适应性残余音频编码的制作方法

专利名称：适应性残余音频编码的制作方法
技术领域：
本发明与音频信号的编码与解码有关，特别是与音频通道对的有 效高质量编码有关。
背景技术：
最近，随着利用像是卫星或地面数字音频或视频广播所进行的压 縮音频或视频内容数字分发的广泛使用，使得有效高质量编码的音频信号变的愈来愈重要。举例而言，已知的MP3技术，允许遍及因特网 或其它具有有限的带宽传送通道的音频标题的方便传送。除MP3以外，许多其它音频编码结构的目标，都是将给定压縮 比例或比特率下的音频质量最大化。在PCT/SE02/01372的"Efficient and scalable Parametric Stereo Coding for Low Bit rate Audio Coding Application"中己经证明当附加地使用一种通常称为"空间信号(spatial cue)"的立体声信号的紧凑表示时，可以从单声道信号重新建立几乎 与基础的原始立体声图像非常类似的立体声信号。此公开的原则是将 该立体声输入信号分至频带中，并为了每个频带分别估计称为通道间 强度差(IID)与通道间相干性(ICC)的参数。第一参数描述在特定 频带中两个通道之间的功率分布测量，而第二参数描述两个通道之间 相关性的估计。在"High-Quality Parametric Spatial Audio Coding at Low Bitrates"， J. Breebaart, S. van de Par, A. Kohlrausch禾口 E. Schuijers, Proc. 116th AES会议，柏林(德国)，2004年5月8-11日中可以获得更完整的 空间参数叙述。根据这些空间信号，将立体声输入信号适应性地组合 为单声道信号。对空间信号与单声道信号两者进行编码，并将编码后 的表示多路复用至比特流中，接着传送至解码器。在解码器侧，通过 根据IID数据在两输出通道之间分布单声道信号能量，并通过加入保
留如由ICC参数所描述的原始立体声通道的通道相关性的去相关信 号，以从所述单声道信号中重新建立该立体声图像。当可以利用更多的传送带宽时，可以通过以所传送的残余信号取 代解码器中的去相关性单声道信号，以获得较高的音频质量。也就是 说，需要将附加的残余信号传送至该解码器。在对立体声信号通道的 和与差进行编码、而并非对左通道与右通道进行直接编码的中-侧(MS)编码(mid-side coding)的情况中也是如此。在"Sum-difference stereo transform coding", Proc. Int. Conf. Acoust. Speech Signal Process (ICASSP), San Francisco, USA, 1992, pp. II 569-572中，可获得对于MS 技术的描述。MS编码是根据立体声信号的左与右通道可能具有相当 高的相似程度的发现。因此，在大多时间中，左通道与右通道之差在 大多数时间只产生具有较低强度的信号，换言之，差信号的振幅将相 当的小。因此，当对差信号进行编码时，可节约大量的比特率，因为 描述了所述差信号的参数可以被粗略地量化。当进行编码时，所述和 信号显然将需要大概与所述单个左通道或右通道相同的带宽。因此， 当利用MS编码方案时，总体上而言可节约大量的带宽。当在左通道 与右通道之间存在大强度差时，MS技术存在限制，因为差通道也明 显地包含大量能量，并因此需要较高的带宽。然而可以注意的是，由 于高编码成本的因素，在规则的立体声编码实施方式中，在这种情况 下并不使用MS编码。在那些情况中，有利的情况是可以根据已经编 码的原始音频通道所具备的强度，在一般立体声编码与所述MS编码 之间进行切换。通过发明具有描述了由两立体声通道组合而成的两中间通道的 组成的矩阵元素的解码器旋转矩阵，来代替构建要进行编码的两立体 声通道的和与差的静态概念，便可以克服上述的问题。所述矩阵元素 取决于参数化立体声参数，该参数化立体声参数是从立体声信号的左 与右通道中所提取的。适应性残余编码能够动态地使用于产生中间通 道的所述组合规则适于当前信号的属性，以通过MS编码获得明显的 性能增益。从所述参数化立体声参数中选择称为旋转矩阵的矩阵元素的适 合的相关性，便可以实现使差通道中的能量尽可能的最小化，如同在欧洲申请专利申请EP 04103168.3中已经提到的。当引入了旋转矩阵 以将所述(下混音或上混音)立体声信号转换为信号m与s (中间信 号，换言之，下混音信号m与残余信号s)时，对于所述方法而言， 重要的是所述旋转矩阵(解码器旋转矩阵与编码器旋转矩阵)必须受 到限制。这意味着所述矩阵之中的矩阵元素不会在可能的参数化立体 声编码参数完整范围之中发散至无限大。换句话说，必须要限制这两 个旋转矩阵，从而在所述矩阵条件数量足够小以至于对于所述参数化 立体声编码参数完整范围而言可以允许进行无疑的矩阵转换，而这并 非在现有技术中所实现的情况。发明内容本发明的目标是提供一种高质量音频编码的概念，该高质量音频 编码形成了音频信号的一种高度压縮表示，并同时有效避免了由编码 或解码引入的人工信号(artefact)。根据本发明的第一方面，此目标是通过一种用以对具有至少两个 通道的音频信号进行编码的音频编码器所实现，所述音频编码器包括 参数提取器，用以从音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述 所述至少两个通道之间的相互关系；限制器，用以利用限制规则限制 所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于 所述至少两个通道之间的相互关系；以及下混音器，用以利用取决于 所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音频信号导出下混音信 号与残余信号。根据本发明的第二方面，此目标是通过一种音频解码器所实现， 所述音频解码器用以对表示具有至少两个通道原始音频信号的编码音 频信号进行解码，所述编码音频信号具有下混音信号、残余信号与描 述所述至少两个通道之间相互关系的空间参数，所述音频解码器包括-限制器，用以利用一种限制规则限制所述空间参数，以导出限制后的 空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关 系；以及上混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的上混音
