專利名稱：多通道布置的信息失落隱藏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對多通道布置的一條或多條通道的信息失落(dropout)進(jìn)行 隱藏的方法，該多通道布置包括至少兩條通道，其中替換(replacement)信 號是在一條通道發(fā)生信息失落的情況下在至少一條無差錯通道的幫助下生 成的。
背景技術(shù)：
自從無線麥克風(fēng)在二十世紀(jì)九十年代初進(jìn)入市場以來，音頻信號的無線 傳輸技術(shù)已構(gòu)成重要的研究領(lǐng)域。目前，這些產(chǎn)品已成為舞臺表演、音樂會 和現(xiàn)場直播的標(biāo)準(zhǔn)器材。與模擬系統(tǒng)相比，數(shù)字傳輸鏈路的使用帶來了能夠 發(fā)送音頻數(shù)據(jù)以外的元數(shù)據(jù)的有益效果。這種元數(shù)據(jù)可包括，例如，關(guān)于舞 臺設(shè)置的全部設(shè)想的信息。此外，通過數(shù)字技術(shù)，可在未來的系統(tǒng)中實現(xiàn)對 多個獨立通道的組合和對這些通道的協(xié)同工作能力的利用。盡管如此，基礎(chǔ) 硬件在計算能力和存儲容量方面的迅速發(fā)展支持著軟件實現(xiàn)的進(jìn)步。
通常，信號的無線傳輸方法并不能對抗沿著傳輸鏈路可能出現(xiàn)的影響。 在數(shù)字無線電鏈路的情況下，干擾會直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，并因此而導(dǎo)致整 個信號的信息失落(dropout )。信號質(zhì)量的下降，導(dǎo)致在聲學(xué)上能感知到噼 啪聲(cracks)或喀喇音(clicks),這是無論如何都不可接受的，必須用結(jié)合 在接收器側(cè)的適當(dāng)技術(shù)來補(bǔ)償。由于隱藏單元(concealmentunit)代表信號 路徑中的有源元件，所以必須考慮隱藏單元固有的處理延遲帶來的影響。
由Wah B. "W. Su X.《口 Lin D.發(fā)表的"A Survey of Error Concealment Schemes for Real-Time Audio and Video Transmission over the Internet" ; Proc. IEEE Int. Symposium on Multimedia Software Engineering, Dec. 2000, 提供了 對音頻和視頻實時傳輸?shù)腻e誤隱藏技術(shù)的一般分類。這里，對信源編碼的依 賴性構(gòu)成了基本的區(qū)分特性，利用該區(qū)分特性，區(qū)分為發(fā)射器控制的技術(shù)和 基于接收器的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的方法屬于"基于接收器的方法"這一類，即，該方法工作時完全不受發(fā)射器或信源編碼的影響，因此不會受到發(fā)射器 控制技術(shù)固有的附加延遲的影響。
最簡單的基于接收器的信息失落隱藏方法以所謂的通道內(nèi)隱藏技術(shù)為 代表，在這種技術(shù)中，多通道布置的每條通道被分別處理。標(biāo)準(zhǔn)的隱藏方法
利用代換(substitution)算法和預(yù)測算法。后者通常包括兩個階段，分析單 元，以及線性子貞測差4普濾波器(linear prediction error filter)的重新合成模型。 第一階段用于估計濾波器系數(shù)，并在無差錯信號傳輸期間持續(xù)執(zhí)行該第一階 段。如果發(fā)生信息失落，則由濾波處理重新構(gòu)造丟失的信號樣本。這對應(yīng)于 外插法(extrapolation),并適合于對一般的寬帶音頻信號中發(fā)生的幾毫秒的 信息失落進(jìn)行隱藏。在實時限制并不嚴(yán)格(例如，允許對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖)的 一些情況下，外插被轉(zhuǎn)換成內(nèi)插，這樣就可以處理較長的信息失落。
單通道系統(tǒng)到多通道系統(tǒng)的擴(kuò)展——所謂的通道間隱藏技術(shù)——導(dǎo)致 自適應(yīng)濾波器的實施。與線性預(yù)測算法相比，對濾波器系數(shù)的估計并不僅涉 及單個通道的信號，而是也要利用來自其他并行通道的信息。通常認(rèn)為，對 通道互相關(guān)的利用改善了隱藏方法的性能。然而，該技術(shù)的功效主要是由自 適應(yīng)濾波器的收斂行為(convergence behavior)帶來的，而該收斂行為主要 取決于輸入信號的平穩(wěn)性。由于，寬帶音頻通常是非常不平穩(wěn)的，因此自適 應(yīng)濾波器的行為將是相當(dāng)弱的。在US 2005/0182996 Al (以及相應(yīng)的EP 1649452 Al)中，描述了這種方法的一種可能實現(xiàn)方式，該申請的全部內(nèi)容 通過引用結(jié)合在本說明書中。
上述濾波器技術(shù)的共同特征表示時域中的處理， 一些算法還提供了頻域 中的等效描述。然而，變換的目的是提高計算的效率，并保窗時域方法的特 性。
以下，簡要地描述幾種隱藏方法，首先描述單通道系統(tǒng) US 2006/0171373 Al中公開了用于隱藏數(shù)據(jù)丟失的單通道方法，其對緊 接在信息失落之前的完好的信號分量進(jìn)行線性預(yù)測估計。利用頻語分析濾波 器獲得的預(yù)測系數(shù)被用于估計殘留信號。在幾個階段內(nèi)為殘留信號確定最大 的可重復(fù)范圍。對傳輸信號的頻譜分析僅僅用于改善對周期性的檢測，該周 期性會導(dǎo)致典型的信號重復(fù)。此周期被重復(fù)，并且對其應(yīng)用線性預(yù)測的全極 點(all-pole)濾波器。殘留信號根據(jù)之前的完好的信號分量來生成，用當(dāng)前 計算出的濾波器系數(shù)對該完好的信號分量進(jìn)行反向濾波，從而生成估計出的替換信號。重新構(gòu)造信號所需的所有計算都是在時域中執(zhí)行的，這是該申請 提出的方法的特征，這也會產(chǎn)生相當(dāng)大的處理延遲。因此，這種方法并不能 夠用于實時應(yīng)用。
DE 19735675 C2也公開了一種單通道隱藏方法。該算法基于心理學(xué)角 度，結(jié)合了適應(yīng)知覺的子帶分解。信號重構(gòu)的概念是維持每個子帶中的頻鐠 能量。如果發(fā)生信息失落，則通過適當(dāng)濾波后的噪音信號來獲得信號的估計。 大的信息失落會產(chǎn)生不能改變的"聲表面(sound surface )"。濾波器系數(shù)僅 暗含能量信息，因此，并沒有結(jié)合之前的時間樣本。
