多相濾波器102的示例性重采樣器120。多相濾波器102包含多個相 位121，其中，各相位121包含具有總傳遞函數(shù)H(z)的濾波器102的子濾波器123。在 "Η = Σ2 Va』為濾波器系數(shù)hn(其中n = 〇、…N-1)的總數(shù)的情況下，總傳遞函數(shù)可 對L個相位121的L個子濾波器123被再分成L個子傳遞函數(shù)，使得"(z) = 見t)。子傳遞 函數(shù)尾(z) ( ? = 1、·: · ·、I )可由下式給出：
[0104]
[0105] 其中，.
[0106] 圖lb具有延遲單元122(用于實現(xiàn)廠1+1)、具有濾波器123(用于實現(xiàn)出(2))和具有加 法單元i24(用于實現(xiàn)求和44 = )示出傳遞函數(shù)好(2)=Σ!ιΛ(2)的多相實 現(xiàn)。
[0107] 從上式可以看出，通過用延遲ζ_η代替z_Ln(其中，η = 0、…、Ν/L-l)，上升L上采樣器 101可包含于多相濾波器中。此外，通過僅確定多相濾波器的每第Μ個輸出采樣，考慮下降Μ 下米樣器103。
[0108] 圖2示出如何通過使用重采樣器120的多相實現(xiàn)從輸入音頻信號110的采樣204確 定輸出音頻信號113的采樣203。圖2示出重采樣率為3/2(即L = 3且Μ = 2)的情況。濾波器102 包含Ν = 9個系數(shù)hn(附圖標記201)，其中11 = 0、"_|1。在圖2中，系數(shù)201分別被指示為系數(shù) a、b、c、···、〗。多相實現(xiàn)包含L = 3個相位121，其在圖2中由相位指數(shù)202指示。
[0109]輸入采樣204(即，輸入音頻信號110的采樣)在圖2的表的第一欄(左手側欄）中被 示出并且由數(shù)字1、2、3、…標識。在圖2的表的第一欄中，由于通過因子L = 3上采樣輸入音頻 信號110,因此，在輸入采樣204之間插入兩個零值。圖2的表的右手側欄示出由數(shù)字1、2、 3、…標識的輸出采樣203(即，輸出音頻信號113的采樣）。由于通過因子M = 2下采樣信號，因 此，在輸出采樣之間插入一個零值（由此指示表的該行的輸出被忽略）。輸入采樣204(圖2的 表的左手側）與輸出采樣203(圖2的表的右手側)之間的值代表濾波器延遲線，這確保各輸 入采樣204在每個時間步(從表的一行到下一行）向右偏移1。因而，圖2的表的各行代表在經 上采樣的采樣率（即，乘以上采樣因子L的輸入音頻信號101的上采樣率)的時刻的重采樣器 110的狀態(tài)的快照。時間流程是從圖2的表的上面到下面，或者，換句話說，從圖2的表的上面 到下面，時間增加。
[0110]可以看出，為了確定輸出采樣203的整個序列（與圖2的表的右手側欄中的非零數(shù) 字對應），僅考慮每隔一個時間步（即，表的每隔一行），并且，執(zhí)行以下的計算(其中，與"0" 的乘法可被省略）：輸出采樣#1到輸出采樣#3不被分析，原因是這些輸出采樣203與重采樣 器120的初始相位對應。盡管如此，本文件的發(fā)現(xiàn)仍適用于這些輸出采樣203。輸出采樣#4由 3*a+2*d+l*g確定(其中，數(shù)字代表輸入采樣204)，輸出采樣#5由3*c+2*f+l*i確定(其中，數(shù) 字代表輸入采樣204)，并且，輸出采樣#6由4*b+3*e+2*h確定（其中，數(shù)字代表輸入采樣 204)。后續(xù)的輸出采樣203以循環(huán)的方式被確定，即，通過使用與輸出采樣#4相同的系數(shù)確 定輸出采樣#7,通過使用與輸出采樣#5相同的系數(shù)確定輸出采樣#8,并且，通過使用與輸出 采樣#6相同的系數(shù)確定輸出采樣#9,等等。
