專利名稱：立體聲信號編碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括至少第一和第二信號部分的多通道信號的編碼。更特別的，本發(fā)明涉及多聲道音頻信號例如立體聲信號的編碼。
立體聲音頻信號包括來自立體聲信號源(例如分離的麥克風(fēng))的左(L)信號部分和右(R)信號部分。音頻信號編碼的目的是減少立體聲信號的比特率，例如為了實(shí)現(xiàn)聲音信號通過通信網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng)、調(diào)制解調(diào)器和模擬電話線、移動信道或者其他無線網(wǎng)絡(luò)等等)的高效傳輸，以及在智能卡或者其他具有有限存儲容量的存儲介質(zhì)上存儲立體聲信號。
美國專利6121904披露了一種用于壓縮數(shù)字音頻信號的壓縮器，其包括相應(yīng)于左右立體聲通道的預(yù)測器。用于左聲道的預(yù)測器接收左音頻信號的當(dāng)前和在先采樣以及右音頻信號的當(dāng)前和在先采樣，并且產(chǎn)生左信號的下一個預(yù)測采樣。類似地，用于右聲道的預(yù)測器接收右音頻信號的當(dāng)前和在先采樣以及左音頻信號的當(dāng)前和在先采樣，并且產(chǎn)生右信號的下一個預(yù)測采樣。
本發(fā)明的目的是提供一種以低比特率編碼多通道信號的方法和裝置。
通過一種包括至少第一信號部分和第二信號部分的多通道信號的編碼方法來達(dá)到以上和其他目的，本方法包括步驟—確定一預(yù)測濾波器的一組濾波參數(shù)，從而預(yù)測濾波器接收到第一信號部分作為輸入時提供第二信號部分的估計；和—將多通道信號表示成第一信號部分和這組濾波參數(shù)。
從而，通過以第一信號部分和一組濾波參數(shù)來編碼多通道信號，就用了僅比一個單獨(dú)通道例如單通道略高的比特率對多通道信號編碼。所得到的編碼信號可以存儲和/或傳送到一個接收器。本發(fā)明所基于的是認(rèn)為，對于許多多通道信號來說，一個信號部分可以通過自適應(yīng)濾波處理從多通道信號的至少一個其他通道來預(yù)測。因此，當(dāng)所確定的濾波參數(shù)被傳輸?shù)浇獯a器時，就可以在第一信號部分和該濾波參數(shù)的基礎(chǔ)上恢復(fù)該多通道信號，并且解碼器可以對第二信號部分建模。
術(shù)語多通道信號包括任何具有兩個或更多相關(guān)信號部分的信號。這種信號的例子包括例如立體聲信號或相似信號的多聲道音頻信號，其包括相同音頻表示的同步記錄。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，多通道信號包括一個多通道聲源信號的變換信號部分，例如將L和R立體聲信號變換成一組更適于根據(jù)本發(fā)明依據(jù)另一個信號部分對一個信號部分建模的變換信號而產(chǎn)生的變換立體聲信號部分。多通道信號的進(jìn)一步示例包括從數(shù)字通用光碟(DVD)或超級音頻光碟等中接收的信號。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，確定一組濾波器參數(shù)的步驟包括確定濾波器參數(shù)的步驟從而使第二信號部分和估計的信號部分的差小于一個預(yù)定值。當(dāng)建模信號和第二信號部分之間的差比較小時，建模信號提供第二信號部分的較好估計。因此，提供了對于質(zhì)量的度量，以便建模第二信號部分，從而保證根據(jù)本發(fā)明的編碼處理提供最小的質(zhì)量降低，例如該信號的立體聲音頻信號最小可聞失真。
根據(jù)本發(fā)明一個進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，將多通道信號表示成第一信號部分和一組濾波參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括如果所述差不小于所述預(yù)定值，則將多通道信號表示成第一信號部分、該組濾波參數(shù)和一個表示第二信號部分和估計信號部分之差的誤差信號的步驟。
因此，如果濾波步驟提供的估計信號沒有很好的建模第二信號部分，編碼信號中就包含誤差信號以便為解碼器提供額外的信息。解碼器可以綜合預(yù)測信號和接收到的誤差信號，從而得到第二信號部分的一個較好近似。用于傳輸誤差信號的比特率可以變化，例如根據(jù)通信連接在給定時間的可用帶寬而變化。因而，本發(fā)明的優(yōu)勢在于提供了在用于傳輸信號的比特率和接收器中的信號質(zhì)量之間進(jìn)行折衷的可能。因此提供一種完美降低的技術(shù)，例如通過自適應(yīng)地增加或減少誤差信號所用的比特率。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括將多通道源信號的至少第一源信號部分和第二源信號部分變換成第一和第二信號部分的步驟。因此第一和第二信號部分分別是第一和第二源信號部分的組合，從而提供更適于將第二信號部分預(yù)測為相應(yīng)的源信號的預(yù)測濾波器的輸入信號。變換的例子包括第一和第二源信號的線性組合，例如在立體聲音頻信號的情況下L+R和L-R的組合。進(jìn)一步的例子包括信號空間的旋轉(zhuǎn)和其他變換。該變換可以通過固定的或自適應(yīng)的變換參數(shù)來參數(shù)化，即它們可以根據(jù)源信號的屬性進(jìn)行調(diào)整。
在本發(fā)明的一個進(jìn)一步的實(shí)施例中，—所述第一信號部分是包括多個源信號部分的多通道源信號的主成分信號，而第二信號部分是相應(yīng)的殘余信號；—該方法進(jìn)一步包括通過預(yù)定變換將至少第一和第二源信號變換成包含大部分信號能量的主成分信號和比主成分信號包含更少能量的至少一個殘余信號，通過至少一個變換參數(shù)對預(yù)定變換進(jìn)行參數(shù)化；和—將多通道信號表示成第一信號部分和該組濾波參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括將多通道信號表示成主成分信號、該組濾波參數(shù)和變換參數(shù)的步驟。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，多通道信號通過主信號、變換參數(shù)和用于由接收器對小殘余信號建模的一組濾波參數(shù)表示，從而提高了多通道信號的編碼效率。本實(shí)施例所基于的是，對于許多多通道信號(例如在音樂音頻信號和語音信號的情況下)，殘余信號可以作為主信號的濾波版本而被準(zhǔn)確估計。因而本實(shí)施例的優(yōu)勢在于提供一種保持較高質(zhì)量的特別高效的編碼方法。
優(yōu)選的，可以連續(xù)追蹤最優(yōu)的變換參數(shù)，從而保證即便輸入信號的特征發(fā)生改變，例如在音頻信號的例子中由于聲源的移動或者環(huán)境聲學(xué)特性的變化產(chǎn)生的輸入信號的特征改變，仍然能夠保持變換是最優(yōu)。