EP 1 145 227B1公開了對MPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)的上下文中傳輸編碼的音頻信 號的單通道隱藏方法。這樣，發(fā)送的數(shù)據(jù)包括鐠系數(shù)，而不包括時間樣本。 通過將幾個MDCT (修正的離散余弦變換)系數(shù)組合到一個子帶中，對信 息失落之前的信號分段采用適應(yīng)知覺的子帶分割。由于信息失落影響某些子 帶，這些子帶又被變換回時域，并在時域上預(yù)測窄帶信號。估計出的窄帶信 號繼而經(jīng)過MDC轉(zhuǎn)換，并被插入到在MPEG編碼中發(fā)送的MDCT流中。
2005年5月28日至31日，在西班牙巴塞羅那召開的AES第118次會 i義上，由Ofir等人發(fā)表的文章"Packet Loss Concealment for Audio Streaming Based on the GAPES Algorithm"描述了 MPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)上下文中的單通道方 法，因此也是基于MDCT的。
STFT (短時傅立葉變換)表達(dá)式是直接從MDCT表達(dá)式計算出的。在STFT 域中獲得內(nèi)插結(jié)果，因此需要信息失落之前的信號分量，即，該方法引入了 附加時延。內(nèi)插本身是通過利用GAPES (缺口數(shù)據(jù)(gapped-data)幅度和相 位估計)算法、逐個DFT-bin(離散傅立葉變換)來執(zhí)行的。在進(jìn)行內(nèi)插之后， STFT H據(jù)被變換回MDCT數(shù)據(jù)。
上述的單通道系統(tǒng)基本上依賴于以前的信號分量，因此，對替換信號的 估計是在假設(shè)輸入信號長時間保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。盡管那些結(jié)合了譜 分析的方法在頻域中應(yīng)用濾波器，但與之前的樣本進(jìn)行的比較和對未來樣本 的預(yù)測都僅在時域中進(jìn)行。
在Karadimou等人的文章"Packet Loss Concealment for Multichannel Audio Using the Multiband Source/Filter Model", 40th Annual Asilomar Conf. on Signals, Systems and Computers, Oct. 29畫Nov. 01, 2006中，公開了依靠若干條通道的隱藏方法。傳輸格式是以一定方式構(gòu)成的，使得實際的音頻通道
僅僅在單條所謂的"信源通道"中傳送，而LSF (線狀語頻率(line spectralfrequencies))向量在剩余通道中傳送。LSF向量代表時間信號的(復(fù)值的)語解釋(spectral interpretation )，并準(zhǔn)確地對應(yīng)于線性預(yù)測系數(shù)。這樣，它們就包含了關(guān)于語包絡(luò)的相位關(guān)系的所有信息。在這種方法中，信息失落隱藏被限制到易出錯的"信源通道"。因此，可僅在LSF通道中處理信息失落。對LSF向量的估計是利用高斯混合模型(GMM)作出的。但，該方法通過對基準(zhǔn)殘余信號的適當(dāng)濾波，將每個頻帶和通道預(yù)測的子帶分解和重新變換結(jié)合到線性預(yù)測系數(shù)中。在計算替換信號(即，LSF向量)的期間，總是發(fā)送包括相位信息的所有信號信息。各條通道的不同LSF向量包含了與不同麥克風(fēng)的特性有關(guān)的信息，這些麥克風(fēng)彼此分隔開，并且同時拾取聲音事件(例如，音樂會)。因此，各個LSF向量之間的相關(guān)性是可以預(yù)測到的，并且可利用所謂的交叉通道估計，即，如果在一個LSF向量中發(fā)生信息失落，則可利用并行的LSF向量。
為了代換，提前建立起基準(zhǔn)通道，并且該基準(zhǔn)通道的LP殘留信號(LPresiduum)用作所有其他通道的信號合成(不僅在信息失落的情況下，而且也適用于正常操作期間)。所作的基本假設(shè)是在目標(biāo)和基準(zhǔn)通道之間存在相關(guān)性。然而，這種,I設(shè)從未經(jīng)過核實，并且在許多情況下這種假設(shè)并不一定正確。隱藏過程的所有處理步驟(子帶濾波、LP分析、LSF計算、合成濾波器)都是在單條路徑上實施的，因此會產(chǎn)生不得不接受的相當(dāng)大的處理延遲，并且不可能實現(xiàn)低延遲。由于子帶技術(shù)，計算的復(fù)雜度很高(逐個子帶和通道來執(zhí)行預(yù)測，并且在重新合成期間也要在每+子帶中實現(xiàn)全極點濾波器)。
處理多通道隱藏的另一個公開文獻(xiàn)是Sinha等人的"Loss Concealmentfor Multi-Channel Streaming Audio" ， NOSSDAV，03， June 1-3, 2003, Monterey,California, USA。 "distributed immersive musical performance"的對爭定應(yīng)用4苗述了 一種通過互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳遞而實現(xiàn)的空間上分離的音樂家的合作式音樂會。該文獻(xiàn)提出了信號代換的一種可能方法，該方法是基于在多通道設(shè)置中，多個揚(yáng)聲器的位置在空間上彼此鄰近。在該方法中，特定類型的交叉分組傳輸對于隱藏是必不可少的。
多通道系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)目前限于與簡單的代換規(guī)則交織的時域中或發(fā)射器側(cè)通道的自適應(yīng)濾波器的不同實現(xiàn)方式，這在由Gerzon提出的上行混合/下行混合矩陣化策略中(M. Gerzon: "Hierarchical System of SurroundSound Transmission for HDTV," AES preprint^ 3339, 92nd Convention, March24-27, 1992， Vienna; 以及M. Gerzon: "Problems of Upward and DownwardCompatibility in Multichannel Stereo Systems," AES preprint# 3404， 93rdConvention, Oct. 1-4, 1992, San Francisco )是很典型的。這種技術(shù)的效率或者主要受限于其應(yīng)用領(lǐng)域(例如，預(yù)先混合的多通道記錄)，或者主要特征在于自適應(yīng)濾波器的收斂行為，因此由于與目標(biāo)信號的信息失落有關(guān)的不平穩(wěn)輸入信號，這種技術(shù)的效率是非常易變的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種隱藏方法，該方法以一定方式使用多通道系統(tǒng)的完好通道來代替丟失的信號，使得原始信號與其替換信號之間的差異變得聽不見。除了傳輸?shù)目煽啃灾?，在對延遲要求嚴(yán)格的實時系統(tǒng)中的可用性構(gòu)成重要標(biāo)準(zhǔn)，因為這個原因，對于信號的處理來說，需要一種時延極低的技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，這個目標(biāo)是通過開頭提到的方法實現(xiàn)的，在該方法中，在通道的無差錯信號傳輸期間，將被傳輸?shù)男盘栍成涞筋l域，確定頻i普的絕對值，計算出頻譜濾波器系數(shù)，該頻語濾波器系數(shù)將通道的幅度語與至少一個其它通道的幅度譜關(guān)聯(lián)起來；而在一條通道發(fā)生信息失落的情況下，通過計算發(fā)生信息失落之前的濾波器系數(shù)，并將這些濾波器系數(shù)應(yīng)用到由至少 一條無差錯通道組成的代換信號，來產(chǎn)生替換信號。
