專(zhuān)利名稱(chēng)：處理立體聲音頻信號(hào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理立體聲音頻信號(hào)。
背景技術(shù)：
立體聲音頻信號(hào)是由多個(gè)音頻信號(hào)(或音頻“通道”)構(gòu)成的。例如，可利用位于不同位置處的多個(gè)傳聲器來(lái)記錄立體聲音頻信號(hào)，從而每個(gè)傳聲器提供在其相應(yīng)位置處捕獲的分離的音頻信號(hào)。各個(gè)音頻信號(hào)能夠被組合以 提供更加完整的音響立體聲音頻信號(hào)。人們經(jīng)常覺(jué)察到立體聲音頻信號(hào)為比構(gòu)成立體聲音頻信號(hào)的各個(gè)音頻信號(hào)中的每個(gè)品質(zhì)高的音頻。立體聲音頻信號(hào)能夠從多個(gè)揚(yáng)聲器輸出以將立體聲音頻信號(hào)提供給用戶(hù)。在一個(gè)示例中，立體聲音頻信號(hào)包括“左”信號(hào)(L)和“右”信號(hào)(R)。此處使用的術(shù)語(yǔ)“左”和“右”不一定表示信號(hào)的相對(duì)位置。這種立體聲音頻信號(hào)可以從位于不同位置處的兩個(gè)揚(yáng)聲器輸出以便為聽(tīng)到輸出的立體聲音頻信號(hào)的用戶(hù)提供立體聲體驗(yàn)?？梢云谕麄魉突虼鎯?chǔ)立體聲音頻信號(hào)，為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，可以將立體聲音頻信號(hào)譯碼(例如，在數(shù)字域中)?？梢岳孟鄳?yīng)的單聲道編碼器對(duì)L和R對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)譯碼。這樣提供了對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼的簡(jiǎn)單、有效的方法。以這種方式用兩個(gè)單聲道編解碼器對(duì)左右通道單獨(dú)譯碼被稱(chēng)為“雙重單聲道編碼(dual-mono coding) ”。當(dāng)對(duì)立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)，第一個(gè)目的是保持立體聲音頻信號(hào)的音頻質(zhì)量盡可能高。也就是說(shuō)，當(dāng)對(duì)編碼的立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行頻繁解碼時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能地接近原始的立體聲音頻信號(hào)。然而，第二個(gè)目的是利用少量數(shù)據(jù)來(lái)表示經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)(即，期望具有高的編碼效率)。為了存儲(chǔ)和傳送經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)，期望具有高的編碼效率。第一個(gè)目的和第二個(gè)目的會(huì)發(fā)生沖突。上述雙重單聲道編碼技術(shù)的缺陷是，當(dāng)左右通道相關(guān)時(shí)，不能對(duì)經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行有效地編碼。換句話說(shuō)，雙重單聲道編碼技術(shù)不能利用L和R通道之間的冗余并且因此具有次優(yōu)的編碼效率。而且，兩個(gè)單聲道編解碼器可以引入量化誤差分量，所述量化誤差分量具有與L音頻信號(hào)分量和R音頻信號(hào)分量之間的相關(guān)不同的相關(guān)。結(jié)果，那些誤差分量看起來(lái)與空間立體聲圖像(stereo image)中的信號(hào)分離，因此對(duì)于聽(tīng)者而言變得更加顯著。這種效應(yīng)被稱(chēng)為雙耳無(wú)屏蔽。如1992年3月出版的IEEE InternationalConference on Acoustics, Speech and Signal Processing 中的由 J. D. Johnston 和A. J. Ferreira發(fā)表的“Sum-Difference Stereo Transform Coding”中所描述的，雙耳無(wú)屏蔽與聽(tīng)者的知覺(jué)系統(tǒng)有關(guān)，知覺(jué)系統(tǒng)能夠在空間上隔離噪聲，因此不能屏蔽與在立體聲音頻信號(hào)的兩個(gè)通道中相關(guān)的信號(hào)分量不相關(guān)的噪聲分量(或者不能屏蔽與在立體聲音頻信號(hào)的兩個(gè)通道中不相關(guān)的信號(hào)分量相關(guān)的噪聲分量)。換句話說(shuō)，如果L信號(hào)和R信號(hào)之間的誤差分量的相關(guān)與實(shí)際的L音頻信號(hào)和R音頻信號(hào)的相關(guān)不匹配，則對(duì)于聽(tīng)者而言在知覺(jué)上誤差更大。作為上述雙重單聲道編碼技術(shù)的替代編碼技術(shù)為中/邊編碼技術(shù)(描述于“1992年 3 月出版的 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and SignalProcessing 中的由 J. D. Johnston 和 k. J. Ferreira 發(fā)表的 Sum-Difference StereoTransform Coding”)，其中根據(jù)下列公式將左右通道轉(zhuǎn)換為中(M)和邊(S)通道M = 1/2 (L+R)，以及S = 1/2 (L-R)。通過(guò)單聲道編解碼器對(duì)中通道和邊通道中的信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)編碼。應(yīng)理解的是，中信號(hào)M表示左右信號(hào)的平均值，邊信號(hào)S表示左右信號(hào)之間的差值的一半。例如，為了存儲(chǔ)或傳送，能夠?qū)信號(hào)和S信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)譯碼。為了恢復(fù)立體聲音頻信號(hào)，解碼器能夠?qū)通道和S通道中的信號(hào)變換為左右通道表示。例如，如果解碼器接收到中通道中的信號(hào)M，和邊通道中的信號(hào)S’，則能夠用下列表示來(lái)確定左右通道中的信號(hào)(L’和R’)L’ = M’ +S，以及R，=M，_S，。當(dāng)與上述雙重單聲道編碼技術(shù)相比時(shí)，當(dāng)左右信號(hào)彼此非常相似時(shí)M/S編碼技術(shù)提高了編碼效率和音頻質(zhì)量。這是因?yàn)?，在此情況下，與表示左信號(hào)或右信號(hào)所需的數(shù)據(jù)量相比，邊信號(hào)S將取能夠用少量數(shù)據(jù)(例如，小的位數(shù))表示的小的值。然而，當(dāng)L信號(hào)和R信號(hào)不是非常相似時(shí)，M/S編碼技術(shù)可能不能提供提高的編碼效率和音頻質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在一些情形下能夠改進(jìn)M/S編碼技術(shù)以便提供比上述M/S編碼技術(shù)高的編碼效率和音頻質(zhì)量。在新技術(shù)中，可通過(guò)將左右輸入通道轉(zhuǎn)換為可各自由相應(yīng)的單聲音頻編解碼器進(jìn)行譯碼的兩個(gè)新的信號(hào)來(lái)對(duì)立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行編碼。在優(yōu)選的實(shí)施例中，這些信號(hào)中的第一個(gè)為計(jì)算為左(L)通道和右(R)通道的平均值的中信號(hào)(M)，即，M= 1/2 (L+R)而這些信號(hào)中的第二個(gè)為邊信號(hào)(S)并且由兩個(gè)通道之間的加權(quán)差值構(gòu)成，即S = 1/2 ((I-W) L-(l+w)R),其中-I < w < I。標(biāo)量參數(shù)w可被量化且連同編碼信號(hào)M和S—起傳送給解碼器。然后，解碼器可以對(duì)接收到的中信號(hào)和邊信號(hào)(表示為M’和S’)進(jìn)行解碼，并且隨后可利用公式L’ = (l+w)M’ +S’，以及R’ = (l-w)M’-S’，將M’信號(hào)和S’信號(hào)轉(zhuǎn)換為立體聲音頻信號(hào)的左(L’ )信號(hào)和右(R’ )信號(hào)的表示。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種處理輸入立體聲音頻信號(hào)的方法，其用以生成代表所述輸入立體聲音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述方法包括生成第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和；生成第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)的第一函數(shù)和右輸入音頻信號(hào)的第二函數(shù)之間的差，其中第一函數(shù)和第二函數(shù)是可調(diào)整的從而用以調(diào)整轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的至少一個(gè)特性。優(yōu)選的實(shí)施方案提供了兩個(gè)有利的特性 兩個(gè)轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)中的一個(gè)(例如，第一轉(zhuǎn)換音頻信號(hào))對(duì)應(yīng)于輸入的立體聲音頻信號(hào)的單聲道型式(version);以及 每當(dāng)左右輸入音頻引號(hào)僅在縮放因子上不同時(shí)，能夠使得另一個(gè)轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)(例如，第二轉(zhuǎn)換音頻信號(hào))為零。
