专利名称：没有反馈的频域有源矩阵解码的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将大量的音频输入信号(例如，两个输入通道)解码成更多的音频输出信号(例如，五个输出通道，可以为全频率输出通道)的有源矩阵解码器系统和方法。在一些实施例中，本发明涉及在频域中操作、并且使用在不使用反馈的情况下产生的增益控制值掌控有源矩阵元件的这种矩阵解码器系统和方法。
背景技术：
在包括权利要求书的整个本公开中，同义地使用术语“解码器”和“解码器系统”。在包括权利要求书的整个本公开中，在广泛的意义上使用表述在信号或数据“上” 执行操作(例如，过滤或变换)，以表示直接对信号或数据、或者信号或数据的经处理的版本(例如，在对其执行操作之前已经过初步过滤的信号的版本)执行操作。在包括权利要求书的整个本公开中，表述“后面”位置(例如，“后源位置”)表示收听者头部后面的位置，并且，“前面”位置(例如，“前输出位置”)的表达方式表示收听者头部前面的位置。类似地，“前面”扬声器表示位于收听者头部前面的扬声器，并且“后面” 扬声器表示位于收听者头部后面的扬声器。在包括权利要求书的整个本公开中，在广泛的意义上使用表述“系统”以表示装置、系统或子系统。例如，实现解码器的子系统可被称为解码器系统，并且，包含这种子系统的系统(例如，响应多个输入产生X个输出信号的系统，其中，子系统产生输入中的M个输入，并且从外部源接收其它的X-M个输入)也可被称为解码器系统。在包括权利要求书的整个本公开中，表述通过扬声器的信号的“再现”表示导致扬声器响应信号产生声音，包括通过执行信号的任何需要的放大和/或其它的处理。音频矩阵解码器用于将(由X个输入信号确定的)X个离散音频通道解码为用于回放的(由Y个输出信号确定的)Y个通道，其中，X和Y是整数并且Y比X大。输入通道有时是从大量通道编码的矩阵。矩阵编码器/解码器技术的例子包含四声道立体声(例如在以下文献中描述的Bauer，Benjamin B.等人的“Quadraphonic Matrix Perspective-Advances in SQ Encoding and Decoding Technology", J. Audio Engineering Society.，第21卷，第9页，1973年6月)、高保真度立体声响复制(例如在以下文献中描述的Michael Gerzon,"Surround-sound psychoacoustics,Criteria for the design of matrix and discrete surround-sound systems ",Wire less World, 1974^ 12 月，第 483-485 页)、Dolby Pro Logic II 技术(例如Kenneth Gundry 在文章“A new active matrix decoder for surround sound", Proc. AES 19th International Conference on Surround Sound, 2001 年 6 月中描述的)和 Dolby Pro Logic 技术。
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图1是称为无源矩阵解码器的类型的简单的常规的2通道到4通道解码器的例子。无源矩阵解码器不尝试分析输入信号而是关于输入信号的编码(如果有的话)进行假定。在图1中，输入信号Left Total (Lt)和Right Total (Rt)被直接馈送到左(L)输出和右(R)输出。通过在加法元件2中将输入信号Lt和Rt相加，并且将得到的相加信号施加到对其施加增益的放大器1来导出中心(C)输出。通过在减法元件4中产生输入信号Lt 和Rt的差值，并且在低通滤波器(LPF) 3中对得到的差值信号进行低通过滤来导出环绕(S) 输出。图2是称为有源矩阵解码器的类型的常规的2通道到5通道解码器的例子。图2的解码器包含有源解码矩阵6。