[发明专利]双声道音频信号的解码

说明书

相关申请

本申请要求于2006年1月9日提交的国际申请 PCT/FI2006/050014以及于2006年1月17日提交的美国申请 11/334,041的优先权。

技术领域

本发明涉及空间音频编码，并更具体地涉及双声道音频信号的解 码。

背景技术

在空间音频编码中，处理双/多声道音频信号使得音频信号在彼此 相异的不同音频声道上得到重现，从而为收听者提供音源周围的空间 效果感受。该空间效果可通过将音频直接记录为适合于多声道或双声 道重现的格式来创建，或该空间效果可以以任何双/多声道音频信号人 工创建，其中空间效果即为公知的空间化。

通常已知的是，对于耳机重现，人工空间化可以由HRTF(头部 相关传送函数)滤波执行，其产生针对收听者左耳和右耳的双声道信 号。利用从对应于声源信号发起方向的HRTF导出的滤波器对声源信 号进行滤波。HRTF是从自由场中的声源到人的耳朵或人工假头部的 耳朵所测量的传送函数，其由到替代头部并置于头部中央的麦克风的 传送函数所划分。可以向空间化的信号添加人工空间效果(例如早期 反射和/或后期回响)用于改进源的外化以及逼真度。

由于各种音频收听以及交互设备的增多，兼容性变得更重要。在 空间音频格式中，通过上混技术到缩混技术都追求兼容性。通常已知 存在算法用于将多声道音频信号转换为诸如Dolby Digital以及 Dolby 的立体声格式，并用于进一步将立体声信号转换为双 声道信号。然而，原始多声道音频信号的空间图像无法在这种处理中 得到完全重现。将多声道音频信号转换为用于耳机收听的更好方式在 于用使用了HRTF滤波的虚拟扬声器替代原始扬声器，并且通过这些 虚拟扬声器(例如Dolby )来播放扬声器声道信号。然 而，这种处理存在不利，即为了生成双声道信号，总是首先需要多声 道混合。即，首先对多声道(例如5+1个声道)信号解码并合成，而 HRTF随即才应用于每个信号以形成双声道信号。相比于从压缩的多 声道格式直接解码为双声道格式，这在计算上是一种繁重的方法。

双声道标记编码(BCC)是一种高度发展的参数化空间音频编码 方法。BCC将空间多声道信号呈现为单个(或多个)缩混的音频声道 和作为原始信号的频率和时间的函数估计的感知上相关的声道间差 异组。该方法允许混合的空间音频信号用于将被转换为任意其他扬声 器布局的任意扬声器布局，其可包括相同或包括不同数量的扬声器。

因此，BCC被设计用于多声道扬声器系统。然而，从BCC处理 的单声道信号和其边信息生成双声道信号需要首先以单声道信号和 边信息为基础合成多声道呈现，并且仅在之后才可能从多声道呈现生 成用于空间耳机重现的双声道信号。很明显，该方法从生成双声道信 号的角度而言并非最优。

发明内容

现在，发明了一种改进的方法以及实现该方法的技术设备，通过 该方法和设备，支持直接从参数化编码的音频信号中生成双声道信 号。本发明的各个方面包括解码方法、解码器、设备、编码方法、编 码器和计算机程序，以上诸项的特征在独立权利要求中加以陈述。本 发明的各种实施方式在从属权利要求中公开。

根据第一方面，根据本发明的一种方法基于合成双声道音频信号 的思想，从而首先输入参数化编码的音频信号，所述参数化编码的音 频信号包括多个音频声道的至少一个组合信号和描述了多声道声像 的一个或多个相应的边信息组。然后按由相应的边信息组确定的比 例，将头部相关传送函数滤波器的预定组应用于至少一个组合信号， 从而合成双声道音频信号。

根据一个实施方式，根据所述头部相关传送函数滤波器的预定组 中，选择将要应用的、对应于原始多声道扬声器布局的每个扬声器方 向的头部相关传送函数滤波器的左右对。

根据一个实施方式，所述边信息组包括用于描述原始声像的多声 道音频的声道信号的增益估计组。

根据一个实施方式，确定作为时间和频率的函数的原始多声道音 频的增益估计；以及调节用于每个扬声器声道的增益，使得每个增益 值的平方和等于1。

根据一个实施方式，将至少一个组合信号划分为所利用的帧长度 的时间帧，继而，对所述帧加窗；以及在应用头部相关传送函数滤波 器之前，将至少一个组合信号变换到频域。