專利名稱：通過(guò)使用空間信息來(lái)處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)等來(lái)進(jìn)行的信號(hào)處理，更具體地講， 涉及一種通過(guò)使用空間信息來(lái)處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
在處理音頻信號(hào)的傳統(tǒng)方法和設(shè)備中，當(dāng)恢復(fù)多聲道音頻信號(hào)時(shí)采用僅使用技術(shù)心理聲學(xué)編碼(binaural cue coding, BCC)來(lái)恢復(fù)環(huán)繞(surround)分量的空間音頻編碼 (SAC)。SAC公開(kāi)于論文“低比特率的高質(zhì)量參數(shù)空間音頻編碼(High-quality Parametric Spatial Audio Coding at Low Bitrates) ”，116th AES convention,Preprint,p. 6072,BCC 公幵于論文“應(yīng)用于立體聲和多聲道音頻壓縮的技術(shù)心理聲學(xué)編碼(Binaural Cue Coding Applied to Stereo and Multi-Channel Audio compression)，，，112th AES convention, Preprint，p.5574。在以上使用SAC的傳統(tǒng)方法中，當(dāng)立體聲信號(hào)被下混合時(shí)，環(huán)繞分量消失。換句話說(shuō)，下混合的立體聲信號(hào)不包括環(huán)繞分量。因此，由于具有大量數(shù)據(jù)的邊信息應(yīng)該被發(fā)送以便當(dāng)恢復(fù)多聲道音頻信號(hào)時(shí)恢復(fù)環(huán)繞分量，所以傳統(tǒng)方法具有信道傳輸效率低的缺點(diǎn)。另外，由于消失的環(huán)繞分量被恢復(fù)，所以恢復(fù)的多聲道音頻信號(hào)的聲音質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種使用空間信息處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備，該設(shè)備用于使用空間信息在多聲道音頻信號(hào)中包括的環(huán)繞分量的恢復(fù)期間對(duì)多聲道音頻信號(hào)編碼，并對(duì)多聲道音頻信號(hào)解碼。本發(fā)明的一方面還提供一種使用空間信息處理多聲道音頻信號(hào)的方法，該方法使用空間信息在多聲道音頻信號(hào)中包括的環(huán)繞分量的恢復(fù)期間對(duì)多聲道音頻信號(hào)編碼，并對(duì)多聲道音頻信號(hào)解碼。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種使用空間信息處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備和方法，該設(shè)備包括主編碼單元，通過(guò)將空間信息應(yīng)用于多聲道音頻信號(hào)中包括的環(huán)繞分量來(lái)將多聲道音頻信號(hào)下混合，使用多聲道音頻信號(hào)或下混合結(jié)果的立體聲信號(hào)來(lái)產(chǎn)生邊信息，對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息編碼以產(chǎn)生編碼的結(jié)果，并將編碼的結(jié)果作為編碼信號(hào)發(fā)送；和主解碼單元，接收編碼信號(hào)，使用接收的編碼信號(hào)對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息解碼，使用解碼的邊信息將解碼的立體聲信號(hào)上混合，并恢復(fù)多聲道音頻信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在用于處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備中執(zhí)行的使用空間信息來(lái)處理多聲道音頻信號(hào)的方法，該設(shè)備具有對(duì)多聲道音頻信號(hào)編碼的主編碼單元和對(duì)多聲道音頻信號(hào)解碼的主解碼單元，該方法包括通過(guò)將空間信息應(yīng)用于多聲道音頻信號(hào)中包括的環(huán)繞分量來(lái)將多聲道音頻信號(hào)下混合，使用多聲道音頻信號(hào)或下混合結(jié)果的立體聲信號(hào)來(lái)產(chǎn)生邊信息，對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息編碼以產(chǎn)生編碼的結(jié)果，并將編碼的結(jié)果作為編碼信號(hào)發(fā)送給主解碼單元；和接收從主編碼單元發(fā)送的編碼信號(hào)，使用接收的編碼信號(hào)對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息解碼，使用解碼的邊信息將解碼的立體聲信號(hào)上混合， 