矩阵6被耦合以接收Left Total (Lt)和Right Total (Rt)输入信号，并且被配置为响应输入信号和来自掌控元件7的控制信号产生五个输出信号(左输出“L”、右输出“R”、中心输出“C”、左环绕输出“Ls”和右环绕输出“Rs”)。图2的有源矩阵解码器在加法元件2中对输入信号求和，并且在减法元件4中产生输入信号的差值。来自元件2和4的相加和差值信号不被直接馈送到输出通道(如图1那样)。作为替代，从元件2和4输出的相加和差值信号与输入信号Lt和Rt —起被施加到掌控元件7。响应这些信号，掌控元件7以允许它连续“掌控”解码矩阵6的方式分析输入信号。解码矩阵6基于从元件7施加的掌控控制信号来确定输出通道混合。如何利用使用反馈的掌控元件在时域中实现有源解码以产生用于控制有源矩阵元件的增益控制信号是众所周知的。例如，受让给Dolby Laboratories Licensing Corporation的美国专利7，280, 664和美国专利6，920, 223描述了这种解码。美国专利7，280, 664的有源矩阵解码器包括掌控元件(例如，图16A的元件230)， 该掌控元件包含使用反馈以产生用于产生有源矩阵元件要应用的矩阵系数的控制信号的伺服电路。例如，美国专利7，280, 664的图16A的元件230可包含图17-19的伺服电路，其使用反馈以产生控制信号gL、gR、gF、gB、gLB和gRB。使用这些增益控制信号以产生图16A 的自适应矩阵214要应用的更新的矩阵系数。例如，图17的伺服电路响应音频信号样本 Lt'和Rt'产生控制信号gL和gR，包含通过将信号gL和gR作为反馈施加到输入Lt'和 Rt'(并且在元件M2、M0、252和250中分别组合信号gL和gR与输入Lt'和Rt')。使用元件240和250的输出(分别是(l-gL)Lt'和(l-gR)Rt')来更新控制信号LR的值。 信号LR的更新值确定控制信号gL和gR的更新值。利用不使用反馈的掌控元件在时域中实现有源解码以产生用于控制有源矩阵元件的增益控制信号也是众所周知的。例如，在受让给Dolby Laboratories Licensing Corporation的美国专利4，799，260中描述了这种有源解码。但是，在美国专利4，799，260 中描述的有源矩阵解码是在不确定(根据知觉激发的考虑)输入音频信号的全频率范围的临界频带的情况下执行的。在美国专利4，799，260中描述的有源矩阵解码还是在不产生用于这种临界频带中的不同临界频带的增益控制值，并且不过滤输入音频信号以产生每个在不同的临界频带中的输入子带信号或者对于多个临界频带中的每个临界频带实现不同的有源矩阵的情况下执行的。这里的表述(一个或更多个音频信号的组的全频率范围的)“临界频带”表示根据知觉激发的考虑确定的全频率范围的频带。一般地，分割全可听频率范围的临界频带具有跨全可听频率范围随着频率增加的宽度。
已经建议，在时域中执行有源矩阵解码，其中对于输入音频信号的多个临界频带中的不同临界频带产生增益控制值。例如，在其面上指示被受让给Digital Theater Systems, Inc.的美国专利7，003，467教导在时域中实现的有源矩阵解码器。解码器向音频输入信号应用带通滤波器以产生一组输入子带信号，每个表示输入信号的全频率范围中的不同的频带，然后将子带信号解码。美国专利7，003, 467教导子带信号可被组成为更少的分组信号，每个表示输入信号的全频率范围中的(称为“Bark带”类型的)不同的临界频带，分组信号可接着被解码。但是，美国专利7，003，467没有教导(并且，在本发明之前不知道)如何在频域中实现有源解码，包括通过过滤输入音频信号以产生每个在不同的临界频带中的输入子带信号，关于临界频带中的每个临界频带分别产生增益控制值，并且对输入子带信号中的每个子带信号应用不同的有源矩阵。美国专利7，003，467也没有建议应在频域中实现有源音频信号解码，或者如何以有效的方式(例如，以低处理器速度(例如，低 MIPS)需求)实现这种频域有源解码。需要以对于每个临界频带中的输入音频内容定制的方式将输入音频信号的不同的临界频带解码(包括通过产生用于解码输入音频中的不同的临界频带的增益控制值)的有源矩阵解码器，从而以有效的方式并且以可以低处理器速度(例如，低MIPS)需求实现的方式实现的改进的声学性能。