立体声信号变换装置、立体声信号逆变换装置及其方法

专利名称：立体声信号变换装置、立体声信号逆变换装置及其方法
技术领域：
本发明涉及用于实现立体声语音的编码的编码装置和解码装置中的立体声信号 变换装置、立体声信号逆变换装置及其方法。
背景技术：
语音编码通常用于使用电话频带(200Hz至3. 4kHz)的窄带语音的通信的用途。单 声道语音的窄带语音编解码广泛使用于移动电话、远程会议设备、最近在数据包网络(例 如为互联网)上的语音通信等通信用途。近年来，随着通信网络的宽带化，对语音通信需要现场感和音乐的高质量，为了对 应该需求，正在进行使用了立体声语音的编码技术的语音通信系统的开发。作为对立体声语音进行编码的方法，以往就已知有如下方法，即，求基于左声道信 号与右声道信号之和的单声道信号以及基于左声道信号与右声道信号之差的侧(side)信 号，并分别对单声道信号和侧信号进行编码(参照专利文献1)。左声道信号和右声道信号是表示从人的左右耳朵进入的声音的信号，通过单声道 信号能够表现左声道信号与右声道信号的共通部分，而通过侧信号能够表现左声道信号与 右声道信号之间的空间上的差异。由于左声道信号与右声道信号之间的相关性较高，与直接将左声道信号与右声道 信号进行编码相比，先将这些信号变换为单声道信号和侧信号之后进行编码就能够进行根 据单声道信号和侧信号的特征的适当的编码，能够实现少冗余性、低比特速率且高质量的 编码。先行技术文献专利文献专利文献1 日本专利申请特开2001-255892号公报

发明内容
发明所要解决的问题然而，即使左声道信号与右声道信号的主分量相同，在这些信号的激励的位置不 同的情况下，在相同时刻的左声道信号与右声道信号之间的相关性较低。因此，如果单纯地 将左声道信号和右声道信号变换为单声道信号和侧信号而进行编码，在激励的位置大相径 庭的情况下，在单声道信号和侧信号中包含冗余性的状态下进行低效率的量化。本发明的目的为提供立体声信号变换装置、立体声信号逆变换装置及其方法，在 编码装置端，即使在激励的位置不同的情况下，也能够获得冗余性少的编码用信号(M、S), 而在解码装置端能够获得更高质量的立体声信号。解决问题的方案本发明的立体声信号变换装置采用的结构包括相关分析单元，计算构成立体声 信号的第一声道信号与第二声道信号之间的相关值；系数计算单元，基于所述相关值，计
4算第一系数；系数编码单元，对所述第一系数进行编码，并基于获得的编码数据求第二系 数；以及和差计算单元，生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道 信号，并利用所述第二系数生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有关的侧信 号。本发明的立体声信号逆变换装置采用的结构包括系数解码单元，对在立体声信 号变换装置中将第一系数进行编码所得的编码数据进行解码而求第二系数，所述第一系数 为基于构成立体声信号的第一声道信号与第二声道信号之间的相关值求出的系数；以及再 生成信号生成单元，利用单声道再生成信号、侧再生成信号以及所述第二系数，生成所述第 一声道信号的再生成信号和所述第二声道信号的再生成信号，所述单声道再生成信号是对 与所述第一声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道信号的编码数据进行解码所 得的信号，所述侧再生成信号是对与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有关的侧 信号的编码数据进行解码所得的信号。本发明的立体声信号变换方法包括相关分析步骤，计算构成立体声信号的第一 声道信号与第二声道信号之间的相关值；系数计算步骤，基于所述相关值，计算第一系数； 系数编码步骤，对所述第一系数进行编码，并基于获得的编码数据求第二系数；以及和差计 算步骤，生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道信号，并利用所 述第二系数生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有关的侧信号。