上述第一個(gè)有利的特性使得接收轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的解碼器的單聲道實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度降低。與解碼器的全立體聲實(shí)現(xiàn)相比，解碼器的這種單聲道實(shí)現(xiàn)使用較少的CPU和存儲(chǔ)器資源。這種復(fù)雜度節(jié)約的原因在于，單聲道解碼器僅需要對(duì)包含單聲道表示的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的位流的一部分(即，第一轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)M)進(jìn)行解碼，并且能夠忽略其它部分(即，第二轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)S)。實(shí)際上，這樣可以使解碼器中的復(fù)雜度以及存儲(chǔ)器消耗降低大約一半(因?yàn)槌Ｒ?guī)情況是，通過(guò)對(duì)左右信號(hào)進(jìn)行解碼且然后計(jì)算這兩個(gè)信號(hào)的平均值來(lái)將立體聲信號(hào)對(duì)轉(zhuǎn)換為單聲道信號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)單聲道解碼器)。這使得單聲道解碼器易于在處理大量呼叫的低端硬件或網(wǎng)關(guān)上實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行，并且節(jié)約了電池壽命，這對(duì)于例如解碼器在移動(dòng)裝置中運(yùn)算的情況尤其重要。實(shí)現(xiàn)解碼器的裝置可能不具有立體聲回放功能，因此，立體聲解碼器不能提高覺(jué)察到的音頻質(zhì)量。使用此處所述的方法，單聲道解碼器仍能與轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)位流格式兼容。第一個(gè)有利特性因此大幅度降低了對(duì)于位流兼容式解碼器的最低硬件要求。上述第二個(gè)有利特性提高了編碼效率和音頻質(zhì)量。當(dāng)加權(quán)差值信號(hào)(例如，第二轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)S)小時(shí)，可以較低的位率對(duì)加權(quán)差值信號(hào)進(jìn)行譯碼，而不降低音頻質(zhì)量。尤其是，當(dāng)S為零(或幾乎為零)時(shí)，在對(duì)S音頻信號(hào)進(jìn)行編碼時(shí)不需要占用位(或占用極 少的位)。這樣可以允許將更大量的位用來(lái)對(duì)第一轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)M進(jìn)行譯碼，因此這樣能夠提高轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的音頻質(zhì)量。作為示例，在上述優(yōu)選的實(shí)施例(其中，M =1/2 (L+R)以及S = 1/2 [(1-w) L-(1+w) R])中，當(dāng)左右輸入音頻信號(hào)相同時(shí)(即，當(dāng)L = R時(shí))，能夠通過(guò)將縮放參數(shù)w設(shè)定為零而將第二轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)S調(diào)節(jié)為零。在這些優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)左右輸入音頻信號(hào)為零時(shí)，通過(guò)將縮放參數(shù)w設(shè)定為與負(fù)I相等，也能夠使S為零。此外，在這些優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)右輸入音頻信號(hào)為零時(shí)，通過(guò)將縮放參數(shù)w設(shè)定為1，也能夠使S為零。 上述第二個(gè)有利特性也通過(guò)避免立體聲圖像的偽跡(artefact)來(lái)提高轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的音頻質(zhì)量，立體聲圖像的偽跡可能導(dǎo)致雙耳無(wú)屏蔽。這種偽跡是通過(guò)在背景技術(shù)部分僅對(duì)于左右輸入音頻信號(hào)相同的情況所描述的M/S編碼技術(shù)來(lái)避免的。相反，在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行解碼時(shí)，每當(dāng)左右輸入音頻信號(hào)的縮放因子相等時(shí)(即，每當(dāng)能夠通過(guò)將某因子(a)應(yīng)用于右輸入音頻信號(hào)來(lái)提供左輸入音頻信號(hào)的良好近似時(shí)，即，當(dāng)L = a R時(shí))，解碼立體聲音頻信號(hào)的左右音頻信號(hào)的量化誤差之間的相關(guān)與左右輸入音頻信號(hào)之間的相關(guān)相等。這使得轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)中的編碼偽跡的雙耳屏蔽最優(yōu)。本方法可以包括使用相應(yīng)單聲道譯碼器對(duì)第一和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼。本方法還可以包括分析左、右輸入音頻信號(hào)以確定對(duì)于第一和第二函數(shù)的最佳函數(shù)；以及根據(jù)確定出的最佳函數(shù)來(lái)調(diào)整第一和第二函數(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一和第二函數(shù)是相互相關(guān)的。例如，當(dāng)調(diào)整函數(shù)時(shí)第一和第二函數(shù)的總和可以是常數(shù)。在一個(gè)實(shí)例中，第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)M和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)S由下式給出M = 1/2 (L+R)；S= 1/2 ((1-w) L-(1+w) R)；
上式中L和R分別表示左、右輸入音頻信號(hào)，w是縮放參數(shù)，其中第一函數(shù)由(1-w)給出，第二函數(shù)由(1+w)給出。轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的至少一個(gè)特性可以包括轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的編碼效率和音頻質(zhì)量的至少其中之一。本方法還可以包括分析左、右輸入音頻信號(hào)；以及如果對(duì)左、右輸入音頻信號(hào)的分析表明切換到雙重單聲道編碼模式將提高轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的編碼效率或音頻質(zhì)量，則切換到雙重單聲道編碼方式。生成第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的步驟可以包括將第一函數(shù)應(yīng)用到左輸入音頻信號(hào)以生成調(diào)整后左輸入音頻信號(hào)；將第二函數(shù)應(yīng)用到右輸入音頻信號(hào)以生成調(diào)整后右輸入音頻信號(hào)；以及 確定調(diào)整后左輸入音頻信號(hào)和調(diào)整后右輸入音頻信號(hào)之間的差。本方法可以包括確定左、右輸入音頻信號(hào)的總和；確定左、右輸入音頻信號(hào)之間的差；以及將調(diào)整函數(shù)應(yīng)用到確定出的左、右輸入音頻信號(hào)的總和以生成調(diào)整信號(hào)，其中第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)是基于在左、右輸入音頻信號(hào)之間確定出的差與調(diào)整信號(hào)之間的差生成的。第一和第二函數(shù)可以是第一和第二縮放因子。可選地，第一和第二函數(shù)可以由預(yù)測(cè)濾波器的濾波器系數(shù)確定。