本发明的典型的实施例通过以对于每个临界频带中的输入音频内容定制的方式解码频域输入音频的不同的临界频带(包含通过产生用于解码输入音频中的不同的临界频带的增益控制值)，从而以更少的计算需求实现改进的声学性能(包括没有知觉伪信号的更大的频率选择性)。在本发明之前，不知道如何实现将N(例如，N= 2)个音频输入通道转换成M(其中，M大于N)个全频率音频输出通道的知觉激发音频矩阵解码器，包括通过将输入信号转换成频域(当输入信号并非已处于频域中时)，将得到的输入频率成分施加到响应于输入频率成分产生频率成分的M个输出流有源矩阵元件，并且在不使用反馈的情况下掌控有源矩阵元件。也不知道如何以通过使用功率比(关于一组临界频带中的每个临界频带从频域输入音频产生)确定的用于掌控的准则来实现这种掌控，包括通过以非线性的方式整形和缩放功率比。
发明内容
在一类实施例中，本发明是一种被配置为将表示N个音频输入信号(输入通道) 的输入频率成分的N个流解码以产生确定M个音频输出信号(一般为全频率输出通道)的输出频率成分的M个流的知觉激发有源矩阵解码器，其中，M和N是整数并且M比N大。解码器包括有源矩阵子系统，被配置为响应输入频率成分的N个流(表示N个音频输入信号)产生确定M个音频输出信号的输出频率成分的M个流；和控制子系统，与有源矩阵子系统耦合并且被配置为在不使用反馈的情况下响应输入频率成分产生增益控制值，并且在输出频率成分的产生中对于有源矩阵子系统施加用于掌控有源矩阵元件的增益控制值。控制子系统被配置为响应输入频率成分产生功率比，所述功率比包含用于一组临界频带中的每个临界频带的(输入频率成分的每个块的)至少一个功率比，并且响应功率比产生增益控制值，包含通过非线性的方式将功率比整形(以及可选地将功率比缩放和平滑化)。一般地，有源矩阵子系统应用多组矩阵系数，每组矩阵系数用于临界频带中的不同的一个。例如，在一些实施例中，用于每个临界频带的增益控制值确定用于由有源矩阵子系统应用于其变换频率区间处于临界频带内的输入频率成分的不同的一组矩阵系数。属于临界频带之一的每个变换频率区间中的(关于输入频率成分的每个块的)输入频率成分是乘以与该临界频带对应的临界频带的矩阵系数的矩阵。在一些实施例中，解码器还包括被配置为将N个输入信号从时域转换成频域，由此响应N个输入信号产生输入频率成分的N个流的输入变换子系统。在一些实施例中，解码器还包括被配置为将输出频率成分的流从频域转换成时域，由此响应所述输出频率成分产生M个输出信号的输出变换子系统。一般地，N = 2且M = 5。并且，一般地，控制子系统被配置为关于一组临界频带中的每个临界频带(为输入频率系数的每个块)产生一对功率比，并且(为输入频率系数的每个块)从功率比产生用于每个所述临界频带的五个增益控制值。例如，在解码器被配置为将两个音频输入信号解码以产生五个音频输出信号(左通道输出信号、右通道输出信号、中心通道输出信号、右环绕通道输出信号和左环绕通道输出信号)的一些实施例中，每对功率比包含左和右通道功率测量值的比、和前和后通道功率测量值的比。优选地，临界频带将掌控分割为基于心理声学的多个频率区域。在一类实施例中，本发明是用于解码N个音频输入信号以确定M个音频输出信号 (一般地，全频率输出通道)的矩阵解码方法，其中，M和N是整数并且M比N大，所述方法包括以下步骤(a)响应表示N个音频输入信号的输入频率成分的N个流，操作有源矩阵子系统以产生确定M个音频输出信号的输出频率成分的M个流，(b)在不使用反馈的情况下从输入频率成分确定功率比，所述功率比包含一组临界频带中的每个临界频带的至少一个功率比；(c)从功率比确定用于临界频带中的每一个的增益控制值，包括在不使用反馈的情况下以非线性的方式对功率比整形；和(d)在执行步骤(a)的同时，使用增益控制值来掌控有源矩阵元件。在一些实施例中，步骤(C)包括在不使用反馈的情况下缩放和平滑化功率比的步骤。一般地，N = 2且M = 5，步骤(b)包括关于临界频带中的每一个(为输入频率系数的每个块)确定两个功率比的步骤，并且步骤(c)包括关于临界频带中的每一个(为输入频率系数的每个块)确定五个增益控制值的步骤。