[发明专利]用于低频效果声道的减少复杂性变换

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月28日提交的美国专利临时申请No.61/468,373的优先权，其整体通过参考被并入于此。

技术领域

本发明通常涉及数字信号处理，并且更特别地涉及可以被用来通过使用更少的计算资源将滤波器组（filterbank）应用于有限带宽音频声道（诸如所谓的低频效果（LFE）声道）的方法和设备。

背景技术

已经开发了若干国际性的、区域性的和国家的标准来定义可以被用来实现多声道音频编码系统的方法和系统。这种标准的三个示例包括：ISO/IEC13818-7，高级音频编码(Advanced Audio Coding，AAC)，也被称为“MPEG-2 AAC”；以及由国际标准组织（ISO）公布的ISO/IEC 14496-3,分部4，也被称为“MPEG-4音频”；以及由美国高级电视业务顾问委员会(ATSC)在2005年6月14日公布的文档A/52B（题为“Digital Audio Compression Standard(AC-3,E-AC-3)”，Revision B）中公布的标准，也被称为“杜比数字（Dolby Digital）”或“AC-3”。

符合像上述那些那样的标准的音频系统通常包括发送器和接收器，该发送器将分析滤波器组应用于输入音频信号的若干声道中的每一个，将分析滤波器组的输出处理成编码的信号并且发送或者记录经编码的信号，该接收器接收经编码的信号，对它们解码并且将合成滤波器组应用于经解码的信号以便产生作为原始输入音频信号的复制品（replica）的输出音频信号的声道。许多标准指定通过在Princen,Johnson和Bradley的“Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation”，ICASSP1987 Conf.Proc,May 1987,pp.2161-64中描述的修改离散变换（MDCT）和修改离散逆变换（IMDCT）来实现分析和合成滤波器组。

通过这些特别的变换实现的滤波器组具有许多吸引人的特性，但是要求显著多的处理或者计算资源来执行所需要的计算。已知可以被用来更有效地执行变换的技术，由此减少需要的计算资源的量。这些技术所共有的一个特性在于它们的计算复杂性随所谓的变换的长度而变化。已知可以通过使用更短变换长度来利用更窄带宽处理音频声道而实现计算复杂性的进一步减少的技术。

像上述那些那样的标准定义携带表示一个或更多个音频声道的编码表示的数据的数字比特流或者数字数据的序列。有时被称为“5.1声道”的声道的一个配置包括由左（L）、右（R）、中心（C）、左环绕（LS）和右环绕（RS）表示的五个全带宽声道、以及一个有限带宽声道或者低频效果（LFE）声道。全带宽声道典型地具有大约20kHz的带宽并且有限带宽LFE声道典型地具有大约100到200Hz的带宽。因为LFE声道的带宽更窄，所以与对于全带宽声道之一可以执行的相比，对于LFE声道可以使用已知技术来更有效地执行滤波器组变换。

然而，需要开发进一步提高被应用于像LFE声道那样的有限带宽声道的变换滤波器组的效率的技术。

发明内容

本发明的一个目的是，提供可以被用来比使用已知技术可能的效率更有效地执行实现对于有限带宽声道信号的滤波器组的变换的方式。

根据本发明的一个方面，通过如下步骤来处理有限带宽信号：接收一块K个实数值的变换系数，该K个实数值的变换系数中的仅仅数量L的系数表示有限带宽音频信号的频谱分量，其中1/2L<M<K，并且M是2的幂；对一块复数值的系数应用长度为R的第一变换，该块复数值的系数是从包括表示有限带宽音频信号的频谱分量的L个实数值的变换系数的M个复数值的变换系数导出的，其中并且P是2的幂；对第一变换的输出应用一组Q个长度为P的第二变换；以及从该组第二变换的输出导出N个实数值的信号样本的序列，其中N=2·K并且实数值的信号样本表示有限带宽音频信号的时间分量。

通过参考下面的讨论和附图可以更好地理解本发明的各个特征及其优选实施例，在附图中，在几个图中相似的附图标记指的是相似的元件。下面的讨论和附图的内容仅作为示例被陈述并且不应该被理解为代表对本发明的范围的限制。

附图说明

图1是在其中可以实现本发明的各个方面的音频编码系统的示意性框图。

图2是可以被用来在图1中示出的编码系统中执行合成变换的处理的示意性框图。