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多通道編碼器的制作方法

文檔序號:7634529閱讀:239來源:國知局
專利名稱:多通道編碼器的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及多通道編碼器,例如利用空間音頻的參數(shù)描述的多通道音頻編碼器。而且,本發(fā)明還涉及在這樣的多通道編碼器中處理例如空間音頻的信號的方法。此外,本發(fā)明涉及可操作來解碼利用這樣的多通道編碼器生成的信號的解碼器。
背景技術
近年來,音頻記錄和再現(xiàn)已經從單耳(非立體聲)單通道格式發(fā)展到雙通道立體聲格式,并且最近又發(fā)展到多通道格式,例如時常在家庭影院系統(tǒng)中使用的五通道音頻格式。超級音頻壓縮盤(SACD)以及數(shù)字視盤(DVD)數(shù)據載體的出現(xiàn)導致這樣的五通道音頻再現(xiàn)在當代引起注意。目前許多用戶擁有的設備能夠在其家中提供五通道音頻回放;相應地,在適合的數(shù)據載體上的五通道音頻節(jié)目內容變得愈加可利用,例如上述的SACD以及DVD數(shù)據載體。由于不斷增長的對于多通道節(jié)目內容的興趣,更有效的多通道音頻節(jié)目內容的編碼正成為重要的問題,例如,以提供增強的質量、更長的播放時間以及甚至更多的通道之中的一個或多個。此外,這種不斷增長的興趣已經促使諸如MPEG的標準化組織團體意識到多通道編碼器的設計是相關的主題。
能夠利用參數(shù)描述符表示諸如音頻節(jié)目內容的空間音頻信息的編碼器是公知的。例如,在公布的國際PCT專利申請?zhí)朠CT/IB2003/002858(WO2004/008805)中,描述了多通道音頻信號的編碼,該音頻信號至少包括第一信號成分(LF)、第二信號成分(LR)和第三信號成分(RF)。這個編碼使用的方法包括以下步驟(a)使用第一參數(shù)編碼器,對第一和第二信號成分進行編碼,以生成第一編碼信號(L)以及第一組編碼參數(shù)(P2);(b)使用第二參數(shù)編碼器,對第一編碼信號(L)和另一信號(R)進行編碼,以生成第二編碼信號(T)和第二組編碼參數(shù)(P1),其中另一信號(R)至少從第三信號成分(RF)中導出;和(c)至少利用至少從第二編碼信號(T)、第一組編碼參數(shù)(P2)和第二組編碼參數(shù)(P1)中導出的結果編碼信號(T)來表示多通道音頻信號。
音頻信號的參數(shù)描述近年來已獲得注意,因為已經表明發(fā)送描述音頻信號的量化參數(shù)需要相對極少的傳輸容量。這些量化參數(shù)能夠在解碼器中被接收及被處理,以再生在感覺上與其相應的原始音頻信號沒有顯著不同的音頻信號。
當來自現(xiàn)代多通道編碼器的輸出隨后被解碼時,出現(xiàn)了顯著的通道間干擾的問題。在多通道編碼器被安排來產生與兩通道下混合(down-mix)相關的高質量立體聲圖像時,這樣的干擾尤其顯著。本發(fā)明用于至少部分地解決這個問題,從而提高了相應的解碼的多通道音頻的質量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供可選擇的多通道編碼器或者(程序)塊,其能用于多通道編碼器內,易于生成編碼的輸出數(shù)據,隨后能利用減少的通道間干擾來解碼輸出數(shù)據。
根據本發(fā)明的第一方面,提供一種多通道編碼器,可操作來處理在多個輸入通道中傳送的輸入信號,以生成包括下混合輸出信號以及互補參數(shù)數(shù)據的相應輸出數(shù)據,該編碼器包括(a)下混合器,用于對輸入信號進行下混合,以生成相應的下混合輸出信號;以及(b)分析器,用于處理輸入數(shù)據,所述分析器可操作來生成互補下混合輸出信號的所述參數(shù)數(shù)據,所述編碼器可用于在生成下混合輸出信號時允許隨后解碼下混合輸出信號,以預測在該編碼器中被處理過的并接著被丟棄的通道中的信號。
本發(fā)明具有的優(yōu)點在于來自編碼器的輸出數(shù)據易于利用降低的通道間干擾來解碼,即,能夠增強輸入信號的后續(xù)再生。
此外,也潛在地減少表示輸入信號所要求的從多通道編碼器輸出的數(shù)據量。
優(yōu)選地,該編碼器可操作為根據時間/頻率瓦片(tile)處理輸入信號。更優(yōu)選地,在處理輸入信號之前或在此期間在編碼器中定義這些瓦片。