规则，从所述下混音信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的 重建。根据本发明的第三方面，此目标是通过一种用于对具有至少两个 通道的音频信号进行编码的方法所实现，所述方法包括从所述音频 信号导出空间参数，其中所述空间参数描述了在所述至少两个通道之 间的相互关系；利用限制规则限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音频信 号导出下混音信号与残余信号。根据本发明的第四方面，此目标是通过一种用以对表示具有至少 两个通道原始音频信号的编码音频信号进行解码的方法所实现，所述 编码音频信号具有下混音信号、残余信号与描述所述至少两个通道之间相互关系的空间参数，所述方法包括利用限制规则来限制所述空 间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至 少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规则，从所述下混音信号与所述残余信号导出对所述原始音 频信号的重建。根据本发明的第五方面，此目标是通过一种传送器或音频记录器 所实现，其具有用以对具有至少两个通道的音频信号进行编码的音频编码器，所述传送器或音频记录器包括参数提取器，用以从所述音 频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述了在所述至少两个通道 之间的相互关系；限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及下混音器，用以利用取决于所述限制后的空 间参数的下混音规则，从所述音频信号导出下混音信号与残余信号。根据本发明的第六方面，此目标是通过一种接收器或音频播放器 所实现，其具有用以对表示具有至少两个通道的原始音频信号的编码音频信号进行解码的音频解码器，所述编码音频信号具有下混音信号、 残余信号与描述所述至少两个通道之间相互关系的空间参数，所述接 收器或音频播放器包括限制器，用以利用限制规则来限制所述空间
参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少 两个通道之间的相互关系；以及上混音器，用以利用取决于所述限制 后的空间参数的上混音规则，从所述下混音信号与所述残余信号导出 对所述原始音频信号的重建。根据本发明的第七方面，此目标是通过一种进行传送或音频记录 的方法所实现，所述方法具有产生编码信号的方法，所述方法包括用 于对具有至少两个通道的音频信号进行编码的方法，所述方法包括从所述音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述在所述至少两个通道之间的相互关系；利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音频信号导出下混音信号与残余信号。根据本发明的第八方面，此目标是通过一种用于接收或音频播放 的方法所实现，所述方法具有用以对编码音频信号进行解码的方法， 所述方法包括用以对表示具有至少两个通道原始音频信号的编码音频 信号进行解码的方法，所述编码音频信号具有下混音信号、残余信号与描述所述至少两个通道之间相互关系的空间参数，所述方法包括 利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规则，从所述下混音信号与所述 残余信号导出对所述原始音频信号的重建。根据本发明的第九方面，此目标是通过一种传送系统所实现，其 具有传送器与接收器，所述传送器具有对具有至少两个通道音频信号进行编码的音频编码器，包括参数提取器，用以从所述音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述在所述至少两个通道之间的相互关系；限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及下混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的下 混音规则，从所述音频信号导出下混音信号与残余信号；以及所述接 收器具有用以对表示具有至少两个通道原始音频信号的编码音频信号
进行解码的音频解码器，所述编码音频信号具有下混音信号、残余信 号与描述所述至少两个通道之间相互关系的空间参数，包括限制器， 用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数， 其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及上 混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规则，从所 述下混音信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的重建。根据本发明的第十方面，此目标是通过一种传送与接收的方法所 实现，所述方法包括传送方法，其具有产生具有至少两个通道的音频 信号的编码信号的方法，所述传送方法包括从所述音频信号导出空 间参数，其中所述空间参数描述在所述至少两个通道之间的相互关系； 利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音频信号导出下混音信号与残余信号；所述方法也包括接收方法，其具有对编码音频信号进行解码的方法，所述接收方法包括利用限制规则来限制所述空 间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至 少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规则，从所述下混音信号与所述残余信号导出对所述原始音 频信号的重建。根据本发明的第十一方面，此目标是通过一种表示具有至少两个 通道音频信号的编码音频信号所实现，所述编码音频信号具有描述在 所述至少两个通道之间相互关系的空间参数、下混音信号与残余信号， 其中所述下混音信号与残余信号是利用取决于限制后的空间参数的下 混音规则，从所述音频信号所导出的，而所述限制后的空间参数则是 利用取决于所述至少两个通道相互关系的限制规则所导出的。本发明是根据当一种具有至少两个通道的音频信号，其所使用的 下混音规则取决于由所述音频信号所导出的空间参数，并由限制器进 行后处理以对所述导出空间参数应用特定限制时，可以被有效地下混 音为下混音信号与残余信号，并以避免在上混音或下混音处理期间的 不稳定为目标。通过具有一种与描述所述音频通道之间相互关系动态 相关的下混音规则，可确保在所述下混音残余信号中的能量是尽可能 的小，这对于编码效率的方面是有利的。通过在下混音之前利用限制 器进行所述空间参数后处理的方式，可避免在下混音或上混音中的不 稳定，否则便会造成所述编码或解码音频信号的空间感知的干扰。在本发明的一实施例中，将具有左与右通道的原始立体声信号供 应至下混音器与参数提取器。所述参数提取器导出一般所知的空间参数ICC (通道间相关)及IID (通道间强度差)。下混音器能够将左与右通道下混音为下混音信号与残余信号，其中所述下混音规则使得所 述形成的残余信号具有最小可获得的能量。因此，利用标准音频编码 器对所形成的残余信号进行后续压縮将会形成一种极为紧凑的代码。这可以通过使取决于空间参数ICC及IID的下混音规则方程式化来实 现，因为所述两参数都描述所述原始立体声通道的强度或振幅比率。 在编码期间的普遍问题是能量保存。原始信号与编码信号两者都需要 包含相同的能量，因为违反能量守恒将造成对该编码信号的不同响度 感知，或甚至造成在所述编码信号响度中的不可控制的跳跃。因此， 在上述的编码方案中，下混音信号与残余信号必须利用縮放因子进行 縮放，该縮放因子确保了能量守恒规则。如果要进行编码的原始音频信号具有特定特性，特别是左与右原 始通道完全不相关时，换言之，当左与右原始通道具有相同振幅而其 相位差异刚好为180°时，可将此縮放因子进行发散(diverge)。在本 发明概念中，这种不稳定性可以通过对ICC参数应用限制函数所避免， 其中所述限制函数取决于最大可接受縮放因子和IID参数。为了避免 可能的发散，直接地改变描述所述下混音的规则，而在现有技术的实 施方式中，所述缩放因子仅简单地利用设置阈值的方式限制，并在超 过所述阈值时利用所述阈值数值取代所述縮放因子。本发明概念的极大优点为，在下混音通道与残余通道两者内的信 号都通过改变作为下混音处理基础的参数来进行改变。当根据现有技 术应用阈值时，只对下混音通道中的信号产生影响，因此之后利用本 发明概念，便可以实现更好地保存原始左与右通道之间相互关系的目 的。
