TWI393119B - 多通道編碼器、編碼方法、電腦程式產品及多通道解碼器 - Google Patents

多通道編碼器、編碼方法、電腦程式產品及多通道解碼器 Download PDF

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Description

多通道編碼器、編碼方法、電腦程式產品及多通道解碼器
本發明有關多通道編碼器，如利用空間音訊之參數描述的多通道音訊編碼器。此外，本發明亦有關在此種多通道編碼器中處理如空間音訊信號之信號的方法。此外，本發明有關可操作以解碼此種多通道編碼器所產生之信號的解碼器。
音訊記錄與重現近年來已從單聲道單通道格式進展到雙通道立體聲格式，最近甚至進展到多通道格式，如家庭劇院系統常用的五通道音訊格式。超音頻光碟(SACD)與數位多功能光碟(DVD)資料載體的出現使此種五通道音訊重現成為時下一股風潮。許多使用者現在家裡都擁有能夠提供五通道音訊播放的設備；相應地，適合之資料載體上的五通道音訊程式內容越來越垂手可得，例如上述SACD與DVD類型的資料載體。由於吾人對多通道程式內容的興趣與日俱增，更有效地編碼多通道音訊程式內容成為重要的課題，例如以提供增強品質、更長的播放時間或甚至更多通道的一或多個。
已知編碼器能夠藉由參數描述符來表示如用於音訊程式內容的空間音訊資訊。例如，在公開之國際PCT專利申請案第PCT/IB2003/002858號(WO 2004/008805)中，說明編碼多通道音訊信號包括至少第一信號成分(LF)、第二信號成分(LR)、及第三信號成分(RF)。此編碼利用包含以下步驟的方法：(a)使用第一參數編碼器來編碼第一信號成分及第二信號成分，以產生第一編碼信號(L)及第一組編碼參數(P2)；(b)使用第二參數編碼器來編碼第一編碼信號(L)及進一步的信號(R)，以產生第二編碼信號(T)及第二組編碼參數(P1)，其中進一步的信號(R)係得自於至少第三信號成分(RF)；及(c)至少以得自於至少第二編碼信號(T)、第一組編碼參數(P2)、及第二組編碼參數(P1)之所產生的編碼信號(T)表示多通道音訊信號。
音訊信號的參數描述近年來深受矚目，因其證明傳輸描述音訊信號的量化參數需要相對較少的傳輸容量。這些量化參數能夠在解碼器中進行接收及處理，以重新產生知覺上和其對應之原始音訊信號相差不遠的音訊信號。
時下的多通道編碼器按照以下位元率產生輸出編碼資料：實質上和在輸出編碼資料中傳遞的一些音訊通道呈線性比例。此種特性使附加通道成為問題，因為為了能夠容納更多的通道，勢必犧牲特定資料載體儲存容量的播放時間長度或音訊表現的品質。
本發明的目的在於提供一種多通道編碼器，其經操作可對多通道資料內容，如多通道音訊資料內容，提供更有效的編碼。
本發明人等明白，使用適當的編碼方法，輸出編碼資料便能夠傳遞對應於如五通道音訊程式內容的資訊，而使用位元率則在傳統上需要傳遞二通道音訊程式內容，即立體聲。
因此，根據本發明的第一方面，其中提供一種多通道編碼器，其經配置可處理在N個輸入通道中傳遞的輸入信號，以產生在M個輸出通道中傳遞之對應的輸出信號和參數資料，使M與N為整數且N大於M，該編碼器包括：(a)一降頻混合器，用於降頻混合該等輸入信號以產生對應的輸出信號；及(b)一分析器，用於在降頻混合或作為分開的處理期間處理該等輸入信號，可操作該分析器以產生補充該等輸出信號的該參數資料，該參數資料描述該等N個通道之輸入信號間的共同差，以允許實質上在從該等M個通道之輸出信號解碼該等N個通道之輸入信號之一或多個期間重新產生，該等輸出信號係屬於相容於提供用於N個或少於N個輸出通道之解碼器重現的一形式，以賦予向後相容性。
本發明的有利之處在於，多通道編碼器能夠更有效地將多通道輸入信號編碼成如使其能夠和二通道立體聲播放裝置相容的輸出流。