優(yōu)選地,在編碼器中,通過應用至少一個信號的最優(yōu)化,該分析器可用于生成至少部分的參數(shù)數(shù)據(C1,i;C2,i),其中至少一個信號是從一個或多個輸入信號與所述一個或多個輸入信號的估計之間的差中導出的,這能夠從多通道編碼器的輸出數(shù)據中生成。更優(yōu)選地,該最優(yōu)化牽涉最小化歐幾里得(Euclidean)標準。
優(yōu)選地,在編碼器中,具有分析器能夠處理的N個輸入通道,以便為每個時間/頻率瓦片生成參數(shù)數(shù)據,該分析器可操作來輸出M(N-M)個參數(shù)以及M個下混合輸出信號,用于在輸出數(shù)據中表示輸入信號,其中M和N為整數(shù),且M<N。更優(yōu)選地,在編碼器中整數(shù)M等于2的情況下,下混合器可操作來生成兩個下混合輸出信號,其易于在雙通道立體聲音響設備中進行重放并利用標準立體聲編碼器來編碼。這樣的特性能夠使得該編碼器及其相關的輸出數(shù)據后向兼容早期的重放系統(tǒng),例如,立體聲雙通道重放系統(tǒng)。
根據本發(fā)明的第二方面,提供一種用于包含在根據本發(fā)明的第一方面的多通道編碼器中的信號處理器,該處理器可操作來在多通道編碼器中處理數(shù)據,以生成其下混合輸出信號和參數(shù)數(shù)據。
根據本發(fā)明的第三方面,提供一種在多通道編碼器中編碼輸入信號以生成相應輸出數(shù)據的方法,該輸出數(shù)據包括下混合輸出信號以及互補參數(shù)數(shù)據,該方法包括以下步驟(a)經多個(N)輸入通道,將輸入信號提供給多通道編碼器;(b)下混合輸入信號,以生成相應(M)下混合輸出信號;以及(c)處理輸入信號,以生成互補下混合輸出信號的所述參數(shù)數(shù)據,其中在多通道編碼器中輸入信號的處理包括確定參數(shù)數(shù)據,以便能夠表示隨后將被再生的輸入信號,所述下混合信號允許其解碼,以預測在編碼器中被處理的并隨后在其中被丟棄的通道中的信號的內容。
根據本發(fā)明的第四方面,提供一種根據本發(fā)明的第三方面的方法生成的編碼的輸出數(shù)據,所述輸出數(shù)據能夠被存儲在數(shù)據載體上。
根據本發(fā)明的第五方面,提供一種用于解碼由根據本發(fā)明的第一方面的編碼器生成的輸出數(shù)據的解碼器,該解碼器包括(a)處理裝置,用于從編碼器中接收下混合輸出信號以及參數(shù)數(shù)據,處理裝置可操作來處理參數(shù)數(shù)據,以確定一個或多個系數(shù)或參數(shù);以及(b)計算裝置,用于使用參數(shù)數(shù)據并且也使用在步驟(a)中確定的一個或多個系數(shù)計算被編碼在輸出數(shù)據中的每個輸入信號的近似表示,以便進一步處理,從而充分再生輸入信號的表示,得到由編碼器生成的輸出數(shù)據。
根據本發(fā)明的第六方面,提供一種包括在根據本發(fā)明的第五方面的多通道解碼器中的信號處理器,該信號處理器可操作來輔助處理與再生輸入信號的表示相關的數(shù)據。
根據本發(fā)明的第七方面,提供一種在多通道解碼器中解碼編碼數(shù)據的方法,所述數(shù)據具有利用根據本發(fā)明的第一方面的多通道編碼器生成的形式,該方法包括以下步驟(a)處理在編碼數(shù)據中存在的下混合輸出信號以及參數(shù)數(shù)據,所述處理利用參數(shù)數(shù)據來確定一個或多個系數(shù)或參數(shù);以及(b)使用參數(shù)數(shù)據并且也使用在步驟(a)中確定的一個或多個系數(shù)計算被編碼在輸出數(shù)據中的每個輸入信號的近似表示,以便進一步處理,從而充分再生輸入信號的表示,得到由編碼器生成的編碼數(shù)據。
將認識到,本發(fā)明的特性易于被組合在任何組合中而不脫離本發(fā)明的范圍。


現(xiàn)在將僅以實例的方式并參考以下附圖來說明本發(fā)明的實施例,其中圖1是多通道編碼器的一個實施例的示意性框圖,其中包括與本發(fā)明的第一上下文(context)相關的根據本發(fā)明的編碼器;圖2是根據本發(fā)明的解碼器的一個實施例的示意性框圖,其與本發(fā)明的第一上下文相關的圖1的編碼器相兼容;圖3是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例,其中在與本發(fā)明的第二上下文相關的根據本發(fā)明的多通道編碼器中采用編碼器;圖4是解碼器的一個實施例,其使用本發(fā)明的編碼器,與本發(fā)明的第二上下文相關的圖3的編碼器相兼容;以及圖5是其中利用標準立體聲編碼器和解碼器相互配置根據本發(fā)明的多通道編碼器和多通道解碼器的一種配置。