上述概念的另一项优点是，通常在编码过程中导出所使用的空间 参数。因此可以实现所需要的限制逻辑，而无须引入其它的新参数。
在本发明的另一实施例中，在解码器侧应用限制器，该限制器具 有与编码器侧的限制器所具有的相同的限制规则。这意味着在所述解 码器侧上，接收到下混音与残余信号以及空间参数IID与ICC，而所 接收的空间参数则利用在所述编码处理期间所使用的相同限制规则进 行限制。接着，上混音取决于限制后的空间参数，这确保了在所述上 混音处理中不会发生发散。在所述编码与解码中具有相同限制规则的 优点是很明显的，因为只需要进行一次的硬件电路开发或软件算法实 现。可以利用低成本的方式开发具有编码与解码功能的硬件或软件， 因为对于所述限制功能而言能够重新利用相同的硬件或软件。
在本发明的另一实施例中，下混音信号与空间参数在产生之后便 进行压縮，产生了用于所述下混音信号的两音频比特流以及具有压縮 空间参数的参数比特流。这降低了要传送的编码表示的尺寸，进一步 节省了带宽，其中编码可以是有损耗或无损耗的，因为所述编码规则 本身与本发明概念无关。根据本发明概念的本发明解码器包括解压縮
级，其中所述压縮表示在进行上混音之前，被解压缩为空间参数、下 混音通道与残余通道。
在本发明的另一实施例中，考虑到在存储介质上方便地存储所产 生的文件，例如通过多路复用，将已经被压縮的音频比特流与参数字 元串流组合成组合后的比特流。这也考虑到流形成应用，举例而言， 通过因特网而将编码后的内容形成流，因为所有的相关信息均被包括 在单个文件或比特流之中，在与传送三个分离比特流的情况相比之下， 形成一种更方便的处理。相应的本发明解码器具有去组合级，这可以 是一种多路分解器，用于将所述比特流去组合为三个分离比特流，也 就是两个音频比特流与参数比特流。
在此要注意的是，本发明概念对于现有技术残余编码而言提供了 完美的后向兼容性，其中，所述空间参数并不受到限制，甚至在现有 技术的参数化立体声编码中(其中解码器并无法利用残余信号)。所以 这当然主要优点，因为可以利用本发明解码器以最大可能的质量再现
新的编码音频数据，而也可以利用根据现有技术的现有解码器进行再 现。
在本发明的另一实施例中，组合三个本发明的编码器，以对包括 六个各自通道的多通道音频信号进行编码，其中三个本发明的编码器 的每一个都对通道对进行编码、导出用于每个通道对的空间参数、下 混音与残余信号。本发明的概念也可以用来进行多通道音频信号的编 码，其中所述编码的效率与所形成的表示的压縮程度具有更高的优先 级，因为要进行编码与传送的数据总量比立体声信号高得多。原则上， 可以组合任意数目的本发明的音频编码器，以同时对基本上具有任意 单个音频通道数目的多通道音频信号进行编码。在多通道音频编码器
的另一实施例中，利用3比2下混音器，对各自下混音信号与残余信 号及所述参数比特流进行组合，以接收公共左信号、公共右信号、公 共残余信号与组合后的参数比特流，另外减少所需带宽的总量。相应 的解码器直接包括2比3的上混音级。
在本发明的另一实施例中，传送器或音频记录器包括本发明的编 码器，用以进行紧凑、高质量的音频记录或传送，其中可以大大地减 少所传送或存储的音频内容的尺寸。这样的音频内容可以存储在给定 容量的存储介质上，或是在所述音频信号的传送期间使用较少的带宽。
在另一实施例中，接收器或音频播放器具有本发明的解码器，允 许在移动电话之类的有限的带宽环境中的流应用，或是利用具有有限 的容量以允许小型可携式回放设备的结构。
本发明传送器与接收器的组合形成了一种传送系统，可以通过有 线或无线传送接口进行方便的音频内容传送，像是无线LAN、蓝牙、 有线LAN、电力线技术、无线电传送或是任何其它的数据传送形式。


接下来，通过参照附图对本发明的优选实施例进行描述，其中-
图1显示本发明编码器的框图2显示本发明编码原则的框图3显示本发明编码器的另一实施例；
图4显示对于现有技术解码器具有后向兼容性的本发明编码方
案；
图5显示本发明多通道音频编码器；
图6显示本发明音频解码器的框图7显示本发明解码概念的框图8显示本发明解码器的另一实施例；
图9显示本发明多通道音频解码器的实施例；
图IO显示本发明音频编码器的可选实施例；
图11显示本发明音频解码器的可选实施例；
图12显示本发明传送器/音频记录器；
图13显示本发明接收器/音频播放器；
图14显示本发明传送系统。
具体实施例方式
图1显示本发明音频编码器10的框图，包括下混音器12、限制 器14，以及参数提取器16。
具有左与右通道的立体声信号18被同时输入至所述下混音器12 与所述参数提取器16之中。所述参数提取器16提取空间参数19，空 间参数19描述了在所述立体声信号18的左与右通道之间的相互关系。 这些参数一方面可用于传送，另一方面也被输入至所述限制器14之 中。所述限制器14对所述参数应用限制规则。在后续章节中应导出适 当限制规则的细节。
限制器导出限制后的空间参数，并将其输入至所述下混音器12 之中，其中所述下混音器12对所述立体声信号18的左与右通道应用 下混音规则，以从所述立体声信号的左与右通道导出下混音信号20 与残余信号22。所述下混音规则另外取决于所述限制后的空间参数。
当选择用于所述限制器的适当限制规则时，只向下混音器12供 应限制后的参数，所述限制后的参数是以所述下混音规则不因为下混 音动作而造成发散或产生任何使所述左与右通道空间相互关系恶化的 方式所限制。
因此，在音频编码器IO执行编码处理之后，立体声信号18便由
下混音信号20、残余信号22与空间参数表示。
为了理解下混音规则与限制规则必须如何关联以提供包含最小 可用能量的所产生的残余信号22，同时限制空间参数，使得下混音规 则不造成任何的发散，在后续一些章节中更详细地阐释本发明所构成 的基本概念。
由参数提取器16所提取的参数典型地来自于离散时间信号的复 调制滤波器组分析中的子带样本的单个时间与频率间隔。这意味着立 体声信号18的左与右通道的音频信号首先被分为给定长度的时间帧， 而在所述单个时间帧中，将频谱细分为多个子带采样。对于每个单个 子带而言，参数提取器16通过比较所感兴趣的子带中的立体声信号的 左与右通道来导出空间参数。因此，在图1中立体声信号18的左与右 通道和下混音信号m及残余信号s必须被理解为离散及有限长度的向 量，描述了离散时间间隔之中的基本信号。如同以上所指出的，在下 混音期间必须确保能量保存。对于离散的复向量x、 y而言，复数内积 与平方范数(与能量相比)被定义为
<formula>formula see original document page 21</formula>