編碼器此種和早期類型之對應之解碼器的向後相容性係以下列三種方式來提供：(a)按以下方式從編碼器產生輸出降頻混合信號：播放這些信號，即不用附加處理或解碼，致使在對應之限定數量之揚聲器的限制下，空間影像和如五通道空間影像極為近似。此特性確保向後播放相容性；(b)將和降頻混合信號相關聯的空間參數放在位元流的輔助資料部分中。無法解碼輔助資料部分的解碼器還是可以解碼已傳輸的信號。此特性確保向後解碼相容性；及(c)儲存於位元流及解碼器結構之輔助部分的參數係按以下方式進行公式化：參數解碼器能夠重新產生適當的二通道、三通道、及四通道信號。此特性在所用的播放系統上提供彈性，因此，提供和二通道、三通道、及四通道系統的向後相容性。
較佳，在編碼器中，分析器包括處理構件，以藉由從時域變換至頻域來轉換輸入信號，及處理這些變換的輸入信號以產生參數資料。在頻域中處理輸入信號有利於在編碼器內提供有效編碼。較佳，在編碼器中，降頻混合器及分析器中至少一項係配置可將輸入信號處理為一連串時頻微磚，以產生輸出信號。
較佳，在編碼器中，藉由變換互相重疊的分析窗來獲得微磚。此種重疊允許較佳的連續性，藉此在後續解碼輸出信號以重新產生輸入信號的表示法時減少編碼加工。
較佳，編碼器包括用於處理輸入信號的編碼器，以產生M個中間音訊資料通道以含在M個輸出信號中，分析器係配置可以關於以下項目中至少一項的參數資料輸出資訊：(a)通道間輸入信號功率比或對數等級差；(b)該等輸入信號間的通道間同調性；(c)一或多個通道之輸入信號和一或多個通道之輸入信號之功率之一總和間的一功率比；及(d)信號對間的相位差或時差。
較佳，(d)的相位差為平均相位差。
較佳，在編碼器中，在相位差、同調性資料、及功率比中至少一項的計算之後為主要成分分析(PCA)及/或通道間相位對準，以產生輸出信號。
較佳，在編碼器中，為了在重新產生輸入資料時提供和原始輸入信號更相似的信號，在N個通道中傳遞的輸入信號中至少一項對應於音效通道。
較佳，編碼器係經調適可以適於使用習用之播放系統播放的形式來產生輸出信號。
根據本發明的第二方面，其中提供一種在多通道編碼器中編碼在N個輸入通道中傳遞之輸入信號以產生在M個輸出通道中傳遞之對應的輸出信號和參數資料的方法，使M與N為整數且N大於M，該方法包括以下步驟：(a)降頻混合該等輸入信號以產生該等對應的輸出信號；及(b)在經降頻混合或分開進行處理時，在分析器中處理輸入信號，該處理提供補充輸出信號的該參數資料，該參數資料描述N個通道之輸入資料間的共同差，以允許在解碼期間實質上從M個通道之輸出信號產生N個通道之輸入信號，該等輸出信號係屬於相容於提供用於N個或少於N個輸出通道之解碼器中重現的形式。
較佳，該方法係經調適可編碼對應於五通道的輸入信號，並可以和對應之二通道立體聲解碼器、三通道解碼器、及四通道解碼器之一或多個相容的形式來產生輸出信號與參數資料。
較佳，在該方法中，處理包括藉由從時域變換至頻域來轉換輸入信號。
較佳，在該方法中，將輸入信號中至少一項處理為一連串時頻微磚，以產生輸出信號。
較佳，在該方法中，微磚對應於互相重疊的分析窗。
較佳，該方法包括使用用於處理輸入信號之編碼器的步驟，以產生M個中間音訊資料通道以含在輸出信號中，編碼器係配置可以關於以下項目中至少一項的參數資料輸出資訊：(a)通道間輸入信號功率比或對數等級差；(b)該等輸入信號間的通道間同調性；(c)一或多個通道之輸入信號和一或多個通道之輸入信號之功率之一總和間的一功率比；及(d)信號對間的相位差或時差。
較佳，(d)的相位差為平均相位差。
較佳，在該方法中，位準差、同調性資料、及功率比中至少一項的計算之後為主要成分分析(PcA)及/或通道間相位對準，以產生輸出信號。
較佳，在該方法中，在N個通道中傳遞的輸入信號中至少一項對應於音效通道。
根據本發明的第三方面，其中提供儲存於資料載體中的編碼資料內容，該資料內容係使用本發明第二方面的方法來產生。