本发明的立体声信号逆变换方法包括系数解码步骤，对在立体声信号变换方法 中将第一系数进行编码所得的编码数据进行解码而求第二系数，所述第一系数为基于构成 立体声信号的第一声道信号与第二声道信号之间的相关值求出的系数；以及再生成信号生 成步骤，利用单声道再生成信号、侧再生成信号以及所述第二系数，生成所述第一声道信号 的再生成信号和所述第二声道信号的再生成信号，所述单声道再生成信号是对与所述第一 声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道信号的编码数据进行解码所得的信号，所 述侧再生成信号是对与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有关的侧信号的编码 数据进行解码所得的信号。发明的效果根据本发明，在编码装置端将利用立体声信号(L、R)之间的相关而求出的系数α 与左声道信号L和右声道信号R的任一方相乘而求侧信号S，由此即使在激励的位置不同的 情况下也能够获得冗余性少的编码用信号(Μ、S)，而在解码装置端能够获得更高质量的立 体声信号。


图1是表示包括本发明的实施方式1的立体声信号变换装置的编码装置的结构的 方框图。图2是表示一例本发明的实施方式1的立体声信号变换装置的系数编码单元中对 系数α进行编码时使用的码本的图。图3是表示本发明的实施方式1的立体声信号变换装置的系数编码单元中的搜索 算法的流程图。图4是表示包括本发明的实施方式1的立体声信号逆变换装置的解码装置的结构的方框图。图5是表示包括本发明的实施方式3的立体声信号变换装置的编码装置的结构的 方框图。图6是表示包括本发明的实施方式3的立体声信号逆变换装置的解码装置的结构 的方框图。
具体实施例方式以下，利用

本发明的实施方式。此外，在各个实施方式中，以由左声道信 号和右声道信号的两种信号构成立体声信号的情况为例进行说明。另外，将左声道信号、右 声道信号、单声道信号以及侧信号分别记述为L、R、M、S，并将它们的再生成信号分别记述为 L’、R’、M’、S’。另外，在上述记载中，对于各个信号的名称以及与其对应的记号之间的对应 关系并没有限定。另外，在实施方式中，对相同的结构要素赋予相同的标号，由于重复省略 其说明。(实施方式1)图1是表示包括本发明的实施方式1的立体声信号变换装置的编码装置的结构的 方框图。图1所示的编码装置100主要包括立体声信号变换装置101、单声道编码单元102、 侧编码单元103以及复用单元104。立体声信号变换装置101生成左声道信号L与右声道信号R之和的单声道信号M， 并生成侧信号S，所述侧信号S是从左声道信号L与右声道信号R的任一方中减去将另一方 与系数α相乘后的值所得的值。然后，立体声信号变换装置101将单声道信号M输出到单 声道编码单元102，并将侧信号S输出到侧编码单元103。另外，立体声信号变换装置101 将对表示左声道信号L与右声道信号R的功率之间的大小关系的1比特的数据(以下称为 “功率数据”)以及系数α进行编码所得的数据输出到复用单元104。单声道编码单元102对单声道信号M进行编码，并将获得的编码数据输出到复用 单元104。侧编码单元103对侧信号S进行编码，并将获得的编码数据输出到复用单元104。复用单元104对单声道信号M的编码数据、侧信号S的编码数据、功率数据以及系 数α的编码数据进行复用，并输出获得的比特流。接着，说明立体声信号变换装置101的内部结构。立体声信号变换装置101包括 相关分析单元111、差分判定单元112、系数计算单元113、系数编码单元114以及和差计算 单元115。相关分析单元111利用左声道信号L和右声道信号R，通过下式(1)计算左声道信 号L的功率Pp右声道信号R的功率Pk以及相关值C,然后，相关分析单元111将功率& 和功率Pk输出到差分判定单元112，并将功率Pp功率Pk和相关值Cui输出到系数计算单元 113。另外，式(1)中，Χ:为左声道信号L在各个采样定时i的信号值，Χ,为右声道信号R 在各个采样定时i的信号值。pL=Z = Σ X，x X
cLR=YjxX
‘ · · · ( 1 )差分判定单元112比较从相关分析单元111输出的功率与功率Pk的大小，并将 表示比较结果的1比特的功率数据输出到复用单元104、系数计算单元113以及和差计算单 元115。具体而言，差分判定单元112在彡Pk时输出代码“0”的功率数据，而在& < Pe 时输出代码“1”的功率数据。系数计算单元113基于从差分判定单元112输出的功率数据，利用从相关分析单 元111输出的功率1\、功率Pk以及相关值Cui，通过下式(2)计算系数α，并将其输出到系 数编码单元114。“PL 彡 PR” 时α = (PE+CLE) / (PL+CLE)“PL < PR” 时α = (PL+CLE) / (PE+CLE)· · · (2)
其中，分母(PJCui 或 PfCui)为 0 时，α = 0。由上式(2)可知，α为-1 < α彡1，由于存在上限和下限，其为容易进行编码的 值。另外，在1\ = &时α为1，而在左声道信号L与右声道信号R为反相且一方的振幅稍 大于另一方时，α接近-1。系数编码单元114参照存储在其内部的码本，对从系数计算单元113输出的系数 α进行编码，并将其输出到复用单元104。在本实施方式中，以4比特对系数α进行编码。 这里，系数α的功率比(绝对值)取接近1的值的情况较多，所以在对系数α进行编码时， 利用如图2所示的码本(codebook)。图2所示的码本中，以系数的值α ,的绝对值越接近 1.0其间隔越紧密的方式，对各个代码分配了系数的值α”使用了该码本的搜索如果使用 树搜索，则能够以较少的运算量进行搜索。在树搜索中使用图2所示的码本中的搜索基准 值5”此外，将在后面叙述搜索算法的细节。另外，系数编码单元114将与系数α的编码数据对应的系数的值α i输出到和差 计算单元115。和差计算单元115如下式(3)所示地将左声道信号L与右声道信号R相加而生成 单声道信号M。另外，和差计算单元115利用从差分判定单元112输出的功率数据和从系 数编码单元114输出的系数的值、，通过下式⑷生成侧信号S。另外，式(3)、(4)中，Χ, 为单声道信号M在各个采样定时i的信号值，Xi5为侧信号S在各个采样定时i的信号值。 然后，和差计算单元115将单声道信号M输出到单声道编码单元102，并将侧信号S输出到 侧编码单元103。“ PL 彡 PR” 时好=好-CCi · Xji“ PL < PR ” 时Xf =对—... (4)和差计算单元115生成的单声道信号M表示左声道信号L和右声道信号R的主分 量。另外，和差计算单元115生成的侧信号S，作为矢量与单声道信号M大致正交，与现有技 术相比能够更忠实地表现左声道信号L与右声道信号R之间的空间上不同的部分，所以在 解码装置端能够获得更高质量的立体声信号。另外，在和差计算单元115中，在利用编码前的系数α生成侧信号S的情况下，如下式(5)所示侧信号S与单声道信号M的积和为0，所以作为矢量完全正交。此外，式(5) 表示Pl < Pe的情况。Σ X .《=Σ +X"y (χ·=Σχ"·χ"《O
i i i i ‘=Pl+Clr-CC- (Clr + Pr )=Pl+ Clr -(PL + Clr)/(Pr +Clr)-(Clr + Pr)=0· · . ( 5 )接下来，使用图3的流程图说明系数编码单元114中的搜索算法。首先，在ST301中，将搜索宽度c设置为码本大小16的1/2即8，并将代码缓冲器 i设定为0。然后，在ST302中，判定搜索宽度c是否为0，在为0时(ST302:是)结束码本 搜索，而在不是0时(ST302 否)转移到ST303。在ST302中为“否”时，在ST303中对代码缓冲器i加上搜索宽度c的值。然后， 在ST304中，比较搜索基准值Si与系数α，在系数α小于搜索基准值31时(ST304:是) 转移到ST305，而在系数α为搜索基准值δ i以上时(ST304 否)转移到ST306。在ST304中为“是”时，在ST305中从代码缓冲器i减去搜索宽度c的值。然后， 在ST306中，将搜索宽度c的值往右移位1比特，并转移到ST302。此外，c >> 1表示将c 的值往右移位1比特。在ST304中为“否”时，在ST306中将搜索宽度c的值往右移位1比特，并转移到 ST302。于是，在结束码本搜索的时点的代码缓冲器i为代码。如果进行这样的搜索，在ST306中搜索宽度为8、4、2、1、0而以5次成为0，仅通过 从ST303至ST306的搜索环路4次。因此，能够以较少的运算量进行大小16种的码本搜索。 此外，上述的方法并不限于16种，能够在其大小为2的幂的码本的搜索中使用。图4是表示包括本发明的实施方式的立体声信号逆变换装置的解码装置的结构 的方框图。图4所示的解码装置400主要包括分离单元401、单声道解码单元402、侧解码 单元403以及立体声信号逆变换装置404。分离单元401将由解码装置400接收到的比特流进行分离，并分别将单声道信号M 的编码数据输出到单声道解码单元402，将侧信号S的编码数据输出到侧解码单元403，将 系数α的编码数据和功率数据输出到立体声信号逆变换装置404。单声道解码单元402对单声道信号M的编码数据进行解码，并将获得的单声道再 生成信号Μ’输出到立体声信号逆变换装置404。侧解码单元403对侧信号S的编码数据进 行解码，并将获得的侧再生成信号S’输出到立体声信号逆变换装置404。立体声信号逆变换装置404利用系数α的编码数据、功率数据、单声道再生成信 号Μ，以及侧再生成信号S’，获得左声道再生成信号L’和右声道再生成信号R’。接着，说明立体声信号逆变换装置404的内部结构。立体声信号逆变换装置404 包括系数解码单元411以及和差计算单元412。系数解码单元411参照存储在其内部的与图2相同的码本而对系数α的编码数 据进行解码，并将与系数α的编码数据对应的系数的值、输出到和差计算单元412。此
8外，系数解码单元411内的码本中不需要图2所示的搜索基准值Sitj和差计算单元412利用从单声道解码单元402输出的单声道再生成信号Μ’、从侧 解码单元403输出的侧再生成信号S’、功率数据以及系数的值α”通过下式(6)计算左声 道再生成信号L’和右声道再生成信号R’。此外，在式(6)中，Υ7表示单声道再生成信号 Μ，在各个采样定时i的信号值，Yi5表示侧再生成信号S’在各个采样定时i的信号值，Y,L 表示左声道再生成信号L’在各个采样定时i的信号值，YiK表示右声道再生成信号R’在各 个采样定时i的信号值。“PL < PR” 时Yt = ( , /(1 + CCi)) · Υ Μ + (1/(1 + CCi)) · Y18Y, = (1/(1 + CC1)) · YtM - (1/(1 + CCi)) · If"PL 彡 PR” 时Yt = (1/(1 + CCi))· YiM -(1/(1 + α,))· Y18if =( /(l + ,.)).lf+(l/(l + a;.)).if... ( 6 )如上所述，根据本实施方式，在编码装置端利用将利用立体声信号(L、R)之间的 相关而求出的系数α与左声道信号L和右声道信号R的任一方相乘所得的值而求侧信号 S，从而侧信号S作为矢量与单声道信号M正交(内积(inner product)为0)，因此即使在 激励的位置不同的情况下也能够获得冗余性少的编码用信号(M、S)，而在解码装置端能够 获得更高质量的立体声信号。(实施方式2)实施方式2中说明将取左声道信号L与右声道信号R之差的顺序固定的情况。此外，在本实施方式中，与实施方式1的不同之处仅在于，立体声信号变换装置 101中的和差计算单元115的功能以及立体声信号逆变换装置404中的和差计算单元412 的功能。以下说明这一点。这里，本实施方式中，在和差计算单元115中固定为从左声道信号L减去与、相 乘后的右声道信号R，并且在和差计算单元412中固定为在求右声道再生成信号R’时取差 分。和差计算单元115利用左声道信号L、右声道信号R、从差分判定单元112输出的 功率数据以及从系数编码单元114输出的系数的值Cii,通过下式(7)求单声道信号M，并 通过下式(8)求侧信号S。Xf4 = X^+^1R
"PL < PR'，时β
"PL 彡 PR'，时β
xf =Xi-β-另外，和差计算单元412基于单声道再生成信号M’、侧再生成信号S’、功率数据以 及与系数α的编码数据对应的系数的值α”通过下式(9)计算左声道再生成信号L’和右 声道再生成信号R’。"PL < PR” 时β = α i
9
“PL 彡 PR” 时β = 1/α iYi1 = {β/{\ + β)). Y严 + (1/(1 + β)) · ifif =(1/(1 +内)-(1/(1+ 灼)· if... (9)但是，由图2的码本可知，存在α i = 0的情况。此时无法取倒数，所以设β =O0此外，包括上述的成为0的情况，如果预先计算系数的值的倒数1/、并存储在码 本中，则能够省去计算的时间。如上所述，根据本实施方式，通过在编码装置端将取左声道信号L与右声道信号R 之差的顺序固定，单声道信号M的连续性提高。因此，在发生了不连续时无须对该不连续部 分的极端的波形进行编码，从而能够进行更高效率的编码，而且在解码装置端能够获得更 高质量的立体声信号。此外，在本实施方式中说明了将取差分的顺序固定为从左声道信号L减去右声道 信号R的情况，但是本发明也可以固定为从右声道信号R减去左声道信号L。此时，将本实 施方式的各个说明中的左声道信号L与右声道信号R相交换即可。(实施方式3)在实施方式3中说明如下例子，S卩，利用在第一信号变换单位以前的第二信号变 换单位中使用的系数ε，计算在基于作为当前的信号变换对象的第一信号变换单位的左声 道信号L和右声道信号R求侧信号时使用的系数ε。进而，说明如下例子，即，通过将用于 声道信号矢量的每个要素的系数在要素间缓慢地改变，从而在确保连续性的同时使侧信号 矢量与单声道信号矢量正交。此外，以下假设信号变换单位为帧，进行说明。这里，在实施方式3中，作为一例，通过利用矢量的要素号而使系数ε发生线性变 化的算法，实现上述的正交化。另外，将取左声道信号L与右声道信号R之差的顺序固定， 并从L信号减去R信号与系数ε的乘法结果。图5是表示包括本发明的实施方式3的立体声信号变换装置的编码装置的结构的 方框图。图5所示的编码装置500主要包括立体声信号变换装置501、单声道编码单元102、 侧编码单元103以及复用单元502。立体声信号变换装置501包括相关分析单元511、系数计算单元512、系数编码单 元513以及和差计算单元514。相关分析单元511利用左声道信号L和右声道信号R，通过下式(10)计算左声道 信号L的功率Pp右声道信号R的功率Pk、相关值Cuo以要素号进行了加权的右声道信号 R的功率Ρκω以及以要素号进行了加权的相关值(^κω。这里，i为要素号(对应于采样定 时)，I为要素数(矢量长度)。Pl =^Xf-X^
/=1Pll=YjXf-Xf
i=\Cw=YuXf-X^
c=^y1-Xf-Xf
Mxi. · · (10)系数计算单元512利用在以前的帧中计算出的系数ε，计算在当前帧中进行计算 的系数ε。具体而言，系数计算单元512首先利用在相关分析单元511计算出的&、PE, Cle, PE(i)>CLE(i)以及ηΗ)，通过式(11)计算成为系数ε的基础的数值(系数计算基础值)Y， 所述系数ε为当前帧中的计算对象。这里，作为以前的帧中计算出的系数ε，利用在前一 个帧求出的系数ε的值！㈣。；-恳+K').K+cWW))
《W)Y 成为系数的基础的数值(系数计算基础值)· · ·(11)η Η)在前一个帧使用的系数(初始值为预先设定的固定值)然后，系数计算单元512利用系数计算基础值Y，通过式(12)计算系数ε，并且 形成在从系数计算基础值、求系数ε时使用的变换模式的识别信息(即，变换式的识别 信息m)。变换模式根据系数计算基础值Y的大小而被切换。if-Ι < γ < lthen {m = 0 ε = y }else{m = 1 ε = 1/ y }· · · (12)ε 系数(编码对象)、m:变换模式上式(12)中，将无变换模式的识别信息设为m = 0，并将变换模式的识别信息设为 m= 1，所述无变换模式为将Y直接用作为ε的模式，而所述变换模式为将Y的倒数用作 为ε的模式。由上式(12)可知，ε为_1< ε彡1，由于存在上限和下限，其为容易进行编码的 值。另外，在1\ = &时ε为1，而在左声道信号L与右声道信号R为反相且一方的振幅稍 大于另一方时，ε接近-1。复用单元502对由此获得的1比特信息的变换模式识别信息m进行复用。另外， 系数ε被输出到系数编码单元513。系数编码单元513参照存储在其内部的码本，对从系数计算单元512输出的系数 ε进行编码，并将其输出到复用单元502。在本实施方式中，以4比特对系数ε进行编码。 这里，系数ε的功率比(绝对值)取接近1的值的情况较多，所以在对系数ε进行编码时， 也能够利用如图2所示的码本。此时，与实施方式1同样地，在使用了码本的搜索中可使用 树搜索。另外，系数编码单元513将与系数ε的编码数据对应的系数的值η (使用图2时 为α》输出到和差计算单元514。复用单元502对单声道信号M的编码数据、侧信号S的编码数据、系数ε的编码 数据以及在求系数ε时使用了的变换模式的识别信息m进行复用，并输出获得的比特流。图6是表示包括本发明的实施方式3的立体声信号逆变换装置的解码装置的结构 的方框图。图6所示的解码装置600主要包括分离单元601、单声道解码单元402、侧解码
11单元403以及立体声信号逆变换装置602。立体声信号逆变换装置602包括系数解码单元611以及和差计算单元612。分离单元601将由解码装置600接收到的比特流进行分离，并分别将单声道信号M 的编码数据输出到单声道解码单元402，将侧信号S的编码数据输出到侧解码单元403，将 系数ε的编码数据和变换模式识别信息m输出到立体声信号逆变换装置602。系数解码单元611参照存储在其内部的与图2相同的码本而对系数ε的编码数 据进行解码，并确定与系数ε的编码数据对应的值α"并利用该值Cii和变换模式识别信 息m，通过式(13)计算系数ε的值η。也就是说，对于系数ε而言，在编码装置500中根 据变换模式进行了变换，所以在解码装置600中通过式(13)进行逆变换。if m = 0 then n = Biif m = 1 then η = Χ/ ,· · · (13)由此获得的系数ε的值η被输出到和差计算单元612。和差计算单元612利用从单声道解码单元402输出的单声道再生成信号Μ’、从侧 解码单元403输出的侧再生成信号S’以及系数ε的值η，通过下式(14)计算左声道再生 成信号L’和右声道再生成信号R’。Xf = Xf + X^Xf =X^+}.XRXiM:M，信号XiS:S，信号信号· · ·(14)X,:R，信号n 解码后的系数ε的值nH)前1帧的系数ε的值(初始值为预先设定的固定值)由上式(14)可知，随着当前帧中的要素号i的增加，在当前的解码处理单位(这 里为帧单位)中与XiE相乘的系数从前ι帧的最后使用了的nH)向n缓慢地变化。由此， s信号的连续性提高，所以特别在对多个帧进行编码的情况等能够大幅提高语音质量。另外，由此获得的M信号更忠实地表现L信号和R信号的主分量。另外，S信号虽 然受到因系数的编码/解码而产生的编码失真的影响，但是其与M信号大致正交而更忠实 地表现L信号与R信号之间的空间上不同的部分。因此，在编码装置端，通过对M信号和S 信号进行编码，能够进行更适当的编码，而在解码装置端能够获得更高质量的立体声信号。此外，在减法运算中使用编码前的系数ε而求出S信号时，S信号与M信号完全 正交。这可与实施方式1的式(5)同样地进行证明。也就是说，通过确认式(14)所示的两 个式子的积和为0，能够证明。但是，代替式(14)中的η，使用系数计算基础值Y。另外，在本实施方式中，说明了将取差分的顺序固定为从左声道信号L减去右声 道信号R的情况。但是，本发明并不限于此，也可以固定为从右声道信号R减去左声道信号 L。此时，将本实施方式的各个说明中的左声道信号L与右声道信号R相交换即可。另外，也可以与实施方式1同样地将取差分的顺序改变。但是，为了像本实施方式那样提高“S信号的连续性”，优选的是将取差分的顺序固定。 另外，在上述各个实施方式中说明了将系数α的编码比特数设为4比特的情况， 但是，本发明并不限于此，也可以将系数α的编码比特数设为远大于或远小于4比特。设 为大于4比特时，表现系数α的变形增加而为更高质量，而设为小于4比特时，能够减少编 码比特而能够实现低比特化。另外，如果将码本的大小设为2的幂，只要改变初始值，能够 直接使用图3所示的搜索算法。 另外，在本发明中，也可以通过式⑷进行式(6)中的除法运算。此时的变换和逆 变换分别为下式(15)、(16)。其中， 表示解码后的系数α。"PL < PR" Bi =Xf = {Xf- .O/(1 + )
"PL ≥ PR” 时-Xf = {Xf'- -Xh/(1 + ) · · (15)
"PL < PR” 时
Yi1 =d-YtM +Yf
YR = YM -YS 1 I 1 I 1 I
"PL ≥ PR” 时
Yt- YiM-Yf
YiR - -Y^+Yf 書·(16)
此外，在上述各个实施方式中，使用‘‘左声道信号”、‘:‘右声道信号”的名称表示了两
个立体声信号，但也可以使用更普通的名称即“第一声道信号”、“第二声道信号”。另外，在上述各个实施方式中说明了从编码端向解码端发送已编码的信息的情 况，在编码端将已编码的信息存储在记录媒体的情况，本发明也有效。在存储器或磁盘中存 储音频信号的情况也较多，此时本发明也有效。另外，在上述各个实施方式中示出了 2声道的情况，但是本发明的声道数并没有 限定，即使在5. Ich等多声道的情况中也有效，只要明确了与所固定的声道之间具有伴随 时间差的相关的声道，就能够直接适用。另外，在上述各个实施方式中，示出了对单声道信号和侧信号分别进行编码的情 况，但本发明并不限于此，在仅使用单声道信号的方法中也有效。通过使用本发明，能够校 正相位的偏移而进行缩混(down-mix)，从而能够获得更接近激励的高质量的单声道信号。另外，上述的说明为本发明的优选实施方式的例证，本发明的范围并不限于此。只 要是具有立体声信号变换装置、立体声信号逆变换装置的系统，本发明可适用于任何情况。另外，本发明的立体声信号变换装置以及立体声信号逆变换装置，可以搭载在移 动通信系统的通信终端装置以及基站装置上，由此能够提供具有与上述同样的作用效果的 通信终端装置、基站装置以及移动通信系统。另外，虽然这里以由硬件构成本发明的情形为例进行了说明，但是本发明还可以 由软件实现。例如，通过编程语言对本发明的算法进行记述，在内存中保存该程序并通过信 息处理装置来实行，从而能够实现与本发明相同的功能。另外，在上述各个实施方式的说明中所使用的各功能块典型地通过集成电路的 LSI (大规模集成电路)来实现。这些块既可以被单独地集成为一个芯片，也可以包含一部 分或全部地被集成为一个芯片。
另外，在此虽然称做LSI，但根据集成程度的不同，也可以称为IC(集成电路)、系 统 LSI、超大 LSI (Super LSI)、极大 LSI (Ultra LSI)等。另外，实现集成电路化的方法不仅限于LSI，也可使用专用电路或通用处理器来实 现。也可以利用可在LSI制造后编程的FPGA (Field Programmable Gate Array，现场可编程 门阵列)，或者可重构LSI内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器(Reconfigurable Processor)0再有，如果随着半导体技术的进步或者随其派生的他技术的出现，如果出现能够 代替LSI集成电路化的技术，当然也可以利用该技术进行功能块的集成化。还存在着适用 生物技术等的可能性。2008年4月4日提交的日本专利申请第2008-098736号以及2008年11月5日提 交的日本专利申请第2008-284492号所包含的说明书、说明书附图以及说明书摘要的公开 内容，全部引用于本申请。工业实用性本发明的立体声信号变换装置、立体声信号逆变换装置及其方法，特别适合用于 移动电话、IPGnternetProtocol，互联网协议)电话以及电视会议等。
权利要求
立体声信号变换装置，包括相关分析单元，计算构成立体声信号的第一声道信号与第二声道信号之间的相关值；系数计算单元，基于所述相关值，计算第一系数；系数编码单元，对所述第一系数进行编码，并基于获得的编码数据求第二系数；以及和差计算单元，生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道信号，并利用所述第二系数生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有关的侧信号。
2.如权利要求1所述的立体声信号变换装置，所述和差计算单元从所述第一声道信号和所述第二声道信号中的一方的信号中减去 另一方的信号与所述第二系数相乘所得的信号，从而生成侧信号。
3.如权利要求2所述的立体声信号变换装置，所述和差计算单元基于所述第一声道信号的功率和所述第二声道信号的功率之间的 大小关系，决定与所述第二系数相乘的信号。
4.如权利要求1所述的立体声信号变换装置，所述和差计算单元从所述第一声道信号中减去所述第二声道信号与所述第二系数或 所述第二系数的倒数相乘所得的信号，从而生成侧信号。
5.如权利要求4所述的立体声信号变换装置，所述和差计算单元基于所述第一声道信号的功率和所述第二声道信号的功率之间的 大小关系，决定是与所述第二系数相乘还是与所述第二系数的倒数相乘。
6.如权利要求1所述的立体声信号变换装置，所述系数计算单元基于所述第一声道信号的功率、所述第二声道信号的功率、所述相 关值、以要素号进行了加权的作为当前的信号变换对象的所述第一声道信号或所述第二声 道信号的功率、以所述要素号进行了加权的所述相关值以及在前一个信号变换单位求出的 所述第二系数，计算当前的信号变换单位使用的所述第一系数，所述要素号用于确定包含 在信号变换单位中的要素的顺序。
7.如权利要求6所述的立体声信号变换装置，所述信号变换单位为帧。
8.编码装置，包括权利要求1所述的立体声信号变换装置；第一编码单元，对由所述立体声信号变换装置生成的单声道信号进行编码；第二编码单元，对由所述立体声信号变换装置生成的侧信号进行编码；以及复用单元，将所述单声道信号的编码数据、所述侧信号的编码数据以及所述系数的编 码数据进行复用。
9.立体声信号逆变换装置，包括系数解码单元，对在立体声信号变换装置中将第一系数进行编码所得的编码数据进行 解码而求第二系数，所述第一系数为基于构成立体声信号的第一声道信号与第二声道信号 之间的相关值求出的系数；以及再生成信号生成单元，利用单声道再生成信号、侧再生成信号以及所述第二系数，生成 所述第一声道信号的再生成信号和所述第二声道信号的再生成信号，所述单声道再生成信号是对与所述第一声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道信号的编码数据进行 解码所得的信号，所述侧再生成信号是对与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有 关的侧信号的编码数据进行解码所得的信号。
10.解码装置，包括第一解码单元，对所述单声道信号的编码数据进行解码，生成所述单声道再生成信号；第二解码单元，对所述侧信号的编码数据进行解码，生成所述侧再生成信号；以及 权利要求9所述的立体声信号逆变换装置。
11.立体声信号变换方法，包括相关分析步骤，计算构成立体声信号的第一声道信号与第二声道信号之间的相关值； 系数计算步骤，基于所述相关值，计算第一系数；系数编码步骤，对所述第一系数进行编码，并基于获得的编码数据求第二系数；以及 和差计算步骤，生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道信 号，并利用所述第二系数生成与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有关的侧信 号。
12.立体声信号逆变换方法，包括系数解码步骤，对在立体声信号变换方法中将第一系数进行编码所得的编码数据进行 解码而求第二系数，所述第一系数为基于构成立体声信号的第一声道信号与第二声道信号 之间的相关值求出的系数；以及再生成信号生成步骤，利用单声道再生成信号、侧再生成信号以及所述第二系数，生成 所述第一声道信号的再生成信号和所述第二声道信号的再生成信号，所述单声道再生成信 号是对与所述第一声道信号和所述第二声道信号之和有关的单声道信号的编码数据进行 解码所得的信号，所述侧再生成信号是对与所述第一声道信号和所述第二声道信号之差有 关的侧信号的编码数据进行解码所得的信号。
全文摘要
公开了即使在激励的位置不同的情况下，也能够获得冗余性少的编码用信号(M、S)的立体声信号变换装置，以及能够获得更高质量的立体声信号的立体声信号逆变换装置。在立体声信号变换装置(101)中，相关分析单元(111)利用左声道信号L和右声道信号R，计算左声道信号L的功率PL、右声道信号R的功率PR以及相关值CLR。系数计算单元(113)基于功率PL与功率PR之间的大小关系，利用从相关分析单元(111)输出的相关值CLR，计算系数α。和差计算单元(115)将左声道信号L与右声道信号R相加而生成单声道信号M。另外，和差计算单元(115)利用功率PL与功率PR之间的大小关系以及对α进行编码和解码所得的系数，生成侧信号S。
文档编号G10L19/00GK101981616SQ20098011072
公开日2011年2月23日 申请日期2009年4月3日 优先权日2008年4月4日
发明者森井利幸 申请人:松下电器产业株式会社