Sbr比特流参数缩混的制作方法
【专利摘要】本发明涉及SBR比特流参数缩混。描述了用于将频带复制参数的第一和第二源集合合并为SBR参数的目标集合的方法和系统。第一和第二源集合分别包括彼此不同的第一和第二频带划分。第一源集合包括与第一频带划分的频带关联的第一能量相关值集合。第二源集合包括与第二频带划分的频带关联的第二能量相关值集合。目标集合包括与基本频带关联的目标能量相关值。该方法包括：将第一和第二频带划分分解为包括基本频带的联合网格；对基本频带分配第一能量相关值集合的第一值；对基本频带分配第二能量相关值集合的第二值；组合第一值和第二值以产生用于基本频带的目标能量相关值。
【专利说明】SBR比特流参数缩混
[0001]本分案申请是基于申请号为201080053083.0 (国际申请号为PCT/EP2010/069651),申请日为2010年12月14日，发明名称为“SBR比特流参数缩混”的中国专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本文档涉及音频解码和/或音频转码。特别地，本文档涉及用于根据包括较高数目N个音频通道的比特流而对数目M个音频通道进行有效解码的方案。
【背景技术】
[0003]符合高效高级音频编码(HE-AAC)标准的音频解码器通常被设计为解码并且输出要由预定义位置处的独立扬声器再现的多至N个音频数据通道。经HE-AAC编码的比特流通常包括有关与N个音频通道相对应的N个低带信号的数据，以及用于与各低带信号相对应的N个高带信号的重构的经编码的SBR(频带复制)参数。
[0004]在某些情况下，可期望的是，HE-AAC解码器将输出通道的数目减少为M个通道(M小于N)，同时保留来自全部N个通道的音频事件。此类通道减少的一个示例性使用情况是在连接至多通道家庭影院系统时可以回放N个通道的移动设备，但是其在单独使用时限于其内置的单通道或者立体声输出。
[0005]根据N个输入或者源通道产生M个输出或者目标通道的一种可能方式是经解码的N通道信号的时域缩混(downmix)0在这种系统中，首先对表示N个通道的经编码的比特流进行解码以产生N个时域音频信号，该N个时域音频信号随后在时域中被缩混为与M个通道相对应的M个音频信号。这一解决方案的缺点是首先解码与N个通道相对应的全部N个音频信号以及随后将N个经解码的音频信号缩混为M个经缩混的音频信号所需要的计算和存储器资源的量。
[0006]ETSI技术规范(TS) 126402 (3GPP TS26.402)在第6节中描述一种称为“SBR立体声参数到单通道参数的缩混”的方法。通过引用将该文献并入。ETSI技术规范描述了 SBR参数合并过程以便根据SBR通道对来导出单SBR通道。然而，所指定的方法限于立体声到单通道的缩混，其中通道被表示为通道对元素(channel pair element, CPE)。
[0007]鉴于以上所述，需要从任意数目N个通道到任意数目M个通道的低复杂度缩混方案。特别地，需要用于与N个通道相关联的SBR参数到与M个通道相关联的SBR参数的缩混方案，其中该缩混方案保留不同通道的相关高频信息。
【发明内容】
[0008]在本文档中，描述了提供用于减少HE-AAC解码器中的输出或者目标通道的数目同时保留来自所有输入或者源通道的音频事件的有效方式的方法和系统。所述方法和系统允许从任意数目N个通道到任意数目M个通道的通道缩混，其中M小于N。与时域中的缩混相比，所述方法和系统可以按照降低的计算复杂度来实现。应当注意，所描述的方法和系统可应用于使用针对高频再生的SBR的任何多通道解码器。特别地，所描述的方法和系统不限于经HE-AAC编码的比特流。另外，应当注意，针对将第一和第二源通道合并为目标通道而概述了以下方面。这些术语应被理解为“至少第一”和“至少第二”以及“至少目标”通道，并且因此应用于将任意数目N个源通道合并为任意数目M个目标通道。
[0009]根据一个方面，描述了一种用于将频带复制(SBR)参数的第一和第二源集合合并为SBR参数的目标集合的方法。SBR参数的源集合可对应于与HE-AAC比特流的音频通道相关联的SBR参数。SBR参数的源集合和/或目标集合可与特定音频通道的音频信号的帧的SBR参数相对应。由此，第一源集合可与第一音频通道的第一音频信号相对应，第二源集合可与第二音频通道的第二音频信号相对应，并且目标集合可与目标通道的目标音频信号相对应。源集合和/或目标集合可以包括用于根据各音频信号的低频分量生成各音频信号的高频分量的数据。特别地，SBR参数的集合可以包括与各音频信号的帧的预定义时间间隔内的高频分量的谱包络有关的信息。包括在此类时间间隔内的谱信息通常称为包络。