根據本發明的第四方面，其中提供一種解碼器，其經操作可解碼本發明第一方面之編碼器所產生的編碼輸出資料，該編碼輸出資料包含M個通道與自N個通道之輸入信號產生之關聯的參數資料，使M<N，其中M與N為整數，該解碼器包括處理器：(a)用於接收編碼輸出資料並將其從時域轉換至頻域；(b)用於套用該頻域中的參數資料以從該等M個通道擷取內容，以從該等M個通道重新產生對應於N個通道之一或多個之輸入信號(未直接含在該編碼輸出資料中或從中省略)之重新產生的資料內容；及(c)用於處理該重新產生的資料內容，以在該解碼器的一或多個輸出處輸出N個通道之重新產生之輸入信號的一或多個。
較佳，在解碼器中，可操作處理器以套用全通解相關濾波器，以獲得解相關的信號版本，以用於重新產生解碼器之N個通道的該一或多個輸入信號。
較佳，在解碼器中，可操作處理器以套用反向編碼器旋轉，以將M個通道的信號與其解相關的版本分成其構成成分，以重新產生解碼器之N個通道之該一或多個輸入信號。
應明白本發明之特徵可容易地組合在任何組合內，而不背離本發明之範圍。
為了改良在提供具有N個通道之輸入資料且配置可編碼輸入資料以產生對應之編碼輸出資料流之多通道編碼器內執行的編碼，本發明人等設想可以有利的方式操作編碼器以：(a)將N個通道的輸入資料降頻混合成M個通道，使M<N；及(b)產生相對較少量的參數額外負擔資料，以在產生輸出資料流時和M個通道的資料結合，參數資料經配置可在供應有輸出資料流的後續解碼器重建對應於N個通道的資料。
例如，多通道編碼器較佳為五通道編碼器，即N＝5。五通道編碼器經組態配置可降頻混合對應於五個輸入通道的資料，以產生兩個通道的中間資料，即M＝2。此外，可操作五通道編碼器以產生關聯的參數額外負擔資料，以和兩個通道的資料結合，以產生輸出資料流，參數資料足以使解碼器重建五個輸入通道的表示法。解碼器的有利之處在於，其能夠向後相容以支援N＝2、3、4中的情況，即向後相容於二通道、三通道、及四通道輸出的情況。
在本發明的較佳具體實施例中，可操作編碼器以處理N個輸入資料通道。N個輸入通道較佳對應於中央音訊資料通道、左前方音訊資料通道、左後方音訊資料通道、右前方音訊資料通道、及右後方音訊資料通道；此種五個通道能夠建立適於家庭劇院類型程式內容重現的明顯立體聲音分布。N個輸入資料通道經降頻混合成兩個中間音訊資料通道，例如使用時下的立體聲音訊編碼器進行編碼。編碼器以有利的方式對左前方及左後方資料通道採用主要成分分析及/或相位對準。編碼器亦經配置可對右前方及右後方輸入通道採用分開的主要成分分析及/或相位對準。此外，可操作編碼器以產生參數額外負擔資料，其包括關於以下項目的資訊：(a)左前方及左後方資料通道間的通道間位準差；(b)右前方及右後方資料通道間的通道間位準差；(c)關於左前方及左後方通道的通道間同調性資料；(d)關於右前方及右後方資料的通道間同調性資料；及(e)中央資料通道和左前方、左後方、右前方、及右後方資料通道之功率總和間的功率比。
結合兩個中間資料通道與參數額外負擔資料以從編碼器產生編碼輸出資料。視情況，關於通道間相位差的資料及較佳一方面在左前方與左後方資料通道之間和另一方面在右前方與右後方資料通道之間的總相位差係含在編碼器的編碼輸出資料中。在(a)至(e)中有關本發明此範例具體實施例所執行的參數分析較佳牽涉時間與頻率分析；較佳，分析係藉由時頻微磚來執行，其詳細說明如下。
現將參考其部分與信號如表1所定的圖1，就其關聯的數學函數來詳細說明本發明之較佳具體實施例中之編碼器的運算。
在圖1中，其中顯示大致如10所示的編碼器。編碼器10分別包含：第一輸入通道20、第二輸入通道30、及第三輸入通道40。這三通道20、30、40的輸出信號380、400、440，即LI、CI、RI，係分別耦合至混合與參數擷取單元200。擷取單元200包含關聯的右邊預輸出信號460及左邊預輸出信號470，即PRo u t 、PLo u t ，其係連接至反向變換與OLA單元210，以分別產生編碼的右邊輸出信號480及左邊輸出信號490，即Ro u t 、Lo u t 。