利用幅度語計算出隱藏濾波器，這樣，就不需考慮相位信息，從而分別提供了更穩(wěn)定的濾波器，并改善了替換信號的質(zhì)量。與當(dāng)前使用的單通道方法相比，本發(fā)明所具有的顯著的有益效果還在于利用了各個信號之間的協(xié)同工作能力。
作為基本方法的延伸，提出了對相位信息的改進(jìn)型處理。在這樣做時，通過考慮目標(biāo)和替換信號之間的平均時間延遲，來改善在信息失落的開始處和結(jié)尾處的相位躍遷的不變性。各個通道之間的時間延遲，與這些通道的信源方向無關(guān)，是才艮據(jù)多通道錄音系統(tǒng)的空間布置形成的。


以下，4艮據(jù)附圖，更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的傳輸鏈的示意圖2示出了用于雙通道系統(tǒng)的本發(fā)明的信息失落隱藏的詳細(xì)框圖3示出了例如八通道的多通道布置的框圖4示出了整個發(fā)明的流程圖，本發(fā)明由以下步驟組成估計頻譜濾波器、確定各通道之間的時間延遲，以及加權(quán)疊加所有通道以便生成代換信號；以及
圖5示出了才艮據(jù)本發(fā)明的用于信息失落隱藏的裝置的配置圖，該信息失落隱藏被整合到多通道布置的每條通道中。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域在多通道(可選地，通過無線方式)傳輸數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的整個系統(tǒng)內(nèi)。圖1示出了傳輸鏈的完整結(jié)構(gòu)，通常包括關(guān)于一條通道的以下階段信號源1 (例如，用于記錄信號的傳感器(麥克風(fēng)))、模數(shù)轉(zhuǎn)換器2(ADC)、可選的位于發(fā)射器側(cè)的信號壓縮和編碼、發(fā)射器3、傳輸通道、接收器4和隱藏模塊5。在隱藏模塊5的輸出端，可得到數(shù)字形式的音頻信號一_該輸出端還可直接連接其他信號處理單元，例如，前置放大器、均衡器等。
本發(fā)明提供的隱藏方法與發(fā)射器/接收器以及信源編碼無關(guān)，并且只在接收器側(cè)運(yùn)作(基于接收器的技術(shù))。因此，其可作為獨立模塊靈活地整合到任何傳輸路徑中。在一些傳輸系統(tǒng)(例如，數(shù)字音頻流)中，可同時實施不同的隱藏策略。盡管圖1所示的應(yīng)用并沒有提供任何其他隱藏單元，但是與可替代技術(shù)進(jìn)行結(jié)合也是可行的。
出于舉例的目的，提供了以下應(yīng)用場景
a)在音樂事件和舞臺安裝中，多通道布置的范圍包括從立體聲錄音到環(huán)繞聲錄音的不同變形(例如，OCT環(huán)繞、笛卡樹(Decca Tree )、 HamasakiSquare等)，這些布置均可由定點麥克風(fēng)的不同形式來支持。特別是對于主要的麥克風(fēng)i殳置，單個通道的信號包括類似分量，這些分量中的特定組成部分通常是非常不穩(wěn)定的。例如，可根據(jù)本發(fā)明隱藏一個主要麥克風(fēng)通道中的信息失落，本發(fā)明僅引入了少許時延，甚至不引入時延。b) 演播室中的多通道音頻傳輸在不同的物理層(例如，光纖波導(dǎo)、AES-EBU、 CAT5)上進(jìn)行，并且信息失落的發(fā)生可能是因為各種原因，例如，由于同步的丟失，尤其在諸如無線電臺傳輸操作這樣的嚴(yán)格的應(yīng)用的情況下，必須避免或隱藏信息失落。并且，這里，根據(jù)本發(fā)明的隱藏方法可被用作具有低處理時延的安全單元(safety unit )。
c) 盡管，與上述領(lǐng)域相比，互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行的音頻傳輸對延遲比較不敏感，但傳輸差錯發(fā)生得更頻繁，致使感知音頻質(zhì)量惡化的程度增大。本發(fā)明的隱藏方法提供了對服務(wù)質(zhì)量的改善。
d) 根據(jù)本發(fā)明的方法也可用在空間分布式臨境音樂表演的框架中，即，用在空間上彼此分離的多個音樂家的合作音樂會的實施方式中。在這種情況下，本發(fā)明提供的算法的極低時延處理策略對系統(tǒng)總的延遲有益。
本發(fā)明并不受限于以下實施例。以下實施例僅旨在解釋本發(fā)明的原理，和說明可能的實施方式。以下，描述了關(guān)于遭受信息失落的一條通道的信息失落隱藏方法。如果在多通道布置的多于一條的通道中發(fā)生傳輸錯誤，可很容易地將系統(tǒng)擴(kuò)展。
在描述中使用了以下術(shù)語遭受信息失落的通道被定義為目標(biāo)通道或信號。在信息失落期間產(chǎn)生的這種信號的復(fù)制物(估計)被稱為替換信號。為了計算替換信號，需要至少一條代換通道。
本發(fā)明提供的算法包括兩部分。第一部分的計算被持久地執(zhí)行，而第二
部分僅在目標(biāo)通道發(fā)生信息失落時才執(zhí)行。在無差錯傳輸期間，持久地在頻
域中估計長度為L剛er的線性相位FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器。所需的信息
由目標(biāo)和代換通道的可選的非線性變形的和可選的在時間上平均的短時幅
度譜提供。這種新的濾波器計算方法不考慮任何相位信息，因此在基本原理
上就不同于依賴于相關(guān)性的自適應(yīng)濾波器。對單條代換通道或多條代換通道的選擇
圖2示出了對于目標(biāo)信號Xz和代換信號xs的多通道信息失落隱藏方法。該方法的各個步驟分別用包含附圖標(biāo)記的方框來表示，各步驟如下表所示。
6 變換成譜表達(dá)方式
7 確定幅度譜的包絡(luò)
8 非線性變形(可選)
9 時間平均(可選)10 計算濾波器系數(shù)
11 時間平均濾波器系數(shù)(可選)
12 利用開窗技術(shù)變換到時域
13 變換到頻域(可選)
14 分別在時域或頻域?qū)Υ鷵Q信濾波號
15 估計復(fù)相干函數(shù)或GXPSD
16 時間平均(可選)
17 估計GCC和時域中的最大值檢測
18 確定時間延遲Zk
19 實施時間延遲」T (可選)
在此實例中，目標(biāo)信號和替換信號之間的轉(zhuǎn)換由開關(guān)20表示。以下描述中給出了對該方法的各個步驟的詳細(xì)解釋。