具體實施例方式
將以第一和第二上下文來描述本發(fā)明。在第一上下文中,本發(fā)明涉及一種編碼器,其可操作來處理原始輸入信號,以生成相應的編碼的輸出數(shù)據,該輸出數(shù)據隨后能在解碼器中被解碼,以重生在感覺上比至今可能的更為精確的原始輸入信號的表示。在第二上下文中,本發(fā)明涉及本發(fā)明的特定示例性實施例。
現(xiàn)在將參照圖1和2來考慮第一上下文。總體而言,本發(fā)明涉及在圖1中一般利用5表示的編碼器。該編碼器5包括N個輸入通道,用于接收相應的原始輸入信號;例如,當N=3時,該編碼器包括3個輸入通道CH1、CH2、CH3。該編碼器5可用于處理N個通道的原始輸入信號,以生成(a)在M個下混合通道輸出上的相應編碼輸出信號,其中M<N,例如,當M=2時,分別利用610和620標識的兩個通道輸出OP1和OP2;和(b)一個或多個參數(shù)信號輸出,例如,利用600標識的參數(shù)輸出。
為了隨后在解碼器中對編碼器5生成的輸出信號進行最優(yōu)解碼,即相對于最少方差,當前有益的是在生成其編碼輸出信號600、610、620時在編碼器5中采用主成分分析(PCA)。如果考慮利用編碼器5的PCA生成的參數(shù),處理這些輸出信號600、610、620,以便圖2中利用10標識的解碼器上最佳可能的信號再生對應于提供給該編碼器5的N個輸入信號,這是潛在可能的。在信號600、610、620中用于PCA參數(shù)的值由原始輸入信號自身誘發(fā),并因此允許在編碼器5中不會出現(xiàn)對下混合的控制。當在編碼器5及其相應的解碼器10中采用PCA,這樣的缺乏控制使之在當代基本上不可能獲得令人滿意的立體圖像質量。
發(fā)明人對于本發(fā)明已意識到當固定的下混合和前述的M個下混合通道一起在編碼器5中采用時,在互補解碼器10上基本上完美再生原始輸入信號在利用附加適當組的N-M通道傳送互補信息來擴展這些M下混合通道時是潛在可能的。因此,當與這樣的N-M通道相關的信息在編碼期間至少被部分地丟棄時,利用固定下混合生成的M下混合通道的輸出信號不能被用于再生充分完美的N通道中原始輸入信號的表示。然而,發(fā)明者已意識到,當合適的處理被應用于M個下混合通道例如應用于輸出610、620時,這些N-M個通道能至少部分地被預測。
因此,根據本發(fā)明配置的編碼器5從M個下混合通道中至少預測對應于解碼器上的N-M通道的一些信息,同時避免從編碼器5發(fā)送特定參數(shù)到解碼器10的需求。如將在下面更詳細描述的那樣,這樣的預測利用了在N通道的信號之間出現(xiàn)的信號冗余。此外,當解碼從編碼器5提供的編碼數(shù)據時,相應地兼容解碼器10恢復冗余。
為了進一步闡明本發(fā)明,將描述如圖1所示的編碼器5的一個實例性實施例,并接著將參照其數(shù)學原理提供其中采用的信號處理的方法。
依照前述第二上下文,本發(fā)明的示例性實施例現(xiàn)在將參照圖3和圖4來描述。
在圖3中,示出了一般利用15標識的多通道編碼器。該編碼器15包括三個處理單元20、30、40,用于接收利用400-450標識的六個輸入信號;這六個輸入信號的特性將在以下進行說明。這三個處理單元20、30、40可用于生成前面參照編碼器5所描述的N個通道500-520。該編碼器15還包括混合與參數(shù)提取單元180,用于接收處理單元20、30、40分別處理的輸出500、510和520。提取單元180的輸出包括前述的第三參數(shù)組輸出600以及左、右中間信號950和960,其分別通過反向變換與OLA單元360相連接,以分別生成用于左、右通道的上述下混合輸出610和620。參數(shù)輸出組720、820、920、600以及下混合輸出610和620對應于來自編碼器15的編碼輸出數(shù)據,其適于隨后被傳送給相應的兼容解碼器,在那里輸出數(shù)據被解碼,以再生六個輸入信號400-450之中的一個或多個的表示。可替換地,下混合輸出610和620能被提供給標準立體聲編碼器。
這六個利用400-450標識的原始輸入信號包括左前音頻信號400,左后音頻信號410,效果音頻信號420,中央音頻信號430,后前音頻信號440以及右后音頻信號450。效果信號420最好具有基本上120Hz的帶寬,用于例如模擬隆隆聲、爆炸聲和轟隆聲效果。此外,輸入信號400、410、430、440、450優(yōu)選地對應于5通道家庭影音通道。