第一通道20包括區段與變換單元100，用於分別接收左前方輸入信號300及左後方輸入信號310，即Sl f 、Sl r 。對應之左前方變換的信號350及左後方變換的信號360，即TSl f 、TSl r ，係耦合至通道20的降頻混合單元130，且還耦合至通道20的參數分析單元110。第一參數組信號370，即PS1，係耦合至參數至降頻混合向量轉換單元120的輸入，其對應的輸出係耦合至降頻混合單元130。
第二通道30包括區段與變換單元140，其配置可接收中央輸入信號320，即Sc 。中央中間信號400，即CI，係從變換單元140耦合至參數擷取單元200，如上述。
第三通道40包括區段與變換單元150，用於分別接收右前方輸入信號330及右後方輸入信號340，即Sr f 、Sr r 。對應之右前方變換的信號410及右後方變換的信號420，即TSr f 、TSr r ，係耦合至通道40的降頻混合單元180，且還耦合至通道40的參數分析單元160。第二參數組信號430，即PS2，係耦合至參數至降頻混合向量轉換單元170的輸入，其對應的輸出係耦合至降頻混合單元180。
參數擷取單元200係配置可接收通道20、30、40的信號380、400、440，以產生第三參數組輸出450，即PS3，以及OLA單元210的預輸出信號470、460，即PRo u t 、PLo u t 。
可在專用硬體中實施編碼器10。或者，編碼器10可基於配置以執行軟體以實施編碼器10之處理功能的電腦硬體。至於另外的替代方案，可藉由耦合至在軟體控制下進行操作之電腦硬體之專用硬體的組合來實施編碼器10。
現在將參考圖1說明編碼器10的運算。信號Sl f [n]、Sl r [n]、Sr f [n]、Sr r [n]、Sc [n]分別描述左前方、左後方、右前方、右後方、及中央音訊信號之離散的時間波形。在通道20、30、40中，這五個信號係使用共用分段加以分段，較佳使用重疊的分析窗。其後，使用複合變換(如傅立葉變換或同等類型的變換)將各區段從時域轉換至頻域；或者，如使用硬體或軟體模擬中至少一項來實施的複合濾波器組合結構便可用來獲得時頻微磚。此種信號處理造成Lf [k]、Lr [k]、Rf [k]、Rr [k]、C[k]頻域中輸入信號之分段的子頻帶表示法，其中參數k代表頻率指數，L代表左邊，R代表右邊，f代表前方，r代表後方及C代表中央。
在參數擷取單元200中，在第一步驟中執行資料處理，以估計左前方與左後方信號之間的相關參數。這些參數包括：位準差IIDL 、相位差IPDL 、及同調性ICCL 。較佳，相位差IPDL 對應於平均相位差。此外，這些參數IIDL 、IPDL 、及ICCL 的計算如方程式1至3(Eq.1至3)所示： 其中符號＊ 代表共軛複數。
如方程式1至3所描述的程序亦重複用於右前方及右後方信號，此種處理產生分別關於位準差、相位差、及同調性之對應的參數IIDR 、IPDR 、及ICCR 。
在參數至降頻混合向量轉換單元120中，在第二步驟中執行資料處理以計算兩個信號：左前方Lf 與左後方Lr 之降頻混合的複合加權。在較佳的具體實施例中，發送至降頻混合單元130的降頻混合向量係配置可藉由套用輸入信號空間及/或複合相位對準的旋轉α，以極大化降頻混合信號Y[k]的能量。
降頻混合的套用如下。使用極大化主信號Y[k]之能量的旋轉角α，旋轉兩個信號Lf 與Lr 以獲得主信號Y[k]及對應的殘餘信號Q[k]，如方程式4(Eq.4)所示： 其中角OPDL 代表總相位旋轉角，而計算相位差IPDL 以確保兩個信號Lf 、Lr 的最大相位對準。可從使用方程式5與6(Eq.5與6)所擷取的參數計算旋轉角α： 其中g ＝方程式6其後在參數擷取單元200中丟棄方程式4的信號Q[k]，按以下方式以標量β定標信號Y[k]以獲得信號L[k]：信號L[k]具有信號Q[k]之功率加上信號Y[k]之功率的相同功率；換言之，丟棄信號Q[k]，而藉由定標信號Y[k]來補償信號功率上升之對應的損失。可使用方程式7與8(Eq.7與8)計算標量β。
其中
亦對右前方與右後方信號對重複第一步驟與第二步驟，因而產生對應的信號R[k]。請注意，使用旋轉角α的固定值即可不用PCA旋轉。