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供一種用于處理輸入立體聲音頻信號(hào)從而生成代表所述輸入立體聲音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的裝置，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述裝置包括第一生成器件，其配置為生成第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和；第二生成器件，其配置為生成第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)的第一函數(shù)和右輸入音頻信號(hào)的第二函數(shù)之間的差，其中第一函數(shù)和第二函數(shù)是可調(diào)整的從而用以調(diào)整轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的至少一個(gè)特性。所述裝置還可包括第一單聲道譯碼器，其配置為對(duì)第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼；以及第二單聲道譯碼器，其配置為對(duì)第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼。所述裝置還可包括傳送器，其配置為將帶有第一和第二函數(shù)的指示的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)傳送至解碼器。根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供一種由已從輸入立體聲音頻信號(hào)生成的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)生成輸出立體聲音頻信號(hào)的方法，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和所述第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)根據(jù)至少一個(gè)函數(shù)而與左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)相關(guān)，所述輸出立體聲音頻信號(hào)包括左輸出音頻信號(hào)和右輸出音頻信號(hào)，所述方法包括接收帶有所述至少一個(gè)函數(shù)的指示的第一和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)；生成右輸出音頻信號(hào)，其中右輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第一解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的總和；以及生成左輸出音頻信號(hào)，其中左輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第二解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)之間的差，其中根據(jù)接收到的所述至少一個(gè)函數(shù)的指示來(lái)確定第一和第二解碼函數(shù)，使得生成的左、右輸出音頻信號(hào)代表左、右輸入音頻信號(hào)。第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)可以基于左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和，以及第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)可以基于左輸入音頻信號(hào)的第一函數(shù)和右輸入音頻信號(hào)的第二函數(shù)之間的差，并且所述至少一個(gè)函數(shù)可以包括第一函數(shù)和第二函數(shù)。本方法還包括在生成右輸出音頻信號(hào)和生成左輸出音頻信號(hào)的所述步驟之前，使用相應(yīng)的單聲道解碼器對(duì)接收到的第一和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行解碼。本方法還包括輸出所述輸出立體聲音頻信號(hào)。在優(yōu)選實(shí)施例中,左輸出音頻信號(hào)L’和右輸出音頻信號(hào)R’由下式給出L，= (1+w)Mj +S，；以及R，= (1-w)M，-S，， 上式中M’和S’分別表示接收到的第一和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，w是縮放參數(shù)，其中第三解碼函數(shù)由(1-w)給定，第四解碼函數(shù)由(1+w)給定。根據(jù)本發(fā)明的第四方案，提供一種在非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括代碼，所述代碼配置為當(dāng)在裝置的一個(gè)或多個(gè)處理器上執(zhí)行時(shí)實(shí)行以上的操作。根據(jù)本發(fā)明的第五方案，提供一種用于由已從輸入立體聲音頻信號(hào)生成的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)生成輸出立體聲音頻信號(hào)的裝置，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和所述第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)根據(jù)至少一個(gè)函數(shù)而與左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)相關(guān)，所述輸出立體聲音頻信號(hào)包括左輸出音頻信號(hào)和右輸出音頻信號(hào)，所述裝置包括接收器，其配置為接收帶有所述至少一個(gè)函數(shù)的指示的第一和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)；第一生成器件，其配置為生成右輸出音頻信號(hào)，其中右輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第一解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的總和；第二生成器件，其配置為生成左輸出音頻信號(hào)，其中左輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第二解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)之間的差；以及確定器件，其配置為根據(jù)接收到的所述至少一個(gè)函數(shù)的指示來(lái)確定第一和第二解碼函數(shù)，使得生成的左、右輸出音頻信號(hào)代表左、右輸入音頻信號(hào)。所述設(shè)備還可包括第一單聲道解碼器，其配置為對(duì)接收到的第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行解碼；以及第二單聲道解碼器，其配置為對(duì)接收到的第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行解碼。根據(jù)本發(fā)明的第六方案，提供一種系統(tǒng)，包括根據(jù)本發(fā)明第二方案所述的第一裝置，用于處理輸入立體聲音頻信號(hào)以生成轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)；以及根據(jù)本發(fā)明第五方案所述的第二裝置，用于接收轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)以及生成輸出立體聲音頻信號(hào)。


為了更好的理解本發(fā)明并且為了示出如何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行實(shí)施，現(xiàn)在將通過(guò)示例的方式對(duì)下圖進(jìn)行參考說(shuō)明，其中圖I示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的音頻譯碼器塊和音頻解碼器塊；圖3為根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的用于處理立體聲音頻信號(hào)的過(guò)程的流程圖4示出了根據(jù)第二實(shí)施例的音頻譯碼器塊和音頻解碼器塊；以及圖5示出了根據(jù)第三實(shí)施例的音頻譯碼器塊和音頻解碼器塊。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將僅通過(guò)示例的方式對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。圖I示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括第一節(jié)點(diǎn)102和第二節(jié)點(diǎn)104。第一節(jié)點(diǎn)102被布置為接收立體聲音頻信號(hào)，對(duì)立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼并且將經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)傳送到第二節(jié)點(diǎn)104。