用於對多聲道音頻信號進行縮混的方法和設備的製作方法
2023-11-30 23:49:56 1
專利名稱：用於對多聲道音頻信號進行縮混的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及音頻信號處理。更具體地說，本發明涉及一種用於對多聲道音頻信號進行縮混的方法和設備。
背景技術：
由於數位技術的快速發展、用於數據傳輸的帶寬的增加、以及用於存儲各種類型的多媒體數據的存儲裝置的存儲容量的增加，對使用多聲道音頻(例如，5. I多聲道音頻系統)的多媒體數據的使用已經普及。隨著可攜式終端和可攜式電子裝置(諸如智慧型電話、平板PC、可攜式多媒體播放機和其它類似電子裝置)的性能的提高，在可攜式終端上對包括多聲道音頻的多媒體文件的使用已經增加。然而，可攜式終端的內部揚聲器和外部揚聲器(諸如耳機、頭戴式受話器和外部 可連接的揚聲器)一般只支持兩個聲道。因此，當使用包括多聲道音頻的多媒體文件時，可攜式終端執行將多聲道音頻信號的多個聲道縮混(downmix)為2聲道音頻信號的功能。為了將多聲道音頻信號縮混為2聲道音頻信號並輸出2聲道音頻信號，要執行大量計算處理，導致大量的功耗。因此，對於通過電池操作的可攜式電子裝置(諸如可攜式終端)，計算處理引起可攜式終端的運行時間或電池電量的減少以及來自可攜式終端的熱量的增加。根據用於對多聲道音頻信號進行縮混的現有技術，針對每個聲道，將多聲道音頻信號從頻域逆變換到時域，隨後針對從頻域逆變換到時域的每個聲道，通過使用脈衝編碼調製(PCM)採樣對所述多聲道音頻信號進行縮混。因此，必須執行多聲道音頻信號的聲道的數量那麼多的次數的逆變換。例如，當多聲道音頻信號(諸如5. I聲道音頻信號)被縮混時，根據聲道的數量(即，六個聲道)，將5. I聲道音頻信號從頻域逆變換到時域總共六次，並隨後將5. I聲道音頻信號縮混為2聲道音頻信號。因此，在使用2聲道輸出執行縮混的裝置(例如，可攜式終端)中存在高功耗和增加的熱量的問題。此外，根據用於對多聲道音頻信號進行縮混的現有技術，通過使用塊切換方法執行編碼，在所述塊切換方法中，音頻信號被分類為具有不同特徵的穩定信號和非穩定信號，並且以不同的塊尺寸對穩定信號和非穩定信號進行編碼。當使用塊切換方法時，針對每個聲道以大塊和小塊對從頻域逆變換到時域的音頻信號進行兩次編碼，導致在將多聲道音頻信號縮混為2聲道音頻信號的情況下的四次逆變換處理。上述用於縮混的現有技術執行六次或四次逆變換處理，導致高功耗和明顯的發熱，因此不適用於通過電池操作的諸如可攜式終端的電子裝置。因此，由於可攜式終端一般具有兩個輸出聲道，因此需要這樣一種技術通過在可攜式終端對多聲道音頻信號進行縮混時最小化從頻域到時域的逆變換處理的數量來最小化可攜式終端的功耗和熱量。
發明內容
本發明的多方面在於解決至少上述問題和/或缺點並提供至少下述優點。因此，本發明的一方面在於提供一種用於通過僅執行被優化為輸出聲道的數量的頻時逆變換處理來快速並簡單地對多聲道音頻信號進行縮混的方法和設備。根據本發明的一方面，提供了一種用於對多聲道音頻信號進行縮混的方法。所述方法包括通過對多聲道音頻信號進行解碼然後對子帶編碼的多聲道音頻信號進行去量化來恢復針對多聲道音頻信號的每個聲道的子帶脈衝編碼調製(PCM)採樣；使用與縮混配置相應的係數對恢復後的針對每個聲道的子帶PCM採樣進行尺度變換；通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到預定聲道來產生與預定聲道相應的子帶PCM採樣；對產生的與預定聲道相應的子帶PCM採樣執行逆子帶濾波。根據本發明的另一方面，提供了一種用於對多聲道音頻信號進行縮混的設備。所述設備包括去量化單元，通過對多聲道音頻信號進行解碼然後對子帶編碼的多聲道音頻信號進行去量化來恢復針對多聲道音頻信號的每個聲道的子帶脈衝編碼調製(PCM)採樣；·尺度變換單元，使用與縮混配置相應的係數對恢復後的針對每個聲道的子帶PCM採樣進行尺度變換；預縮混單元，通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到預定聲道來產生與預定聲道相應的子帶PCM採樣；逆子帶濾波器組，對產生的與預定聲道相應的子帶PCM採樣執行逆子帶濾波。從以下結合附圖公開本發明的示例性實施例的詳細描述中，本發明的其它方面、優點和顯著特徵將對於本領域的技術人員變得清楚。
