从两个或多个基本信号导出多通道信号制造技术

多通道信号并且尤其是三维信号对要传输或要保存的数据量提出高的要求，应尽可能有效减少所述数据量。已知一般的用于数据减少的装置或者方法在这里都是参数法，其例如根据由现有技术已知的快速傅里叶变换(FFT)提取空间信息，并且接着作为连续数据流与单声道信号或立体声信号一起传输。这种技术尤其以利用单声道信号或立体声信号用于其传输的MPEG环绕而众所周知。按照本发明专利技术，根据相关比较直接提取多通道信号(该提取一方面针对时不变(稳态)信号提供其数学精确解，并且在时变(非稳态)信号的情况下具有特定的残差特性)导致直接证明所有残差所基于的可以非常简单地确定的信号。这例如可以在音频编码中用来有效减小伪迹或音色的变色和其它解蔽效应‑并且导致高阶信号的高效编码(诸如NHK 22.2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
多通道信号并且尤其是三维信号(例如音频信号)对要传输或要保存的数据量提出高的要求，应尽可能有效减少所述数据量。已知一般的用于这样的数据减少的装置或者方法在这里是参数法，例如根据由现有技术已知的快速傅里叶变换(FFT)提取空间信息，并且接着作为持久数据流、例如与单声道信号或立体声信号一起作为下混信号来传输。这种音频技术尤其以MPEG Surround(环绕)而众所周知，并且从数学角度来看是一种自适应滤波方法。一种伪立体声方法是逆编码(在空间音频信号的情况下逆问题的解决方案)，该逆编码根据几何参数计算信号分量在左和右通道之间或者在单声道信号中的侧信号与主信号之间的分配。作为几何参数例如考虑声源与麦克风主轴线之间的角度和/或麦克风的虚拟张角和/或麦克风的虚拟左侧张角和/或虚拟右侧张角和/或者麦克风的方向特性。这些参数要么可以与下混信号一起传输，要么可以根据下混中使用的参数固定选择，要么也可以被确定为默认值。例如在WO2009138205中公开了一种逆编码。两个通道的相关比较是获得下混信号的第三通道的另一种方案。在此确定两个通道的共同信号分量，并且据此确定下混信号的另一个通道。为了确定共同的信号分量，例如可以使用由现有技术已已知的装置或者方法，例如英国Soundfield公司的基于快速傅里叶变换(FFT)的上混系统UPM1。然而这需要很高的计算花费。这里根据振幅形成输出信号，这带来声源漂移以及各个通道上的伪迹随时间移动的缺点，并且总之导致明显的频谱变色，所述频谱变色在音频编码范围内起干扰作用。因此例如就多通道信号的实时编码来看，希望有一种简单的装置或者简单的方法用于这样的相关性比较，该相关性比较此外满足尽可能高的心理声学透明性的目标。如这针对本专利技术所述的情况，只要这种简单的装置或者简单的方法基于被应用于随时间变化的(“非稳态”)信号的傅里叶变换，就出现所谓的残差。在这种情况下，希望能够普遍地确定编码器中的这些残差，使得不必传输所有残差，这例如在音频编码中导致明显的带宽节省。因此本专利技术应该描述一种简单的装置或一种简单的方法，所述装置或方法在最高的透明性的情况下提供这样的相关性比较。本专利技术不限于音频信号，尽管这样的系统尤其最好应用于音频信号。比如可以利用专利技术客体高效压缩和解压视频信号，或者将其残差高效最小化。一般来说可以在所有信号技术中应用专利技术客体，只要该信号技术基于傅里叶变换或者傅里叶逆变换，并且例如那里导致大幅度的带宽节省，或者能实现有效的数据提取。例如使用本专利技术可以在音频编码中将下混通道的数量限制到最小，因为可以重新通过相关性比较分离混合的通道，并且因此总体上可以高效保存和传输高度复杂的音频信号。现在尤其可以将此类高度复杂的3D音频信号(如其例如以NHK22.2格式而众所周知)综合到相应的下混通道中，所述下混通道又可以部分或者全部经受这样的相关性比较。例如可以对NHK-22.2系统(或者类似格式)的中间层和顶层分开进行这样的相关性比较，因为心理声学上水平的层基本上分开被觉察，并且在这些层之间，也就是在垂直层、对角线层等等中仅仅少量地形成虚幻声源。因此在水平层之内应用此类相关性比较特别有利。特别有利的是在相邻通道上实施此类相关性比较，即使本专利技术不限于此，因为在高阶信号的情况下，严格的通道分离构成清晰形成虚幻声源的基本前提条件。当然本专利技术不限于水平层，而是也可以使用垂直层或者对角线层或者其它组合。尤其应将以下文献视作所属的现有技术：EP1850639描述了一种从单声道信号产生立体声信号的静态滤波器。也可以将该滤波器应用于多通道信号。WO2009138205描述了一种从单声道信号产生立体声信号的静态滤波器。也可以将该滤波器应用于多通道信号。WO2011009649描述了对EP1850639和WO2009138205中所述的静态滤波器的扩展，以便调整分别产生的立体声信号的相关度。也可以将该扩展应用于多通道信号。WO2011009650描述了对EP1850639和WO2009138205和WO2011009649中所述的装置或方法的扩展，以便关于静态参数优化分别产生的立体声信号。也可以将这些扩展应用于多通道信号。WO2012016992描述了一般在信号技术中首次实际使用代数不变式，并且尤其用于EP1850639、WO2009138205、WO2011009649和WO2011009650。WO2012032178描述了根据EP1850639、WO2009138205、WO2011009649、WO2011009650和WO2012016992的静态滤波器的时间缩放。自己的未公布的、借助图9示例性简要示出的申请CH02300/12描述了专门用于多通道信号的这些静态滤波器的扩展，这也可以在应用直接相关性比较的情况下、例如直接使用英国公司Soundfield的上混系统UPM1的情况下进行。HAMASAKIKIMIO等人在2005年5月举行的AES CONVENTION 118大会上发表的文章“22.2多通道音响系统及其应用”描述了基于通道的高阶和高空间分辨率的播放格式。MPEG环绕作为标准改写了使用所谓的参数化方法来传输基于单声道或立体声信号的多通道信号。
技术实现思路
在自己的未公布的申请CH02300/12中，参见图9或下面，提出根据相关性比较提取多通道信号；然而该文献没有说明这种相关性比较的明确技术解决方案，因为存在由现有技术已知的装置或方法。例如英国公司Soundfield的上混系统UPM1提供这种相关性比较，该系统同样基于快速傅里叶变换(FFT，见下)，总体上需要高的计算花费。然而，这里根据振幅形成输出信号，这带来声源漂移以及各个通道上的伪迹随时间移动的缺点，总之导致明显的频谱变色，所述频谱变色在音频编码范围内起干扰作用。例如可以将这种相关性比较应用于所谓的下混，其中将相同的信号或者同样信号分量与其它原始的或者逐渐形成的通道相加，其中一个或多个原始的或逐渐形成的信号的一个或者多个电平可以是已知的。