依照一般的规范，*标示复数共轭。从此开始，大写字母表示由 小写字母所标注的相应有限长度复向量的平方和或能量。
根据本发明，由所述适应性下混音所产生的下混音通道m为原始
左与右通道的能量加权总和，并因此由以下表达式定义 附=g. (" 。 (2)
其中g为调整后的实数正数增益因子，使得下混音信号(M)的 能量与左(L)与右(R)通道信号向量的能量总和相等(M=L+R)。
随着该增益因子发散至无限大，当1与r为非同相位并具有可比 较的能量时(换言之，在方程式(2)中的1+fO)，便需要以一种最大增 益因子go限制该因子，go—般是位于区间[l，2]之中。如在图1中所显 示，参数提取器16提取空间音频参数IID (通道间强度差)与ICC (通 道间相干性)，IID和ICC由以下表达式所表示-丄 ""ftRe,户(3)在此，c标示IID参数，而P标示ICC参数。增益因子g可以依 据所述ICC与IID参数进行表示，而所述增益因子所需限制可以由以下表达式所表示goc2+lc +1 + 2/X(4)小一般来说，因为W"，便得到2^"2+1，因此^^^gSg。。 为了达到最大的编码效率，便期望在残余信号22中的能量为最 后续推导求解了一种更一般的优化问题，该问题包括附加残余信号t，该附加残余信号t接着可由方程式(9)证明是多余的。从解码器侧 考虑此问题，需要确定增益a、 b，从而在所述上混音中的s、 t便具有 最小能量方程式(5)的解为3中(6)(7)在系数a、6为实数的额外限制之下，同样的问题具有将方程式(7) 的实数部分带入至方程式(6)中所得到的解答。在这种情况中，；？可以 表示为PS参数"/7，如同以下表达式-通过将方程式(6)带入方程式(5)，并加上方程式(5)之中的两方程 式，可得到
以一般矩阵标注描述所述上混音处理，所述上混音可以利用一种如以下所表示的旋转矩阵H表示.-<formula>formula see original document page 23</formula>在g并不由方程式(4)中的go所限制的情况中，所述最佳系数a、 b的不同表示则如以下表达式所表示<formula>formula see original document page 23</formula>所述旋转矩阵H的第一列与参数化立体声中所使用的振幅旋转 器(例如，在WO 03/090206 A1中所导出的)相同。所述下混音需要与所述上混音兼容的意思为当消除所有的有损 耗的编码步骤时，可以获得完美重建。因此下混音矩阵D，<formula>formula see original document page 23</formula>(12)必须为上混音旋转器H的反矩阵。所进行的基本计算获得了<formula>formula see original document page 23</formula>(13)其中所述第一行与方程式(2)—致。利用方程式(10)与(13)所给定的两个最佳旋转器存在稳定性问题。 当(c，P)趋近于(l，-l)时，由方程式(8)给定的；？值发生发散。因此不得 不在所述PS参数域的该点附近的最佳旋转器中发生偏离。由本发明 所得到的解决方案是利用在编码器与解码器两者中的不稳定限制器来 修正所述PS参数。在一般形式中，这样的限制器将改变在(1,-1)附近的^ P)对的值， 以达成一种对于p而言的限制范围。 一种特别吸引人的解决方案基于 方程式(8)分母与方程式(4)分母相同的发现。本发明的解决方案保持c 不变，而在方程式(4)中通过go来限制适应性下混音增益g时正确地修 正P。这在以下表达式的情况中发生P的相应值则是由^带入方程式(8)中的P所给定的，p的相应值 具有以下的性质在之前的章节中，对于导致了限制器14的定义的问题分析进行 详细说明。虽然所述标注是以立体声信号为基础的，但明显的是所述 相同的方法也可以应用至任何的音频信号对，如从多通道音频信号的 部分下混音所产生或选择的通道对。特别有利的是，相同的限制规则 也可以用来限制所述上混音与所述降混频矩阵之中的参数。图2利用框图描述本发明音频的编码步骤，其显示如何以本发明 概念的方式来执行音频编码。在第一参数提取步骤30中，导出ICC 与IID参数。这些参数接着被转发作为输出23，并传送以用作所述限制步骤 32之中的输入，其中，利用所计算的最小ICC参数ICC^与所述ICC 参数进行比较，其中ICC^取决于IID。在第一情况中，所述ICC参 数超过所述最小ICC参数ICCmin(IID)，将所述ICC参数直接转发至下 混音步骤34。如果所述ICC参数并未超过ICCmin(IID)参数，则进行额外的交换 步骤36，其中所述ICC参数值被所述最小ICC参数ICCmin(IID)的值所取代。在交换步骤36之后，便将具有新值的ICC参数传送至下混 音步骤34。在下混音步骤34中，根据参数ICC与IID，从通道l与r中导出 下混音信号20与残余信号22。
最后，参数23 (ICC与IID)、下混音信号20与残余信号22便可 用作编码步骤的输出。图3显示本发明音频编码设备50的另一实施例，该音频编码设 备50包括音频编码器10，具有第一音频压縮器52、第二音频压縮器 54与参数压縮器56的信号处理单元51，以及输出接口58。所述音频编码器10的组件已经在先前章节中所讨论。因此，在 后续章节中只讨论从所述音频编码器10进行扩展的音频编码设备50 的部分。所述信号处理单元51的一般目的是用来压縮下混音信号20、残 余信号22以及参数23。因此，下混音信号20便被输入至第一音频压 縮器52，残余信号22被输入至第二音频压縮器54，而空间参数23 被输入至参数压縮器56。第一音频压縮器52导出第一音频比特流60， 第二音频压縮器54导出第二音频比特流62，而参数压縮器56导出参 数比特流64。第一与第二音频比特流(60、 62)与参数比特流64被 用作所述输出接口的输入，输出接口将所述三个比特流(60、 62、 64) 进行组合，以导出组合后的比特流66，作为本发明编码设备50的输 出。由所述输出接口 58所执行的组合可以例如是对所述三个输入比 特流的简单的多路复用。此外，也可以是产生单个输出比特流66的任 何种类的组合。对于如通过因特网或其它数据链路的流形成的处理而 言，只处理单个比特流方便得多。换句话说，图3描述一种编码器，该编码器利用包括通道1、 r的双通道音频信号作为输入，并产生之后由参数化立体声解码器进行解码的比特流。适应性下混音利用所述双通道信号1、 r，产生单声道下混音信号m与残余信号s。接着这些信号可以利用感知音频编码器进行编码，以产生紧凑的音频比特流。参数化立体声(PS)参数估算器则利用所述双通道信号1、 r作为输入，并产生PS参数组。所述不稳定限制器修正控制所述适应性下混音的PS参数。编码块从PS参数估计的未修正输出中产生参数化立体声侧信息(PS侧信息)。多路复 用器将所有的编码数据组合以形成组合后的比特流。