從以下結合附圖的描述，本發明的特定示例性實施例的以上和其它方面、特徵和優點將變得更加清楚，其中圖I是根據本發明示例性實施例的用於對多聲道音頻信號進行縮混的設備的框圖；圖2是示出根據本發明示例性實施例的對多聲道音頻信號進行縮混的方法的流程圖。貫穿附圖，應注意相同標號被用於描繪相同或相似元件、特徵和結構。
具體實施例方式提供以下參照附圖的描述以幫助充分理解由權利要求及其等同物限定的本發明的示例性實施例。所述描述包括各種特定細節以幫助理解，但是這些特定細節僅被視為示例性的。因此，本領域的普通技術人員將認識到在不脫離本發明的範圍和精神的情況下，可對這裡描述的實施例進行各種改變和修改。此外，為了清楚和簡明，可省略公知功能和結構的描述。在以下描述和權利要求中使用的術語和詞語不限於字面意義，而只是被發明人使用以達到對本發明的清楚和連貫的理解。因此，本領域的技術人員應該清楚，僅出於示出目的提供下面的對本發明的實施例的描述，而不是為了限制由權利要求及其等同物限定的發明的目的。應理解單數形式包括複數指示物，除非上下文另外清楚地指出。因此，例如，提到「組件表面」包括提到一個或多個這樣的表面。圖I是根據本發明示例性實施例的用於對多聲道音頻信號進行縮混的設備的框圖。參照圖1，該設備包括去量化單元10、尺度變換單元20、預縮混單元30和逆子帶濾波器組(filter bank)40。當通過子帶編碼方法被編碼的多聲道音頻信號(諸如5. I聲道音頻信號或比特流)被輸入到該設備中時，去量化單元10通過首先根據子帶編碼方法對輸入的多聲道音頻信號進行解碼，隨後對解碼的多聲道音頻信號進行去量化來恢復針對每個聲道的子帶脈衝編碼調製(PCM)採樣。 尺度變換單元20根據預定縮混配置對由去量化單元10恢復的每個聲道的子帶PCM採樣執行尺度變換功能。例如，尺度變換單元20可通過針對十二個PCM採樣中的每個PCM採樣計算尺度變換因子(ScF)來執行尺度變換功能。預縮混單元30將由尺度變換單元20進行尺度變換的每個聲道的子帶PCM採樣預縮混到預定聲道，諸如左聲道和右聲道的兩個聲道。逆子帶濾波器組40包括多個逆子帶濾波器，並通過對由預縮混單元30進行預縮混的聲道執行逆子帶濾波來輸出從頻域音頻信號變換的時域音頻信號(諸如左聲道PCM採樣和右聲道PCM採樣)。雖然沒有示出，但是該設備還可包括用於存儲多聲道音頻信號或由多聲道音頻信號組成的多媒體數據的存儲單元。該設備可被應用於可攜式電子裝置(諸如可攜式終端)或包括在可攜式電子裝置(諸如可攜式終端)中。可攜式終端的示例是視頻電話、蜂窩電話、智慧型電話、國際移動通信2000 αΜΤ-2000)終端、寬帶碼分多址(WCDMA)終端、通用移動通信服務(UMTS)終端、個人數字助理(PDA)、可攜式多媒體播放機(PMP)、數字多媒體廣播(DMB)終端、電子書、可攜式計算機(諸如膝上型計算機或平板PC)以及數字相機。然而，本發明不限於此並且該設備可被應用於其它類似的電子裝置。圖2是示出根據本發明示例性實施例的對多聲道音頻信號進行縮混的方法的流程圖。參照圖I和圖2，在步驟S201，當通過子帶編碼方法編碼的多聲道音頻信號被輸入到圖I的設備中時，去量化單元10恢復針對輸入的多聲道音頻信號的每個聲道的子帶PCM採樣。換句話說，當通過子帶編碼方法編碼的多聲道音頻信號或包括通過子帶編碼方法編碼的多聲道音頻信號的多媒體數據(諸如包括5. I聲道音頻比特流的視頻文件)被輸入到圖I的設備中時，去量化單元10通過對量化後的多聲道音頻信號進行去量化來恢復針對每個聲道的子帶PCM採樣，其中，通過對多聲道音頻信號進行解碼來獲得所述量化後的多聲道音頻信號。例如，當多聲道音頻信號是5. I聲道音頻信號時，去量化單元10恢復針對