最好以在公開的歐洲專利申請?zhí)朎P 1107232中所闡述的方式來實現(xiàn)這些處理單元20、30、40,有關這些單元20、30、40,在這里結合該歐洲專利申請作為參考。
處理單元20包含分段與變換單元100、參數(shù)分析單元110、參數(shù)-PCA角單元120以及PCA旋轉單元130。該變換單元100包括變換后的左前和左后輸出700,710,其分別耦合到PCA旋轉單元130和參數(shù)分析單元110。第一參數(shù)組輸出720通過PCA角單元120耦合到PCA旋轉單元130。該旋轉單元120可用于處理輸出700,710以及第一參數(shù)組輸出,以生成處理的輸出500。單元20內的處理是基于時間/頻率瓦片來執(zhí)行的。
類似地,處理單元30包括分段與變換單元200、參數(shù)分析單元210、參數(shù)-PCA角單元220以及PCA旋轉單元230。該變換單元200包括變換的左前和左后輸出800,810,其分別耦合到PCA旋轉單元230和參數(shù)分析單元210。第四參數(shù)組輸出820通過PCA角單元220耦合到PCA旋轉單元230。該旋轉單元220可用于處理輸出800,810以及第四參數(shù)組輸出,以生成處理的輸出510。單元30內的處理也是基于時間/頻率瓦片來完成的。
類似地,處理單元40包括分段與變換單元300、參數(shù)分析單元310、參數(shù)-PCA角單元320以及PCA旋轉單元330。該變換單元300包括變換后的左前和左后輸出900,910,其分別耦合到PCA旋轉單元330和參數(shù)分析單元310。第二參數(shù)組輸出920通過PCA角單元320耦合到PCA旋轉單元330。該旋轉單元320可用于處理輸出900,910以及第二參數(shù)組輸出,以生成處理的輸出520。單元40內的處理是基于時間/頻率瓦片完成的。
處理的輸出500、510和520分別對應于左、中央和右處理的信號。此外,通過現(xiàn)代的兩通道立體聲回放設備容易重放下混合輸出610和620,因此保持與早期的立體聲音響系統(tǒng)的后向兼容性。第三參數(shù)組輸出600包括額外的參數(shù)數(shù)據,其能在解碼器例如圖2所示的解碼器10上與輸出參數(shù)組720,820,920和下混合輸出610,620一起進行處理,以再生六個輸入信號400-450的表示。接著,將描述其中出現(xiàn)這個下混合以生成下混合輸出610與620和在第三參數(shù)組輸出600上的參數(shù)數(shù)據的方式。
再次參照圖1和2的本發(fā)明的第一上下文,N個通道CH1-CH3的原始輸入信號,即z1[n],z2[n],...,zn[n],描述N通道的離散時域波形。這些信號z1[n]-zn[n]在三個處理單元20、30、40中被分段,這樣的分段使用相互共同的分離,優(yōu)選地采用時間上交迭分析窗口。隨后,通過應用合適的變換,例如快速傅利葉變換(FFT)或類似的等效類型的變換,每個段被從時間格式變換為頻率格式,即從時域變換到頻域。這樣的格式變換優(yōu)選地在執(zhí)行適當軟件的計算硬件中實現(xiàn)??商鎿Q地,能夠使用濾波器組結構來實現(xiàn)該變換,以獲得時間/頻率瓦片。此外,該變換導致通道CH1-CH3的輸入信號的分段后的子帶表示。為了方便,這些輸入信號z1[n]-zn[n]的分段后的子帶表示分別利用Z1[k]-Zn[k]來標識,其中k為頻率索引。
為方便起見,我們考慮2個下混合通道來說明編碼器15,盡管擴展至其他數(shù)目的下混合通道是可能的。從在N通道CH1-CH3中傳送的原始輸入信號中,編碼器5處理前述的子帶表示Z1[k]-Zn[k],以生成兩個下混合通道L0[k]和R0[k],如公式1和2(Eq.1和2)中所提供的那樣。
L0[k]=Σi=1NαiZi[k]]]>公式1R0[k]=Σi=1NβiZi[k]]]>公式2其中參數(shù)αi和βi優(yōu)選地根據兩個下混合通道L0[k]和R0[k]中良好的立體圖像的要求進行設置。如前所闡明的,當2個下混合通道L0[k]和R0[k]被補充適當參數(shù)組以充分再生N-2丟失通道時,后續(xù)的解碼器例如再生通道CH1-CH3的原始輸入信號的表示的解碼器10僅能夠生成基本上完美的表示。當采用固定的下混合時,在一定程度上,N-2個被丟棄通道的信息能夠從兩個下混合通道L0[k]和R0[k]中預測,因此提供在相應的解碼器例如解碼器10上提高再生前述的通道CH1-CH3的原始輸入信號表示的精度的一種方法。