對代換通道的正確選擇取決于代換信號和目標(biāo)信號之間的相似性。這種相關(guān)性可通過估計互相關(guān)或相干性來確定。(參見在本說明書的結(jié)尾處對相干性和廣義交叉功率語密度(GXPSD)的解釋)。根據(jù)本發(fā)明，(GXPSD)被提議為潛在的選擇策略。復(fù)相干函數(shù)r^W被用作實施例1至實施例9的
特定實例(總計觀察K個通道，通道xo (n)被指定為目標(biāo)通道xz (n)。)
1. 對于目標(biāo)通道xz(n)，根據(jù)通道Xj(n) (1《j《K-l)和目標(biāo)通道xs(n)=Xj(n)
之間的可選時間平均相干函數(shù)r^(A),第J條通道被定義為代換信號，其復(fù)
相干函數(shù)的頻率平均值^')-;5^")具有根據(jù)^啤"f^乃的最大值。
2. 可替換地，如果用戶(例如，聲學(xué)工程師)(才艮據(jù)所選的記錄方法)知道各個通道的特性，并因此知道它們的聯(lián)合信號信息，則可提前在各通道之間建立起固定的分配。
3. 同才羊，可選地，以加4又方式將幾條通道疊加成一條代換通道。這種加權(quán)組合可由用戶提前設(shè)置。
4. 在可替代實現(xiàn)方法中，對于所有(do(j戶false)，將幾條通道疊加成一條代換通道的步驟是通過下式基于對目標(biāo)通道的寬帶相干率執(zhí)行的
這里，x"n)表示由通道"'("—、)組成的代換通道，x(j)代表目標(biāo)通道xz(n)和相應(yīng)通道、("—A")之間的頻率平均相關(guān)函數(shù)。所選的通道對之間的時間延
遲浮皮表示為 ~ ( c.f. section "Estimation of the time delay between target andsubstitution channel")。結(jié)合狀態(tài)比特do(j),對潛在信號(potential signal)的
有效性進(jìn)行驗證。
5.實施例4的簡化方式，考慮預(yù)選通道的集合，J，而不是所有可用
的信道j。利用Z(乃^構(gòu)造加權(quán)和。預(yù)選步驟旨在得到其頻率平均相干函數(shù)超過規(guī)定閾值 的通道
(l"."-1)+(力>0)
6.此外，可一艮據(jù)下式建立7，將其最大個數(shù)為M個通道(優(yōu)選情況下，M-2…5)作為標(biāo)準(zhǔn)
("乂《/:-i)八(""M)A[4乂)"W,v^(U-^"，…，/"l]j
7.限制條件5和6的聯(lián)合實施方式也是可行的:
8. 可替代地，可為不同的頻帶獨立地執(zhí)行選擇步驟，即，在每個帶中，
基于相干函數(shù)確定"最優(yōu)"代換通道，利用根據(jù)本發(fā)明的方法，可選地，以
時間延遲的方式(c.f. "Estimation of the time delay between target andsubstitution channel"),對各個帶通信號進(jìn)行濾波，各個帶通信號被疊加，并被用作替換信號。在進(jìn)行這些操作時，應(yīng)用與實施例1、 4、 5、 6和7中相同的標(biāo)準(zhǔn)，但必須實施與頻率無關(guān)的函數(shù)lf^7巧l,而不是頻率平均函數(shù)7(7')。
9. 也可以選擇幾個代換通道。這種情況下，為每個通道單獨地執(zhí)行處理，即，產(chǎn)生幾個替換信號。根據(jù)其相干函數(shù)對這些替換信號加權(quán)，組合并插入到信息失落中。
通常，在實施例1至9中使用的函數(shù)是時變的，因此數(shù)學(xué)上恰當(dāng)?shù)母拍畋仨毧紤]以(塊)索引m計的時間依賴性。為了簡化等式，省略了 m。在無差錯傳輸期間的計算
在無差錯傳輸期間的計算是在頻域中執(zhí)行的，因此，在第一步驟中，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩虝r變換，結(jié)果導(dǎo)致需要對目標(biāo)和代換信號進(jìn)行緩存的面向塊的算法。優(yōu)選地，塊的大小應(yīng)符合編碼格式。對目標(biāo)和代換信號的幅度語包絡(luò)的估計，被用于確定隱藏濾波器的幅度響應(yīng)。兩個信號的確切窄帶幅度譜不相關(guān)，而寬帶近似是充分的，可選地，通過對數(shù)函數(shù)或冪函數(shù)進(jìn)行時間平均和/或非線性變形。語包絡(luò)的估計可以各種方式實現(xiàn)。有關(guān)計算效率的最有
效的可能方式是具有短塊長度的短時DFT，即，鐠分辨率很低。將信號塊乘以窗函數(shù)(例如，Hanning)，經(jīng)過DFT，可選地，短時DFT的幅度經(jīng)過非線性變形，之后經(jīng)過時間平均。其他實施方式
0?。黄ぷ儾艎J(^口 Daubechies I.; "Ten Lectures on \Vayelets"; Society forIndustrial and Applied Mathematics; Capital City Press, ISBN 0-89871- 274-2,1992中描述的。該印刷出版物的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合到本說明書中)，可選的是，.隨后對小波變換絕對值的可選非線性變形進(jìn)行可選時間平均。
Gammatone濾波器組(如Irino T.， .Patterson R.D.; "A compressivegammachirp auditory filter for both physiological 'and psychophysical date"; J.Acoust. Soc. Am., Vol. 109， pp. 2008-2022， 2001中所描述的。該印刷出版物的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中)，隨后形成各單個子帶的信號包絡(luò)，可選地，接著進(jìn)行非線性變形。
O線性預(yù)測(如Haykin S.; "Adaptive Filter Theory"; Prentice Hall Inc.;Englewood Cliffs; ISBN 0-13-048434-2， 2002中所描述的。該印刷出版物的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中)，隨后對信號塊的譜包絡(luò)的幅度進(jìn)行采樣，用綜合濾波器來代表，可選地，接著進(jìn)行非線性變形，在此之后，進(jìn)行時間平均。
〇實凄史倒頻^普(real cepstrum)估計(如Deller J.R,, Hansen J.H丄.，ProakisJ.G.; "Discrete-Time Processing of Speech Signals"; IEEE Press; ISBN0-7803-5386-2, 2000中所描述。該印刷出版物的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中)，隨后，將倒頻鐠域重新變換到頻域，并采用逆對數(shù)，可選地，接著對這樣獲得的幅度語的包絡(luò)進(jìn)行非線性變形，在此之后，進(jìn)行時間平均。
〇短時DFT以及最大值檢測和內(nèi)插這里，在短時DFT的幅度譜中檢測最大值，并且通過線性或非線性內(nèi)插來計算相鄰最大值之間的包絡(luò)，可選地，接著對這樣獲得的幅度語包絡(luò)進(jìn)行非線性變形，之后進(jìn)行時間平均。
對于可選地使用的對包絡(luò)的時間平均，可以對可選地經(jīng)過非線性變形的幅度語使用指數(shù)平滑，如等式(1 )所表示，該等式(1 )具有用于指數(shù)平滑的時間常量a?？商娲兀瑫r間平均可用移動平均濾波器(moving averagefilter)來形成。非線性變形可以通過，例如，具有隨機(jī)指數(shù)的冪函數(shù)來執(zhí)行，可以通過不同的方式來為目標(biāo)和代換信道選擇隨機(jī)指數(shù)，如等式(1)中分 別用指數(shù)Y和5表示。(可替代地，也可使用對數(shù)函數(shù)。)
非線性變形帶來的有益效果是，在沿著每個頻率分量的隨時間變化的前 進(jìn)過程，用不同的或高或低的信號能量對時間周期進(jìn)行加權(quán)。不同的加權(quán)影 響著在各個頻率分量內(nèi)進(jìn)行的時間平均的結(jié)果。因此，大于1的指數(shù)Y和S 表示擴(kuò)大，即，沿信號前進(jìn)過程中的峰值對時間平均的結(jié)果占支配地位，而 小于l的指數(shù)意味著縮小，即，增大了具有低信號能量的時間周期。指數(shù)值 的最優(yōu)選擇取決于待處理的聲音材料。
<formula>formula see original document page 18</formula>
其中，1*^1， |&|:目標(biāo)和代換通道的幅度鐠的包絡(luò)， |^|， |&|: lAl和W的時間平均形式，
a:指數(shù)平滑的時間常數(shù)，0<a<l，
Y, 5: 1^1和1^|的非線性變形的指數(shù)，優(yōu)選值范圍為0.5 ^Y， 5<2, m :塊索引。
作為例子，等式(1)構(gòu)成了具有指數(shù)平滑和隨機(jī)變形指數(shù)的用于計算 目標(biāo)和代換通道的譜包絡(luò)的專用情況。以下，將指數(shù)設(shè)置成丫 = 5=1，以簡 化公式(即，不再明確表示出非線性變形)。但，本發(fā)明包括利用任何時間 平均方法和對幅度譜的包絡(luò)進(jìn)行任何非線性變形的方法，因此，包括使用任 何值作為擅舉Yi5。此外，本發(fā)明還包括利用對指數(shù)函數(shù)進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算。 盡管諸如l&l， l&l或H的所有幅度值都被認(rèn)為是時間變量，因此都是塊索引
m的函數(shù)，但為了簡化表達(dá)式，省略了塊索引m。 計算隱藏濾波器
在標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)系統(tǒng)中，通過最小化目標(biāo)信號和其估計之間的均方誤 差，計算隱藏濾波器。用^W給出差分信號。相反，本發(fā)明研 究估計出的幅度鐠的誤差<formula>formula see original document page 18</formula>
五W對應(yīng)于經(jīng)過可選的平滑步驟的目標(biāo)信號的經(jīng)過可選的非線性變形步驟的幅度譜包絡(luò)與目標(biāo)信號的估計之間的差值。分別對每個頻率分量A:觀察 優(yōu)化問題。對頻i普濾波器7/(^的最簡單的實施方式可用下式通過兩個包絡(luò)來 確定，
<formula>formula see original document page 19</formula>
可替代地，建議通過引入j^fH匕參數(shù)來對z/(^進(jìn)行約束。這樣做的基本
意圖是避免濾波器的放大率在l"的信號功率太弱時不均衡地增大,J而i 免背景噪音變得可聽見或系統(tǒng)變得在感知上不穩(wěn)定。如果，例如，|^|和|&| 中的一個時間塊的語峰并沒有處于g—全相同的頻帶中，_^^)將在這些頻帶中 增長得過大，并且在這些頻帶中，l&l具有最大值，而l&l具有最小值。為了 避免這個問題，通過與頻率相關(guān)的正則化參數(shù)^"建立起對//^)的約束，得
到
<formula>formula see original document page 19</formula>
通過取正實數(shù)值的AW，即使l&l為很小的值，濾波器放大率也不會無 節(jié)制地增大，因此，將會避免出現(xiàn)不希望的信號峰。y9f^的最優(yōu)值取決于期 望的信號統(tǒng)計值，同時，提出了有創(chuàng)造性的基于對每頻帶的背景噪音功率的 估計來進(jìn)行i'-" —"A 7過時間平均的最小統(tǒng)計值，來估計背景噪音功率
戶gW。根據(jù)-w-。[《("]2，正則化參數(shù)辦)與背景噪音功率的均方根值成
正比，其中，c典型地在l和5之間。
專門為準(zhǔn)平穩(wěn)輸入信號提出了 //的可替代實施方式。首先在不進(jìn)行時間 平均和可選的非線性變形的情況下估計幅度譜的包絡(luò)。根據(jù)下式，在確定濾 波器系數(shù)的過程中將兩種修正都考慮進(jìn)來
<formula>formula see original document page 19</formula>
在等式(5)中，示出了塊索引m和頻率索引k,因為在這種情況下， 該計算同時取決于這兩個索引。參數(shù)a和Y決定時間平均或非線性變形的行 為。在目標(biāo)信號中發(fā)生信息失落的情況下的計算
在現(xiàn)有技術(shù)中，檢測信息失落的可用方法很多并且廣為人知。例如，可 在各個音頻流內(nèi)(例如，在音頻數(shù)據(jù)幀之間)的保留位置處傳輸狀態(tài)位，并 在接收器側(cè)持續(xù)對狀態(tài)位進(jìn)行登記。還可以想到，可對各個幀執(zhí)行能量分析， 并在其落到某個閾值以下時識別為發(fā)生信息失落。還可通過發(fā)射器和接收器 之間的同步來4企測信息失落。
如果在目標(biāo)信號中檢測到信息失落(例如，圖2中用狀態(tài)位"dropouty/n" 代表；虛線表示實際上與音頻信號連續(xù)發(fā)送的狀態(tài)位)，則必須使用最后估 計出的濾波器系數(shù)和(一個或多個)代換通道來生成替換信號，并將替換信 號直接提供給隱藏單元的輸出端。在信息失落期間，對濾波器系數(shù)的估計被 停止。基本上，假設(shè)任何開關(guān)式人工制品都保持聽不見，可通過開關(guān)實現(xiàn)目 標(biāo)和替換信號之間的轉(zhuǎn)換。根據(jù)本發(fā)明，提出信號之間的交叉衰落 (cross-fade),這種交叉衰落是有益的，但這需要對目標(biāo)信號進(jìn)行緩存，因 此會引入額外的時延。尤其在對延遲要求嚴(yán)格的實時系統(tǒng)中，不允許進(jìn)行任 何額外的緩存，因此交叉衰落不太可行。這種情況下，提出目標(biāo)信號的外插， 例如，通過線性預(yù)測。通過利用根據(jù)本發(fā)明的方法，在外插的目標(biāo)信號和替 換信號之間執(zhí)行交叉衰落。