5.I聲道音頻信號的總共六個聲道的子帶PCM採樣。雖然根據本發明的所有方面沒有要求，但是具有運動圖像專家組(MPEG)-l/2或數字影院系統(DTS)格式的多聲道音頻信號可通過子帶編碼方法被編碼。
在步驟S202和S203，尺度變換單元20根據預定縮混配置或設置對由去量化單元10恢復的每個聲道的子帶PCM採樣執行尺度變換功能，預縮混單元30將由尺度變換單元20進行尺度變換的每個聲道的子帶PCM採樣預縮混到預定聲道，諸如左聲道和右聲道的兩個聲道。如果針對多聲道音頻信號或包括在多媒體數據中的多聲道音頻信號恢復每個聲道的子帶PCM採樣，則在步驟S202，尺度變換單元20根據預定縮混配置或設置執行尺度變換功能。例如，尺度變換單元20通過參考尺度變換因子選擇信息選擇分配到每個子帶的至少一個尺度變換因子，然後對通過使用選擇的至少一個尺度變換因子恢復的每個聲道的子帶PCM採樣進行尺度變換。接著，在步驟S203，預縮混單元30將已經由尺度變換單元20進行尺度變換的5. I聲道音頻系統的六個聲道的子帶PCM採樣預縮混到2聲道(諸如左聲道和右聲道)或4聲道(諸如前左聲道、前右聲道、後左聲道和後右聲道)。
由於本示例性實施例可被應用於具有2聲道輸出的電子裝置(諸如可攜式終端)，因此假設預縮混單元30將5. I聲道的子帶PCM採樣預縮混或縮混為2聲道的子帶PCM採樣。然而，本發明不限於此，預縮混單元30可將子帶PCM採樣預縮混或縮混為任何合適數
量的聲道。例如，由於可攜式終端可僅具有一個輸出揚聲器，因此預縮混單元30可根據本發明的多方面執行至單聲道的預縮混。因此，預縮混單元30可將由尺度變換單元20進行尺度變換的5. I聲道音頻系統的六個聲道的子帶PCM採樣預縮混到單個聲道，諸如單聲道。在步驟S204，逆子帶濾波器組40通過對由預縮混單元30進行預縮混的聲道(諸如左聲道和右聲道)執行逆子帶濾波來輸出從頻域音頻信號變換的時域音頻信號(諸如左聲道PCM採樣和右聲道PCM採樣)。也就是說，逆子帶濾波器組40通過對根據預定頻帶分離的頻域左聲道音頻信號和頻域右聲道音頻信號執行逆子帶濾波，來輸出與時域音頻信號相應的用戶可聽的左聲道PCM採樣音頻和右聲道PCM採樣音頻。在包括用於對多聲道音頻信號進行縮混的設備的可攜式終端中進行預定後處理之後，可通過內部揚聲器或外部揚聲器輸出左聲道PCM採樣輸出音頻和右聲道PCM採樣輸出音頻。如上所述，在步驟S204，本發明對從5. I聲道音頻系統的6個聲道預縮混到2個聲道的每個聲道的子帶PCM採樣執行逆子帶濾波。在這種情況下，由於對左聲道執行一次逆子帶濾波並對右聲道執行一次逆子帶濾波，因此總共執行兩次逆子帶濾波。根據本發明的實施例，當多個聲道的子帶PCM採樣被預縮混為單聲道時，因為逆子帶濾波器組40僅對單個聲道(即，單聲道)執行逆子帶濾波，因此逆子帶濾波器組40總共執行一次逆子帶濾波。由於即使當多聲道音頻信號被縮混到2聲道或I聲道音頻信號時，也在對六個聲道總共執行六次頻時逆變換之後執行縮混，從而在現有技術裝置中會增加功耗和發熱，因此，通過執行一次或兩次逆子帶濾波來分別執行至一個聲道或兩個聲道的縮混的本發明的示例性實施例在各種方面(諸如提供功耗的減少)是有優勢的。根據本發明的示例性實施例，當通過在將多聲道音頻信號(諸如5. I聲道音頻信號)預縮混為2聲道音頻信號之後執行頻時逆變換來對多聲道音頻信號進行縮混時，執行頻時逆變換的次數與縮混之後的聲道的數量相同，其中，通過在頻時逆變換之前預先分離聲道來進行所述預縮混。例如，當5. I聲道音頻系統的六個聲道被縮混為兩個聲道時，頻時逆變換被執行兩次。因此，使用根據本發明的實施例的縮混方法或設備的可攜式終端可最小化頻時逆變換所需的計算處理的數量，從而增加運行時間並減少電池功耗和發熱。
