參數立體聲上混合設備、參數立體聲解碼器、參數立體聲下混合設備、參數立體聲編碼器的製作方法

2023-07-04 22:56:06 1

專利名稱：參數立體聲上混合設備、參數立體聲解碼器、參數立體聲下混合設備、參數立體聲編碼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於 根據空間參數從單聲道下混合(mono downmix)信號生成左信號 和右信號的參數立體聲上混合(stereo upmix)設備。本發明還涉及包括參數立體聲上混 合設備的參數立體聲解碼器，用於根據空間參數從單聲道下混合信號生成左信號和右信號 的方法，音頻播放設備，參數立體聲下混合設備，參數立體聲編碼器，用於生成對於差信號 (difference signal)的預測殘留(residual)信號的方法，以及電腦程式產品。
背景技術：
參數立體聲(PS)是最近幾年來音頻編碼的主要進展之一。參數立體聲的基本要 素在 J. Breebaart, S. van de Par, A. Kohlrausch 禾口 Ε· Schuijers 的"Parametric Coding of Stereo Audio」，in EURASIP J.Appl. Signal Process. , vol 9，pp.1305—1322(2004) 中說明。與傳統的、所謂的音頻信號的離散編碼相比較，如

圖1所描繪的PS編碼器把立體 聲信號對(1，r)101、102變換成單個單聲道下混合信號104加上描述空間圖像的少量參數 103。這些參數包括聲道間強度差(iid)、聲道間相位(或時間)差(ipd/itd)和聲道間相 乾性/相關性(ice)。在PS編碼器100中，立體聲輸入信號(1，r)的空間圖像被分析，從 而產生iid、ipd和icc參數。優選地，參數是依賴於時間和頻率的。對於每個時間/頻率 片(tile)，確定iid、ipd和icc參數。這些參數被量化和被編碼140，從而產生PS比特流。 而且，參數也被典型地使用來控制如何生成立體聲輸入信號的下混合。隨後通過使用傳統 的單聲道音頻編碼器120對最終得到的(多個)單聲道和值信號104進行編碼。最後，最 終得到的單聲道和PS比特流被合併，以構建總的立體聲比特流107。在PS解碼器200中，立體聲比特流被分成單聲道比特流202和PS比特流203。單 聲道音頻信號被解碼，從而導致單聲道下混合信號204的重建。單聲道下混合信號連同譯 碼的空間圖像參數205 —起被饋送到PS上混合230。PS上混合然後生成輸出的立體聲信號 對(l，r)206、207。為了合成icc線索(cue)，PS上混合利用所謂的去相關的信號(Sd)，即， 從單聲道音頻信號生成一個概略地具有相同的頻譜和時間包絡、然而具有對於該單聲道輸 入信號的基本上是零相關性的信號。然後，根據空間圖像參數，在PS上混合內對於每個時 間/頻率片確定和應用2X2矩陣
權利要求
1.一種用於根據空間參數(205)從單聲道下混合信號(204)生成左信號(206)和右 信號(207)的參數立體聲上混合設備(300，400)，其特徵在於，所述參數立體聲上混合設備 (300,400)包括用於根據用預測係數(321)縮放的單聲道下混合信號(204)來預測差信 號(311)的裝置(310)，該差信號(311)包括在左信號(206)與右信號(207)之間的差值， 其中所述預測係數是從空間參數(205)得出的；以及算術裝置(330)，用於根據單聲道下混 合信號(204)與所述差信號(311)的和值與差值來得出左信號(206)和右信號(207)。
2.如在權利要求1中要求的參數立體聲上混合設備，其中所述預測係數(321)是基於 下混合信號(204)到差信號(311)上的波形匹配。
3.如在權利要求2中要求的參數立體聲上混合設備，其中預測係數(321)作為空間參 數(205)的函數被給出
4.如在權利要求1到3中要求的參數立體聲上混合設備，其中用於預測差信號(311) 的裝置(310)被安排成通過加上縮放的去相關的單聲道下混合信號而增強差信號。
5.如在權利要求4中要求的參數立體聲上混合設備，其中所述去相關的單聲道下混合 (341)藉助於對單聲道下混合信號(204)濾波而獲得。
6.如在權利要求4中要求的參數立體聲上混合，其中施加到去相關的單聲道下混合 (341)的縮放因子(322)被設置來補償預測能量損耗。
7.如在權利要求6中要求的參數立體聲上混合設備，其中施加到去相關的單聲道下混 合(341)的縮放因子(322)作為空間參數的函數被給出<p
8.按照權利要求1到7的參數立體聲上混合設備，其中所述參數立體聲上混合(300， 400)把對於差信號的預測殘留信號(331)作為附加輸入，其中算術裝置(330)被安排成根 據單聲道下混合信號(204)、所述差信號(311)和所述對於差信號的預測殘留信號(331)得 出左信號(206)和右信號(207)。