[0010]第一和第二源集合(尤其是第一和第二源集合的包络)可以分别包括第一和第二频带划分。这些第一和第二频带划分可以彼此不同。第一源集合可以包括与第一频带划分的频带相关联的第一能量相关值集合；并且第二源集合可以包括与第二频带划分的频带相关联的第二能量相关值集合。目标集合可以包括与基本频带相关联的目标能量相关值。
[0011]此类能量相关值可以是比例因子能量，并且频带可以是比例因子带。可选地或者附加地，能量相关值可以是噪声基底比例因子能量，并且频带可以是噪声基底比例因子带。
[0012]该方法可以包括步骤:将第一和第二频带划分分解成包括基本频带的联合网格。第一和第二频带划分可以跨越各音频信号的高频分量的频率范围。该频率范围可以被细分成联合频率网格。联合网格可以与用于确定SBR参数的正交镜像滤波器组(QMF滤波器组)相关联。特别地，QMF滤波器组可以在分析阶段使用，以便将各音频信号的高频分量的谱分割确定成QMF子带。这样的QMF子带可以是联合频率网格的基本频带。
[0013]应当注意,第一频带划分可以跨越与第二频带划分不同的频率范围。特别地，第一频带划分的起始频率(即，第一频带划分的下限)可以与第二频带划分的起始频率(即，第二频带划分的下限)不同。通常，联合频率网格覆盖第一和第二频带划分的重叠频率范围。特别地，可以不考虑在起始频率中的较高的一个以下的频带或者频带的一个或多个部分。
[0014]该方法可以包括:对基本频带分配第一能量相关值集合的第一值；和/或对基本频带分配第二能量相关值集合的第二值。第一分配步骤可以执行为使得第一值对应于与包括基本频带的第一频带划分的频带相关联的能量相关值。第二分配步骤可以执行为使得第二值对应于与包括基本频带的第二频带划分的频带相关联的能量相关值。
[0015]该方法可以包括步骤:对第一和第二值进行组合(例如，相加和/或缩放)，以产生用于基本频带的目标能量相关值。另外，可以通过贡献源集合的数目对目标能量相关值进行归一化。通过实例的方式，可以将目标能量相关值除以贡献源集合的数目，以便确定源集合的贡献能量相关值的平均值。
[0016]已经针对特定基本频带而说明了上述方法。该方法可以包括附加步骤:针对联合网格的所有基本频带重复分配步骤和组合步骤，并从而产生目标集合的目标能量相关值的
口 O
[0017]目标集合可以包括具有预定义目标频带的目标频带划分。通常，这样的目标频带具有单个相关联的目标能量相关值。为了确定该相关联的目标能量相关值，该方法可以包括步骤:将与包括在目标频带内的基本频带相关联的目标能量相关值的集合进行平均。平均值可以被分配为目标频带的目标能量相关值。
[0018]第一源集合可以与第一源通道的第一信号相关联；和/或第二源集合可以与第二源通道的第二信号相关联；和/或目标集合可以与目标通道的目标信号相关联。通常，源集合和目标集合与相对应的信号的一定时间间隔相关联。此类时间间隔可以由所谓的包络限定。[0019]特别地，目标集合的目标能量相关值可以与目标信号的目标时间间隔相关联；和/或第一源集合的第一能量相关值集合可以与第一信号的第一时间间隔相关联，其中第一时间间隔可以与目标时间间隔重叠。在这种情况下，以上提到的组合步骤可以包括步骤:根据由第一时间间隔与目标时间间隔重叠的长度以及目标时间间隔的长度所给定的比例来缩放第一能量相关值集合的第一值。因此，可以对经缩放的第一值和第二值进行组合(例如，相加)，以产生目标能量相关值。
[0020]另外，第一源集合可以包括第三频带划分；和/或第一源集合可以包括与第三频带划分的频带相关联的第三能量相关值集合；和/或第三能量相关值集合可以与第一低带信号的第三时间间隔相关联，其中第三时间间隔可以与目标时间间隔重叠。应当注意，第三频带划分可以对应于(特别地，其可以等同于)第一频带划分。在这种情况下，该方法还可以包括步骤:将第三频带划分分解成包括基本频带的联合网格；和/或对基本频带分配第三能量相关值集合的第三值。在这种情况上，以上提到的组合步骤可以包括步骤:根据由第三时间间隔和目标时间间隔重叠的长度以及目标时间间隔的长度所给定的比例来缩放第三值。因此，可以对经缩放的第一值、第二值和经缩放的第三值进行组合(例如，相加)，以产生目标能量相关值。