通過用重新變換到時域的濾波器系lt對代換信號進(jìn)行濾波，最終生成替 換信號。濾波器系數(shù)的逆變換T"(/Z)應(yīng)利用與首次變換相同的方法來執(zhí)行。 在濾波之前，可選地，通過窗函數(shù)w(n)(例如，矩形的，Harming)對濾波 器脈沖響應(yīng)進(jìn)行時間限制。
Aw(")-w(")r-'j/Z()t卄or /^(")-w(")廠'i〃()fc) ( 6 )
脈沖響應(yīng)、(")或、(")必須分別在信息失落的開始處計算一次，因為在
信息失落期間會停止對濾波器系數(shù)的連續(xù)估計。對于替換信號乓的樣本寬度
(sample-wise)的確定，代換信號xs的適當(dāng)向量是必需的
*z(")=《xs(")或毛(")=、xs(") (7)
在一些應(yīng)用中，可在頻域中執(zhí)行濾波。這樣，可選地在時域中被開窗的
系數(shù):帔變換回頻域，以便通過下式計算塊的替換信號
、(")=叫 } (8)
通過利用i者如重疊相力口 (overlap and add)或者重疊寸呆存(overlap andsave)這樣的方法，將連續(xù)的塊組合起來。替換信號被延續(xù)到超過信息失落 結(jié)束點，使交叉衰落能融合到重新出現(xiàn)的目標(biāo)信號中。 對目標(biāo)和代換信號之間的時間延遲的估計
在本隱藏方法的特別優(yōu)選的實施例中，還可改善目標(biāo)和替換信號的時間 對齊(time-alignment)。因此，與估計譜濾波器系數(shù)并行地來估計時間延遲， 該估計考慮了兩方面因素。 一方面，由于濾波處理而導(dǎo)致的替換信號的延遲 必須得到補(bǔ)償，^=,,另一方面，由于各個麥克風(fēng)的空間布置，引起了目 標(biāo)和代換通道之間的時間延遲t2。該時間延遲可以通過例如廣義互相關(guān) (GCC)來估計，這種廣義互相關(guān)需要計算復(fù)雜的短時i普。在優(yōu)選實施方式 中，還可利用為估計隱藏濾波器而采用的短時DFT，以消除額外的計算復(fù)雜 度。(要了解關(guān)于GCC特性的更多信息，請具體參見Carter，G.C.: "Coherence and Time Delay Estimation"; Proc. IEEE, Vol. 75， No. 2, Feb. 1987;和Omologo M.， Svaizer P.: "Use of the Crosspower-Spectrum Phase in Acoustic Event Location"; IEEE Trans, on Speech and Audio Processing, Vol. 5, No. 3， May 1997。這些公開文獻(xiàn)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。)GCC是使用 估計出的廣義交叉功率譜密度(GXPSD)計算出來的，廣義交叉功率語密度 可定義為
Oc G(，z(，;(*) (9)
(同樣，在等式9至等式12中，也省略了塊索引m。) 在等式(9)中，J^f^和義s向分別是目標(biāo)或代換通道的塊的DFT， *表 示復(fù)共軛。G(k)代表前置濾波器，以下將解釋該前置濾波器的目標(biāo)。
時間延遲t2通過指出互相關(guān)的最大值來確定。對該最大值的檢測可通過
使其形狀接近增量函數(shù)來改善。前置濾波器G(^直接影響GCC的形狀，因 此，改善了對A的估計。適當(dāng)?shù)膶崿F(xiàn)方式表示相位變換濾波器(PHAT):
G尸股y(先)，
。 (10) 這樣就產(chǎn)生了具有PHAT濾波器的GXPSD:
(先)A (&)|j義z (A)^s (&)| ( 11 )
其中，0>zs:目標(biāo)和代換信號的交叉功率鐠密度。
另一種可行的實施方式由復(fù)相干函數(shù)提供，該復(fù)相干函數(shù)的前置濾波器可從功率密度語計算出來，得到
"v。"，"" (12)
Ozz:目標(biāo)信號的自功率譜密度， 0>ss:代換信號的自功率譜密度。
將各信號變換到頻域通常是通過短時離散傅里葉變換來實現(xiàn)的。 一方 面，塊長度必須被選擇為足夠大，以便能在預(yù)期的時間延遲中檢測出GCC 中的峰值，但另一方面，過長的塊長度會增大對存儲容量的需求。為了能充 分跟蹤時間延遲T2的變化，提出了對GXPSD或?qū)?fù)相干函數(shù)進(jìn)行時間平均 (例如，通過指數(shù)平滑)。
-7-^ <t)7C fm,A:) , 、--^
%2(附,，;(》7,"| ， (13)
-7-T ①7， f"1,^) ,、-;-^
^ —， 0 = V ^,U " + (1 - 。^ (W -1,"
在等式(13)和(14)中，m表示塊索引。平滑常量用p和v表示。這 些都必須適于短時離散傅里葉變換的跳躍距離(jump distance)和T2的平穩(wěn) 性，以便能分別獲得對相干函數(shù)或廣義交叉功率譜密度的優(yōu)良的估計。
在重新變換到時域和檢測GCC的最大值之后，目標(biāo)和替換信號之間的 全部時間延遲元素可通過以下公式來表示
Ar = r2、 (15)
對于一個目標(biāo)和一個代換信號，各個處理步驟可總結(jié)為圖2中的框圖。 目標(biāo)和替換信號之間的轉(zhuǎn)換或者相反的轉(zhuǎn)換過程在圖中表示為簡單的開關(guān)； 如上文已經(jīng)描述的那樣，信號的交叉衰落是可取的。
圖3示出了具有多于兩條的通道的多通道建立的發(fā)明性概念。根據(jù)哪條 通道受到信息失落的影響，從而該通道因此變成目標(biāo)通道，利用剩余的完好 通道生成代換信號。圖3中的各獨立的方框?qū)?yīng)于以下處理步驟
21 選擇( 一個或多個)代換通道
22計算濾波器系數(shù)
23 應(yīng)用時間延遲
24產(chǎn)生替換信號
在圖3的最上一行中，為受到信息失落影響的通道1生成替換信號。為了實現(xiàn)該目的，可使用通道2至通道7中的一條通道、多條通道或所有通道。 第二行對應(yīng)于對通道2的重構(gòu)，依此類推。
圖4示出了結(jié)合擴(kuò)展階段(即，時間延遲估計)的基本算法的示意圖， 以示出各個處理步驟之間的相互依賴關(guān)系。為了簡化框圖，并行的信號(DFT 塊)或從其得到的(譜)映射被合并到一條(實)線中，其數(shù)目分別表示為 K或K-1。虛線連接表示參數(shù)的傳送或輸入。對替換通道的首次選擇是根據(jù) GXPSD在標(biāo)注為"選擇器"的方框中完成的。 一方面，這影響對代換信號 的幅度語包絡(luò)的計算，另一方面，這是其加權(quán)疊加所需要的。第二選擇標(biāo)準(zhǔn) 是由時間延遲T2提供的。通道的狀態(tài)位沒有明確示出，但在相關(guān)的信號處理 方框中考處了它們的驗證。此外，可從該說明圖中省略對目標(biāo)信號的特定確 定步驟。
硬件實施方式
根據(jù)本發(fā)明，用于信息失落隱藏的算法作為獨立的模塊工作，并旨在安 裝到數(shù)字信號處理鏈中，其中，專用的軟件算法是在市場上可購買到的數(shù)字 信號處理器(DSP)上實施的，優(yōu)選地在音頻應(yīng)用的專用DSP上實施。因此， 對于多通道布置的每個通道，諸如圖5中示例性示出的適當(dāng)裝置是必不可少 的，優(yōu)選情況下，這種適當(dāng)?shù)难b置可被直接集成到用于對4皮傳輸?shù)臄?shù)字音頻 數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和解碼的設(shè)備中。
用于信息失落隱藏的設(shè)備配備有主音頻輸入，其采用來自接收器單元的 數(shù)字信號幀，并將它們臨時存儲在存儲單元25中。該設(shè)備配備有至少一個 輔助音頻輸入，可選地，配備有若干個輔助音頻輸入，在輔助音頻輸入處， 可得到(一個或多個)代換通道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)類似地被臨 時存儲到一個存儲單元25中，或可選地，臨時存儲到多個存儲單元25中。
此外，該裝置以用于傳輸控制數(shù)據(jù)的接口為特征，其中控制數(shù)據(jù)諸如是 信號幀的狀態(tài)位(信息失落y/n)或用于選擇(一條或多條)代換通道的信 息位，后一種情況需要(a)雙向數(shù)據(jù)線路，和(b)臨時存儲單元25。
為了轉(zhuǎn)發(fā)主通道的原始數(shù)據(jù)幀或隱藏數(shù)據(jù)幀，設(shè)備配備有音頻輸出。對 于待輸出的數(shù)據(jù)塊，并不必須有獨立的存儲單元來存儲，因為這些數(shù)據(jù)塊可 根據(jù)需要存儲在輸入信號的存儲單元中。
權(quán)利要求
1. 一種用于隱藏多通道布置的一條或多條通道(Z)中的信息失落的方法，該多通道布置包括至少兩條通道(Z，S)，其中在一條通道(Z)中發(fā)生信息失落的情況下，在至少一條無差錯通道(S)的幫助下生成替換信號，該方法的特征在于在所述通道(Z，S)的無差錯信號傳輸期間，將被傳輸?shù)男盘?xZ，xS)映射到頻域中，確定幅度譜(|SZ|，|SS|)，計算譜濾波器系數(shù)(H)，該譜濾波器系數(shù)(H)將一條通道(z)的幅度譜(|SZ|)與至少一條其他通道(S)的幅度譜(|SS|)關(guān)聯(lián)起來，并且，在一條通道(Z)發(fā)生信息失落的情況下，通過對由至少一條無差錯通道(S)組成的代換信號應(yīng)用在所述信息失落發(fā)生前計算出的濾波器系數(shù)(H)，來生成替換信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在計算所述濾波器系數(shù)(//) 之前，對所述幅度鐠(I Sz I ， I Ss I沐行非線性變形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在計算所述濾波器系 數(shù)(//)之前，對所述幅度譜(I Sz I , I Ss I )進(jìn)行時間平均。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，通過使可選 地經(jīng)過非線性變形和/或時間平均的通道(Z)的幅度譜(I Sz| )與可選地經(jīng) 過非線性變形和/或時間平均的使用所述濾波器系數(shù)(//)進(jìn)行濾波的至少一 條其他通道(S)的幅度鐠(I Ss| )之間的差異最小化，計算所述濾波器系 數(shù)(//)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述濾波器 系數(shù)(//)是根據(jù)下式計算幅度譜(I Szl , I Ss I )之商而得到的<formula>formula see original document page 2</formula>
6.才艮據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，在與頻率有 關(guān)的參數(shù)風(fēng)k)的幫助下，對所述濾波器系數(shù)(//)進(jìn)行正則化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述正則化根據(jù)以下公式完成
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)背景噪音水平&("的 均方根值，得到對風(fēng)k)的估計，其中-("=。[《(0，，因數(shù)c便于改善自適 應(yīng)，c的4尤選4直為c= 1…5。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，對所述幅度 語的包絡(luò)的計算是通過對短塊長度的短時離散傅立葉變換來獲得的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，對所述幅 度譜的包絡(luò)的計算能夠分別結(jié)合幅度譜的小波變換、或gammatone濾波器組 的(每通道的)均方根、或線性預(yù)測以及隨后對信號幀的譜包絡(luò)的幅度進(jìn)行 采樣(由綜合濾波器代表)、或?qū)崝?shù)倒頻語分析以及隨后將倒頻譜域重新變 換到頻域并采用逆對數(shù)、或?qū)Ψ如掃M(jìn)行短時離散傅立葉變換以及最大值檢 測和內(nèi)才#。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對幅度譜U Sz I , I Ss I ) 進(jìn)行的時間平均結(jié)合了利用平滑常量(a)的指數(shù)平滑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對幅度譜(I Sz I , I Ss I ) 進(jìn)行的時間平均是通過移動平均濾波器來實現(xiàn)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，對幅度譜(I Sz Ss| )進(jìn)行的非線性變形和時間平均服從公式l J或 L J ， 其中 a指平滑常量，范圍為0〈a《1, m指塊索引，y、 S指幅度譜(I Sz| ,| Ss| ) 的變形指數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，非線性變形是通過對數(shù) 和指數(shù)函數(shù)來實現(xiàn)的，其中,并且
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，對所述濾 波器系數(shù)(//)的計算是通過對系數(shù)進(jìn)行時間平均來代替對譜包絡(luò)進(jìn)行時間 平均并根據(jù)以下公式來執(zhí)行的or