第二節(jié)點(diǎn)104被布置為對(duì)從第一節(jié)點(diǎn)102接收的立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行解碼并且輸出立體聲音頻信號(hào)。為此，第一 節(jié)點(diǎn)102包括例如傳聲器106的音頻輸入器件和音頻譯碼器塊108，而第二節(jié)點(diǎn)104包括音頻解碼器塊110和例如揚(yáng)聲器112的音頻輸出器件。傳聲器106被配置為接收立體聲音頻信號(hào)并且將立體聲音頻信號(hào)傳遞到音頻譯碼器塊108。音頻譯碼器塊108被配置為對(duì)立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼。經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)能夠從第一節(jié)點(diǎn)102被傳送(例如經(jīng)由圖I中未示出的傳送器)。經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)能夠在第二節(jié)點(diǎn)104處被接收(例如使用圖I中未示出的接收器)并且被傳遞到音頻解碼器塊110。音頻解碼器塊110被配置為對(duì)立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行解碼。音頻解碼器塊110的解碼過(guò)程對(duì)應(yīng)于音頻譯碼器塊108的譯碼過(guò)程，使得立體聲音頻信號(hào)能夠被正確地解碼。例如，解碼過(guò)程可以與譯碼過(guò)程相反。經(jīng)解碼的立體聲音頻信號(hào)從音頻解碼器塊110傳遞到揚(yáng)聲器112并且從揚(yáng)聲器112輸出。傳聲器106能夠接收立體聲音頻信號(hào)。為了接收立體聲音頻信號(hào)，各個(gè)傳聲器106能夠接收單獨(dú)的輸入音頻信號(hào)(例如左音頻信號(hào)或右音頻信號(hào))。在現(xiàn)有技術(shù)中已知不同類(lèi)型的用于接收立體聲音頻信號(hào)的傳聲器106，因而這里不再詳細(xì)對(duì)其進(jìn)行描述。類(lèi)似的，揚(yáng)聲器112能夠輸出立體聲音頻信號(hào)。為了輸出立體聲音頻信號(hào)，各個(gè)揚(yáng)聲器112能夠輸出單獨(dú)的音頻信號(hào)(例如左音頻信號(hào)或右音頻信號(hào))。在現(xiàn)有技術(shù)中已知不同類(lèi)型的用于輸出立體聲音頻信號(hào)的揚(yáng)聲器112，因而這里不再詳細(xì)對(duì)其進(jìn)行描述。在一個(gè)不例中，傳聲器106對(duì)在第一節(jié)點(diǎn)102的位置處出現(xiàn)的立體聲音頻信號(hào)(例如來(lái)自第一節(jié)點(diǎn)102的用戶(hù)的音樂(lè)或語(yǔ)音)進(jìn)行記錄。立體聲音頻信號(hào)被處理并且被發(fā)送到第二節(jié)點(diǎn)104的揚(yáng)聲器112并且從第二節(jié)點(diǎn)104的揚(yáng)聲器112輸出，例如立體聲音頻信號(hào)被發(fā)送到第二節(jié)點(diǎn)104的用戶(hù)。對(duì)于收聽(tīng)者來(lái)說(shuō)，立體聲音頻信號(hào)經(jīng)常被感覺(jué)到比相應(yīng)的單聲道音頻信號(hào)的質(zhì)量更高。為了允許以高質(zhì)量對(duì)立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行的有效編碼用于諸如系統(tǒng)100的系統(tǒng)中，本發(fā)明的實(shí)施例涉及在音頻譯碼器塊108和音頻解碼器塊110中使用的處理過(guò)程。在上述背景技術(shù)部分中描述的M/S編碼技術(shù)中(其中M= (L+R)/2和S =(L-R)/2)，當(dāng)左信號(hào)和右信號(hào)高度相關(guān)但在能級(jí)上不同時(shí)，立體聲音頻信號(hào)的編碼效率和音頻質(zhì)量會(huì)很差。這種情況例如在單聲道信號(hào)被“幅值平移”(“amplitude panned”)以產(chǎn)生立體聲信號(hào)時(shí)會(huì)發(fā)生。幅值平移(amplitude panning)是在錄音室和播音室中常用的技術(shù)。在一種方法中，在計(jì)算差異信號(hào)時(shí)使用自適應(yīng)增益(g)，使得通過(guò)下列公式給出中信號(hào)和邊信號(hào)(M和S)M = 1/2 (L+R)
S = 1/2 (L-gR)。這些信號(hào)被單獨(dú)編碼并且能與增益值g—起發(fā)送到解碼器。解碼器接收中信號(hào)和邊信號(hào)(M’和S’)并且根據(jù)下列公式能將這些接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換回左表示(representation)和右表不(L，和 R’)L，= 2(gM，+S，)/(l+g)R，= 2(M，-S，)/(l+g)。當(dāng)左信號(hào)和右信號(hào)高度相關(guān)并且在能級(jí)上相當(dāng)接近時(shí)，自適應(yīng)增益值(g)的使用能夠提高立體聲音頻信號(hào)的編碼質(zhì)量，因?yàn)樵鲆嬷的軌蜃赃m應(yīng)成使得邊信號(hào)S可以具有較低能量。然而，使用自適應(yīng)增益技術(shù)的缺點(diǎn)在于，性能是不對(duì)稱(chēng)的(即，對(duì)于左音頻信號(hào)和 右音頻信號(hào)來(lái)說(shuō)是不同的)。當(dāng)左通道上的信號(hào)為零時(shí)，邊信號(hào)S可以通過(guò)將增益設(shè)定為零(g = 0)而為零并且性能是良好的。另一方面，當(dāng)右通道上的信號(hào)為零時(shí)，信號(hào)S變得與信號(hào)M相同，并且因?yàn)閱温暤谰幗獯a器對(duì)同一信號(hào)編碼兩次因此編碼效率降低。而且，當(dāng)為了最小化信號(hào)S而使右通道上的信號(hào)的能級(jí)為低并且增益為大時(shí)，性能會(huì)變差。在這種情況下，右輸入信號(hào)中的量化噪聲被放大，這會(huì)使單聲道編解碼器對(duì)邊信號(hào)S的操作效率變低。因此，在實(shí)踐中增益值g不能變得大于I很多。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可以克服上述自適應(yīng)增益編碼技術(shù)存在的問(wèn)題中的至少一些問(wèn)題的編碼技術(shù)。參照?qǐng)D2，現(xiàn)在描述根據(jù)第一實(shí)施例的音頻譯碼器塊108和音頻解碼器塊110。音頻譯碼器塊108包括第一混音器202、第二混音器204、第一縮放元件206、第二縮放元件208、第三縮放元件210、第四縮放元件212、第一單聲道譯碼器214以及第二單聲道譯碼器216。音頻解碼器塊110包括第一單聲道解碼器218、第二單聲道解碼器220、第五縮放元件222、第六縮放元件226、第三混音器224以及第四混音器228。音頻譯碼器塊108被配置為接收輸入音頻信號(hào)作為左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)(L和R)。L音頻信號(hào)聯(lián)接到第一混音器202的第一正輸入端并且聯(lián)接到第一縮放兀件206的輸入端。R音頻信號(hào)聯(lián)接到第一混音器202的第二正輸入端并且聯(lián)接到第二縮放兀件208的輸入端。第一縮放兀件206的輸出端聯(lián)接到第二混音器204的正輸入端。第二縮放元件208的輸出端聯(lián)接到第二混音器204的負(fù)輸入端。第一混音器202的輸出端聯(lián)接到第三縮放兀件210的輸入端。第三縮放兀件210(M)的輸出端聯(lián)接到第一單聲道譯碼器214的輸入端。第二混音器204的輸出端聯(lián)接到第四縮放元件212的輸入端。第四縮放元件212(S)的輸出端聯(lián)接到第二單聲道譯碼器216的輸入端。第一單聲道譯碼器214的輸出端聯(lián)接到第一單聲道解碼器218的輸入端(例如，經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)108的傳送器和第二節(jié)點(diǎn)110的接收器)。第二單聲道譯碼器216的輸出端聯(lián)接到第二單聲道解碼器220的輸入端(例如，經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)108的傳送器和第二節(jié)點(diǎn)110的接收器)。第一單聲道解碼器218 (M’)的輸出端聯(lián)接到第五縮放元件222的輸入端并且聯(lián)接到第六縮放元件226的輸入端。第五縮放元件222的輸出端聯(lián)接到第三混音器224的第一正輸入端。第六縮放元件226的輸出端聯(lián)接到第四混音器228的正輸入端。第二單聲道解碼器220的輸出端聯(lián)接到第三混音器224的第二正輸入端并且聯(lián)接到第四混音器228的負(fù)輸入端。第三混音器224(L’)的輸出是從音頻解碼器塊110的輸出。第四混音器228 (R’ )的輸出是從音頻解碼器塊110的輸出。