在其中與一定的N通道相關的信息在生成輸出信號600、610、620時被丟棄的情況中,即丟棄的通道利用C0,i[k]標識,這些被丟棄的通道能通過運用公式3(Eq.3)從下混合通道L0[k]和R0[k]中進行預測C^0,i[k]=C-1,iL0[k]+C-2,iR0[k]]]>公式3其中根據一個或多個最優(yōu)化標準來選擇參數(shù) 和 。優(yōu)選地,在編碼器5中采用的最優(yōu)化標準為信號C0,i[k]及其估算 的最小歐幾里得標準。為了允許根據公式3的處理在互補編碼器5的解碼器中被采用,參數(shù) 和 優(yōu)選地被包括在從編碼器5輸出的第三參數(shù)組600中。
發(fā)明者已經意識到,公式3中的參數(shù) 和 與在最小化在解碼器10中生成的信號Zi[k]與其估算 的歐幾里得標準之差時在編碼器5中生成的參數(shù)有關。該編碼器5優(yōu)選地被配置為采用這些后面的參數(shù)Zi[k]和 。接著,通過使用公式4(Eq.4)在編碼器5中可計算原始輸入信號Zi[k]的歐幾里得標準差的平方Σk|Zi[k]-Z^i[k]|2]]>公式4其中Z^i[k]=C1,ZiL0[k]+C2,ZiR0[k]]]>公式5最好通過應用公式6、7(Eq.6、7)來獲得公式4的最小值C1,Zi=<L0[k],Zi[k]>*||R0[k]||2-<R0[k],Zi[k]>*<L0[k],R0[k]>*||L0[k]||2||R0[k]||2-|<L0[k],R0[k]>|2]]>公式6C2,Zi=<R0[k],Zi[k]>*||L0[k]||-<L0[k],Zi[k]>*<L0[k],R0[k]>||L0[k]||2||R0[k]||2-|<L0[k],R0[k]>|2]]>公式7
其中||A[k]||2=Σk|A[k]|2]]>公式8⟨A[k],B[k]⟩=ΣkA[k]B*[k]]]>公式9因此,對于可從公式6和7計算的參數(shù)C1,Zi和C2,zi,對于系數(shù)αi和βi從公式10-13(Eq.10-13)中可推導出以下關系,例如,與公式1和2(Eq.1和2)相關Σi=1NαiC1,zi=1]]>公式10Σi=1NβiC2,zi=1]]>公式11-Σi=1NβiCi,zi=0]]>公式12-Σi=1NαiC2,Zi=0]]>公式13因此,在編碼器5中,應用如公式1-13(Eq.1-13)所描述的處理操作,變換對應于N通道的輸入信號即CH1-CH3的輸入信號是可行的,其中N=3,每個通道具有兩個參數(shù)以及兩個下混合通道,以生成輸出610、620的信號以及第三參數(shù)組輸出600,用于第i個通道的兩個參數(shù)為C1,Zi和C2Zi。如果對于每個時間/頻率瓦片,下混合是固定的,則在解碼器10中下混合是已知的,因此參數(shù)之間的關系是預先已知的。另一方面,如果選擇改變下混合,則必須將有關實際下混合的信息發(fā)送到解碼器10。
在解碼器5中,CH1-CH3的輸入信號在通道單元100,200,300中被處理,從而以時間/頻率瓦片生成輸入信號的表示。針對這些瓦片中的每一個,重復利用公式1-13所描述的處理操作。所有的頻域瓦片的信號L0[k]被組合進編碼器5中并被變換到時域,以形成用于當前段的信號,并且這個信號至少部分地與有關至少前一分段的信號進行組合,以生成編碼的輸出信號620。以與信號L0[k]相類似的方式來處理信號R0[k],以生成編碼的輸出信號610。
總的來說,作為本發(fā)明特定實施例的編碼器5以及類似地編碼器15可用于把三個輸入信號CH1-CH3編碼為兩個下混合通道610和620,即在處理CH1-CH3輸入信號時所應用的每個時間/頻率瓦片的參數(shù)lo[n]、ro[n]以及2N-4參數(shù)。
對于圖1示出的編碼器5的補充,類似地在圖3中所示出的編碼器15是在圖2中示意性表示的互補解碼器,并且其中一般利用10來標識。該解碼器10包括處理單元1000,其可操作來從編碼器5中接收下混合輸出信號610、620以及傳送參數(shù)信息的第三參數(shù)組輸出600,例如前述參數(shù)C1,Zi和C2,Zi的值。該解碼器10可操作用于處理從輸出600、610、620接收的信號,以生成解碼后的輸出信號1500、1510、1520,這些分別是輸入信號CH1、CH2、CH3的解碼的表示。