在編碼器10內執行的第三處理步驟牽涉將中央信號C[k]混合成信號L[k]與R[k]，因而分別產生預輸出信號470、460，即PLo u t 、PRo u t 。此種混合係根據方程式9(Eq.9)來執行： 其中參數ε代表在和方程式9相關聯的混合中，決定信號C[k]之強度的權值，例如，通常ε＝0.707。較佳，L、C、及R的個別組合在相位上為對準，否則會發生相位抵消。
可從方程式10(Eq.10)計算描述信號C相對於信號L與R之功率之功率的參數IIDC ：
對各時頻微磚，在編碼器10中重複包含上述第一、第二、及第三步驟的上述程序。
其後在編碼器中將信號PLo u t [k]與PRo u t [k]變換為時域且和使用重疊相加類型之總和的先前區段結合，以分別產生上述輸出信號490、480，即Lo u t 、Ro u t 。
藉由通信網路，例如藉由網際網路或其他類似的廣播網路，即可傳達編碼器10的輸出資料。或者，另外，藉由資料載體，例如DVD資料光碟或其他類似類型的資料載送媒體，即可傳遞輸出資料。
編碼器10的輸出資料能夠在和編碼器10相容的解碼器(大致如圖3中800所示的解碼器)中進行解碼。解碼器800包括資料處理單元810，用於將輸出信號480、490與接收自編碼器10、600之關聯的參數資料370、430、450、690用各種數學運算進行處理，以產生對應的解碼輸出信號(DOP)。
為了提供向後相容性，此種解碼器可以是立體聲、三通道、及五通道裝置中至少一項。在和編碼器10相容的立體聲類型解碼器中，即其中解碼器800只包括用於DOP的兩個解碼輸出，立體聲類型解碼器具有兩個播放通道，自編碼器10提供的信號Ro u t 、Lo u t 將在兩個播放通道上的立體聲類型解碼器中重現，不用執行進一步的處理。
在和編碼器10相容的三通道解碼器中，解碼器具有三個播放通道，即其中解碼器800包括用於DOP的三個解碼輸出，例如讀取自如DVD光碟之資料載體的兩個信號Ro u t 、Lo u t 經分段後，再變換至上述頻域。然後使用方程式11至16(Eq.11至16)得到對應之重建的信號L[k]、R[k]、及C[k]： 其中
然後以上述的相同方式，從信號L[k]、R[k]、及C[k]得到供使用者欣賞的三通道音訊信號。
在和編碼器10相容的五通道解碼器中，即提供五個解碼輸出的解碼器800，採用如上述的三通道播放重建，因而在解碼器產生信號L[k]、R[k]、及C[k]。在五通道解碼器中，執行進一步步驟，其牽涉按其構成成分分割信號L[k]，即左前方成分Lf [k]與左後方成分Lr [k]；同樣地，也將信號R[k]分成其構成成分，即右前方成分Rf [k]與右後方成分Rr [k]。此種信號分割利用補充上述編碼器10中執行之旋轉的反向編碼器旋轉運算。使用方程式17與18(Eq.17、18)，在五向解碼器中得到反向旋轉所需的主信號Y[k]與殘餘信號Q[k]。
其中 其中參數Ⅱ如先前在上文中的方程式8(Eq.8)所定義。在方程式17中H[k]代表全通解相關濾波器，以獲得信號L[k]之解相關的版本。其後，使用如方程式19(Eq.19)所述的反向編碼器旋轉函數產生信號Lf [k]與Lr [k]：
同樣處理亦套用於右方通道成分。
在和編碼器10相容的四通道解碼器中，可操作四通道解碼器以先按上述互通道解碼器所用的相似方式解碼五個通道，以產生五個音訊信號Sl f 、Sl r 、Sr f 、Sr r 、及Sc 。之後，按方程式20與21(Eq.20、21)發生簡單混合，以產生左前方與右前方音訊信號Sl f , p l a y b a c k 、Sr f , p l a y b a c k ，供使用者欣賞：S lf,playback ＝S lf ＋qS C 方程式20S rr,playback ＝S rf ＋qS C 方程式21其中係數q＝0.707。