以下提出将两个信号Li’和Ri’的这种相关性比较作为专利技术客体的一部分，其中对于短时互相关而具有相关度+1的各自相同的信号分量x(t)和y(t)， r = 1 2 T * ∫ - T T x ( t ) y ( t ) d t * 1 x ( t ) e f f y ( t ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于从两个输入信号提取至少一个输出信号的方法；其特征在于针对多个频率提供第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))和第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))；比较多个频率的某个频率(k)的第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))和第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))的符号；基于符号比较结果，从多个频率的所述频率(k)的第一单独信号的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))、第二单独信号的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))中确定至少一个信号分量；基于多个频率的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))和/或者多个频率的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和/或者多个频率的共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))确定至少一个输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.02 CH 1696/13;2013.10.09 CH 01727/131.用于从两个输入信号提取至少一个输出信号的方法；其特征在于针对多个频率提供第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))和第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))；比较多个频率的某个频率(k)的第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))和第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))的符号；基于符号比较结果，从多个频率的所述频率(k)的第一单独信号的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))、第二单独信号的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))中确定至少一个信号分量；基于多个频率的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))和/或者多个频率的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和/或者多个频率的共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))确定至少一个输出信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中从所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))、第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))中确定至少一个信号分量的步骤具有以下步骤：在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号相同的情况下：基于所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)，Ri′(k))的值较小的输入信号分量确定所述频率k的共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))；并且/或者在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号相同的情况下：只要第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))在值上大于第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))，则基于第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))与第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))之差确定所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))；在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)，Ri′(k))的符号不一致的情况下：基于第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))确定所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))；并且/或者在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号相同的情况下：只要第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))在值上小于第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))，则基于第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))与第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))之差确定所述频率(k)的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))；在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)，Ri′(k))的符号不一致的情况下：基于第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))确定所述频率(k)的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))。3.