[发明专利]多信道音频编码

说明书

本申请是申请日为2005年2月28日、申请号为200580006783.3、发明名称为“多信道音频编码”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及音频信号处理。本发明尤其适用于低比特率和甚低比特率音频信号处理。具体地说，本发明的方面涉及：编码器(或编码过程)，解码器(或解码过程)，和音频信号的编码/解码系统(或编码/解码过程)，其中多个音频信道用复合单声音频信道和辅助(“侧链”)信息来表示。或者，多个音频信道用多个音频信道和侧链信息来表示。本发明的方面还涉及：多信道-复合单声信道下混合器(或下混合过程)，单声信道-多信道上混合器(或上混合过程)，和单声信道-多信道解相关器(或解相关过程)。本发明其他方面涉及：多信道-多信道下混合器(或下混合过程)，多信道-多信道上混合器(或上混合过程)，和解相关器(或解相关过程)。

背景技术

在AC-3数字音频编码和解码系统中，当系统缺少比特时，可以有选择地在高频对信道进行合并或“耦合”。AC-3系统的细节在本技术领域是众所周知的，例如参见：ATSC Standard A52/A：Digital AudioCompression Stan dard(AC-3)，Revision A，Advanced TelevisionSystems Committee，20Aug.2001。A/52A文献可以从万维网上的http://www.atsc.org/standards.html得到。A/52A文献在此全部包含作为参考。

AC-3系统根据需要以高于某一频率对信道进行合并，这一频率被称为“耦合”频率。高于耦合频率时，所耦合的信道被合并成“耦合”或复合信道。编码器为每一信道中高于耦合频率的每一子带产生“耦合坐标”(振幅比例因子)。耦合坐标表示每一耦合信道子带的原始能量与复合信道中相应子带的能量的比率。低于耦合频率时，信道被分立地编码。为了减少异相信号分量抵消，耦合信道的子带的相位极性在该信道与一个或多个其他耦合信道合并之前可以先被反向。复合信道与侧链信息(按每一子带含有耦合坐标以及信道相位是否反向)一起被发送到解码器。实际上，AC-3系统的商用实施方式中所用的耦合频率的范围是从约10kHz到约3500Hz。美国专利5,583,962、5,633,981、5,727,119、5,909,664和6,021,386包括一些教导，涉及将多个音频信道合并成复合信道以及辅助或侧链信息，和由此恢复出原始多个信道的近似。所述专利中的每一个在此全部包含作为参考。

发明内容

本发明的方面可以被认为是AC-3编码和解码系统的“耦合”技术的改进，同时也是如下其他技术的改进：将多个音频信道合并成单声复合信号，或合并成多个音频信道连同相关辅助信息，以及重建多个音频信道。本发明的方面还可以被认为是这样一些技术的改进：将多个音频信道下混合到单声音频信号或下混合到多个音频信道，和将从单声音频信道或从多个音频信道得到的多个音频信道解相关。

本发明的方面可以用于N:1:N的空间音频编码技术中(其中“N”是音频信道数)或M:1:N的空间音频编码技术中(其中“M”是编码的音频信道数而“N”是解码的音频信道数)，这些技术尤其通过提供改进的相位补偿、解相关机制和与信号相关的可变时间常数来改进信道耦合。本发明的方面还可以用于N:x:N和M:x:N的空间音频编码技术中(其中“x”可以是1或大于1)。目的在于，在下混合之前通过调整信道间相对相位来减小编码过程中的耦合抵消人为产物，和通过在解码器中恢复相角和解相关度来改进再现信号的空间维度。本发明的方面在实际实施方式中体现时，应当考虑到连续不断的而不是请求式的信道耦合以及比例如AC-3系统中更低的耦合频率，从而降低所需的数据率。

附图说明

图1是示出体现本发明的方面的N:1编码配置的主要功能或设备的理想化框图。

图2是示出体现本发明的方面的1:N解码配置的主要功能或设备的理想化框图。

图3示出了下述内容的简化的概念性结构的一个例子：沿(纵向)频率轴的bin和子带，和沿(横向)时间轴的块和帧。该图没有按比例绘制。

图4具有混合流程图和功能框图的性质，示出了用于实现体现本发明的方面的编码配置的功能的编码步骤或设备。

图5具有混合流程图和功能框图的性质，示出了用于实现体现本发明的方面的解码配置的功能的解码步骤或设备。

图6是示出体现本发明的方面的第一种N:x编码配置的主要功能或设备的理想化框图。

图7是示出体现本发明的方面的x:M解码配置的主要功能或设备的理想化框图。