并恢復(fù)多聲道音頻信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種增加壓縮效率的方法，包括通過(guò)將空間信息應(yīng)用于環(huán)繞分量來(lái)將包括環(huán)繞分量的多聲道音頻信號(hào)下混合，使用多聲道音頻信號(hào)或下混合結(jié)果的立體聲信號(hào)來(lái)產(chǎn)生邊信息，對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息編碼以產(chǎn)生編碼的結(jié)果，并發(fā)送編碼的結(jié)果；和接收編碼結(jié)果，對(duì)接收的編碼信號(hào)的立體聲信號(hào)和邊信息解碼，使用解碼的邊信息將解碼的立體聲信號(hào)上混合以便恢復(fù)多聲道音頻信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多聲道音頻信號(hào)處理系統(tǒng)，包括編碼單元， 通過(guò)將空間信息應(yīng)用于環(huán)繞分量來(lái)將包括環(huán)繞分量的多聲道音頻信號(hào)下混合，使用多聲道音頻信號(hào)或下混合結(jié)果的立體聲信號(hào)來(lái)產(chǎn)生邊信息，對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息編碼以產(chǎn)生編碼的信號(hào)；和解碼單元，接收編碼的信號(hào)，對(duì)接收的編碼的信號(hào)解碼以獲得立體聲信號(hào)和邊信息，使用解碼的邊信息將解碼的立體聲信號(hào)上混合以產(chǎn)生環(huán)繞分量。在下面的描述中將部分地闡明本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)描述，其會(huì)變得更加清楚，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明可以了解。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和更易于理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備的方框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理多聲道音頻信號(hào)的方法的流程圖；圖3是圖1中示出的主編碼單元的例子的方框圖；圖4是示出圖2中示出的操作20的例子的流程圖；圖5表示可由本發(fā)明實(shí)施例處理的多聲道音頻信號(hào)；圖6是圖3中示出的下混合器的例子的方框圖；圖7是圖1中示出的主解碼單元的例子的方框圖；圖8是圖2中示出的操作22的例子的流程圖；圖9是圖7中示出的上混合器的例子的方框圖；圖10是圖3中示出的邊信息產(chǎn)生器的例子的方框圖；圖11是圖9中示出的運(yùn)算單元的例子的方框圖；和圖12是圖9中示出的運(yùn)算單元的另一例子的方框圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同部件。下面通過(guò)參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述以解釋本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備的方框圖。圖1的設(shè)備包括主編碼單元10和主解碼單元12。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理多聲道音頻信號(hào)的方法的流程圖。圖2 的方法包括對(duì)多聲道音頻信號(hào)編碼(操作20)和對(duì)編碼的多聲道音頻信號(hào)解碼(操作22)。參照?qǐng)D1和圖2，在操作20中，圖1的主編碼單元10通過(guò)將空間信息應(yīng)用于通過(guò)輸入端mi輸入的多聲道音頻信號(hào)中包括的環(huán)繞分量來(lái)將多聲道音頻信號(hào)下混合，使用立體聲信號(hào)或多聲道音頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生邊信息，對(duì)所述立體聲信號(hào)和邊信息編碼，并將編碼的結(jié)果作為編碼信號(hào)發(fā)送給主解碼單元12。所述立體聲信號(hào)指的是將多聲道音頻信號(hào)下混合的結(jié)果?？臻g信息公開(kāi)于“頭部相關(guān)傳輸函數(shù)(HRTF)介紹(Introduction to Head-Related Transfer Functions (HRTF))，，，Representations of HRTF in Time, Frequency, and Space, 107th AES convention, Preprint, p. 50。在操作20之后，在操作22中，主解碼單元12接收從主編碼單元10發(fā)送的編碼信號(hào)，使用接收的編碼信號(hào)對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息解碼，使用解碼的邊信息將解碼的立體聲信號(hào)上混合，恢復(fù)多聲道音頻信號(hào)，并通過(guò)輸出端OUTl輸出恢復(fù)的多聲道音頻信號(hào)。