[发明专利]参量编码和解码

说明书

技术领域

本发明涉及参量（parametric）编码和解码，并且尤其涉及使用下混合（down-mixing）和参量上混合（up-mixing）数据的多通道信号的参量编码和解码。

背景技术

随着数字信号表示和通信逐渐取代模拟表示和通信，各种源信号的数字编码在过去的几十年里已变得日益重要。例如，诸如视频和音乐的媒体内容的分发愈加基于数字内容编码。

多通道信号的编码可以通过将多通道信号下混合成更少的通道并对这些通道进行编码和传输来执行。例如，立体声信号可以被下混合成单声道信号，该单声道信号随后被编码。在参量多通道编码中，此外生成参量数据，其支持下混合的上混合以重新创建原始的多通道信号（的近似值）。使用下混合/上混合以及关联的参量数据的多通道系统的示例包括称为参量立体声（PS）标准的技术以及其到多通道参量编码的扩展（例如，环绕MPEG：MPS）。

以其最简单的形式，将立体声信号下混合成单声道信号可以简单地通过生成两个立体声通道的均值，即通过简单地生成中信号或和信号来执行。该单声道信号随后可以被分发并可以进一步直接用作单声道信号。在诸如由参数立体声使用的编码方法中，除了下混合信号还提供了立体声提示（stereo cue）。具体地，通道间等级差异、时差或相位差和相干或相关性参数按照时频分块（其典型地对应于频率轴的Bark或ERB带（band）划分和时间轴的固定均匀分割）来确定。该数据典型地与下混合信号一起被分发并允许通过取决于参数的上混合进行的原始立体声信号的精确重新创建。

然而，众所周知的是，创建中信号（mid signal）典型地导致稍微枯燥的信号，即具有降低的亮度/高频内容。原因是对于典型的音频信号，不同通道针对低频而不是针对较高频率趋于相当相关的。两个立体声通道的直接求和有效地抑制了未对齐的（non-aligned）信号分量。事实上，对于左信号和右信号完全异相位的频率子带来说，获得的中信号为0。

已提出的解决方案是在执行求和之前使用通道的相位对齐。因此，理想地，在左信号和右信号被加到一起之前，针对频域中的任何相位差（对应于时域中的时间差）对该左信号和右信号进行补偿。然而，这样的方法趋于复杂并可能引入算法延迟。同时，在实践中，该方法趋于未提供最佳的质量。例如，如果测量了通道间的相位差，则存在是否将左通道相位对齐到右通道相位的模糊性，或者反之亦然。同时，尝试偏移两个通道的相位同样导致模糊性。进一步地，当相关性为低时，相位差在数值上是劣性的，从而导致不精确和健壮的系统。当通过相位对齐创建下混合时，全部这些问题趋于导致可察觉到的伪像。典型地，音调分量的调制由该方法造成。

结果，最实用的系统趋于使用简单地作为左信号和右信号的平均值（mean）生成的所谓被动（passive）下混合。不幸地，被动下混合也具有一些关联的缺点。缺点的其中之一是声学能量可能大量地降低并且对于异相位信号甚至完全丧失。所提出的用于解决该问题的方法是使用所谓的主动下混合，其中下混合被重新按比例调整（rescale）以具有与原始信号相同的能量。另一提出的解决方案是提供解码器侧能量补偿。然而，这样的补偿趋于在更总体的等级上，而没有区别（补偿是必要的）声调分量和（补偿不是必要的）噪音。此外，在被动和主动下混合两种方法中，问题出现在接近异相位的信号。事实上，在下混合信号中，异相位分量是完全缺少的。

因此，针对多通道参量编码/解码的改进系统将会是有利的，并且尤其是对于允许增加的灵活性、便于操作、便于实现、降低的复杂性、改进的健壮性、异相位信号分量的改进编码、降低的数据率对质量比和/或改进的性能的系统将会是有利的。

发明内容

相应地，本发明寻求优选地单独或以任意组合来减轻、缓解或消除以上提及的缺点的一个或多个。

根据本发明的一方面，提供了一种用于生成多通道音频信号的解码器，所述解码器包括：第一接收器，用于接收作为至少由第一权重加权的第一通道信号和由第二权重加权的第二通道信号的组合的下混合，第一权重和第二权重对于至少一些时频间隔具有不同的幅度；第二接收器，用于接收表征第一通道信号和第二通道信号之间关系的上混合参量数据；电路，用于根据上混合参量数据生成第一权重的第一权重估计和第二权重的第二权重估计；以及上混合器，用于响应于上混合参量数据、第一权重估计和第二权重估计，通过对所述下混合进行上混合来生成多通道音频信号，所述上混合取决于第一权重估计和第二权重估计的至少一个的幅度。