空间音频参数量化器、去量化器及参数量化、去量化方法技术

一种作为一个信道或一对信道的特性的度量的参数，其中该参数是该信道或信道对相对于多信道信号的另一信道的特性的度量，且能使用基于该信道或信道对的能量度量和多信道信号的能量度量的关系产生的量化规则而更有效地量化。由于量化规则的产生考虑到心理声学方法，所以多信道信号的编码表示的大小可以通过更粗略的量化而减少，而不会在从编码的表示重建时显著地干扰多信道信号的感觉质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及空间音频参数的量化，尤其涉及一种考虑更有效压缩而不会显著降低使用量化的空间音频参数重建的音频信号的感觉音质的概念。
技术介绍
最近，多信道音频再现技术正变得越来越重要。考虑到具有5个或更多独立音频信道的多信道音频信号的有效传输，已经开发了几种压缩立体声信号或多信道信号的方法。用于多信道音频信号的参数编码(参数立体声(PS)，“双耳提示编码(BCC)”等)的最新的方法通过下混信号(可能是单声道或者包含几个信道)和参数补充信息表示多信道音频信号，参数补充信息也称作“空间提示”，表征其被感觉的空间声级。 多信道编码装置通常接收至少两个信道作为输入，以及输出一个或多个载波信道和参数数据。参数数据可以这样导出，使得在一个解码器中可以计算原始多信道信号的近似值。通常，载波信道(多信道)将会包括子带样本、频谱系数、时域样本等，其提供了基础信号的相对精细的表示，而参数数据并不包括频谱系数的这种样本，而是包括用于控制某一重建算法的控制参数。这种重建可以包含通过相乘、时移、频移、相移等进行加权。因此，参数数据只包括信号或相关信道的比较粗略的表示。 在许多出版物中描述过双耳提示编码(BCC)技术，例如“应用于立体声和多信道音频压缩的双耳提示编码(Binaural Cue Codingapplied to Stereo and Multi-Channel Audio Compression)”，其由C.Faller、F.Baumgarte于2002年5月在慕尼黑AES会议论文5574(AESconvention paper 5574)中发表，和2个ICASSP出版物“用于双耳提示编码的听觉空间提示的估计(Estimation of auditory spatial cues forbinaural cue coding)”，以及“双耳提示编码空间音频的通常和有效的表示(Binaural cue codinga normal and efficient representation ofspatial audio)”中，两者作者为C.Faller和F.Baumgarte，在Orlando，FL于2002年5月出版。 在BCC编码中，许多音频输入信道使用具有重叠窗口的基于DFT(离散傅立叶变换)的变换，变换为频谱表示。产生的均匀频谱接着被分成不重叠部分。每个部分有与等效矩形带宽(ERB)成比例的带宽。然后，称为ICLD(信道间级别差)和ICTD(信道间时差)的空间参数对每个部分进行估计。ICLD参数描述了两个信道之间的级别差，且ICTD参数描述了不同信道的两个信号之间的时差(相移)。这些级别差和时差通常相对于参考信道而给予每个信道。在这些参数导出之后，参数被量化和最终编码而用于传输。 虽然ICLD和ICTD参数表示最重要的声源定位参数，但是使用这些参数的空间表示可通过引入另外的参数而增强。 一种相关的技术称为“参数立体声”描述基于传输的单声道信号还有参数补充信息的两信道立体声信号的参数编码。其中介绍了3种类型的空间参数，称为信道间的强度差(IID)、信道间的相位差(IPD)和信道间的相干(ICC)。具有相干参数(相关参数)的空间参数组的延伸能使声级的感觉空间“扩散”或空间“紧凑”参数化。参数立体声更详细地描述在下列文献中“立体声音频的参数编码(ParametricCoding of stereo audio)”，由J.Breebaart、S.van de Par、A.Kohlrausch、E.Schuijers发表在(2005)Eurasip，J.Applied SignalProc.9第1305-1322页；“低比特率的高音质参数空间音频编码(High-Quality Parametric Spatial Audio Coding at Low Bitrates)”，J.Breebaart、S.van de Par、A.Kohlrausch、E.Schuijers于2004年5月发表在柏林的AES第116次会议的预印本6072中；和“低复杂性参数立体声编码(Low Complexity Parametric Stereo Coding)”，由E.Schuij ers、J.Breebaart、H.Purnhagen、J.Engdegard于2004年5月发表在柏林的AES第116次会议的预印本6073中。 国际公开WO2004/008805A1教导，多信道音频信号如何能通过组合几个参数立体声模块被有利地压缩，从而实现分级结构以导出含有下混信号和参数补充信息的原始多信道音频信号的表示。 