在解碼器10上,當從編碼器5中接收例如通過諸如因特網的通信網絡和/或諸如數(shù)字視盤(DVD)或類似數(shù)字媒體的數(shù)據載體傳送的輸出600、610、620時,對每個時間/頻率瓦片,執(zhí)行下面處理功能(a)對于所有N通道,使用2N-4系數(shù)和四個公式,計算系數(shù)C1,Zi和C2,Zi,即有關公式10-13的信息,描述這些系數(shù)之間的關系;并隨后(b)使用公式14(Eq.14),計算每個輸入信號Zi[k]的適當表示 Zi^=C1,ZiL0[k]+C2,ZiR0[k]]]>公式14其中L0[k]和R0[k]是表示在解碼器10上接收的兩個下混合通道的時間/頻率瓦片的信號,即分別為輸出610和620。
現(xiàn)在將以第二上下文參照圖4描述在第一上下文中在圖2所示的解碼器10的特定示例性實施例。在圖4中,示出了一般以18標識的解碼器。該解碼器18包括分段與變換單元1600,用于變換前述的利用ro和lo標識的前述下混合輸出610和620,以生成對應的變換信號1650、1660,分別利用Ro和Lo標示。此外,該解碼器18還包括解碼處理器1610,用于接收信號600、1650、1660并處理它們,以生成相應的處理的信號1700、1710、1720,這些信號分別與左通道(L)、中央通道(C)和右通道(R)相關。
信號1700直接耦合并且也通過所示的解相關器1750耦合到逆PCA單元1800,該單元可用于生成兩個中間輸出Lf、Ls,其耦合到逆變換與OLA單元1900。該逆變換與OLA單元1900可用于處理中間輸出Lf、Ls,以生成對應于圖2中的輸出1500的解碼器輸出2000、2010,即再生版本的輸入信號400、410。
類似地,信號1710直接耦合以及也通過所示的解相關器1760耦合到逆PCA單元1810,該單元可用于生成兩個中間輸出Cs、LFE,其耦合到逆變換與OLA單元1910。該逆變換與OLA單元1910可用于處理中間輸出Cs、LFE,以生成對應于圖2中輸出1510的解碼器輸出2020、2030,即再生版本的輸入信號420、430。
類似地,信號1720直接耦合以及也通過如所示的解相關器1770耦合到逆PCA單元1820,該單元可用于生成兩個中間輸出Rf、Rs,其耦合到逆變換與OLA單元1920。該逆變換與OLA單元1920可用于處理中間輸出Rf、Rs,以生成對應于圖2中輸出1520的解碼器輸出2040、2050,即再生版本的輸入信號440、450。
這些單元1800、1810、1820在操作期間要求參數(shù)輸入920、820、720,以接收足夠的數(shù)據用于正確操作。
在解碼處理器1610(也稱為根據本發(fā)明的解碼器)內執(zhí)行的處理操作包括如上參考圖2所示的解碼器10所述的數(shù)學運算。
將知道,在不脫離利用所附的權利要求所定義的本發(fā)明的范圍的情況中,上文描述的本發(fā)明實施例容易進行修改。
例如,編碼器5(類似地,編碼器15)優(yōu)選地被安排為操作,以便在處理過程中運用公式15和16(Eq.15和Eq.16)在下混合輸出中生成良好的立體圖像
L0[k]=L[k]+Cs[k] 公式15R0[k]=R[k]+Cs[k] 公式16在這樣的情況下,N=3,因此,如利用2N-4所確定的,每個瓦片僅有兩個參數(shù)需要從編碼器5發(fā)送到解碼器10。這種安排的優(yōu)點在于兩個參數(shù)或者系數(shù)C1,Zi和C2,Zi名義上在相似的數(shù)值范圍內,因此可對它們應用相似的量化。
相應地,在解碼器10上,當提供三個或更多通道回放時,對于每個瓦片計算六個參數(shù),即C1,L、C2,L、C1,R、C2,R、C1,Cs以及C2,Cs。這樣的計算基于兩個發(fā)送的參數(shù)以及與這六個參數(shù)之間關系有關的信息。