現(xiàn)在將參考圖3的流程圖描述譯碼器塊108和解碼器塊110的操作。在步驟S302中，在譯碼器塊108處從傳聲器106接收輸入的音頻信號(hào)(L和R)。在步驟S304中，L信號(hào)和R信號(hào)用于生成中信號(hào)(M)和邊信號(hào)(S)。為此，L信號(hào)通過(guò)混音器202與R信號(hào)相加?；煲羝?02的輸出通過(guò)縮放兀件210以因子0. 5縮放以提供中信號(hào)M。因此，可以看出中信號(hào)M由M= (L+R)/2得出。L信號(hào)通過(guò)縮放元件206以因子1-w縮放并且R信號(hào)通過(guò)縮放元件208以因子1+w縮放。然后混音器204得出縮放后的L和R信號(hào)的差。也就是說(shuō)，混音器204從縮放兀件206的輸出減去縮放兀件208的輸出。混音器204的輸出通過(guò)縮放元件212以因子0.5縮放以提供邊信號(hào)S。因此，可以看出中信號(hào)(M)和邊信號(hào)(S)通過(guò)如下等式得出M = 1/2 (L+R) ；(Ia)S= 1/2 ((1-w) L-(1+w) R) o (lb)在范圍I I |w| I中選擇縮放參數(shù)W。 在步驟S306中，中信號(hào)M通過(guò)單聲道譯碼器214譯碼并且邊信號(hào)S通過(guò)單聲道譯碼器216譯碼。兩個(gè)音頻信號(hào)(M和S)因此分別譯碼。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)了解用于在單聲道譯碼器214和216中對(duì)音頻信號(hào)M和S進(jìn)行譯碼的可用技術(shù)，如上所述，單聲道譯碼器214和216的精確的操作細(xì)節(jié)在此不再進(jìn)行討論。在步驟S308中，譯碼的M信號(hào)和S信號(hào)從第一節(jié)點(diǎn)102傳送到第二節(jié)點(diǎn)104?？s放參數(shù)w與譯碼的M信號(hào)和S信號(hào)被量化并且從第一節(jié)點(diǎn)102傳送到第二節(jié)點(diǎn)104。譯碼的M信號(hào)和S信號(hào)和縮放參數(shù)w在第二節(jié)點(diǎn)110的音頻解碼器塊110處被接收。特別地，譯碼的M信號(hào)在第一單聲道解碼器218處被接收并且譯碼的S信號(hào)在第二單聲道解碼器220處被接收。在步驟S310中，譯碼的M信號(hào)和S信號(hào)被解碼。第一單聲道解碼器218對(duì)譯碼的M信號(hào)進(jìn)行解碼以提供中信號(hào)(M’ )，并且第二單聲道解碼器220對(duì)譯碼的S信號(hào)進(jìn)行解碼以提供邊信號(hào)(S’)。解碼的M’信號(hào)和S’信號(hào)由符號(hào)“’”表示，因?yàn)樗鼈兛赡懿皇桥c輸入到第一節(jié)點(diǎn)102處的單聲道譯碼器214和216的M信號(hào)和S信號(hào)精確地匹配。如果單聲道編解碼器214、216、218和220的譯碼和解碼處理是理想的并且如果在第一節(jié)點(diǎn)102和第二節(jié)點(diǎn)104之間的譯碼的M信號(hào)和S信號(hào)的傳送完全無(wú)損失，那么解碼的信號(hào)M’和S’可能與輸入到單聲道譯碼器214和216的M信號(hào)和S信號(hào)相同。然而，在實(shí)際的物理系統(tǒng)中，譯碼和解碼處理可能不是理想的并且可能存在譯碼的M信號(hào)和S信號(hào)的一些損失或者失真，因?yàn)樗鼈冊(cè)诘谝还?jié)點(diǎn)102和第二節(jié)點(diǎn)104之間傳送并且如上所述，M’可能不等于M并且S’可能不等于S。在步驟S312中，在音頻解碼器塊110中從解碼的M，信號(hào)和S’信號(hào)生成左信號(hào)和右信號(hào)(L’和R’)。音頻解碼器塊110接收縮放參數(shù)w的值和譯碼的音頻信號(hào)并且使用接收的縮放參數(shù)的值來(lái)設(shè)定由縮放元件222和226應(yīng)用的縮放因子。M，信號(hào)通過(guò)縮放元件222以因子(1+w)縮放并且然后縮放后的M’信號(hào)通過(guò)混音器224與S’信號(hào)相加?；煲羝?24的輸出用作L’信號(hào)。M’信號(hào)通過(guò)縮放元件226以因子(l_w)縮放并且然后混音器228求出縮放后的M，信號(hào)和S’信號(hào)之間的差。也就是說(shuō)，混音器228從縮放元件226的輸出中減去S’信號(hào)?；旌掀?28的輸出用作R’信號(hào)。因此，可以看出左信號(hào)L’和右信號(hào)R’通過(guò)如下等式得出
L，= (1+w) Mj +S，； (2a)R，= (l_w)M，_S，。(2b)L’信號(hào)和R’信號(hào)從音頻解碼器塊110輸出并且傳輸?shù)綋P(yáng)聲器112。在步驟S314中，L’信號(hào)和R’信號(hào)從揚(yáng)聲器112輸出從而將來(lái)自第二節(jié)點(diǎn)104的立體聲音頻信號(hào)輸出到例如第二節(jié)點(diǎn)104的用戶(hù)。由上述等式Ia和Ib可見(jiàn)，中信號(hào)(M)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)輸入通道(L和R)的單聲道型式，并且所述邊信號(hào)(S)包括L的縮放后的型式和R的縮放后的型式之間的差。如上所述，和解碼器的全立體聲執(zhí)行相比，解碼器的單聲道執(zhí)行使用更少的CPU和存儲(chǔ)器資源。該復(fù)雜性降低的原因在于單聲道解碼器僅僅需要對(duì)傳送的立體聲音頻信號(hào)的比特流的包含單聲道表示的一部分(即譯碼的M信號(hào))進(jìn)行解碼，并且能夠忽略其他部分(即譯碼的S信號(hào))。在實(shí)踐中，這可以降低復(fù)雜性并且將解碼器中的存儲(chǔ)器消耗降低大約一半。這使得單聲道解碼器更易于在低端硬件或者網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行和運(yùn)行以處理大量的呼叫，并且節(jié)約在例如 解碼器在移動(dòng)設(shè)備中操作的情況下尤其重要的電池壽命。解碼器在其中被執(zhí)行的設(shè)備可能沒(méi)有立體聲回放能力(例如，第二節(jié)點(diǎn)104可能僅僅具有一個(gè)揚(yáng)聲器112)并且，如上所述，立體聲解碼器將不會(huì)改善觀察的音頻質(zhì)量。使用這里描述的方法，單聲道解碼器將仍然與轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)比特流形式相兼容?？s放參數(shù)w能夠被調(diào)整為使得每當(dāng)L信號(hào)和R信號(hào)僅僅縮放因子不同時(shí)邊信號(hào)S能夠?yàn)榱恪？s放參數(shù)w能夠在操作期間被調(diào)整，從而確保邊信號(hào)S在整個(gè)處理中最小化。特別地，L信號(hào)和R信號(hào)能夠被分析以確定如何設(shè)定w，以及因此如何調(diào)整應(yīng)用到L信號(hào)和R信號(hào)的縮放。縮放參數(shù)保持在范圍|l|w|l內(nèi)，這有利地確保在L信號(hào)和R信號(hào)中的量化噪聲沒(méi)有放大。由此可見(jiàn)，由縮放元件206和208應(yīng)用到L信號(hào)和R信號(hào)的縮放因子相互相關(guān)。換句話說(shuō)，如果應(yīng)用到L信號(hào)的縮放因子改變，那么應(yīng)用到R信號(hào)的縮放因子也改變。事實(shí)上，縮放因子(1-w)和(1+w)總是相加為常數(shù)。在上述優(yōu)選的實(shí)施例中，它們相加得2。通過(guò)縮放元件212應(yīng)用的縮放使混音器204的輸出減半。這樣，縮放參數(shù)w的值設(shè)定傳輸?shù)交煲羝?04的L和R的比例。如上所述，有利的是減少表示邊信號(hào)S所需的數(shù)據(jù)量從而改善編碼效率和立體聲音頻信號(hào)的音頻質(zhì)量。作為示例，通過(guò)當(dāng)左右輸入音頻信號(hào)相同時(shí)(即當(dāng)L = R時(shí))將縮放參數(shù)w設(shè)定為零，能夠使得S為零。在這些優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)將縮放參數(shù)w設(shè)定為等于負(fù)一，當(dāng)左輸入音頻信號(hào)為零時(shí)，也能夠使S為零。此外，在這些優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)將縮放參數(shù)w設(shè)定為等于一，當(dāng)右輸入音頻信號(hào)為零時(shí)，也能夠使S為零。因此在優(yōu)選實(shí)施例中，縮放參數(shù)w根據(jù)L信號(hào)和R信號(hào)的分析結(jié)果而設(shè)定從而使得邊信號(hào)S的能量最小化。如上所述，縮放參數(shù)w可以被優(yōu)化為最大編碼效率和音頻質(zhì)量。最接近目標(biāo)的是選擇w為使得邊信號(hào)S的能量最小化。這可以通過(guò)最小平方解法實(shí)現(xiàn)w = 1/2 (L-R) tM/ (MtM)，其中L、R和M表示為列矢量并且(.)T指代變換函數(shù)。由于縮放參數(shù)w被編碼并且傳送到解碼器，所以有利地以低于音頻信號(hào)的樣本率取樣。一個(gè)方法是發(fā)送立體聲音頻信號(hào)的每幀或者每子幀的一個(gè)w值。為了避免不連續(xù)性，有利的是隨時(shí)間插入W。如上所述，通過(guò)避免可能導(dǎo)致雙耳無(wú)屏蔽的立體聲圖像的偽跡，使S信號(hào)的能量最小化改善了轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的音頻質(zhì)量。