[0111] 從圖2的例子可以看出，在某個時刻僅使用濾波器系數(shù)的子集以產生輸出采樣 203。即，按照循環(huán)的方式，對于輸出采樣#4,使用濾波器系數(shù)a、d、g，即第一子濾波器123 (即，HKz))的濾波器系數(shù);對于輸出采樣#5,使用濾波器系數(shù)c、f、i，即第三子濾波器123 (即，H 3(z))的濾波器系數(shù);對于輸出采樣#6,使用濾波器系數(shù)b、e、h，即第二子濾波器123 (即，H2 (z))的濾波器系數(shù)，等等。
[0112] 如上所述，濾波器系數(shù)的各子集（即，各子濾波器123)可被稱為濾波器相位 (filter phase)或相位121。圖2表示相位指數(shù)1 202,其中，系數(shù)的各子集（即，各子濾波器 123)與相位指數(shù)202相關。具有相位指數(shù)1 = 1的相位121的子濾波器123包含濾波器系數(shù)a、 d、g，具有相位指數(shù)1 = 2的相位121的子濾波器123包含濾波器系數(shù)b、e、h，具有相位指數(shù)1 = 3的相位121的子濾波器123包含濾波器系數(shù)c、f、i。這也通過上式__ιΖ-? 示出，其中1 = 1、…、L。
[0113]從以上的分析可以看出，從各輸出采樣203到下一輸出采樣203,相位指數(shù)改變。對 于重采樣率3/2的例子，相位指數(shù)202的序列為1 = 1、3、2、1、3、2、-_。一般地，可進行以下的 觀察：
[0114] ?通過使用單個子濾波器123(Hi(z))確定各輸出采樣203。換句話說，通過使用濾 波器102的多相實現(xiàn)的單個相位121確定輸出音頻信號113的各輸出采樣203。
[0115] ?通過特定的相位指數(shù)202(1)識別用于確定輸出采樣203的子濾波器123。
[0116] ?用于確定輸出音頻信號103的輸出采樣203的相位指數(shù)202的數(shù)量是有限的（典 型地，相位指數(shù)202的數(shù)量與上采樣因子L對應）。
[0117] ?用于輸出采樣203的序列的相位指數(shù)202的序列是重復的或者周期性的，即，相 位指數(shù)202的序列包含重復的子序列(在上述的例子中，子序列1、3、2重復）。
[0118] ?各子序列（周期性重復)包含總濾波器102的所有相位指數(shù)1 = 1、…、L或所有相 位 121。
[0119] ?相位指數(shù)202不必需以升序次序或者順序次序相互跟隨。特別地，相位指數(shù)序列 的相位指數(shù)202可從較高的相位指數(shù)跳到低的指數(shù)并重新回到較高的相位指數(shù)?？稍?/2重 采樣器的例子中看到這一點，這里，用于確定輸出采樣203的序列的相位指數(shù)序列不是1 = 1、2、3是 1 = 1、3、2〇
[0120] ?從圖2可以規(guī)定，相位指數(shù)序列的兩個相鄰相位指數(shù)之間的差值對應于M MOD L (對于一對或更多對的相鄰相位指數(shù)）。特別地，相位指數(shù)序列的第一相位指數(shù)與緊接在后 (directly following)相位指數(shù)之間的差值在緊接在后相位指數(shù)大于第一相位指數(shù)且小 于或等于最大相位指數(shù)L的情況下可對應于M MOD L。另一方面，如果第一相位指數(shù)與M MOD L的和大于最大相位指數(shù)L，那么相位指數(shù)可從最大相位指數(shù)L回繞到在最小相位指數(shù)1與最 大相位指數(shù)L的范圍中的較小的相位指數(shù)。
[0121] 當考慮不同的轉換比、例如考慮11/13(即，L=ll且M=13)時，可以看出，用于確定 輸出采樣序列的相位指數(shù)子序列由1 = 1、3、5、7、9、11、2、4、6、8、10給出。該相位指數(shù)子序列 被重復以形成總的相位指數(shù)序列。