本发明编码概念的主要优点之一，是与现有技术的参数化立体声 解码器完全地后向兼容。为了描述此优点，图4显示一种现有技术的 参数化立体声解码器。所述参数化立体声解码器70包括输入接口 72、音频解码器74、 参数解码器76与上混音器78。输入接口 72接收由本发明音频编码器50产生的组合后的比特流 80。现有技术参数化立体声解码器70的输入接口 72并不辨识残余信 号22，因此只从输入比特流80中提取下混音信号60 (图3中的第一 音频比特流60)与参数比特流64。音频解码器74为所述第一音频压 缩器52的互补设备，而参数解码器76为所述参数压縮器56的互补设 备。因此，所述音频比特流60被解码为下混音信号20，而所述参数 比特流64则被解码为空间参数23。因为空间参数23己经被直接地传 送，并且并未由本发明的编码器10或50进行进一步处理，因此现有 技术的上混音器78便可进行左与右通道的重建，利用空间参数23从 下混音信号20建立输出信号80。换句话说，图4描述一种参数化立体声解码器，其利用本发明编 码设备50所产生的兼容比特流作为输入，并产生包括通道1与r的立 体声音频信号，而不需要利用或不需要取得描述了残余信号的比特流 部分。首先，多路分解器利用兼容比特流作为输入，并将其分解为音 频比特流与PS侧信息。所述感知音频解码器产生单声道信号m，而 所述参数化立体声侧信息被解码为PS参数。PS合成根据所述PS参 数，将所述单声道信号转换为左右信号l及r，特别是通过加入一去相 关后的信号，以重新获得原始立体声通道的通道相关性。图5显示一种本发明多通道音频编码器100，用于将6通道音频 信号编码为立体声下混音信号与多个参数组。所述多通道音频编码器100包括第一适应性编码器102、第二适 应性编码器104、估计模块106、参数提取器108与3比2下混音器 110。所述第一适应性编码器102与第二适应性编码器104为本发明编 码器10的实施例。所述6通道输入信号具有左前通道112a、左后通
道112b、右前通道114a、右后通道114b、中心通道U6a与低频增强 通道116b。所述左前通道112a与左后通道112b被输入至所述第一适 应性编码器102之中，以导出第一下混音信号U8a、相应的残余信号 118b与空间参数118c。所述右前通道U4a与右后通道114b则被输入 至所述第二适应性编码器104，以导出第二下混音信号120a、相应的 残余信号120b与基础空间参数120c。所述中心通道116a与低频增强 通道116b被输入至求和模块106之中，该求和模块将信号相加以建立 单声道信号122a与相应的空间参数122b。所述3比2下混音器110接收下混音信号118a、 120a与122a， 以将它们下混音为具有左与右通道的立体声输出信号124。所述3比2 下混音器110另外从输入通道118a、 120a与122a导出残余信号126。 此外，所述3比2下混音器110从所述参数组118b、 120b与122b中 导出一参数组128。简单总结来说，图5描述空间音频编码器的部分，该空间音频编 码器利用5.1格式的多通道音频信号作为输入，包括Lf (左前)、Lr (左后)、Rf (右前)、Rr (右后)、C (中心)与LFE (低频有效)通 道，并建立包括LO与RO的立体声下混音信号以及多个参数组。在此 图中并未显示的是时间至频率的转换、下混音信号与参数的编码，以 及将所述编码信息多路复用为可以由相应的空间音频解码器进行解码 的比特流。所述适应性下混音利用信号Lf和Lr作为输入，并产生单 声道信号L与残余信号L。所述参数化立体声(PS)参数估计利用双 通道信号Lf和Lr作为输入，并产生PS参数组。所述不稳定限制器修 正控制适应性下混音的PS参数。以类似的方式，所述适应性下混音 利用信号Rf和Rr作为输入，并产生单声道信号R与残余信号R。所 述参数化立体声(PS)参数估计利用双通道信号Rf和Rr作为输入， 并产生PS参数组。所述不稳定限制器修正控制所述适应性下混音的 所述PS参数。所述求和模块将信号C与LFE相加，以建立单声道信 号C。所述参数化立体声(PS)参数估计利用双通道信号C与LFE 作为输入，并产生IID参数组，PS参数的子集。所述单声道信号L、 与C则由所述3比2模块混合为立体声信号(Lo与Ro)及残余信号
Eo。所述3比2模块也输出参数组(Lo,R^。图6描述一种本发明音频解码器140，包括上混音器142与限制 器144。本发明解码器140接收下混音信号146、残余信号148与空间参 数150。所述下混音信号146与所述残余信号148被输入至所述上混 音器142之中，而所述空间参数150被输入至所述限制器144之中。 所述限制器144限制所述空间参数150以导出限制后的空间参数152。重要的是要注意，所述限制器是利用与相应编码器在编码处理期 间所使用的相同的限制规则，以导出所述限制后的参数。所述限制后 的参数用来控制在所述上混音器142中的上混音过程，上混音器从所 述下混音信号146与所述残余信号148中导出具有左与右通道的立体 声信号154。图7显示描述本发明解码器原则的框图。在第一限制步骤160中， 限制所述接收空间参数ICC与IID。也就是说，检查所接收的ICC参 数是否超过最小ICC参数(ICCmin(IID))。如果超过，便将所述空间参 数150 (ICC与IID)、所接收的下混音信号146与所接收的残余信号 148传送至所述上混音步骤162。如果所述ICC参数并未超过所述最 小ICC参数(ICCmin(IID))，便额外执行限制步骤164，也就是利用参 数ICCn^(IID)的值来交换所述ICC参数的值，这具有以下效果将所述ICCmin(IID)的值传送至所述上混音步骤162。在所述上混音步骤162中，利用所述空间参数ICC与IID，从所 述下混音信号146与所述残余信号148中导出具有左与右通道的立体 声信号154。图8显示本发明解码设备180的另一实施例，所述解码设备180 包括解码器140、具有第一音频解码器184、第二音频解码器186与参 数解码器188的信号处理单元182。所述解码设备180另外包括输入 接口 190，用以接收由本发明编码设备50所产生的组合后的比特流 192。所述组合后的比特流192由所述输入接口 190分解为第一音频比 特流194a、第二音频比特流194b与参数比特流196。
所述第一音频比特流194a被输入至所述第一音频解码器184之 中，所述第二音频比特流194b被输入至所述第二音频解码器186之中， 而所述参数比特流196则被输入至所述参数解码器188之中。所述分 解的下混音信号198 (m)与所述残余信号200 (s)被输入至所述解 码器140的上混音器142之中。由所述参数解码器188所导出的空间 参数202被输入至所述音频解码器140的限制器144之中。所述空间 参数与所述上混音的限制已经在所述音频解码器140的叙述中所说 明。其详细叙述可从图6的相关章节描述所得。本发明解码设备180最后输出具有左与右通道的立体声信号204。换句话说，图8描述一种参数化立体声解码器，其利用兼容比 特流作为输入，并产生包括通道1与r的立体声音频信号。首先多路 分解器利用所述兼容比特流作为输入，并将其分解为两个音频比特流 及PS侧信息。感知音频解码器分别产生单声道信号m与残余信号s， 所述PS侧信息通过所述参数解码器解码为PS参数。所述上混音器通 过由不稳定限制器所修正的PS参数所定义的旋转矩阵，将所述单声 道与所述残余信号转换为左与右信号1及r。图9显示一种本发明多通道音频解码器210，包括第一双通道解 码器212、第二双通道解码器2M、合成模块216与2比3模块218。图9显示空间音频解码器的部分，其利用立体声音频信号(包括 Lo与Ro)、残余信号Eo与参数组(Lo,RoM乍为输入。所述2比3模块 218从上述提到的输入中产生三个音频通道L、 R与C。所述单通道L 与所述残余通道L通过第一双通道解码器212转换为所述Lf和Lr输 出信号。所述不稳定限制器修正所述PS参数组L。类似地，所述单通 道R与所述残余通道R通过第二双通道解码器214转换为所述Rf和 Rr输出信号。在产生所述单通道信号R的期间，同样也使用所述不稳 定限制器修正所述PS参数组R。所述PS合成模块216利用所述单通 道C与所述参数组C，产生所述C与LFE输出通道。图IO与11显示在避免不稳定问题的情况下，对于编码器与解码 器的可选解决方案。所述可选方案基于将限制后的空间参数用作要进 行编码与传送的参数。这可以从图10中的本发明编码器中所见，它基