9.一種參數立體聲解碼器，包括多路分解裝置(210)，用於把輸入比特流(201)分成 單聲道比特流(202)和參數比特流(203)；單聲道解碼裝置(220)，用於把所述單聲道比特 流解碼成單聲道下混合信號(204)；參數解碼裝置(240)，用於把所述參數比特流解碼成空 間參數(205)；以及參數立體聲上混合裝置(230)，用於根據空間參數(205)從單聲道下混 合信號(204)生成左信號(206)和右信號(207)，所述參數立體聲解碼器還包括按照權利要 求1-7的參數立體聲上混合設備(300)。
10.一種參數立體聲解碼器，包括多路分解裝置(210)，用於把輸入比特流(201)分 成單聲道比特流(202)和參數比特流(203)；單聲道解碼裝置(220)，用於把所述單聲道比特流解碼成單聲道下混合信號(204)；參數解碼裝置(240)，用於把參數比特流解碼成空間 參數(205)；以及參數立體聲上混合裝置(230)，用於根據空間參數(205)從單聲道下混合 信號(204)生成左信號(106)和右信號(207)；其特徵在於，該多路分解裝置(210)還被 安排成從輸入比特流中提取預測殘留比特流(332)，該單聲道解碼裝置(220)還被安排成 從預測殘留比特流解碼對於差信號的預測殘留信號(331)，以及該參數立體聲上混合裝置 (230)是按照權利要求8的參數立體聲上混合設備。
11.一種用於根據空間參數從單聲道下混合信號生成左信號和右信號的方法，其特徵 在於-根據用預測係數縮放的單聲道下混合信號來預測差信號，該差信號包括在左信號與 右信號之間的差值，其中所述預測係數是從空間參數得出的；_根據單聲道下混合信號與所述差信號的和值與差值來得出左信號和右信號。
12.如在權利要求11中要求的、用於根據空間參數從單聲道下混合信號生成左信號和 右信號的方法，其中得出左信號和右信號的步驟還基於對於差信號的預測殘留信號。
13.—種包括按照權利要求9或10的參數立體聲解碼器的音頻播放設備。
14.一種用於根據空間參數(103)從左信號(101)和右信號(102)生成單聲道下混 合信號(104)的參數立體聲下混合設備(800)，其特徵在於，所述參數立體聲下混合設備 (800)把對於差信號的預測殘留信號(801)作為附加輸入，其中所述參數立體聲下混合設 備包括另一個算術裝置(810)，用於得出單聲道下混合信號(104)和差信號(811)，該差信 號(811)包括在左信號與右信號之間的差值；和另一個預測裝置(820)，用於得出對於差信 號的預測殘留信號(801)，作為在差信號(811)與用從空間參數(103)得出的預定的預測系 數(831)縮放的單聲道下混合信號(104)之間的差值。
15.一種參數立體聲編碼器，包括估計裝置(130)，用於從左信號(101)和右信號 (102)得出空間參數(103)；參數立體聲下混合裝置(110)，用於根據空間參數從左信號和 右信號生成單聲道下混合信號(104)；單聲道編碼裝置(120)，用於把所述單聲道下混合信 號編碼成單聲道比特流(105)；參數編碼裝置(140)，用於把空間參數編碼成參數比特流 (106)；以及復用裝置(150)，用於把單聲道比特流和參數比特流合併成輸出比特流；其特 徵在於，該參數立體聲下混合裝置(110)是按照權利要求14的參數立體聲下混合設備，以 及該單聲道編碼裝置(220)還被安排成把對於差信號的預測殘留信號(801)編碼成預測殘 留比特流(802)，以及該復用裝置(150)還被安排成把預測比特流合併到輸出流中。
16.一種用於根據空間參數從左信號和右信號生成對於差信號的預測殘留信號的方 法，其特徵在於-得出在左信號與右信號之間的差信號；_得出對於差信號的預測殘留信號，作為在差信號與用從空間參數得出的預測係數縮 放的單聲道下混合信號之間的差值。
17.一種數據比特流，其包括合併的單聲道下混合流、參數流和預測殘留流。
18.一種電腦程式產品，用於執行權利要求11、12或16的任一項的方法。
全文摘要
一種參數立體聲上混合設備(300，400)，其根據空間參數(205)從單聲道下混合信號(204)生成左信號(206)和右信號(207)。所述參數立體聲上混合的特徵在於，它包括用於根據用預測係數(321)縮放的單聲道下混合信號(204)來預測差信號(311)的裝置(310)，該差信號(311)包括在左信號(206)與右信號(207)之間的差值。所述預測係數是從空間參數(205)得出的。所述參數立體聲上混合設備(300，400)還包括算術裝置(330)，用於根據單聲道下混合信號(204)與所述差信號(311)的和值與差值來得出左信號(206)和右信號(207)。
文檔編號H04S3/02GK102037507SQ200980118754
公開日2011年4月27日 申請日期2009年5月14日 優先權日2008年5月23日
發明者E·G·P·舒伊傑斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司