[发明专利]一种3D音频空间参数全方位非均匀量化编码系统及方法

摘要

本发明提供一种3D音频空间参数全方位非均匀量化编码系统及方法，包括基于双声道输入信号进行预处理、声道信号下混、下混信号量化编码；按子带提取空间参数，所述空间参数为声道间强度差异参数ICLD；根据全方位角度JND得到全方位角度量化表；根据输入的扬声器的空间位置信息，建立在两扬声器所夹区域之间所形成虚拟声像的方位角与空间参数的映射表，从全方位角度量化表映射得到空间参数量化表；进行空间参数全方位的非均匀量化压缩编码，对输入的扬声器空间位置信息进行熵编码。本发明基于人耳对全方位的角度感知差异特性自适应地根据扬声器方位信息生成全方位空间参数非均匀量化表，相比现有方法，本发明明显提高了编码效率和质量。

主权项

一种3D音频空间参数全方位非均匀量化编码系统，其特征在于，包括以下模块：预处理模块，用于对双声道输入信号进行预处理，得到两个声道的当前帧的各个子带的频域信号X_i(k)和X_j(k)并做两路输出，一路输出给声道信号下混模块，一路输出给空间参数提取模块；i,j代表扬声器信号编号，k代表子带编号，取值1,2,…,K，子带数K＞1；声道信号下混模块，用于对从预处理模块输入的频域信号X_i(k)和X_j(k)，按每个子带每个频谱系数进行下混，得到当前帧的频域下混信号X_mix(k)＝(X_i(k)+X_j(k))/2，输出给下混信号量化编码模块；下混信号量化编码模块，用于对声道信号下混模块输入的下混信号X_mix(k)＝(X_i(k)+X_j(k))/2进行量化编码，将编码结果作为码流的一部分输出给解码端；空间参数提取模块，用于对从预处理模块输入的所得当前帧的各个子带的频域信号X_i(k)和X_j(k)，按子带提取空间参数并输出给空间参数全方位非均匀量化编码模块，所述空间参数为声道间强度差异参数ICLD，提取如下，$\mathrm{ICLD}=10\log \left(\frac{\mathrm{\Σ}{X}_i{\left(k\right)}^2}{\mathrm{\Σ}{X}_j{\left(k\right)}^2}\right),$其中ΣX_i(k)²和ΣX_j(k)²表示对频域信号X_i(k)和X_j(k)的第k个子带的所有频谱系数求平方和；全方位角度量化表生成模块，用于包括根据输入的全方位的角度恰可感知差异JND值A_JND(a,e)，量化得到全方位角度量化表中角度的量化值A_Q(index)，量化步长通过设置相邻两个A_Q(index)之间的差异约等于从量化点开始的2个连续A_JND(a,e)值的和，其中a,e分别代表水平角和高度角；所得全方位角度量化表输出给基于方位角自适应映射的空间参数量化表生成模块；基于方位角自适应映射的空间参数量化表生成模块，用于根据输入的扬声器的空间位置信息，计算两扬声器的夹角，建立在两扬声器所夹区域之间所形成虚拟声像的方位角与扬声器信号声道间空间参数的映射表，根据从全方位角度量化表生成模块输入的全方位角度量化表，从全方位角度量化表映射得到空间参数量化表，输出给空间参数全方位非均匀量化编码模块；空间参数全方位非均匀量化编码模块，用于根据从基于方位角自适应映射的空间参数量化表生成模块得到的空间参数量化表，对从空间参数提取模块输入的空间参数量化，对量化索引进行差分熵编码，实现空间参数全方位的非均匀量化压缩编码，将编码结果作为码流的一部分输出给解码端；扬声器配置边信息量化编码模块，用于对输入的扬声器空间位置信息，进行熵编码，将编码结果作为码流的一部分输出给解码端。