专利名称：参数立体声上混合设备、参数立体声译码器、参数立体声下混合设备、参数立体声编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于 根据空间参数从单声道下混合(mono downmix)信号生成左信号 和右信号的参数立体声上混合(stereo upmix)设备。本发明还涉及包括参数立体声上混 合设备的参数立体声译码器，用于根据空间参数从单声道下混合信号生成左信号和右信号 的方法，音频播放设备，参数立体声下混合设备，参数立体声编码器，用于生成对于差信号 (difference signal)的预测残留(residual)信号的方法，以及计算机程序产品。
背景技术：
参数立体声(PS)是最近几年来音频编码的主要进展之一。参数立体声的基本要 素在 J. Breebaart, S. van de Par, A. Kohlrausch 禾口 Ε· Schuijers 的"Parametric Coding of Stereo Audio”，in EURASIP J.Appl. Signal Process. , vol 9，pp.1305—1322(2004) 中说明。与传统的、所谓的音频信号的离散编码相比较，如
图1所描绘的PS编码器把立体 声信号对(1，r)101、102变换成单个单声道下混合信号104加上描述空间图像的少量参数 103。这些参数包括声道间强度差(iid)、声道间相位(或时间)差(ipd/itd)和声道间相 干性/相关性(ice)。在PS编码器100中，立体声输入信号(1，r)的空间图像被分析，从 而产生iid、ipd和icc参数。优选地，参数是依赖于时间和频率的。对于每个时间/频率 片(tile)，确定iid、ipd和icc参数。这些参数被量化和被编码140，从而产生PS比特流。 而且，参数也被典型地使用来控制如何生成立体声输入信号的下混合。随后通过使用传统 的单声道音频编码器120对最终得到的(多个)单声道和值信号104进行编码。最后，最 终得到的单声道和PS比特流被合并，以构建总的立体声比特流107。在PS译码器200中，立体声比特流被分成单声道比特流202和PS比特流203。单 声道音频信号被译码，从而导致单声道下混合信号204的重建。单声道下混合信号连同译 码的空间图像参数205 —起被馈送到PS上混合230。PS上混合然后生成输出的立体声信号 对(l，r)206、207。为了合成icc线索(cue)，PS上混合利用所谓的去相关的信号(Sd)，即， 从单声道音频信号生成一个概略地具有相同的频谱和时间包络、然而具有对于该单声道输 入信号的基本上是零相关性的信号。然后，根据空间图像参数，在PS上混合内对于每个时 间/频率片确定和应用2X2矩阵
权利要求
1.一种用于根据空间参数(205)从单声道下混合信号(204)生成左信号(206)和右 信号(207)的参数立体声上混合设备(300，400)，其特征在于，所述参数立体声上混合设备 (300,400)包括用于根据用预测系数(321)缩放的单声道下混合信号(204)来预测差信 号(311)的装置(310)，该差信号(311)包括在左信号(206)与右信号(207)之间的差值， 其中所述预测系数是从空间参数(205)得出的；以及算术装置(330)，用于根据单声道下混 合信号(204)与所述差信号(311)的和值与差值来得出左信号(206)和右信号(207)。
2.如在权利要求1中要求的参数立体声上混合设备，其中所述预测系数(321)是基于 下混合信号(204)到差信号(311)上的波形匹配。
3.如在权利要求2中要求的参数立体声上混合设备，其中预测系数(321)作为空间参 数(205)的函数被给出
4.如在权利要求1到3中要求的参数立体声上混合设备，其中用于预测差信号(311) 的装置(310)被安排成通过加上缩放的去相关的单声道下混合信号而增强差信号。
5.如在权利要求4中要求的参数立体声上混合设备，其中所述去相关的单声道下混合 (341)借助于对单声道下混合信号(204)滤波而获得。
6.如在权利要求4中要求的参数立体声上混合，其中施加到去相关的单声道下混合 (341)的缩放因子(322)被设置来补偿预测能量损耗。
7.如在权利要求6中要求的参数立体声上混合设备，其中施加到去相关的单声道下混 合(341)的缩放因子(322)作为空间参数的函数被给出<p
8.按照权利要求1到7的参数立体声上混合设备，其中所述参数立体声上混合(300， 400)把对于差信号的预测残留信号(331)作为附加输入，其中算术装置(330)被安排成根 据单声道下混合信号(204)、所述差信号(311)和所述对于差信号的预测残留信号(331)得 出左信号(206)和右信号(207)。
9.一种参数立体声译码器，包括多路分解装置(210)，用于把输入比特流(201)分成 单声道比特流(202)和参数比特流(203)；单声道译码装置(220)，用于把所述单声道比特 流译码成单声道下混合信号(204)；参数译码装置(240)，用于把所述参数比特流译码成空 间参数(205)；以及参数立体声上混合装置(230)，用于根据空间参数(205)从单声道下混 合信号(204)生成左信号(206)和右信号(207)，所述参数立体声译码器还包括按照权利要 求1-7的参数立体声上混合设备(300)。
10.一种参数立体声译码器，包括多路分解装置(210)，用于把输入比特流(201)分 成单声道比特流(202)和参数比特流(203)；单声道译码装置(220)，用于把所述单声道比特流译码成单声道下混合信号(204)；参数译码装置(240)，用于把参数比特流译码成空间 参数(205)；以及参数立体声上混合装置(230)，用于根据空间参数(205)从单声道下混合 信号(204)生成左信号(106)和右信号(207)；其特征在于，该多路分解装置(210)还被 安排成从输入比特流中提取预测残留比特流(332)，该单声道译码装置(220)还被安排成 从预测残留比特流译码对于差信号的预测残留信号(331)，以及该参数立体声上混合装置 (230)是按照权利要求8的参数立体声上混合设备。
11.一种用于根据空间参数从单声道下混合信号生成左信号和右信号的方法，其特征 在于-根据用预测系数缩放的单声道下混合信号来预测差信号，该差信号包括在左信号与 右信号之间的差值，其中所述预测系数是从空间参数得出的；_根据单声道下混合信号与所述差信号的和值与差值来得出左信号和右信号。
12.如在权利要求11中要求的、用于根据空间参数从单声道下混合信号生成左信号和 右信号的方法，其中得出左信号和右信号的步骤还基于对于差信号的预测残留信号。
13.—种包括按照权利要求9或10的参数立体声译码器的音频播放设备。
14.一种用于根据空间参数(103)从左信号(101)和右信号(102)生成单声道下混 合信号(104)的参数立体声下混合设备(800)，其特征在于，所述参数立体声下混合设备 (800)把对于差信号的预测残留信号(801)作为附加输入，其中所述参数立体声下混合设 备包括另一个算术装置(810)，用于得出单声道下混合信号(104)和差信号(811)，该差信 号(811)包括在左信号与右信号之间的差值；和另一个预测装置(820)，用于得出对于差信 号的预测残留信号(801)，作为在差信号(811)与用从空间参数(103)得出的预定的预测系 数(831)缩放的单声道下混合信号(104)之间的差值。
15.一种参数立体声编码器，包括估计装置(130)，用于从左信号(101)和右信号 (102)得出空间参数(103)；参数立体声下混合装置(110)，用于根据空间参数从左信号和 右信号生成单声道下混合信号(104)；单声道编码装置(120)，用于把所述单声道下混合信 号编码成单声道比特流(105)；参数编码装置(140)，用于把空间参数编码成参数比特流 (106)；以及复用装置(150)，用于把单声道比特流和参数比特流合并成输出比特流；其特 征在于，该参数立体声下混合装置(110)是按照权利要求14的参数立体声下混合设备，以 及该单声道编码装置(220)还被安排成把对于差信号的预测残留信号(801)编码成预测残 留比特流(802)，以及该复用装置(150)还被安排成把预测比特流合并到输出流中。
16.一种用于根据空间参数从左信号和右信号生成对于差信号的预测残留信号的方 法，其特征在于-得出在左信号与右信号之间的差信号；_得出对于差信号的预测残留信号，作为在差信号与用从空间参数得出的预测系数缩 放的单声道下混合信号之间的差值。
17.一种数据比特流，其包括合并的单声道下混合流、参数流和预测残留流。
18.一种计算机程序产品，用于执行权利要求11、12或16的任一项的方法。
全文摘要
一种参数立体声上混合设备(300，400)，其根据空间参数(205)从单声道下混合信号(204)生成左信号(206)和右信号(207)。所述参数立体声上混合的特征在于，它包括用于根据用预测系数(321)缩放的单声道下混合信号(204)来预测差信号(311)的装置(310)，该差信号(311)包括在左信号(206)与右信号(207)之间的差值。所述预测系数是从空间参数(205)得出的。所述参数立体声上混合设备(300，400)还包括算术装置(330)，用于根据单声道下混合信号(204)与所述差信号(311)的和值与差值来得出左信号(206)和右信号(207)。
文档编号H04S3/02GK102037507SQ200980118754
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年5月23日
发明者E·G·P·舒伊杰斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司