[0021]根据另一方面，描述了一种用于将SBR参数的第一和第二源集合合并为SBR参数的目标集合的方法。第一源集合可以与第一源通道的第一低带信号相关联，并且可以包括第一比例因子能量集合。第二源集合可以与第二源通道的第二低带信号相关联，并且可以包括第二比例因子能量集合。目标集合可以与根据第一和第二低带信号的时域缩混而获得的目标通道的目标低带信号相关联。此外，目标集合可以包括目标比例因子能量集合。
[0022]该方法可以包括步骤:利用能量补偿因子对第一和第二缩混系数进行加权；其中，第一缩混系数可以与第一源通道相关联；其中，第二缩混系数可以与第二源通道相关联；并且其中能量补偿因子可以与时域缩混期间第一与第二低带信号的相互作用相关联。这样的相互作用可以包括第一和第二低带信号的衰减和/或放大，这可能是由于第一和第二低带信号的同相或者反相行为而造成的。特别地，能量补偿因子可以同目标低带信号的能量与第一和第二低带信号的能量或者第一和第二低带信号的组合能量的比例相关联。
[0023]通过实例的方式，在合并N个源通道，N≥2的情况下，为了获得M个目标通道，M〈N并且M≥1，能量补偿因子匕。_可以由以下给出:
【权利要求】
1.一种用于将SBR参数的第一源集合和第二源集合合并为SBR参数的目标集合的方法，其中 -所述第一源集合包括第一起始频率； -所述第二源集合包括第二起始频率； -所述第一起始频率和第二起始频率不同，并且分别同与SBR参数的所述第一源集合和第二源集合相关联的第一高带信号和第二高带信号的频率下限相关联；以及其中所述方法包括: -比较所述第一起始频率和第二起始频率； -选择所述第一起始频率和第二起始频率中较高的或者较低的起始频率作为所述目标集合的起始频率。
2.如权利要求1所述的方法，其中 -所述第一源集合包括第一 SBR元素头部，所述第一 SBR元素头部包括所述第一起始频率； -所述第二源集合包括第二 SBR元素头部，所述第二 SBR元素头部包括所述第二起始频率； 其中，所述方法还包括:` -根据所述目标集合的所选择的起始频率，基于所述第一 SBR元素头部或者所述第二SBR元素头部来选择所述目标集合的SBR元素头部。
3.一种用于将SBR参数的第一源集合和第二源集合合并为SBR参数的目标集合的方法，其中 -所述第一源集合与第一源通道的第一低带信号相关联，并且包括第一比例因子能量集合； -所述第二源集合与第二源通道的第二低带信号相关联，并且包括第二比例因子能量集合； -所述目标集合与根据所述第一低带信号和第二低带信号的时域缩混而获得的目标通道的目标低带信号相关联；以及 -所述目标集合包括目标比例因子能量集合； 所述方法包括: -通过能量补偿因子对第一缩混系数和第二缩混系数进行加权；其中所述第一缩混系数与所述第一源通道相关联；其中所述第二缩混系数与所述第二源通道相关联；其中所述能量补偿因子与时域缩混期间所述第一低带信号和第二低带信号的相互作用相关联； -通过加权的第一缩混系数来缩放所述第一比例因子能量集合； -通过加权的第二缩混系数来缩放所述第二比例因子能量集合；以及-根据经缩放的第一比例因子能量集合和经缩放的第二比例因子能量集合来确定所述目标比例因子能量集合。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述能量补偿因子同所述目标低带信号的能量与所述第一低带信号和第二低带信号的组合能量的比例相关联。
