使用基于殘差信號(hào)調(diào)整解相關(guān)信號(hào)貢獻(xiàn)的多聲道音頻解碼器、多聲道音頻編碼器、方法和 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于在編碼表示的基礎(chǔ)上提供至少二個(gè)輸出音頻信號(hào) 的多聲道音頻解碼器。
[0002] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及用于提供多聲道音頻信號(hào)的編碼表示的音頻編碼 器。
[0003] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及用于在編碼表示的基礎(chǔ)上提供至少二個(gè)輸出音頻 信號(hào)的方法。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及用于提供多聲道音頻信號(hào)的編碼表示的方法。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及用于執(zhí)行方法中一個(gè)的計(jì)算機(jī)程序。
[0006] -般來說，根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)施例涉及結(jié)合的殘差與參數(shù)編碼。
【背景技術(shù)】
[0007] 近年來，對(duì)于音頻內(nèi)容的儲(chǔ)存和傳輸?shù)男枨笠恢痹诜€(wěn)步地增加。此外，對(duì)于音頻內(nèi) 容的儲(chǔ)存和傳輸?shù)馁|(zhì)量需求也一直在穩(wěn)步地增加。從而，對(duì)于音頻內(nèi)容的編碼和解碼的概 念也已經(jīng)被強(qiáng)化。例如，所謂的"高級(jí)音頻編碼(ACC)"已被建立，例如，其在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/ IEC 13818-7:2003 中被描述。
[0008] 此外，部分空間的延伸也已經(jīng)被建立，例如，所謂的" MPEG環(huán)繞"概念，例如，其在國 際標(biāo)準(zhǔn)IS0/IEC 23003-1:2007中被描述。此外，對(duì)于音頻信號(hào)的空間信息的編碼和解碼的 附加改進(jìn)在國際標(biāo)準(zhǔn)IS0/IEC23003-2:2010中被描述，其涉及所謂的空間音頻對(duì)象編碼。此 外，靈活的（可切換的）音頻編碼/解碼概念提供了以高效率編碼對(duì)一般音頻信號(hào)和語音信 號(hào)進(jìn)行編碼的可能性，也提供了處理多聲道音頻信號(hào)的可能性，其如定義在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/ IEC 23003-3:2012所描述的"統(tǒng)一語音及音頻編碼"概念中。
[0009] 然而，目前仍然期望能夠提供一種對(duì)于多聲道音頻信號(hào)的高效率編碼/解碼的更 高級(jí)概念。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例建立了用于在編碼表示的基礎(chǔ)上提供至少兩個(gè)輸出音頻信 號(hào)的多聲道音頻解碼器。多聲道音頻解碼器被配置用于執(zhí)行降混合信號(hào)、解相關(guān)信號(hào)和殘 差信號(hào)的加權(quán)組合，以獲得輸出音頻信號(hào)中的一個(gè)。多聲道音頻解碼器被配置用于根據(jù)殘 差信號(hào)確定用來描述加權(quán)組合中殘差信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例基于以下發(fā)現(xiàn)，如果，用來描述降混合信號(hào)、解相關(guān)信號(hào)和 殘差信號(hào)的加權(quán)組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重根據(jù)殘差信號(hào)而被調(diào)整，則能夠在編碼表 示的基礎(chǔ)上非常有效率地獲得輸出音頻信號(hào)。從而，通過根據(jù)殘差信號(hào)調(diào)整用來描述加權(quán) 組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重，有可能在沒有傳輸附加控制信息下在參數(shù)編碼(或主要 地參數(shù)編碼）和殘差編碼（或主要地殘差編碼）之間進(jìn)行混合（或衰退）。此外，還可發(fā)現(xiàn)的 是，被包含至編碼表示中的殘差信號(hào)是針對(duì)權(quán)重的良好指示，該權(quán)重用來描述加權(quán)組合中 解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)，一般較佳的作法是，如果殘差信號(hào)是(相對(duì)地)微弱的（或者對(duì)于期望能 量的再建是不必須的），則在解相關(guān)信號(hào)上置放(相對(duì)地)較高的權(quán)重，如果殘差信號(hào)是(相 對(duì)地)強(qiáng)大的（或者對(duì)于期望能量的再建是必須的），則在解相關(guān)信號(hào)上置放(相對(duì)地)較低 的權(quán)重。從而，上述提及的概念允許在參數(shù)編碼(其中，例如，期望能量特征和/或相關(guān)特征 通過參數(shù)信號(hào)化以及通過增加解相關(guān)信號(hào)再建)和殘差編碼(其中，在部分情況下，殘差信 號(hào)用于再建以輸出音頻信號(hào)，其是降混合信號(hào)基礎(chǔ)上的輸出音頻信號(hào)的波形)之間的漸近 轉(zhuǎn)變。從而，有可能地針對(duì)再建和再建的質(zhì)量而改編該技術(shù)，以成為沒有附加信號(hào)化負(fù)擔(dān)的 解碼信號(hào)。