于图3的本发明编码设备。图10显示了对己经在图3中显示的本发明编码器的修改，其差 异在于，在节点300处(即在所述限制处理之后)采用了馈入参数编码器56中的参数。也就是说，取代所述原始参数，对所述限制后的参数进行编码及传送。在图11中所显示的解码器侧，其修正为与所述解码设备180相 比可以省略所述限制器。因此，所述解码空间参数310便直接地输入 至所述上混音器142，以导出所述立体声信号204。此方法与先前所教导取代不稳定限制器以及在先前图标中所显 示的方法相比之下，其缺点分为两方面。首先，所述有限参数的量化 将进一步使得所述旋转器离开所需要的优化状况。所述残余信号的尺 寸一般上便因此变的较大，导致对于所述残余编码方法而言的一种编 码增益损失。第二，将会失去对于参数化立体声解码的后向兼容性。 在临界情况中，当所述原始通道的通道相关性为负值时，所述解码器 将无法在不取得所述残余信号的情况下再现此相关性。图12显示一种本发明的音频传送器或记录器330，具有音频编码 器50、输入接口 332与输出接口 334。在所述传送器/记录器330的输入接口 332处可以供应音频信号。 所述音频信号是利用在所述传送器/记录器之中的本发明的编码器50 进行编码，而所述编码表示在所述传送器/记录器330的输出接口 334 处输出。所述编码表示接着可以被传送或存储在存储介质上。图13显示一种本发明的接收器或音频播放器340，具有本发明的 音频解码器180、比特流输入342与音频输出344。在本发明的接收器/音频播放器340输入342处，可以输入比特流。 所述比特流可以通过所述解码器180进行解码，而所述解码信号在本 发明接收器/音频播放器340输出344处输出或播放。图14显示了一种传送系统，包括本发明的传送器330及本发明 的接收器340。对在所述传送器330的输入接口 332处输入的音频信号进行编 码，并从所述传送器330的输出334传送至所述接收器340的输入342。
所述接收器对所述音频信号进行解码，并在其输出344上播放或输出 所述音频信号。以上提及及叙述的本发明实施例只是用于描述本发明改善是应 用残余编码的原则。应该了解的是，在此描述的配置与细节修正可以 由本领域其它技术人员所运用。因此，这仅受到所附权利要求的范围 的限制，但不局限于在此叙述与说明实施例的特定细节。虽然在上述图示中所叙述的本发明实施例主要只利用对于立体 声信号所使用的术语所描述，明显的是本发明并不只局限于立体声信号，其可以应用至任何的两音频信号结合形式，例如在图5与图9中所显示的多通道音频编码器及解码器。利用具有传送器与接收器的本发明的传送系统，在所述传送器与 所述接收器之间的传送可以利用多种方式所实现。例如可以直接通过 电缆线或像是无线局域网络、蓝牙与其它可想象的数据联结方式连接 所述传送器与所述接收器，通过因特网或其它网络媒介的生活流，并 在计算机可读取介质上存储文件及传送所述介质。虽然已经详细叙述，所述ICC参数的改变只是用来确保得到一种 不发散的上混音与下混音矩阵，也可以限制所述IID与ICC参数，从 而不产生任何的发散。更一般地，应用本发明概念也可以导出其它空 间参数，并对这些参数应用限制规则，以确保一种不发散的上混音与 下混音。在本发明编码器与解码器中的输出与输入接口并不仅局限为简 单的多路复用器与多路分解器。在一种更复杂的变化中，所述输出接 口可以不只利用所述多路复用，也利用其它的装置进行比特流的组合， 甚至可能尝试某些额外的熵编码技术，以减少所述比特流的尺寸。根据本发明方法的特定实施方式要求，本发明方法也可以在硬件 或软件中实现。所述实现可以利用一种数字存储介质进行，特别是在 其上存储有电子可读控制信号的盘、DVD或CD，其与一可程序化计 算机系统结合，以实现本发明方法。 一般来说，本发明因此是一种计 算机程序产品，其具有在机器可读介质上所存储的程序代码，所述程 序代码在所述计算机程序产品于计算机上执行时，可以操作以实作本
发明方法。换句话说，本发明因此是一种计算机程序，用于当所述计 算机程序于计算机上执行时具有实现至少本发明方法之一的程序代 码。虽然之前己经特别说明并叙述所述参考特定实施例，本领域技术 人员应该了解的是，在不背离本发明方面及精神下可以进行细节与形 式的改变。应该了解的是在不背离在此公开与由权利要求所包含的概 念下，可以在不同的实施例中调整各种不同的变化。
权利要求
1.一种音频编码器，用以对具有至少两个通道的音频信号进行编码，包括参数提取器，用以从音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述所述至少两个通道之间的相互关系；限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及下混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音频信号导出下混音信号与残余信号。
2. 如权利要求〗所述的音频编码器，其中所述参数提取器操作以 导出针对音频信号的给定时间部分的多个空间参数，其中每个空间参 数描述了针对预定频率间隔的所述至少两个通道的相互关系。
3. 如权利要求1所述的音频编码器，其中所述参数提取器操作以 导出ICC参数和IID参数，所述ICC参数描述所述至少两个通道的第 一与第二通道之间的相干性，所述IID参数描述所述第一与第二通道之间的电平差。
4. 如权利要求1所述的音频编码器，其中所述限制器操作以限制 所述空间参数，使得描述了所述下混音信号与所述至少两个通道之间 的强度比例的增益因子不超过预定限制。
5. 如权利要求3所述的音频编码器，其中所述限制器操作以限制 所述ICC参数，使得描述了所述下混音信号与所述至少两个通道之间 的强度比例的增益因子不超过预定限制，其中所述icc参数的限制取 决于所述IID参数。
6. 如权利要求5所述的音频编码器，其中所述限制规则使得能够 通过以下表达式来描述取决于预定增益因子go及所述IID参数的所述 ICC参数的下限<formula>formula see original document page 3</formula>
7. 如权利要求6所述的音频编码器，其中所述预定增益因子go是 从区间[1,2]中所选择的。
8. 如权利要求1所述的音频编码器，其中所述下混音器操作以使 用下混音规则，使得通过从所述至少两个通道形成通道的线性组合而 导出所述下混音信号与所述残余信号，其中所述线性组合的系数取决 于所述限制后的空间参数。