係數q確保四通道解碼器：中央信號成分的總功率實質上固定，無論透過單一中央揚聲器播放或耦合至四通道解碼器之左前方與右前方揚聲器對使用者所產生之聲音的幻象來源。
應明白，可修改上述本發明的具體實施例，而不背離隨附申請專利範圍所定義之本發明的範疇。
本發明人等發現編碼器10並不支援如低頻音效通道之音效通道(LFE)的編碼。此種LFE通道有利於如傳遞聲音音效資訊，如打雷聲資訊或***聲資訊，以利於如在家庭劇院系統中伴隨同時呈現給使用者的視覺資訊。因此，本發明人等在本發明的具體實施例中明白，修改編碼器10有利於加強其第二通道30，藉此產生如圖2所示及在其中大致以600表示的編碼器。視情況，LFE通道具有實質上為120 Hz之相對較受限制的頻寬，不過也能夠容納相對較大的頻寬。
編碼器600和編碼器10大致相同，只是編碼器600的第二通道30備有參數分析單元630、參數至降頻混合向量單元640與降頻混合單元650，其連接方式分別和第一通道20及第三通道40之對應成分的相同；可操作編碼器600的通道30以輸出第四參數組690，即PS4。此外，編碼器600的第二通道30包括：低頻音效(lfe)輸入610，用於接收低頻音效信號Sl f e ；及輸入620，用於接收上述中央信號SC 。較佳，將信號Sl f e 的處理限於上行子音訊頻率之120 Hz的頻寬，因而適於驅動時下的重低音類型揚聲器。然而，也可以具有大於120 Hz甚多之頻寬的第二通道30來實施本發明的具體實施例，以提供對應於類似脈衝聲音的高頻信號資訊。
和編碼器10相比，在編碼器600的輸出中包括低頻音效資訊需要使用附加參數。在編碼器600中分析呈現給輸入610的信號，以決定對應的代表參數，然後按時頻微磚對其加以分析，其方式和透過編碼器10之其他上述音訊信號處理的方式相似。對應的解碼器較佳經配置可包括附加特色以解碼低頻資訊，以重新產生如適於放大的信號，以驅動家庭劇院系統中的音訊重低音揚聲器。
在隨附的申請專利範圍中，在括弧內的數字與其他符號可協助瞭解申請專利範圍，但絕非用來限制申請專利範圍的範疇。
在說明本案內容及其關聯的申請專利範圍時，應以非專有的方式來解讀如「包含」、「包括」、「併入」、「含有」、「係為」、及「具有」等措辭，即其解讀允許呈現未明確定義的其他項目或成分。也應將所提的單數形解讀為複數形，反之亦然。
10．．．編碼器
20．．．第一通道
30．．．第二通道
40．．．第三通道
100．．．區段與變換單元
110．．．參數分析單元
120．．．參數至下行混合向量單元
130．．．下行混合單元
140．．．區段與變換單元
150．．．區段與變換單元
160．．．參數分析單元
170．．．參數至下行混合向量單元
180．．．下行混合單元
200．．．混合與參數擷取單元
200．．．混合與參數擷取單元
210．．．反向變換與OLA單元
300．．．左前方輸入信號，Sl f
310．．．左後方輸入信號，Sl r
320．．．中央信號，Sc
330．．．右前方信號，Sr f
340．．．右後方信號，Sr r
350．．．左前方變換的信號，TSl f
360．．．左後方變換的信號，TSl f
370．．．第一參數組，PS1
380．．．左邊中間信號，LI
400．．．中央中間信號，CI
410．．．右前方變換的信號，TSr f
420．．．左前方變換的信號，TSr r
430．．．第二參數組，PS2
440．．．右邊中間信號，RI
450．．．第三參數組，PS3
460．．．右邊預輸出信號，PRo u t
470．．．左邊預輸出信號，PLo u t
480．．．右邊輸出信號，Ro u t
490．．．左邊輸出信號，Lo u t
600．．．編碼器
610．．．低頻音效(lfe)輸入
620．．．輸入
630．．．參數分析單元
640．．．參數至下行混合向量單元
650．．．參數至下行混合向量單元
690．．．第四參數組，PS4
800．．．解碼器
810．．．處理器
1300－1340．．．解碼器輸出
