專利名稱：對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)多聲道信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法和設(shè)備，更具體地講，涉及一種根據(jù)用于多聲道信號(hào)的聲道之間的相似性將左側(cè)聲道信號(hào)編碼為第一信號(hào)和將左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)的組合編碼為第二信號(hào)的方法和設(shè)備及其解碼方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在數(shù)字音頻傳輸中，與傳統(tǒng)的模擬傳輸相比，將被傳輸?shù)囊纛l信號(hào)受到更少的環(huán)繞噪聲的干擾，并且可獲得通過(guò)使用壓縮盤(CD)而獲得的同樣的好的聲音質(zhì)量。然而，隨著將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，存儲(chǔ)器的容量或者傳輸線的容量應(yīng)該相應(yīng)地增加。
為了解決這些問(wèn)題，需要數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。在音頻壓縮技術(shù)的情況下，原始的聲音信號(hào)被壓縮為更小的信息量，然后傳輸，最后進(jìn)行解壓縮以便解壓縮的聲音信號(hào)的質(zhì)量與原始的聲音信號(hào)的質(zhì)量基本相同。換句話說(shuō)，音頻壓縮技術(shù)目的在于播放與原始的聲音相同的聲音質(zhì)量并傳輸更小的信息量。
與作為從一個(gè)聲道提供的音頻信號(hào)的單聲道音頻相比，作為多個(gè)聲道提供音頻信號(hào)的組合的立體聲音頻允許收聽(tīng)者感受立體的聲音。
在諸如知覺(jué)噪聲替換(PNS)的傳統(tǒng)的處理音頻信號(hào)的方法中，通過(guò)使用MPEG-4音頻編碼工具可在諸如64kbps/stereo的低比特率有效地處理音頻信號(hào)，但是在高比特率降低了聲音質(zhì)量。在傳統(tǒng)的方法中，特別地當(dāng)處理瞬時(shí)音頻信號(hào)時(shí)，更大地降低了聲音質(zhì)量。
另外，因?yàn)榱Ⅲw聲音頻信號(hào)是從多個(gè)聲道提供的單聲道音頻信號(hào)的組合，所以存儲(chǔ)或傳輸立體聲音頻信號(hào)更加困難和昂貴。這是因?yàn)椋?dāng)從多個(gè)聲道提供的單聲道音頻信號(hào)在每個(gè)聲道中被單獨(dú)地編碼時(shí)，數(shù)據(jù)的大小根據(jù)聲道的數(shù)量而增加?？赏ㄟ^(guò)減小采樣率或采用有損編碼來(lái)減小數(shù)據(jù)的大小。然而，采樣率直接影響聲音質(zhì)量，而有損編碼會(huì)引起聲音質(zhì)量的降低。
這樣，需要一種對(duì)多聲道信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法，通過(guò)該方法，具有高比特率的數(shù)字信號(hào)和瞬時(shí)信號(hào)的聲音質(zhì)量不會(huì)被極大地降低，并且聲道之間的冗余信息被有效地移除而不會(huì)影響所述數(shù)字信號(hào)和瞬時(shí)信號(hào)的聲音質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
在下面的描述中將部分地闡明本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)描述，其會(huì)變得更加清楚，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明可以了解。
本發(fā)明提供了一種通過(guò)使用頻帶之間的相似性對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法，其中，即使在低比特率頻帶也沒(méi)有被減小并且音頻信號(hào)被有效地處理。
另外，本發(fā)明提供了一種根據(jù)聲道之間的相似性將多聲道數(shù)字信號(hào)編碼為具有關(guān)于一個(gè)聲道信號(hào)的信息的第一信號(hào)和具有包括所述聲道的兩個(gè)聲道信息的第二信號(hào)以便有效地移除聲道之間冗余信息的方法和設(shè)備及其解碼方法和設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種對(duì)包括至少兩個(gè)聲道的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的方法，該方法包括將多聲道數(shù)字信號(hào)分割為預(yù)定數(shù)量的頻帶；對(duì)于在頻帶中等于或大于預(yù)定頻率的每一高頻帶，在小于預(yù)定頻率的低頻帶中檢測(cè)最相似的頻帶；從每一高頻帶計(jì)算特征值；使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一信號(hào)，并使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)的組合執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二信號(hào)；量化第一和第二信號(hào)中屬于小于預(yù)定頻率的低頻帶的信號(hào)并量化計(jì)算的高頻帶的特征值；以及使用關(guān)于檢測(cè)的相似的低頻帶的信息、量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生比特流。
在低頻帶中檢測(cè)最相似的頻帶可包括計(jì)算低頻帶和高頻帶之間的相似性；對(duì)于每一高頻帶檢測(cè)具有最大相似性的低頻帶；以及檢查在檢測(cè)的低頻帶和高頻帶之間的相似性是否等于或大于預(yù)定值，并且如果所述相似性等于或大于所述預(yù)定值，則產(chǎn)生關(guān)于檢測(cè)的低頻帶的信息。該方法還可包括如果檢測(cè)的低頻帶和高頻帶之間的相似性小于所述預(yù)定值，則產(chǎn)生在其中不存在相似的低頻帶的信息。
所述相似性可以是由屬于高頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀和由屬于低頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀之間的相似性。
所述特征值可以是從高頻帶的功率以及比例因子中選擇的至少一個(gè)。
所述第一信號(hào)可以是第一聲道信號(hào)，所述第二信號(hào)可以是第一和第二聲道信號(hào)之間的差信號(hào)。
產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)可包括計(jì)算第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的相似性；以及如果所述相似性等于或大于預(yù)定值，則將多聲道信號(hào)編碼為第一信號(hào)和第二信號(hào)，其中，所述第一信號(hào)可通過(guò)使用第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)計(jì)算，所述第二信號(hào)可通過(guò)使用第一和第二聲道信號(hào)的組合來(lái)計(jì)算。
計(jì)算相似性包括計(jì)算在第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的功率、比例因子和掩蔽閾值的比值之中的一個(gè)。
對(duì)多聲道信號(hào)進(jìn)行編碼包括如果計(jì)算的比值在預(yù)定的接近于1的范圍之內(nèi)，則將多聲道信號(hào)編碼為第一信號(hào)和第二信號(hào)。
該方法還可包括將量化的比特的數(shù)量分配給多個(gè)頻帶，其中，所述量化可包括根據(jù)分配的比特的數(shù)量來(lái)量化第一和第二信號(hào)之中的屬于低頻帶的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種將第一和第二輸入比特流解碼為具有第一和第二聲道信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的方法，該方法包括從第一和第二比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息；逆量化量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值；通過(guò)使用第一逆量化的比特流的低頻帶信號(hào)來(lái)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一聲道的低頻帶信號(hào)，并且通過(guò)使用第一和第二比特流的低頻帶信號(hào)的組合來(lái)執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二聲道的低頻帶信號(hào)；以及通過(guò)使用產(chǎn)生的第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)、逆量化的高頻帶的特征值和提取的關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生第一和第二聲道的高頻帶信號(hào)。
所述第一聲道低頻帶信號(hào)可以是逆量化的第一比特流的低頻帶信號(hào)，所述第二聲道低頻帶信號(hào)可以是逆量化的第一和第二比特流的低頻帶信號(hào)之間的差信號(hào)。
產(chǎn)生高頻帶信號(hào)可包括關(guān)于每一高頻帶，復(fù)制逆量化的與所述高頻帶相似的低頻帶的信號(hào)；以及將復(fù)制的信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有逆量化的特征值的高頻帶信號(hào)。
產(chǎn)生高頻帶信號(hào)可包括如果不存在與高頻帶相應(yīng)的相似的低頻帶，則僅使用逆量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。
所述高頻帶的特征值可以是高頻帶的功率和比例因子中的至少一個(gè)。
逆量化可包括從比特流提取分配的用于量化每一頻帶的比特的數(shù)量；以及使用提取的分配的比特的數(shù)量來(lái)逆量化量化的低頻帶信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種對(duì)包括至少兩個(gè)聲道的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備，該設(shè)備包括分頻器，用于將多聲道數(shù)字信號(hào)分割為預(yù)定數(shù)量的頻帶；相似性分析器，用于對(duì)于在分割的頻帶中等于或大于預(yù)定頻率的每一高頻帶，在小于預(yù)定頻率的低頻帶中檢測(cè)最相似的頻帶，產(chǎn)生關(guān)于檢測(cè)的相似的低頻帶的信息，并且從每一高頻帶計(jì)算特征值；左/差(LS)編碼器，用于通過(guò)使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)來(lái)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一信號(hào)，并通過(guò)使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)的組合來(lái)執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二信號(hào)；量化器，用于量化第一和第二信號(hào)中屬于小于預(yù)定頻率的低頻帶的信號(hào)并量化高頻帶的特征值；以及比特流發(fā)生器，用于通過(guò)使用關(guān)于相似的低頻帶的信息、量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生比特流。
所述相似性分析器可包括頻帶相似性計(jì)算器，用于計(jì)算低頻帶和高頻帶之間的相似性；頻帶檢測(cè)器，用于對(duì)于每一高頻帶檢測(cè)具有最大相似性的低頻帶；頻帶相似性確定單元，用于確定在檢測(cè)的低頻帶和高頻帶之間的相似性是否等于或大于預(yù)定值；以及相似信息發(fā)生器，用于如果所述相似性等于或大于所述預(yù)定值，則產(chǎn)生關(guān)于檢測(cè)的低頻帶的信息，如果所述相似性小于所述預(yù)定值，則產(chǎn)生在其中不存在相似的低頻帶的信息。
所述相似性可以是由屬于高頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀和由屬于低頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀之間的相似性。
所述特征值可以是從高頻帶的功率以及比例因子中選擇的至少一個(gè)。
所述第一信號(hào)可以是第一聲道信號(hào)，所述第二信號(hào)可以是第一和第二聲道信號(hào)之間的差信號(hào)。
該設(shè)備還可包括聲道相似性分析器，用于計(jì)算第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的相似性，如果所述相似性等于或大于預(yù)定值，則產(chǎn)生用于操作LS編碼器的信號(hào)并將其輸出。
第一和第二預(yù)定聲道信號(hào)之間的相似性可以是第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的功率、比例因子和掩蔽閾值的比值之中的一個(gè)。
該設(shè)備還可包括量化控制器，用于分配分配給多個(gè)頻帶的比特的數(shù)量，其中，所述量化器可根據(jù)分配的比特的數(shù)量來(lái)量化第一和第二信號(hào)之中的屬于低頻帶的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種將第一和第二輸入比特流解碼為具有第一和第二聲道信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，該設(shè)備包括比特流解釋器，用于從第一和第二比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息；逆量化器，用于逆量化量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值；左/差(LS)解碼器，用于通過(guò)使用第一逆量化的比特流的低頻帶信號(hào)來(lái)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一聲道的低頻帶信號(hào)，并且通過(guò)使用第一和第二比特流的低頻帶信號(hào)的組合來(lái)執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二聲道的低頻帶信號(hào)；以及高頻信號(hào)發(fā)生器，用于通過(guò)使用產(chǎn)生的第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)、逆量化的高頻帶的特征值和提取的關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生第一和第二聲道的高頻帶信號(hào)。
所述第一聲道低頻帶信號(hào)可以是與逆量化的第一比特流的低頻帶信號(hào)相同的信號(hào)，所述第二聲道低頻帶信號(hào)可以是逆量化的第一和第二比特流的低頻帶信號(hào)之間的差信號(hào)。
所述高頻帶信號(hào)發(fā)生器可包括信號(hào)復(fù)制單元，用于接收逆量化的低頻帶信號(hào)和關(guān)于與高頻帶相應(yīng)的相似的低頻帶的信息，并復(fù)制與每一高頻帶相似的低頻帶的信號(hào)；以及信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于接收復(fù)制的信號(hào)和逆量化的高頻帶的特征值，并將復(fù)制的信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有逆量化的關(guān)于每一高頻帶的特征值的高頻帶信號(hào)。
如果不存在與高頻帶相應(yīng)的相似的低頻帶，則所述高頻帶信號(hào)發(fā)生器可僅使用逆量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。
所述高頻帶的特征值可以是高頻帶的功率和比例因子中的至少一個(gè)。
所述比特流解釋器可從第一和第二比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶以及分配的用于量化每一頻帶的比特的數(shù)量的信息，并且所述逆量化器使用分配的比特的數(shù)量來(lái)逆量化量化的低頻帶信號(hào)。
一種可被記錄在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中的用于在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法的程序。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種將比特流解碼為具有第一和第二聲道信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的方法，該方法包括從所述比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息；逆量化量化的低頻帶信號(hào)和量化的每一高頻帶的特征值；對(duì)逆量化的低頻帶信號(hào)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生第一聲道的低頻帶信號(hào)；通過(guò)使用第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)的組合來(lái)產(chǎn)生第二聲道的低頻帶信號(hào)；以及通過(guò)使用產(chǎn)生的第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)、逆量化的高頻帶的特征值和提取的關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生第一和第二聲道的高頻帶信號(hào)。


通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和更易于理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備的方框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1中的相似性分析器的方框圖；圖3A到圖3D是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于解釋計(jì)算所有低頻帶之間的相似性的操作的信號(hào)值的示圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1中的LS編碼器的方框圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的左/差(LS)編碼操作；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間平均功率的比值的示圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間平均功率的比值的示圖；圖8是示出在左側(cè)聲道信號(hào)和作為L(zhǎng)S編碼的結(jié)果的第一信號(hào)的分布中的變化的示圖；圖9是示出在右側(cè)聲道信號(hào)和作為L(zhǎng)S編碼的結(jié)果的第二信號(hào)的分布中的變化的示圖；圖10是示出對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的方法的流程圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖10中的檢測(cè)相似的低頻帶的操作的流程圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖10中的LS編碼操作的流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼的設(shè)備的方框圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖13中的高頻帶信號(hào)發(fā)生器的方框圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼的方法的流程圖；和圖16是示出圖15中的發(fā)生高頻帶信號(hào)的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件。下面通過(guò)參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述以解釋本發(fā)明。
在下文中，將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的方法和設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備的方框圖。圖1中的設(shè)備包括分頻器100、相似性分析器110、LS編碼器120、量化器130、比特流發(fā)生器140和量化控制器150。
現(xiàn)在將參照示出對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的方法的圖10中顯示的流程圖對(duì)圖1中顯示的對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備的操作進(jìn)行描述。
在操作1100中，分頻器100將時(shí)域中的輸入數(shù)字信號(hào)分割為多個(gè)頻帶，所述輸入信號(hào)被分割為預(yù)定數(shù)量的頻率區(qū)域，并將其輸出。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，PCM采樣信號(hào)被用作數(shù)字信號(hào)并且通過(guò)使用子頻帶濾波器而被轉(zhuǎn)換為用于預(yù)定數(shù)量的頻帶中的每一頻帶的信號(hào)。DCT，MDCT，F(xiàn)FT等以及子頻帶濾波器可被用于將輸入信號(hào)分割為頻帶。
在操作1110中，對(duì)于具有等于或大于預(yù)定的基準(zhǔn)頻率的每一高頻帶，相似性分析器110檢測(cè)具有等于或小于預(yù)定的基準(zhǔn)頻率的低頻帶，所述低頻帶與所述高頻帶非常相似或比較相似，相似性分析器110還輸出關(guān)于檢測(cè)的相似的低頻帶的信息。所述基準(zhǔn)頻率可由用戶改變或預(yù)先設(shè)置。關(guān)于相似的低頻帶的信息可以以這樣的方式來(lái)產(chǎn)生，即所述頻帶的指數(shù)對(duì)應(yīng)于所述高頻帶的指數(shù)。
在操作1120中，相似性分析器110從每一高頻帶計(jì)算特征值。所述特征值表示每一高頻帶的樣本值的大小，并且可以是屬于高頻帶的平均功率或是高頻帶的比例因子。
在操作1130中，LS編碼器120將分割為多個(gè)頻帶的多聲道數(shù)字信號(hào)，例如具有左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)的數(shù)字信號(hào)左/差(LS)編碼為第一和第二信號(hào)。圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LS編碼操作?？墒褂玫仁?將左側(cè)聲道信號(hào)L和右側(cè)聲道信號(hào)R分割為第一和第二信號(hào)。
其中，x、y、z為常數(shù)。根據(jù)等式1，僅使用左側(cè)聲道信號(hào)L來(lái)計(jì)算第一信號(hào)并且第一信號(hào)僅具有關(guān)于左側(cè)聲道信號(hào)L的信息，通過(guò)左側(cè)聲道信號(hào)L和右側(cè)聲道信號(hào)R的組合來(lái)計(jì)算第二信號(hào)并且第二信號(hào)具有關(guān)于左側(cè)聲道信號(hào)L和右側(cè)聲道信號(hào)R的信息。特別地，立體聲數(shù)字信號(hào)可通過(guò)等式2來(lái)計(jì)算并且立體聲數(shù)字信號(hào)可被編碼為第一和第二信號(hào)。
根據(jù)等式2，通過(guò)LS編碼器120編碼的第一信號(hào)與左側(cè)聲道信號(hào)L相同，并且通過(guò)將左側(cè)聲道信號(hào)L和右側(cè)聲道信號(hào)R之間的差信號(hào)除以2來(lái)獲得第二信號(hào)。
如上所述，已經(jīng)在左側(cè)聲道信號(hào)L和右側(cè)聲道信號(hào)R被編碼為第一和第二信號(hào)的實(shí)施例中對(duì)LS編碼操作進(jìn)行了描述。然而，即使在至少三個(gè)聲道中的數(shù)字信號(hào)的情況下，在所述至少三個(gè)聲道之中的第一預(yù)定聲道的信號(hào)和第二預(yù)定聲道的信號(hào)可通過(guò)使用上述方法而被編碼為第一和第二信號(hào)。
LS編碼器120可僅對(duì)被分割為多個(gè)頻帶的多聲道數(shù)字信號(hào)之中的低頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼。另外，LS編碼操作1130可與檢測(cè)相似的低頻帶的操作1110以及計(jì)算特征值的操作1120同時(shí)進(jìn)行。
在操作1140中，量化器130在每一頻帶中量化從相似性分析器110接收的高頻帶的特征值并量化諸如從LS編碼器120輸入的第一和第二信號(hào)的低頻帶信號(hào)。
量化控制器150確定被分配用于量化每一頻帶的比特的數(shù)量，并且量化器130根據(jù)由量化控制器150確定的分配的比特的數(shù)量來(lái)量化每一頻帶。
量化控制器150可關(guān)于每一分割的頻帶分析聽(tīng)覺(jué)靈敏度并根據(jù)分析的結(jié)果確定分配的比特的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，量化控制器150可包括心理聲學(xué)模型(未顯示)和比特分配單元(未顯示)。心理聲學(xué)模型根據(jù)人類收聽(tīng)特性計(jì)算信掩比(SMR)并將其輸出，所述SMR是用于在每一頻帶中比特分配的基礎(chǔ)。比特分配單元從自心理聲學(xué)模型接收的SMR值來(lái)獲得分配給每一頻帶的比特的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，量化控制器150可包括分配的比特?cái)?shù)量提取單元(未顯示)和查詢表(未顯示)。用于量化頻帶的分配的比特的數(shù)量被存儲(chǔ)在查詢表中以對(duì)應(yīng)于指示每一頻帶的特性的地址。頻帶的特征值可以是屬于所述頻帶的樣本的平均功率、所述頻帶的比例因子或所述頻帶的掩蔽閾值。
比例因子是在屬于每一頻帶的樣本之中具有最大絕對(duì)值的樣本值。掩蔽閾值是即使信號(hào)是可聽(tīng)的而由于音頻信號(hào)之間的交互作用使得人們也無(wú)法感受的信號(hào)的最大大小。掩蔽閾值是與這樣的發(fā)生現(xiàn)象有關(guān)的值，在所述發(fā)生現(xiàn)象中，在通常用于音頻信號(hào)編碼的心理聲學(xué)模型中的音頻信號(hào)之中的某一信號(hào)通過(guò)干擾而掩蔽另一信號(hào)并且即使所述信號(hào)是可聽(tīng)的人們也無(wú)法感受。
分配的比特?cái)?shù)量提取單元計(jì)算每一頻帶中的輸入信號(hào)的特征值作為地址值，并且提取對(duì)應(yīng)于計(jì)算的地址值的分配的比特的數(shù)量。存儲(chǔ)在查詢表中的分配的比特的數(shù)量可以基于心理聲學(xué)模型根據(jù)頻率的特征值而預(yù)先存儲(chǔ)以便可正確地執(zhí)行量化。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，量化控制器150可包括多個(gè)查詢表(未顯示)、查詢表選擇單元(未顯示)和分配的比特?cái)?shù)量提取單元(未顯示)。根據(jù)輸入數(shù)字信號(hào)的特性而變化的分配的比特的數(shù)量被存儲(chǔ)在所述多個(gè)查詢表中。查詢表選擇單元計(jì)算輸入數(shù)字信號(hào)的特性并從所述多個(gè)查詢表中選擇適合于計(jì)算的特性的查詢表。分配的比特?cái)?shù)量提取單元計(jì)算每一頻帶中數(shù)字信號(hào)的特征值作為地址值，并且從選擇的查詢表中提取對(duì)應(yīng)于計(jì)算的地址值的分配的比特的數(shù)量。數(shù)字信號(hào)的特性可以是分割為多個(gè)頻帶的樣本的分布。
在操作1150中，比特流發(fā)生器140產(chǎn)生量化的低頻帶信號(hào)、通過(guò)相似性分析器110計(jì)算的高頻帶的特征值和對(duì)應(yīng)于通過(guò)相似性分析器110產(chǎn)生的每一高頻帶的相似的低頻帶信息，將它們作為比特流并將它們輸出。比特流發(fā)生器140可對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行無(wú)損編碼并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行比特分組，隨后將比特分組的結(jié)果轉(zhuǎn)換為比特流格式。比特流發(fā)生器140可使用用于無(wú)損編碼的霍夫曼編碼。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1中的相似性分析器110的方框圖。相似性分析器110包括頻帶相似性計(jì)算器200、頻帶檢測(cè)器210、頻帶相似性確定單元220和相似信息發(fā)生器230?，F(xiàn)在將結(jié)合圖11中顯示的流程圖對(duì)圖2中的相似性分析器110的操作進(jìn)行描述。
在操作1200中，頻帶相似性計(jì)算器200從每一高頻帶計(jì)算所有低頻帶之間的相似性。頻帶相似性計(jì)算器200可指示這樣的相似性，其中，由屬于高頻帶的時(shí)域樣本的值形成的曲線的形狀和由屬于低頻帶的時(shí)域樣本的值形成的曲線的形狀彼此相似。
圖3A到圖3D是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于解釋計(jì)算所有低頻帶之間的相似性的操作的屬于多個(gè)頻帶的樣本的值的示圖。圖3A示出屬于第6到第9頻帶的樣本的值，圖3B出屬于第10到第13頻帶的樣本的值，圖3C出屬于第14到第17頻帶的樣本的值，圖3D出屬于第18到第21頻帶的樣本的值。在每幅圖中，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示樣本值。圖3A到圖3D的每幅中顯示的1到16表示時(shí)域中的指數(shù)。
假設(shè)圖3B中顯示的第10或更大的頻帶是高頻帶，那么由屬于高頻帶之中的圖3C的第14頻帶的樣本形成的曲線的形狀與由屬于低頻帶之中的圖3A的第7頻帶的樣本形成的曲線的形狀非常相似。在這種情況下，作為高頻帶的第7頻帶和作為低頻帶的第14頻帶之間的相似性是高的。
高頻帶和低頻帶之間的相似性可使用等式3來(lái)計(jì)算。
cor=abs(Σi=0I-1(samp[sb1][i]·samp[sb2][i]))Σi=0I-1(samp[sb1][i]·samp[sb1][i])Σi=0I-1(samp[sb2][i]·samp[sb2][i])---(3)]]>其中，abs()是()的絕對(duì)值，sb1是低頻帶的指數(shù)并且從0到k-1中選擇，k是低頻帶的數(shù)量。所述sb2是高頻帶的指數(shù)并且I是屬于低頻帶和高頻帶的時(shí)域樣本的數(shù)量。另外，samp[sb1][i]是位于第sb1低頻帶的第i時(shí)域樣本，samp[sb2][i]是位于第sb2高頻帶的第i時(shí)域樣本。
在操作1210中，頻帶檢測(cè)器210從頻帶相似性計(jì)算器200接收高頻帶和低頻帶之間的相似性，并且檢測(cè)具有關(guān)于每一高頻帶最大或相當(dāng)高的相似性的低頻帶。
在操作1220中，頻帶相似性確定單元220確定在每一高頻帶和檢測(cè)的低頻帶之間的相似性是否等于或大于預(yù)定的相似性值“a”并輸出檢測(cè)的結(jié)果。當(dāng)相似性等于或大于“a”時(shí)，在操作1230中，相似信息發(fā)生器230產(chǎn)生在其中存在與高頻帶相似的低頻帶的信息并產(chǎn)生相似的低頻帶信息以便高頻帶的指數(shù)對(duì)應(yīng)于檢測(cè)的相似的低頻帶的指數(shù)。當(dāng)相似性小于“a”時(shí)，在操作1240中，相似信息發(fā)生器230產(chǎn)生在其中不存在與高頻帶相似的低頻帶的信息。關(guān)于是否存在相似的低頻帶的信息可以以這樣的方式來(lái)產(chǎn)生，即在每高頻帶中設(shè)置1比特的模式位，如果存在相似的低頻帶，則模式位作為“1”來(lái)產(chǎn)生，而如果不存在相似的低頻帶，則模式位作為“0”來(lái)產(chǎn)生。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1中的LS編碼器120的操作的方框圖。參照?qǐng)D4，LS編碼器120還可包括聲道相似性分析器400。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D12中顯示的流程圖對(duì)圖4中的LS編碼器120的操作進(jìn)行描述。
在操作1300中，聲道相似性分析器400計(jì)算左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的相似性。聲道相似性分析器400可計(jì)算在由分頻器100分割的每一頻帶中的左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的相似性。
左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的相似性可通過(guò)兩個(gè)聲道信號(hào)之間的平均功率的比值、比例因子的比值或掩蔽閾值的比值來(lái)計(jì)算。所述平均功率是屬于兩個(gè)聲道的每一頻帶的樣本之間的平均功率。
關(guān)于計(jì)算的左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的平均功率的比值、計(jì)算的比例因子的比值或計(jì)算的掩蔽閾值的比值變得接近于“1”，兩個(gè)聲道之間的相似性是高的。
在操作1310中，聲道相似性分析器400確定計(jì)算的相似性是否等于或大于預(yù)定的聲道相似性值“b”，如果計(jì)算的相似性等于或大于“b”，則在操作1320中LS編碼器120產(chǎn)生用于對(duì)左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)執(zhí)行LS編碼的信號(hào)并將其輸出。如果計(jì)算的左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的平均功率的比值、計(jì)算的比例因子的比值或計(jì)算的掩蔽閾值的比值處于接近于“1”的預(yù)定的范圍之內(nèi)，則LS編碼器120執(zhí)行LS編碼。當(dāng)計(jì)算的比值的值處于1±0.1的范圍之內(nèi)時(shí)，即，當(dāng)計(jì)算的比值在0.9和1.1之間時(shí)，LS編碼器120執(zhí)行編碼。當(dāng)計(jì)算的相似性小于預(yù)定的聲道相似性值“b”時(shí)，LS編碼器120不對(duì)左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)執(zhí)行LS編碼而是沒(méi)有任何改變地輸出每一頻帶中的信號(hào)，以便所述信號(hào)在隨后的編碼操作中在每一聲道中被處理。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間平均功率的比值的示圖。因?yàn)閳D6中顯示的兩個(gè)聲道之間平均功率的比值接近于遠(yuǎn)離1的0到8，所以左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的相似性是低的。因?yàn)樵诹Ⅲw聲信號(hào)中包含許多立體聲成分，所以左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)可在每一聲道中被量化。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間平均功率的比值的示圖。因?yàn)閳D7中顯示的兩個(gè)聲道之間平均功率的比值接近于1，所以左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的相似性是高的。因?yàn)樵诹Ⅲw聲信號(hào)中包含許多單聲道成分，所以可通過(guò)LS編碼方法將左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)編碼為第一信號(hào)和第二信號(hào)，可移除信號(hào)之間的冗余成分，隨后可將所述信號(hào)量化。
圖8是示出在左側(cè)聲道信號(hào)和作為L(zhǎng)S編碼的結(jié)果的第一信號(hào)的分布中的變化的示圖。參照?qǐng)D8，左側(cè)聲道信號(hào)和第一信號(hào)的SR指數(shù)分別在一個(gè)頻帶中被計(jì)算。計(jì)算的SR指數(shù)越大，關(guān)于所有信號(hào)的相應(yīng)頻帶的信號(hào)的比值越小。因此，當(dāng)左側(cè)聲道信號(hào)被LS編碼為第一信號(hào)時(shí)，相應(yīng)頻帶的比值增大。
圖9是示出在右側(cè)聲道信號(hào)和作為L(zhǎng)S編碼的結(jié)果的第二信號(hào)的分布中的變化的示圖。參照?qǐng)D9，右側(cè)聲道信號(hào)和第二信號(hào)的SR指數(shù)分別在一個(gè)頻帶中被計(jì)算。當(dāng)右側(cè)聲道信號(hào)和左側(cè)聲道信號(hào)的組合被LS編碼為第二信號(hào)時(shí)，第二信號(hào)的相應(yīng)頻帶的比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于右側(cè)聲道信號(hào)。
參照?qǐng)D8和圖9，當(dāng)左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)之間的相似性較大時(shí)，執(zhí)行對(duì)左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)的LS編碼以便移除聲道之間的冗余信息并減小信號(hào)的比特的數(shù)量。
現(xiàn)在將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼的方法和設(shè)備進(jìn)行描述。圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼的設(shè)備的方框圖。圖13中的設(shè)備包括比特流解釋器1400、逆量化器1410、LS解碼器1420、高頻信號(hào)發(fā)生器1430和頻帶合成器1440。
現(xiàn)在將參照示出對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼的方法的圖15中顯示的流程圖來(lái)對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備的操作進(jìn)行描述。
在操作1600中，比特流解釋器1400接收在其中包含關(guān)于多聲道數(shù)字信號(hào)的信息的多個(gè)比特流，并且從每一比特流提取對(duì)應(yīng)于量化的低頻帶信號(hào)的相似的低頻帶信息、以及量化的高頻帶的特征值。當(dāng)比特流中包含關(guān)于用于量化每一頻帶的分配的比特的數(shù)量的信息時(shí)，比特流解釋器1400可從比特流提取關(guān)于分配的比特的數(shù)量的信息。
在操作1610中，逆量化器1410逆量化提取的量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值。當(dāng)關(guān)于分配的比特的數(shù)量的信息被從比特流提取時(shí)，逆量化器1410可使用每一頻帶的分配的比特的數(shù)量來(lái)逆量化量化的低頻帶信號(hào)。
在操作1620中，LS解碼器1420從逆量化器1410接收逆量化的每一比特流的低頻帶信號(hào)并將所述低頻帶信號(hào)解碼為多聲道低頻信號(hào)。
現(xiàn)在將對(duì)作為L(zhǎng)S解碼方法的示例的將第一和第二比特流信號(hào)解碼為左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)的方法進(jìn)行描述。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙忍亓餍盘?hào)通過(guò)使用等式1來(lái)編碼時(shí)，LS解碼器1420使用等式4將第一和第二比特流信號(hào)解碼為左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙忍亓餍盘?hào)通過(guò)使用等式2來(lái)編碼時(shí)，LS解碼器1420使用等式5將第一和第二比特流信號(hào)解碼為左側(cè)聲道信號(hào)和右側(cè)聲道信號(hào)。
即使當(dāng)輸入至少三個(gè)比特流時(shí)，在所述至少三個(gè)比特流之中的第一預(yù)定比特流信號(hào)和第二預(yù)定比特流信號(hào)也通過(guò)使用所述方法被解碼為第一預(yù)定聲道信號(hào)和第二預(yù)定聲道信號(hào)，從而多個(gè)比特流信號(hào)可被解碼為具有多個(gè)聲道的多聲道信號(hào)。
在操作1630中，高頻信號(hào)發(fā)生器1430使用從比特流解釋器1400輸入的關(guān)于每一高頻帶的相似的低頻帶信息、從逆量化器1410輸入的每一高頻帶的特征值和從LS解碼器1420輸入的低頻帶信號(hào)來(lái)產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。高頻信號(hào)發(fā)生器1430在每一頻帶中執(zhí)行操作1630并關(guān)于所有聲道產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。
在操作1640中，頻帶合成器1440對(duì)從LS解碼器1420輸入的低頻帶信號(hào)和從高頻信號(hào)發(fā)生器1430輸入的高頻帶信號(hào)進(jìn)行合成并產(chǎn)生解碼的數(shù)字信號(hào)。頻帶合成器1440在每一頻帶中執(zhí)行操作1640并產(chǎn)生多聲道數(shù)字信號(hào)。
圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖13中顯示的高頻帶信號(hào)發(fā)生器1430的方框圖。高頻帶信號(hào)發(fā)生器1430包括相似性檢查單元1500、信號(hào)復(fù)制單元1510、信號(hào)轉(zhuǎn)換器1520和隨機(jī)噪聲發(fā)生器1530。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D16中顯示的流程圖對(duì)圖14中顯示的高頻帶信號(hào)發(fā)生器1430的操作進(jìn)行描述。
在操作1700中，相似性檢查單元1500檢查對(duì)于在其中將產(chǎn)生信號(hào)的高頻帶是否存在相似的低頻帶。當(dāng)比特流中包含關(guān)于在每一高頻帶中是否存在相似的低頻帶的信息時(shí)，比特流解釋器1400可從所述比特流提取關(guān)于在每一高頻帶中是否存在相似的低頻帶的信息并且相似性檢查單元1500可使用提取的信息檢查在每一高頻帶中是否存在相似的低頻帶。當(dāng)關(guān)于高頻帶的模式位是“1”時(shí)，相似性檢查單元1500可檢查到存在與高頻帶相似的低頻帶，而當(dāng)關(guān)于高頻帶的模式位是“0”時(shí)，相似性檢查單元1500可檢查到不存在與高頻帶相似的低頻帶。
在操作1710中，當(dāng)在將被產(chǎn)生的高頻帶中存在相似的低頻帶時(shí)，信號(hào)復(fù)制單元1510接收關(guān)于相似的低頻帶的信息并復(fù)制與所述信息相應(yīng)的低頻帶信號(hào)。在操作1720中，信號(hào)轉(zhuǎn)換器1520接收高頻帶的特征值，根據(jù)高頻帶的特征值轉(zhuǎn)換復(fù)制的信號(hào)，并且產(chǎn)生高頻帶的信號(hào)。當(dāng)特征值是高頻帶的功率時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)換器1520轉(zhuǎn)換復(fù)制的信號(hào)以具有所述功率的值，當(dāng)特征值是高頻帶的比例因子時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)換器1520轉(zhuǎn)換復(fù)制的信號(hào)以具有所述比例因子的值。
在操作1730中，當(dāng)在將被產(chǎn)生的高頻帶中不存在相似的低頻帶時(shí)，隨機(jī)噪聲發(fā)生器1530使用隨機(jī)噪聲替代(RNS)方法來(lái)產(chǎn)生高頻帶的信號(hào)。在RNS方法中，僅使用高頻帶的特征值來(lái)隨機(jī)產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。
本發(fā)明也可被實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可存儲(chǔ)可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置和載波(諸如通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸)。
如上所述，在對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法和設(shè)備中，通過(guò)使用頻帶之間的相似性和聲道之間的相似性對(duì)多聲道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼/解碼，以便在保持預(yù)定的聲音質(zhì)量的同時(shí)可減小將被從編碼設(shè)備發(fā)送到解碼設(shè)備的信號(hào)的大小，并且可對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行有效地編碼和解碼以提供穩(wěn)定和固有的聲音質(zhì)量。
雖然已顯示和描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行修改，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)包括至少兩個(gè)聲道的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的方法，該方法包括將多聲道數(shù)字信號(hào)分割為預(yù)定數(shù)量的頻帶；對(duì)于在頻帶中等于或大于預(yù)定頻率的每一高頻帶，在小于所述預(yù)定頻率的低頻帶中檢測(cè)最相似或比較相似的頻帶；從每一高頻帶計(jì)算特征值；使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)來(lái)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一信號(hào)，并使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)的組合來(lái)執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二信號(hào)；量化第一和第二信號(hào)中的屬于小于所述預(yù)定頻率的低頻帶的信號(hào)并量化計(jì)算的高頻帶的特征值；和使用關(guān)于檢測(cè)的相似的低頻帶的信息、量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生比特流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在低頻帶中檢測(cè)最相似或比較相似的頻帶包括計(jì)算低頻帶和高頻帶之間的相似性；對(duì)于每一高頻帶檢測(cè)具有最大相似性的低頻帶；和檢查在檢測(cè)的低頻帶和高頻帶之間的相似性是否等于或大于預(yù)定值，并且如果所述相似性等于或大于所述預(yù)定值，則產(chǎn)生關(guān)于檢測(cè)的低頻帶的信息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括如果檢測(cè)的低頻帶和高頻帶之間的相似性小于所述預(yù)定值，則產(chǎn)生在其中不存在相似的低頻帶的信息。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述相似性是由高頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀和由低頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀之間的相似性。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述相似性根據(jù)下式計(jì)算cor=abs(Σi=0I-1(samp[sb1][i]·samp[sb2][i]))Σi=0I-1(samp[sb1][i]·samp[sb1][i])Σi=0I-1(samp[sb2][i]·samp[sb2][i])]]>其中，abs()是()的絕對(duì)值，sb1是低頻帶的指數(shù)并且從0到k-1中選擇，k是低頻帶的數(shù)量，sb2是高頻帶的指數(shù)，I是屬于低頻帶和高頻帶的時(shí)域樣本的數(shù)量，samp[sb1][i]是位于第sb1低頻帶的第i時(shí)域樣本，samp[sb2][i]是位于第sb2高頻帶的第i時(shí)域樣本。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特征值是從高頻帶的功率以及比例因子中選擇的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一信號(hào)是第一聲道信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二信號(hào)是第一和第二聲道信號(hào)之間的差信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)包括計(jì)算第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的相似性；和如果所述相似性等于或大于預(yù)定值，則將多聲道信號(hào)編碼為第一信號(hào)和第二信號(hào)，其中，所述第一信號(hào)通過(guò)使用第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)計(jì)算，所述第二信號(hào)通過(guò)使用第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)的組合來(lái)計(jì)算。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述計(jì)算相似性包括計(jì)算在第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的功率、比例因子和掩蔽閾值的比值之中的至少一個(gè)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述對(duì)多聲道信號(hào)進(jìn)行編碼包括如果計(jì)算的比值在預(yù)定的接近于1的范圍之內(nèi)，則將多聲道信號(hào)編碼為第一信號(hào)和第二信號(hào)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將量化的比特的數(shù)量分配給多個(gè)頻帶，其中，所述量化包括根據(jù)分配的比特的數(shù)量來(lái)量化第一和第二信號(hào)之中的屬于低頻帶的信號(hào)。
13.一種將輸入比特流解碼為具有第一和第二聲道信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的方法，該方法包括從所述比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息；逆量化量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值；使用第一逆量化的比特流的低頻帶信號(hào)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一聲道的低頻帶信號(hào)，并且使用所述比特流的低頻帶信號(hào)的組合執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二聲道的低頻帶信號(hào)；和通過(guò)使用產(chǎn)生的第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)、逆量化的高頻帶的特征值和提取的關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生第一和第二聲道的高頻帶信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第一聲道低頻帶信號(hào)是逆量化的第一比特流的低頻帶信號(hào)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第二聲道低頻帶信號(hào)是逆量化的第一和第二比特流的低頻帶信號(hào)之間的差信號(hào)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述產(chǎn)生高頻帶信號(hào)包括關(guān)于每一高頻帶，復(fù)制逆量化的與所述高頻帶相似的低頻帶的信號(hào)；和將復(fù)制的信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有逆量化的特征值的高頻帶信號(hào)。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述產(chǎn)生高頻帶信號(hào)包括如果不存在與高頻帶相應(yīng)的相似的低頻帶，則僅使用逆量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述高頻帶的特征值是高頻帶的功率和比例因子中的至少一個(gè)。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述逆量化包括從所述比特流提取分配的用于量化每一頻帶的比特的數(shù)量；和使用提取的分配的比特的數(shù)量來(lái)逆量化量化的低頻帶信號(hào)。
20.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在其中記錄有用于在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法的程序。
21.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在其中記錄有用于在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行權(quán)利要求13所述的方法的程序。
22.一種對(duì)包括至少兩個(gè)聲道的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備，該設(shè)備包括分頻器，用于將多聲道數(shù)字信號(hào)分割為預(yù)定數(shù)量的頻帶；相似性分析器，用于對(duì)于在分割的頻帶中等于或大于預(yù)定頻率的每一高頻帶，在小于所述預(yù)定頻率的低頻帶中檢測(cè)最相似或比較相似的頻帶，使用關(guān)于檢測(cè)的相似的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生比特流，并且從每一高頻帶計(jì)算特征值；左/差編碼器，用于通過(guò)使用在所述多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)來(lái)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一信號(hào)，并通過(guò)使用在所述多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)的組合來(lái)執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二信號(hào)；量化器，用于量化第一和第二信號(hào)中的屬于小于所述預(yù)定頻率的低頻帶的信號(hào)并量化高頻帶的特征值；和比特流發(fā)生器，用于通過(guò)使用關(guān)于相似的低頻帶的信息、量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生比特流。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述相似性分析器包括頻帶相似性計(jì)算器，用于計(jì)算低頻帶和高頻帶之間的相似性；頻帶檢測(cè)器，用于對(duì)于每一高頻帶檢測(cè)具有最大相似性的低頻帶；頻帶相似性確定單元，用于確定在檢測(cè)的低頻帶和高頻帶之間的相似性是否等于或大于預(yù)定值；和相似信息發(fā)生器，用于如果所述相似性等于或大于所述預(yù)定值，則使用關(guān)于檢測(cè)的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生比特流，如果所述相似性小于所述預(yù)定值，則產(chǎn)生在其中不存在相似的低頻帶的信息。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述相似性是由高頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀和由低頻帶的時(shí)域樣本值形成的曲線的形狀之間的相似性。
25.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述相似性根據(jù)下式計(jì)算cor=abs(Σi=0I-1(samp[sb1][i]·samp[sb2][i]))Σi=0I-1(samp[sb1][i]·samp[sb1][i])Σi=0I-1(samp[sb2][i]·samp[sb2][i])]]>其中，abs()是()的絕對(duì)值，sb1是低頻帶的指數(shù)并且從0到k-1中選擇，k是低頻帶的數(shù)量，sb2是高頻帶的指數(shù)，I是低頻帶和高頻帶的時(shí)域樣本的數(shù)量，samp[sb1][i]是位于第sb1低頻帶的第i時(shí)域樣本，samp[sb2][i]是位于第sb2高頻帶的第i時(shí)域樣本。
26.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述特征值是從高頻帶的功率以及比例因子中選擇的至少一個(gè)。
27.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述第一信號(hào)是第一聲道信號(hào)。
28.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述第二信號(hào)是第一和第二聲道信號(hào)之間的差信號(hào)。
29.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括聲道相似性分析器，用于計(jì)算第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的相似性，如果所述相似性等于或大于某一值，則產(chǎn)生用于操作左/差編碼器的信號(hào)并將其輸出。
30.如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中，所述第一和第二預(yù)定聲道信號(hào)之間的相似性是第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)之間的功率、比例因子和掩蔽閾值的比值之中的一個(gè)。
31.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括量化控制器，用于分配分配給多個(gè)頻帶的比特的數(shù)量，其中，所述量化器根據(jù)分配的比特的數(shù)量來(lái)量化第一和第二信號(hào)之中的低頻帶的信號(hào)。
32.一種將第一和第二輸入比特流解碼為具有第一和第二聲道信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，該設(shè)備包括比特流解釋器，用于從所述第一和第二比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息；逆量化器，用于逆量化量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值；左/差解碼器，用于通過(guò)使用第一逆量化的比特流的低頻帶信號(hào)來(lái)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一聲道的低頻帶信號(hào)，并且通過(guò)使用所述第一和第二比特流的低頻帶信號(hào)的組合來(lái)執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二聲道的低頻帶信號(hào)；和高頻信號(hào)發(fā)生器，用于通過(guò)使用產(chǎn)生的第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)、逆量化的高頻帶的特征值和提取的關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生第一和第二聲道的高頻帶信號(hào)。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述第一聲道低頻帶信號(hào)是與逆量化的所述第一比特流的低頻帶信號(hào)相同的信號(hào)。
34.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述第二聲道頻帶信號(hào)是逆量化的所述第一和第二比特流的低頻帶信號(hào)之間的差信號(hào)。
35.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述高頻帶信號(hào)發(fā)生器包括信號(hào)復(fù)制單元，用于接收逆量化的低頻帶信號(hào)和關(guān)于與高頻帶相應(yīng)的相似的低頻帶的信息，并復(fù)制與每一高頻帶相似的低頻帶的信號(hào)；和信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于接收復(fù)制的信號(hào)和逆量化的高頻帶的特征值，并將復(fù)制的信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有逆量化的關(guān)于每一高頻帶的特征值的高頻帶信號(hào)。
36.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，如果不存在與高頻帶相應(yīng)的相似的低頻帶，則所述高頻帶信號(hào)發(fā)生器僅使用逆量化的高頻帶的特征值來(lái)產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。
37.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述高頻帶的特征值是高頻帶的功率和比例因子中的至少一個(gè)。
38.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述比特流解釋器從所述第一和第二比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶以及分配的用于量化每一頻帶的比特的數(shù)量的信息，并且所述逆量化器使用分配的比特的數(shù)量來(lái)逆量化量化的低頻帶信號(hào)。
39.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，還包括頻帶合成器，用于對(duì)所述從所述左/差解碼器輸入的低頻帶信號(hào)和從所述高頻信號(hào)發(fā)生器輸入的高頻帶信號(hào)進(jìn)行合成并產(chǎn)生解碼的數(shù)字信號(hào)。
40.如權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，所述高頻信號(hào)發(fā)生器使用隨機(jī)噪聲替代方法來(lái)產(chǎn)生高頻帶信號(hào)。
41.一種將比特流解碼為具有第一和第二聲道信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的方法，該方法包括從所述比特流提取量化的低頻帶信號(hào)、量化的每一高頻帶的特征值和關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息；逆量化量化的低頻帶信號(hào)和量化的每一高頻帶的特征值；對(duì)逆量化的低頻帶信號(hào)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生第一聲道和第二聲道的低頻帶信號(hào)；使用第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)的組合來(lái)產(chǎn)生第二聲道的低頻帶信號(hào)；和通過(guò)使用產(chǎn)生的第一和第二聲道的低頻帶信號(hào)、逆量化的高頻帶的特征值和提取的關(guān)于與每一高頻帶相似的低頻帶的信息來(lái)產(chǎn)生第一和第二聲道的高頻帶信號(hào)。
全文摘要
提供了一種使用頻帶之間的相似性和聲道之間的相似性來(lái)對(duì)包括多個(gè)聲道的多聲道信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法和設(shè)備。對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的方法包括將多聲道數(shù)字信號(hào)分割為預(yù)定數(shù)量的頻帶；對(duì)于在頻帶中等于或大于預(yù)定頻率的每一高頻帶，在小于所述預(yù)定頻率的低頻帶中檢測(cè)最相似的頻帶；從每一高頻帶計(jì)算特征值；使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)來(lái)執(zhí)行第一操作以產(chǎn)生第一信號(hào)，并使用在多聲道信號(hào)中的第一聲道信號(hào)和第二聲道信號(hào)的組合來(lái)執(zhí)行第二操作以產(chǎn)生第二信號(hào)；量化屬于第一和第二信號(hào)中小于所述預(yù)定頻率的低頻帶的信號(hào)并量化計(jì)算的高頻帶的特征值；以及使用關(guān)于檢測(cè)的相似的低頻帶、量化的低頻帶信號(hào)和量化的高頻帶的特征值的信息來(lái)產(chǎn)生比特流。
文檔編號(hào)G11B20/10GK1822508SQ200610001908
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者金度亨, 金重會(huì), 李時(shí)和 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社