結(jié)合圖4，現(xiàn)在將描述根據(jù)第二實(shí)施例的音頻譯碼器塊108和音頻解碼器塊110。第二實(shí)施例的音頻譯碼器塊108音頻解碼器塊110以不同的方式達(dá)到與第一實(shí)施例相同的結(jié)果。音頻譯碼器塊108包括第一混合器402、第二混合器404、第三混合器406、第一縮放元件408、第二縮放元件410、第三縮放元件412、第一單聲道譯碼器414和第二單聲道譯碼器416。音頻解碼器塊110包括第一單聲道解碼器418、第二單聲道解碼器420、第四縮放元件422、第四混合器424、第五混合器426和第六混合器428。音頻譯碼器塊108被配置為從傳聲器106處接收L信號(hào)和R信號(hào)。L信號(hào)聯(lián)接到混合器402的第一正輸入端以及混合器404的正輸入端。R信號(hào)聯(lián)接到混合器402的第二正輸入端以及混合器404的負(fù)輸入端?；旌掀?02的輸出端聯(lián)接到縮放元件408和410的輸入端?？s放元件408的輸出端聯(lián)接到混合器406的負(fù)輸入端?；旌掀?04的輸出端聯(lián)接到混合器406的正輸入端?；旌掀?06的輸出端聯(lián)接到縮放元件412的輸入端?？s放元件410的輸出端聯(lián)接到單聲道譯碼器 414的輸入端。縮放元件412的輸出端聯(lián)接到單聲道譯碼器416的輸入端。單聲道譯碼器414的輸出端聯(lián)接到單聲道解碼器418的輸入端。單聲道譯碼器416的輸出端聯(lián)接到單聲道解碼器420的輸入端。單聲道解碼器418的輸出端聯(lián)接到混合器424的第一正輸入端、混合器428的正輸入端以及縮放元件422的輸入端?？s放元件422的輸出端連接到混合器426的第一正輸入端。單聲道解碼器420的輸出端聯(lián)接到混合器426的第二正輸入端?；旌掀?26的輸出端聯(lián)接到混合器424的第二正輸入端以及混合器428的負(fù)輸入端?；旌掀?24的輸出為從音頻解碼器塊110的輸出，作為L(zhǎng)信號(hào)?；旌掀?28的輸出為從音頻解碼器塊110的輸出，作為R信號(hào)。如圖4所示的音頻譯碼器提供如結(jié)合圖2所述的相同的M信號(hào)和S信號(hào)，因此可以獲得與結(jié)合圖2所描述的相同的優(yōu)點(diǎn)，但是是以不同的方式實(shí)現(xiàn)的。M信號(hào)是以相同的方式生成的，也就是說(shuō)，通過(guò)使得L信號(hào)和R信號(hào)相加，然后用因子1/2對(duì)所述相加結(jié)果進(jìn)行縮放。然而，S信號(hào)是這樣生成的首先利用混合器404找到L信號(hào)和R信號(hào)之間的差，也就是說(shuō)，通過(guò)從L信號(hào)中減去R信號(hào)；通過(guò)縮放元件408利用因子w縮放L信號(hào)和R信號(hào)的和，然后混合器406找到混合器404的輸出和縮放元件408的輸出之間的差，也就是說(shuō)，通過(guò)從混合器404中減去縮放元件408的輸出；然后，用因子1/2對(duì)混合器406的輸出進(jìn)行縮放以生成S信號(hào)?？梢岳靡韵碌仁絹?lái)表達(dá)這些運(yùn)算M = 1/2 (L+R) ； (3a)S = 1/2 (L-R)-wM。 (3b)可以意識(shí)到，等式3a與等式Ia是相同的。此外，通過(guò)對(duì)等式進(jìn)行一些重新排列，等式3b將與等式Ib相同。因此，圖4所示的音頻譯碼器塊108可以獲得與圖2所示的音頻譯碼器塊108相同的結(jié)果。圖4所示的音頻解碼器提供如結(jié)合圖2所述的相同的L’信號(hào)和R’信號(hào)，因此可以獲得與結(jié)合圖2所描述的相同的優(yōu)點(diǎn)，但是是以不同的方式實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)解碼的中信號(hào)M’在縮放元件422中由因子w所縮放，然后混合器426將縮放元件422的輸出與經(jīng)解碼的邊信號(hào)S’相加?；旌掀?26的輸出與M’信號(hào)在混合器424中相加以提供L’信號(hào)?；旌掀?28判定Μ’信號(hào)和混合器426的輸出之間的差。也就是說(shuō)，從混合器426的輸出中減去Μ’信號(hào)以提供R’信號(hào)。因此L’信號(hào)和R’信號(hào)是通過(guò)如結(jié)合圖2相同的等式(等式2a和2b)給出的，也即L，= (l+w)M，+S，； (4a)R，= (l_w)M，_S，。(4b)現(xiàn)在結(jié)合圖5描述根據(jù)第三實(shí)施例的音頻譯碼器塊108和音頻解碼器塊110。第三實(shí)施例類(lèi)似于第二實(shí)施例，因而使用相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示圖4所示的相應(yīng)元件。第三實(shí)施例(如圖5所示)和第二實(shí)施例(如圖4所示)之間的區(qū)別在于縮放元件408由具有過(guò)濾器系數(shù)P(Z)的過(guò)濾器508所替代，以及縮放元件422由具有過(guò)濾器系數(shù)P(Z)的過(guò)濾器522所替代。這樣，如圖5所示，第三實(shí)施例用過(guò)濾器P(Z) 代替縮放系數(shù)。過(guò)濾器508的輸出代表基于和信號(hào)(L+R)預(yù)測(cè)差信號(hào)(L-R)?？梢赃x擇過(guò)濾器系數(shù)以使得信號(hào)S的能量為最小。過(guò)濾器系數(shù)被量化且被傳送到音頻解碼器塊110。音頻解碼器塊110使用從音頻譯碼器塊108處接收到的過(guò)濾器系數(shù)來(lái)在過(guò)濾器522中應(yīng)用正確的過(guò)濾器系數(shù)，從而根據(jù)M’信號(hào)和S’信號(hào)正確地恢復(fù)L’信號(hào)和R’信號(hào)。在這里描述的所有實(shí)施例中，在根據(jù)M，和S’計(jì)算L’和R’的音頻解碼器塊110中的解碼器轉(zhuǎn)換處理正是在根據(jù)L和R計(jì)算M和S的音頻譯碼器塊108中的譯碼器轉(zhuǎn)換處理的反轉(zhuǎn)。這意味著所述系統(tǒng)實(shí)施完全的重構(gòu)如果單聲道譯碼器和解碼器是無(wú)損的(即，沒(méi)有引入編碼誤差)，那么左和右輸出信號(hào)(L’和R’ )能夠隨意地接近輸入信號(hào)(L和R)。所述方法可以與切換到雙聲道-單聲道編碼模式的方法結(jié)合，無(wú)論何時(shí)這樣做，都可以依賴(lài)輸入信號(hào)改善編碼效率或者經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)的音頻質(zhì)量?？梢灾v在編碼技術(shù)中的切換告知音頻解碼器塊110，從而音頻解碼器塊110能對(duì)經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)正確地進(jìn)行解碼。在次能帶信號(hào)或變換域系數(shù)，這里所描述的方法可以應(yīng)用到時(shí)域。當(dāng)在時(shí)域中操作所述方法時(shí)，有利的是對(duì)左和右信號(hào)(L和R)進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，可參考2005年10月的“Flexible Sum-Difference Stereo Coding Based on Time Aligned SignalComponents”，J. Lindblom, J. H. Plasberg, R. Vafin, IEEE Workshop on Applications ofSignal Processing to Audio and Acoustics。所述時(shí)間調(diào)整是這樣完成的在譯碼器中利用獨(dú)立的適應(yīng)性延遲對(duì)左和右輸入信號(hào)L和R進(jìn)行延遲。在解碼器中，也對(duì)輸出信號(hào)L’和R’進(jìn)行延遲,從而使得這些信號(hào)之間的相對(duì)時(shí)間(timing)與輸入信號(hào)L和R的相對(duì)時(shí)間相等。在上述實(shí)施例中，將經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)傳送到另一節(jié)點(diǎn)處，在該節(jié)點(diǎn)處對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行解碼。在可選實(shí)施例中，未將所述經(jīng)譯碼的立體聲信號(hào)傳送到另一節(jié)點(diǎn)處，而是相反地在對(duì)信號(hào)進(jìn)行譯碼的節(jié)點(diǎn)處(例如，第一節(jié)點(diǎn)102)對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行解碼。例如，可以講經(jīng)譯碼的立體聲信號(hào)存儲(chǔ)在第一節(jié)點(diǎn)102出的存儲(chǔ)器中。隨后，將經(jīng)譯碼的立體聲音頻信號(hào)從存儲(chǔ)器中取回，并在第一節(jié)點(diǎn)102處利用與上述塊110對(duì)應(yīng)的音頻解碼器塊對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行解碼，并且例如利用第一節(jié)點(diǎn)102的揚(yáng)聲器在第一節(jié)點(diǎn)102處輸出信號(hào)L’和R，。以上所描述的方法和功能性元件可以用軟件或硬件進(jìn)行實(shí)施。例如，如果音頻譯碼器塊108和音頻解碼器塊110是以軟件實(shí)施的，那么可以通過(guò)在第一節(jié)點(diǎn)102和/或第二節(jié)電104處利用軍事家處理器件執(zhí)行一個(gè)以上計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)實(shí)施。以上所描述的音頻譯碼器塊108和音頻解碼器塊110是在數(shù)字域中運(yùn)行的，即，音頻信號(hào)為數(shù)字音頻信號(hào)。在可選實(shí)施例中，音頻譯碼器塊108和音頻解碼器塊110可以在模擬域中運(yùn)行，其中音頻信號(hào)為模擬音頻信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)例中，可以根據(jù)以下等式生成M信號(hào)和S信號(hào)M = O. 4L+0. 6R ;以及S = O. 4 (1-W) L-0. 6 (1+w) R。在該實(shí)例中，可以通過(guò)相應(yīng)地調(diào)整縮放參數(shù)而使得S信號(hào)仍舊為最小。然而，M信號(hào)不再表示立體聲音頻信號(hào)的單聲道版本。