現在參考附圖，僅經由範例說明本發明之具體實施例，其中：圖1為本發明之第一多通道編碼器的示意圖；圖2為包括提供如低頻音效之音效之本發明之第二多通道編碼器的示意圖；及圖3為本發明之多通道解碼器的示意圖，該解碼器係為圖1及2之編碼器的補充且能夠解碼此種編碼器所提供的輸出資料。
10．．．編碼器
20．．．第一通道
30．．．第二通道
40．．．第三通道
100．．．區段與變換單元
110．．．參數分析單元
120,170．．．參數至下行混合向量單元
130,180．．．下行混合單元
140,150．．．區段與變換單元
160．．．參數分析單元
200．．．混合與參數擷取單元
210．．．反向變換與OLA單元
300．．．左前方輸入信號，Sl f
310．．．左後方輸入信號，Sl r
320．．．中央信號，Sc
330．．．右前方信號，Sr f
340．．．右後方信號，Sr r
350．．．左前方變換的信號，TSl f
360．．．左後方變換的信號，TSl r
370．．．第一參數組，PS1
380．．．左邊中間信號，LI
400．．．中央中間信號，CI
410．．．右前方變換的信號，TSr f
420．．．左前方變換的信號，TSr r
430．．．第二參數組，PS2
440．．．右邊中間信號，RI
450．．．第三參數組，PS3
460．．．右邊預輸出信號，PRo u t
470．．．左邊預輸出信號，PLo u t
480．．．右邊輸出信號，Ro u t
490．．．左邊輸出信號，Lo u t

Claims (24)

  1. 一種多通道編碼器(10；600)，其經配置可處理在N個輸入通道中傳遞的輸入信號(300、310、320、330、340；300、310、610、620、330、340)，以產生在M個輸出通道中傳遞之對應的輸出信號(480、490)和參數資料(450)，其中M與N為整數且N大於M，該編碼器包括：(a)一降頻混合單元，用於降頻混合該等輸入信號以產生對應的輸出信號；及(b)一參數分析單元，用於在降頻混合或作為分開的處理期間處理該等輸入信號，該參數分析單元可操作以產生互補於(complementary)該等輸出信號的該參數資料，該參數資料描述該等N個通道之輸入信號間的共同差，以允許實質上在解碼期間從該等M個通道之輸出信號重新產生一或多個該等N個通道之輸入信號，該等輸出信號係屬於相容於提供用於N個或少於N個輸出通道之解碼器重現的一形式，以賦予向後相容性。
  2. 如請求項1之編碼器，其中該編碼器係為一五通道編碼器，其經配置可按和對應之二通道立體聲解碼器、三通道解碼器、及四通道解碼器中至少一項相容的形式來產生該等輸出信號與參數資料。
  3. 如請求項1之編碼器，其中該參數分析單元包括處理構件，以藉由從一時域變換至一頻域來轉換該等輸入信號，及處理該等變換的輸入信號以產生該參數資料。
  4. 如請求項3之編碼器，其中該降頻混合單元與該參數分析單元中至少一項經配置可將該等輸入信號處理作為一連串時頻微磚，以產生該等輸出信號。
  5. 如請求項4之編碼器，其中該等微磚係藉由變換互相重疊的分析窗來獲得。
  6. 如請求項1之編碼器，其更包括用於處理該等輸入信號的一編碼器，以產生M個中間音訊資料通道以含在該等M個輸出信號中，該參數分析單元係配置可以關於以下項目中至少一項的參數資料輸出資訊：(a)通道間輸入信號功率比或對數等級差；(b)該等輸入信號間的通道間同調性；(c)一或多個通道之輸入信號之功率和一或多個通道之輸入信號之功率之一總和間的一功率比；及(d)信號對間的相位差或時差。
  7. 如請求項6之編碼器，其中在(d)中，該等相位差係為平均相位差。
  8. 如請求項6之編碼器，其中在計算該等相位差、通道間同調性、及該等功率比中至少一項之後為主要成分分析(PCA)及/或通道間相位對準，以產生該等N個輸出信號。
  9. 如請求項1之編碼器，其中在該等N個通道中傳遞的該等輸入信號中至少一項對應於一音效通道。
