具有存儲在機器可讀載體上的程序代碼的計算機程序產(chǎn)品，當計算機程序在處理器上運行時，程序代碼用于執(zhí)行發(fā)明方法的實施例。換言之，發(fā)明方法的實施例是具有程序代碼的計算機程序，當計算機程序在計算機上運行時，程序代碼執(zhí)行發(fā)明方法的至少一個實施例。在該上下文中，處理器可以由可編程計算機系統(tǒng)、可編程計算機、中央處理單元(CPU)、專用集成電路(ASIC)、處理器、或其它集成電路構(gòu)成。
雖然上述內(nèi)容是參考特定實施例來示出和說明的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，在不偏離精神和范圍的情況下，在形式和具體細節(jié)方面可以進行多種其它改變。應(yīng)當理解的是，在不背離這里所公開、以及由所附權(quán)利要求所包含的廣泛概念的情況下，可以進行多種修改以適合于不同實施例。
權(quán)利要求
1. 一種濾波器壓縮器(102；501)，用于根據(jù)包括濾波器抽頭處濾波器沖激響應(yīng)值在內(nèi)的、與子帶相對應(yīng)的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)來產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，所述濾波器壓縮器包括處理器(820)，用于從至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)中檢查濾波器沖激響應(yīng)值，以找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值、以及具有小于所述較大值的值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值；濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)，用于使用具有所述較大值的濾波器沖激響應(yīng)值來構(gòu)造所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，其中，所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)不包括與具有所述較小值的所述至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值；或者包括與具有所述較小值的所述至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的零值濾波器沖激響應(yīng)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，用于檢查濾波器沖激響應(yīng)值的所述處理器(820)適于處理復數(shù)值濾波器沖激響應(yīng)值，并且所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)適于處理復數(shù)值沖激響應(yīng)值。
3. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于基于絕對值檢查濾波器沖激響應(yīng)值，使得所述較大值的絕對值較大，所述較小值的絕對值較小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于基于濾波器沖激響應(yīng)值的復數(shù)值的絕對值、實部、實部的絕對值、虛部、虛部的絕對值、或相位來檢查濾波器沖激響應(yīng)值。
5. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于基于所述輸入濾波器響應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值，來計算估計表示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于基于心理聲學模型或基于人耳特性的模型來計算所述估計表示。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于基于濾波器沖激響應(yīng)值來計算絕對值，以獲得估計表示。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于基于濾波器沖激響應(yīng)值來計算對數(shù)值，以獲得估計表示。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于根據(jù)以下等式計算估計表示^ ，A:」j(",yt) = 201og10|//("，it)| ，其中，i/(H^是濾波器沖激響應(yīng)值，n是表示采樣或時間索引的整數(shù)，A是表示所述至少兩個沖激子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶索引的整數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3至8中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于根據(jù)以下等式計算估計表示」 ^」(",",(w ，其中，n是表示采樣或時間索引的整數(shù)，A:是表示所述至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶索引的整數(shù)，^是非零實數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5至10中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于基于與所述輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)相對應(yīng)的子帶的中心頻率，來對基于心理聲學模型的估計表示進行加權(quán)，以獲得白化的估計表示。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5至11中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于基于子帶的至少一個子群，來對估計表示進行加權(quán)，其中，每個子帶至多屬于子帶的一個子群。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于基于子帶的至少一個子群來對估計表示進行加權(quán)，其中，子帶的每個子群包括至少一個子帶，并且每個子帶剛好屬于子帶的一個子群。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13中任意一項所述的濾波器壓縮器(102;501)，其中，所述處理器(820)適于基于子帶的至少一個子群來對估計表示進行加權(quán)，其中，至少包括兩個子帶在內(nèi)的每個子群僅僅包括具有所有子帶中心頻率的集合中的相鄰中心頻率的子帶，所述所有子帶是按照子帶的相應(yīng)的中心頻率排序的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求5至14中任意一項所述的濾波器壓縮器(102;501)，其中，所述處理器(820)適于對估計表示進行加權(quán)，以獲得白化的估計表示，使得每個子帶或子帶的每個子群包括白化估計表示中的至少一個值，所述值與一個沖激響應(yīng)值相對應(yīng)，并且包括預定的、可調(diào)節(jié)的、可編程的、或固定的值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求5至15中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于單獨針對每個子帶，對估計表示進行加權(quán)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求5至16中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于對估計表示進行加權(quán)，使所述加權(quán)包括針對子帶的每個子群或針對每個子帶確定最大值，以及從針對子帶的相應(yīng)子群或針對相應(yīng)子帶的估計表示的每個值中減去所確定的最大值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求5至17中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于對估計表示j ，W進行加權(quán)，以基于以下等式獲得白化的估計表示<formula>formula see original document page 4</formula>其中，"是表示采樣或時間索引的整數(shù)，a和/是表示所述至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶索引的整數(shù)，p是表示子帶的子群的整數(shù)，/0」是包含在由整數(shù)p表示的子帶子群中的子帶的索引集合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求5至16中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于對估計表示進行加權(quán)，使所述加權(quán)包括-針對子帶的每個子群或針對每個子帶確定最大值，以及將子帶的相應(yīng)子群或相應(yīng)子帶的估計表示的每個值除以針對子帶的相應(yīng)子群確定的最大值或根據(jù)所確定的最大值推導得到的值，或除以針對相應(yīng)子帶確定的最大值。
20. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于不管子帶或子帶的子群的沖激響應(yīng)值的絕對值如何，找出每個子帶的具有較大值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值，或子帶的每個子群的具有較大值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值。
21. 根據(jù)權(quán)利要求5至20中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于基于估計表示找出濾波器沖激響應(yīng)值。
22. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于檢查濾波器沖激響應(yīng)值，使得相對于至少一個子帶或相對于子帶的至少一個子群，相應(yīng)濾波器沖激響應(yīng)值總數(shù)的50%以下的濾波器沖激響應(yīng)值具有小于所述較大值的值。
23. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于找出濾波器沖激響應(yīng)值，使得相對于至少一個子帶，小于所述較大值的沖激響應(yīng)值的數(shù)目小于《e ，其中，與所述輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)相對應(yīng)的時域內(nèi)的濾波器的濾波器沖激響應(yīng)值的數(shù)目至少為^，丄，其中，Z是子帶數(shù)目，&以及丄是正整數(shù)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于檢査濾波器沖激響應(yīng)值，使得相對于至少一個子帶，濾波器沖激響應(yīng)值的數(shù)目等于或小于(《2-3入
25. 根據(jù)權(quán)利要求5至24中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述處理器(820)適于檢査濾波器沖激響應(yīng)，使得基于估計表示或白化的估計表示，預定的、可調(diào)節(jié)的、固定的或可編程的數(shù)目的沖激響應(yīng)值具有所述較大值。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)被設(shè)置為使所述預定的、可調(diào)節(jié)的、固定的或可編程的數(shù)目大于或等于子帶數(shù)目，或等于或大于子帶的子群的數(shù)目。
27. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于在濾波器沖激響應(yīng)值、估計表示的相應(yīng)值、或白化的估計表示的相應(yīng)值小于門限值時，找出小于所述較大值的濾波器沖激響應(yīng)值。
28. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于在濾波器沖激響應(yīng)值接近于與所述輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)相對應(yīng)的濾波器組的混疊水平時，找出至少一個小于所述較大值的濾波器沖激響應(yīng)值。
29. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于提供表示具有所述較大值的沖激響應(yīng)值的掩蔽ik^"^，其中，"是表示采樣或時間索引的整數(shù)，A是表示所述至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶索引的整數(shù)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)適于提供具有二進制值的掩蔽M 力，所述掩蔽M&力表示由整數(shù)n， k所指示的沖激響應(yīng)值是具有較大值還是具有小于所述較大值的值。
31. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述處理器(820)被配置為使所述檢查濾波器沖激響應(yīng)值包括，選擇具有所述較大值的濾波器沖激響應(yīng)。
32. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)適于通過提供相應(yīng)的子帶濾波器沖激響應(yīng)值或基于這些子帶濾波器沖激響應(yīng)值的值，作為壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)值，以及通過以下操作中的至少一種將小于較大值的沖激響應(yīng)值設(shè)置為零；忽略小于所述較大值的沖激響應(yīng)值；以及當濾波器沖激響應(yīng)值是復數(shù)值時，提供基于小于所述較大值的復數(shù)值濾波器沖激響應(yīng)值的實數(shù)值，來使用具有所述較大值的濾波器沖激響應(yīng)值，構(gòu)造所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)。
33. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)適于通過采用相應(yīng)的沖激響應(yīng)值和復制相應(yīng)的沖激響應(yīng)值中的至少一種操作，來使用具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值構(gòu)造所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求29至33中任意一項所述的濾波器壓縮器(102;501)，其中，所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)適于基于以下等式構(gòu)造所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)<formula>formula see original document page 7</formula>其中，// 力是濾波器沖激響應(yīng)值，M 力是由所述處理器(820)提供的、表示濾波器沖激響應(yīng)值是具有較大值還是具有小于所述較大值的值的掩蔽，其中，所述掩蔽包括o值，表示濾波器沖激響應(yīng)值具有小于所述較大值的值，n是表示釆樣或時間索引的整數(shù)，A:是表示所述至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶索引的整數(shù)。
35. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)適于調(diào)整壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值，使得調(diào)整后的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值包括比相應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值的絕對值大的絕對值。
36. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)適于通過將每個沖激響應(yīng)值與取決于相應(yīng)子帶的子帶特定的增益因子相乘，來調(diào)整具有較大值的沖激響應(yīng)值。
37. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)適于通過將每個沖激響應(yīng)值與取決于子帶的相應(yīng)子群的子群特定的增益因子相乘，來調(diào)整具有較大值的沖激響應(yīng)值。
38. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)適于通過將相應(yīng)沖激響應(yīng)值7/A^",^與基于以下等式的子帶特定的增益因子G(^相乘，來調(diào)整具有較大值之一的沖激響應(yīng)值:min,、"2以根據(jù)以下等式獲得壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)i^",A:)<formula>formula see original document page 7</formula>其中，// ^是濾波器沖激響應(yīng)值，"是表示采樣或時間索引的整數(shù)，A:是表示所述至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶索引的整數(shù)，是表示最大增益因子的正實數(shù)，e是正實數(shù)。
39.根據(jù)權(quán)利要求1至37中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501 )，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)適于通過將相應(yīng)沖激響應(yīng)值/fA/",W與基于以下等式的子帶特定的增益因子G(^)相乘，來調(diào)整具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值，其中，/f ^是濾波器沖激響應(yīng)值，"是表示采樣或時間索引的整數(shù)，A是表示所述至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶索引的整數(shù)，GMax是表示最大增益因子的正實數(shù)值，e是正實數(shù)值以根據(jù)以下等式獲得壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)/^"A)<formula>formula see original document page 8</formula>其中，p是表示子帶的子群的索引的整數(shù)，/fe)是包含在由索引p指示的子帶子群中的子帶的索引集合。
40. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)適于在復數(shù)值輸入濾波器響應(yīng)值與邊界頻率以上的中心頻率相對應(yīng)時，通過提供基于復數(shù)值濾波器沖激響應(yīng)值的實數(shù)值作為相應(yīng)的壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)值，來構(gòu)造壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)值。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的濾波器壓縮器(102; 501)，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)被配置為使基于復數(shù)值濾波器沖激響應(yīng)值的實數(shù)值是，實部、虛部、絕對值、相位、或基于它們的線性組合、基于它們的多項表達式、以及基于它們的實數(shù)值表達式中的至少一項。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40或42中任意一項所述的濾波器壓縮器(102;501)，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)適于通過使用實數(shù)值代替復數(shù)值輸入濾波器沖激響應(yīng)值，來提供實數(shù)值。
43. 根據(jù)權(quán)利要求40至42中任意一項所述的濾波器壓縮器(102;501)，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)被配置為使所述邊界頻率在lkHz至10kHz的范圍內(nèi)。
44. 根據(jù)權(quán)利要求40至43中任意一項所述的濾波器壓縮器(102;501)，其中，所述濾波器沖激構(gòu)造器(305)適于當濾波器沖激響應(yīng)值具有較大值時，提供基于復數(shù)值輸入濾波器響應(yīng)值的實數(shù)值，作為壓縮濾波器沖激響應(yīng)的相應(yīng)的壓縮沖激響應(yīng)值。
45. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項所述的濾波器壓縮器(502)，其中，所述濾波器壓縮器(501)適于基于多組輸入濾波器沖激響應(yīng)來產(chǎn)生多組壓縮濾波器沖激響應(yīng)，一組壓縮濾波器沖激響應(yīng)的每個壓縮濾波器沖激響應(yīng)剛好與多個中心頻率中的一個中心頻率相對應(yīng)，多組壓縮濾波器沖激響應(yīng)的每一組中的每個壓縮濾波器沖激響應(yīng)剛好與所述多個中心頻率的一個中心頻率相對應(yīng)，一組輸入濾波器沖激響應(yīng)的每個輸入濾波器沖激響應(yīng)剛好與所述多個中心頻率中的一個中心頻率相對應(yīng)，多組輸入濾波器沖激響應(yīng)的每一組中的每個輸入濾波器沖激響應(yīng)剛好與所述多個中心頻率的一個中心頻率相對應(yīng)。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的濾波器壓縮器(501)，其中，所述處理器(820)適于在所述多組輸入濾波器沖激響應(yīng)的至少一組中的至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)中，檢查濾波器沖激響應(yīng)值，并且，所述處理器(820)還適于從與同一中心頻率相對應(yīng)的至少兩組輸入濾波器沖激響應(yīng)中，找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的濾波器壓縮器(501)，其中，所述處理器(820)適于從與同一中心頻率相對應(yīng)的全部輸入濾波器沖激響應(yīng)組中，找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值。
