用于编码多通道音频信号的参数编码器的制作方法

专利名称：用于编码多通道音频信号的参数编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频编码。
背景技术：
例如C ·富勒(C. Faller)和F ·鲍姆加特(F. Baumgarte)的“使用感知参数化来高效表不空间音步页(Efficient representation of spatial audio using perceptualparametrization) ”(IEEE 关于 Appl. of Sig.的研讨会会刊，Audio and Acoust.会刊，2001年10月，第199到202页)中所描述的参数立体声或多通道音频编码使用空间线索来将混音(通常单声道或立体声)音频信号合成为多通道的信号。通常，混音音频信号因多通道音频信号(例如立体声音频信号)的多个音频通道信号的叠加而生成。这些较少通道是经波形编码的，且将与原始信号通道关系有关的辅助信息(即，空间线索)作为编码参数添加到经编码的音频通道。解码器使用此辅助信息在经解码的经波形编码的音频通道的基 础上重新生成原始数目个音频通道。基本参数立体声编码器可使用通道间级别差异(ILD)作为从单声道混音音频信号生成立体声信号所需的线索。较复杂的编码器还可使用通道间相干性(ICC)，其可表示音频通道信号(即，音频通道)之间的相似度。此外，当编码双声道立体声信号(例如)以实现3D音频或基于头戴耳机的环绕渲染(surround rendering)时,通道间相位差(IPD)也可起到再现通道之间的相位/延迟差异的作用。ICC线索的合成可对大多数音频和音乐内容适用，以重新生成环境、立体声混响、源宽度和其它与空间感有关的感知，如描述于J ·布老尔特(J.Blauert)的“空间听觉人类声音定位的心理物理学(Spatial Hearing The Psychophysics of Human SoundLocalization) ”(1997年，美国马萨诸塞州坎布里奇市的MIT出版社)中。可通过在频域中使用解相关器来实施相干性合成，如描述于E 舒约斯(E. Schuijers)、W 欧门(W. Oomen)、B ·邓布林克(B. den Brinker)以及J ·布里巴尔特(J. Breebaart)的“对高质量音频的参数编石马的进步(Advances in parametric coding for high-quality audio)，，(予页印本，第114次音频工程协会会议，2003年3月)中。然而，用于合成多通道音频信号的已知合成方法苦于复杂性的增加。此外，除其它参数(例如通道间级别差异(ICLD)和通道间相位差(ICPD))之外还使用ICC参数可增加比特率开销。

发明内容
本发明要实现的目标是降低参数编码方案的复杂性。此目标由独立权利要求的特征实现。实施例可通过描述内容、图式和从属权利要求可阐明。本发明是基于发现组合例如ICC参数等参数编码参数可减小代表所述参数所需的比特率，且因此可降低以次所得的参数编码方案的复杂性。可(例如)将经组合的编码参数仅应用于某一频率范围，以便改进(例如)语音等音频质量，借此可进一步降低复杂性和存储器要求。
根据第一方面，本发明涉及一种参数编码器，其用于编码具有第一音频信号和第二音频信号的多通道音频信号，所述参数编码器具有变换器，用于将第一音频信号变换到频域中，以获得第一变换后的音频信号，且用于将第二音频信号变换到频域中，以获得第二变换后的音频信号；参数生成器，用于在第一频率下由所述第一变换后的音频信号及及第二变换后的音频信号中生成第一编码参数，并在第二频率下由第一变换后的音频信号及第二变换后的音频信号中生成第二编码参数；以及参数组合器，用于组合所述第一编码参数及所述第二编码参数，以获得经组合的编码参数。根据第一方面的第一实施方式，第一和第二编码参数可为通道间相位差。根据第一方面的第三实施方式，第一和第二编码参数可为通道间相干性。根据第一方面的第四实施方式，第一和第二编码参数可为通道间强度差异。根据第一方面的第五实施方式，第一和第二编码参数可为通道间级别差异。