[0012] 在較佳的實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于根據(jù)解相關(guān)信號(hào)確定用來描述 加權(quán)組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。通過根據(jù)殘差信號(hào)和根據(jù)解相關(guān)信號(hào)來確定用來描 述加權(quán)組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重，權(quán)重能夠良好地調(diào)整至信號(hào)特征，使得在編碼表 示的基礎(chǔ)上(特別是，在降混合信號(hào)、解相關(guān)信號(hào)和殘差信號(hào)的基礎(chǔ)上），至少二個(gè)輸出音頻 信號(hào)的再建可以達(dá)到良好的質(zhì)量。
[0013] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于在編碼表示的基礎(chǔ)上獲得升混合 參數(shù)，并根據(jù)升混合參數(shù)確定用來描述加權(quán)組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。通過考慮升 混合參數(shù)，有可能再建輸出音頻信號(hào)的期望特征(例如，輸出音頻信號(hào)之間的期望相關(guān)性， 和/或輸出音頻信號(hào)的期望能量特征），以得到期望值。
[0014] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于確定用來描述加權(quán)組合中解相關(guān) 信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重，使得解相關(guān)信號(hào)的權(quán)重隨著一個(gè)或多個(gè)殘差信號(hào)的能量的增加而減 少。該機(jī)制允許根據(jù)殘差信號(hào)的能量調(diào)整至少二個(gè)輸出音頻信號(hào)的再建的精準(zhǔn)度。如果殘 差信號(hào)的能量相對(duì)地高，則解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重相對(duì)地小，使得解相關(guān)信號(hào)不會(huì)長久 有害地影響由使用殘差信號(hào)所造成的再制的高質(zhì)量。相反地，如果殘差信號(hào)的能量相對(duì)地 低，或者甚至為零，高權(quán)重被給予至解相關(guān)信號(hào)，使得解相關(guān)信號(hào)能有效地將輸出音頻信號(hào) 的特征帶至期望值。
[0015] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于確定用來描述加權(quán)組合中解相關(guān) 信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重，使得如果殘差信號(hào)的能量為零，則解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)所確定的最 大權(quán)重關(guān)聯(lián)至解相關(guān)信號(hào)，并且使得如果以殘差信號(hào)加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)的殘差信號(hào)的能量 大于或等于以解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)進(jìn)行加權(quán)的解相關(guān)信號(hào)的能量，則零權(quán)重關(guān)聯(lián)至解相 關(guān)信號(hào)。該實(shí)施例基于以下發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該被添加至降混合信號(hào)的期望能量根據(jù)以解相關(guān)信號(hào) 升混合參數(shù)進(jìn)行加權(quán)的解相關(guān)信號(hào)的能量所確定。進(jìn)而，總結(jié)來說，如果以殘差信號(hào)加權(quán)系 數(shù)進(jìn)行加權(quán)的殘差信號(hào)的能量大于或等于以解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)進(jìn)行加權(quán)的解相關(guān)信 號(hào)的能量，則不需要再加入解相關(guān)信號(hào)。換句話說，如果判斷殘差信號(hào)攜帶足夠的能量(例 如，足夠到達(dá)必須的總能量），則解相關(guān)信號(hào)不再用于提供至少二個(gè)輸出音頻信號(hào)。
[0016] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于計(jì)算以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)解相關(guān)信 號(hào)升混合參數(shù)進(jìn)行加權(quán)的解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值，并且計(jì)算使用一個(gè)或多個(gè)殘差信號(hào)升 混合參數(shù)(其可等同于上述提及的殘差信號(hào)加權(quán)系數(shù))進(jìn)行加權(quán)的殘差信號(hào)的加權(quán)能量值， 以根據(jù)解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值和殘差信號(hào)的加權(quán)能量值來決定因子，并在因子的基礎(chǔ)上 獲得用來描述解相關(guān)信號(hào)對(duì)于音頻輸出信號(hào)中（至少)一個(gè)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。在此可發(fā)現(xiàn)，該 流程非常適合于用來描述解相關(guān)信號(hào)對(duì)于一個(gè)或多個(gè)輸出音頻信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重的高效 率計(jì)算。