當(dāng)預(yù)定變換是旋轉(zhuǎn)并且變換參數(shù)對應(yīng)于一個旋轉(zhuǎn)角度時，僅基于一個單一參數(shù)(旋轉(zhuǎn)角度)來提供一個簡單的變換。通過調(diào)整該角度使得信號部分即立體聲信號的L和R信號部分旋轉(zhuǎn)成主成分信號和殘余信號，這樣在保持高質(zhì)量信號的同時提供了一種有效編碼。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供一種高效的比特率利用，即一個對于給定聲音質(zhì)量使用低速率的編碼方案。這個根據(jù)本發(fā)明的編碼方案可以用于不顯著降低聲音質(zhì)量地降低比特率，在提高聲音質(zhì)量的同時保持比特率，或者兩者的結(jié)合。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，確定一組濾波參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括確定至少一個用于縮放對于第二信號部分的估計的縮放參數(shù)(β1，β2)的步驟，以便于增加第二信號部分和的估計第二信號部分之間的相關(guān)度量。因而優(yōu)化了估計和信號之間的相似性度量，從而提高了編碼信號的質(zhì)量。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種解碼多通道信號信息的方法，該方法包括步驟
—接收第一信號部分和一組濾波參數(shù)；—利用相應(yīng)于所接收的濾波參數(shù)組的預(yù)測濾波器來估計第二信號部分，預(yù)測濾波器接收所接收的第一信號部分作為輸入。
本發(fā)明可以通過不同的方式來實(shí)現(xiàn)，包括上述的方法以及下列的，編碼和解碼多通道信號的裝置，分別地可以是數(shù)據(jù)信號，和進(jìn)一步的產(chǎn)品設(shè)備，每個都具有所述與第一種提及的方法有關(guān)的一個或多個好處和優(yōu)點(diǎn)，以及每個都具有和所述與第一種提及的方法有關(guān)的優(yōu)選實(shí)施例相應(yīng)的一個或多個優(yōu)選實(shí)施例，并且記載在從屬權(quán)利要求。
要注意的是，上面和以下所述的方法的特征可以用軟件來實(shí)現(xiàn)并且在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或者其他通過計算機(jī)可執(zhí)行指令的執(zhí)行來激發(fā)的處理設(shè)備中執(zhí)行。這些指令可以以程序代碼方式從存儲介質(zhì)或者通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從另一臺計算機(jī)載入例如RAM的存儲器中?？蛇x地，所述特征可以通過硬連線電路代替軟件或與軟件相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于編碼包括至少第一信號部分和第二信號部分的多通道信號的裝置，該裝置包括—用于估計第二信號部分的預(yù)測濾波器，該預(yù)測濾波器對應(yīng)于一組濾波參數(shù)并且接收第一信號部分作為輸入；和—用于將多通道信號表示成第一信號部分和該組濾波參數(shù)的處理設(shè)備。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于解碼對應(yīng)至少兩個信號部分的多通道信號的裝置，該裝置包括—用于接收多通道信號的第一信號部分和一組濾波參數(shù)的接收設(shè)備；—用于估計多通道信號的第二信號部分的預(yù)測濾波器，預(yù)測濾波器接收所接收的該組濾波參數(shù)和所接收的第一信號部分作為輸入。
上述裝置可以是任何包括計算機(jī)的電子設(shè)備的一部分，例如固定和便攜式PC，固定和便攜式無線電通訊設(shè)備，和其他手持或便攜式裝置例如移動電話，呼機(jī)，音頻播放器，多媒體播放機(jī)，發(fā)報機(jī)即電子組織器，智能電話，個人數(shù)字助理(PDA)，掌上電腦等等。
術(shù)語處理設(shè)備包括通用或特殊用途的可編程微處理器，數(shù)字信號處理器(DSP)，專用集成電路(ASIC)，可編程邏輯陣列(PLA)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，特定用途的電子電路等，或者它們的組合。上面的第一和第二處理設(shè)備可以是分離的處理設(shè)備或者它們也可以包括在一個處理設(shè)備中。
術(shù)語接收設(shè)備包含適于能夠例如通過有線或無線數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐泛?或裝置。這種接收設(shè)備的例子包括網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)卡，無線電接收器，用于其他合適的電磁信號，例如通過IrDa端口的紅外線接收器，基于無線電的通信，例如通過藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)，等等。這種接收設(shè)備進(jìn)一步的例子包括線纜調(diào)制解調(diào)器，電話調(diào)制解調(diào)器，綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)適配器，數(shù)字用戶線路(DSL)適配器，衛(wèi)星收發(fā)機(jī)，以太網(wǎng)適配器等等。
術(shù)語接收設(shè)備進(jìn)一步包括其他用于接收數(shù)字信號例如存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)中的數(shù)字信號的輸入電路/裝置。這種接收設(shè)備的例子包括軟盤驅(qū)動器，光盤驅(qū)動器，DVD驅(qū)動器，或其他任何合適的盤驅(qū)動器、存儲卡適配器、智能卡適配器等。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種包含多通道信號信息的數(shù)字信號，該數(shù)字信號由上下文所述的方法生成。該信號可以具體化為一種載波中的數(shù)字信號，例如由如上下文所述的通信設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字信號。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種包括由上下文所述方法生成的表示多通道信號信息的數(shù)字記錄的計算機(jī)可讀介質(zhì)。術(shù)語計算機(jī)可讀介質(zhì)包括磁帶，光盤，數(shù)字視頻光盤(DVD)，壓縮光盤(CD或CD-ROM)，小型盤，硬盤，軟盤，鐵電存儲器，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，閃存，EPROM，只讀存儲器(ROM)，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)，動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)，同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SDRAM)，鐵磁存儲器，光學(xué)存儲器，電荷耦合裝置，智能卡，PCMCIA卡等。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種傳輸多通道信號的裝置，該裝置包括如上下文所述編碼多通道信號的設(shè)備。