  10. 如請求項1之編碼器，其經調適可按適於使用習用之播放系統播放的一形式來產生該等輸出信號。
  11. 一種在一多通道編碼器中編碼在N個輸入通道中傳遞之輸入信號以產生在M個輸出通道中傳遞之對應的輸出信號和參數資料之方法，其中M與N為整數且N大於M，該方法包括以下步驟：(a)降頻混合該等輸入信號以產生該等對應的輸出信號；及(b)在經降頻混合或分開進行處理時，在一參數分析單元中處理該等輸入信號，該處理提供互補於該等輸出信號的該參數資料，該參數資料描述該等N個通道之輸入信號間的共同差，以允許在解碼期間實質上從該等M個通道之輸出信號重新產生該等N個通道之輸入信號，該等輸出信號係屬於相容於提供用於N個或少於N個通道之解碼器中重現的一形式。
  12. 如請求項11之方法，其係經調適可編碼對應於五通道的輸入信號，並可以和對應之二通道立體聲解碼器、三通道解碼器、及四通道解碼器之一或多個相容的一形式來產生該等輸出信號與參數資料。
  13. 如請求項11之方法，其中該處理包括藉由從一時域變換至一頻域來轉換該等輸入信號。
  14. 如請求項13之方法，其中將該等輸入信號中至少一項處理為一連串時頻微磚，以產生該等輸出信號。
  15. 如請求項14之方法，其中該等微磚對應於互相重疊的分析窗。
  16. 如請求項11之方法，該方法更包括使用用於處理輸入信 號之編碼器的一步驟，以產生M個中間音訊資料通道以含在該等輸出信號中，該編碼器係配置可以關於以下項目中至少一項的參數資料輸出資訊：(a)通道間輸入信號功率比或對數等級差；(b)該等輸入信號間的通道間同調性；(c)一或多個通道之輸入信號之功率和一或多個通道之輸入信號之功率之一總和間的一功率比；及(d)信號對間的功率差或時差。
  17. 如請求項16之方法，其中該等功率差係為平均功率差。
  18. 如請求項16之方法，其中在該相位差、該通道間同調性、及該功率比中至少一項的計算之後為主要成分分析(PCA)及/或通道間相位對準，以產生該等輸出信號。
  19. 如請求項11之方法，其中在該等N個通道中傳遞的該等輸入信號中至少一項對應於一音效通道。
  20. 一種電腦程式產品，其儲存有指令以執行如請求項11之方法。
  21. 一種多通道解碼器(800)，其經操作可解碼由如請求項1之編碼器(10；600)所產生的編碼輸出資料(370、430、450、480、490、690)，該編碼輸出資料(370、430、450、480、490、690)包含M個通道(480、490)與從N個通道之輸入信號產生之關聯參數資料(370、430、450、690)，其中M<N，其中M與N為整數，該多通道解碼器(800)包括一資料處理單元(810)：(a)用於接收該編碼輸出資料(370、430、450、460、 490、690)及將其從一時域轉換至一頻域；(b)用於套用該頻域中的參數資料以從該等M個通道擷取內容，以從該等M個通道重新產生對應於N個通道之一或多個之輸入信號(未直接含在該編碼輸出資料中或從中省略)之重新產生的資料內容；及(c)用於處理該重新產生的資料內容，以在該多通道解碼器的一或多個輸出處輸出N個通道之重新產生之輸入信號的一或多個。
  22. 如請求項21之多通道解碼器(800)，其中可操作該資料處理單元(810)以套用一全通解相關濾波器，以獲得解相關的信號版本，以用於在該解碼器重新產生N個通道的該一或多個輸入信號。
  23. 如請求項22之多通道解碼器(800)，其中可操作該資料處理單元以套用反向編碼器旋轉，以將該等M個通道的信號與其解相關的版本分成其構成成分，以重新產生該解碼器之N個通道之該一或多個輸入信號。
  24. 如請求項23之多通道解碼器(800)，可操作該多通道解碼器(800)以只從在該多通道解碼器(800)接收的該編碼輸出資料(450、480、490)產生其一或多個解碼器輸出(1300至1340)。
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