音频解码系统和音频编码系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年9月12日提交的美国临时专利申请No. 61/1877,176的优先 权，其全部内容通过引用合并至本文中。
技术领域
[0003] 本文所公开的发明一般地设及多通道音频编码，并且更确切地设及用于参数多通 道音频编码和解码的技术。
【背景技术】
[0004] 已知参数立体声和多通道编码方法在收听质量方面是高效的并且可伸缩的，运使 得它们在低比特率应用中特别有吸引力。参数编码方法通常提供出色的编码效率，但是在 实现时有时可能设及大量的计算或高结构复杂度（中间缓冲区等）。关于运种方法的示例， 请参见EPl 410 687 Bl。
[0005] 现有的立体声编码方法可W从它们的带宽效率、计算效率和/或鲁棒性的方面来 改善。针对下混信号中的缺陷的鲁棒性在依赖于会使信号暂时失真的核屯、编码器的应用中 尤其相关。然而，在一些现有技术系统中，下混信号中的误差可能传播并且倍增。意在用于 大范围的装置(其中多功能便携式消费装置可能具有最有限的处理能力）的编码方法也应 该在计算上高效W免(在瞬时处理容量方面W及电池放电周期上的总能量使用方面)要求 给定装置中可用资源的不合理份额。有吸引力的编码方法还能够实现至少一个简单且高效 的硬件实现。针对W下方面做出决定是可能设及耗时的收听测试的重要任务:运样的编码 方法如何消耗可用的计算资源、存储资源和带宽资源来使得运些资源最有效地对感知收听 质量做出贡献。例如，当应用参数编码方法时，关于如何确定合适的参数值W及W哪种形式 传输和/或存储运些参数值的选择可能对感知收听质量具有显著影响。
【附图说明】
[0006] 现在将参考附图来描述示例实施方式，在附图中：
[0007] 图1是根据第一示例实施方式的音频解码系统的一般化框图；
[000引图2a至图2d示出了根据至少一些示例实施方式的混合参数值的不同形式的插值；
[0009] 图3至图6分别是根据第二示例实施方式、第=示例实施方式、第四示例实施方式 和第五示例实施方式的音频解码系统的一般化框图；W及
[0010] 图7是根据示例实施方式的音频编码系统的一般化框图。
[0011] 所有附图均为示意性的，并且一般仅示出必要部分W阐明本公开内容，而可W忽 略或仅暗示其他部分。除非另外指出，否则相同的附图标记在不同的附图中指代相同的部 分。
【具体实施方式】
[0012] I.综述
[0013] 如本文中所使用的，"音频信号"可W是纯音频信号、视听信号或多媒体信号的音 频部分、或者与元数据结合的运些信号中的任意信号。
[0014] 根据第一方面，示例实施方式提出了用于处理双通道输入信号的音频解码系统、 音频解码方法和计算机程序产品。所提出的音频解码系统、音频解码方法和计算机程序产 品可W-般地具有相同或相应的特征和优点。
[0015] 根据示例实施方式，提供了一种用于处理双通道输入信号的音频解码系统。该音 频解码系统包括适于接收双通道输入信号W及接收第一组混合参数的第一参数混合级。第 一参数混合级还适于输出第一双通道输出信号。第一参数混合级包括适于基于输入信号输 出第一去相关信号的第一去相关级。第一参数混合级还包括第一混合矩阵，其适于接收输 入信号和第一去相关信号，形成来自输入信号和第一去相关信号的通道的第一双通道线性 组合，W及输出该线性组合作为第一双通道输出信号。第一线性组合的系数（即，系数中的 至少一些）能够被第一组混合参数控制，并且第一组混合参数中的至少四个混合参数能够 被独立地指定。
[0016] 第一组混合参数中的至少四个混合参数能够被独立地指定是指:运至少四个混合 参数中的任一个混合参数的接收值可W改变，而运至少四个混合参数中的其余混合参数的 接收值可W保持不变。具体地，第一参数混合级被配置成接受和执行(在不同的场合下)仅 一个(任意)混合参数的值不同的参数值组。第一双通道线性组合是通过将多个系数应用于 第一去相关信号和输入信号的通道而形成的双通道信号。运些系数中的至少一些能够由第 一组混合参数控制是指:可W通过改变混合参数中的一个或更多个来对于至少一些系数获 得不同的值，W及该至少四个可独立指定的混合参数中的每个对于系数中的至少之一的控 制有贡献（即，不同的参数可W对相同系数或者不同系数的控制有贡献）。混合参数对系数 的控制有贡献可W是指：至少对于该混合参数的一些值（或者参数范围/空间中的几乎每 处），该系数关于该混合参数的偏导数为非零。
[0017] 接收至少四个可独立指定的混合参数并且使用运些参数基于双通道输入信号形 成双通道来输出信号的效果是:运允许在对输入音频信号中的原始音频信号进行编码的编 码器侧处具有更多的自由。事实上，可独立指定的混合参数可W携带关于编码器侧进行的 编码和/或下混操作的信息，并且可W使得解码系统在具有适应编码器侧使用的具体编码 和/或下混操作的出色能力的情况下能够根据双通道输入信号来重构原始音频信号的通 道。
[0018] 此外，可W在编码器侧处将具有多于两个通道的原始音频信号编码成解码系统的 双通道输入信号，并且所接收的至少四个可独立指定的混合参数可W使得解码系统能够基 于输入信号来重构原始音频信号的任意两个通道作为第一双通道输出信号。事实上，至少 四个可独立指定的混合参数的一组值可W管理/控制原始音频信号的第一对通道的重构， 而该至少四个可独立指定的混合参数的另一组值可W基于相同的输入信号来管理/控制同 一解码系统中的原始音频信号的另一对通道的重构。例如，若干个功能相同的解码系统(或 者解码系统内的混合级)可W并行操作W重构在输入信号中编码的原始音频信号的不同通 道，解码系统(或者解码系统内的混合级）由不同的混合参数组控制。
[0019] 由于解码系统接收多至四个可独立指定的混合参数，所W解码系统对原始音频信 号的重构可能对接收的混合参数的值中的偏差(例如，传输误差、不准确或者其他无意识的 偏差)较不敏感。运使得能够在不损害重构信号的感知质量的情况下使用所接收的混合参 数的较粗糖且/或更加节省比特的量化。
[0020] 根据示例实施方式，第一组混合参数中的参数可W是实值的，即，参数可W是实 数。
[0021] 根据示例实施方式，第一去相关级可W适于将第一去相关信号输出为单通道信 号。使用单通道去相关信号的效果是:可W仅需要一个去相关器来提供单通道去相关信号， 而该单通道去相关信号在解码系统中提供足够的可控性W获得感知上可接受的声音。
[0022] 根据示例实施方式，第一去相关级可W包括预混矩阵和去相关器。预混矩阵可W 适于形成来自输入信号的通道的中间线性组合。在本示例实施方式中，中间线性组合的系 数能够仅由第一组混合参数控制，即，第一去相关级接收的其他参数或变量不对中间线性 组合的系数的控制有贡献。去相关器可W适于接收中间线性组合，W及基于中间线性组合 输出第一去相关信号。例如，中间线性组合的系数中的每个能够由第一组混合参数控制。
[0023] 该至少四个可独立指定的混合参数中的一个或更多个(例如，两个)可W对中间线 性组合的至少一些系数的控制有贡献。
[0024] 根据示例实施方式，第一组混合参数确切地包括四个可独立指定的混合参数。换 言之，第一组混合参数可W包括多于四个混合参数，但是在本示例实施方式中运些混合参 数中确切的四个混合参数能够独立指定。具体地，对于上面描述的第一去相关级包括预混 矩阵的示例实施方式，确切地包括四个可独立指定的混合参数的第一组混合参数暗示:对 第一双通道线性组合中的系数进行控制的四个可独立指定的混合参数也控制预混矩阵的 系数(对来自任何另外接收的参数或变量的系数的控制没有贡献）。
[0025] 根据示例实施方式，去相关器可W包括适于接收中间线性组合的通道W及输出第 一去相关信号的通道的至少一个无限脉冲响应格型滤波器。
[0026] 根据示例实施方式，去相关器可W包括伪迹(adifact)衰减器，其被配置成检测 中间线性组合中的声音结尾，W及响应于该声音结尾采取校正动作。当输入信号在具有活 动音频内容的时间段之后变得静默时，人耳可能能够觉察到第一输出信号中的瞬变和/或 其他伪迹。通过例如在输入信号中的运种静默时期的开始处衰减中间音频信号，去相关器 可W减少第一去相关信号中W及第一输出信号中的瞬变和/或其他伪迹的影响。
[0027] 根据示例实施方式，音频解码系统还可W包括第二参数混合级，其适于接收双通 道输入信号W及接收独立于第一组混合参数的第二组混合参数。第二参数混合级可W适于 输出第二双通道输出信号。第二参数混合级可W包括适于基于输入信号来输出第二去相关 信号的第二去相关级。第二参数混合级还可W包括适于接收输入信号和第二去相关信号的 第二混合矩阵。第二混合矩阵可W适于形成来自输入信号和第二去相关信号的通道的第二 双通道线性组合，W及输出第二线性组合作为第二双通道输出信号。第二线性组合的至少 一些系数可W是能够由第二组混合参数控制的，并且第二组中的至少四个混合参数能够被 独立地指定。
[0028] 第二组混合参数独立于第一组混合参数是指:第二组中的至少四个可独立指定的 混合参数也相对于第一组中的混合参数能够被独立地指定。第二双通道线性组合的至少一 些系数能够由第二组混合参数控制是指:可W通过改变第二组中的一个或更多个混合参数 来针对至少一些系数获得不同的值，W及第二组的至少四个可独立指定的混合参数中的每 个对运些系数中的至少之一的控制有贡献（即，不同的参数可W对同一系数或者不同的系 数的控制有贡献）。
[0029] 第一混合级和第二混合级可W并行地并且彼此独立地运行W基于同一输入信号 分别产生第一双通道输出信号和第二双通道输出信号。分别由第一混合级和第二混合级接 收的第一组混合参数和第二组混合参数的值可W甚至在第一混合级和第二混合级功能等 同的示例实施方式中使第一混合级和第二混合级产生不同的输出信号。第二混合级可W能 够操作W接收如下第一组参数:具有与由第一混合级接收的第一组混合参数的相应属性不 同的属性，如量化格式、频带分辨率和/或更新频率（即，能够将新值指定给参数的频繁程 度)。
[0030] 根据示例实施方式，第二组混合参数中的参数可W是实值的，即，参数可W是实 数。
[0031] 根据示例实施方式，第一混合矩阵可W适于接收第一边信号，其包括与上至第一 交叉频率的频率对应的频谱数据。第一混合矩阵可W能够操作W根据来自输入信号和第一 去相关信号的通道W及第一边信号来形成第一双通道线性组合。在本示例实施方式中，第 二混合矩阵可W适于接收第二边信号，其包括与上至第二交叉频率(等于或不同于第一交 叉频率)的频率对应的频谱数据。第二混合矩阵可W能够操作W根据来自输入信号和第二 去相关信号的通道W及第二边信号来形成第二双通道线性组合。
[0032] 可W通过双通道输入信号来表示多通道音频信号，并且可W基于双通道输入信号 W及第一组混合参数和第二组混合参数由解码系统重构该多通道音频信号的通道。如果对 于人耳更敏感的相对较低的频率由使用输入信号W及来自一个或更多个边信号的附加信 息的离散编码/解码来替换(或者补充)使用输入信号和混合参数的参数编码/解码，则可W 改善重构通道的感知声音质量。对于第一交叉频率W下的频率，第一边信号可W用作边信 号(或者差信号）W供与用作中间信号(或和信号）的输入信号的通道之一一起使用。对于第 一交叉频率W下的频率，第一混合矩阵可W根据输入信号和第一去相关信号的通道W及第 一边信号来形成第一双通道线性组合。对于第一交叉频率W下的频率，第一混合矩阵可W 例如通过执行边/差信号(第一边信号）和中间/和信号(输入信号的第一通道）的离散解码 来提供第一线性组合。类似地，对于第二交叉频率W下的频率，第二混合矩阵可W根据输入 信号和第二去相关信号的通道W及第二边信号来形成第二双通道线性组合。对于第二交叉 频率W下的频率，第二混合矩阵可W例如通过执行边/差信号(第二边信号)和中间/和信号 (输入信号的第二通道)的离散解码来提供第二线性组合。关于第一边信号和第二边信号的 使用的更多细节，参见下面参考图4进行的描述。
[0033] 根据示例实施方式，音频解码系统还可W包括第=参数混合级，其适于接收双通 道输入信号，W及接收独立于第一组混合参数和第二组混合参数的第=组混合参数。第= 参数混合级可W适于输出第=输出信号，并且第=参数混合级可W适于在第=输出信号中 提供至多一个具有独立音频内容的通道。第=参数混合级可W包括第=混合矩阵，其适于 接收输入信号，形成来自输入信号的通道的第=线性组合，W及输出第=线性组合作为第 =输出信号。第=线性组合的至少一些系数可W能够由第=组混合参数控制，并且第=组 中的至少两个混合参数因此能够被独立地指定。
[0034] 第S输出信号可W是单通道信号，或者可W是多通道信号(例如，与第一输出信号 和第二输出信号类似的双通道信号），但是在该示例实施方式中，第=输出信号包括至多一 个具有独立音频内容的通道。例如，第=输出信号包括具有音频内容的一个通道W及不具 有独立音频内容的一个或更多个空/中性音频通道。
[0035] 在一些示例实施方式中，第=混合级可W在W下方面在功能上类似于第一混合 级：第=混合级可W包括基于输入信号输出第=去相关信号的第=去相关级，第=去相关 信号被第=混合矩阵用来形成第=输出信号。
[0036] 根据示例实施方式，第=组混合参数中的参数可W是实值的，即，参数可W是实 数。
[0037] 根据示例实施方式，解码系统可W包括第=参数混合级，其适于接收双通道输入 信号，W及接收独立于第一组混合参数和第二组混合参数的第=组混合参数。第=参数混 合级可W适于输出第=输出信号。第=参数混合级可W包括适于基于输入信号输出第=去 相关信号的第=去相关级。第=参数混合级可W包括第=混合矩阵，其适