根據(jù)參照實(shí)施例和參照附圖的說明，本發(fā)明的這些和其他方面會更明白，其中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于傳輸立體聲信號的系統(tǒng)的示意圖；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于編碼多通道信號的裝置的示意圖；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于解碼多通道信號的裝置的示意圖；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例用于編碼立體聲信號的裝置的示意圖；圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的信號變換的確定；圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例用于解碼立體聲信號的裝置的示意圖；圖7a-c顯示了用在本發(fā)明的實(shí)施例中的濾波電路的示例的示意圖；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例用于編碼立體聲信號的裝置的示意圖；圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例用于編碼立體聲信號的裝置的示意圖；圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例用于解碼立體聲信號的裝置的示意圖；圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例用于編碼多通道信號的裝置的示意圖；和圖12顯示了本發(fā)明的實(shí)施例使用的減法電路的示意圖。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于傳輸立體聲信號的系統(tǒng)的示意圖。此系統(tǒng)包括用于生成編碼立體聲信號的編碼裝置101和用于將接收到的編碼信號解碼成立體聲L信號和立體聲R信號部分的解碼裝置105。編碼裝置101和解碼裝置105中的每一個都可以是任何電子設(shè)備或這種設(shè)備的一部分。這里術(shù)語電子設(shè)備包括計算機(jī)，例如固定和便攜式PC，固定和便攜式無線電通訊設(shè)備，和其他手持或便攜式裝置例如移動電話，呼機(jī)，音頻播放器，多媒體播放機(jī)，發(fā)報機(jī)即電子組織器，智能電話，個人數(shù)字助理(PDA)，掌上電腦等等。要注意的是編碼裝置101和解碼裝置105可以組合在一個電子設(shè)備中，其中立體聲信號存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)中用于以后再現(xiàn)。
編碼裝置101包括用于根據(jù)本發(fā)明編碼立體聲信號的編碼器102，立體聲信號包含L信號部分和R信號部分。編碼器接收L和R信號部分并生成編碼信號T。立體聲信號L和R可以來自一組麥克風(fēng)，例如通過進(jìn)一步的電子設(shè)備如混頻裝置等。該信號可以進(jìn)一步作為其他立體聲播放機(jī)的輸出、無線廣播的無線電信號或通過任何其他合適的方式而被接收。以下將說明根據(jù)本發(fā)明的這種編碼器的優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)一個實(shí)施例，編碼器102連接到發(fā)射機(jī)103，以便通過信道109將編碼信號T發(fā)射到解碼裝置105。發(fā)射機(jī)103可以包括適于例如通過有線或無線數(shù)據(jù)鏈路109進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐贰＿@種發(fā)射機(jī)的例子包括網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)卡，無線電發(fā)射機(jī)，用于其他合適的電磁信號的發(fā)射機(jī)例如通過IrDa端口發(fā)射紅外線的LED，基于無線電的通信，例如通過藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)，等等。合適的發(fā)射機(jī)的進(jìn)一步的例子包括線纜調(diào)制解調(diào)器，電話調(diào)制解調(diào)器，綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)適配器，數(shù)字用戶線路(DSL)適配器，衛(wèi)星收發(fā)機(jī)，以太網(wǎng)適配器等等。相應(yīng)地，信道109可以是任何合適的有線或無線數(shù)據(jù)鏈路，例如基于分組的通信網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)或其他的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，短距離通信線路如紅外線路、藍(lán)牙連接或其他基于無線電的線路。這種信道的進(jìn)一步的例子包括計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無線通信網(wǎng)絡(luò)，例如蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)網(wǎng)絡(luò)，全球移動系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)，碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)，時分多址網(wǎng)絡(luò)(TDMA)，通用分組無線電服務(wù)(GPRS)網(wǎng)絡(luò)，第三代網(wǎng)絡(luò)如UMTS網(wǎng)絡(luò)，等等。可選的或者另外的，編碼裝置可以包括一個或多個其他接口104，用于將編碼立體聲信號T傳輸?shù)浇獯a裝置105。這種接口的例子包括用于存儲數(shù)據(jù)到計算機(jī)可讀介質(zhì)110的盤驅(qū)動器，例如軟盤驅(qū)動器，讀/寫CD-ROM驅(qū)動器，DVD驅(qū)動器等。其他例子包括存儲卡插槽，磁卡讀/寫器，訪問智能卡的接口等。相應(yīng)地，解碼裝置105包括對應(yīng)的用于接收由發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號的接收器108和/或用于通過接口104和計算機(jī)可讀介質(zhì)110接收編碼立體聲信號的其他接口106。解碼裝置進(jìn)一步包括接收所接收信號T和將其解碼成相應(yīng)的立體聲部分L’和R’的解碼器107。下面將對根據(jù)本發(fā)明的這種解碼器的優(yōu)選實(shí)施例加以說明。解碼的信號L’和R’隨后可以被提供給立體聲播放器，用于通過一組揚(yáng)聲器、耳機(jī)等來再現(xiàn)。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于編碼多通道信號的裝置的示意圖。根據(jù)本實(shí)施例，多通道信號包括兩部分S1和S2。該裝置包括接收信號部分S1作為輸入并生成濾波信號 的自適應(yīng)濾波器201。自適應(yīng)濾波器的濾波參數(shù)Fp是通過例如根據(jù)由減法電路203生成的表示S2和 之間差別的誤差信號e控制自適應(yīng)濾波器201來選擇的，以使得濾波信號 近似第二信號部分S2。濾波器201可以是本領(lǐng)域公知的任何合適的濾波器。這種濾波器的例子包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器或無線脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器，自適應(yīng)或者固定的，具有固定的或者遞歸追蹤的截斷頻率和幅度，等等。該濾波器可以是任何階的，優(yōu)選的小于10。濾波器的類型可以是巴特沃思，切比雪夫，或者其他任何適當(dāng)類型的濾波器。在音頻信號的例子中，這種自適應(yīng)濾波器的例子包括由回波消除領(lǐng)域得知的自適應(yīng)濾波器，或者例如從MPEG編碼所知的基于人的聽覺系統(tǒng)的心理聲學(xué)模型的濾波器，從而減少濾波器參數(shù)的數(shù)量。根據(jù)另一實(shí)施例，濾波器可以進(jìn)一步簡化，例如通過一個使用5個雙二階濾波器的10階濾波器和一個人工混響單元。在本實(shí)施例中，在編碼一側(cè)配置濾波器和決定混響時間。這些參數(shù)緩慢地改變，從而減少它們在傳輸中所需的比特率。
所得的濾波器參數(shù)Fp被提供給編碼器205，例如提供哈夫曼編碼或者其他任何合適的編碼方案的編碼器，從而生成編碼的濾波參數(shù)Fpe。編碼的濾波參數(shù)Fpe被提供給組合器電路204。該裝置進(jìn)一步包括執(zhí)行信號部分S1的適當(dāng)編碼的編碼器202。例如在音頻信號的情況下，信號S1可以根據(jù)MPEG例如MPEGI層3(MP3)，根據(jù)正弦編碼(SSC)，或者基于子帶、參數(shù)的或變換方案的音頻編碼方案，或者其他任何合適的方案或其組合來編碼。所得的編碼信號S1，e與濾波器參數(shù)Fp一起提供給組合器電路204。組合器電路204執(zhí)行成幀、比特率分配和無損編碼，以得到要傳輸?shù)慕M合信號T。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于解碼多通道信號的裝置的示意圖。本裝置接收編碼的多通道信號T，例如來自根據(jù)結(jié)合圖2所述的實(shí)施例的編碼器。本裝置包括用于從組合信號T中提取編碼信號S1，e和編碼的濾波器參數(shù)Fpe的電路301，即電路301執(zhí)行圖2的組合器204的逆運(yùn)算。濾波器參數(shù)通過解碼器303來解碼，其相應(yīng)于圖2中的編碼器205對濾波器參數(shù)的編碼。提取的信號S1，e被提供給解碼器302，以相應(yīng)于圖2中編碼器202所執(zhí)行的編碼執(zhí)行音頻解碼，并生成解碼的第一信號部分信號S1’。信號S1’和解碼的濾波參數(shù)Fp一起被提供給濾波器303。濾波器304生成相應(yīng)的估計的第二信號部分 因此，圖2的解碼器生成相應(yīng)于所接收第一信號部分和估計的第二信號部分 的輸出。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例用于編碼立體聲信號的裝置102的示意圖。本裝置包括用于執(zhí)行立體聲信號在L-R空間的α角度的旋轉(zhuǎn)的電路401，根據(jù)變換
y＝Lcosα+Rsinα＝wLL+wRRr＝-Lsinα+Rcosα＝-wRL+wLR，(1)生成旋轉(zhuǎn)信號部分y和r，其中使用wL＝cosα和wR＝sinα作為加權(quán)因子。
根據(jù)本實(shí)施例，確定角度α，以使其與高信號方差的方向?qū)?yīng)。最大信號方差的方向即主要部分可以通過主成分分析進(jìn)行估計，從而使旋轉(zhuǎn)的y部分對應(yīng)包含大部分信號能量的主成分信號而r是殘余信號。相應(yīng)地，圖4的裝置包括確定角度α或者可選地確定加權(quán)因子wL和wR的電路400。
參照圖5，根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施例，上述加權(quán)因子wL和wR根據(jù)以下算法確定首先，對輸入的立體聲信號L和R進(jìn)行修正和低通濾波，以分別產(chǎn)生L和R的包絡(luò)信號p(k)和q(k)，其中p(k)和q(k)被適當(dāng)?shù)夭蓸硬⑶矣胟表示采樣索引。這樣，矢量x(k)＝(p(k)，q(k))就表示輸入的信號矢量?？蛇x地，可以直接使用信號L和R，即不經(jīng)過濾波，或者可以使用L和R的其他濾波版本，例如高通濾波信號L和R。在圖5中用圓圈顯示了多個信號點(diǎn)。作為舉例，顯示了信號點(diǎn)x(k)及其相應(yīng)部分p(k)和q(k)。根據(jù)本發(fā)明，在信號矢量的主成分方向上旋轉(zhuǎn)信號。在圖5的示例中，這對應(yīng)于y方向，其中α是y方向和p方向之間的夾角。加權(quán)因子w＝(wL，wR)表示主成分的方向，而x(k)的旋轉(zhuǎn)部分分別用y(k)和r(k)來表示。
主成分可以通過本領(lǐng)域已知的任何合適的方法確定。在一個特別有利的實(shí)施例中，使用了利用Oja規(guī)則(參見例如S.Haykin“Neural Networks”，PrenticeHall，N.J.，1999)的迭代方法。根據(jù)本實(shí)施例，加權(quán)因子w根據(jù)以下等式迭代估計w(k)＝w(k-1)+μ[x(k-1)-w(k-1)y(k-1)]， (2)其中w(k)＝(wL(k)，wR(k))對應(yīng)于在時間k的估計。以上迭代可以例如用一組小的隨機(jī)權(quán)值w(0)初始化，或者通過其他適當(dāng)?shù)姆绞健Ｒ陨瞎烙嫷募訖?quán)矢量可以用來根據(jù)y(k)＝wT(k)x(k)計算旋轉(zhuǎn)信號。可選地，等式(2)的迭代可以基于塊執(zhí)行，例如對于一個N個采樣的塊，其中N依賴于特定實(shí)現(xiàn)，例如N＝512，1024，2048等。在本實(shí)施例中，用于塊的估計加權(quán)因子w(N)可以根據(jù)y(k)＝wT(N)x(k)用于該塊的所有采樣的變換。
等式(2)中的因子μ對應(yīng)于追蹤算法的時間標(biāo)度。如果μ＝0，加權(quán)因子以及角度α保持不變，而對于較大的μ它們變化得很快。作為舉例，對于一個2048采樣的塊，μ可以選擇為10-3數(shù)量級，以用于44.1kHz的采樣速率。
上述迭代算法的優(yōu)勢在于它是線性的，即它不需要計算任何三角函數(shù)、平方根等。上述迭代算法的進(jìn)一步的優(yōu)勢在于它獲得了一個歸一化的加權(quán)因子w，因?yàn)榈仁?2)中的-μw(k-1)y(k-1)項對應(yīng)于一個使較大權(quán)值衰減的加權(quán)衰減項，而+μx(k-1)項在主成分方向上驅(qū)動加權(quán)因子。進(jìn)一步要注意的是，在當(dāng)前實(shí)施例中，由于x(k)是包絡(luò)信號，wL，wR∈
，即加權(quán)因子w存在于圖5中的第一象限，從而保證了μ是正值。本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)勢在于，它能夠傳遞wL和wR之一，而根據(jù)wR=1-(wL)2]]>來確定另一個因子?？蛇x地，可以傳遞角度α。
再參照圖4，電路400輸出確定的角度α或者可選的，加權(quán)因子wL和wR的一個或全部。將角度信息提供給生成旋轉(zhuǎn)信號部分y和r的旋轉(zhuǎn)電路401?？梢岳斫?，電路400和401可以組合成一個執(zhí)行等式(2)的迭代運(yùn)算和根據(jù)等式(1)的y和r的計算的單個電路。
根據(jù)本發(fā)明的這一實(shí)施例，認(rèn)為殘余信號r可以作為主信號y的濾波版本來估計。在沒有例如由于反射等形成的聲學(xué)失真的情況下，在通過兩個麥克風(fēng)記錄的一個音頻源的聲學(xué)記錄中，主信號y對應(yīng)于音頻源而殘余信號基本為零。例如，立體聲信號L和R可以表示為L＝M+S和R＝M-S，其中M對應(yīng)于一個中間或中央信號，S對應(yīng)于立體聲或邊信號(side signal)。在對固定聲源進(jìn)行聲學(xué)記錄的情形，例如一個由兩個麥克風(fēng)記錄的講話者，L和R信號基本相同，如果講話者恰好位于麥克風(fēng)之間并且假定沒有例如反射等聲學(xué)失真。因此，在這種情況下S基本為零或者至少很小，并且根據(jù)本實(shí)施例的編碼方案基本上輸出對應(yīng)L+R的y和對應(yīng)L-R的為零或者很小的r；這對應(yīng)于α＝45度。如果講話者不是恰好位于麥克風(fēng)之間即是不對稱的，但是仍假定沒有反射或其他失真，那么根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)信號y仍然對應(yīng)于講話者而殘余信號r基本為零。不過這種情況下角度α不再是45度。
在更實(shí)際的情形中會存在失真，例如由于信號在房間的墻上和講話者的頭上和身上的反射等。這些效果影響了殘余信號r。因此，當(dāng)通過濾波器估計殘余信號時，濾波器實(shí)際上是對房間聲學(xué)特性等建模。對于一個古典管弦樂隊情形是相似的，而對于現(xiàn)代流行音樂情形就有了一些不同。在這種情形下，音響工程師經(jīng)常使用人工混響、效果箱等將多個通道混合成兩通道。在這種情形，濾波器對由混合處理引進(jìn)的聲學(xué)效果建模。
于是，仍然參照圖4，本裝置進(jìn)一步包括接收主信號y作為輸入并產(chǎn)生濾波信號 的自適應(yīng)濾波器201。自適應(yīng)濾波器的濾波參數(shù)Fp是通過例如根據(jù)由減法電路203生成的表示r和 之間差別的誤差信號e控制自適應(yīng)濾波器201來選擇的，以使得濾波信號 近似殘余信號r。將所得的濾波參數(shù)Fp提供給例如提供哈夫曼編碼或其他任何合適的編碼方案的編碼器205，以生成編碼濾波參數(shù)Fpe。將編碼濾波參數(shù)Fpe提供給組合電路204。濾波器201可以是本領(lǐng)域公知的任何合適的濾波器。這種濾波器的例子包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器或無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器，自適應(yīng)或者固定的，具有固定的或者遞歸追蹤的截斷頻率和幅度，等等。該濾波器可以是任何階的，優(yōu)選的小于10。濾波器類型可以是巴特沃思，切比雪夫，或者其他任何適當(dāng)類型的濾波器。本裝置進(jìn)一步包括結(jié)合圖2所述的用于編碼主信號的編碼器202，從而得到編碼的主信號ye與濾波參數(shù)Fp和角度信息α一起被提供給組合電路204。如結(jié)合圖2所述，組合電路204執(zhí)行成幀、比特率分配和無損編碼，以得到要傳輸?shù)慕M合信號T，其包括編碼的主成分信號ye、濾波參數(shù)Fp和角度信息α。在一個實(shí)施例中，角度α或者可選的，wL和/或wR可以作為在信號幀、信號塊等之前傳輸?shù)氖撞康囊徊糠诌M(jìn)行傳輸。
根據(jù)本發(fā)明，由于對變換角度α進(jìn)行追蹤以便使主成分信號包含信號能量的大部分，從而分配給y和r信號的比特率也可以選擇為不相同，從而優(yōu)化編碼效率。如上所述，在沒有聲學(xué)失真的情況下，在通過兩個麥克風(fēng)記錄的一個音頻源的聲學(xué)記錄中，主信號y對應(yīng)于音頻源而殘余信號基本為零。在本例中，角度α對應(yīng)聲源相對于麥克風(fēng)的位置。如果聲源移動了，例如從左向右，根據(jù)本發(fā)明的方法仍然得到一個對應(yīng)于聲源的主成分信號y和小的殘余信號r，理想情況下r＝0。在這種情形，α從0(最左)變化到90度(最右)。上面的例子說明了追蹤角度α的優(yōu)點(diǎn)。因此本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)立體聲信號的高效編碼。
根據(jù)本發(fā)明的這個實(shí)施例，分配給濾波參數(shù)Fp的比特率可以顯著小于主信號y所需的比特率，例如在一個實(shí)施例中，用于濾波參數(shù)Fp的比特率可以平均小于用于y的比特率的10％。因而，本發(fā)明的優(yōu)勢在于它減少了傳輸立體聲信號所需的比特率。根據(jù)本發(fā)明的總比特率僅比用于一個單通道的略高。然而，要注意的是，該速率在記錄中會變化。例如，在幾乎沒有失真和固定聲源的情形下，該速率可以變得更小。但在例如L和R信號瞬間獨(dú)立時也會變大。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，用于解碼立體聲信號的裝置107的示意圖。本裝置接收例如來自根據(jù)結(jié)合圖4所述實(shí)施例的編碼器的編碼立體聲信號T。本裝置包括用于從組合信號T中提取編碼信號ye、編碼濾波參數(shù)Fpe和角度信息α的電路301，即電路301執(zhí)行圖4中組合器204的逆運(yùn)算。將提取的信號ye提供給解碼器302，用于相應(yīng)于圖4中編碼器202執(zhí)行的編碼來執(zhí)行音頻解碼，以生成解碼主成分信號y’。編碼濾波器參數(shù)Fpe通過解碼器303相應(yīng)于圖4中的編碼器205對濾波器參數(shù)的編碼來進(jìn)行解碼。信號y’和解碼的濾波參數(shù)Fp一起被提供給濾波器304。濾波器304生成相應(yīng)的估計殘余信號 所接收的主成分信號y’、估計殘余信號 和所接收的角度信息α被提供給旋轉(zhuǎn)電路601，其將信號y’、 旋轉(zhuǎn)回原始的L和R部分的方向，從而得到接收的信號L’和R’。
在結(jié)合圖4和6所述的實(shí)施例中，濾波器201和304可以是瞬時或時域中的標(biāo)準(zhǔn)自適應(yīng)濾波器(例如參見“Adaptive Filter Theory”，by S.Haykin，PrenticeHall，2001)，例如回波消除領(lǐng)域公知的自適應(yīng)濾波器。其他例子的濾波器包括具有固定或自適應(yīng)的截斷頻率和幅度的固定的FIR或IIR濾波器。可選地，濾波器可以是基于人的聽覺系統(tǒng)的心理聲學(xué)模型或者其他合適的濾波器，例如使用5個雙二階濾波器的10階濾波器和人工混響單元，如結(jié)合圖2所述。
圖7a-c顯示了用在本發(fā)明的實(shí)施例中的濾波電路的示例的示意圖。
在圖7a的例子中，濾波器201包括濾波器701和混響濾波器702的組合。例如，濾波器701可以是瞬時或時域中的標(biāo)準(zhǔn)自適應(yīng)濾波器，具有固定或自適應(yīng)的截斷頻率和幅度的固定的FIR或IIR濾波器等，例如高通濾波器。根據(jù)本實(shí)施例，濾波器701的濾波參數(shù)和混響濾波器702的濾波參數(shù)(例如用T60表示的混響時間)，都作為濾波參數(shù)Fp而被傳輸?shù)浇獯a器。
在圖7b的例子中，除了濾波器701和702之外，又增加了兩個控制電路703-704。增加控制電路703是為了保證殘余信號r的平均功率和混響器702的輸出的平均功率大致相同，例如通過用參數(shù)β1與混響器702的輸出相乘。第二控制電路704用β2與混響器的縮放后的輸出相乘。因子β2可以在從-3dB到+6dB的范圍內(nèi)選擇并且通過使r和 之間的互相關(guān)ρ盡可能高來確定，即，使信號r和 盡可能地相似。因而，圖7b的濾波裝置進(jìn)一步包括用于確定互相關(guān)ρ的電路705。濾波裝置進(jìn)一步包括乘法器706，用于產(chǎn)生乘積β＝β1·β2，并輸出上述乘積以作為濾波參數(shù)Fp的一部分。因此，β1是例如通過比較r和 的絕對均值來自動控制的增益，而β2是例如通過利用互相關(guān)系數(shù)ρ來自動控制的另一個增益。第一個增益目的是為了保證r的能量被保持，即，使接收器中預(yù)測信號 的能量對應(yīng)于r的能量。第二個增益是為了保證r和 很好地相關(guān)。
在一個實(shí)施例中，混響器702和濾波器701可以被固定，即不根據(jù)濾波參數(shù)Fp進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)一步地，β2可以被固定，從而使緩慢變化的參數(shù)β1作為惟一需要調(diào)整和傳輸?shù)淖赃m應(yīng)參數(shù)。因此，提供了一個特別簡單的濾波裝置。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于它僅需要大約原始立體聲比特率的一半來傳輸立體聲信號。要注意的是可以使用上述實(shí)施例的進(jìn)一步的改變。例如，在一個實(shí)施例中濾波器701可以省略。
另外，對于相關(guān)ρ，可選的或者附加的，可以使用其他的相關(guān)性度量來保證原始信號和經(jīng)過編解碼后的信號的高度相似。例如，在一個實(shí)施例中可以用兩個相關(guān)器來代替相關(guān)器705。一個相關(guān)器可以計算輸入信號L和R之間的互相關(guān)ρLR，另外，第二個相關(guān)器可以計算編一解碼器產(chǎn)生的輸出L’和R’之間的互相關(guān)ρ’LR，即根據(jù)本實(shí)施例，編碼器進(jìn)一步包括用于確定信號L’和R’的解碼電路。本實(shí)施例使用差ερ＝ρLR-ρ’LR來控制β2從而使ερ最小。這在圖7c中說明，其中用接收L和R以及L’和R’作為輸入并產(chǎn)生表示差ερ的信號作為輸出的電路707來代替圖7b的相關(guān)器。電路707的輸出ερ控制電路704來對估計的殘余 進(jìn)行縮放從而使ερ最小化。在一個實(shí)施例中，電路707的輸入被高通濾波例如在250Hz，從而使低頻率對于ερ的影響降低。在如圖7b的實(shí)施例中，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于所得立體聲映象和編解碼之前的原始立體聲映象之間的相關(guān)性非常高。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例用于編碼立體聲信號的裝置的示意圖。本裝置是結(jié)合圖4所述的實(shí)施例的變形，包括用于執(zhí)行立體聲信號L和R的旋轉(zhuǎn)的電路401，用于確定旋轉(zhuǎn)角度的電路400，自適應(yīng)濾波器201，減法電路203，編碼器202，編碼器205，和組合電路204，如結(jié)合圖4所述。根據(jù)本實(shí)施例，主成分信號y沒有被直接提供給濾波器201。替代地，本裝置進(jìn)一步包括如結(jié)合圖6所述的解碼器302。解碼器302接收由編碼器202生成的編碼主成分信號ye并產(chǎn)生解碼的主信號y’，后者被提供給濾波器201。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于減少了由信號y的編碼和解碼而引入的編碼誤差的影響。由于解碼器302實(shí)際上不是編碼器202的完全的逆，即E E-1≠1，因而這些編碼誤差使得解碼信號y’與原始信號y略有不同。因此，通過在解碼器應(yīng)用信號y的編碼和解碼，濾波器201的輸入y’對應(yīng)于在接收器提供給濾波器304(圖6)的輸入y’，從而改善了在接收器處殘余信號的 的預(yù)測結(jié)果。因而，根據(jù)本實(shí)施例的編碼器可以與根據(jù)圖6的實(shí)施例的解碼器結(jié)合使用。
圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例用于編碼立體聲信號的裝置的示意圖。本裝置是結(jié)合圖4所述的實(shí)施例的變形，包括用于執(zhí)行立體聲信號L和R的旋轉(zhuǎn)的電路401，用于確定旋轉(zhuǎn)角度的電路400，自適應(yīng)濾波器201，減法電路203，編碼器202，編碼器205，和組合電路204，如結(jié)合圖4所述。根據(jù)本實(shí)施例，主成分信號y不直接提供給濾波器201。替代地，本裝置進(jìn)一步包括乘法電路901，使用常數(shù)γ和從電路401接收的殘余信號r相乘，和加法電路902，用于為主成分信號y加上縮放后的殘余信號，從而生成信號y+γr提供給濾波器201。這里，γ是一個小的正值，例如為10-2數(shù)量級。在一個實(shí)施例中，對常數(shù)γ進(jìn)行自適應(yīng)追蹤。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于可以在通過濾波器201對殘余信號 的建模中利用在信號y的頻譜中基本不存在而存在于r的頻譜中的頻率，從而改善了編碼信號的質(zhì)量。根據(jù)本實(shí)施例，信號y+γr被提供給編碼器202，生成傳送到接收器的解碼的主信號ye。另外，根據(jù)本實(shí)施例，常數(shù)γ被提供給組合器204并傳輸?shù)浇邮掌鳌?br> 圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例用于解碼立體聲信號的裝置的示意圖，即適于解碼從圖9的編碼器接收的信號。本裝置包括用于從組合信號T中提取接收信息的電路301，解碼器302，解碼器303，濾波器304和如結(jié)合圖6所述的旋轉(zhuǎn)電路601。根據(jù)本實(shí)施例，電路301進(jìn)一步從組合信號T中提取常數(shù)γ，并且本裝置進(jìn)一步包括用接收的常數(shù)γ與濾波器304產(chǎn)生的預(yù)測殘余信號 相乘的乘法電路1001。本裝置進(jìn)一步包括用于從解碼的主信號y’中減去所得縮放后的預(yù)測殘余信號γ 的電路1002。
圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例用于編碼多通道信號的裝置的示意圖。本裝置接收包括n個通道S1，...，Sn的多通道信號。本裝置包括用于執(zhí)行信號部分S1，...，Sn的主成分分析的主成分分析器1100，并得到用于將輸入信號變換成主成分信號y和n-1個殘余信號r1，r2，...，rn-1的加權(quán)矢量w＝(w1，...，wn)。本裝置進(jìn)一步包括變換電路1101，接收輸入信號部分S1，...，Sn和確定的加權(quán)矢量w并根據(jù)以上變換產(chǎn)生信號y和r1，r2，...，rn-1。主成分信號y被提供給一組自適應(yīng)濾波器201，每個預(yù)測殘余信號r1，r2，...，rn-1之一，如結(jié)合圖4所述，得到相應(yīng)的濾波參數(shù)Fp1，...，F(xiàn)p(n-1)，后者被提供給相應(yīng)的編碼器205以及隨后提供給組合器204。在相應(yīng)的解碼器(未示出)，相應(yīng)的濾波器被用于基于濾波參數(shù)生成殘余信號的估計 如結(jié)合圖6所述。本裝置進(jìn)一步包括編碼器202，用于編碼主成分信號y，得到提供給組合器204的編碼信號ye。
可以理解，根據(jù)一個實(shí)施例，只有殘余信號的一個子集例如r1，r2，...，rk，k＜n-1，可以被傳送到接收器或者提供給相應(yīng)的濾波器，從而減少了需要的比特率而保留了大部分信號質(zhì)量。
圖12顯示了本發(fā)明的實(shí)施例使用的減法電路的示意圖。在以上實(shí)施例中，通過比較目標(biāo)信號和估計信號來確定濾波參數(shù)，即通過例如由減法電路203生成的表示r和 之間差別的誤差信號e?？梢岳斫猓瑴p法電路可以生成r和 之間差別的不同度量，例如可以在時域或者頻域確定差別。參照圖12，電路203可以包括用于例如通過執(zhí)行快速傅里葉變換(FFT)將信號r和 分別變換到頻域的電路1201。所得的頻率部分可以進(jìn)一步地分別通過電路1204處理。例如不同的頻率可以不同地加權(quán)，優(yōu)選地根據(jù)人的聽覺系統(tǒng)的特性，從而對可聽頻率范圍內(nèi)的差別被更重地加權(quán)。通過電路1204的進(jìn)一步處理的其他例子包括對預(yù)定頻率部分的平均、計算復(fù)雜頻率部分的幅度、濾波部分的聚類(cluster)等。例如在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在頻域的減法之前執(zhí)行聚類。此聚類可以通過濾波器組來執(zhí)行，例如用線性或?qū)?shù)子帶寬?？蛇x地，可以使用所謂的等效矩形帶寬(ERB)(例見“An introduction to the Psychology of Hearing”，by BrianMoore，Academic Press，London，1997)執(zhí)行聚類。等效矩形帶寬技術(shù)對相應(yīng)于人的聽覺濾波器的頻帶進(jìn)行聚類，例如所謂的關(guān)鍵頻帶。根據(jù)本實(shí)施例，作為中心頻率的函數(shù)的ERB的對應(yīng)值f(以kHz為單位)可以根據(jù)ERB＝24.7(4.37f+1)來計算。仍然參照圖12，電路203進(jìn)一步包括用于減去已處理頻率部分的減法電路1203。可選地，由電路1201生成的變換信號不經(jīng)過進(jìn)一步處理就直接提供給減法電路1204。由減法電路1204產(chǎn)生的差信號被提供給變換電路1202，用于將誤差信號變換回時域，例如通過執(zhí)行逆快速傅里葉變換(IFFT)。可選地，可以直接使用頻域的差信號。
可以理解的，普通技術(shù)人員可以例如通過添加或減少特征，或者通過結(jié)合上述實(shí)施例的特征來修改上述實(shí)施例。例如，可以理解，圖8和9的實(shí)施例中介紹的特征也可以結(jié)合在圖11的實(shí)施例中。作為另一個例子，用來描述圖4的實(shí)施例中的估計殘余信號的質(zhì)量的誤差信號e可以與一個表示最大可接受誤差的誤差閾值比較。如果誤差不可接受，誤差信號可以在適當(dāng)?shù)鼐幋a后和信號T一起，與線性預(yù)測編碼(LPC)領(lǐng)域中使用的方法相似地傳輸。
進(jìn)一步要注意的是，本發(fā)明不限于立體聲信號，而是也可以應(yīng)用于其他具有兩個或更多輸入通道的多通道輸入信號。這種多通道信號的例子包括從數(shù)字通用光碟(DVD)或超級音頻光碟等中接收的信號。在這種更通用的情形，主成分信號y和一個或更多的殘余信號r仍可以根據(jù)本發(fā)明生成。傳輸?shù)臍堄嘈盘柕臄?shù)目依賴于通道的數(shù)目和所希望的比特率，因?yàn)榭梢月匀ポ^高階殘余而不會顯著降低信號質(zhì)量。
一般地，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于比特率分配可以自適應(yīng)地改變，從而可以實(shí)現(xiàn)完美的降低。例如，如果信道在瞬間只允許傳輸一個減少的比特率，例如由于增加的網(wǎng)絡(luò)通信量、噪聲等，就可以降低傳輸信號的比特率而不會顯著降低信號的可察覺的質(zhì)量。例如，在上面討論的固定聲源的情形，可以用接近2的因子來降低比特率而不會顯著降低信號質(zhì)量，與傳輸一個單一通道而不是兩通道相比。
要注意的是，上述裝置可以實(shí)現(xiàn)為通用或特殊用途的可編程微處理器，數(shù)字信號處理器(DSP)，專用集成電路(ASIC)，可編程邏輯陣列(PLA)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，特定用途的電子電路等，或者它們的組合。
應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例說明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域普通人員能夠設(shè)計出許多替換實(shí)施例而不會脫離附加權(quán)利要求的范圍。在權(quán)利要求中，任何括號之間的參考標(biāo)記都不應(yīng)解釋為對權(quán)利要求的限制。詞匯“包括”不排除未列在權(quán)利要求中之外的其他元件或步驟的存在。本發(fā)明能夠通過包括多個不同元件的硬件和通過一適當(dāng)編程計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在一個列舉了多個設(shè)備的裝置權(quán)利要求中，這些設(shè)備中的一些能夠通過同一個硬件單元來實(shí)現(xiàn)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中引用某些措施并不表示不能有利地使用這些措施的組合。
權(quán)利要求
1.一種編碼包括至少第一信號部分和第二信號部分的多通道信號的方法，本方法包括步驟—確定一預(yù)測濾波器的一組濾波參數(shù)，從而預(yù)測濾波器在接收到第一信號部分作為輸入時提供第二信號部分的估計；和—將多通道信號表示成第一信號部分和該組濾波參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中確定該組濾波參數(shù)的步驟包括確定濾波參數(shù)以使得第二信號部分和估計信號部分的差小于一個預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中將多通道信號表示成第一信號部分和該組濾波參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括如果所述差不小于所述預(yù)定值，則將多通道信號表示成第一信號部分、該組濾波參數(shù)以及表示第二信號部分與估計信號部分的差的誤差信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任何一個的方法，其特征在于第一信號部分對應(yīng)于第一信號能量，和第二信號部分對應(yīng)于小于第一信號能量的第二信號能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任何一個的方法，其中該方法進(jìn)一步包括將多通道源信號的至少第一源信號部分和第二源信號部分變換成第一和第二信號部分的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中多通道源信號包括具有左和右信號部分的立體聲信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一個的方法，其中—所述第一信號部分是包括多個源信號部分的多通道源信號的主成分信號，并且第二信號部分是相應(yīng)的殘余信號；—該方法進(jìn)一步包括通過預(yù)定變換將至少第一和第二源信號部分變換成包含大部分信號能量的主成分信號和比主成分信號包含更少能量的至少一個殘余信號的步驟，通過至少一個變換參數(shù)將預(yù)定變換參數(shù)化；和—將多通道信號表示成第一信號部分和該組濾波參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括將多通道信號表示成主成分信號、該組濾波參數(shù)和變換參數(shù)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中預(yù)定變換是一個旋轉(zhuǎn)，而變換參數(shù)對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一個的方法，其中確定一組濾波參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括確定至少一個用于縮放第二信號部分的估計的縮放參數(shù)的步驟，從而增加第二信號部分和第二信號部分的估計之間的相關(guān)性度量。
10.一種解碼多通道信號信息的方法，該方法包括步驟—接收第一信號部分和一組濾波參數(shù)；—利用相應(yīng)于所接收的該組濾波參數(shù)的預(yù)測濾波器來估計第二信號部分，預(yù)測濾波器接收所接收的第一信號部分作為輸入。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中—接收第一信號部分的步驟進(jìn)一步包括接收變換參數(shù)的步驟，第一信號部分對應(yīng)于多通道源信號的至少第一和第二源信號部分的預(yù)定變換的結(jié)果，至少通過該變換參數(shù)對預(yù)定變換進(jìn)行參數(shù)化；—該方法進(jìn)一步包括通過逆變換接收的第一信號部分和估計的第二信號部分而產(chǎn)生第一和第二解碼信號部分的步驟。
12.一種用于編碼包括至少第一信號部分和第二信號部分的多通道信號的裝置，該裝置包括—用于估計第二信號部分的預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器對應(yīng)于一組濾波參數(shù)并且接收第一信號部分作為輸入；和—用于將多通道信號表示成第一信號部分以及該組濾波參數(shù)的處理設(shè)備。
13.一種用于解碼對應(yīng)于至少兩個信號部分的多通道信號的裝置，該裝置包括—用于接收多通道信號的第一信號部分和一組濾波參數(shù)的接收設(shè)備；—用于估計多通道信號的第二信號部分的預(yù)測濾波器，預(yù)測濾波器接收所接收的這組濾波參數(shù)和所接收的第一信號部分作為輸入。
14.一種包括多通道信號信息的數(shù)據(jù)信號，該數(shù)據(jù)信號通過一種編碼包括至少第一信號部分和第二信號部分的多通道信號的方法而產(chǎn)生，所述方法包括步驟—確定一預(yù)測濾波器的一組濾波參數(shù)，從而預(yù)測濾波器在接收到第一信號部分作為輸入時提供第二信號部分的估計；和—將多通道信號表示成第一信號部分和該組濾波參數(shù)。
15.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括表示通過一種編碼包括至少第一信號部分和第二信號部分的多通道信號的方法而產(chǎn)生的多通道信號信息的數(shù)據(jù)記錄，這種方法包括步驟—確定一預(yù)測濾波器的一組濾波參數(shù)，從而預(yù)測濾波器在接收到第一信號部分作為輸入時提供第二信號部分的估計；和—將多通道信號表示成第一信號部分和該組濾波參數(shù)。
16.一種用于傳輸多通道信號的設(shè)備，這種設(shè)備包括一種用于編碼包括至少第一信號部分和第二信號部分的多通道信號的裝置，該裝置包括—用于估計第二信號部分的預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器對應(yīng)于一組濾波參數(shù)并且接收第一信號部分作為輸入；和—用于將多通道信號表示成第一信號部分以及該組濾波參數(shù)的處理設(shè)備。
全文摘要
所公開的是一種編碼至少包括第一信號部分(y)和第二信號部分(r)的多通道信號的方法。本方法包括確定預(yù)測濾波器(201)的一組濾波參數(shù)(F
文檔編號G10L25/12GK1647158SQ03807982
公開日2005年7月27日 申請日期2003年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
發(fā)明者R·M·阿爾特斯, R·艾旺 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司