[0017] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于將因子乘以解相關(guān)信號(hào)升混合參 數(shù)，以獲得用來描述解相關(guān)信號(hào)對(duì)于輸出音頻信號(hào)中的（至少)一個(gè)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。通過使 用該流程，為了確定用來描述加權(quán)組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重，有可能考慮，用來描述 至少二個(gè)輸出音頻信號(hào)（其根據(jù)解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)進(jìn)行描述）的期望信號(hào)特征的一個(gè) 或多個(gè)參數(shù)，以及在解相關(guān)信號(hào)的能量以及殘差信號(hào)的能量之間的關(guān)系。因此，當(dāng)仍然考慮 輸出音頻信號(hào)（由解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)所反映）的期望特征時(shí)，在參數(shù)編碼(或者主要地 參數(shù)編碼)和殘差編碼(或者主要地殘差編碼)之間的混合(或者衰退)是存在可能性的。
[0018] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于在多個(gè)升混合聲道和多個(gè)時(shí)隙上 計(jì)算以使用解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)進(jìn)行加權(quán)的解相關(guān)信號(hào)的能量，以獲得解相關(guān)信號(hào)的加 權(quán)能量值。從而，有可能避免解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值的強(qiáng)烈變化。因此，多聲道音頻解碼 器的穩(wěn)定調(diào)整可達(dá)成。
[0019] 類似地，多聲道音頻解碼器被配置用于在多個(gè)升混合聲道和多個(gè)時(shí)隙上計(jì)算以使 用殘差信號(hào)升混合參數(shù)進(jìn)行加權(quán)的殘差信號(hào)的能量，以獲得殘差信號(hào)的加權(quán)能量值。從而， 由于避免了殘差信號(hào)的加權(quán)能量值的強(qiáng)烈變化，多聲道音頻解碼器的穩(wěn)定調(diào)整可達(dá)成。然 而，平均期間被選擇地足夠短，以允許加權(quán)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0020] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于根據(jù)解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值和 殘差信號(hào)的加權(quán)能量值之間的差異計(jì)算因子。一種計(jì)算，"比較"解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值 和殘差信號(hào)的加權(quán)能量值，允許使用（加權(quán)版本的）解相關(guān)信號(hào)補(bǔ)充殘差信號(hào)（或者殘差信 號(hào)的加權(quán)版本），其中用來描述解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重被調(diào)整到至少二個(gè)音頻輸出信號(hào) 的提供的需求。
[0021] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于根據(jù)比例計(jì)算因子，比例介于，解 相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值和殘差信號(hào)的加權(quán)能量值之間的差異，和解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值 之間。在此可發(fā)現(xiàn)，根據(jù)該比例的因子的計(jì)算帶來長久特別的良好結(jié)果。此外，值得一提的 是，為了達(dá)到良好的聽覺印象(或是等價(jià)地，當(dāng)相較于不存在殘差信號(hào)的情況時(shí)，為了在輸 出音頻信號(hào)中具有大體相同的信號(hào)能量），比例描述了解相關(guān)信號(hào)(使用解相關(guān)信號(hào)升混合 參數(shù)進(jìn)行加權(quán))的全部能量的那部分在殘差信號(hào)的出現(xiàn)是必須的。
[0022] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于確定用來描述解相關(guān)信號(hào)對(duì)于兩 個(gè)或兩個(gè)以上輸出音頻信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。在此情況下，多聲道音頻解碼器被配置用于在 解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能量值和第一聲道解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)的基礎(chǔ)上，確定解相關(guān)信號(hào)對(duì) 于第一輸出音頻信號(hào)的貢獻(xiàn)。此外，多聲道音頻解碼器被配置用于在解相關(guān)信號(hào)的加權(quán)能 量值和第二聲道解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)的基礎(chǔ)上，確定解相關(guān)信號(hào)對(duì)于第二輸出音頻信號(hào) 的貢獻(xiàn)。于是，具有適度效果和良好音頻質(zhì)量的二個(gè)輸出音頻信號(hào)能夠被提供，其中二個(gè)輸 出音頻信號(hào)之間的差異通過第一聲道解相關(guān)信號(hào)升混合參數(shù)和第二聲道解相關(guān)信號(hào)升混 合參數(shù)的運(yùn)用而進(jìn)行考慮的。
