[发明专利]音频编码器、音频解码器及利用复预测处理多信道音频信号的相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频处理，且具体地，涉及具有两个以上信道信号的多信道信号的多信道音频处理。

背景技术

已知在多信道或立体声处理领域中应用所谓的中/侧（mid/side）立体声编码。在此概念中，形成了左或第一音频信道信号与右或第二音频信道信号的合成，以获得中间或单信号M。此外，形成了左或第一信道信号与右或第二信道信号之间的差，以获得侧信号S。当左信号与右信号彼此非常相似时，由于侧信号将变得非常小，所以该中/侧编码方法导致了显著的编码增益。通常，当要量化/熵编码的值的范围变得更小时，量化器/熵编码器级的编码增益将变得更高。因此，对于PCM或基于霍夫曼或算术熵编码器，当侧信号变得更小时，编码增益增大。然而，存在中/侧编码将不会导致编码增益的特定情况。该情况可能在两个信道中的信号彼此例如相移90°时发生。则中信号和侧信号可处于非常相似的范围内，且因此，利用熵编码器来编码中信号和侧信号将不会产生编码增益且甚至可能产生增大的位率。因此，例如在侧信号未相对于原始左信号变小到特定程度的情况下，可应用频率选择性的中/侧编码以停用频带中的中/侧编码。

尽管当左右信号相同时侧信号将变为零，但由于侧信号消除而产生了最大编码增益，当中信号与侧信号关于波形形状相同时，情况再次变得不同，但两个信号之间唯一不同是它们的总振幅。在该情况下，当另外假定侧信号与中信号无相移时，侧信号显著增大，尽管另一方面，中信号相对于其值的范围不会减少那么多。当该情况发生在特定频带中时，则由于缺少编码增益而将再次停用中/侧编码。中/侧编码可被频率选择性地应用或可替代性地应用在时域中。

存在不依赖于与中/侧编码相同的波形方法类型而依赖于基于特定双耳线索的参数处理的替代性多信道编码技术。该技术被冠名为术语“双耳线索编码”、“参数立体声编码”或“MPEG环绕编码”。这里，特定线索针对多个频带而计算。这些线索包括内信道量级差、内信道相干性测量、内信道时间差和/或内信道相差。这些方法从假定由听众感受到的多信道印象不必依赖于两个信道的精细波形而是依赖于准确的频率选择性提供的线索或内信道信息开始。这意味着，在渲染机中，必须关注渲染准确反映线索的多信道信号，但波形不具决定性意义。

该方法可能在解码器必须应用解相关处理以人工产生彼此解相关的立体声信号的情况下尤其复杂，尽管所有这些信道均源自一个和相同的下混信道。根据它们的实施，为此目的的解相关器复杂且可能引入伪差，尤其在瞬时信号部分的情况下。此外，相比波形编码，参数编码方法是有损编码方法，其不可避免地导致由典型量化引入的以及通过关注双耳线索而非具体波形而引入的信息损失。该方法产生非常低的位率，但可能包括质量折衷。

存在对图7a所示的统一语音和音频编码（USAC）的新发展。核心解码器700在输入端701处执行编码立体声信号的解码操作，该编码立体声信号可以是中/侧编码的。核心解码器在线702上输出中信号且在线703上输出侧或剩余（residual，余差）信号。两个信号由QMF滤波器组704和705转换到QMF域中。随后，应用MPEG环绕解码器706来生成左信道信号707和右信道信号708。这些低频带信号随后被引入频带复制（SBR）解码器709中，解码器709在线710和711上生成宽带左信号和右信号，宽带左信号和右信号随后由QMF合成滤波器组712、713转换到时域中，从而获得宽带左右信号L、R。

图7b示出了MPEG环绕解码器706将执行中/侧解码的情况。可替代地，MPEG环绕解码器块706可执行基于双耳线索的参数解码以由单个单核解码器信号生成立体声信号。自然，MPEG环绕解码器706也可使用诸如内信道量级差、内信道相干性测量或其他这种内信道信息参数的参数信息来生成多个低频带输出信号，该多个低频带输出信号将被输入到SBR解码器块709中。

当MPEG环绕解码器块706执行图7b所示中/侧解码时，可应用实际增益因子g，且DMX/RES和L/R分别为在复混合QMF域中给出的下混/剩余和左/右信号。

使用块706与块709的结合仅使计算复杂度相比用作基础的立体声解码器小幅增加，因为信号的复QMF表示已可用作SBR解码器的一部分。然而，在非SBR配置中，由于该实例性64频带分析组和64频带合成组中将需要的必要QMF组，如USAC背景下提出的基于QMF的立体声编码将导致计算复杂度显著增加。仅为立体声编码的目的，必须添加这些滤波器组。

然而，在正处于开发中的MPEG USAC系统中，通常在未使用SBR时，也存在高位率的编码模式。

发明内容