48. 根據(jù)權(quán)利要求46或47中任意一項所述的濾波器壓縮器(501)，其中，所述處理器(820)適于從所述多組輸入濾波器沖激響應(yīng)中與同一采樣或時間索引"相對應(yīng)的至少兩組輸入濾波器沖激響應(yīng)中，找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值，其中，"是整數(shù)。
49. 根據(jù)權(quán)利要求45至48中任意一項所述的濾波器壓縮器(501)，其中，所述處理器(820)適于針對每組輸入濾波器沖激響應(yīng)，計算估計表示^丫"，^或白化的估計表示^ />，&，其中，v是表示多組輸入濾波器沖激響應(yīng)的整數(shù)，"是表示采樣或時間索引的整數(shù)，A是表示子帶索引的整數(shù)，并且，所述處理器(820)還適于基于至少兩個估計表示, ,W 或根據(jù)至少兩個白化的估計表示^^丫"力，計算估計表示。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的濾波器壓縮器(501)，其中，所述處理器(820)適于根據(jù)以下等式之一來計算估計表示J ,W<formula>formula see original document page 10</formula>其中，W是表示多組輸入濾波器沖激響應(yīng)的組數(shù)量的整數(shù)。
51. 根據(jù)權(quán)利要求45至50中任意一項所述的濾波器壓縮器(501)，其中，所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)適于構(gòu)造所述多組壓縮濾波器沖激響應(yīng)的壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，使得在相應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)是復數(shù)值時，與同一中心頻率以及與同一采樣或時間索引相對應(yīng)的壓縮濾波器沖激響應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值被設(shè)置為零，不包括在所述多組壓縮濾波器沖激響應(yīng)的壓縮濾波器沖激響應(yīng)之中，或者被對應(yīng)的實數(shù)值替換。
52. —種用于根據(jù)包括濾波器抽頭處的濾波器沖激響應(yīng)值在內(nèi)的、與子帶相對應(yīng)的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)，來產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng) 的方法，包括從至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)中檢查濾波器沖激響應(yīng)值，以找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)、以及具有小于所述較大值的值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值；以及使用具有所述較大值的濾波器沖激響應(yīng)值來構(gòu)造所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，其中，所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)不包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值；或包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的零值濾波器沖激響應(yīng)值。
53. —種計算機程序，用于在運行于處理器上時，執(zhí)行權(quán)利要求52 所述的方法。
54. —種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有多組子帶濾波器沖激響應(yīng)，每組子帶濾波器沖激響應(yīng)總體逼近時域頭部相關(guān)傳遞函數(shù)相關(guān)的濾波器，其中，每個時域頭部相關(guān)傳遞函數(shù)相關(guān)的濾波器的濾波器沖激響應(yīng)比相應(yīng) 子帶濾波器沖激響應(yīng)組的子帶濾波器沖激響應(yīng)的長度之和大，或者，其中，當濾波器沖激響應(yīng)值是復數(shù)時，每個時域頭部相關(guān)傳遞函數(shù)相關(guān)的濾波器的濾波器沖激響應(yīng)比相應(yīng)子帶濾波器沖激響應(yīng)組的子帶濾波器沖激響應(yīng) 的復數(shù)值濾波器沖激響應(yīng)值的長度之和大。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，所述多組子帶濾波器沖激響應(yīng)包括公共數(shù)據(jù)模式。
56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，當濾波器沖激響應(yīng)值是復數(shù)值時，所述公共數(shù)據(jù)模式涉及至少兩組子帶濾波器沖激響應(yīng)的子帶濾波器沖激響應(yīng)的零值或缺失的濾波器沖激響應(yīng)值、或者涉及實數(shù)值。
57. 根據(jù)權(quán)利要求54至56中任意一項所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，至少一組子帶濾波器沖激響應(yīng)總體逼近空間音頻濾波器。
全文摘要
一種濾波器壓縮器(102)，用于根據(jù)包括濾波器抽頭處濾波器沖激響應(yīng)值在內(nèi)的、與子帶相對應(yīng)的輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)來產(chǎn)生壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，所述濾波器壓縮器包括處理器(820)以及濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器(305)，所述處理器用于從至少兩個輸入子帶濾波器沖激響應(yīng)中檢查濾波器沖激響應(yīng)值，以找出具有較大值的濾波器沖激響應(yīng)值、以及具有小于所述較大值的值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值；所述濾波器沖激響應(yīng)構(gòu)造器用于使用具有所述較大值的濾波器沖激響應(yīng)值來構(gòu)造所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)，其中，所述壓縮子帶濾波器沖激響應(yīng)不包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)值；或者包括與具有較小值的至少一個濾波器沖激響應(yīng)值的濾波器抽頭相對應(yīng)的零值濾波器沖激響應(yīng)值。
文檔編號G10L19/02GK101512899SQ200780032661
公開日2009年8月19日申請日期2007年7月3日優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者拉爾斯·維爾莫斯申請人:杜比瑞典公司

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