5.一种用于将SBR参数的第一源集合和第二源集合合并为SBR参数的目标集合的方法，其中-所述第一源集合包括第一瞬态包络指数；其中所述第一瞬态包络指数标识具有第一起始时间边界的第一瞬态包络； -所述第二源集合包括第二瞬态包络指数；其中所述第二瞬态包络指数标识具有第二起始时间边界的第二瞬态包络； -所述目标集合包括多个目标包络，每个目标包络具有起始时间边界； -所述第一瞬态包络、所述第二瞬态包络和所述多个目标包络分别与第一源信号、第二源信号和目标信号的一个或多个时间间隔相关联； 所述方法包括: -选择所述第一起始时间边界和第二起始时间边界中较早的一个起始时间边界； -将所述多个目标包络中起始时间边界最接近所述第一起始时间边界和第二起始时间边界中较早的一个起始时间边界的包络确定为目标瞬态包络；以及-设置目标瞬态包络指数，以标识所述目标瞬态包络。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述确定步骤包括将所述多个目标包络中起始时间边界最接近所述第一起始时间边界和第二起始时间边界中较早的一个起始时间边界但是不晚于所述第一起始时间边界和第二起始时间边界中较早的一个起始时间边界的包络确定为目标瞬态包络。
7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中SBR参数的每个源集合对应于与HE-AAC比特流的通道相关联的SBR参数。
8.一种用于将SBR参数的N个源集合合并为SBR参数的M个目标集合的方法，其中 -N大于2 ;· -M小于N ； 所述方法包括: -合并一对源集合，以产生中间集合，和与较低声学相关性的源通道相对应的源集合相t匕，与较高声学相关性的源通道相对应的一对源集合更少被合并；以及-合并所述中间集合与源集合或者另一中间集合，以产生目标集合， 其中根据权利要求1 一 7中任一项所述的方法来执行所述合并步骤。
9.一种软件程序，所述软件程序适于在处理器上执行，并且当在计算设备上实施时用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法步骤。
10.一种包括软件程序的存储介质，所述软件程序适于在处理器上执行，并且当在计算设备上实施时用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法步骤。
11.一种包括可执行指令的计算机程序产品，所述可执行指令当在计算机上执行时，用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
12.—种SBR参数合并单元，其配置成根据SBR参数的N个源集合来提供SBR参数的M个目标集合，其中N>M > I，所述SBR参数合并单元包括处理器，所述处理器配置成执行如权利要求I至8中任一项所述的方法步骤。
13.一种音频解码器，其配置成解码包括N个音频通道的HE-AAC比特流，所述音频解码器包括: -AAC解码器，其配置成接收经编码的HE-AAC比特流，并且提供独立的SBR比特流； -SBR解码器，其配置成根据所述SBR比特流来提供与所述N个音频通道相对应的SBR参数的N个源集合；以及 -根据权利要求12所述的SBR参数合并单元，其配置成根据SBR参数的所述N个源集合来提供SBR参数的M个目标集合，其中N>M > I。
14.如权利要求13所述的音频解码器，其中所述AAC解码器还配置成提供与所述N个音频通道相对应的N个时域低带音频信号；并且其中所述音频解码器还包括: -时域缩混单元，其配置成根据所述N个时域低带音频信号来提供M个时域低带音频信号；以及 -SBR单元，其配置成根据所述M个低带音频信号和SBR参数的所述M个目标集合来生成M个高带音频信号； 其中所述音频解码器配置成提供分别包括所述M个低带音频信号和所述M个高带音频信号的M个音频信号。
15.一种音频转码器，其配置成根据包括N个音频通道的HE-AAC比特流来提供包括M个音频通道的HE-AAC比特流，其中N>M ^ I，所述音频转码器包括: -根据权利要求12所述的SBR参数合并单元。
16.一种电子设备，其配置成根据包括N个音频通道的HE-AAC比特流来呈现与M个通道相对应的M个音频信号，其中N>M ^ I，所述电子设备包括: -音频呈现装置，其配置成执行所述M个音频信号的声学呈现； -接收机，其配置成接收经编码的HE-AAC比特流；以及 -根据权利要求13至14中的任一项`所述的音频解码器，其配置成根据所述HE-AAC比特流来提供所述M个音频信号。
【文档编号】G10L21/02GK103854651SQ201410084189
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2010年12月14日 优先权日:2009年12月16日
【发明者】K·克约尔林, R·特辛 申请人:杜比国际公司