[0122] 在嵌入式系統(tǒng)中，希望在開始濾波計算之前獲知相位指數(shù)序列，即，希望獲知或確 定初始化時的相位指數(shù)的序列。計算初始化時的相位指數(shù)序列并將其存儲在陣列中提供了 節(jié)省對于各輸出采樣的計算的優(yōu)點。作為計算用于特定輸出采樣203的相位指數(shù)202的替 代，可從預先計算的陣列讀取用于特定輸出采樣203的相位指數(shù)202,并且可設定到對應的 子濾波器123的指針。與運行期間的相位指數(shù)202的計算和/或子濾波器123的識別相比，這 種查找操作明顯更高效。
[0123] 圖3示出了示例性重采樣系統(tǒng)300的框圖。系統(tǒng)300被配置為從(輸入音頻信號110 的)輸入采樣204的序列確定(輸出音頻信號113)的輸出采樣203的序列。系統(tǒng)300可以是例 如嵌入到音頻編碼器或音頻解碼器系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)。系統(tǒng)300可包括處理單元301，例 如，數(shù)字信號處理器(DSP)。處理單元301可被配置為執(zhí)行輸入采樣204和輸出采樣203的實 時處理。特別地，處理單元301可被配置為從輸入音頻信號110的一個或更多個輸入采樣204 (實時地)確定輸出音頻信號113的一個或更多個輸出采樣203。輸出采樣203可被指示為y [P]，其中，P為采樣指數(shù)(根據(jù)輸出音頻信號113的采樣率）。處理單元301可被配置為選擇當 前相位指數(shù)1P以用于確定當前輸出采樣y[P]。當前相位指數(shù)1 P可基于用于緊接在當前輸出 采樣y[p]之前的前一輸出采樣χ[ρ-?]的前一相位指數(shù)lp-i被確定。為了確定當前相位指數(shù) 1 P，處理單元301可參照預先確定的相位查找表302(存儲于例如系統(tǒng)300的存儲器單元中）。 預先確定的相位查找表302可基于前一相位指數(shù)1^(例如，作為其函數(shù))提供當前相位指數(shù) 1ρ 〇
[0124] 預先確定的相位查找表302可反映對于特定重采樣率L/Μ的相位指數(shù)序列。作為例 子，對于重米樣率3/2，相位查找表302可具有表1的形式。從表1可以看出，對于重米樣率L/M 的預先確定的相位查找表302典型地包含L個條目。因而，預先確定的相位查找表302可指示 被重復以形成用于確定輸出采樣203的序列（即，用于確定輸出音頻信號113)的相位指數(shù)序 列的相位指數(shù)子序列。
[0125] 表1 「01261
[0127] 系統(tǒng)300可包含用于多個不同重采樣率L/Μ的多個相位查找表302。重采樣率L/Μ可 作為配置數(shù)據(jù)311被提供給處理單元301。配置數(shù)據(jù)311可指示上采樣因子L和/或下采樣因 子M。處理單元301可然后被配置為選擇指示相位指數(shù)202的（子)序列的相位查找表302,該 相位查找表302將用于由配置數(shù)據(jù)311給出的重采樣率L/M。
[0128] 系統(tǒng)300還可包括提供要用于確定當前輸出采樣y[p]的子濾波器123的濾波器查 找表303。換句話說，為了確定當前輸出采樣y[p]，濾波器查找表303可提供一個或更多個濾 波器系數(shù)201，該一個或更多個濾波器系數(shù)201要分別應用于一個或更多個對應的輸入采樣 204。換句話說，濾波器查找表303可對于不同的相位指數(shù)1 202提供子濾波器123的濾波器 系數(shù)201?？蓪τ诓煌南辔恢笖?shù)1提供濾波器系數(shù)201的不同集合。因而，濾波器查找表303 可基于當前相位指數(shù)1 P提供濾波器系數(shù)的當前集合(要用于確定當前輸出采樣y[P])。作為 例子，對于重采樣率3/2以及對于包含總共N=9個濾波器系數(shù)201的抗混淆/抗成像濾波器 102,濾波器查找表303可具有表2的形式。
[0129]表2
L〇131」 以與相位查找表302類似的萬式，糸統(tǒng)300N包貧用亍小問上米樣因于L、用亍小問 下采樣因子Μ和/或用于濾波器系數(shù)201的不同數(shù)量N的多個濾波器查找表303。如上所述，配 置數(shù)據(jù)311可指示上采樣因子L和/或下采樣因子Μ。作為替代方案，或者附加地，配置數(shù)據(jù) 311可指示要使用的濾波器系數(shù)的數(shù)量Ν。
[0132] 應當注意，作為使用相位查找表302確定相位指數(shù)202的(子)序列并然后使用濾波 器查找表303確定要用于當前相位的一個或更多個濾波器系數(shù)201的替代，可以限定組合的 相位/濾波器查找表。組合的相位/濾波器查找表可提供用于不同相位指數(shù)1 202的子濾波 器123的濾波器系數(shù)201(與濾波器查找表303類似），其中，不同相位指數(shù)1 202根據(jù)相位指 數(shù)202的（子)序列（例如，由相位查找表302給出）被排序。表3示出用于重采樣率3/2以及用 于包含總共Ν = 9個濾波器系數(shù)201的抗混淆/抗成像濾波器102的示例性組合相位/濾波器 查找表。
[0133] 表3
[0135] 作為使用根據(jù)相位指數(shù)的（子）序列排序的組合相位/濾波器查找表的結果，在計 算當前輸出采樣y[P]之后，MODULO L指針可遞增，以查找要用于計算下一輸出采樣y[p+l] 的濾波器系數(shù)。由此，用于確定輸出采樣y[P]的濾波器系數(shù)可僅通過使用單個查找操作被 確定。
[0136] 因而，系統(tǒng)300可被配置為通過使用計算高效的查找操作、例如通過使用相位查找 表302和/或濾波器查找表303和/或組合相位/濾波器查找表，確定要用于確定當前輸出采 樣y[P]的一組濾波器系數(shù)。該組濾波器系數(shù)可包含R個濾波器系數(shù)，其中，R典型地等于比率 N/L(或者等于其最接近的整數(shù)值）。該組濾波器系數(shù)定義了要用于通過使用濾波器式 -力從!^個輸入采樣x[q]確定當前輸出采樣y[p]的子濾波器，其中， 濾波器系數(shù)r= Ik 及-1形成當前子濾波器123的一組濾波器系數(shù)。濾波器系數(shù) 忌:，r=0、麓-1對應于總體濾波器102的濾波器系數(shù)hn(其中η = 0、···、Ν-1)的子集。 典型地，用于具有相位指數(shù)1的相位121的一組濾波器系數(shù)&對應于濾波器系數(shù) 4 = Γ = M-L·
[0137] 輸出音頻信號113的采樣指數(shù)p與輸入音頻信號110的采樣指數(shù)q之間的關系典型 地依賴于重采樣率L/M。用于確定輸出采樣y[p]的一個或更多個輸入采樣204x[ q-r]可典型 地基于關系P 被確定，:r = 0、…、R-1。 Μ
[0138] 系統(tǒng)300,特別是處理單元301，可被配置為基于上采樣因子L和基于下采樣因子Μ 確定相位查找表302和/或重復的相位指數(shù)子序列。出于該目的，系統(tǒng)300和/或處理單元301 可利用強力方法。用于確定周期性的相位指數(shù)子序列的方法可包括產生包含有序數(shù)[1;L] 的基本矢量，例如，對于L = 3,為[1 2 3]。該基本矢量可被級聯(lián)Μ次以產生級聯(lián)矢量[[1;L] [1;L]…]，例如，對于L = 3和M = 2,級聯(lián)矢量[[1 2 3][1 2 3]]。此外，該方法可包括去除級 聯(lián)矢量中的每第Μ個條目的步驟。在L = 3和M = 2的情況下，從級聯(lián)矢量[[1 2 3][1 2 3]]去 除條目2、1、3(從左到右），從而產生抽取矢量[1 3 2]。抽取矢量與相位指數(shù)子序列對應，該 子序列被重復以確定輸出采樣203的序列。