在一些实施例中，该方法还包括以下步骤中的至少一个将音频输入信号从时域转换成频域以产生输入的频率成分的流；和将输出频率成分的流从频域转换成时域，由此产生M个音频输出信号。在典型的实施例中，本发明的解码器为或者包含利用软件(或固件)编程通用或专用处理器、和/或否则被配置为执行本发明的方法的实施例的通用或专用处理器。在一些实施例中，本发明的解码器是被耦合以接收表示音频输入信号的输入数据并且被编程 (通过适当的软件)以通过执行本发明的方法的实施例响应输入数据产生表示音频输出信号的输出数据的通用处理器。在其它的实施例中，本发明的解码器是通过适当地配置(例如通过编程)可配置的音频数字信号处理器(DSP)来实现的。音频DSP可以是可被配置 (例如，可通过适当的软件或固件被编程，或者可响应控制数据而被配置)以对输入音频执行各种操作中的任一个的常规的音频DSP。在操作中，被配置为根据本发明执行有源矩阵解码的音频DSP被耦合以接收多个音频输入信号，并且DSP —般对输入音频执行除了解码以外的各种操作，或连同解码的各种操作。根据本发明的各种实施例，在被配置(例如，被编程)为通过对输入音频信号执行该方法以响应输入音频信号产生输出音频信号之后，音频 DSP可操作为执行本发明的方法的实施例。本发明的每个方面包含被配置(例如，被编程) 为执行本发明的方法的任何实施例的系统、和存储了用于实现本发明的方法的任何实施例的代码的计算机可读介质(例如，盘)。
图1是常规的音频矩阵解码器的框图。图2是另一常规的音频矩阵解码器的框图。图3是本发明的有源矩阵解码器系统的实施例的框图。图4是图3的解码器的自适应矩阵16的实现的框图。图5是图3的元件17的左/右控制电路的实现的框图。图6是图3的元件17的前/后控制电路的实现的框图。图7是图3的元件17的环绕控制电路的实现的框图。图8是在图3解码器的实现(例如，在图5的元件32和42)中使用以将k = 1024 的傅立叶变换区间中的频率成分分组成经过滤的频率成分的b = 40的临界频带中的滤波器的示图。图9是作为本发明的解码系统的实施例的音频数字信号处理器(DSP)的框图。
具体实施例方式本发明的许多实施例在技术上是可能的。本领域技术人员从本公开可以明白如何实现它们。参照图3-9描述本发明的系统、方法和介质的实施例。图3是本发明的有源矩阵解码器系统的实施例的框图。图3的系统包括时域到频域变换段10，该时域到频域变换段10被耦合和配置为接收时域输入信号“Left Total"(Lt)并且通过对输入信号Lt执行时域到频域的变换(例如，离散傅立叶变换，但可替换地，修正离散余弦变换、或正交镜像滤波器组中的变换、或另一时域到频域的变换)以产生频率成分Lt'。频率成分Lt'包含子集，每个子集处于不同的频率区间(频率变换区间)中。图3的系统还包含时域到频域变换段11，该时域到频域变换段11被耦合和配置为接收时域输入信号“Right Total"(Rt)并且通过对输入信号Rt执行时域到频域的变换(例如，离散傅立叶变换，但是可替换地，修正离散余弦变换、或正交镜像滤波器组中的变换、或另一时域到频域变换)来产生频率成分Rt'。频率成分Rt'包含子集，每个子集处于不同的频率区间(频率变换区间)中。在自适应解码矩阵16和掌控元件17中单独地分析和处理每个频率区间中的频率成分Lt'和Rt'。有源(自适应)解码矩阵16被配置为响应来自掌控元件17的控制信号和输入频率成分Lt'和Rt'产生输出频率成分的五个序列，该输出频率成分的五个序列在图3中被识别为左输出数据L'(表示来自左前源的声音)、右输出数据R'(表示来自右前源的声音)、中心输出数据C'(表示来自中心前源的声音)、左环绕输出数据Ls'(表示来自左后源的声音)和右环绕输出数据Rs'(表示来自右后源的声音)。每个频率成分Lt'在加法元件14中与相应的频率成分Rt'相加，以产生频率成分序列Ft'(这里，称为“前通道”频率成分)。在减法元件14中从相应的频率成分Lt' 中减去每个频率成分Rt'以产生频率成分序列Bt'(这里，称为“后通道”频率成分)。频率成分Lt'和Rt'可经受简单的处理以表示沿左-右轴的信号支配，并且被掌控元件17 使用以产生确定增益控制值gL和gR的功率比值序列。频率成分Lt'和Rt'可经受简单的处理以表示沿前-后轴(与左-右轴垂直)的信号支配，并且被掌控元件17使用以产生确定增益控制值gF和gB的功率比值序列。当输入音频信号表示主要来自一个源方向(例如，左前)的(临界频带中的)声音时，与当它们表示主要来自另一源方向(例如，右后) 的(临界频带中的)声音时相比，掌控元件产生不同的(用于临界频带的)一组增益控制值。对掌控元件17施加频率成分Ft ‘和Bt ‘和频率成分Lt ‘和Rt ‘。作为响应，掌控元件17分析每个临界频带中的频率成分Lt'和Rt'，以产生(并且对自适应解码矩阵 16施加)用于关于临界频带中的每一个配置矩阵16的增益控制值gL、gR、gF、gB、gLB和 gRB。响应用于频带中的每一个的增益控制值gL、gR、gF、gB、gLB和gRB，自适应矩阵16产生成分序列L'、R'、C'、Ls'和Rs'的(在每个这种临界频带中的每个频率区间中的) 频率成分。每个成分序列L'、R'、C'、Ls'和Rs'的所有子集(每个所述子集处于所述频带中的不同的频带中)可选地在后处理段18中进行后处理。段18的输出在频域到时域变换段20中进行频域到时域变换(一般地，逆短时离散傅立叶变换或“iSTDFT”，但是可替换地，逆修正离散余弦变换、或正交镜像滤波器组中的变换、或另一频域到时域变换)。从段 20输出五个离散时域信号(左通道输出信号L'、右通道输出信号R'、中心通道输出信号 C'、左环绕通道输出信号Ls'和右环绕通道输出信号Rs')。因此，图3的系统将两个时域音频输出信号(Lt、Rt)转换成变换频率区间中的频域数据以供分析和处理。系统的控制路径(包含图3所示的元件12、13、14、15和17)从频域数据产生关于一组临界频带中的每一个的功率测量值，并且使用它们产生用于配置自适应矩阵16的增益控制值。这里，图3的系统中除了控制路径中的元件以外的元件有时被称为“信号路径”。系统的控制路径通过在滤波器12和13中带通过滤频域数据将频域数据整形。响应经过滤的频域数据，确定频率成分Ft'和Bt'。成分Ft'表示相加信号Ft (这里，称为“前通道”信号或“前”信号)。成分Bt'表示差值信号Bt (这里，称为“后通道”信号或“后”信号)。频率成分Ft'和Bt'连同表示经过滤的输入信号Lt和Rt的经过滤的频率成分被转换成被用于产生用于临界频带中的每一个的增益控制值gL、gR、gF、gB、gLB 和gRB的临界频带功率值(关于临界频带中的每一个的功率测量值)。图3系统的控制路径和信号路径都不包含反馈。作为替代，控制路径信号依赖于临界频带功率值的非线性表示的分析。有源解码矩阵16在临界频带内被掌控以产生输出通道数据(包含用于输出通道中的每一个的变换频率区间中的每一个的频率成分)。矩阵 16将表示二通道输入音频的频率成分(Lt'、Rt')乘以适当的混合矩阵系数，并且，得到的输出通道频率成分在段18中进行可选的后处理，并接着在段20中被转换回时域。在优选的实施例中，使用以非线性的方式整形(例如，在图5和图6的电路38和 58中)并且可选地被缩放(例如在图5和图6的电路38和58中的电路中)和平滑化(例如，在图5和图6的元件33、43、45、46、53、63、65和66中)的功率比(例如，由参照图5和图6描述的电路的元件37和57产生的功率比的对)来确定(关于输入频率成分的每个块的)用于有源矩阵16的增益控制值。关于临界频带中的每一个产生用于输入频率成分的每个块的功率比。临界频带将掌控分割成基于心理声学的多个频率区域。通过这样做，掌控具有没有知觉伪信号的更大的频率选择性。因此，使用临界频带而不是变换区间来掌控有源矩阵。在图3系统的典型的实现中，变换电路10和11通过以k个频率区间和b个临界频带向输入信号Lt和Rt中的每一个的采样的每m个连续块的组应用短时离散傅立叶变换 (STDFT)，将离散的输入音频(Lt、Rt)采样从时域转换成频域。一般地，在每个这种输入音频采样的组的每两个连续块之间存在重叠(例如，50%重叠)。一般地，b是20-40的范围中的整数。一般地，通过电路10和11中的每一个变换的输入音频的每个块由输入音频的 1024(或51 个采样组成。并且，一般地，电路10和11的每一个响应每个这种块的输出是512(或256)个区间中的一组频率成分(即，每个具有512或256个频率中的不同的一个的一组频率成分)。图3的有源矩阵16被配置为使用b个矩阵系数组对每个临界频带中的输入频率系数执行矩阵乘法，每个矩阵系数组用于b个临界频带中的不同的一个。(用于临界频带的)每个矩阵系数组可由如图4所示的那样标注的七十个系数组成。在被配置为响应两个输入通道施加多于五个的输出通道的图3和图4的实施例的变形中，有源矩阵为每个临界频带使用的矩阵系数组一般由多于七十个系数组成。有源矩阵16 —般被配置为向其变换频率区间处于每个不同的临界频带内的输入音频的频率成分应用不同的矩阵系数组。属于临界频带之一的每个变换频率区间内的(输入频率成分的每个块的)频率成分是乘以与该临界频带对应的临界频带的矩阵系数的矩阵。元件16为临界频带中的每一个应用的矩阵包含固定部分(由图4的矩阵系数al 至alO确定)和变量部分(由图4的系数bl至glO和元件17向矩阵16施加的增益控制值确定)。每个矩阵的固定部分与对矩阵16施加的增益控制值无关。每个矩阵的变量部分取决于增益控制值。对于每个块m和临界频带b，掌控元件17产生一组增益控制值gL、gR、 gF、gB、gLB和gRB，并且，如式1所示，这些增益控制值被应用于第b个矩阵系数组(用于第b个临界频带的矩阵16的矩阵系数)以计算用于第b个临界频带的混合矩阵值
权利要求
1.一种用于将N个音频输入信号解码以确定M个音频输出信号的矩阵解码方法，其中， M和N是整数，并且M比N大，所述方法包括以下的步骤(a)响应表示N个音频输入信号的输入频率成分的N个流，操作有源矩阵子系统以产生确定M个音频输出信号的输出频率成分的M个流，(b)在不使用反馈的情况下从输入频率成分确定功率比，所述功率比包含关于一组临界频带中的每个临界频带的至少一个功率比；(c)从功率比确定关于临界频带中的每一个的增益控制值，包含通过在不使用反馈的情况下以非线性的方式将功率比整形；和(d)在执行步骤(a)的同时，使用增益控制值来掌控有源矩阵元件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包含在不使用反馈的情况下缩放和平滑化功率比的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，N= 2并且M = 5，步骤(b)包含关于临界频带中的每个临界频带为输入频率系数的每个块确定两个功率比的步骤，并且步骤(c)包含关于临界频带中的每个临界频带为输入频率系数的每个块确定五个增益控制值的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括以下的步骤将音频输入信号从时域转换成频域以产生输入频率成分的流。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤将音频输入信号从时域转换成频域以产生输入频率成分的流；以及将输出频率成分的流从频域转换成时域，由此产生M个音频输出信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，N= 2并且M = 5，步骤(a)包含产生包含左通道输出流、右通道输出流、中心通道输出流、右环绕通道输出流和左环绕通道输出流的输出频率成分的五个流的步骤，并且，步骤(b)包含关于临界频带中的每个临界频带为输入频率系数的每个块确定一对功率比的步骤，各所述一对功率比包含左和右通道功率测量值的比、和前和后通道功率测量值的比。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过操作包含有源矩阵子系统和与有源矩阵子系统耦合的控制子系统的音频数字信号处理器来执行步骤(a)、步骤(b)、步骤(c)和步骤 (d)，并且通过操作控制子系统来执行步骤(b)和(c)以从输入频率成分确定功率比，并且确定增益控制值。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述以非线性的方式将功率比整形包含对从功率比中的至少一个确定的至少一个值取幂的步骤。
9.一种被配置为将表示N个音频输入信号的输入频率成分的N个流解码以产生确定M 个音频输出信号的输出频率成分的M个流的有源矩阵解码器，其中，M和N是整数并且M比 N大，所述解码器包含有源矩阵子系统，被配置为响应输入频率成分的N个流产生确定M个音频输出信号的输出频率成分的M个流；以及控制子系统，与有源矩阵子系统耦合并且被配置为在不使用反馈的情况下响应输入频率成分产生增益控制值，并且在输出频率成分的产生期间对有源矩阵子系统施加增益控制值以掌控有源矩阵元件，其中，控制子系统被配置为，响应输入频率成分产生功率比，所述功率比包含关于一组临界频带中的每个临界频带的用于输入频率成分的每个块的至少一个功率比，并且从所述功率比产生增益控制值，包含通过在不使用反馈的情况下以非线性的方式将功率比整形，并且其中，增益控制值包含多个子集，这些子集中的每一个用于临界频带中不同的一个。
10.根据权利要求9的解码器，其中，控制子系统被配置为从功率比产生增益控制值， 包含通过在不使用反馈的情况下缩放和平滑化功率比。
11.根据权利要求9所述的解码器，其中，有源矩阵子系统被配置为向输入频率成分应用多组矩阵系数，每组矩阵系数用于临界频带中的不同的一个。
12.根据权利要求11所述的解码器，其中，用于临界频带中的每个临界频带的增益控制值确定由有源矩阵子系统应用于输入频率成分中其频率处于所述每个临界频带内的那些输入频率成分的多组矩阵系数中的不同的一组。
13.根据权利要求9所述的解码器，还包括被配置为将N个输入信号从时域转换成频域，由此响应N个输入信号产生输入频率成分的N个流的输入变换子系统。
14.根据权利要求13所述的解码器，其中，用于临界频带中的每个临界频带的增益控制值确定由有源矩阵子系统应用于输入频率成分中其变换频率区间处于所述每个临界频带内的那些输入频率成分的多组矩阵系数中的不同的一组。
15.根据权利要求9所述的解码器，还包括被配置为将输出频率成分的流从频域转换成时域，由此响应所述输出频率成分产生M 个输出信号的输出变换子系统。
16.根据权利要求9所述的解码器，其中，N= 2并且M = 5，控制子系统被配置为关于一组临界频带中的每个临界频带为输入频率系数的每个块产生一对功率比，并且关于每个所述临界频带为输入频率系数的每个块从功率比产生五个增益控制值。
17.根据权利要求16所述的解码器，其中，所述解码器被配置为将输入频率成分的两个流解码，以产生确定五个音频输出信号的输出频率成分的五个流，所述五个音频输出信号包含左通道输出信号、右通道输出信号、中心通道输出信号、右环绕通道输出信号和左环绕通道输出信号，并且所述每对功率比包含左和右通道功率测量值的比、和前和后通道功率测量值的比。
18.根据权利要求9所述的系统，其中，控制子系统被配置为从功率比产生增益控制值，包含通过对从功率比中的至少一个确定的至少一个值取幂。
19.根据权利要求9所述的系统，其中，所述解码器是音频数字信号处理器。
20.根据权利要求9所述的系统，其中，所述解码器是包含被配置为实现有源矩阵子系统和控制子系统的电路的音频数字信号处理器。
全文摘要
提供将N个音频输入信号解码以产生M个音频输出信号的知觉激发的频域有源矩阵解码器和解码方法，其中，M比N大，包括通过响应表示音频输入信号的输入频率成分的N个流，产生确定M个音频输出信号的输出频率成分的M个流；在不使用反馈的情况下从输入频率成分确定功率比，所述功率比包含关于一组临界频带中的每个临界频带的至少一个功率比；以及，从功率比确定临界频带中的每一个的增益控制值，包含通过在不使用反馈的情况下以非线性的方式将功率比整形。通过使用增益控制值来掌控有源矩阵元件。
文档编号H04S5/00GK102282868SQ201080004384
公开日2011年12月14日 申请日期2010年1月12日 优先权日2009年1月14日
发明者C·P·布朗 申请人:杜比实验室特许公司