在該實(shí)例中，仍舊可以相同的方式根據(jù)以下等式操作解碼器L，= (1+w)Mj +S，;以及R’ = (l-w)M’ -S’。因此，可以看出用于對(duì)M信號(hào)和S信號(hào)進(jìn)行譯碼的精確方法可能在所有的情況中對(duì)于能夠正確解碼信號(hào)的解碼器而言并不是相同的。此外，雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出了特定的表述，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以理解的是可以在不背離隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)在形式和細(xì)節(jié)上做出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種處理輸入立體聲音頻信號(hào)的方法，其用以生成代表所述輸入立體聲音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述方法包括 生成第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和； 生成第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)的第一函數(shù)和右輸入音頻信號(hào)的第二函數(shù)之間的差， 其中第一函數(shù)和第二函數(shù)是可調(diào)整的從而用以調(diào)整轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的至少一個(gè)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用相應(yīng)的單聲道譯碼器對(duì)第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括將帶有第一函數(shù)和第二函數(shù)的指示的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)傳送至解碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述指示在立體聲音頻信號(hào)的每巾貞被傳送一次。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 分析左、右輸入音頻信號(hào)以確定對(duì)于第一函數(shù)和第二函數(shù)的最佳函數(shù)；以及 根據(jù)確定出的最佳函數(shù)來(lái)調(diào)整第一函數(shù)和第二函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中確定最佳函數(shù)以便最小化第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中第一函數(shù)和第二函數(shù)是相互相關(guān)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中當(dāng)調(diào)整函數(shù)時(shí)第一函數(shù)和第二函數(shù)的總和是常數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)M和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)S由下式給出M = 1/2(L+R)S = 1/2((1-w)L-(1+w)R) 上式中L和R分別表示左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，w是縮放參數(shù)，其中第一函數(shù)由(I-W)給出，第二函數(shù)由(1+W)給出。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的至少一個(gè)特性包括轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的編碼效率和音頻質(zhì)量的至少其中之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 分析左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)；以及 如果對(duì)左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的分析表明切換到雙重單聲道編碼模式將提高轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的編碼效率或音頻質(zhì)量，則切換到雙重單聲道編碼方式。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中生成第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的步驟包括 將第一函數(shù)應(yīng)用到左輸入音頻信號(hào)以生成調(diào)整后左輸入音頻信號(hào)； 將第二函數(shù)應(yīng)用到右輸入音頻信號(hào)以生成調(diào)整后右輸入音頻信號(hào)；以及 確定調(diào)整后左輸入音頻信號(hào)和調(diào)整后右輸入音頻信號(hào)之間的差。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述方法包括確定左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和； 確定左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)之間的差；以及 將調(diào)整函數(shù)應(yīng)用到確定出的左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和以生成調(diào)整信號(hào)， 其中第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)是基于在左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)之間確定出的差與調(diào)整信號(hào)之間的差生成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中第一函數(shù)和第二函數(shù)是第一縮放因子和第二縮放因子。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中第一函數(shù)和第二函數(shù)是由預(yù)測(cè)濾波器的濾波器系數(shù)確定的。
16.一種在非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括代碼，所述代碼配置為當(dāng)在裝置的一個(gè)或多個(gè)處理器上執(zhí)行時(shí)實(shí)行根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作。
17.一種用于處理輸入立體聲音頻信號(hào)的裝置，其用以生成代表所述輸入立體聲音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述裝置包括 第一生成器件，其配置為生成第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和； 第二生成器件，其配置為生成第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，其中第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)的第一函數(shù)和右輸入音頻信號(hào)的第二函數(shù)之間的差， 其中第一函數(shù)和第二函數(shù)是可調(diào)整的從而用以調(diào)整轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的至少一個(gè)特性。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，還包括 第一單聲道譯碼器，其配置為對(duì)第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼；以及 第二單聲道譯碼器，其配置為對(duì)第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行譯碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，還包括傳送器，其配置為將帶有第一函數(shù)和第二函數(shù)的指示的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)傳送至解碼器。