[0139] 應當注意，上述的用于確定待重復的相位指數(shù)子序列的方法包括確定包含L*M個 條目的級聯(lián)矢量。該數(shù)量可能相當大，例如，對于與L = 147、Μ = 160的比率對應的48000Hz到 44100Hz的采樣率轉換，級聯(lián)矢量包含23520個條目。因而，確定相位指數(shù)子序列和/或相位 查找表302可利用大量的存儲器資源。鑒于此，描述用于確定相位指數(shù)子序列和/或用于確 定相位查找表302的另一方法，該另一方法關于存儲器資源更高效。
[0140] 以下描述的方法不利用需要存儲于系統(tǒng)300的存儲器中的級聯(lián)矢量。在表4中以偽 代碼的方式描述該方法。
[0141] 表4
[0142]
[0143]圖4示出了用于確定相位指數(shù)矢量"phase_array[i]"的示例性方法400,其中，i = ι、···α。示例性方法400與表4所示的方法對應。方法400包括選擇相位指數(shù)T作為相位指 數(shù)矢量的第一條目的步驟401。此外，方法400包括初始化輔助變量itmp和矢量變量i的步驟 402。在步驟403中，驗證矢量變量i是否小于或等于L(即，相位指數(shù)矢量是否已全部被確 定）。在步驟404中，將輔助變量itmp增加 L步，直到輔助變量itmp超過下采樣因子M。然后，在 步驟405中，使輔助變量itmp減小M。得到的輔助變量itmp可被用于確定相位指數(shù)矢量中的 第i條目的相位指數(shù)，即phase_array [ i ](步驟406和步驟407)。然后，對下一矢量條目重復 步驟403~407,直到第L矢量條目。
[0144] 關于需要的存儲器，用于確定相位指數(shù)矢量(指示相位指數(shù)子序列）的方法400是 特別高效的。此外，方法是計算高效的，原因是它僅利用加法和減法，而不需要例如除法或 乘法。這對嵌入式系統(tǒng)是特別有益的。
[0145] 用于確定相位指數(shù)子序列的另一方法由下式給出：
[0146] P(i) = l+[M*(i_l)M0D L]，
[0147] 其中，i = l、2、…L，P(i)與相位指數(shù)子序列的第i個相位指數(shù)對應。從上式可以看 出，考慮相位指數(shù)L重新后跟相位指數(shù)1(即，考慮最大相位指數(shù)L處的相位指數(shù)的回繞），兩 個相鄰相位指數(shù)之間的差值可以為Δ=[Μ MOD L]。特別地，除了相位指數(shù)從最大相位指數(shù) L回繞到低的相位指數(shù)的情況之外，兩個相鄰相位指數(shù)之間的差值可以為Λ=[Μ MOD L]。
[0148] 用于確定相位指數(shù)的子序列的遞歸式可由下式給出：
[0149] P(i+l) = l+[P(i)-l+(M MOD L)]M0D L,
[0150] 其中，i = 1、2、…L-l，P(i)與相位指數(shù)子序列的第i相位指數(shù)對應，并且，其中，例 如 P(l) = l〇
[0151] 應當注意，上述的用于確定相位指數(shù)子序列和/或用于確定相位查找表302的方法 適用于上采樣(L>M)和下采樣(L〈M)。
[0152] 因而，本文件描述了被配置為以計算和存儲高效的方式重采樣輸入音頻信號110 的重采樣系統(tǒng)300。系統(tǒng)300可被配置為以資源高效的方式確定相位指數(shù)序列(例如，相位查 找表302)。此外，系統(tǒng)300可利用一個或更多個相位查找表302和/或一個或更多個濾波器查 找表303以確定用于確定輸出音頻信號113的當前采樣y[p]的當前一組濾波器系數(shù)I,這 里，r = 0、-_、R-l。作為這種查找運算的結果，可以降低重采樣器300的計算復雜性。