以下，將參照附圖來(lái)描述用于處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備的各種示例性構(gòu)造和用于處理多聲道音頻信號(hào)的方法各種示例性操作。圖3是圖1中示出的主編碼單元10的例子10A的方框圖。主編碼單元10A包括下混合器30、子編碼器32、邊信息產(chǎn)生器34、邊信息編碼器36和位打包單元38。圖4是示出圖2中示出的操作20的例子20A的流程圖。操作20A包括使用空間信息將多聲道音頻信號(hào)下混合(操作50)，對(duì)立體聲信號(hào)編碼，產(chǎn)生邊信息，對(duì)邊信息編碼 (各自為操作52、54、和56)，并將編碼的結(jié)果進(jìn)行位打包(操作58)。參照?qǐng)D3和圖4，在操作50中，圖3的下混合器30通過(guò)將空間信息應(yīng)用于通過(guò)輸入端IN2輸入的多聲道音頻信號(hào)中包括的環(huán)繞分量來(lái)將多聲道音頻信號(hào)下混合，如方程1 中所示，并將下混合的結(jié)果作為立體聲信號(hào)輸出給子編碼器32。其中，1^和Rm分別是作為下混合的結(jié)果而獲得的立體聲信號(hào)的左分量和右分量，W 可作為加權(quán)值而被預(yù)先確定和改變，F(xiàn)i0和Fil是通過(guò)輸入端IN2輸入的多聲道音頻信號(hào)中所包括的分量之中的非環(huán)繞分量，Sjo和S"是多聲道音頻信號(hào)中所包括的分量之中的環(huán)繞分量，Nf是非環(huán)繞分量中包括的聲道的數(shù)量，Ns是環(huán)繞分量中包括的聲道的數(shù)量，F(xiàn)i0和Sitl 中的‘0’是左(L)[或右㈨]分量，F(xiàn)il和Sil中的‘1’是右(R)[或左(L)]分量，Hj是指示空間信息的空間濾波器的傳遞函數(shù)。圖5表示多聲道音頻信號(hào)。非環(huán)繞分量60、62和64以及環(huán)繞分量66和68包括在該多聲道音頻信號(hào)中。這里，標(biāo)號(hào)69表示聽(tīng)者。如在圖5中所示，假設(shè)多聲道音頻信號(hào)的非環(huán)繞分量60、62和64由包括左(L)聲道60、右(R)聲道64和中央(C)聲道62的前分量組成，并且多聲道音頻信號(hào)中所包括的環(huán)繞分量由右環(huán)繞(舊)聲道66和左環(huán)繞(U)聲道68組成。在這種情況下，方程1可簡(jiǎn)化為如方程2所示。
權(quán)利要求
1.一種使用空間信息產(chǎn)生多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備，包括 子解碼器，從編碼端下混合的信號(hào)中解碼立體聲信號(hào)；邊信息解碼器，從編碼端下混合的信號(hào)中解碼邊信息，所述邊信息與包括聲道間的電平差的空間信息對(duì)應(yīng)；上混合器，通過(guò)使用解碼的邊信息和逆頭部相關(guān)傳輸函數(shù)(HRTF)來(lái)將解碼的立體聲信號(hào)上混合，以產(chǎn)生多聲道音頻信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括位打包單元，將從編碼端下混合的信號(hào)進(jìn)行位打包，以輸出立體聲信號(hào)和邊信息。
3.一種使用空間信息產(chǎn)生多聲道音頻信號(hào)的方法，包括將從編碼端下混合的信號(hào)進(jìn)行位打包，以獲得立體聲信號(hào)和邊信息，所述邊信息與包括聲道間的電平差的空間信息對(duì)應(yīng)； 對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息解碼；通過(guò)使用解碼的邊信息和逆頭部相關(guān)傳輸函數(shù)(HRTF)來(lái)將解碼的立體聲信號(hào)上混合，以產(chǎn)生多聲道音頻信號(hào)。
全文摘要
一種使用空間信息處理多聲道音頻信號(hào)的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括主編碼單元，通過(guò)將空間信息應(yīng)用于多聲道音頻信號(hào)中包括的環(huán)繞分量來(lái)將多聲道音頻信號(hào)下混合，使用多聲道音頻信號(hào)或下混合結(jié)果的立體聲信號(hào)來(lái)產(chǎn)生邊信息，對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息編碼，并將編碼的結(jié)果作為編碼信號(hào)發(fā)送；和主解碼單元，接收編碼信號(hào)，使用接收的編碼信號(hào)對(duì)立體聲信號(hào)和邊信息解碼，使用解碼的邊信息將解碼的立體聲信號(hào)上混合，并恢復(fù)多聲道音頻信號(hào)。
文檔編號(hào)G10L19/00GK102568487SQ20121001460
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者吳殷美, 李時(shí)和, 苗磊, 金重會(huì), 高祥鐵 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社