作為一個實例,系數(shù)C1,L和C2,R被從編碼器發(fā)送到解碼器10。解碼器10隨后能夠利用公式17(Eq.17)從中導出其他的系數(shù),即C2,L=C2,R-1 C1,R=C1,L-1C1,Cs=1-C1,LC2,Cs=1-C2,R公式17當對于每個瓦片已推導出這六個參數(shù)時,通過在解碼器10內執(zhí)行的運算中使用公式18(Eq.18),能在解碼器10內再生在編碼器5中輸出信號的表示,即 和 L^[k]R^[k]Cs^[k]=C1,LL0[k]+C2,LR0[k]C1,RL0[k]+C2,RR0[k]C1,CL0[k]+C2,CR0[k]]]>公式18這些信號 和 隨后可從頻域變換到時域,以生成信號1500-1520,用于從解碼器10輸出,以便用戶例如在家庭影院呈現(xiàn)期間欣賞。在多通道編碼器5、15的最簡單應用中,標準立體聲編碼裝置,即編碼器和解碼器,其中M=2,被采用在前文所述的多通道編碼器5、15以及多通道解碼器10、18之間。換句話說,參照圖3和4,圖3中的輸出信號610、620被直接饋送到標準立體聲編碼器3000以及隨后通過多路復用器3002,如圖5所示。包括參數(shù)數(shù)據(600;600,720,820,920)的多路復用器3002的輸出3005隨后經過數(shù)據通信路由3010例如通過數(shù)據載體或通信網絡被傳送到多路分用器3012,并接著被傳送到互補立體聲編碼器3000的立體聲解碼器3020。來自解碼器3020的解碼的輸出信號3030與來自多路分用器3012的參數(shù)數(shù)據(600;600,720,820,920)一起被饋送到多通道解碼器10、18。解碼器3020的輸出3030為來自多通道編碼器5、15的輸出信號610、620的再生版本。如圖5所示的配置是其中多通道編碼器5、15和多通道解碼器10、18易于相互互連的方式的一個示例。
在所附的權利要求書中,括弧內包括的數(shù)字及其他符號用于輔助理解權利要求,并且無論如何不打算用來限制權利要求的范圍。
在解釋說明書及其相關的權利要求時,諸如“由…組成”、“包括”、“結合”、“包含”、“是”以及“具有”等表述將被解釋為非排它性的方式,即解釋為允許在這里沒有明確定義的其他項或組件的存在。對單數(shù)的提及也被解釋為對復數(shù)的提及,并且反之亦然。
權利要求
1.一種多通道編碼器(5;15),可操作來處理在多個輸入通道(CH1-CH3;400-450)中傳送的輸入信號,以生成相應的輸出數(shù)據,該輸出數(shù)據包括下混合輸出信號(610,620)以及互補參數(shù)數(shù)據(600),該編碼器(5;15)包括(a)下混合器,用于對輸入信號(CH1-CH3;400-450)進行下混合,以生成相應的下混合輸出信號(610,620);和(b)分析器(180),用于處理輸入信號(CH1-CH3;400-450),所述分析器(180)可操作來生成對于下混合輸出信號(610,620)互補的所述參數(shù)數(shù)據,所述編碼器在生成下混合輸出信號時可操作來允許隨后解碼下混合輸出信號,以預測在編碼器中被處理的并隨后被丟棄的通道中的信號。
2.根據權利要求1所述的多通道編碼器(5;15),所述編碼器(5;15)可操作來基于時間/頻率瓦片處理輸入信號(CH1-CH3;400-450)。
3.根據權利要求2所述的多通道編碼器(5;15),其中在處理輸入信號(CH1-CH3;400-450)之前或在處理輸入信號(CH1-CH3;400-450)期間在編碼器(5;15)中定義這些瓦片。
4.根據權利要求1所述的多通道編碼器(5;15),其中分析器可操作來通過應用從一個或多個輸入信號和所述一個或多個輸入信號的估算之間的差中導出的至少一個信號的優(yōu)化來生成至少部分的參數(shù)數(shù)據(C1,i;C2,i),其中該估算可以從多通道編碼器(5;15)的輸出信號(600,610,620)中生成。
5.根據權利要求4所述的多通道編碼器(5;15),其中優(yōu)化包括最小化歐幾里得標準。
6.根據權利要求1所述的多通道編碼器(5;15),其中具有分析器可操作來處理的N個輸入通道,以便針對每個時間/頻率瓦片生成參數(shù)數(shù)據,該分析器可操作來輸出M(N-M)參數(shù)以及M下混合輸出信號,用于在輸出數(shù)據(600,610,620)中表示輸入信號(CH1-CH3;400-450);其中M和N為整數(shù),并且M<N。
7.根據權利要求6所述的多通道編碼器(5;15),其中整數(shù)M等于2,以使輸出信號易于在雙通道立體聲設備中進行重放和利用標準立體聲編碼器進行編碼。
8.一種信號處理器(180),用于包括在根據權利要求1所述的多通道編碼器中,該處理器(180)可操作來在多通道編碼器(5;15)中處理數(shù)據,以生成其下混合輸出信號和參數(shù)數(shù)據。
