[发明专利]方法、装置、编码器设备、译码器设备和音频系统

说明书

本申请是申请日为2005年7月7日、申请号200580023855.5的题为“方法、装置、编码器设备、译码器设备和音频系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于处理从一个编码器得到的立体声信号的方法和装置，该编码器把N通道音频信号编码成空间参数和一个包括第一与第二立体声信号的立体声下混合信号。本发明还涉及包括这样的编码器和这样的装置的编码器设备。

本发明还涉及用于处理通过这样的方法得到的立体声下混合信号的方法和装置，和用于处理从编码器得到的立体声信号的装置。本发明还涉及包括这样的用于处理立体声下混合的信号的装置。

本发明还涉及包括这样的编码器设备和这样的译码器设备的音频系统。

背景技术

很长时间以来，例如在家庭环境中音乐的立体声重现一直很流行。在1970年代，进行了家庭音乐设备的某些四通道实验。

在诸如电影院那样的较大的大厅内，声音的多通道重现存在了很长时间。(杜比数字)和其它系统被开发用于在大厅中提供逼真的和感人的声音重现。

这样的多通道系统被引入到家庭影院，并且引起广泛的兴趣。因此，具有五个全范围通道和一个部分范围通道或低频效果(LFE)通道的系统，被称为5.1系统，在现今的市场上是很流行的。也存在其它的系统，诸如2.1、4.1、7.1和甚至8.1系统。

随着SACD和DVD的引入，多通道音频重现具备了基础。许多消费者已经有可能在他们的家中进行多通道重放，而多通道源材料正变得很流行。然而，许多人仍旧只有2通道重现系统，以及传输通常是经由2通道进行的。为此，例如像(杜比环绕声)那样的矩阵运算技术被开发，使得有可能经由2通道进行多通道传输。所传送的信号可以通过2通道重现系统直接被重放。当可得到适当的译码器时，多通道重放是可能的。熟知的用于这一用途的译码器是Dolby(I和II)，(Kenneth Gundry，“A new active matrix decoder for surround sound”(环绕声用的新型有源矩阵译码器)，见于Proc.AES19th International Conference on Surround Sound，June 2001)和Circle(I和II)，(美国专利No.6,198,827：5-2-5矩阵系统)。

因为多通道材料的增加的流行性，多通道材料的有效的编码变得越来越重要。矩阵运算减少了对传输所需的音频通道数，从而减小所需带宽或比特率。矩阵技术的额外的优点在于，它与立体声重现系统是后向兼容的。为了进一步减小比特率，可以应用传统的音频编码器来对矩阵运算的立体声信号编码。

减小比特率的另一个可能性是对未经过矩阵运算的所有各个通道编码。这个方法导致较高的比特率，因为必须对五个通道编码而不是两个通道，但空间重建比起通过应用矩阵运算更接近于原始的声音。

在原理上，矩阵运算过程是有损运算。所以，仅根据2通道混合重建成完美的5通道通常是不可能的。这个特性限制了5通道重建的最大感觉质量。

最近，开发了一种把多通道音频编码为2通道立体声音频信号和少量空间参数或编码器信息参数P的系统。因此，这个系统对立体声重现是后向兼容的。所传送的空间参数或编码器信息参数P确定了译码器应当如何根据可得到的二通道立体声下混合信号来重建五通道。由于上混合过程由所传送的参数所控制，5通道重建的感觉质量与没有控制参数的上混合算法(例如，Dolby Pro Logic)相比得到了很大的改进。

总之，三种不同的方法可用来根据提供的二通道混合生成5通道重建：

1)盲重建。这个试图仅仅根据信号特性来估计上混合矩阵，而不用任何提供的信息。

2)矩阵运算技术，例如Dolby Pro Logic。通过应用某个下混合矩阵，由于由所应用的下混合矩阵确定的某些信号特性，从2到5通道的重建可被改进。

3)参数控制的上混合。在这个方法中，编码器信息参数P典型地被存储在比特流的附属部分，保证与通常的重放系统的后向兼容性。然而，这些系统通常是不与矩阵运算系统后向兼容的。