根据权利要求2所述的方法，其中从所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))、第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))中确定至少一个信号分量的步骤具有以下步骤：在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号相同的情况下：确定所述频率的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)，Ri′(k))的值较小的输入信号分量作为所述频率k的共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))；在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号不一致的情况下：将所述频率(k)的共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))归零；并且/或者在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号相同的情况下：只要第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))在值上大于第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))，则确定所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))作为第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))与第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))之差，否则将所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))确定为零；在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号不一致的情况下：确定所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))作为第一依赖于频率的输入信号分量(Li(k))；并且/或者在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号相同的情况下：只要第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))在值上小于第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))，则确定所述频率(k)的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))作为第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))与第一依赖于频率的输入信号分量(Li′(k))之差，否则将所述频率(k)的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))确定为零；在所述频率(k)的第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Li′(k)、Ri′(k))的符号不一致的情况下：确定所述频率(k)的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))作为第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k))。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中第一和第二依赖于频率的输入信号分量(Ri′(k)、Li′(k))均为复数值，并且从所述频率(k)的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))、第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))中确定至少一个信号分量的步骤分开地针对实部执行一次和/或者针对虚部执行一次。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中第一依赖于频率的输入信号分量(L′(k))和第二依赖于频率的输入信号分量(R′(k))的提供具有第一输入信号从时域到频域的傅里叶变换，以及第二输入信号从时域到频域的傅里叶变换。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述至少一个输出信号由依赖于频率的输出信号分量构成。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述至少一个输出信号由基于多个频率的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))和/或者多个频率的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和/或者多个频率的共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))形成的依赖于频率的信号分量的傅里叶逆变换来形成。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中比较频率的符号的步骤和基于符号比较从所述频率(k)的第一单独信号的第一依赖于频率的单独信号分量(Li(k))、第二单独信号的第二依赖于频率的单独信号分量(Ri(k))和共同的依赖于频率的信号分量(Ci(k))中确定至少一个信号分量的步骤分别针对所述多个频率来执行。9.用于将多通道信号的三个通道编码成下混信号的至少一个通道的方法，具有以下步骤：将多通道信号的三个通道下混成下混信号的两个通道；通过权利要求1至8中任一项所述的方法，利用下混信号的两个通道估算三个通道中的至少一个通道作为输入信号；通过多通道信号的原始通道与多通道信号的估算通道之差来确定残差。10.根据权利要求9所述的方法，其中通过频率(k)的多通道信号的已估算的原始通道的依赖于频率的信号分量与所述频率(k)的依赖于频率的估算信号分量之差，通过确定所述频率(k)的依赖于频率的残差分量来确定残差，其中基于多个频率的依赖于频率的残差分量来确定所述残差。11.根据权利要求10所述的方法，还具有：通过下混信号的两个通道的傅里叶变换来确定下混信号的两个通道的依赖于频率的信号分量，和/或者通过多通道信号的这个要估算的原始通道的傅里叶变换来确定多通道信号的要估算的原始通道的依赖于频率的信号分量。12.根据权利要求11所述的方法，其中由基础音频编码器使用下混信号的两个通道的至少一个通道的依赖于频率的信号分量。13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，通过基础音频编码器压缩下混信号的至少一个通道。14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，多通道信号的三个通道是多通道信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·帕尔，
申请(专利权)人：斯托明瑞士有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH