專利名稱：具有向后兼容性混頻的分立式多聲道音響的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多聲道音頻，具體地說(shuō)，涉及一種多聲道音頻格式，它為電影院、家庭影院、或音樂(lè)環(huán)境的環(huán)繞聲、前置或其它分立音頻聲道提供真正分立及向后兼容性混頻。
背景技術(shù)：
多聲道音頻已經(jīng)成為電影院和家庭影院的標(biāo)準(zhǔn)，而且很快就被音樂(lè)、汽車、計(jì)算機(jī)、游戲及其他音頻的應(yīng)用所接受。多聲道音頻提供環(huán)繞聲環(huán)境，大大提高了任何一個(gè)音頻-視頻系統(tǒng)的聆聽(tīng)效果和整體影像質(zhì)量。早期多聲道系統(tǒng)包括左、右、中央和環(huán)繞(L，R，C，S)聲道。消費(fèi)者設(shè)備的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)是5.1聲道音頻，將環(huán)繞聲道分成左和右環(huán)繞聲道，并增加超低頻聲道(L，R，C，Ls，Rs，Sub)。
從立體聲到多聲道音頻的轉(zhuǎn)變是由許多主要因素所驅(qū)動(dòng)，其中最重要因素是消費(fèi)者希望音質(zhì)好和影像清晰。音質(zhì)好意味著不僅聲道要多，而且聲道的保真度高、聲道之間的分隔或“分離度”好。在一真正分立環(huán)境中，分立聲道將分立音頻信號(hào)傳送到分立音箱。
為了滿足這個(gè)要求，音響工業(yè)必須提供多聲道混頻，來(lái)自演播廳或音頻內(nèi)容的提供者、多聲道編碼/譯碼技術(shù)、能夠支持多聲道音頻的媒體以及多聲道音箱配置。很自然，多聲道音頻所包含的數(shù)據(jù)比立體聲多很多，故必須將多聲道音頻壓縮以適應(yīng)現(xiàn)有格式和現(xiàn)有媒體。隨著如DVD等媒體的出現(xiàn)，專門為多聲道音頻研制了如5.1等的新格式，提高聆聽(tīng)音效。
擴(kuò)展高于5.1標(biāo)準(zhǔn)的多聲道音頻再一次遇到挑戰(zhàn)，這就是在研制新編碼/譯碼技術(shù)時(shí)，該技術(shù)既要推動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)向前，又要保持與5.1標(biāo)準(zhǔn)的向后兼容性。消費(fèi)者習(xí)慣了分立音頻，當(dāng)增加更多聲道時(shí)要求保持同樣的性能。由于消費(fèi)者和專業(yè)人員在5.1設(shè)備的投資很大，所以向后兼容性顯得至關(guān)重要。
Dolby PrologicTM提供其中一種早期多聲道系統(tǒng)。Prologic通過(guò)引入移相環(huán)繞聲概念，將4聲道(L，R，C，S)壓縮成2聲道(Lt，Rt)。這些2聲道再被編碼成現(xiàn)有2聲道格式。譯碼過(guò)程有兩步現(xiàn)有譯碼器接收Lt、Rt，以及Prologic譯碼器再將Lt、Rt擴(kuò)展為L(zhǎng)、R、C、S。因?yàn)?個(gè)信號(hào)(未知)都由僅有的2個(gè)聲道傳送(方程式)，所以Prologic的譯碼操作只能算是近似，無(wú)法提供真正分立多聲道音頻。如圖1所示，一演播廳10將幾個(gè)，如48，音頻信號(hào)源混頻，得到4聲道混頻(L，R，C，S)。(這種混頻可通過(guò)矩陣編碼和譯碼過(guò)程監(jiān)控。)Prologic編碼器12對(duì)這種混頻作如下矩陣編碼Lt＝L+.707C+S(+90°)，及(1)Rt＝R+.707C+S(-90°)， (2)這種混頻由2個(gè)分立聲道傳送，被編碼成現(xiàn)有2聲道格式并記錄在如膠片等媒體14上。
矩陣譯碼器16對(duì)2個(gè)分立聲道Lt，Rt譯碼，并且使它們擴(kuò)展成4個(gè)分立重構(gòu)聲道Lr、Rr、Cr和Sr。無(wú)源矩陣譯碼器對(duì)音頻數(shù)據(jù)作如下譯碼Lr＝Lt，Rr＝Rt，Cr＝(Lt+Rt)/2，及Sr＝(Lt-Rt)/2通常，Lr和Rr聲道擁有中央和環(huán)繞分量很大，而Cr和Sr聲道擁有左和右分量。盡管這些重放音頻信號(hào)被分立聲道傳送到音箱配置18的分立音箱，但該信號(hào)是不分立的，實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生明顯的串音干擾和相位畸變。故很少用無(wú)源譯碼器。
有源矩陣譯碼器可減少串音干擾和相位畸變，但最好亦只能得到近似分立音頻圖像。使用很多不同的專有算法來(lái)進(jìn)行有源譯碼，所有算法都根據(jù)測(cè)量Lt+Rt、Lt-Rt、Lt、Rt的乘積，通過(guò)下列一些方程式計(jì)算增益因子Gi，Lr＝G1*Lt+G2*Rt，Rr＝G3*Lt+G4*Rt，Cr＝G5*Lt+G6*Rt，及Sr＝G7*Lt+G8*Rt有源譯碼根據(jù)信號(hào)的乘積提供更好的補(bǔ)償，但分量之間的串音干擾仍然存在，而且不可能做到真正分立重放。
5.1格式的出現(xiàn)表示多聲道音頻的根本轉(zhuǎn)變，從將多聲道壓縮成現(xiàn)有立體聲格式及與矩陣編碼相關(guān)的相位畸變和串音干擾，到真正分立多聲道格式，這種5.1格式的保真度高、分離和方向性好。而且，增加了兩個(gè)附加聲道。超低頻(“Sub”)(.1聲道)提高低頻容量。環(huán)繞聲道S由左聲道Ls和右聲道Rs組成，表明消費(fèi)者即使在環(huán)繞聲道中也強(qiáng)烈感受到有真正分立的音頻。獨(dú)立地壓縮每個(gè)信號(hào)(L，C，R，Ls，Rs，Sub)，然后將它們?cè)?.1格式中混頻在一起，從而保持每個(gè)信號(hào)的分離度。Dolby AC-3TM、Sony SDDSTM及DTS CoherentAcousticsTM都是5.1系統(tǒng)的例子。
如圖2所示，演播廳20提供5.1聲道混頻。5.1編碼器22獨(dú)立地壓縮每個(gè)信號(hào)或每個(gè)聲道，使它們多路復(fù)用在一起，并將音頻數(shù)據(jù)壓縮成給定5.1格式，記錄在如DVD等適當(dāng)媒體24上。5.1譯碼器26通過(guò)提取音頻數(shù)據(jù)，將它多路分解成5.1聲道，再使每個(gè)聲道解壓縮以重放這些信號(hào)(Lr，Rr，Cr，Lsr，Rsr，Sub)，就可以一次一幀地對(duì)比特流譯碼。這些傳送5.1分立音頻信號(hào)的5.1分立聲道直接到達(dá)音箱配置28中的適當(dāng)分立音箱(超低頻音箱未圖示)。
在DTS電影院產(chǎn)品中，DTS利用環(huán)繞聲和超低頻聲道的頻譜特性以5個(gè)單聲道APT-X編碼器實(shí)現(xiàn)其5.1系統(tǒng)，但性能并沒(méi)有降低。使用5個(gè)而不是6個(gè)處理器是為了降低系統(tǒng)的成本。如圖3所示，用混頻器32將5.1信號(hào)重新格式化成5聲道信號(hào)，而混頻器32利用標(biāo)準(zhǔn)演播廳混頻技術(shù)，即將Sub(超低頻)減去3dB，并加到左和右環(huán)繞聲道，使Ls、Sub和Rs混頻成2聲道。具體地說(shuō)，使左和右環(huán)繞聲道Ls、Rs高通濾波，超低頻聲道Sub低通濾波，然后將它們混頻在一起。Sub聲道傳送低頻，頻寬小于150Hz，而Ls和Rs信號(hào)只有極小低頻內(nèi)容。APT-X譯碼器34對(duì)5個(gè)聲道譯碼，將Lts和Rts傳送到解混頻器36，該解混頻器使它們高通濾波以重放Lrs和Rrs，以及使它們低通濾波和求和以重放超低頻聲道Sub。
擴(kuò)展至分立6.1和更高多聲道格式受媒體可用空間、可靠性及保持與現(xiàn)有5.1譯碼器向后兼容性的強(qiáng)烈要求所限制。多聲道音頻占去媒體的大量空間。提供者想延長(zhǎng)播放時(shí)間，包括多種不同的音頻格式，如2聲道PCM、DolbyAC-3和DTS Coherent Acoustics，增加其他內(nèi)容，如指揮的評(píng)論、摘錄等。
Dolby在PCT申請(qǐng)WO/00/57941中敘述了研制出來(lái)的Dolby EX，它在現(xiàn)有5.1格式中提供超過(guò)2個(gè)環(huán)繞聲聲道，這樣也不需要增加空間(比特?cái)?shù)或膠片空間)。Dolby EX在設(shè)計(jì)成只提供2個(gè)環(huán)繞聲聲道的數(shù)字聲跡系統(tǒng)格式內(nèi)有超過(guò)2個(gè)環(huán)繞聲聲道。3個(gè)主要聲道記錄在分立聲跡聲道內(nèi)，對(duì)3、4或5環(huán)繞聲聲道是矩陣編碼，并記錄在2個(gè)分立環(huán)繞聲聲跡聲道上。使設(shè)計(jì)成只提供兩個(gè)環(huán)繞聲聲道的數(shù)字聲跡系統(tǒng)的數(shù)字音頻流保持不變，從而與現(xiàn)有重放設(shè)備保持兼容性。另外，傳送數(shù)字聲跡的媒體格式也保持不變。Dolby宣稱將矩陣技術(shù)應(yīng)用在環(huán)繞聲聲道上，特別是采用有源矩陣譯碼，不會(huì)降低數(shù)字聲跡系統(tǒng)的音頻“分離度”。
Dolby EX引入移相環(huán)繞聲概念，將3、4或5環(huán)繞音頻信號(hào)矩陣編碼成2個(gè)聲道，有利于將2個(gè)聲道譯碼成3、4或5音頻聲道。引入移相概念對(duì)DolbyEX非常必要，就如它對(duì)于Dolby Prologic一樣。編碼過(guò)程由下列通用方程式給出Lts＝Ls+∑Gi*Si(φi)，i＝0，1，2，及Rts＝Rs+∑Hi*Si(-φi)，i＝0，1，2式中Gi和Hi是增益系數(shù)，Si是附加環(huán)繞聲聲道，φi是相位畸變分量。譯碼過(guò)程由下列通用方程式給出Lrs＝G1*Lts+G2*RtsRrs＝G3*Lts+G4*RtsCrs＝G5*Lts+G6*Rts在3個(gè)環(huán)繞聲聲道(Ls，Rs，Cs)的具體實(shí)施例中，這些通用方程式缺省為公知混頻方程式，其中Cs聲道減少3dB，并被加到Ls和Rs聲道，如下式所示Lts＝Ls+.707Cs，及Rts＝Rs+.707Cs.
一般認(rèn)為實(shí)際Dolby EX系統(tǒng)通過(guò)分別加上或減去45度使Ls和Rs移相，從而使環(huán)繞聲的深度更深。PCT申請(qǐng)所引用的QS和SQ矩陣系統(tǒng)揭示了這種技術(shù)。
如圖4所示，在Dolby EX系統(tǒng)40中演播廳42提供6.1聲道混頻(L，R，C，Ls，Rs，Cs，Sub)，其中Cs是附加中央環(huán)繞聲道。矩陣編碼器44將Prologic編碼算法應(yīng)用在3個(gè)環(huán)繞聲聲道(Ls，Cs，Rs)上，將它們矩陣編碼成Lts和Rts。用AC-3、Sony或DTS編碼器46對(duì)5.1聲道L、R、C、Sub、Lts、Rts編碼，并記錄在媒體48上。5.1譯碼器50對(duì)音頻數(shù)據(jù)譯碼以重放分立L、R、C和Sub音頻聲道，并將矩陣編碼過(guò)的Lts和Rts聲道傳送到矩陣譯碼器52，其采用與Pro Logic譯碼器相同的有源矩陣技術(shù)將聲道矩陣譯碼成Lrs、Crs和Rrs。將6.1分立聲道直接傳送到分立音箱54重放音頻。
必須要注意，3個(gè)分立環(huán)繞聲道并不傳送分立信號(hào)。與ProLogic相關(guān)的同樣的串音干擾和相位畸變限制現(xiàn)在重新出現(xiàn)在真正分立多聲道系統(tǒng)中。它適用于聽(tīng)眾對(duì)后方信號(hào)的位置和方向的感覺(jué)要求不高的情況，而真正分立音頻重放將使聲音具有更好的分離和方向性。因此，消費(fèi)者過(guò)去寧愿選擇2聲道環(huán)繞而不要單聲道環(huán)繞聲，他們將來(lái)也寧愿選擇3聲道分立環(huán)繞聲而不要矩陣2聲道環(huán)繞聲。
Dolby EX表示向增強(qiáng)多聲道音頻邁出的第一步。Dolby EX利用現(xiàn)有5.1格式提供附加環(huán)繞聲聲道，但不會(huì)增加比特率。Dolby EX還保留了L、R、C和Sub音頻信號(hào)的分立編碼。然而，Dolby EX實(shí)現(xiàn)了這些理想的結(jié)果，卻犧牲了環(huán)繞聲聲道的真正分離度。3∶2∶2系統(tǒng)與ProLogic一樣受串音干擾制約。4∶2∶4和更大系統(tǒng)由于矩陣譯碼也同樣存在相位畸變的問(wèn)題。
因?yàn)橐糍|(zhì)和/或可靠性都會(huì)受到破壞，所以Dolby無(wú)法提供真正分立的N.1音頻。PCT申請(qǐng)仔細(xì)考慮后放棄了真正分立音頻的新N.1格式，解釋說(shuō)”雖然在理論上，減少符號(hào)大小可以提供更多比特，以及使同一物理區(qū)域儲(chǔ)存更多數(shù)據(jù)以傳送附加聲道，但這樣減少在打印過(guò)程遇到意想不到的困難，需要作實(shí)質(zhì)上的改動(dòng)，或者使錄音機(jī)和播放機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)組合?！闭嬲齆.1格式與現(xiàn)有硬件不兼容，如果不全部替換也至少需要作實(shí)質(zhì)上的改動(dòng)。
因此，本工業(yè)仍然需要提供具有超過(guò)2個(gè)環(huán)繞聲道的真正分立多聲道環(huán)繞聲環(huán)境，在不犧牲音質(zhì)和可靠性的情況下，保持與現(xiàn)有5.1譯碼器的向后兼容性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供具有附加分立音頻信號(hào)的真正分立多聲道音響環(huán)境，同時(shí)保持與現(xiàn)有譯碼器的向后兼容性。
將附加分立音頻信號(hào)與現(xiàn)有分立音頻聲道混頻成預(yù)定格式，如5.1音頻格式，為電影院、家庭影院、或音樂(lè)的環(huán)繞聲、前置或其他分立音頻聲道提供真正分立和具有向后兼容性的混頻。分別地對(duì)這些附加分立音頻聲道編碼，并作為比特流的擴(kuò)展比特加到預(yù)定格式中。
在5.1聲道環(huán)境中，使超過(guò)2個(gè)分立環(huán)繞聲音頻信號(hào)(Ls，Rs，Cs......)混頻成2個(gè)分立環(huán)繞聲聲道(Lts，Rts)。用標(biāo)準(zhǔn)5.1編碼器對(duì)前置聲道(L，R，C，Sub)和混頻后的環(huán)繞聲聲道(Lts，Rts)編碼。獨(dú)立地對(duì)附加分立環(huán)繞聲音頻信號(hào)(Cs，...)編碼，并由一作為擴(kuò)展比特加到5.1比特流的分立擴(kuò)展環(huán)繞聲聲道傳送。比特流與各種譯碼器配置兼容，包括現(xiàn)有5.1譯碼器、5.1譯碼器加現(xiàn)有矩陣譯碼器、5.1譯碼器加混頻譯碼器及N.1譯碼器。在比特流中包含附加分立環(huán)繞聲音頻信號(hào)，當(dāng)與5.1譯碼器加混頻譯碼器或N.1譯碼器一起使用時(shí)就可以重放真正分立多聲道音頻。
5.1譯碼器讀取5.1比特流而忽略擴(kuò)展比特。5.1譯碼器對(duì)Lts和Rts環(huán)繞聲聲道譯碼，并直接將混頻音頻信號(hào)傳送到分立左和右環(huán)繞聲音箱。重放可以產(chǎn)生分立的左和右環(huán)繞聲信號(hào)和“幻象”(phantom)環(huán)繞聲信號(hào)，它們來(lái)自中央環(huán)繞聲(Cs)音頻信號(hào)及所有聲音出現(xiàn)在左和右環(huán)繞音箱中央的其他附加環(huán)繞信號(hào)?；孟蟓h(huán)繞信號(hào)完全避免了任何相位畸變。
包含在5.1譯碼器中的矩陣譯碼器將Lts和Rts聲道譯碼成附加Lrs、Rrs和Crs矩陣音頻信號(hào)，這些信號(hào)由分立聲道傳送到左、右和中央環(huán)繞音箱。Lrs、Rrs和Crs音頻信號(hào)不是分立的，展示與矩陣編碼相關(guān)的串音干擾。
包含在5.1譯碼器中的混頻譯碼器讀取擴(kuò)展比特，并對(duì)附加環(huán)繞聲音頻信號(hào)(Crs，...)譯碼?；祛l譯碼器從左和右總環(huán)繞聲信號(hào)(Lrts，Rrts)減去加權(quán)后的環(huán)繞聲音頻信號(hào)(Crs，...)，產(chǎn)生真正分立環(huán)繞聲音頻信號(hào)(Lrs，Rrs，Crs，...)，這些信號(hào)由分立聲道傳送到分立音箱。真正N.1譯碼器將5.1譯碼器和混頻譯碼器合并在單個(gè)盒中。重放產(chǎn)生真正分立(分立信號(hào)由分立聲道傳送到分立音箱)的環(huán)繞聲環(huán)境，在這些環(huán)境中，環(huán)繞聲部分顯示其音頻分離和方向性都有改善。與矩陣編碼環(huán)繞聲音頻不同，混頻編碼N.1聲道音頻的重放是分立的，沒(méi)有串音干擾。
結(jié)合附圖和以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的敘述，本發(fā)明的這些和其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)變得更明顯。


圖1所示為以上所述的已知Dolby Prologic環(huán)繞聲系統(tǒng)和劇院的框圖及原理平面圖，其顯示重放左(L)、中央(C)、右(R)及環(huán)繞(S)電影聲帶聲道的理想音箱位置。
圖2所示為以上所述的已知5.1環(huán)繞聲系統(tǒng)和劇院的框圖及原理平面圖，其顯示重放左(L)、中央(C)、右(R)、超低頻(Sub)及環(huán)繞聲(S)電影聲跡聲道的理想音箱位置。
圖3所示為以上所述使用5聲道APT-X編碼器的已知DTS 5.1環(huán)繞聲系統(tǒng)和劇院的框圖及原理平面圖。
圖4所示為以上所述的已知Dolby EX環(huán)繞聲系統(tǒng)和劇院的框圖及原理平面圖，其顯示重放左(L)、中央(C)、右(R)、超低頻(Sub)、左環(huán)繞聲(Ls)、右環(huán)繞聲(Rs)及環(huán)繞聲(S)電影聲跡聲道的理想音箱位置。
圖5所示為本發(fā)明環(huán)繞聲編碼器的框圖，該編碼器提供與5.1聲道音頻向后兼容性的分立N.1聲道音頻。