根据第一方面的第六实施方式，参数生成器用于基于第一变换后的音频信号和第二变换后的音频信号的值的相乘而生成第一编码参数和第二编码参数。根据第一方面的第七实施方式，参数组合器用于将第一编码参数与第二编码参数相加，以获得经组合的编码参数。根据第一方面的第八实施方式，参数组合器用于确定第一编码参数与第二编码参数的平均值，以获得经组合的编码参数。根据第一方面的第九实施方式，参数组合器用于在某一频率下使用第一变换后的音频信号和第二变换后的信号的功率作为权重来确定第一编码参数与第二编码参数的加权平均值，以获得经组合的编码参数。根据第一方面的第十实施方式，参数组合器用于使用频率相关权重来确定第一编码参数与第二编码参数的加权平均值，以获得经组合的编码参数。根据第一方面的第十一实施方式，参数生成器用于在多个频率下由第一变换后的音频信号及第二变换后的音频信号生成多个编码参数，且其中参数组合器用于组合所述多个编码参数以获得经组合的编码参数。根据第一方面的第十二实施方式，参数编码器进一步包括信号组合器，用于组合第一变换后的音频信号和第二变换后的音频信号以获得混音信号。根据第一方面的第十三实施方式，参数编码器进一步包括反变换器，用于反变换第一变换后的音频信号与第二变换后的音频信号的组合以获得混音音频信号。根据第二方面，本发明涉及一种参数解码器，其用于基于经组合的编码参数而解码混音音频信号，所述混音音频信号表示第一音频信号与第二音频信号的组合，所述经组合的编码参数表示频率特定编码参数的组合，所述参数解码器具有变换器，用于变换混音音频信号，以获得具有某一频率的变换后的混音音频信号；提供器，用于基于经组合的编码参数而提供与所述某一频率相关联的频率特定编码参数；以及音频合成器，用于在所述某一频率下从变换后的混音音频信号及频率特定编码参数中合成第一音频信号和第二音频信号。举例来说，所述参数解码器可用于解码混音音频信号，所述混音音频信号可由基于第一方面的参数编码器提供。根据第二方面的第一实施方式，提供器适于提供经组合的编码参数作为频率特定编码参数。根据第二方面的第二实施方式，参数解码器进一步包括反变换器，用于反变换第一音频信号和第二音频信号。根据第三方面，本发明涉及一种用于以参数方式编码具有第一音频信号和第二音频信号的多通道音频信号的方法，所述方法包括将第一音频信号变换到频域中，以获得第一变换后的音频信号，并将第二音频信号变换到频域中，以获得第二变换后的音频信号；在第一频率下由第一变换后的音频信号及第二变换后的音频信号生成第一编码参数，且在第二频率下由第一变换后的音频信号及第二变换后的音频信号中生成第二编码参数；以及组合第一编码参数与第二编码参数，以获得经组合的编码参数。根据第三方面的实施方式的另外的方法步骤可直接从基于第一方面的参数编码器的功能中导出。根据第四方面，本发明涉及一种用于基于经组合的编码参数而以参数方式解码混 音音频信号的方法，所述混音音频信号表示第一音频信号与第二音频信号的组合，所述经组合的编码参数表示频率特定编码参数的组合，所述方法包括变换混音音频信号，以获得具有某一频率的变换后的混音音频信号；基于经组合的编码参数而提供与所述某一频率相关联的频率特定编码参数；以及在所述某一频率下从变换后的混音音频信号及频率特定编码参数中合成第一音频信号和第二音频信号。根据第四方面的实施方式的另外的方法步骤可直接从基于第二方面的参数解码器的功能中导出。


将参看以下图式描述本发明的另外的实施例，其中图I展示根据一实施方式的参数编码器的框图；图2展示根据一实施方式的参数解码器的框图；图3展示根据一实施方式的参数编码方法的图；以及图4展示根据一实施方式的参数解码方法的图。
具体实施例方式图I展示根据一实施方式的用于编码具有第一音频信号Xl和第二音频信号x2的多通道音频信号的参数编码器的图。所述参数编码器包括变换器101，用于将第一音频信号变换到频域中，以获得第一变换后的音频信号，且用于将第二音频信号变换到频域中，以获得第二变换后的音频信号。变换器101可包括第一变换器103，用于变换第一音频信号；以及第二变换器105，用于变换第二音频信号。变换器101和/或变换器103、105可为(例如)傅立叶变换器。将第一和第二变换后的音频信号提供给参数生成器107，用于在第一频率下(例如，在第i频率下或在第i频带中)由第一变换后的信号及第二变换后的音频信号生成第一编码参数。第i频带或“频带i” (也见图I)指代参数生成器107在其下或其中由第一和第二变换后的信号生成相应的编码参数的频带i，且也称为参数频带i。参数生成器107进一步用于在第二频率下或在第二频带中由第一和第二变换后的音频信号生成第二编码参数。将第一和第二编码参数提供给参数组合器109，参数组合器109根据本文所描述的原理组合第一编码参数与第二编码参数，以获得经组合的编码参数。然而，参数组合器109可针对不同参数频带单独地获得编码参数。参看图I,及形成编码参数的实施例的ICC参数，(例如)立体声输入音频通道xl和x2被转换为多个子频带或参数频带。在所有参数频带或参数频带的子集中，可估算对应的ICC参数。可将一个或一个以上ICC参数组合过程(例如根据等式⑴到(4)的过程中的一者)应用于所有参数频带或参数频带子集的ICC参数，以计算经组合的ICC参数。可将至少一个经组合的ICC参数放入比特流111中，或将其发射到音频解码器(图I中显示)。相对于形成编码参数的实施例的ICC而示范性地描述以下实施例。然而，应理解，编码参数可为任何编码参数，或具有用于参数编码的任何编码参数类型，例如通道间相位差或通道间强度差异或通道间级别差异等，且将理解，编码器可适于根据前面所提到的编码参数类型中的一者、一些或全部而生成经组合的编码参数，·且适于将经组合的不同类型的编码参数作为辅助信息包含在比特流111中。图I的参数编码器可形成参数立体声编码器，其在参数频带中估算感知空间线索参数，例如ICLD、ICro和/或ICC。如果参数频带索引为i，那么在所述频带中估算的参数表示为ICLD (i)、ICPD (i)和ICC (i)。参数频带中的左侧和右侧信号功率分别表示为Pl (i)和P2⑴。在此方面，可计算一个或一个以上经组合的ICC参数，(例如)作为平均值
权利要求
1.一种用于编码具有第一音频信号和第二音频信号的多通道音频信号的参数编码器，其特征在于，所述参数编码器包括 变换器(101)，用于将所述第一音频信号变换到频域中，以获得第一变换后的音频信号，且用于将所述第二音频信号变换到频域中，以获得第二变换后的音频信号； 参数生成器(107)，用于在第一频率下由所述第一变换后的音频信号及所述第二变换后的音频信号生成第一编码参数，且用于在第二频率下由由所述第一变换后的音频信号及所述第二变换后的音频信号生成第二编码参数；以及 参数组合器(109)，用于组合所述第一编码参数和所述第二编码参数以获得经组合的编码参数。
2.根据权利要求I所述的参数编码器，其特征在于，所述第一编码参数和所述第二编码参数为通道间相位差或通道间相干性或通道间强度差异或通道间级别差异。
3.根据权利要求I或2所述的参数编码器，其特征在于，所述参数生成器(107)用于基于所述第一变换后的音频信号和所述第二变换后的音频信号的值的相乘而生成所述第一编码参数和所述第二编码参数。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的参数编码器，其特征在于，所述参数组合器(109)用于将所述第一编码参数与所述第二编码参数相加，以获得所述经组合的编码参数。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的参数编码器，其特征在于，所述参数组合器(109)用于确定所述第一编码参数与所述第二编码参数的平均值，以获得所述经组合的编码参数。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的参数编码器，其特征在于，所述参数组合器(109)用于在某一频率下使用所述第一变换后的音频信号和所述第二变换后的信号的功率作为权重来确定所述第一编码参数与所述第二编码参数的加权平均值，以获得所述经组合的编码参数。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的参数编码器，其特征在于，所述参数组合器(109)用于使用频率相关权重来确定所述第一编码参数与所述第二编码参数的加权平均值，以获得所述经组合的编码参数。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的参数编码器，其特征在于，所述参数生成器(107)用于在多个频率下由所述第一变换后的音频信号及所述第二变换后的音频信号生成多个编码参数，且，所述参数组合器用于组合所述多个所述编码参数，以获得所述经组合的编码参数。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的参数编码器，其特征在于，所述的参数编码器进一步用于组合所述第一变换后的音频信号与所述第二变换后的音频信号，以获得混音信号。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的参数编码器，其进一步包括反变换器，用于反变换所述第一变换后的音频信号与所述第二变换后的音频信号的组合以获得混音音频信号。
11.一种用于基于经组合的编码参数而解码混音音频信号的参数解码器，所述混音音频信号表示第一音频信号与第二音频信号的组合，所述经组合的编码参数表示频率特定编码参数的组合，其特征在于，所述参数解码器具有 变换器(201)，用于变换所述混音音频信号以获得具有某一频率的变换后的混音音频信号; 提供器(203)，用于基于所述经组合的编码参数而提供与所述某一频率相关联的频率特定编码参数；以及 音频合成器(205)，用于在所述某一频率下由所述变换后的混音音频信号及所述频率特定编码参数合成所述第一音频信号与所述第二音频信号。
12.根据权利要求11所述的参数解码器，其特征在于，所述提供器(203)用于提供所述经组合的编码参数，作为所述频率特定编码参数。
13.根据权利要求11或12所述的参数解码器，其特征在于，其进一步包括反变换器(207)，用于反变换所述第一音频信号和所述第二音频信号。
14.一种用于以参数方式编码具有第一音频信号和第二音频信号的多通道音频信号的方法，其特征在于，所述方法包括 将所述第一音频信号变换(301)到频域中，以获得第一变换后的音频信号，且将所述第二音频信号变换到频域中，以获得第二变换后的音频信号； 在第一频率下由所述第一变换后的音频信号及所述第二变换后的音频信号生成(303)第一编码参数，且在第二频率下由所述第一变换后的音频信号及所述第二变换后的音频信号生成第二编码参数；以及 组合(305)所述第一编码参数与所述第二编码参数以获得经组合的编码参数。
15.一种用于基于经组合的编码参数而以参数方式解码混音音频信号的方法，所述混音音频信号表示第一音频信号与第二音频信号的组合，所述经组合的编码参数表示频率特定编码参数的组合，其特征在于，所述方法包括 变换(401)所述混音音频信号以获得具有某一频率的变换后的混音音频信号； 基于所述经组合的编码参数而提供(403)与所述某一频率相关联的频率特定编码参数；以及 在所述某一频率下由所述变换后的的混音音频信号及所述频率特定编码参数合成(405)所述第一音频信号与所述第二音频信号。
全文摘要
本发明涉及一种用于编码具有第一音频信号和第二音频信号的多通道音频信号的参数编码器。所述参数编码器具有变换器(101)，用于将所述第一音频信号变换到频域中，以获得第一变换后的音频信号，且用于将所述第二音频信号变换到频域中，以获得第二变换后的音频信号；参数生成器(107)，用于在第一频率下由所述第一变换后的音频信号及所述第二变换后的音频信号生成第一编码参数，且用于在第二频率下由所述第一变换后的音频信号及所述第二变换后的音频信号生成第二编码参数；以及参数组合器(109)，用于组合所述第一编码参数与所述第二编码参数，以获得经组合的编码参数。
文档编号G10L19/02GK102844808SQ201080033764
公开日2012年12月26日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者克里斯托弗·富勒, 苗磊, 郎玥, 许剑峰 申请人:华为技术有限公司