[0023] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻解碼器被配置用于如果殘差能量超過解相關(guān)器能量 (即，解相關(guān)信號(hào)的能量，或其加權(quán)版本的能量），則禁止解相關(guān)信號(hào)對(duì)于加權(quán)組合的貢獻(xiàn)。 于是，如果殘差信號(hào)攜帶足夠的能量，如果殘差信號(hào)超過解相關(guān)器能量，有可能不需要解相 關(guān)信號(hào)的運(yùn)用便可以切換至單純殘差編碼。
[0024] 在較佳實(shí)施例中，音頻解碼器被配置用于根據(jù)殘差信號(hào)的加權(quán)能量值的頻帶化決 定，頻帶化地確定用來描述加權(quán)組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。于是，有可能不需要附加 信號(hào)化負(fù)擔(dān)即可彈性地決定，其中，至少二個(gè)輸出音頻信號(hào)的細(xì)化的頻帶應(yīng)該（或是主要 地）以參數(shù)編碼為基礎(chǔ)，其中，至少二個(gè)輸出音頻信號(hào)的細(xì)化的頻帶應(yīng)該(或是主要地）以殘 差編碼為基礎(chǔ)。如此一來，可以靈活地決定頻帶，當(dāng)持續(xù)保持解相關(guān)信號(hào)的權(quán)重相對(duì)小時(shí)， (至少主要地)使用殘差編碼執(zhí)行波形再建(或是至少部分的波形再建）。如此一來，便有可 能根據(jù)選擇性地應(yīng)用參數(shù)編碼(其主要根據(jù)解相關(guān)信號(hào)的提供)和殘差編碼(其主要根據(jù)殘 差信號(hào)的提供)以獲得良好音頻質(zhì)量。
[0025] 在較佳實(shí)施例中，音頻解碼器被配置用于針對(duì)輸出音頻信號(hào)的每個(gè)幀，確定用來 描述加權(quán)組合中解相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)的權(quán)重。于是，可獲得精細(xì)時(shí)間分辨率，其允許彈性地在 參數(shù)編碼(或主要地參數(shù)編碼）以及隨后的幀之間的殘差編碼(或主要地殘差編碼）之間進(jìn) 行切換。于是，音頻解碼可被調(diào)整至具有良好時(shí)間分辨率的音頻信號(hào)的特征。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例建立用于在編碼表示的基礎(chǔ)上提供至少二個(gè)輸出音頻 信號(hào)的多聲道音頻解碼器。多聲道音頻解碼器被配置用于在降混合信號(hào)的編碼表示、多個(gè) 編碼空間參數(shù)和殘差信號(hào)的編碼表示的基礎(chǔ)上，獲得輸出音頻信號(hào)中的（至少)一個(gè)。多聲 道音頻解碼器被配置用于根據(jù)殘差信號(hào)在參數(shù)編碼和殘差編碼之間進(jìn)行混合。于是，非常 靈活的音頻解碼概念達(dá)成，其中最佳解碼模式(參數(shù)編碼和解碼對(duì)(versus)殘差編碼和解 碼)能夠在沒有額外信號(hào)化負(fù)擔(dān)下被選擇。此外，上述解釋的考慮也被應(yīng)用。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例建立用于提供多聲道音頻信號(hào)的編碼表示的多聲道音頻編 碼器。多聲道音頻編碼器被配置用于在多聲道音頻信號(hào)的基礎(chǔ)上獲得降混合信號(hào)。而且，多 聲道音頻編碼器被配置用于提供用來描述多聲道音頻信號(hào)的聲道之間的相依性的參數(shù)，并 提供殘差信號(hào)。此外，多聲道音頻編碼器被配置用于根據(jù)多聲道音頻信號(hào)改變被包含至編 碼表示中的殘差信號(hào)的數(shù)量。通過改變被包含至編碼表示中的殘差信號(hào)的數(shù)量，靈活地調(diào) 整編碼流程至信號(hào)特征是有可能的。例如，為了某部分（例如，為了暫時(shí)部分和/或頻率部 分），有可能包含相對(duì)而言大數(shù)量的殘差信號(hào)至編碼表示中，其中理想的是保留，至少部分 地，解碼音頻信號(hào)的波形。因此，多聲道音頻信號(hào)的更多精確的基于殘差信號(hào)的再建通過改 變被包含至編碼表示中殘差信號(hào)的數(shù)量的可能性而被啟用。此外，值得一提的是，結(jié)合如上 所述的多聲道音頻解碼器，高效率概念被建立，因?yàn)樯鲜龆嗦暤酪纛l解碼器甚至不需要附 件信號(hào)化地在(主要地)參數(shù)編碼和（主要地)殘差編碼之間進(jìn)行混合。于是，在此討論的多 聲道編碼器允許利用可能通過使用上述的多聲道音頻編碼器的優(yōu)點(diǎn)。
[0028] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻編碼器被配置用于根據(jù)多聲道音頻信號(hào)改變殘差信 號(hào)的帶寬。于是，便有可能對(duì)殘差信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，使得殘差信號(hào)有助于再建心理聲學(xué)上最重 要的頻帶或頻率范圍。
[0029] 在較佳實(shí)施例中，多聲道音頻編碼器被配置用于根據(jù)多聲道音頻信號(hào)選擇殘差信 號(hào)被包含至編碼表示中的頻帶。于是，對(duì)于必要或者最有益的頻帶，多聲道音頻編碼器能決 定其包含殘差信號(hào)（其中殘差信號(hào)典型地導(dǎo)致至少部分的波形再建）