圖6所示為本發(fā)明N.1聲道比特流的原理示意圖。
圖7所示為已知5.1譯碼器的框圖及原理平面圖，該譯碼器具有基于本發(fā)明的3∶2混頻而重放左(L)、中央(C)、右(R)、左環(huán)繞(Ls)、右環(huán)繞(Rs)及”幻象”中央環(huán)繞(Cs)音頻聲道的音箱排列。
圖8所示為5.1譯碼器和矩陣譯碼器的框圖及原理平面圖，這些譯碼器具有重放左(L)、中央(C)、右(R)、左環(huán)繞(Ls)、右環(huán)繞(Rs)及中央環(huán)繞(Cs)音頻聲道的音箱排列。
圖9所示為含有混頻譯碼器的5.1譯碼器的框圖及原理平面圖，該譯碼器具有重放本發(fā)明的左(L)、中央(C)、右(R)、左環(huán)繞(Ls)、右環(huán)繞(Rs)及中央環(huán)繞(Cs)音頻聲道的音箱排列。
圖10所示為6.1譯碼器的框圖及原理平面圖，該譯碼器具有重放左(L)、中央(C)、右(R)、左環(huán)繞(Ls)、右環(huán)繞(Rs)及中央環(huán)繞(Cs)音頻聲道的音箱排列。
圖11所示為圖9所示與圖10的6.1譯碼器合并的混頻譯碼器的原理圖。
圖12所示為另一個(gè)N.1聲道編碼器的實(shí)施例的框圖，該編碼器提高了混頻容量，但需要有來(lái)自演播廳和附加擴(kuò)展比特的5.1和N.1混頻；及圖13所示為多聲道音頻編碼器的框圖，該編碼器提供真正分立，并用于環(huán)繞聲、前置或其他分立聲道的向后兼容性混頻。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為電影院、家庭影院、或音樂(lè)環(huán)境的環(huán)繞聲、前置或其他分立音頻聲道提供真正分立和具有向后兼容性混頻的多聲道音頻格式。附加分立音頻信號(hào)與現(xiàn)有分立音頻聲道混頻成預(yù)定格式，如5.1音頻格式。另外，對(duì)這些附加分立音頻聲道編碼，并作為比特流的擴(kuò)展比特被加到預(yù)定格式中。將現(xiàn)有多聲道譯碼器基礎(chǔ)與混頻譯碼器結(jié)合使用以重放真正分立N.1多聲道音頻。這使消費(fèi)者或?qū)I(yè)人員可選擇是否保留他們現(xiàn)有的音頻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)附加環(huán)繞聲聲道的一些音效或通過(guò)增加混頻譯碼器將他們的系統(tǒng)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)真正分立多聲道音頻，以改善最終的聆聽(tīng)音效。
應(yīng)該懂得，本方法適用于擴(kuò)展任何預(yù)定多聲道音頻格式，其中5.1是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展至更多分立音頻聲道，同時(shí)保持與預(yù)定格式的向后兼容性。例如，某些非常特殊的音頻系統(tǒng)可采用真正10.2格式。在某種意義上說(shuō)，采用這種10.2格式后，可能又希望將這種格式擴(kuò)展至更多聲道。為了清楚起見(jiàn)，參考5.1聲道系統(tǒng)的一般情況敘述本發(fā)明。
為了清楚起見(jiàn)，現(xiàn)在結(jié)合5.1聲道系統(tǒng)上下文的附圖來(lái)敘述本發(fā)明。圖5是本發(fā)明N.1聲道環(huán)繞聲編碼器100的框圖。演播廳110提供N.1聲道混頻，其中L、R、C及Sub聲道直接傳送到5.1編碼器112，如DTS CoherentAcoustics、Dolby AC-3及Sony SDDS。Ls、Rs、Cs及其他附加環(huán)繞聲聲道首先被傳送到混頻編碼器114，其使三個(gè)或以上聲道混頻成Lts和Rts聲道，再傳送到5.1編碼器112。5.1編碼器112對(duì)5.1聲道編碼，而聲道編碼器116a、116b、...分別對(duì)附加環(huán)繞聲聲道編碼。聲道編碼器可使用同一個(gè)5.1編碼器，其缺省為對(duì)單聲道編碼，或其他單聲道編碼器。幀格式器118在比特流124中一次一幀地將每個(gè)環(huán)繞聲聲道的擴(kuò)展比特120a、120b、...加到5.1格式比特122中，如圖6所示。比特流124以數(shù)字格式記錄在媒體126上，如DVD、CD、DVT、或膠片。在膠片上光學(xué)記錄的符號(hào)表示數(shù)字信息，數(shù)字信息反過(guò)來(lái)又表示分立音頻聲道。諸如CD或DVD等光盤具有刻在光盤表面上表示數(shù)字信息的凹坑，數(shù)字信息反過(guò)來(lái)又表示所述分立音頻聲道。另外，可將比特流124編碼在載波信號(hào)上，對(duì)消費(fèi)者廣播。由于現(xiàn)有譯碼器只讀取5.1比特而忽略擴(kuò)展比特，所以可保持向后兼容性。用讀取5.1和擴(kuò)展比特的新混頻譯碼器就可以實(shí)現(xiàn)真正分立多聲道音頻。
使2聲道混頻和分立聲道都包含附加環(huán)繞聲音頻信號(hào)對(duì)3個(gè)或以上音頻聲道譯碼就不必引入移相。這樣，混頻編碼器114在混頻環(huán)繞聲聲道時(shí)具有更大的靈活性。例如，相關(guān)混頻不會(huì)有移相或延遲。這樣的好處是既無(wú)需產(chǎn)生”幻象”環(huán)繞聲道的直接5.1譯碼也不需要造成相位畸變的2∶3矩陣譯碼。此外，混頻編碼器114可使Ls和Rs信號(hào)移相以改善矩陣編碼環(huán)繞聲音頻的深度。關(guān)鍵是譯碼不必用到相概念，而且在比特流中包含附加聲道使得混頻譯碼器可重放其中一種混頻方法的分立音頻。
假設(shè)有相關(guān)混頻，通用混頻方程式表示如下Lts＝Ls+∑GiSi，i＝0，1，2，...
Rts＝Rs+∑HiSi，i＝0，1，2，...
式中Gi和Hi是增益系數(shù)，Si是附加環(huán)繞聲聲道。
在3個(gè)環(huán)繞聲聲道(Ls，Rs，Cs)的具體實(shí)施例中，這些通用方程式缺省為公知混頻方程式，其中Cs聲道減少3dB，并被加到Ls和Rs聲道中，如下式所示Lts＝Ls+.707Cs，及Rts＝Rs+.707Cs.
在這一點(diǎn)上，中央環(huán)繞聲道的3∶2混頻、Dolby EX系統(tǒng)的矩陣編碼方程式及本發(fā)明的混頻編碼方程式，每一個(gè)都缺省為使中央聲道與左右聲道混頻的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。雖然混頻方程式在這一點(diǎn)上是相同的，但本發(fā)明的系統(tǒng)與Dolby EX或標(biāo)準(zhǔn)混頻技術(shù)基本上是不同的。在那些情況中，附加信號(hào)只會(huì)混頻到左和右信號(hào)中，因而犧牲了重放分立多聲道音頻的能力。本發(fā)明具體敘述了一種既產(chǎn)生分立多聲道音頻，又保留了向后兼容性的方法。與Dolby EX不同，這種方法要求附加比特(空間)以便對(duì)比特流編碼。然而，如早期采用左/右環(huán)繞聲代替單環(huán)繞聲所證明的一樣，真正分立環(huán)繞聲音頻將代替矩陣譯碼環(huán)繞聲音頻。
比特流與各種譯碼器配置兼容，包括現(xiàn)有5.1譯碼器、5.1譯碼器加現(xiàn)有矩陣譯碼器、5.1譯碼器加混頻譯碼器及N.1譯碼器。將附加環(huán)繞聲信號(hào)與左和右環(huán)繞信號(hào)混頻可提供向后兼容性。在比特流中包含附加分立環(huán)繞聲音頻信號(hào)，當(dāng)與5.1譯碼器加混頻譯碼器或與N.1譯碼器一起使用時(shí)就可以重現(xiàn)真正分立多聲道音頻。
如圖7所示，常用5.1譯碼器130通過(guò)檢測(cè)同步比特，讀取5.1格式化的比特122，及忽略擴(kuò)展流120a、120b、...就可以一次一幀地對(duì)比特流124譯碼。譯碼器130對(duì)5.1比特譯碼以重放左(Lr)、中央(Cr)、右(Rr)、超低頻(Sub)、左環(huán)繞(Lrts)、及右環(huán)繞(Rrts)分立音頻聲道。這些左、中央、右和超低頻分立聲道傳送各自的音頻信號(hào)，直接到達(dá)音箱配置132的分立音箱L、C、R及Sub(未圖示)以作重放。左和右環(huán)繞聲道傳送3個(gè)聲道混頻，直接到達(dá)分立音箱Ls和Rs。這就產(chǎn)生一種”幻象”中央環(huán)繞(Crs)音頻信號(hào)，其聲音出現(xiàn)在左和右環(huán)繞音箱之間，對(duì)實(shí)際音箱沒(méi)有好處。調(diào)節(jié)混頻可改變幻象環(huán)繞聲信號(hào)的位置，但它通常是中央環(huán)繞聲。擁有現(xiàn)有5.1譯碼器的消費(fèi)者可選擇不作升級(jí)，仍然接收兼容性混頻。
由于常用5.1譯碼器含有Dolby EX編碼的音頻數(shù)據(jù)(Dolby EX中的Ls和Rs信號(hào)沒(méi)有移相45度)，所以當(dāng)它用于3∶2∶3系統(tǒng)時(shí)可重放與圖5和6所述編碼技術(shù)相同的多聲道音頻的音效。然而，對(duì)于N∶2∶3系統(tǒng)，其中N＞3或N＝3，Ls和Rs信號(hào)移相，音頻效果會(huì)不一樣。本發(fā)明的編碼技術(shù)不存在與Dolby EX相關(guān)的相位畸變問(wèn)題。
如圖8所示，圖7描述的基本重放配置可通過(guò)增加矩陣譯碼器134和中央聲道音箱Cs而得到增強(qiáng)。矩陣譯碼器134將左和右環(huán)繞聲聲道Lrts和Rrts矩陣譯碼成3個(gè)分立音頻聲道Rrs、Crs和Lrs，它們直接到達(dá)各自的音箱Ls、Cs和Rs以作重放。雖然這些聲道是分立的，但它們所傳送的信號(hào)卻不是。如上所述，解矩陣的音頻信號(hào)同樣存在與Dolby Prologic系統(tǒng)相關(guān)的串音干擾和相位畸變的缺點(diǎn)。
如以上結(jié)合圖4所討論那樣，Dolby EX系統(tǒng)設(shè)計(jì)成與具有相同配置的5.1譯碼器和矩陣譯碼器一起使用。另外，3∶2∶3系統(tǒng)可能與之相當(dāng)，但N∶2∶N系統(tǒng)由于在Dolby EX編碼中有相移分量而與之不同。實(shí)際上，即使當(dāng)N＝3時(shí)，Ls和Rs信號(hào)就有45度相移。
如圖7和8所示，本發(fā)明的混頻編碼技術(shù)保持與5.1譯碼器和矩陣譯碼器的向后兼容性。3∶2∶3系統(tǒng)音頻性能與Dolby EX相當(dāng)，當(dāng)對(duì)附加環(huán)繞聲聲道編碼時(shí)還有提高。
如圖9-11所示，本發(fā)明的編碼和格式化技術(shù)超過(guò)Dolby EX的明顯優(yōu)點(diǎn)是重放真正分立N.1聲道音頻的能力；由分立聲道傳送到分立音箱的分立信號(hào)。如早期本工業(yè)從矩陣編碼/譯碼多聲道音頻轉(zhuǎn)為分立5.1音頻所證明的一樣，消費(fèi)者將選擇分立5.1聲道音頻而不會(huì)選擇矩陣譯碼N.1聲道音頻。
如圖9所示，5.1譯碼器140從比特流124讀取5.1音頻122，忽略擴(kuò)展比特120a、120b、...，對(duì)L、C、R和Sub信號(hào)譯碼，并將他們傳送到各自在音箱配置142中的音箱。譯碼器140對(duì)Lts和Rts信號(hào)譯碼，將他們傳送到混頻譯碼器144，其忽略5.1音頻比特而讀取擴(kuò)展比特?；祛l譯碼器144對(duì)每個(gè)附加環(huán)繞信號(hào)譯碼，并利用它們從Lts和Rts分離3個(gè)或以上環(huán)繞聲信號(hào)Lrs、Crs和Lrs(Rrs)，后者被傳送到分立音箱Ls、Cs和Rs。如圖10所示，N.1譯碼器145將5.1譯碼器和混頻譯碼器的功能合并在一個(gè)盒子中。
如圖11所示，混頻譯碼器144包括一聲道譯碼器146，其對(duì)來(lái)自擴(kuò)展比特的附加環(huán)繞聲聲道Crs譯碼，并直接將它傳送到中央環(huán)繞聲音箱Cs。混頻譯碼器144加權(quán)Crs(148a，148b)，例如，使Crs減少3dB，從Ltrs和Rtrs信號(hào)減去(150a，150b)Crs，以使中央環(huán)繞聲聲道Cs消除所有Crs信號(hào)(量化噪聲除外)，只剩下分立Lrs和Rrs，直接傳送到左和右環(huán)繞聲音箱Ls和Rs。具體地說(shuō)，2∶3譯碼器的譯碼方程式表示如下Lsr＝Lts-.707Csr，及Rsr＝Rts-.707Csr利用附加聲道譯碼器、乘法器和求和節(jié)點(diǎn)就很容易對(duì)電路進(jìn)行擴(kuò)展，以適應(yīng)超過(guò)3個(gè)環(huán)繞聲信號(hào)。
如圖9-11所示，在混頻譯碼器144上合并附加環(huán)繞信號(hào)提供N個(gè)方程式，其用于求解在Lts和Rts上傳送的混頻音頻信號(hào)中的N個(gè)未知數(shù)。因此，除了量化噪聲外，分離音頻信號(hào)的過(guò)程非常精確，即，不會(huì)出現(xiàn)串音干擾或相位畸變。故想升級(jí)的消費(fèi)者，不論是購(gòu)買混頻譯碼器與他們的5.1譯碼器一起使用，還是購(gòu)買新N.1譯碼器，都能獲得真正分立(信號(hào)、聲道和音箱)系統(tǒng)及N.1比特流格式的優(yōu)點(diǎn)。
必須要注意，將3個(gè)或以上環(huán)繞聲聲道混頻成5.1格式，增加作為擴(kuò)展比特的附加環(huán)繞聲信號(hào)，以及如上所述那樣分離音頻信號(hào)所得到的音質(zhì)基本上和用不具有與5.1系統(tǒng)向后兼容性的真正N.1格式所得到的音質(zhì)一樣。輕微的差別在于前者要提供向后兼容性而容易過(guò)重。
