專利名稱:用于空間音頻參數(shù)的有效編碼的能量相關量化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空間音頻參數(shù)的量化，尤其涉及一種考慮更有效壓縮而不會顯著降低使用量化的空間音頻參數(shù)重建的音頻信號的感覺音質的概念。
背景技術：
最近，多信道音頻再現(xiàn)技術正變得越來越重要。考慮到具有5個或更多獨立音頻信道的多信道音頻信號的有效傳輸，已經開發(fā)了幾種壓縮立體聲信號或多信道信號的方法。用于多信道音頻信號的參數(shù)編碼(參數(shù)立體聲(PS)，“雙耳提示編碼(BCC)”等)的最新的方法通過下混信號(可能是單聲道或者包含幾個信道)和參數(shù)補充信息表示多信道音頻信號，參數(shù)補充信息也稱作“空間提示”，表征其被感覺的空間聲級。
多信道編碼裝置通常接收至少兩個信道作為輸入，以及輸出一個或多個載波信道和參數(shù)數(shù)據(jù)。參數(shù)數(shù)據(jù)可以這樣導出，使得在一個解碼器中可以計算原始多信道信號的近似值。通常，載波信道(多信道)將會包括子帶樣本、頻譜系數(shù)、時域樣本等，其提供了基礎信號的相對精細的表示，而參數(shù)數(shù)據(jù)并不包括頻譜系數(shù)的這種樣本，而是包括用于控制某一重建算法的控制參數(shù)。這種重建可以包含通過相乘、時移、頻移、相移等進行加權。因此，參數(shù)數(shù)據(jù)只包括信號或相關信道的比較粗略的表示。
在許多出版物中描述過雙耳提示編碼(BCC)技術，例如“應用于立體聲和多信道音頻壓縮的雙耳提示編碼(Binaural Cue Codingapplied to Stereo and Multi-Channel Audio Compression)”，其由C.Faller、F.Baumgarte于2002年5月在慕尼黑AES會議論文5574(AESconvention paper 5574)中發(fā)表，和2個ICASSP出版物“用于雙耳提示編碼的聽覺空間提示的估計(Estimation of auditory spatial cues forbinaural cue coding)”，以及“雙耳提示編碼空間音頻的通常和有效的表示(Binaural cue codinga normal and efficient representation ofspatial audio)”中，兩者作者為C.Faller和F.Baumgarte，在Orlando，F(xiàn)L于2002年5月出版。
在BCC編碼中，許多音頻輸入信道使用具有重疊窗口的基于DFT(離散傅立葉變換)的變換，變換為頻譜表示。產生的均勻頻譜接著被分成不重疊部分。每個部分有與等效矩形帶寬(ERB)成比例的帶寬。然后，稱為ICLD(信道間級別差)和ICTD(信道間時差)的空間參數(shù)對每個部分進行估計。ICLD參數(shù)描述了兩個信道之間的級別差，且ICTD參數(shù)描述了不同信道的兩個信號之間的時差(相移)。這些級別差和時差通常相對于參考信道而給予每個信道。在這些參數(shù)導出之后，參數(shù)被量化和最終編碼而用于傳輸。
雖然ICLD和ICTD參數(shù)表示最重要的聲源定位參數(shù)，但是使用這些參數(shù)的空間表示可通過引入另外的參數(shù)而增強。
一種相關的技術稱為“參數(shù)立體聲”描述基于傳輸?shù)膯温暤佬盘栠€有參數(shù)補充信息的兩信道立體聲信號的參數(shù)編碼。其中介紹了3種類型的空間參數(shù)，稱為信道間的強度差(IID)、信道間的相位差(IPD)和信道間的相干(ICC)。具有相干參數(shù)(相關參數(shù))的空間參數(shù)組的延伸能使聲級的感覺空間“擴散”或空間“緊湊”參數(shù)化。參數(shù)立體聲更詳細地描述在下列文獻中“立體聲音頻的參數(shù)編碼(ParametricCoding of stereo audio)”，由J.Breebaart、S.van de Par、A.Kohlrausch、E.Schuijers發(fā)表在(2005)Eurasip，J.Applied SignalProc.9第1305-1322頁；“低比特率的高音質參數(shù)空間音頻編碼(High-Quality Parametric Spatial Audio Coding at Low Bitrates)”，J.Breebaart、S.van de Par、A.Kohlrausch、E.Schuijers于2004年5月發(fā)表在柏林的AES第116次會議的預印本6072中；和“低復雜性參數(shù)立體聲編碼(Low Complexity Parametric Stereo Coding)”，由E.Schuij ers、J.Breebaart、H.Purnhagen、J.Engdegard于2004年5月發(fā)表在柏林的AES第116次會議的預印本6073中。
國際公開WO2004/008805A1教導，多信道音頻信號如何能通過組合幾個參數(shù)立體聲模塊被有利地壓縮，從而實現(xiàn)分級結構以導出含有下混信號和參數(shù)補充信息的原始多信道音頻信號的表示。
在BCC和參數(shù)立體聲(PS)方法中，音頻信道之間的級別差(也稱為強度差ICLD或能量差IID)的表示是立體聲/多信道音頻信號的參數(shù)表示的一個重要部分。對于每個時隙/頻隙，這種信息和其它空間參數(shù)從編碼器傳輸?shù)浇獯a器。因此，考慮到編碼效率，在保持音頻質量的同時盡可能緊湊地表示這些參數(shù)有很大益處。
在BCC編碼中，級別差相對于所謂的“參考信道”來表示，且相對于參考信道以dB為單位通過均勻比例量化。這并沒有最優(yōu)利用一個事實，即相對于參考信道具有低級別的信道在被人類聽眾聽到時受到顯著的掩蔽作用。在信道完全沒有信號的極端情況下，描述這種特別信道的參數(shù)所使用的帶寬被完全浪費。在更為通常的情況下，其中一個信道比另一信道弱得多，即聽眾在重放期間幾乎不能聽到該弱的信道，弱信道的較不精確的再現(xiàn)也會導致聽眾相同的感覺音質，因為該弱信號主要被較強的信號所掩蔽。
為了說明在對多信道信號編碼時出現(xiàn)的的情形和問題，參考圖10a，其中例示了通常使用的5信道信號。該5信道配置具有左后信道101(A，有信號a(t))、左前信道102(B，有信號b(t))、中央信道103(C，有信號c(t))、右前信道104(D，有信號d(t))和右后信道105(E，有信號e(t))。在單信道或信道對之間的強度關系用箭頭標記。因此，在左前信道102和右前信道104之間的強度分布標記為r1(110)，在左后信道和右后信道之間的強度分布標記為r4(112)。在左前信道102和右前信道104的組合與中央信道103之間的強度分布標記為r2(114)，以及在后信道的組合和前信道的組合之間的強度分布標記為r3(116)。當例如記錄了簡單獨白時，大多數(shù)能量會包含在中央信道103中。在這個例子中，尤其后信道將會只含有很少(或0)能量。因此，描述后信道特性的參數(shù)在這個例子中僅僅被浪費，因為主要是中央信道102或者前信道將會在重放期間有效。
基于圖10a，在信道或信道組合之間的能量分布的計算方式在下面的段落中進行了描述。
圖10a例示了用于5信道揚聲器配置的多信道參數(shù)化，其中不同的音頻信道用101到105指示；a(t)101表示左環(huán)繞信道的信號，b(t)102表示左前信道的信號，c(t)103表示中央信道的信號，d(t)104表示右前信道的信號，e(t)105表示右環(huán)繞信道的信號。揚聲器配置被分為前部分和后部分。在整個前信道配置(102、103和104)和后信道(101和105)之間的能量分布如圖10a中箭頭所示且用r3參數(shù)指示。在中央信道103和左前信道102和右前信道104之間的能量分布用r2指示。在左環(huán)繞信道101和右環(huán)繞信道105之間的能量分布用r4例示。最后，在左前信道102和右前信道104之間的能量分布由r1給出。因為r1到r4是不同區(qū)域的參數(shù)化，所以也清楚的是，除了能量分布，還有其它的基本區(qū)域特性也能被參數(shù)化，例如區(qū)域之間的相關性。另外，對于每個參數(shù)r1到r4，可以計算局部能量。例如r4的局部能量是信道A101和E105的總能量LocalEnergyr4＝E[a2(t)]+E[e2(t)]其中，E[.]是由下式限定的期望值E[f(x)]=1T∫0Tf(x(t))dt]]>圖10b示出由分級排序的參數(shù)立體聲模塊建立的多信道音頻解碼器，例如在WO2004/008805A1中所描述的。這里，音頻信道101到105，如圖10a中所介紹的，從單個單聲道下混信號120(M)和相應的補充信息通過第一兩信道解碼器122、第二兩信道解碼器124、第三兩信道解碼器126和第四兩信道解碼器128逐步再現(xiàn)。如可以看出的，圖10b的樹狀結構中，第一兩信道解碼器將單聲道下混信號120分解為饋入第二兩信道解碼器124和第三兩信道解碼器126的兩個信號。其中，饋入第三兩信道解碼器126的信道是組合信道，由左后信道101和右后信道105所組合。饋入第二兩信道解碼器124的信道是中央信道103和由左前信道102和右前信道104所組合的組合信道的組合。
因此，在第二步分級解碼后，左后信道101、右后信道105、中央信道103和由左前信道102和右前信道104組合的一個組合信道被使用傳輸?shù)目臻g參數(shù)重建，其中該空間參數(shù)包含有由每個兩信道解碼器122、124和126所使用的級別參數(shù)。
在第三步分級解碼中，第四兩信道解碼器128使用作為用于第四兩信道解碼器128的補充信息傳輸?shù)募墑e信息，導出左前信道102和右前信道104。使用如圖10b中所示的現(xiàn)有技術的分級解碼器，每個單輸出信道的期望能量是從在輸入信號和每個輸出信號之間的各種不同的參數(shù)立體聲模塊中得出的。換句話說，具體的輸出信道的能量可以依賴于多個參數(shù)立體聲模塊的IID/ICLD參數(shù)。在這種連接的參數(shù)立體聲模塊的樹狀結構中，IID參數(shù)的非均勻量化也能應用在每個參數(shù)立體聲模塊內以產生IID值，其接著由解碼器用作部分補充信息。這將會局部(即，分別在每個參數(shù)立體聲模塊內)利用非均勻IID量化的利益，然而因為在每個模塊(“葉子”)內的量化獨立于相對級別可能為高的其它音頻信道的能量/級別來執(zhí)行以及因此產生掩蔽，所以這是次優(yōu)的。
這是可能的，因為“葉子”模塊不知道更高的樹級別(例如“根”模塊)的全局級別分布。每個葉子有其自身的對應IID/ICLD參數(shù)，其指示從其輸入信道到輸出信道的能量分布。例如，葉子“r3”的IID/ICLD參數(shù)(由第一兩信道解碼器122處理)可以指示90％的輸入能量應該送到葉子r2，而剩余的能量(10％)應該送到葉子r4。這個處理對樹的每個葉子重復。因為每個能量分布參數(shù)用有限的精確度表示，所以在每個輸出信道A-E的期望能量和實際能量之間的偏差依賴于在IID/ICLD參數(shù)中的量化誤差，還依賴于能量分布(以及由此依賴于量化誤差的傳播)。換句話說，當相同的量化表用于在全部參數(shù)化級r1到r4內的某一參數(shù)類型例如ICC或IID時，執(zhí)行的IID/ICLD只是局部最優(yōu)的。這意味著，對于每個參數(shù)化級r1到r4，在現(xiàn)有技術的實現(xiàn)中，(局部)輸出信道的輸出能量的誤差對于最弱的輸出信道最大。
如在前面段落中詳述的，描述多信道音頻信號的空間感覺的級別參數(shù)(IID或ICLD)或諸如ICC、相位差或時差的其它參數(shù)的量化仍是次優(yōu)的，因為對于描述由于信道內的低能量而被主要掩蔽的信道的空間參數(shù)，可能浪費了帶寬。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種對于多信道音頻信號的空間參數(shù)的量化的改進的概念。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過用于量化輸入?yún)?shù)的參數(shù)量化器達到，其中輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)量化器包含量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和值量化器，用于使用產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目的通過用于去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的參數(shù)去量化器達到，其中該參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)去量化器包含去量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和值去量化器，用于使用產生的去量化規(guī)則從量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，該目的通過量化輸入?yún)?shù)的方法達到，其中該輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和使用產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，該目的通過去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的方法達到，其中該參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和使用產生的去量化規(guī)則從量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，該目的通過具有一個量化的參數(shù)的多信道信號的表示達到，該量化的參數(shù)是作為用于一個單信道或一對信道的特性的度量的參數(shù)的量化表示，其中該參數(shù)是所述一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，其中量化的參數(shù)使用基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系的量化規(guī)則導出。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，該目的通過在其上存儲有如上所述的多信道信號的表示的機器可讀的存儲介質達到。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，該目的通過具有用于量化輸入?yún)?shù)的參數(shù)量化器的發(fā)送機或者音頻記錄器達到，其中輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)量化器包含量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和值量化器，用于使用產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，該目的通過具有用于去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的參數(shù)去量化器的接收機或音頻播放器達到，其中該參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)去量化器包含去量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和值去量化器，用于使用產生的去量化規(guī)則從量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，該目的通過發(fā)送或者音頻記錄的方法達到，該方法包括量化輸入?yún)?shù)的方法，其中輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和使用產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，該目的通過接收或音頻播放的方法達到，該方法具有去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的方法，其中該參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和使用產生的去量化規(guī)則從量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，該目的通過具有發(fā)送機和接收機的傳輸系統(tǒng)達到，該發(fā)送機具有用于量化輸入?yún)?shù)的參數(shù)量化器，該接收機具有用于去量化一個量化的參數(shù)的參數(shù)去量化器。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，該目的通過發(fā)送和接收的方法達到，該方法包括具有量化輸入?yún)?shù)的方法的發(fā)送方法；且該方法包括含有去量化一個量化的參數(shù)的方法的接收方法。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，該目的通過當在一部計算機上運行時用于執(zhí)行上述方法之一的計算機程序達到。
本發(fā)明基于一種發(fā)現(xiàn)，即作為一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量的參數(shù)能使用一個量化規(guī)則而更有效地量化，該量化規(guī)則基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生。
本發(fā)明的概念的主要的優(yōu)點是，根據(jù)將要描述的信號的能量，或者產生量化規(guī)則，或者從一組可用的量化規(guī)則選擇一個適當?shù)牧炕?guī)則。因此，心理聲學模型可以在編碼期間應用到量化器或者在解碼期間應用于去量化器，以使用適應于實際信號需要的量化規(guī)則。尤其是，當在多信道信號中一個信道比其它信道含有非常少的能量時，量化可以比對于具有高能量的信道粗略得多。這是因為一個事實，即在重放期間，高能量信號掩蔽低能量信號，也就是說，聽眾幾乎不會識別低能量信號的任何細節(jié)，且因此低能量信號能通過粗略量化劣化更多，而聽眾由于高度掩蔽低能量信號而不能識別失真。
在本發(fā)明的一個實施例中，用于量化參數(shù)的參數(shù)量化器具有用于產生量化規(guī)則的量化規(guī)則產生器，和用于使用該產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)的值量化器。為了產生適當?shù)牧炕?guī)則，量化器選擇器接收將被編碼的多信道音頻信號的總能量，和其參數(shù)將被量化的單信道和一對信道的局部能量作為輸入。知道了總能量和局部能量，量化器選擇器就能決定使用哪個量化規(guī)則，即為具有較低局部能量的多信道或多信道對選擇較粗略量化規(guī)則?？蛇x地，量化器選擇器還可以導出算法規(guī)則以修正現(xiàn)有的量化規(guī)則或根據(jù)局部和總能量計算完全新的量化規(guī)則。例如，一種可能性是計算將應用到線性量化器或非線性量化器之前的信號的通用的比例因子以實現(xiàn)減少將要發(fā)送的補充信息大小的目的。
在本發(fā)明的另一實施例中，多信道信號以成對方式編碼，即通過使用具有幾個以樹狀結構排序的2至1下混器的分級結構，每個下混器從輸入到下混器中的兩個信道中產生一個單聲道信道。根據(jù)本發(fā)明的概念，現(xiàn)在不僅能局部實施能量相關量化，即在只在2至1下混器的輸入端具有可用的信息的每個2至1下混器處，而且，基于總信號能量的全局認識。這樣顯著提高了感覺信號的感覺音質。
顯然，根據(jù)本發(fā)明的概念，補充信息大小能被減少而幾乎不會影響編碼的多信道音頻信號的品質。
在本發(fā)明的另一實施例中，本發(fā)明的參數(shù)量化器包含在差分編碼器和霍夫曼編碼器(兩者均用于進一步對量化的參數(shù)編碼以導出參數(shù)位流)之前的參數(shù)編碼器中。本發(fā)明的這種編碼器的很大的優(yōu)點在于，除了減少了為描述量化的參數(shù)所需要的碼字的大小外，更粗略的量化還將會自動提高饋給差分編碼器和霍夫曼編碼器的相同碼字的數(shù)量，其考慮到量化的參數(shù)的更好壓縮，進一步減少了補充信息的大小。
在本發(fā)明的另一實施例中，本發(fā)明的參數(shù)量化器有量化器因子函數(shù)產生器和參數(shù)乘法器。該量化器因子函數(shù)產生器接收總能量和局部能量作為輸入，且從輸入量導出單個比例值。該參數(shù)乘法器接收參數(shù)和導出的量化器因子f，以在將修改的參數(shù)傳遞到將固定的量化規(guī)則應用到修改的參數(shù)的量化器之前，用量化器因子除參數(shù)。
這個實施例的一個變化方式是在量化器后面有一個參數(shù)乘法器，且因此使用導出的量化器因子f以從量化器導出產生的索引。這樣的結果接著需要再次舍入成整數(shù)索引。
對參數(shù)應用比例因子與選擇不同的量化規(guī)則具有相同的效果，因為例如用大因子來除壓縮了輸入?yún)?shù)空間，使得只有小部分的已經存在的量化規(guī)則將會有效。這個解決方法的優(yōu)點在于，因為自從由只需要有限的附加硬件或軟件的簡單相乘來實現(xiàn)定標，只有一個量化規(guī)則將會被存儲或處理，因此能節(jié)省在解碼器和編碼器側的附加存儲。另一優(yōu)點在于，通過應用量化器因子，該量化器因子可以使用任何可能的函數(shù)相關導出。因此，量化器或去量化器的靈敏度能在整個可能的輸入?yún)?shù)空間內進行連續(xù)調整，而不會選擇超出給出的樣本以外的預定的量化規(guī)則。
隨后，本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過參考附圖進行描述，其中圖1示出本發(fā)明的參數(shù)量化器的方框圖；圖2a-c示出將會應用的幾種可能的量化規(guī)則；圖3示出具有本發(fā)明的參數(shù)量化器的參數(shù)編碼器；圖4a、4b示出具有本發(fā)明的參數(shù)量化器的參數(shù)編碼器的另一實施例；圖5示出比例因子函數(shù)的例子；圖6示出非線性量化規(guī)則；圖7示出本發(fā)明的參數(shù)去量化器；圖8示出具有本發(fā)明的參數(shù)去量化器的參數(shù)解壓縮器；圖9a示出本發(fā)明的參數(shù)去量化器的一個實施例；圖9b示出本發(fā)明的參數(shù)去量化器的另一實施例；圖9c示出用于執(zhí)行能量相關的去量化的一個例子；
圖9d示出用于執(zhí)行能量相關的去量化的另一例子；圖9e示出參數(shù)量化和去量化的例子；圖10a示出5信道的多信道音頻信號的表示；以及圖10b示出根據(jù)現(xiàn)有技術的分級參數(shù)多信道解碼器。
具體實施方式圖1示出本發(fā)明的參數(shù)量化器199，其具有量化器200和量化器選擇器202。量化器選擇器202接收根據(jù)將被編碼的參數(shù)的信道或信道對的局部能量和多信道音頻信號的總能量。基于兩種能量信息，該量化器選擇器202產生一個量化規(guī)則，該量化規(guī)則由量化器200使用以從輸入到量化器200的參數(shù)206導出量化的參數(shù)204。因此，在這種情況下，量化器選擇器202用作量化規(guī)則產生器。
到量化器選擇器202的輸入?yún)?shù)是原始多信道信號的總能量和由將被量化的參數(shù)所描述的信道的局部能量。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，局部能量(Local Energy)和總能量(Total Energy)之間的比率給出能用于決定使用哪個量化器的一個度量。作為一個例子，該比率q(相對的局部能量)能使用下面的公式以dB形式計算q=10·log10(LocalEnergyTotalEnergy)]]>選擇的量化器接著用于使用量化器量化該參數(shù)206。
本發(fā)明教導，如果參數(shù)化級的能量與總能量相比較低，即當相對局部能量q小時，可以使用IID/ICLD參數(shù)(等)的更粗略量化。本發(fā)明利用這樣的心理聲學關系，即與具有較低重要性/低能量的音頻信號相比，以高精確度參數(shù)化主要/高能量的信號更為重要。為了使該點更為清楚，再次參考圖10a。當在原始多信道信號中的音頻場景內能量/信號主要存在于前面的聲像(意味著左前信道102、中央信道103和右前信道104)中時，環(huán)繞信道可使用更低的精確度量化，因為環(huán)繞信道有低得多的能量。由更粗略的量化引入的另外的量化誤差不能被感覺到，因為前面的信道有高得多的能量且因此r4的量化誤差(以及由此產生的環(huán)繞信道A和E的能量誤差)被信道B、D和/或C掩蔽。
在最極端的例子中，環(huán)繞信道A和E只有一些微弱噪音，而前信道B、C和D有全幅信號。在這種情況下，16位PCM原始信號會指示超過80dB的能量差。因此，參數(shù)r4可被任意粗略量化而不會由于(粗略)量化引入任何聽得見的差別。
圖2a到2c示出三種引入不同級別的量化誤差的可能的量化規(guī)則。所有的圖形都在它們的x軸上示出原始的參數(shù)，而在它們的y軸上示出分配給參數(shù)的整數(shù)值。此外，圖2a到2c示出虛線，其對應于每個量化階段的索引，且因此能用于傳輸或存儲。該傳輸?shù)乃饕又苡迷诮獯a器側，例如組合查找表，用于去量化。
最精細的量化如圖2a中的量化曲線230所示，其將x軸的離散參數(shù)間隔映射到13個整數(shù)值。中等量化由圖2b中的量化曲線232達到，而最粗略的量化由圖2c中的量化曲線234達到。明顯的是，引入的量化誤差在圖2c所示的例子中最大，且在圖2a所示的例子中最小。
這三個量化規(guī)則是可以由量化器選擇器202選擇的量化規(guī)則的例子。換句話說，圖2a-c例示了三種不同的線性量化規(guī)則，其中x軸描述輸入值，而y軸給出對應的量化值。圖2a到2c在x軸和y軸上都具有相同的比例，且因此，圖2a有三中最精細的量化以及由此產生的最小的量化誤差。圖2c有最粗略的量化和由此產生的最大的量化誤差。在差分編碼和霍夫曼編碼后，它還會產生最低的比特率，因為它有最少量的量化階段。
作為一個例子，可能的量化規(guī)則產生可以基于在局部能量和總能量之間的相對局部能量q，如上所述。作為一個例子，具有量化規(guī)則的對應選擇的q值的可能的范圍在下列的表內被匯總
圖3示出本發(fā)明的參數(shù)壓縮器，其具有本發(fā)明的參數(shù)量化器199、差分編碼器220和霍夫曼編碼器222。圖3的本發(fā)明的參數(shù)編碼器通過將量化的參數(shù)204用作差分編碼器220的輸入而延伸圖1的參數(shù)量化器，該差分編碼器對量化的參數(shù)204差分編碼以導出差分編碼的參數(shù)，該參數(shù)接著輸入到霍夫曼編碼器222，該霍夫曼編碼器將霍夫曼編碼方案應用到差分編碼的量化的參數(shù)，導出最終參數(shù)位流的參數(shù)位流單元224作為輸出。
本發(fā)明的參數(shù)量化器與差分編碼器和霍夫曼編碼器的組合尤其吸引人，因為更為粗略的量化導致更大量的相同符號(量化的參數(shù))。當最大量的可能輸入符號通過更粗略的量化而減少時，差分編碼器220和霍夫曼編碼器222的組合會明顯提供量化的參數(shù)的更為緊湊的編碼表示(參數(shù)位流單元224)。
圖4a示出使用本發(fā)明的參數(shù)量化器250、差分編碼器252和霍夫曼編碼器254的本發(fā)明參數(shù)編碼器的另一實施例。
參數(shù)量化器250具有量化器因子產生器256、參數(shù)定標器258和量化器260。在這種情況下，量化器因子產生器256和參數(shù)定標器258一起用作參數(shù)規(guī)則產生器。
量化器函數(shù)產生器256接收多信道音頻信號的總能量和對于將被量化的參數(shù)的信道或信道對的局部能量作為輸入。該量化器因子產生器256基于局部能量和總能量產生比例因子262(f)。在優(yōu)選的實施例中，這基于在局部能量和總能量之間的比率產生的相對的局部能量q來實現(xiàn)，如下q=10·log10(LocalEnergyTotalEnergy)]]>比率q能用在量化器因子產生器256中以計算用作參數(shù)定標器258的輸入的量化器因子f(262)，該參數(shù)定標器258另外接收將被量化的參數(shù)。
參數(shù)定標器258對輸入?yún)?shù)應用定標，其可以是例如用量化器因子262除參數(shù)。該參數(shù)的定標等同于選擇不同的量化規(guī)則。被定標的參數(shù)接著輸入量化器260，其在本發(fā)明的這個實施例中使用固定的量化規(guī)則。量化的參數(shù)的進一步處理與圖3的處理相同，該參數(shù)被差分編碼和隨后霍夫曼編碼以最終產生參數(shù)位流單元。
將比例因子應用到參數(shù)的優(yōu)點在于，量化規(guī)則能以連續(xù)方式適應于需求，因為導出量化因子262的解析函數(shù)可以基本上具有任何形式。
圖4b示出與在圖4a所示的本發(fā)明的參數(shù)編碼器250相似的本發(fā)明的參數(shù)編碼器270的另一實施例。因此，在下面的段落中只簡短解釋與參數(shù)編碼器250的不同之處。
本發(fā)明的參數(shù)編碼器270沒有參數(shù)定標器(參數(shù)編碼器250的參數(shù)定標器258)。為了達到量化的能量相關，參數(shù)量化器270具有壓縮裝置272作為替代。這意味著，在這種情況下，量化器因子產生器256和壓縮裝置258一起用作量化規(guī)則產生器。壓縮裝置272連接到量化器260和量化器因子產生器256。壓縮裝置272接收量化的參數(shù)作為輸入，該量化的參數(shù)由量化器260使用固定的量化方案所量化。為了實現(xiàn)能量相關，該壓縮裝置使用量化的參數(shù)作為輸入，并使用比例因子262對該量化的參數(shù)定標。這通過減少將被傳輸?shù)皆隽烤幋a器252的量化的參數(shù)的可能數(shù)量來節(jié)省比特率。例如，這種壓縮能通過用比例因子262除量化的參數(shù)索引來達到。
從相對局部能量比率q導出比例因子262的可能函數(shù)如圖5所示。作為一個例子，圖5示出四個可能函數(shù)300、302、303和304，其能用于導出比例因子f。第一因子函數(shù)300是常數(shù)函數(shù)且由此沒有能量相關。
因子函數(shù)302和304示出實現(xiàn)因子函數(shù)的兩種可能性，其中因子函數(shù)302是較不主動的函數(shù)，且因此會比使用因子函數(shù)304增加較小的引入的量化誤差。另一方面，因子函數(shù)302將會比因子函數(shù)304節(jié)約較少的比特率。因子函數(shù)303示出從能量份額q導出量化器因子的第四種可能性，而因子函數(shù)303形式上是階梯狀，且由此將能量份額q的間隔分配給相同的量化器因子。
圖6例示了非均勻量化器，其中在x軸上的dB形式的輸入根據(jù)函數(shù)310量化以產生在y軸上畫出的dB形式的輸出y。這種非均勻量化器函數(shù)也能用于量化空間參數(shù)。當BCC編碼方案中的參考信道被選為多信道信號中的最強的信道時，這具有特別的意義。如圖6所示的非均勻量化器例示了會適合需求的量化器函數(shù)310，因為隨著能級與參考信道相比變得更小，量化步長增大。由于能級量化誤差對于具有較少能量的信號會比對于最強的信道更大，因此這是特別吸引人的特性。
圖7示出具有去量化器502和去量化器選擇器504的本發(fā)明的參數(shù)去量化器500。該去量化器選擇器504接收多信道音頻信號的總能量和信道或信道對的局部能量，還有將被去量化的量化參數(shù)505?；诮邮盏哪芰啃畔ⅲチ炕鬟x擇器504導出去量化規(guī)則，其由去量化器502用來去量化該量化參數(shù)505。因此，在這種情況下，去量化器選擇器504用作去量化規(guī)則產生器。
應當注意，去量化器選擇器504可以以不同方式工作。第一種可能性是去量化器選擇器504直接導出量化規(guī)則，且將導出的量化規(guī)則傳送到去量化器502。另一種可能性是去量化器選擇器504符合去量化規(guī)則決定，其被傳送到去量化器502，該去量化器能使用該去量化規(guī)則決定以從例如存儲在去量化器502中的許多量化規(guī)則中選擇適當?shù)娜チ炕?guī)則。
圖8示出具有參數(shù)去量化器500、差分解碼器510和霍夫曼解碼器512的本發(fā)明的參數(shù)解碼器。
霍夫曼解碼器512接收參數(shù)位流單元513，并與其關聯(lián)地，該去量化器選擇器504接收由參數(shù)位流單元513描述的一個信道或信道對的局部能量和多信道音頻信號的總能量。該參數(shù)位流單元513由本發(fā)明的參數(shù)編碼器產生，如圖3所示。因此，參數(shù)位流單元513由霍夫曼解碼器512進行霍夫曼解碼，且由差分解碼器510進行差分解碼，然后供給去量化器502。在由霍夫曼解碼器512和差分解碼器510解碼之后，由本發(fā)明的參數(shù)去量化器500執(zhí)行去量化，如已經在圖7的本發(fā)明的參數(shù)的說明中所述。
換句話說，圖8例示了使用能量相關去量化器500的解碼器，該解碼器對應于本發(fā)明的編碼器。參數(shù)位流單元被霍夫曼解碼和差分解碼為索引。使用與將總能量和局部能量用作輸入的編碼器中所使用的相同的規(guī)則和函數(shù)，來在去量化器選擇器504中選擇正確的去量化器。選擇的去量化器接著用于將索引去量化(使用去量化器502)為去量化的參數(shù)。
圖9a示出本發(fā)明的參數(shù)解碼器的另一實施例，其具有本發(fā)明的能量相關的去量化器520、霍夫曼解碼器512和差分解碼器510。參數(shù)去量化器520包含量化器因子產生器522、去量化器524和參數(shù)定標器526。在這種情況下，去量化器因子產生器522和參數(shù)定標器526一起用作去量化規(guī)則產生器。
在用霍夫曼解碼器和差分解碼器解碼參數(shù)位流單元513之后，量化的參數(shù)由去量化器524去量化，其中去量化器524使用與用于產生量化的參數(shù)的量化規(guī)則匹配的去量化規(guī)則。該量化器因子產生器522從局部能量與多信道音頻信號的總能量的比率導出比例因子528(f)。參數(shù)定標器526接著通過比例因子和去量化的參數(shù)的相乘而將比例因子528應用到去量化的參數(shù)。
在由參數(shù)定標器526定標之后，解壓縮的去量化的參數(shù)在本發(fā)明的參數(shù)解碼器的輸出端可用。
圖9b示出本發(fā)明的參數(shù)解碼器530的另一實施例，與本發(fā)明的參數(shù)解碼器520相似。因此，下列的段落中只詳述與參數(shù)解碼器520的不同之處。
本發(fā)明的參數(shù)解碼器530具有解壓縮器532，該解壓縮器532達到與在本發(fā)明的參數(shù)解碼器520中的參數(shù)定標器526相同的功能結果。解壓縮器532接收量化的參數(shù)作為一個輸入和來自因子產生器522的比例因子528作為另一個輸入。這意味著在這種情況下，因子產生器522連同解壓縮器532一起用作去量化規(guī)則產生器。為了實現(xiàn)能量加權的去量化功能，量化的參數(shù)由解壓縮器532定標，然后將這樣導出的定標的量化參數(shù)輸入到去量化器524。去量化器524接著對該定標的量化的參數(shù)去量化以使用固定的去量化規(guī)則導出去量化的參數(shù)。例如，這種解壓縮能通過比例因子528與量化的參數(shù)索引的相乘來達到。
雖然分別由參數(shù)定標器258和參數(shù)定標器526在編碼和解碼期間的定標被描述為在編碼期間的相除和在解碼期間的相乘，但是任何與使用不同量化規(guī)則具有相同效果的其它類型的定標能在編碼或解碼期間應用于參數(shù)。
在如圖10b中例示的堆積參數(shù)化(分級解碼或編碼)的情況下，應該注意到，因為解碼器能從根(下混信道)向外到葉子對能量分布進行解碼，所以在每個參數(shù)化r1到r4(兩信道解碼器122、124、126和128)中具有明確定義的局部能量，其能用作解碼器側的局部能量。另外，如果解碼器也從根到葉子量化，則完全相同的局部能量能在編碼器上用作用于量化器選擇器和量化器因子函數(shù)的局部能量。
換句話說，或者，解碼器可以使用總能量和局部能量自主地決定使用哪個去量化規(guī)則?？蛇x地，可以通過某些附加補充信息發(fā)信號通知解碼器哪個去量化規(guī)則是用于對參數(shù)去量化的適當?shù)娜チ炕?guī)則。
盡管在本發(fā)明的不同的實施例中進行了描述，但是比例因子的應用和適當去量化規(guī)則的選擇還能在本發(fā)明的編碼器或解碼器的一個實施例內組合。
為了給出更為詳細的例子，圖9c和9d示出了用于使用另外傳輸?shù)目臻g參數(shù)(CLD，ICC)從傳送的單聲道信號M重建多信道信號的實現(xiàn)能量相關去量化的兩種可能的方式。在討論這兩個附圖之前，可以注意到，附圖中所示的樹狀結構只對重建空間參數(shù)是重要的，其中用于產生多信道信號的各個信道的實際ab混合通常在單個階段中執(zhí)行。
圖9c示出導出參數(shù)CLD的情形，使得假設參數(shù)CLD0描述了在使用原始信號的多個信道組合的信道之間的能量分布。
在第一分級上混位置1000中，CLD0描述在兩個信道之間的能量關系，其中第一信道是左前信道(FL)、右前信道(FR)、中央信道(C)和低頻增強信道(LFE)的組合1002。第二信道是左后信道(BL)和右后信道(BR)的組合。換句話說，參數(shù)CLD0描述在所有的后信道和所有的前信道之間的能量分布。
因此，顯而易見的是，當CLD0指示只有很少能量包含在后信道中時，描述在左后信道和右后信道之間的空間特性的參數(shù)可以更強地量化，因為當所有的信道同時重放時，由粗略量化另外引入的失真幾乎是聽不見的。
如圖9b所示的本發(fā)明的參數(shù)去量化器例如在實際的去量化被執(zhí)行之前，計算比例因子528以通過將要被去量化的參數(shù)與參數(shù)索引相乘來實現(xiàn)去量化。因此，如果參數(shù)CLD0被傳輸，例如當使用圖9b的解碼器時，可以根據(jù)下列的公式計算其它分級階段的最終使用的CLD參數(shù)。
下面，術語“DEQ”描述將固定的去量化表應用到給予過程DEQ的參數(shù)。其意味著，傳輸?shù)膮?shù)IDX CLD(0，L)可以被直接去量化，由下面的表達式所指示DCLDQ(0,l,m)=deq(idxCLD(0,l,m),CLD)]]>因為CLD參數(shù)描述在兩個信道之間的能量分布，且該信道是如圖9c所指示的信道的組合，現(xiàn)在可以根據(jù)下式導出相對局部能量(Relative Local Energy)FCRelativeLocalEnergyFC5151(l,m)=10·log10(10(DCLDQ(0,l,m)10)1+10(DCLDQ(0,l,m)10))]]>后信道的相對局部能量是根據(jù)RelativeLocalEnergyS5151(l,m)=10·log10(11+10(DCLDQ(0,l,m)10))]]>給出上述的和本發(fā)明的概念，現(xiàn)在可以考慮到包含在組合信號1002內的全部能量而計算CLD1idxCLDEdQ(1，L，m)＝max(-15，min(15，round(idxCLD(1，L，m)·facFunc(RelativeLocalEnergyFC5151(l,m)))))在上述給出的公式中，術語“facFunc”描述了給出與相對局部能量FC無關的實值的函數(shù)。換而言之，公式4描述在去量化之前，傳輸?shù)膮?shù)索引IDX CLD(1，l，m)與比例因子(facFunc)相乘以導出中等量化的參數(shù)。因為中等量化的參數(shù)不一定是整數(shù)值，所以該中等量化的參數(shù)必須舍入以導出IdxCLDEdQ，其接著被去量化成由下面運算所使用的最終參數(shù)DCLDQ(1,l,m)=deq(idxCLDEdQ(1,l,m),CLD)]]>通過諸如下列的標準去量化表來執(zhí)行去量化
導出的參數(shù)CLD1描述了在作為左前信道和右前信道的組合的信道和作為中央信道和低頻增強信道的組合的信道之間的能量關系，如可以從第二分級階段1004中的信道分解中看出的。這樣，描述包含在前信道即左前信道和右前信道中的能量的相對局部能量F可以根據(jù)下列的公式計算RelativeLocalEnergyF5151(l,m)=10·log10(10(DCLDQ1,l,m)10)1+10(DCLDQ(1,l,m)10)·10RelativeLocalEnergyFC5151(l,m)10)]]>如前所述，描述后信道的能量的相對局部能量S已經被導出，使得能根據(jù)下列的公式為分級框1006計算中等量化的參數(shù)IDX CLDEDQidxCLDEdQ(2，l，m)＝max(-15，min(15，round(idxCLD(2，l，m)·facFunc(RelativeLocalEnergyS5151(l，m)))))DCLDQ(2,l,m)=deq(idxCLDEdQ(2,l,m),CLD)]]>因為，如前所述，只描述前信道(F5151)的能量的相對局部能量現(xiàn)在可用，描述在左前信道和右前信道之間的能量關系的CLD3現(xiàn)在能以能量相關方式根據(jù)下面的公式導出idxCLDEdQ(3，l，m)＝max(-15，min(15，round(idxCLD(3，l，m)·facFunc(RelativeLocalEnergyF5151(l，m)))))DCLDQ(3,l,m)=deq(idxCLDEdQ(3,l,m),CLD)]]>在一種可能的實現(xiàn)中，描述中央信道和低頻增強信道之間的能量關系的參數(shù)CLD4現(xiàn)在能不使用因子函數(shù)而導出DCLDQ(4,l,m)=deq(idxCLD(4,l,m),CLD)]]>在可選的實施例中，也在導出參數(shù)CLD4中實現(xiàn)能量相關也是可行的。
圖9d示出為空間參數(shù)的導出定義分級的另一種可能性。
與圖9c的描述類似，各個CLD參數(shù)可以根據(jù)下列的公式導出DCLDQ(0,l,m)=deq(idxCLD(0,l,m),CLD)]]>RelativeLocalEnergyLR5152(l,m)=10·log10(10(DCLDQ(0,l,m)10)1+10(DCLDQ(0,l,m)10))]]>idxCLDEdQ(1，l，m)＝max(-15，min(15，round(idxCLD(1，l，m)·facFunc(RelativeLocalEnergyLR5152(l，m)))))DCLDQ(1,l,m)=deq(idxCLDEdQ(1,l,m),CLD)]]>RelativeLocalEnergyLR5152(l,m)=10·log10(10(DCLDQ(1,l,m)10)1+10(DCLDQ(1,l,m)10)·10RelativeLocalEnergyLR5152(l,m)10)]]>RelativeLocalEnergyR5152(l,m)=10·log10(11+10(DCLDQ(1,l,m)10)·10RelativeLocalEnergyR5152(l,m)10)]]>DCLDQ(2,l,m)=deq(idxCLD(2,l,m),CLD)]]>idxCLDEdQ(3，l，m)＝max(-15，min(15，round(idxCLD(3，l，m)·facFunc(RelativeLocalEnergyL5152(l，m)))))DCLDQ(3,l,m)=deq(idxCLDEdQ(3,l,m),CLD)]]>idxCLDEdQ(4，l，m)＝max(-15，min(15，round(idxCLD(4，l，m)·facFunc(RelativelocalEnergyR5152(l，m)))))DCLDQ(4,l,m)=deq(idxCLDEdQ(4,l,m),CLD)]]>可以注意到，不同的因子函數(shù)可以用來將本發(fā)明的概念實現(xiàn)為例如在圖5中所示的函數(shù)中的一個。
通常，如上所述，本發(fā)明的概念是在比其他信號部分包含相對低能量的信號部分的參數(shù)(CLD)以更粗略的方式量化的意義上應用能量相關量化。即，因子函數(shù)必須是使得對于低能量分量而言，應用的因子大。
為了更詳細地示出此概念，在圖9e中給出了一個例子，其示出在編碼和解碼期間的運算，進一步指出本發(fā)明的概念。還進一步參考前面介紹的量化表來計算示出的例子。
表9e示出在左邊欄1100中的量化器側的量化索引的運算，和在欄1102中的去量化器側的傳輸?shù)膮?shù)的重建。所傳輸?shù)膮?shù)在欄1104中給出。示出了用于具有相對低能量的信道組合的兩個例子。其由公共比例因子4.5指示，其顯著地大于1(參見圖4)。根據(jù)本發(fā)明的概念，量化索引IDX在量化器側量化后除以比例因子。然后，結果必須舍入為將被差分和霍夫曼編碼的整數(shù)值(參見圖4a)。因此，兩個例子的索引10和9都導致傳輸?shù)乃饕齀DXtransm為2。
去量化器將比例因子與傳輸?shù)乃饕喑艘詫С鲇糜谌チ炕闹亟ㄋ饕齀DXrek。如在量化器側的索引10的第一個例子中可以看出的，另外的誤差1由于在量化器側被除的索引的舍入而產生。另一方面，當在量化器側用比例因子除偶然產生將要被傳輸?shù)恼麛?shù)值索引IDXtransm時，不會引入另外的誤差。
明顯地，引入另外的誤差的危險隨著比例因子f的上升而上升。這意味著，將另外的誤差加到低能量信號的可能性相當高。當由所討論的CLD參數(shù)描述的信號有比較相等的能量時，CLD值將會接近于1，且這樣將會是比例因子(參見例如圖5)。這意味著，當參數(shù)以能量相關方式編碼的信道粗略分享相同能量時，通常不會在量化中引入另外的誤差。當然，這是最適當?shù)模驗楫斆總€信道在多信道信號內有大約相同的能量時，每個單信道在同時重放期間是可聽見的，因此，聽眾會清楚地聽得見引入的誤差。
明顯地，本發(fā)明的巨大優(yōu)點在于，誤差只對于具有較低能量的信道被接受。另一方面，對于那些信道，用一些大的數(shù)除相關參數(shù)的索使那些信道的索引值平均更接近于零。這可完全被隨后的差分編碼和霍夫曼編碼過程利用以有效地減小為多信道信號的傳輸?shù)膮?shù)消耗的比特率。
作為決定使用哪個去量化規(guī)則/量化規(guī)則的基礎的局部能量和總能量的關系在前面段落中被描述為對數(shù)度量。這當然不是能用于實現(xiàn)本發(fā)明的概念的唯一可能的度量。描述在局部能量和總能量之間的能量差的任何其他的度量，例如普通差，也能用于作決定。
本發(fā)明的另一重要特征是，組合兩信道編碼器(PS)的設計，該設計將輸入能量分配到通常由例如CLD等參數(shù)控制的兩個輸出信道(意味著輸入的能量等于兩個輸出信道的能量的總和)，能量差即在總能量和對于每個兩信道解碼器(122、124、126和128)的局部能量之間的相對局部能量由CLD參數(shù)限定。這意味著不需要實際度量總能量和局部能量，因為通常用于計算比例因子的dB形式的能量差由CLD參數(shù)限定。
根據(jù)本發(fā)明的方法的某些實施需求，本發(fā)明的方法能在硬件或軟件中實現(xiàn)。實施能使用數(shù)字存儲介質執(zhí)行，尤其是在其上存儲有電子可讀的控制信號的磁盤、DVD或者CD，其與可編程計算機系統(tǒng)合作從而執(zhí)行本發(fā)明的方法。通常，本發(fā)明因此是具有在機器可讀的載體上存儲的程序編碼的計算機程序產品，當計算機程序產品在計算機上運行時，該程序編碼可操作以執(zhí)行本發(fā)明的方法。換句話說，本發(fā)明的方法因此是計算機程序，具有當計算機程序在計算機上運行時用于執(zhí)行至少一種本發(fā)明的方法的程序編碼。
盡管前面已經參考其具體實施例進行了具體的顯示和描述，但是本領域技術人員可以理解的是，可以在形式和細節(jié)上進行多種其他變化而不會背離其精神和范圍。應該理解的是，可以進行多種變化以應用于不同的實施例，而不會背離這里公開的和由隨后權利要求
所包括的更寬的概念。
權利要求
1.一種用于量化輸入?yún)?shù)的參數(shù)量化器，其中所述輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)量化器包含量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和值量化器，用于使用產生的量化規(guī)則從所述輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求
1所述的參數(shù)量化器，其中所述量化規(guī)則產生器用來產生量化規(guī)則，使得與具有高能量度量的信道或信道對相比，對于具有低能量度量的信道或信道對的量化更為粗略。
3.根據(jù)權利要求
1所述的參數(shù)量化器，其中所述量化規(guī)則產生器用來從兩個或更多的預定的量化規(guī)則中選擇一個量化規(guī)則。
4.根據(jù)權利要求
1所述的參數(shù)量化器，其中所述量化規(guī)則產生器用來基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系計算一種新的量化規(guī)則。
5.根據(jù)權利要求
4所述的參數(shù)量化器，其中所述量化規(guī)則產生器使得所述量化規(guī)則的計算包含比例因子的計算。
6.根據(jù)權利要求
5所述的參數(shù)量化器，進一步包括用于使用比例因子修改輸入?yún)?shù)的參數(shù)定標器。
7.根據(jù)權利要求
6所述的參數(shù)量化器，其中所述參數(shù)定標器用來修改輸入?yún)?shù)，使得所述修改包括輸入?yún)?shù)除以比例因子。
8.根據(jù)權利要求
5所述的參數(shù)量化器，進一步包含壓縮裝置，其中所述參數(shù)量化器用來使用預定的量化規(guī)則導出中等量化的參數(shù)；以及其中所述壓縮裝置用來使用中等量化的參數(shù)和比例因子導出量化的參數(shù)。
9.根據(jù)權利要求
1所述的參數(shù)量化器，其中所述量化規(guī)則產生器用來產生量化規(guī)則，使得對輸入?yún)?shù)應用該量化規(guī)則包含將相同的量化的參數(shù)分配給在給定的輸入?yún)?shù)范圍內的所有輸入?yún)?shù)。
10.根據(jù)權利要求
1所述的參數(shù)量化器，其中所述輸入?yún)?shù)是空間參數(shù)，描述多信道音頻信號的空間感覺，以及其中所述輸入?yún)?shù)選自下列參數(shù)信道間的相關/相干ICC，信道間的級別/強度差ICLD或IID，信道間的相位差(IPD)，和信道間的時差(ICTD)。
11.根據(jù)權利要求
1所述的參數(shù)量化器，進一步包括差分編碼器和霍夫曼編碼器，其中差分編碼器用來導出量化的參數(shù)的差分編碼表示；以及霍夫曼編碼器用來導出差分編碼表示的霍夫曼編碼表示。
12.一種用于去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的參數(shù)去量化器，其中所述參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)去量化器包含去量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和從該多信道信號的信道導出的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和值去量化器，用于使用所述產生的去量化規(guī)則從所述量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
13.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器用來使用從多信道信號的信道導出的能量度量，所述多信道信號從不具有所述一個單信道或信道對的信道組合導出。
14.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器用來產生去量化規(guī)則，使得與具有高能量度量的信道或一對信道相比，對于具有低能量度量的信道或一對信道的去量化更為粗略。
15.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器用來從存儲在存儲器中的兩個或更多的固定的去量化規(guī)則中選擇一個去量化規(guī)則。
16.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器用來基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和從多信道信號的信道導出的能量度量的關系計算新的去量化規(guī)則。
17.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器使得所述去量化規(guī)則的計算包含比例因子的計算。
18.根據(jù)權利要求
17所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器進一步包括用于使用比例因子來修改所述參數(shù)的參數(shù)定標器。
19.根據(jù)權利要求
17所述的參數(shù)去量化器，其中所述參數(shù)定標器用來修改所述參數(shù)，使得所述修改包括比例因子與所述參數(shù)相乘。
20.根據(jù)權利要求
17所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器進一步包含用于使用比例因子從量化的參數(shù)導出中等量化的參數(shù)的解壓縮器；以及其中所述值去量化器用來使用固定的去量化規(guī)則從中等量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
21.根據(jù)權利要求
20所述的參數(shù)去量化器，其中所述解壓縮器用來通過比例因子和量化的參數(shù)的相乘導出中等量化的參數(shù)。
22.根據(jù)權利要求
20所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器進一步包含舍入器，以從中等量化的參數(shù)導出整數(shù)值的中等量化的參數(shù)；以及其中所述值去量化器用來使用固定的去量化規(guī)則從整數(shù)值的中等量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
23.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述量化的參數(shù)是在左前信道和右前信道的組合與中央信道和低頻增強信道的組合之間的能量關系的度量；其中所述能量度量是一對信道的能量度量，所述一對信道具有由左前信道和右前信道組合的第一信道以及由中央信道和低頻增強信道組合的第二信道；以及其中所述從多信道信號的信道導出的能量度量是從左后信道和右后信道的組合導出的能量度量。
24.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述量化的參數(shù)是在左后信道和右后信道之間的能量關系的度量；其中所述能量度量是具有左后信道和右后信道的一對信道的能量度量；以及其中所述從多信道信號的信道導出的能量度量是從左前信道、右前信道、中央信道和低頻增強信道的組合導出的能量度量。
25.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述量化的參數(shù)是在左前信道和右前信道之間的能量關系的度量；其中所述能量度量是具有左前信道和右前信道的一對信道的度量；以及其中所述從多信道信號的信道導出的能量度量是從中央信道和低頻增強信道的組合導出的能量度量。
26.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述量化的參數(shù)是在左前信道和左后信道的組合與右前信道和右后信道的組合之間的能量關系的度量；其中所述能量度量是一對信道的能量度量，所述一對信道具有由左前信道和左后信道組合的第一信道，并具有由右前信道和右后信道組合的第二信道；以及其中所述從多信道信號的信道導出的能量度量是從中央信道和低頻增強信道的組合導出的能量度量。
27.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述量化的參數(shù)是在左前信道和左后信道之間的能量關系的度量；其中所述能量度量是一對信道的能量度量，所述一對信道具有左前信道和左后信道；以及其中所述從多信道信號的信道導出的能量度量是從右前信道和右后信道的組合導出的能量度量。
28.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述量化的參數(shù)是在右前信道和右后信道之間的能量關系的度量；其中所述能量度量是一對信道的能量度量，所述一對信道具有右前信道和右后信道；以及其中所述從多信道信號的信道導出的能量度量是從左前信道和左后信道的組合導出的能量度量。
29.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述去量化規(guī)則產生器用來產生去量化規(guī)則，使得對量化的參數(shù)應用該去量化規(guī)則包含將所述量化的參數(shù)分配給一個參數(shù)。
30.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，進一步包含差分解碼器和霍夫曼解碼器，其中所述霍夫曼解碼器用來導出接收的霍夫曼編碼表示的霍夫曼解碼表示；以及其中所述差分解碼器用來從霍夫曼解碼表示導出量化的參數(shù)。
31.根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器，其中所述參數(shù)是空間參數(shù)，描述多信道音頻信號的空間感覺，以及其中所述輸入?yún)?shù)選自下列參數(shù)信道間的相關/相干ICC，信道間的級別/強度差ICLD或IID，信道間的相位差IPD，和信道間的時差ICTD。
32.一種量化輸入?yún)?shù)的方法，其中所述輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，所述方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和使用產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
33.一種去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的方法，其中所述參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，所述方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和使用產生的去量化規(guī)則從所述量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
34.一種具有作為一個參數(shù)的量化表示的量化的參數(shù)的多信道信號的表示，所述參數(shù)是一個單信道或一對信道的特性的度量，其中所述參數(shù)是所述一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，其中所述量化的參數(shù)被使用基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系的量化規(guī)則導出。
35.一種機器可讀的存儲介質，在其上面存儲有一種具有作為一個參數(shù)的量化表示的量化的參數(shù)的多信道信號的表示，所述參數(shù)是一個單信道或一對信道的特性的度量，其中所述參數(shù)是所述一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，其中所述量化的參數(shù)被使用基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系的量化規(guī)則導出。
36.一種發(fā)送機或音頻記錄器，具有一種用于量化輸入?yún)?shù)的參數(shù)量化器，其中所述輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)量化器包含量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和值量化器，用于使用產生的量化規(guī)則從所述輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
37.一種接收機或音頻播放器，具有一種用于去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的參數(shù)去量化器，其中所述參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)去量化器包含去量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和從該多信道信號的信道導出的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和值去量化器，用于使用所述產生的去量化規(guī)則從所述量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
38.一種發(fā)送或音頻記錄的方法，該方法包含一種量化輸入?yún)?shù)的方法，其中所述輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，所述方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和使用產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)。
39.一種接收或音頻播放的方法，該方法具有一種去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的方法，其中所述參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，所述方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和使用產生的去量化規(guī)則從所述量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
40.一種傳輸系統(tǒng)，具有發(fā)送機和接收機，其中所述發(fā)送機具有一種用于量化輸入?yún)?shù)的參數(shù)量化器，其中所述輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)量化器包含量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和值量化器，用于使用產生的量化規(guī)則從所述輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)；以及其中，所述接收機具有一種用于去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的參數(shù)去量化器，其中所述參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，該參數(shù)去量化器包含去量化規(guī)則產生器，用于基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和從該多信道信號的信道導出的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和值去量化器，用于使用所述產生的去量化規(guī)則從所述量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
41.一種發(fā)送和接收的方法，所述方法包括發(fā)送方法和接收方法，其中，該發(fā)送方法具有一種量化輸入?yún)?shù)的方法，其中所述輸入?yún)?shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，所述方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生量化規(guī)則；和使用產生的量化規(guī)則從輸入?yún)?shù)導出量化的參數(shù)；該接收方法具有一種去量化一個量化的參數(shù)以導出參數(shù)的方法，其中所述參數(shù)是一個單信道或一對信道相對于多信道信號的另一單信道或一對信道的特性的度量，所述方法包含基于所述一個單信道或一對信道的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生去量化規(guī)則；和使用產生的去量化規(guī)則從所述量化的參數(shù)導出所述參數(shù)。
42.一種計算機程序，用于當在計算機上運行時根據(jù)權利要求
32、33、38、39和41中任一項所述的方法執(zhí)行一種方法。
43.一種用于產生多信道信號的重建的多信道解碼器，包括根據(jù)權利要求
12所述的參數(shù)去量化器；以及上混器，用于使用由所述參數(shù)去量化器去量化的參數(shù)從發(fā)送的下混信號上混所述多信道信號的重建。
44.一種用于產生多信道信號的編碼表示的多信道編碼器，包含根據(jù)權利要求
1所述的參數(shù)量化器；以及下混器，用于使用由所述量化器量化的參數(shù)從多信道信號產生下混信號，其中所述下混信號的信道比所述多信道信號的信道少。
專利摘要
一種作為一個信道或一對信道的特性的度量的參數(shù)，其中該參數(shù)是該信道或信道對相對于多信道信號的另一信道的特性的度量，且能使用基于該信道或信道對的能量度量和多信道信號的能量度量的關系產生的量化規(guī)則而更有效地量化。由于量化規(guī)則的產生考慮到心理聲學方法，所以多信道信號的編碼表示的大小可以通過更粗略的量化而減少，而不會在從編碼的表示重建時顯著地干擾多信道信號的感覺質量。
文檔編號G10L19/00GK1993733SQ200680000508
公開日2007年7月4日 申請日期2006年4月10日
發(fā)明者約納斯·羅登, 約納斯·恩德加德, ?？啤て斩鞴? 杰羅恩·布瑞巴特, 埃里克·舒伊杰爾斯, 史蒂文·范德帕爾, 約翰尼斯·希爾皮爾特, 卓爾根·赫瑞 申請人:編碼技術股份公司, 弗勞恩霍夫應用研究促進協(xié)會, 皇家飛利浦電子有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan