专利名称：生成具有增强的感知质量的立体声信号的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及具有增强的感知质量的立体声信号的生成，特别是如何处理 以中间信号(mid-Signal)和侧信号(side-signal)为代表的信号使之生成具有改进的特 征的立体声信号。
背景技术：
近来，在便携设备上储存并回放大量音乐已成为可能。尤其是通过耳机可以随 处重放音乐内容，这些设备的使用因此变得非常流行。通常，需要回放的内容被混音至 立体声中，即被混音成两种独立的声道。然而，通过使用一普通的双声道立体声设备， 这些内容被设计成通过扬声器实现重放。也就是说，通过使用两个扬声器，在音乐播音 室(music-studio)中将立体声声道混音以尽可能提供最大的再现品质(r印roduction quality)和原始听觉景象的空间知觉(spatial perception) 0但是，通过耳机听这种 立体声录音会导致声音的头中定位效应(in-head localization)，也就是产生强烈的使 人烦恼的空间压迫感(spatial impression)。换言之，由于人类听觉系统的音质特征 (psychoacoustic properties)，本来位于两个扬声器之间某处的虚声源变为处于听者的 头中。由于感觉不到串扰和反射，这就会刺激听觉系统，导致声源似乎位于听者的脑海中。 听觉系统适应了那些信号特征后，当音乐通过扬声器重放，或者更普遍地，通过一个“真实” 环境传输时，就会对听觉系统产生刺激。目前，通过在用耳机重放对左声道和右声道进行处理，已提出了几种方法和设备 用于解决这个问题。但是，这些方法，比如使用头部相关传输函数，计算起来非常复杂。通 过模拟室内扬声器的听觉环境，这些方法试图在用耳机重放音乐时刺激人类听觉系统使声 源位于头外部。也就是说，比如，可在信号中人工添加一串扰声程(sound path)和房间墙 壁的反射。为实现真实的模拟，左声道和右声道必须进行滤波，另外还必须考虑听者的躯 干、头和耳廓的特征产生的影响。要实现越准确的模拟，就需要花费越多的计算资源。如果 既要得到良好的结果又要降低复杂度，那些模型就得简化为串扰，在某些情况下，甚至简化 至很小的墙壁反射，这些都可以通过低阶滤波实现。人身体自身的影响也可通过低阶滤波 器逼近。但是，这些滤波器必须用在直达信号(direct signal)以及每个反射信号上(如 M. R. Schroeder :An Artificial Stereophonic Effect Obtained fromUsing a Single Signal,9th annual meeting of the AES, preprint 14，1957 中所描述的那样)。还有人提出了其他方法用于在即使只具备一单声道信号的情况下提供一立体声 听觉经历。一种方法就是将输入信号(单声道的)馈送至两个声道并生成一被削弱和延迟 后的表示(r印resentation)，然后分别与第一声道相加、与第二声道相减。通常，立体声信号也可以传输至一中间-侧边(mid-side)表示，该中间-侧边表 示包含一中间信号(和信号)以及一侧信号(差信号)。所述的和信号由右声道与左声道 相加得到，差信号由左声道与右声道相减得到。在大多数音乐立体声信号中，具有最高相关 度的虚声源一般是位于听者前方的。在录音过程中，这些信号通常代表了领唱或者主奏乐
4器。由于这些声源位于一个双声道装置的扬声器之间，所以这些信号成分会同时出现在左 声道和右声道中。因此，这些重要的信号主要以一和信号(中间信号)而不是一差信号(侧 信号)为代表。所以，当试图实现听者头外声像时，这种中间信号表示必须经过仔细处理。在传统的基于和信号与差信号的头外信号处理过程中，和信号要么不需要经过 处理，要么进行单独处理或者通过特殊滤波器滤波。但是，简单地对和信号与侧信号分别 进行滤波，并将信号重新分布至左右声道，会造成以高计算复杂度为代价来换取增加头 外声像(out-of-headlocalization)或者感知空间宽度的不利后果。更重要的是，将过 滤后的和(sum)信号与差(difference)信号相加(减)，如传统中间-侧边-上混音器 (mid-side-upmixer)所实现的，会导致输出信号中虚声源的感知位置产生偏移。考虑到传统的立体声信号的产生和被改变的重放习惯，需要一种可以有效实施的 概念，用于产生具有增强感知质量的立体声信号。
发明内容
本发明提供的几个实施例都可以基于一中间信号(和信号)以及一侧信号(差 信号)产生具有增强的感知质量的立体声信号。当一中间信号的信号部分与侧信号的表 示混合时，考虑到中间信号的信号部分与侧信号的中间表示在一定程度上是彼此去相关的 (decorrelated)，头外声像以及声音信号的基宽会有所增加。通过将两者结合，可以得到增 强的侧信号，该侧信号可作为中间_侧边_上混音器的输入，用以产生一通过耳机重放的 立体声输出信号。通过在上混音之前将部分中间信号混合至侧信号，能够增加位于听者头 前方的虚声源的可感知宽度，而信号的一部分则被分配给位于听者非正前方的包含声源信 息的侧边声道。然而，为了避免听觉景象或者虚声源的可感知的左或者右偏移，待合并的信 号彼此去相关，以求在频谱中不规则地分配信号的相长干涉或者相消干涉(constructive ordestructive interference)。更准确地说，在信号去相关之后，信号频谱的不同部分产 生的干涉不同。要达到这个目的，可采用一去相关器来产生中间信号和/或侧信号的至少 一部分的去相关的表示。通过使用部分信号的被混合至侧信号的去相关表示，重放的立体声信号会具有增 强的感知质量，原因在于当使用耳机聆听时该信号不再位于头内。为达到这种效果，可以使 用部分中间信号的去相关的表示并将其混合至侧信号。本发明进一步的实施例提供了和信号中至少一部分的去相关表示以及侧信号中 至少一部分的去相关表示。这两者都与侧信号或通过重整所述侧信号得到的侧信号的表示 相组合(混合)。根据另一实施例，部分中间信号与侧信号的表示相组合，其中侧信号的至少一部 分与部分中间信号去相关。这可以通过生成部分侧信号的一去相关表示、再将生成的去相 关表示与侧信号结合来实现。根据再一实施例，信号的高频部分被去相关，以实现仅对音频信号中的高 频部分进行处理的目的，由于波长较短，这会对听者产生很大的反射引发的反应 (reflection-induced-effects)。这就避免了低频部分信号中扰乱伪像(disturbing artifacts)的引进。在进一步的实施例中，实现以上方法的音频处理器用于音频解码器中，以便产生双声道信号的中间-侧边-表示，并作为解码器中可以直接处理的中间信号(intermediate signal)，用以增强所产生的立体声信号的感知质量。为此，本发明进一步的实施例用于在 频域范围内处理中间信号和侧信号，以便不用将相关信号的频率表示重新传输至时域表示 便可以直接进行处理。这种方法具有极大的优点，比如当使用音频解压器(decompressor) 提供一中间信号时，该中间_侧边_表示为频域中一潜在立体声信号的中间_侧边_表示。 也就是说，本发明的实施例可有效在比如MP3和AAC解码器，或者这类解码器中实施，以增 强用于提供信号给耳机的移动重放设备的感知质量。总之，本发明的几个实施例使用一种新颖的音频处理方法来产生立体声信号，能 够避免当产生的信号通过耳机播放时产生的头内定位效应。本方法产生这种高感知质量， 即，产生一具有高级的感知质量的立体声音频信号的可能性，而信号的其他特性比如频谱 分布(spectral distribution)禾口瞬时动态(transient behavior)保持不变，感知不受景i 响。更重要地，就头外声像和基宽而言，在保持声源的分布同时空间感知有所增强。由于其 具有较低的计算复杂度，本发明的实施例很容易用于便携式音乐播放设备上，不论那些设 备的处理能量和能量供应多么有限。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明图1为音频处理器的实施例；图2为传统双声道立体声混音器的一个例子；图3为使用中间信号和侧信号中的去相关信号部分的音频处理器的实施例；图4为另一可选的去相关设置(decorrelator setup)；图5为使用集成(integrated)去相关设置的实施例；图6为一音频解码器的实施例；图7为产生一立体声信号的方法的实施例。
具体实施例方式图1示出了一个用于产生具有增强的感知质量的立体声信号4的音频处理器2， 包括右声道4a和左声道4b。立体声信号4基于中间信号6a和侧信号6b产生，用于为音 频处理器2提供信号。值得注意的是，此处以及这种应用的上下文中，中间信号和侧信号M 和S可理解为由原始左声道与右声道相加或者相减、或者是同样的信号经过重建后得到的 M-和S-信号。但是，所做的重建仅基于原始中间和侧信号。也就是说，只有使用侧信号才 会产生一重建的侧信号，只用通过中间信号才会产生一重建的中间信号。为此，重建的中间 信号和侧信号也被称为是中间信号的表示Mr和侧信号的表示SK。音频处理器2由一去相关器8、一信号组合器(signal combiner) 10以及一中 间_侧边_上混音器12组成。去相关器8接收中间信号6a和侧信号6b作为输入，或者作 为这些信号的表示。可选地，在某些实施例中，去相关器8自身可导出中间信号6a和侧信 号6b的表示。去相关器适用于产生中间信号和/或侧信号中的至少一部分的一去相关表 示。根据一些实施例，信号中被去相关的那部分为原始信号经高通滤波后的部分，以便仅在 那些频率范围内进行处理，这些频率范围内的处理使感知质量增强。
在可选择的实施例中，可以使用任选的表示信号生成器(r印resentation generator) 42和44，接收原始中间信号6a和原始侧信号6b作为输入，并产生中间信号的 表示Mk和侧信号的表示SK以及提供给去相关器的表示m和s。由去相关器8导出的去相关表示作为信号组合器10的输入，信号组合器10还可 接收侧信号或者侧信号的表示SK。信号组合器10导出一增强的侧信号14，基于提供给信 号组合器的信号的结合。根据一个实施例，信号的结合可以通过使用侧信号的表示SK和部 分中间信号的去相关表示m+实现。根据进一步的实施例，信号的结合可以是基于侧信号的 表示SK、部分侧信号的去相关表示s+以及部分中间信号的去相关表示m+。根据进一步的实 施例，信号的结合可以基于侧信号SK、一部分中间信号m(未被去相关的)以及至少一部分 侧信号的去相关表示s+。根据一些实施例，和信号的一部分以及侧信号的一部分为相应的信号部分，也就 是说，比如，表示同样的频率范围。也就是，在获取这些信号部分时，需要使用具有同样滤波 特性的高通滤波器。信号组合器10导出一增强侧信号14(s’)，增强测信号中具有部分中间信号的贡 献。该部分中间信号与侧信号彼此去相关(至少在有意义的频率范围内)，这样当信号部分 与中间-侧边-上混音器12随之组合时，会使得可能的相长干涉或者相消干涉在频谱内不 规则分布。中间_侧边_上混音器12 —方面接收增强侧信号14，另一方面接收中间信号Mk 或者中间信号6a的表示作为输入。中间_侧边_上混音器导出具有增强感知质量的立体 声信号4，尤其是通过耳机重放时。在本发明的几个实施例中，上混音器使用上混音规则，并根据此规则，将增强侧信 号和中间信号相加产生了立体声信号的左声道。在这些实施例中，右声道4a由中间信号 6a(或者中间信号的表示礼)和增强侧信号14作差运算得到。如图1中所示的音频处理器的实施例，中间信号的信号部分在上混音之前被分配 至侧信号。换言之，在中间-侧边-信号-领域对中间信号和侧信号的处理处于交错模式 下，导致处理过的信号产生头外声像效应，这是使用传统的中间-侧边-信号处理棘手很难 实现的，因为复杂的计算度是个难题。图2示出了传统信号处理的示例，该示例中，通过使用传统的中间_侧边_组合器 24，(有左声道20a和右声道20b的)立体声信号20被传输至中间信号22a和侧信号22b。 使用第一滤波器26a将中间信号22b过滤，使用第二滤波器26b将中间信号22a过滤。使 用中间_侧边_上混音器28将中间信号22a和侧信号22b的过滤后的表示上混音，以导出 处理后的立体声信号30 (具有左声道L’ 30a和右声道R’ 30b)。但是，由于该处理过程是非交错的，在不增加信号处理的计算复杂度的前提下很 难获得听觉景象或者听者的头外声像。图3示出了本发明的使用部分中间信号的去相关表示以及部分侧信号的去相关 表示的实施例。信号处理器2对所提供的中间信号6a和侧信号6b进行处理。信号处理器2包括 侧信号6b的第一表示生成器42以及中间信号6a的第二表示生成器44。信号处理器2的 信号组合器46包括第一求和节点(summation-node) 46a和第二求和节点46b。信号处理器 还包括中间-侧边上混音器48，用于在信号处理器2的输出端生成具有增强感知质量的立
7体声信号50。表示生成器42、44使用各自的输入信号，即中间信号6a和侧信号6b，来生成这些 信号的表示礼和SK，通过将输入信号本身加上或者减去输入信号经高通滤波后的信号部 分，从而增强或者削弱那些信号的高频部分。为此，第一表示生成器42包括高通滤波器52、 第一信号缩放器(scaler) 54a和第二信号缩放器54b，以及求和节点56。第二表示生成器 44包括高通滤波器62、第三信号缩放器64a、第四信号缩放器64b和求和节点66。信号缩放器54a，54b和64a，64b用于在信号的输入端对信号进行缩放，即，运用一 比例因子，将信号与该比例因子相乘。第一表示生成器42的高通滤波器52接收侧信号6b 的副本作为输入，并在输出端输出高通滤波后的信号部分SHi。高通滤波后的信号部分SHi作 为第一信号缩放器54a的输入，而侧信号6b，或者信号的副本作为第二信号缩放器54b的输 入。信号缩放器54a和54b的比例因子可以预先决定，或者在进一步的实施例中，可以 由用户交互限定。求和节点56接收缩放过的高通滤波后的信号部分SHi以及缩放的侧信号 并将它们相加，以在求和节点56的输出端(第一表示生成器42的输出端)输出侧信号的 表示Sk70。通过类似的方式，第二表示生成器44在其输出端输出中间信号的表示Mk72。所述音频处理器还包括第一去相关电路74和第二去相关电路76。第一去相关电 路74包括缩放器74a、去相关器74b和一延迟电路74c，第二去相关电路76包括第六信号 缩放器76a、去相关器76b和延迟电路76c。需要强调的是，去相关结构74和76应理解为仅仅是去相关器中可能的去相关结 构的例子。具体地说，延迟结构(延迟电路76c和74c)是非必要的。相反，去相关器74b和 76b自身可以实现一定量的延迟。根据进一步的实施例，可以省去延迟。如前面几段中所 述，需要结合的信号部分应该是彼此去相关的。因此，去相关器74b (去相关器(dec0rr)2) 和76b(去相关器(deconOl)可以不同，用于提供彼此去相关的信号。信号缩放器74a和76a的比例因子可以预先决定或者受限于用户操作。去相关器 74b和76b产生一个信号，在某种程度上由其输入端进行去相关得到。也就是说，去相关器 输入端信号和去相关器输出端的信号之间标准互相关(cross-correlation)的绝对值的 最大值会比远低于1。值得指出的是，去相关器的精确实施不是最重要的。相反，可以使用 该项技术中已知的去相关器不同的实施方式并将它们任意组合。比如，可以使用不同的全 通滤波器(all-pass filter)。例如，二阶IIR滤波器的级联可以用于产生中间信号和侧信 号的高通滤波部分的去相关表示。每个滤波器可以具有任意的滤波特性，比如，可以通过随 机生成器产生。去相关可以由不同种类的去相关器实现，例如使用混响算法，包括如反馈延 迟网络。前馈梳状滤波器(feed-forward comb-filter)和反馈梳状滤波器以及全通滤波 器都可以使用，其中全通滤波器可以由前馈和反馈梳状滤波器组合而成。另一实施例可以 在去相关器的输入端使用随机噪声来过滤信号，以提供去相关信号。去相关电路74和76还包括延迟电路74c和76c，延迟电路74c和76c可以把可选 的附加的延迟应用于由去相关器74b和76b产生的去相关信号。去相关电路76提供中间 信号的高通滤波信号部分的去相关表示m+82，而去相关电路74提供侧信号的高通滤波信号 部分的去相关表示s+84。在图3所示的具体实例中，通过使用求和节点46a和46b将侧信 号70的表示、部分侧信号的去相关表示84以及部分中间信号的去相关表示82相加，信号
8组合器46将三者结合。在图3所示的具体实例中，首先将部分中间信号的去相关表示82 和部分侧信号的去相关表示84组合，例如使用求和节点46a将两者相加。然后改合成信号 与侧信号的表示70组合，例如使用求和节点46b将两者相加。值得注意的是，相加也可以 通过在组合(求和)之前对要相加的信号进行缩放来调整。通过采用负值进行缩放，加法 也可以有效实现求差的运算。当需要导出增强侧信号90时，进一步去相关方法可在两个求 和节点46a和46b中实施。为了避免频谱整个部分的等间隔的(evenly spaced)相长或相消干涉，并为了扩 大音频场景的感知印象(perceptual impression)，去相关器74b用于在与侧信号的表示 70组合前提供侧信号84的去相关表示。为了达到头外声像的效果并扩大空间，应该从侧信 号的表示的相应的部分进行去相关得到部分中间信号，然后将它与侧信号的表示组合以形 成增强的侧边信号。这意味着，当将中间信号的高通滤波部分MHi和侧边信号的高通滤波部 分SHi组合时，侧边信号的高通滤波部分SHi和中间信号的高通滤波部分Mm必须由彼此去相 关得到。可选地，两个部分都可以从侧信号的表示70彼此去相关得到。但是，由于去相关器76b这些信号已经是彼此去相关的，在可选的实施例中可直 接将中间信号的去相关表示82与侧信号的表示70组合。此外，当侧信号表示的高频部分是去相关的时，可选的实施例中可直接将高通 滤波信号部分MHi与侧信号的表示相组合，用于产生各自信号部分的彼此去相关(mutual decorrelation)0考虑到前述的可选项，高通滤波器52和62的滤波特性可以相同也可以不同。此外，信号缩放器54a、54b、64a、64b、74a和74b的比例因子可在较大范围内变化。 根据一些实施例，可选择适当的比例因子，以便保存信号M和S即侧信号和中间信号的整体 能量，用于生成中间信号的表示72和增强侧信号的表示90。当需要增强扩大和头外声像效果时，应该选择比例因子使增强的侧信号90包含 更多的能量或比侧信号6b更大。在这种情况下，可能需要保留能量来削减中间信号，即选 择小于1的比例因子。为防止相位被改变，必须选择小于0的合适的比例因子。图3示出了一个使用本发明的音频处理器的实施例，该实施例中侧信号的高频部 分的去相关能够简单且有效地模拟虚拟听音室里的串扰(cross-talk)和扩散声场。根据一些实施例，依据所选的比例因子，还能够减少中间信号的低频部分。这是在 低频部分对串扰的简单的模拟，低频部分的声波在听者的头部周围被衍射。将部分中间信 号合并至头外处理过程中会导致前方声源在空间上产生扩展。将去相关的中间信号m+与 侧信号S混合允许立体图像的扩大。此外，该处理的效率极高，能够使声音在头外处理具有 高感知质量和低复杂度。如随后以及之前详细描述的实施例中所述，当部分中间信号M的 去相关与侧信号S组合时，效率会进一步提高。总的来说，一个信号处理器的一具体实施例可以，换言之，描述如下提供一中间信号M和侧信号S。这些可由外部提供，也可以由信号处理器内部的原 始立体声信号或者立体声声道L和R相加处提供，用于建立和信号M以及差信号S。然后，建立一个高通滤波信号路径SHi。将高通滤波信号路径SHi进行缩放后(衰 减或者扩增的)的副本与衰减的主路径S相加。在将其加至主路径之前将高通滤波信号路 径sHi的一副本进行缩放并对该信号进行去相关和/或延迟。
进一步，将和信号M进行如下处理建立中间信号M的一个高通滤波路径Mm。同样，将高通滤波路径MHi的一副本进 行衰减并加至衰减主路径M。同样，并对MHi的另一副本进行衰减和去相关和/或延迟。然后通过将衰减、去相关以及可能延迟后的信号部分Mm与差信号S的主路径相 加，将这些信号组合。最后，通过计算主信号路径S以及主信号路径M的和或者差，合成或产生输出信号 “L，，和 “R，，。如图4中所描述，高频部分MHi、SHi的去相关可以在一个步骤中进行部分处理。这是 因为这些实施例使用的是彼此去相关的信号，而要得到去相关信号可以使用不同的设置。如图4中所示，在运用第三去相关器92之前，通过求和节点46a可以加上高频滤 波信号部分MHi和SHi的去相关信号部分m+82和s+84，此外其后还可选择性地跟一延迟电路 94。如图4中所示，在去相关信号组合之后，可以实现形成增强侧信号的组合。为保证 彼此去相关信号部分，在本发明进一步的实施例中，去相关器74b、76b或者92之一可以省 略。图5描述了另一去相关方案，该方案使用了多输入去相关器100。通过使用具有多 个输入的去相关器100，可以直接为去相关器100的输入提供高通滤波信号成分Mm和SHi， 之后根据图4的处理过程对生成的信号进行相关和组合。为此，如果去相关器100中不包 括延迟功能，去相关器100后可跟一延迟电路94。在一可选的实施例中，去相关器92或者100可以提供多个彼此去相关的输出。在 这种情况下，根据另一实施例，输出信号可能被直接馈送到左右声道，或者被馈送到中间信 号或增强侧信号的表示。根据进一步实施例，在谱域(spectral domain)呢实现去相关，以使得头外处理过 程，即本发明的音频处理器的使用能够有效包括在对压缩音频信号，如MP3或者AAC，进行 的解码过程中。当立体声声道信号的中间_侧边_表示在解码过程中产生和/或当解码过程在谱 域内进行或者在信号的谱表示(spectral repre-sentation)内进行时，这可能是非常有效 的。典型的实施方式就是，将信号处理器安装在便携式音乐重放设备上，如移动电话或者特 殊的多媒体重放设备。图6中示出了一个这种实施方式的例子。如图6所示，音乐数据储存在一编码表 示110中或者由编码表示110提供给解码器112，解码器112对编码表示110进行解码或者 解压缩以提供一输入信号，根据具体的实施方式，该输入信号可以是由左声道和右声道组 成或者是由具有中间声道(mid-channel)和侧边声道(side-channel)的中间-侧边-表 示组成的立体声信号。此外，这些表示可存在于时域以及谱域内。在图6所示的信号处理 或者音频数据的重建过程中，一用户控制(user control)允许访问该系统的一些参数，如 下所述。输入信号114输入至旁路电路，根据用户控制116的用户输入，或者将本发明的信 号处理器2旁路，或者将信号114前馈或反馈至信号处理器2。信号处理器2能够增强立体 声信号的感知质量，而不依赖于它的参数，即，不论是在时域或者频域内进行。当信号沿旁路通道120馈送时，未处理的信号可能被输入至一可选的均衡器122，用于对依靠由用户控 制116提供的用户参数的信号进行调整，以便在设备的输出端提供一耳机信号124。但是， 如果旁路引导信号直至输入信号处理器2，则头外处理过程的进行可以获得一感知上增强 的立体声信号。根据图6中的实施例，如比例因子或者信号处理器2中高通滤波器的频率阈值等 工作参数可以被用户控制116影响或者控制，这些参数提供控制或者将值引导至控制值处 理电路(control value processing circuit) 126，可以用来确认用户输入并进一步调整 用户输入参数，以便保留用于处理过程的能量。经过信号处理器2处理之后，通过后处理器128可以进行一可选的后处理过程，后 处理器128可以由通过用户控制116提供的用户输入控制。该后处理过程包括均衡或者如 动态范围压缩或诸如此类的动态处理过程。总的来说，将信号处理器安装至通常以压缩形式储存音乐内容的便携设备中，具 有几个主要的优点。在将压缩的音频内容解码以后，本发明的信号处理器会适应PCM数据 或相同的频率表示。可选地，该方法不论在谱域或者时域都可直接集成至压缩音频信号的 解码过程中。可选地，可以该方法或者信号处理器进行控制，用以开启或关闭信号处理器的 处理过程。此外，诸如信号处理器中使用的比例因子等参数可以由用户调整。为此，必须提 供一系列适当的控制值，这些控制值由一处理过程，即由一控制值处理器126转换成合适 的参数。此外，对增强的信号可以采用一可选的后处理过程，如均衡或者动态处理过程。如 果设备本身能提供一用户控制均衡算法，则该算法另外还可用于信号处理器的输出和/或 可选的后处理过程的输出。整个过程链的输出，S卩，信号处理器的一个实施例或者后处理过程和/或用户控 制均衡的的输出，被提供给音乐重放设备的耳机插孔。图7示出了使用中间信号6a和侧信号6b生成具有增强的感知质量的立体声信号 4的方法一个实施例。在去相关步骤150中，产生了至少部分中间信号的去相关表示152和 /或至少部分侧信号的去相关表示154。在增强步骤160中，通过将侧信号的表示164(Sk)与部分中间信号的去相关表示 152相结合、将侧信号的表示164(Sk)与部分中间信号的去相关表示152以及部分侧信号的 去相关表示154相结合、或者将侧信号的表示164(Sk)与部分中间信号168以及部分侧信 号的去相关表示154相结合，生成了增强的侧信号162 (S’)。在上混音步骤169中，使用增强侧信号162和中间信号的表示MR进行上混频，能 够获得具有增强感知质量的立体声信号4。在可选的生成表示的步骤148中，可以生成中间和/或侧信号的表示Mk和SK以及 中间信号6a和侧信号6b的信号部分m和s。可选地，那些信号部分的生成可以直接在其它 对未预先处理的信号进行处理的步骤中实施。也就是，生成表示的步骤可在该产生立体声 信号方法的其它步骤中进行。根据情况，可以在硬件或者软件中实现本发明的方法。该实现可以在数字存储介 质中进行，具体地，是在含有可被电方式读出的控制信号的硬盘、DVD或者CD上，控制信号 与可编程计算机系统协作来执行本发明相应的方法。通常，本发明为具有储存在机器可读载体上的程序代码的计算机程序产品计算机程序产品在电脑上运行时，该程序代码可执行 本发明的方法。换句话说，本发明的方法是具有程序代码的计算机程序，当该计算机程序在 计算机上运行时，该程序代码执行本发明的方法中的至少一种方法。
尽管参照本发明的具体实施例具体示出并说明了以上内容，但是本领域技术人员 可以理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以做出形式和细节上的各种其他改 变。应理解，在不背离此处所公开的并由所附权利要求所概括的更宽的概念的前提下，可以 做出各种改变以适应不同的实施例。
权利要求
一种音频处理器，通过使用一中间信号和一侧信号产生一具有增强感知质量的立体声信号，其中，中间信号代表原始左右声道的和，侧信号代表原始左右声道的差，其特征在于所述音频处理器包括一去相关器，适用于生成至少一部分中间信号的一去相关表示和/或至少一部分侧信号的一去相关表示；一信号组合器，适用于生成一增强的测信号，将侧信号的表示与部分中间信号的去相关表示相结合、将侧信号的表示与部分侧信号的去相关表示以及部分中间信号的去相关表示相结合、或者将侧信号的表示与部分中间信号以及部分侧信号的去相关表示相结合；以及一中间-侧边上混音器，通过使用中间信号的表示以及增强的侧边信号，生成具有增强的感知质量的立体声引号。
2.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述信号组合器适用于建立待组 合信号的加权和。
3.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述去相关器适用于生成中间信 号和/或侧信号中高频部分的去相关表示。
4.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述去相关器适用于对中间信号 和/或侧信号的部分进行去相关，以导出一去相关信号。
5.根据权利要求4所述的音频处理器，其特征在于所述去相关器还适用于将一预先 决定的延迟运用到所述的去相关信号上。
6.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述信号组合器适用于将中间信 号和侧信号作为待组合的信号表示。
7.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述音频处理器还包括一表示生 成器，所述的表示生成器通过使用侧信号以及侧信号中的高通滤波信号部分来生成侧信号 的表示。
8.根据权利要求7所述的音频处理器，其特征在于所述表示生成器还包括一用于生 成高通滤波信号部分的高通滤波器。
9.根据权利要求8所述的音频处理器，其特征在于所述去相关器使用侧信号中的高 通滤波信号部分来生成侧信号的去相关表示。
10.根据权利要求7所述的音频处理器，其特征在于所述表示生成器还包括第一和第 二信号缩放器，用于在组合之前适应侧信号和高通滤波信号部分的强度。
11.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述音频处理器还包括一第二 表示生成器，通过使用中间信号以及中间信号中的高通滤波信号部分来生成中间信号的表7J\ o
12.根据权利要求11所述的音频处理器，其特征在于所述第二表示生成器还包括一 第二高通滤波器，用于生成中间信号的高通滤波信号部分。
13.根据权利要求12所述的音频处理器，其特征在于所述去相关器使用中间信号中 的高通滤波信号部分来生成中间信号的去相关表示。
14.根据权利要求11所述的音频处理器，其特征在于所述第二表示生成器还包括第 三和第四信号缩放器，用于在组合之前适应中间信号和中间信号中高通滤波信号部分的强
15.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述音频处理器适用于使用中间 信号和侧信号的频率表示。
16.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于所述中间-侧边上混音器适用 于生成具有增强的感知质量的立体声信号的左声道，以形成中间信号的表示与增强侧信号 的加权和，所述中间-侧边上混音器适用于生成具有增强的感知质量的立体声信号的右声 道，以形成中间信号的表示与增强侧信号的加权差。
17.通过使用一中间信号和一侧信号生成具有增强感知质量的立体声信号的方法，其 中的中间信号代表原始左右声道的和，侧信号代表原始左右声道的差，其特征在于所述方 法包括生成中间信号和/或侧信号的至少一部分的去相关的表示；生成一增强侧信号，将侧信号的表示与部分中间信号的去相关表示相结合、将侧信号 的表示与部分侧信号的去相关表示以及部分中间信号的去相关表示相结合、或者将侧信号 的表示与部分中间信号以及部分侧信号的去相关表示相结合；以及将中间信号与增强侧信号进行上混音，以导出具有增强感知质量的立体声信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于增强侧信号的生成包括形成所述待组 合信号的加权和。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于所述去相关表示是由中间信号和/或 侧信号的高频部分生成的。
20.一种计算机程序，当在计算机上运行时，所述计算机程序的程序代码实现一种方 法，所述方法用于通过使用一中间信号和以侧信号生成一具有增强的感知质量的立体声信 号，其中的中间信号代表原始左右声道的和，侧信号代表原始左右声道的差，其特征在于 所述方法包括生成中间信号和/或侧信号的至少一部分的去相关的表示；生成一增强侧信号，将侧信号的表示与部分中间信号的去相关表示相结合、将侧信号 的表示与部分侧信号的去相关表示以及部分中间信号的去相关表示相结合、或者将侧信号 的表示与部分中间信号以及部分侧信号的去相关表示相结合；以及将中间信号与增强侧信 号进行上混音，以导出具有增强感知质量的立体声信号。
21.一种音频解码器，用于生成一具有增强的感知质量的立体声信号，其特征在于包括一信号提供装置，用于提供一中间信号和一侧信号，所述的中间信号代表原始左右声 道的和，侧信号代表原始左右声道的差；以及 根据权利要求1所述的一音频处理器。
22.根据权利要求21所述的音频解码器，其特征在于所述信号提供装置包括一音频 解压器，用于通过对一压缩的音频数据流进行解压缩生成中间信号和侧信号。
全文摘要
本发明公开了生成具有增强的感知质量的立体声信号的方法和装置。通过使用一中间信号和一侧信号，在立体声信号进行上混音之前生成一增强的侧信号，能够产生具有增强的感知质量的立体声信号。生成了和信号中至少一部分的去相关表示和/或侧信号中中至少一部分的去相关表示。产生的增强侧信号用于将侧信号的表示与部分中间信号的去相关表示进行组合，与侧信号的去相关表示以及中间信号的去相关表示进行组合，或者与部分中间信号以及部分侧边信号的去相关表示进行组合。使用中间信号的表示和增强的侧边信号能产生具有增强的感知质量的立体声信号。
文档编号H04S1/00GK101855917SQ200880024899
公开日2010年10月6日 申请日期2008年5月16日 优先权日2007年7月19日
发明者B·钮格保尔, H·波普, J·普罗格斯蒂斯 申请人:弗劳恩霍夫应用研究促进协会