9.一種在多通道編碼器(5;15)中編碼輸入信號(CH1-CH3;400-450)以生成相應的輸出數(shù)據(600,610,620)的方法,其中輸出數(shù)據包括下混合輸出信號(610,620)以及互補參數(shù)數(shù)據(600),該方法包括以下步驟(a)經由多個(N)輸入通道,將輸入信號(CH1-CH3;400-450)提供給編碼器(5;15);(b)下混合輸入信號(CH1-CH3;400-450),以生成相應的(M)下混合輸出信號(610,620);以及(c)處理輸入信號(CH1-CH3;400-450),以生成對于下混合輸出信號(610,620) 補的所述參數(shù)數(shù)據(600),其中在多通道編碼器中輸入信號(CH1-CH3;400-450)的處理包括確定參數(shù)數(shù)據,以便能夠表示隨后將被再生的輸入數(shù)據(CH1-CH3;400-450),所述下混合信號允許其解碼,以便預測在編碼器中被處理的并隨后被丟棄的通道中的信號的內容。
10.一種根據權利要求9所述的方法生成的編碼輸出數(shù)據(600,610,620),所述輸出數(shù)據(600,610,620)被存儲在數(shù)據載體上。
11.一種多通道解碼器(10;18),用于解碼利用根據權利要求1所述的多通道編碼器(5;15)生成的輸出數(shù)據,該解碼器(10;18)包括(a)處理裝置,用于從編碼器(5;15)接收下混合輸出信號(610,620)以及參數(shù)數(shù)據(600),該處理裝置可操作來處理參數(shù)數(shù)據,以確定一個或多個系數(shù)或參數(shù);以及(b)計算裝置,用于使用參數(shù)數(shù)據以及在步驟(a)中確定的一個或者多個系數(shù)計算在輸出數(shù)據中編碼的每個輸入信號的近似表示,以便進一步處理,從而充分再生輸入信號(CH1-CH3)的表示(1400-1420),得到利用編碼器(5;15)生成的輸出信號(600,610,620)。
12.一種信號處理器,用于根據權利要求11所述的多通道解碼器中,所述信號處理器可操作來輔助處理與再生輸入信號的表示相關的數(shù)據。
13.一種在多通道解碼器(10,18)中解碼編碼數(shù)據的方法,所述數(shù)據具有利用根據權利要求1所述的多通道編碼器(5;15)生成的形式,該方法包括以下步驟(a)處理在編碼數(shù)據中出現(xiàn)的下混合信號(610,620)以及參數(shù)數(shù)據(600),所述處理利用參數(shù)數(shù)據來預測一個或多個系數(shù)或參數(shù);以及(b)使用參數(shù)數(shù)據以及在步驟(a)中確定的一個或者多個系數(shù),計算在編碼數(shù)據中編碼的每個輸入信號的近似表示,以便進一步處理,從而充分再生輸入信號(CH1-CH3)的表示(1400-1420),得到由編碼器(5;15)生成的編碼數(shù)據(600,610,620)。
全文摘要
描述在多通道編碼器(5;15)中編碼輸入信號(CH1-CH3;400-450)以生成相應輸出數(shù)據的方法,其中輸出數(shù)據包含下混合輸出信號(610,620)以及互補參數(shù)數(shù)據(600)。該方法包括下混合輸入信號(CH1-CH3;400-450)以生成相應的下混合輸出信號(610,620)的第一步驟,和在下混合期間處理輸入信號(CH1-CH3;400-450)以生成對于下混合輸出信號(610,620)互補的所述參數(shù)數(shù)據(600)的第二步驟。輸入信號(CH1-CH3;400-450)的處理牽涉在下混合輸出信號(610,620)中包括信息,該信息在后續(xù)解碼下混合輸出信號(610,620)和參數(shù)數(shù)據(600)以確定至少某一參數(shù)數(shù)據并從而能夠表示隨后將被再生的輸入信號(CH1-CH3;400-450)的期間是可使用的。也闡述了在編碼器(5;15)中用來執(zhí)行基本信號處理操作的編碼裝置。
文檔編號H04S3/00GK1938760SQ200580010652
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權日2004年4月5日
發(fā)明者G·H·霍托, D·J·布里巴特, E·A·弗比特斯基, A·C·鄧布林克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司
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