[0153] 以下描述音頻編碼和解碼系統(tǒng)的其它方面。這些方面針對多通道音頻信號的不同 通道之間的相位關系。此外，這些方面針對音頻位流的設計。
[0154] 對于多通道(例如，5.1)音頻信號來說，一種典型的使用情況是不在五個離散音頻 揚聲器上被再現(xiàn)。事實上，多通道音頻信號可被下混到更少數(shù)量的通道，例如，兩個(L/R)或 三個(L/C/R)通道，以供再現(xiàn)或傳送。下混可在數(shù)字域中執(zhí)行。作為替代方案，多通道音頻信 號可被饋送到被配置為在耳機上的虛擬空間環(huán)境中呈現(xiàn)多通道音頻信號的所謂的耳機虛 擬化器(也稱為雙耳化器）。
[0155] 可通過可位于機頂盒（STB)內的音頻解碼器（作為解碼器處理的一部分）執(zhí)行下 混。下混處理可利用所謂的矩陣編碼。音頻解碼器(例如，STB)然后可向實際的再現(xiàn)裝置(例 如，音頻/視頻接收器，AVR)提供下混音頻信號，其中，音頻解碼器與實際的再現(xiàn)裝置之間的 鏈路可限于減少數(shù)量的通道。應當注意，在進行下混之處（例如，在音頻解碼器處），可能沒 有關于實際回放配置的詳細信息。
[0156] 可能發(fā)生如下情況:為了呈現(xiàn)完整的多通道音頻信號，實際再現(xiàn)裝置具有足夠的 揚聲器或者包含具有足夠的通道輸入的耳機虛擬化器。在這種情況下，實際再現(xiàn)裝置可執(zhí) 行從下混音頻信號到多通道音頻信號的矩陣上混處理(也稱為矩陣解碼處理）。這種上混方 案的例子是Dolby SurrouncUDolby Prologic或Dolby Prologic II上混方案。
[0157] 圖5a示出被配置為將四個原始源音頻信號（也稱為多通道音頻信號的通道)下混 到雙通道音頻信號的示例性下混系統(tǒng)50。原始音頻信號包含左(L)通道501、右(R)通道503、 中心（C)通道502和環(huán)繞（S)通道504。下混音頻信號包含左全(Lt)通道511和右全(Rt)通道 513。術語"全"指示下混音頻信號的通道也包含來自一個或更多個其它通道的信息(不僅僅 分別來自左和/或右通道）。
[0158] 在圖5a的情況下，存在四個"基本"輸入信號或輸入通道:左501、中心502、右503和 環(huán)繞504(L、C、R、S)。L和R輸入分別被直接提供給Lt和Rt下混輸出，沒有修改。C輸入被均分 成Lt和Rt下混，例如，為了在下混信號中保持恒定聲學功率，具有3dB水平降低(與原始輸入 信號相比）A輸入也可減小3dB，但是，在Lt和Rt下混輸出之間被均分之前，信號可相對于L、 C和R被施加90度相移(使用相移單元505)。這可對于Lt、Rt 511、512內的環(huán)繞通道504的識 別是有益的。此外，可分別在Lt/Rt通道中以相反的極性承載S信號504。這在饋送Lt輸出的 求和級中由符號實現(xiàn)。
[0159] 圖5b示出被配置為從下混通道511、512產生環(huán)繞(S)通道524以及左(L)通道521和 右(R)通道523的示例性上混系統(tǒng)520。出于這種目的，上混系統(tǒng)520被配置為通過使用減法 單元555從Lt信號511減去Rt信號513。在圖5b的例子中，左(L)通道521和右(R)通道523分別 與Lt通道511和Rt通道513對應。
[0160]可以看出，如果在下混系統(tǒng)500僅存在S信號504(沒有C信號502且沒有L、R信號 501、503)，則Lt和Rt上的信號是相同的，但具