雖然所述音頻混頻/分離技術(shù)和改進(jìn)比特流格式通常都適用于所有5.1格式，包括Dolby-AC3和Sony SDDS，但它們特別適用于DTS Coherent Acoustics，這種音響具有改變幀尺寸的能力，具體參見(jiàn)美國(guó)專利號(hào)5,978,762的敘述。通過(guò)a)減少幀尺寸或b)適應(yīng)性地改變幀尺寸的可變幀尺寸，可用以適應(yīng)附加環(huán)繞聲聲道，即擴(kuò)展比特。Dolby-AC-3具有固定幀尺寸，在不犧牲重構(gòu)音頻信號(hào)保真度的情況下，其比特不足以適應(yīng)擴(kuò)展比特。
DTS Coherent Acoustics編碼器/譯碼器以一次一比特的方式改變其幀尺寸。DTS Coherent Acoustics可靈活地減少幀尺寸來(lái)增加比特率以適應(yīng)N.1系統(tǒng)，特別是附加擴(kuò)展比特。減少幀尺寸使分配到附加聲道的比特百分比提高和使比特分配的靈活性降低，但可提供真正分立N.1聲道音頻，其重放的音質(zhì)非常好。
圖12所示為另一個(gè)對(duì)N.1聲道音頻編碼的實(shí)施例(所述實(shí)施例N＝3)。這種方法提高了混頻容量，但需要來(lái)自演播廳和附加擴(kuò)展比特的5.1和6.1混頻。演播廳150提供5.1混頻152和6.1混頻154，其中只使用Ls，Cs和Rs聲道。5.1混頻的Lts和Rts聲道已經(jīng)被演播廳混頻成包括Cs聲道。這種5.1混頻被傳送到5.1編碼器156，其使多聲道信號(hào)編碼成標(biāo)準(zhǔn)5.1音頻格式。
Lts和Rts音頻聲道由系數(shù)C1和C2加權(quán)，而且分別從6.1混頻154的Ls和Rs音頻聲道中減去，產(chǎn)生差值信號(hào)dLs和dRs。編碼器158對(duì)Cs、dLs和dRs編碼，將它們傳送到幀格式器160，而幀格式器160將它們作為擴(kuò)展比特加到比特流的5.1音頻格式中。每個(gè)加在6.1后的附加聲道將一個(gè)新聲道加到擴(kuò)展比特。該方法使得信號(hào)混頻時(shí)不受簡(jiǎn)單線性方程式的約束，但需要2個(gè)附加聲道dLs和dRs來(lái)對(duì)音頻數(shù)據(jù)編碼。
在這個(gè)意義上說(shuō)，本發(fā)明描述的是一種將3個(gè)或以上環(huán)繞聲聲道混頻成左和右環(huán)繞聲聲道的技術(shù)。盡管這些技術(shù)目前只有這方面的應(yīng)用，但同樣的技術(shù)可用于為附加前置聲道、側(cè)聲道、超低頻或任何其他分立聲道提供真正分立和向后兼容性混頻。
如圖13所示，N∶M混頻器170將N個(gè)分立輸入信號(hào)混頻成M個(gè)傳送N聲道混頻的聲道。編碼器172將M聲道音頻信號(hào)編碼成預(yù)定格式。聲道編碼器174a、174b、...對(duì)L＝N-M的每個(gè)附加分立音頻信號(hào)編碼。幀格式器176將編碼后的附加信號(hào)作為擴(kuò)展比特加到比特流的預(yù)定格式中，再記錄在媒體178上。以上敘述了將預(yù)定多聲道音頻格式擴(kuò)展成更多數(shù)目分立聲道，而保留與使用預(yù)定格式譯碼器的向后兼容性的一般方法。
雖然顯示和描述了本發(fā)明的若干說(shuō)明性實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可以有許多變化和替換的實(shí)施例。這些變化和替換實(shí)施例可以構(gòu)想出并能被制作，而不脫離由所附權(quán)利要求書限制的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種媒體126，178，其特征在于所述媒體記錄了M個(gè)傳送N混頻音頻信號(hào)122的分立音頻聲道，以及至少一個(gè)傳送至少一個(gè)N音頻信號(hào)的分立擴(kuò)展聲道120。
2.如權(quán)利要求1所述的媒體，其特征在于M個(gè)分立音頻聲道以預(yù)定多聲道音頻格式記錄在媒體上，而分立擴(kuò)展聲道作為加到所述預(yù)定多聲道音頻格式的擴(kuò)展比特記錄在媒體上。
3.如權(quán)利要求2所述的媒體，其特征在于所述媒體在音頻譯碼器的現(xiàn)有基礎(chǔ)上及音頻編碼器上具有重放兼容性，所述音頻譯碼器配置成讀取以預(yù)定多聲道音頻格式記錄的媒體，而所述音頻編碼器配置成讀取以預(yù)定多聲道音頻格式和分立擴(kuò)展聲道記錄的媒體。
4.如權(quán)利要求2所述的媒體，其特征在于M個(gè)分立音頻聲道和至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道作為形成數(shù)字比特流的音頻幀序列記錄在媒體上，每個(gè)所述音頻幀包括一同步字元、在預(yù)定多聲道音頻格式中表示所述分立音頻聲道的音頻數(shù)據(jù)及加到所述多聲道音頻格式中表示所述分立擴(kuò)展聲道的音頻數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的媒體，其特征在于音頻幀尺寸可以一幀一幀地改變以適應(yīng)分立擴(kuò)展聲道。
6.如權(quán)利要求1所述的媒體，其特征在于M等于N。
7.如權(quán)利要求1所述的媒體，其特征在于N大于M。
8.如權(quán)利要求7所述的媒體，其特征在于所述媒體記錄了N減去M個(gè)分立擴(kuò)展聲道，每個(gè)分立擴(kuò)展聲道傳送一個(gè)不同的N音頻信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的媒體，其特征在于M等于2個(gè)分立音頻聲道是環(huán)繞聲聲道，所述媒體還記錄了3個(gè)傳送各自分立前置音頻信號(hào)的分立前置聲道和傳送超低頻信號(hào)的超低頻聲道，所述3個(gè)前置聲道、2個(gè)環(huán)繞聲聲道及1個(gè)超低頻聲道以5.1音頻格式記錄在媒體上，所述分立擴(kuò)展環(huán)繞聲聲道作為加到所述5.1音頻格式的擴(kuò)展比特被記錄。
10.如權(quán)利要求8所述的媒體，其特征在于所述媒體記錄了N減去2個(gè)分立擴(kuò)展聲道，每個(gè)分立擴(kuò)展聲道傳送一個(gè)不同的N音頻信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9所述的媒體，其特征在于所述N音頻信號(hào)包括一左環(huán)繞聲信號(hào)、一右環(huán)繞信號(hào)及一中央環(huán)繞聲信號(hào)。
12.如權(quán)利要求1所述的媒體，其特征在于所述N音頻信號(hào)包括環(huán)繞聲音頻信號(hào)。
13.如權(quán)利要求1所述的媒體，其特征在于所述分立音頻聲道以數(shù)字格式由所述媒體傳送。
14.如權(quán)利要求13所述的媒體，其特征在于所述媒體是膠片，其具有表示數(shù)字信息的光記錄符號(hào)，而數(shù)字信息反過(guò)來(lái)又表示所述分立音頻聲道。
15.如權(quán)利要求13所述的媒體，其特征在于所述媒體是光盤，其具有刻在光盤表面上表示數(shù)字信息的凹坑，而數(shù)字信息反過(guò)來(lái)又表示所述分立音頻聲道。
16.如權(quán)利要求15所述的媒體，其特征在于所述媒體是數(shù)字視頻盤(DVD)。
17.如權(quán)利要求1所述的媒體，其特征在于所述媒體記錄了N個(gè)分立擴(kuò)展聲道，其中N減去M個(gè)聲道傳送分立音頻信號(hào)，而剩余的M個(gè)聲道傳送差值音頻信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的媒體，其特征在于M個(gè)差值音頻信號(hào)表示在一M聲道音頻混頻和一N聲道音頻混頻中相應(yīng)M聲道之間的加權(quán)差值。
19.一制品，其特征在于所述制品包括一便攜式機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體126，178；以及一表示多聲道音頻信號(hào)的數(shù)字比特流124，其包括N個(gè)混頻在M分立音頻聲道的音頻信號(hào)，式中N＞M，所述N個(gè)信號(hào)中至少一個(gè)由至少一分立擴(kuò)展聲道傳送，所述分立音頻聲道和分立擴(kuò)展聲道作為音頻幀序列記錄在所述便攜式機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體上，每個(gè)所述音頻幀包括在預(yù)定多聲道音頻格式中表示所述分立聲道的音頻數(shù)據(jù)122，及加到所述多聲道音頻格式中表示所述分立擴(kuò)展聲道的音頻數(shù)據(jù)120。
20.如權(quán)利要求19所述的制品，其特征在于音頻幀尺寸可以一幀一幀地改變以適應(yīng)分立擴(kuò)展聲道。
21.如權(quán)利要求19所述的制品，其特征在于所述分立音頻聲道以數(shù)字格式由所述媒體傳送，所述媒體是光盤，其具有刻在光盤表面上表示數(shù)字信息的凹坑，而數(shù)字信息反過(guò)來(lái)又表示所述分立音頻聲道。
22.一種多聲道音頻信號(hào)，其特征在于用M個(gè)傳送N個(gè)混頻音頻信號(hào)的分立音頻聲道及一傳送其中一個(gè)音頻信號(hào)的分立擴(kuò)展環(huán)繞聲聲道對(duì)所述多聲道音頻信號(hào)編碼。
23.如權(quán)利要求22所述的信號(hào)，其特征在于所述M個(gè)分立聲道以預(yù)定多聲道格式編碼，所述分立擴(kuò)展聲道被編碼并加到所述預(yù)定多聲道音頻格式中。
24.如權(quán)利要求23所述的信號(hào)，其特征在于用N減去M個(gè)分立擴(kuò)展聲道對(duì)所述信號(hào)編碼，每個(gè)分立擴(kuò)展聲道傳送一個(gè)不同的N音頻信號(hào)。
25.如權(quán)利要求22所述的信號(hào)，其特征在于所述信號(hào)包括一載波信號(hào)，用M個(gè)分立音頻聲道及分立擴(kuò)展聲道對(duì)所述信號(hào)編碼。
26.如權(quán)利要求25所述的信號(hào)，其特征在于用N個(gè)分立擴(kuò)展聲道對(duì)所述信號(hào)編碼，其中N減去M個(gè)聲道傳送分立音頻信號(hào)，剩下的M個(gè)聲道傳送差值音頻信號(hào)。
27.如權(quán)利要求26所述的信號(hào)，其特征在于M個(gè)差值音頻信號(hào)表示在一M聲道音頻混頻和一N聲道音頻混頻中相應(yīng)M聲道之間的加權(quán)差值。
28.一種以擴(kuò)展多聲道音頻格式在媒體126，178上記錄多聲道音頻的方法，它通過(guò)音頻譯碼器130現(xiàn)有基礎(chǔ)，其配置成讀取以預(yù)定多聲道音頻格式記錄的媒體，或通過(guò)音頻譯碼器130，134，144，145基礎(chǔ)，其配置成讀取以擴(kuò)展多聲道音頻格式記錄的媒體，來(lái)重放聲音，其特征在于所述方法包括使N個(gè)音頻信號(hào)的聲信息混頻；使N個(gè)音頻信號(hào)混頻成M個(gè)音頻信號(hào)，其中M小于N；將在M個(gè)分立音頻聲道內(nèi)的所述M個(gè)音頻信號(hào)以預(yù)定多聲道音頻格122記錄在媒體上；以及將至少一個(gè)在各自分立擴(kuò)展音頻聲道內(nèi)的音頻信號(hào)作為加到預(yù)定多聲道音頻格式122的擴(kuò)展比特120記錄在媒體上，所述媒體包括擴(kuò)展多聲道音頻格式。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述分立音頻聲道和分立擴(kuò)展聲道作為音頻幀124序列記錄在所述媒體上，該方法還包括一幀一幀地改變音頻幀尺寸以適應(yīng)分立擴(kuò)展聲道。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于N減去M個(gè)音頻信號(hào)記錄在各自分立擴(kuò)展音頻聲道內(nèi)。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述音頻信號(hào)包括左、右及中央環(huán)繞聲信號(hào)，使3個(gè)前置及1個(gè)超低頻音頻信號(hào)的聲信息混合，并以5.1聲道音頻格式用兩個(gè)分立環(huán)繞聲聲道記錄。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于N和M音頻信號(hào)分別表示N-聲道和M-聲道混頻，所述方法還包括計(jì)算在M-聲道混頻和N-聲道混頻中相應(yīng)M分立音頻信號(hào)之間的加權(quán)差值信號(hào)，以及將加權(quán)差值信號(hào)記錄在各自分立擴(kuò)展聲道上。
33.一種重放多聲道音頻的方法，其特征在于所述方法包括接收具有記錄比特流124的媒體126，所述比特流包括M個(gè)分立音頻聲道，其傳送在預(yù)定多聲道音頻格式中的N個(gè)混頻音頻信號(hào)，其中N＞M，及至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道，每個(gè)分立擴(kuò)展聲道傳送N個(gè)聲頻信號(hào)中之一，其作為加到所述預(yù)定多聲道音頻格式的擴(kuò)展比特；讀取在預(yù)定多聲道音頻格式中的比特，忽略擴(kuò)展比特；對(duì)在預(yù)定多聲道音頻格式中的比特譯碼以重放所述M個(gè)分立音頻聲道；將M個(gè)分立音頻聲道應(yīng)用到各自分立音箱聲道以重放M個(gè)分立音頻信號(hào)及至少一個(gè)幻象音頻信號(hào)。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于所述M個(gè)分立音頻聲道是左和右環(huán)繞聲聲道，所述N個(gè)分立音頻信號(hào)包括左、右及中央環(huán)繞聲信號(hào)，所述分立擴(kuò)展聲道傳送所述中央環(huán)繞聲信號(hào)，雖然該信號(hào)讀取時(shí)被忽略，但會(huì)作為幻象中央環(huán)繞聲信號(hào)重放。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于所述分立音頻聲道和分立擴(kuò)展聲道作為音頻幀序列記錄在所述媒體上，所述音頻幀以一次一幀的方式讀取，記錄在所述媒體上的音頻幀尺寸可以一幀一幀地改變以適應(yīng)分立擴(kuò)展聲道。
36.一種重放多聲道音頻的方法，其特征在于所述方法包括接收具有記錄比特流124的媒體126，所述比特流包括M個(gè)分立音頻聲道，其傳送在預(yù)定多聲道音頻格式122中的N個(gè)的混頻音頻信號(hào)，其中N＞M，及至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道120a，每個(gè)分立擴(kuò)展聲道傳送N個(gè)音頻信號(hào)中之一，其作為加到所述預(yù)定多聲道音頻格式的擴(kuò)展比特；讀取在預(yù)定多聲道音頻格式中的比特，忽略擴(kuò)展比特；對(duì)在預(yù)定多聲道音頻格式中的比特譯碼130以重放所述M個(gè)分立音頻聲道；對(duì)M個(gè)音頻聲道矩陣譯碼134以提供N個(gè)分立音頻聲道，所述分立音頻聲道傳送表示N個(gè)混頻音頻信號(hào)的矩陣譯碼音頻；以及將N個(gè)分立音頻聲道應(yīng)用到各自分立音箱聲道132以重放矩陣譯碼多聲道音頻。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于所述M個(gè)分立音頻聲道是左和右環(huán)繞聲聲道，所述N個(gè)分立音頻信號(hào)包括左、右及中央環(huán)繞聲信號(hào)，所述分立擴(kuò)展聲道傳送所述中央環(huán)繞聲信號(hào)，因?yàn)樗谧x取時(shí)被忽略，所以作為矩陣譯碼音頻重放。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于所述分立音頻聲道和分立擴(kuò)展聲道作為音頻幀序列記錄在所述媒體上，所述音頻幀以一次一幀的方式讀取，記錄在所述媒體上的音頻幀尺寸可以一幀一幀地改變以適應(yīng)分立擴(kuò)展聲道。
39.一種重放多聲道音頻的方法，其特征在于所述方法包括接收具有記錄比特流124的媒體126，所述比特流包括M個(gè)分立音頻聲道，其傳送在預(yù)定多聲道音頻格式122中的N個(gè)混頻音頻信號(hào)，其中N＞M，及至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道120，每個(gè)分立擴(kuò)展聲道傳送N個(gè)音頻信號(hào)中之一，其作為加到所述預(yù)定多聲道音頻格式的擴(kuò)展比特；讀取在預(yù)定多聲道音頻格式中的比特；對(duì)在預(yù)定多聲道音頻格式中的比特譯碼140以重放所述M個(gè)分立音頻聲道；讀取擴(kuò)展比特；對(duì)擴(kuò)展比特譯碼以提供至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道；用擴(kuò)展聲道對(duì)M個(gè)分立音頻聲道混頻譯碼144以提供M個(gè)各傳送一分立音頻信號(hào)的分立音頻聲道；以及將M個(gè)分立音頻聲道和至少一個(gè)擴(kuò)展聲道應(yīng)用到各自分立音箱聲道142以重放N個(gè)分立音頻信號(hào)。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于所述M個(gè)分立音頻聲道是左和右環(huán)繞聲聲道，所述N個(gè)分立音頻信號(hào)包括左、右及中央環(huán)繞聲信號(hào)，所述分立擴(kuò)展聲道傳送所述中央環(huán)繞聲信號(hào)，該信號(hào)被讀取并作為分立中央環(huán)繞聲信號(hào)重放。
41.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于所述分立音頻聲道和分立擴(kuò)展聲道作為音頻幀序列記錄在所述媒體上，所述音頻幀以一次一幀的方式讀取，記錄在所述媒體上的音頻幀尺寸可以一幀一幀地改變以適應(yīng)分立擴(kuò)展聲道。
42.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于對(duì)N減去M個(gè)分立擴(kuò)展聲道譯碼。
43.一種從具有記錄比特流124的媒體126重放環(huán)繞聲音頻的設(shè)備，所述比特流包括M個(gè)分立音頻聲道，其傳送在預(yù)定多聲道音頻格式122中的N個(gè)混頻音頻信號(hào)，及至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道，每個(gè)分立擴(kuò)展聲道傳送一個(gè)作為加到所述預(yù)定多聲道音頻格式122的擴(kuò)展比特的音頻信號(hào)，其特征在于所述設(shè)備包括一多聲道音頻譯碼器140，其讀取在預(yù)定多聲道音頻格式中的比特，而忽略擴(kuò)展比特，對(duì)比特譯碼以重放所述M個(gè)分立音頻聲道，以及一混頻譯碼器144，其接收M個(gè)分立音頻聲道和讀取擴(kuò)展比特，對(duì)擴(kuò)展比特譯碼以重放至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道，用擴(kuò)展聲道分離N個(gè)在M分立聲道上傳送的混頻音頻信號(hào)，以提供M個(gè)由M分立音頻聲道傳送的分立音頻信號(hào)，以及將M個(gè)分立音頻聲道和至少一個(gè)分立擴(kuò)展聲道應(yīng)用到各自分立音箱聲道142以重放N個(gè)分立音頻信號(hào)。
44.如權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其特征在于所述M個(gè)分立音頻聲道是傳送混頻左、右及中央環(huán)繞聲信號(hào)的左和右環(huán)繞聲聲道，所述分立擴(kuò)展聲道傳送所述中央環(huán)繞聲信號(hào)，該信號(hào)被混頻譯碼器讀取并作為分立中央環(huán)繞聲信號(hào)重放。
45.如權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其特征在于所述媒體比特流還有三個(gè)傳送各自分立前置音頻信號(hào)的分立前置聲道，及一個(gè)傳送超低頻信號(hào)的超低頻Sub聲道，所述三個(gè)前置聲道、兩個(gè)環(huán)繞聲聲道及一個(gè)超低頻聲道以5.1音頻格式記錄在媒體上，所述多聲道音頻譯碼器包括一個(gè)5.1聲道譯碼器。
46.如權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其特征在于所述分立音頻聲道和分立擴(kuò)展聲道作為比特流的音頻幀序列記錄在所述媒體上，記錄在所述媒體上的音頻幀尺寸可以一幀一幀地改變以適應(yīng)分立擴(kuò)展聲道，所述多聲道音頻編碼器和所述混頻譯碼器根據(jù)幀尺寸一次一幀地讀取所述序列。
全文摘要
一種多聲道音頻格式為電影院、家庭影院、或音樂(lè)環(huán)境的環(huán)繞聲、前置或其他分立音頻聲道提供真正分立和向后兼容性混頻。這些附加分立音頻信號(hào)與現(xiàn)有分立音頻聲道混頻成一預(yù)定格式，如5.1音頻格式。另外，對(duì)這些附加分立音頻聲道編碼，并使這些聲道作為比特流(124)的擴(kuò)展比特(120)加到預(yù)定格式中。用多聲道譯碼器(140)的現(xiàn)有基礎(chǔ)與混頻譯碼器(144)結(jié)合，可重放真正分立N.1多聲道音頻。
文檔編號(hào)H04S5/02GK1451255SQ01812518
公開(kāi)日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月10日
發(fā)明者W·P·史密斯, S·M·史密斯, 嚴(yán)明, 尤于利 申請(qǐng)人:數(shù)字劇場(chǎng)系統(tǒng)股份有限公司