在BCC和参数立体声(PS)方法中，音频信道之间的级别差(也称为强度差ICLD或能量差IID)的表示是立体声/多信道音频信号的参数表示的一个重要部分。对于每个时隙/频隙，这种信息和其它空间参数从编码器传输到解码器。因此，考虑到编码效率，在保持音频质量的同时尽可能紧凑地表示这些参数有很大益处。 在BCC编码中，级别差相对于所谓的“参考信道”来表示，且相对于参考信道以dB为单位通过均匀比例量化。这并没有最优利用一个事实，即相对于参考信道具有低级别的信道在被人类听众听到时受到显著的掩蔽作用。在信道完全没有信号的极端情况下，描述这种特别信道的参数所使用的带宽被完全浪费。在更为通常的情况下，其中一个信道比另一信道弱得多，即听众在重放期间几乎不能听到该弱的信道，弱信道的较不精确的再现也会导致听众相同的感觉音质，因为该弱信号主要被较强的信号所掩蔽。 为了说明在对多信道信号编码时出现的的情形和问题，参考图10a，其中例示了通常使用的5信道信号。该5信道配置具有左后信道101(A，有信号a(t))、左前信道102(B，有信号b(t))、中央信道103(C，有信号c(t))、右前信道104(D，有信号d(t))和右后信道105(E，有信号e(t))。在单信道或信道对之间的强度关系用箭头标记。因此，在左前信道102和右前信道104之间的强度分布标记为r1(110)，在左后信道和右后信道之间的强度分布标记为r4(112)。在左前信道102和右前信道104的组合与中央信道103之间的强度分布标记为r2(114)，以及在后信道的组合和前信道的组合之间的强度分布标记为r3(116)。当例如记录了简单独白时，大多数能量会包含在中央信道103中。在这个例子中，尤其后信道将会只含有很少(或0)能量。因此，描述后信道特性的参数在这个例子中仅仅被浪费，因为主要是中央信道102或者前信道将会在重放期间有效。 基于图10a，在信道或信道组合之间的能量分布的计算方式在下面的段落中进行了描述。 图10a例示了用于5信道扬声器配置的多信道参数化，其中不同的音频信道用101到105指示；a(t)101表示左环绕信道的信号，b(t)102表示左前信道的信号，c(t)103表示中央信道的信号，d(t)104表示右前信道的信号，e(t)105表示右环绕信道的信号。扬声器配置被分为前部分和后部分。在整个前信道配置(102、103和104)和后信道(101和105)之间的能量分布如图10a中箭头所示且用r3参数指示。在中央信道103和左前信道102和右前信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于量化输入参数的参数量化器，其中所述输入参数是一个单信道或一对信道相对于多信道信号的另一单信道或一对信道的特性的度量，该参数量化器包含：量化规则产生器，用于基于所述一个单信道或一对信道的能量度量和多信道信号的能量度量的关系产生量化规则；和值量化器，用于使用产生的量化规则从所述输入参数导出量化的参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-4-19 60/672,943所包括的更宽的概念。权利要求1.一种用于量化输入参数的参数量化器，其中所述输入参数是一个单信道或一对信道相对于多信道信号的另一单信道或一对信道的特性的度量，该参数量化器包含量化规则产生器，用于基于所述一个单信道或一对信道的能量度量和多信道信号的能量度量的关系产生量化规则；和值量化器，用于使用产生的量化规则从所述输入参数导出量化的参数。2.根据权利要求1所述的参数量化器，其中所述量化规则产生器用来产生量化规则，使得与具有高能量度量的信道或信道对相比，对于具有低能量度量的信道或信道对的量化更为粗略。3.根据权利要求1所述的参数量化器，其中所述量化规则产生器用来从两个或更多的预定的量化规则中选择一个量化规则。4.根据权利要求1所述的参数量化器，其中所述量化规则产生器用来基于所述一个单信道或一对信道的能量度量和多信道信号的能量度量的关系计算一种新的量化规则。5.根据权利要求4所述的参数量化器，其中所述量化规则产生器使得所述量化规则的计算包含比例因子的计算。6.根据权利要求5所述的参数量化器，进一步包括用于使用比例因子修改输入参数的参数定标器。7.根据权利要求6所述的参数量化器，其中所述参数定标器用来修改输入参数，使得所述修改包括输入参数除以比例因子。8.根据权利要求5所述的参数量化器，进一步包含压缩装置，其中所述参数量化器用来使用预定的量化规则导出中等量化的参数；以及其中所述压缩装置用来使用中等量化的参数和比例因子导出量化的参数。9.根据权利要求1所述的参数量化器，其中所述量化规则产生器用来产生量化规则，使得对输入参数应用该量化规则包含将相同的量化的参数分配给在给定的输入参数范围内的所有输入参数。10.根据权利要求1所述的参数量化器，其中所述输入参数是空间参数，描述多信道音频信号的空间感觉，以及其中所述输入参数选自下列参数信道间的相关/相干ICC，信道间的级别/强度差ICLD或IID，信道间的相位差(IPD)，和信道间的时差(ICTD)。11.根据权利要求1所述的参数量化器，进一步包括差分编码器和霍夫曼编码器，其中差分编码器用来导出量化的参数的差分编码表示；以及霍夫曼编码器用来导出差分编码表示的霍夫曼编码表示。12.一种用于去量化一个量化的参数以导出参数的参数去量化器，其中所述参数是一个单信道或一对信道相对于多信道信号的另一单信道或一对信道的特性的度量，该参数去量化器包含去量化规则产生器，用于基于所述一个单信道或一对信道的能量度量和从该多信道信号的信道导出的能量度量的关系产生去量化规则；和值去量化器，用于使用所述产生的去量化规则从所述量化的参数导出所述参数。13.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器用来使用从多信道信号的信道导出的能量度量，所述多信道信号从不具有所述一个单信道或信道对的信道组合导出。14.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器用来产生去量化规则，使得与具有高能量度量的信道或一对信道相比，对于具有低能量度量的信道或一对信道的去量化更为粗略。15.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器用来从存储在存储器中的两个或更多的固定的去量化规则中选择一个去量化规则。16.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器用来基于所述一个单信道或一对信道的能量度量和从多信道信号的信道导出的能量度量的关系计算新的去量化规则。17.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器使得所述去量化规则的计算包含比例因子的计算。18.根据权利要求17所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器进一步包括用于使用比例因子来修改所述参数的参数定标器。19.根据权利要求17所述的参数去量化器，其中所述参数定标器用来修改所述参数，使得所述修改包括比例因子与所述参数相乘。20.根据权利要求17所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器进一步包含用于使用比例因子从量化的参数导出中等量化的参数的解压缩器；以及其中所述值去量化器用来使用固定的去量化规则从中等量化的参数导出所述参数。21.根据权利要求20所述的参数去量化器，其中所述解压缩器用来通过比例因子和量化的参数的相乘导出中等量化的参数。22.根据权利要求20所述的参数去量化器，其中所述去量化规则产生器进一步包含舍入器，以从中等量化的参数导出整数值的中等量化的参数；以及其中所述值去量化器用来使用固定的去量化规则从整数值的中等量化的参数导出所述参数。23.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述量化的参数是在左前信道和右前信道的组合与中央信道和低频增强信道的组合之间的能量关系的度量；其中所述能量度量是一对信道的能量度量，所述一对信道具有由左前信道和右前信道组合的第一信道以及由中央信道和低频增强信道组合的第二信道；以及其中所述从多信道信号的信道导出的能量度量是从左后信道和右后信道的组合导出的能量度量。24.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述量化的参数是在左后信道和右后信道之间的能量关系的度量；其中所述能量度量是具有左后信道和右后信道的一对信道的能量度量；以及其中所述从多信道信号的信道导出的能量度量是从左前信道、右前信道、中央信道和低频增强信道的组合导出的能量度量。25.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述量化的参数是在左前信道和右前信道之间的能量关系的度量；其中所述能量度量是具有左前信道和右前信道的一对信道的度量；以及其中所述从多信道信号的信道导出的能量度量是从中央信道和低频增强信道的组合导出的能量度量。26.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述量化的参数是在左前信道和左后信道的组合与右前信道和右后信道的组合之间的能量关系的度量；其中所述能量度量是一对信道的能量度量，所述一对信道具有由左前信道和左后信道组合的第一信道，并具有由右前信道和右后信道组合的第二信道；以及其中所述从多信道信号的信道导出的能量度量是从中央信道和低频增强信道的组合导出的能量度量。27.根据权利要求12所述的参数去量化器，其中所述量化的参数是在左前信道和左后信道之间的能量关系的度量；其中所述能量度量是一对信道的能量度量，所述一对信道具有左前信道和左后信道；以及其中所述从多信道信号的信道导出的能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：约纳斯罗登，约纳斯恩德加德，海科普恩哈根，杰罗恩布瑞巴特，埃里克舒伊杰尔斯，史蒂文范德帕尔，约翰尼斯希尔皮尔特，卓尔根赫瑞，
申请(专利权)人：杜比国际公司，弗劳恩霍夫应用研究促进协会，皇家飞利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]