9. 如权利要求8所述的音频编码器，其中所述参数提取器操作以导出ICC参数和IID参数，所述ICC参数描述所述至少两个通道的第一与第二通道之间的相干性，所述IID参数描述所述第一与第二通道之间的电平差；以及所述下混音规则使得能够根据所述ICC和IID参数，通过以下等式来描述所述下混音信号m和所述残余信号s的导出
10. 如权利要求1所述的音频编码器，进一步包括信号处理单元， 用以处理或传送所述下混音信号、所述残余信号与所述空间参数，以 导出处理后的下混音信号、处理后的残余信号与处理后的参数。
11. 如权利要求IO所述的音频编码器，其中所述信号处理单元操 作以导出所述处理后的下混音信号、所述处理后的残余信号与所述处 理后的参数，使得所述导出包含所述下混音信号、所述残余信号与所 述空间参数的压縮。
12. 如权利要求10所述的音频编码器，进一步包括输出接口，用以提供所述处理后的下混音信号、所述处理后的残余信号与所述处理 后的空间参数的信息。
13. 如权利要求12所述的音频编码器，其中所述输出接口操作以 将所述处理后的下混音信号、所述处理后的残余信号与所述处理后的 空间参数组合，以导出输出比特流，所述输出比特流具有所述处理后 的下混音信号、所述处理后的残余信号与所述处理后的参数的信息。
14. 如权利要求13所述的音频编码器，其中所述输出接口操作以对所述处理后的下混音信号、所述处理后的残余信号与所述处理后的 空间参数进行多路复用，以导出所述输出比特流。
15. 如权利要求1所述的音频编码器，其中对所述多个通道对进行 编码，其中为每一通道对导出空间参数、下混音信号与残余信号。
16. 如权利要求15所述的音频编码器，其中所述多个通道对包括 左前、左后、右前、右后、低频增强与中心通道。
17. —种音频解码器，用以对编码音频信号进行解码，所述编码音 频信号表示具有至少两个通道的原始音频信号，所述编码音频信号具 有下混音信号、残余信号以及空间参数，所述空间参数描述了所述至少两个通道之间的相互关系，所述音频解码器包括限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后 的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及上混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规 则，从所述下混音信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的重 建。
18. 如权利要求17所述的音频解码器，其中所述限制器操作以限 制针对与所述原始音频信号的时间帧相对应的编码音频信号的给定时 间部分的多个空间参数，其中每个空间参数描述了针对所述时间帧中 预定频率间隔的所述至少两个通道之间的相互关系。
19. 如权利要求17所述的音频解码器，其中所述限制器操作以限 制ICC参数和IID参数，所述ICC参数描述所述至少两个通道的第一 与第二通道之间的相干性，所述IID参数描述所述第一与所述第二通 道之间的电平差。
20. 如权利要求17所述的音频解码器，其中所述限制器操作以限 制所述空间参数，使得描述了所述下混音信号与所述原始音频信号的 所述至少两个通道之间的强度比例的增益因子不超过所述预定限制。
21. 如权利要求19所述的音频解码器，其中所述限制器操作以限 制所述ICC参数，使得描述了所述下混音信号与所述原始音频信号的 所述至少两个通道之间的强度比例的增益因子不超过所述预定限制。
22. 如权利要求21所述的音频解码器，其中所述限制规则使得能 够通过以下表达式来描述取决于预定增益因子go及所述IID参数的所 述ICC参数的下限<formula>formula see original document page 5</formula>
23. 如权利要求22所述的音频解码器，其中所述预定增益因子go 是从区间[1，2]中所选择的。
24. 如权利要求17所述的音频解码器，其中所述上混音器操作以 使用上混音规则，使得通过形成所述下混音信号与所述残余信号的线 性组合来导出所述至少两个通道的第一重建通道与第二重建通道，其 中所述线性组合的系数取决于所述限制后的空间参数。
25. 如权利要求24所述的音频解码器，其中所述限制器操作以限 制ICC参数和IID参数，所述ICC参数描述所述至少两个通道的第一 与第二通道之间的相干性，所述IID参数描述所述第一与第二通道之 间的电平差；以及所述上混音规则使得能够通过以下等式来描述从所述下混音信 号m与所述残余信号s对所述第一重建通道1与所述第二重建通道r 的导出<formula>formula see original document page 5</formula>其中<formula>formula see original document page 5</formula>
26.如权利要求17所述的音频解码器，进一步包括信号处理单元， 用以传送或处理处理后的残余信号、处理后的下混音信号与处理后的 空间参数，以导出所述残余信号、所述下混音信号与所述空间参数。
27. 如权利要求26所述的音频解码器，其中所述信号处理单元操 作以导出所述残余信号、所述下混音信号与所述空间参数，使得所述 残余信号、所述下混音信号与所述空间参数的导出包括对所述处理后 的残余信号、所述处理后的下混音信号与所述处理后的空间参数的解 压縮。
28. 如权利要求26所述的音频解码器，进一步包括输入接口，用 以提供所述处理后的所述残余信号、所述处理后的下混音信号与所述 处理后的空间参数。
29. 如权利要求28所述的音频解码器，其中所述输入接口操作以 分解单个输入比特流，以导出所述处理后的所述残余信号、所述处理 后的下混音信号与所述处理后的空间参数。
30. 如权利要求29所述的音频解码器，其中所述输入接口操作以 分解所述单个输入比特流，使得所述处理后的残余信号、所述处理后 的下混音信号与所述处理后的参数的导出包括对所述输入比特流的多 路分解。
31. —种用于将具有至少两个通道的音频信号进行编码的方法，所 述方法包括从所述音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述了在所述 至少两个通道之间的相互关系；利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数， 其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音频信 号导出下混音信号与残余信号。