雖然已經參照本發明的特定示例性實施例示出和描述了本發明，但是本領域的技術人員將理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。
權利要求
1.一種對多聲道音頻信號進行縮混的方法，所述方法包括 通過對多聲道音頻信號進行解碼然後對子帶編碼的多聲道音頻信號進行去量化來恢復針對多聲道音頻信號的每個聲道的子帶脈衝編碼調製(PCM)採樣； 使用與縮混配置相應的係數對恢復後的針對每個聲道的子帶PCM採樣進行尺度變換； 通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到預定聲道來產生與預定聲道相應的子帶PCM採樣； 對產生的與預定聲道相應的子帶PCM採樣執行逆子帶濾波。
2.如權利要求I所述的方法，其中，產生子帶PCM採樣的步驟包括通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到兩個聲道來產生與所述兩個聲道相應的子帶PCM採樣。
3.如權利要求2所述的方法，其中，執行逆子帶濾波的步驟包括通過對左聲道和右聲道執行逆子帶濾波來只執行兩次逆子帶濾波。
4.如權利要求I所述的方法，其中，產生子帶PCM採樣的步驟包括通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到單個聲道來產生與單個聲道相應的子帶PCM採樣。
5.如權利要求4所述的方法，其中，執行逆子帶濾波的步驟包括通過對單個聲道執行逆子帶濾波來執行不多於一次的逆子帶濾波。
6.一種用於對多聲道音頻信號進行縮混的設備，所述設備包括 去量化單元，通過對多聲道音頻信號進行解碼然後對子帶編碼的多聲道音頻信號進行去量化來恢復針對多聲道音頻信號的每個聲道的子帶脈衝編碼調製(PCM)採樣； 尺度變換單元，使用與縮混配置相應的係數對恢復後的針對每個聲道的子帶PCM採樣進行尺度變換； 預縮混單元，通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到預定聲道來產生與預定聲道相應的子帶PCM採樣； 逆子帶濾波器組，對產生的與預定聲道相應的子帶PCM採樣執行逆子帶濾波。
7.如權利要求6所述的設備，其中，預縮混單元通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到兩個聲道來產生與所述兩個聲道相應的子帶PCM採樣。
8.如權利要求7所述的設備，其中，逆子帶濾波器組通過對左聲道和右聲道執行逆子帶濾波來只執行兩次逆子帶濾波。
9.如權利要求6所述的設備，其中，預縮混單元通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到單個聲道來產生與單個聲道相應的子帶PCM採樣。
10.如權利要求9所述的設備，其中，逆子帶濾波器組通過對單個聲道執行逆子帶濾波來執行不多於一次的逆子帶濾波。
全文摘要
提供了一種用於對多聲道音頻信號進行縮混的方法和設備。所述方法包括通過對多聲道音頻信號進行解碼然後對子帶編碼的多聲道音頻信號進行去量化來恢復針對多聲道音頻信號的每個聲道的子帶脈衝編碼調製(PCM)採樣；使用與縮混配置相應的係數對恢復後的針對每個聲道的子帶PCM採樣進行尺度變換；通過將尺度變換後的針對每個聲道的子帶PCM採樣縮混到預定聲道來產生與預定聲道相應的子帶PCM採樣；對產生的與預定聲道相應的子帶PCM採樣執行逆子帶濾波。
文檔編號G10L19/032GK102915738SQ20121027523
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者李昌埈 申請人:三星電子株式會社