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其特征在于，所述濾波 器系數(shù)(//)被變換到時域，并應(yīng)用窗函數(shù)在時域中限制濾波器脈沖響應(yīng)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的方法，其特征在于，所述替換 信號通過在時域中對無差錯代換通道進(jìn)行濾波來生成。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的方法，其特征在于，被限制的 濾波器脈沖響應(yīng)被變換回頻域，并且對所述代換信號的濾波是在頻域中執(zhí)行 的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo) 信號和所述替換信號之間的轉(zhuǎn)換是利用交叉衰落來進(jìn)行。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，利用線性預(yù)測濾波器進(jìn) 行的外插被用于實現(xiàn)交叉衰落，而不進(jìn)行緩存，因此不引入額外的信號延遲。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)兩條通道的幅度語(Sz, Ss; Xz， Xs)確定在通道(Z, S)上傳送的信號(xz， xs)之間的時間延遲(t2)，該時間延遲(t2)被作為時間延遲應(yīng)用于所述替 換信號。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述時間延遲"2)是 才艮據(jù)信號(xz, xs)的廣義互相關(guān)的最大值來確定的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于，將所述時間延遲 "2)減去由于用時域濾波器系數(shù)(hw)對所述代換信號(xs)進(jìn)行濾波而造成的時間延遲(TO,從而生成新的時間延遲Ai^t2-i^將該新的時間延 遲At應(yīng)用于所述替換信號。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述廣義互相關(guān) 是根據(jù)廣義交叉功率鐠密度 .z^)-G(OA("《(t),通過將該廣義交叉功率i普密度逆變換到時域來確定的，其中，G(k)指前置濾波器，并且Xz和Xs指信號Xz和Xs的復(fù)數(shù)譜。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述前置濾波器G(k)
26.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述廣義互相關(guān)巾zs(0-^W《(A),并且Ozz(k)和(Dss(k)指兩個信號(Z， S)的自功率譜密度。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21至26中任一項所述的方法，其特征在于，所述信 號信號(xz ， xs)的頻鐠(Xz， Xs)是通過短時離散傅立葉變換來確定的。
28. 根據(jù)權(quán)利要求21至27中任一項所述的方法，其特征在于，在變換 到時域之前，優(yōu)選地將所述廣義交叉功率譜密度或所述相干函凄t通過指數(shù)平是通過將相干函數(shù)^①zz(&)^j(A)逆變換到時域來確定的，其中滑進(jìn)行時間平均。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù) 化(^=^/",其中/^argmax;K力，選擇信號x乂""乍為^換信號，被選擇的信W-1 w-,_號x乂^的相干函數(shù)的頻率平均形式w/)=去￡ ^T巧是最大的,
30.根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項所述的方法，其特征在于，所述代換 信號由幾個加4又信號構(gòu)成。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，根據(jù)公式 jcs(n) = ^~~^-，實施對幾個通道進(jìn)行的疊加以形成一個代換通道，其中:/代表潛在通道的索引的集合，該疊加還考慮所有時間延遲A"。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，7的大小可由使用者限定。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其特征在于，根據(jù) 7 = {/|(^7^尺—l)a[;Ky)>G)]}，將7的大小限制到(與目標(biāo)通道的)相干函凄t ZC0的頻域平均值超過閾值0的那些通道。
34. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其特征在于，根據(jù) 7 = {乂|(1 S 乂 s K — 1) a (1" s M) a [義a) > V/ e 尺—1} \ {力，…,^ }〗}，將7的大 小限制到最大個數(shù)為M個通道。
35. 根據(jù)權(quán)利要求31至34中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù) 7 = {義|(1《^ K — 1) a (1 S / S M) a > G)) a [;jr(y,) > ;K/), V/ e 夂一 1} \ {乂，…,_/w}]} ，聯(lián)合考慮標(biāo)準(zhǔn)閾值0和最大個數(shù)M。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項所述的方法，其特征在于，將不同的代換信號用于所述替換信號的不同頻帶。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，對于每個頻帶A:,根據(jù) 化乂")=^/乂")，其中hargmaxlr"A:)l,信號"乂")的適當(dāng)?shù)膸V波版本被選 為代換信號，該信號Xj;/")與將要被替換的信號的(經(jīng)時間平均的)相干函 數(shù)f^")的值具有在各自的頻帶&中在發(fā)生信息失落之前的最大值。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于隱藏在包括至少兩條通道(Z，S)的多通道布置的一條或多條通道(Z)中的信息失落的方法，其中，在一條通道(Z)中發(fā)生信息失落的情況下，在至少一條無差錯通道(S)的幫助下生成替換信號，該方法的特征在于，在通道(Z，S)的無差錯信號傳輸期間，將被傳輸?shù)男盘?x_Z，x_S)映射到頻域中，確定幅度譜(|S_Z|，|S_S|)，計算譜濾波器系數(shù)(H)，該譜濾波器系數(shù)(H)將通道(Z)的幅度譜(|S_Z|)與至少一條其他通道(S)的幅度譜(|S_S|)關(guān)聯(lián)起來，并且，在通道(Z)發(fā)生信息失落的情況下，通過對由至少一條無差錯通道(S)組成的代換信號應(yīng)用在信息失落發(fā)生前計算出的濾波器系數(shù)(H)，來生成替換信號。
文檔編號G10L19/005GK101548555SQ200680056572
公開日2009年9月30日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者科妮莉亞·福爾克, 羅伯特·霍爾德里克, 馬丁·奧皮茨 申請人:Akg聲學(xué)有限公司