20.一種由轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)生成輸出立體聲音頻信號(hào)的方法，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)已從輸入立體聲音頻信號(hào)生成，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和所述第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)根據(jù)至少一個(gè)函數(shù)而與左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)相關(guān)，所述輸出立體聲音頻信號(hào)包括左輸出音頻信號(hào)和右輸出音頻信號(hào)，所述方法包括 接收帶有所述至少一個(gè)函數(shù)的指示的第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)；生成右輸出音頻信號(hào)，其中右輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第一解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的總和；以及 生成左輸出音頻信號(hào)，其中左輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第二解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)之間的差， 其中根據(jù)接收到的所述至少一個(gè)函數(shù)的指示來(lái)確定第一解碼函數(shù)和第二解碼函數(shù)，使得生成的左輸出音頻信號(hào)和右輸出音頻信號(hào)代表左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中(i)第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和；以及(ii)第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)基于左輸入音頻信號(hào)的第一函數(shù)和右輸入音頻信號(hào)的第二函數(shù)之間的差，并且其中所述至少一個(gè)函數(shù)包括第一函數(shù)和第二函數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中已根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法生成了轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在生成右輸出音頻信號(hào)和生成左輸出音頻信號(hào)的所述步驟之前，使用相應(yīng)的單聲道解碼器對(duì)接收到的第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行解碼。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括輸出所述輸出立體聲音頻信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中左輸出音頻信號(hào)L’和右輸出音頻信號(hào)R’由下式給出 L，= (1+w)Mj +S，;以及 R， = (I-W)Mj -S，， 上式中M’和S’分別表示接收到的第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，w是縮放參數(shù)，其中第一解碼函數(shù)由(1-w)給出，第二解碼函數(shù)由(1+w)給出。
26.一種在非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括代碼，所述代碼配置為當(dāng)在裝置的一個(gè)或多個(gè)處理器上執(zhí)行時(shí)實(shí)行根據(jù)權(quán)利要求20所述的操作。
27.一種用于由轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)生成輸出立體聲音頻信號(hào)的裝置，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)已從輸入立體聲音頻信號(hào)生成，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)，所述第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和所述第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)根據(jù)至少一個(gè)函數(shù)而與左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)相關(guān)，所述輸出立體聲音頻信號(hào)包括左輸出音頻信號(hào)和右輸出音頻信號(hào)，所述裝置包括 接收器，其配置為接收帶有所述至少一個(gè)函數(shù)的指示的第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)； 第一生成器件，其配置為生成右輸出音頻信號(hào)，其中右輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第一解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的總和；以及 第二生成器件，其配置為生成左輸出音頻信號(hào)，其中左輸出音頻信號(hào)基于第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)的第二解碼函數(shù)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)之間的差， 確定器件，其配置為根據(jù)接收到的所述至少一個(gè)函數(shù)的指示來(lái)確定第一解碼函數(shù)和第二解碼函數(shù)，使得生成的左輸出音頻信號(hào)和右輸出音頻信號(hào)代表左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，還包括 第一單聲道解碼器，其配置為對(duì)接收到的第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行解碼； 第二單聲道解碼器，其配置為對(duì)接收到的第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)進(jìn)行解碼。
29.—種系統(tǒng),包括 根據(jù)權(quán)利要求17所述的第一裝置，用于處理輸入立體聲音頻信號(hào)以生成轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)；以及 根據(jù)權(quán)利要求27所述的第二裝置，用于接收轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)以及生成輸出立體聲音頻信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明針對(duì)處理立體聲音頻信號(hào)，公開(kāi)了一種用于處理輸入立體聲音頻信號(hào)的方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其用以生成代表所述輸入立體聲音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)，所述輸入立體聲音頻信號(hào)包括左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)包括第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)。第一轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)是基于左輸入音頻信號(hào)和右輸入音頻信號(hào)的總和生成的。第二轉(zhuǎn)換后音頻信號(hào)是基于左輸入音頻信號(hào)的第一函數(shù)和右輸入音頻信號(hào)的第二函數(shù)之間的差生成的。第一函數(shù)和第二函數(shù)是可調(diào)整的從而用以調(diào)整轉(zhuǎn)換后立體聲音頻信號(hào)的至少一個(gè)特性。
文檔編號(hào)G10L19/00GK102760439SQ201210127669
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者科恩·沃斯 申請(qǐng)人:斯凱普公司