32. —种用以对编码音频信号进行解码的方法，所述编码音频信号 表示具有至少两个通道的原始音频信号，所述编码音频信号具有下混音信号、残余信号，以及空间参数，所述空间参数描述了所述至少两 个通道之间的相互关系，所述方法包括利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数， 其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及 利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规则，从所述下混音 信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的重建。33. —种编码音频信号，所述编码音频信号是具有至少两个通道的 音频信号的表示，所述编码音频信号具有空间参数、下混音信号与残 余信号，所述空间参数描述了在所述至少两个通道之间的相互关系， 其中所述下混音信号和所述残余信号是利用取决于限制后的空间参数 的下混音规则而从所述音频信号所导出的，所述限制后的空间参数则 是利用取决于所述至少两个通道的相互关系的限制规则所导出的。34. —种机器可读存储介质，在其上存储编码音频信号，所述编码音频信号表示具有至少两个通道的音频信号，所述编码音频信号具有 空间参数、下混音信号与残余信号，所述空间参数描述了所述至少两 个通道之间的相互关系，其中所述下混音信号和所述残余信号是利用 取决于限制后的空间参数的下混音规则而从所述音频信号所导出的， 所述限制后的空间参数则是利用取决于所述至少两个通道的相互关系 的限制规则所导出。35. —种传送器或音频记录器，其具有音频编码器，用以对具有至少两个通道的音频信号进行编码，所述传送器或音频记录器包括参数提取器，用以从所述音频信号导出空间参数，其中所述空间 参数描述了在所述至少两个通道之间的相互关系；限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后 的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及下混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规 则，从所述音频信号导出下混音信号与残余信号。36. —种接收器或音频播放器，其具有音频解码器，用以将表示具有至少两个通道的原始音频信号的编码音频信号进行解码，所述编码 音频信号具有下混音信号、残余信号以及空间参数，所述空间参数描述了所述至少两个通道之间的相互关系，所述接收器或音频播放器包 括限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后 的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互 关系；以及上混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规 则，从所述下混音信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的重 建。37. —种用于对具有产生编码信号的方法进行传送或音频记录的 方法，所述方法包括用于对具有至少两个通道的音频信号进行编码的方法，所述方法包括从所述音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述在所述至 少两个通道之间的相互关系；利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数， 其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音频信 号导出下混音信号与残余信号。38. —种用于接收或音频播放的方法，所述方法具有对编码音频信 号进行解码的方法，所述方法包括用以对表示具有至少两个通道的原 始音频信号的编码音频信号进行解码的方法，所述编码音频信号具有 下混音信号、残余信号以及空间参数，所述空间参数描述了所述至少 两个通道之间的相互关系，所述方法包括利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规则，从所述下混音 信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的重建。39. —种传送系统，具有传送器与接收器，所述传送器具有音频编码器，用以对具有至少两个通道的音频信号迸行编码，所述传送器包括参数提取器，用以从所述音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述了在所述至少两个通道之间的相互关系；限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限 制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的 相互关系；以及下混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的下混音 规则，从所述音频信号导出下混音信号与残余信号；以及所述接收器具有音频解码器，用以对表示具有至少两个通道的原 始音频信号的编码音频信号进行解码，所述编码音频信号具有下混音 信号、残余信号以及空间参数，所述空间参数描述了所述至少两个通 道之间的相互关系，所述接收器包括限制器，用以利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限 制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的 相互关系；以及上混音器，用以利用取决于所述限制后的空间参数的上混音 规则，从所述下混音信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的 重建。40.—种传送与接收的方法，所述方法包括传送方法，具有产生具有至少两个通道的音频信号的编码信号的 方法，所述传送方法包括从所述音频信号导出空间参数，其中所述空间参数描述了在所述至少两个通道之间的相互关系；利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以 及利用取决于所述限制后的空间参数的下混音规则，从所述音 频信号导出下混音信号与残余信号；以及接收方法，具有对编码音频信号进行解码的方法，所述接收方法 包括利用限制规则来限制所述空间参数，以导出限制后的空间参 数，其中所述限制规则取决于所述至少两个通道之间的相互关系；以及利用取决于所述限制后的空间参数的上混音规则，从所述下 混音信号与所述残余信号导出对所述原始音频信号的重建。 41.一种计算机程序，用于当在计算机上运行时，执行如权利要求32、 33、 37、 38或40之一所述的方法中的方法。
全文摘要
当所使用的下混音规则取决于空间参数时，具有至少两个通道的音频信号可被有效地下混音为下混音信号与残余信号，所述空间参数是从所述音频信号导出的并由限制器进行后处理，以将特定限制应用于所导出的空间参数，从而避免在上混音或下混音处理期间的不稳定。通过具有一种动态地取决于描述了音频通道之间相互关系的参数的下混音规则，可确保在所述下混音残余信号中的能量是尽可能的小，这对于编码效率是有利的。在下混音中使用限制器之前，使用限制器对空间参数进行后处理，可避免在下混音或上混音中的不稳定，否则这会造成对编码或解码音频信号的空间感知的干扰。
文档编号G10L19/00GK101160619SQ200680012121
公开日2008年4月9日 申请日期2006年4月7日 优先权日2005年4月15日
发明者拉斯·维莱摩尔斯, 法兰寇斯·菲利普司·梅布格 申请人:科丁技术公司;皇家飞利浦电子股份有限公司