專利名稱：用于多信道編碼和解碼的方法及設備的制作方法
技術領域：
一個或多個實施例涉及一種用于對音頻信號和/或語音信號進行編碼和解碼的 方法及設備，更具體地說，涉及一種用于對具有多個信道的多信道信號進行編碼和解碼的 方法及設備。
背景技術：
通常，對多信道信號進行編碼的方法被分類為波形編碼和參數編碼。在參數編碼 中，通過以低比特率發送空間線索(spatial cue)而形成多信道圖像。使用對多信道信號 執行的下混合(down-mixing)處理，通常以大約401ibps或小于401ibps執行參數編碼。空 間線索在向下混合處理期間被提取，并以信道間能量或電平差、信道間信號相似性或信道 間相位差的形式來表示，以對多信道信號進行編碼。運動圖像專家組(MPEG)環繞編碼和雙 耳線索(binaural cue)編碼是參數編碼的代表性示例。然而，這些編碼技術不能準確地表 示混響，因此，即使增加了編碼比特率也難以恢復原始聲音。


圖1示出根據一個或多個實施例的多信道編碼設備；圖2示出根據一個或多個實施例的多信道解碼設備；圖3示出根據一個或多個實施例的多信道編碼方法；圖4示出根據一個或多個實施例的多信道解碼方法。

發明內容
技術問題一個或多個實施例包括一種多信道編碼和解碼的方法和設備，所述多信道編碼和 解碼的方法和設備能夠在不需要下混合信號的情況下，通過去除在多個信道之間的冗余信 息來對殘余信號進行編碼和解碼。技術方案根據一個或多個實施例，提供一種多信道編碼設備，所述多信道編碼設備包括參 考信號編碼單元，用于從在多信道信號中的多個信道信號中選擇參考信號，并用于對所述 參考信號進行編碼；相位差編碼單元，用于對剩余的多個信道信號和所述參考信號之間的 各個相位差進行計算和編碼；增益編碼單元，用于對剩余的多個信道信號的各個增益進行 計算和編碼，其中，所述各個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅 度的比值；殘余信號編碼單元，用于對與每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應 的信道信號之間的差相應的各個殘余信號進行提取和編碼，其中，通過將各個計算的相位 差和各個計算的增益分別應用到剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號的參考信號， 每個預測信號被預測。根據一個或多個實施例，提供一種多信道解碼設備，所述多信道解碼設備包括參考信號解碼單元，用于對多信道信號的在多個信道信號中的參考信號進行解碼；相位差解 碼單元，用于對所述多個信道信號的剩余信道信號和所述參考信號之間的各個相位差進行 解碼，其中，所述剩余的多個信道信號包括除參考信號之外的多個信道信號；增益解碼單 元，用于對剩余的多個信道信號的各個增益進行解碼，其中，所述剩余的多個信道信號的各 個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比值；殘余信號解碼單 元，用于對與編碼器確定的在每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號 之間的差相應的各個殘余信號進行解碼，其中，通過在多信道信號的編碼期間將編碼器計 算的相位差和編碼器計算的增益分別應用到參考信號，每個預測信號被預測；多信道重建 單元，用于通過使用各個相位差、各個增益和各個殘余信號來對剩余的多個信道信號進行 重建。根據一個或多個實施例，提供一種多信道編碼方法，所述多信道編碼方法包括從 在多信道信號中的多個信道信號中選擇參考信號，并對所述參考信號進行編碼；對剩余的 多個信道信號和所述參考信號之間的各個相位差進行計算和編碼；對剩余的多個信道信號 的各個增益進行計算和編碼，其中，所述各個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所 述參考信號的幅度的比值；對與每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信 號之間的差相應的各個殘余信號進行提取和編碼，其中，通過將各個計算的相位差和各個 計算的增益分別應用到剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號的參考信號，每個預測 信號被預測。根據一個或多個實施例，提供一種多信道解碼方法，所述多信道解碼方法包括對 多信道信號的在多個信道信號中的參考信號進行解碼；對所述多個信道信號的剩余信道信 號和所述參考信號之間的各個相位差進行解碼，其中，所述剩余的多個信道信號包括除參 考信號之外的多個信道信號；對剩余的多個信道信號的各個增益進行解碼，其中，所述剩余 的多個信道信號的各個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的 比值；對與編碼器確定的在每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號之 間的差相應的各個殘余信號進行解碼，其中，通過在多信道信號的編碼期間將計算的相位 差和計算的增益分別應用到參考信號，每個預測信號被預測；通過使用各個相位差、各個增 益和各個殘余信號來對剩余的多個信道信號進行重建。根據一個或多個實施例，提供一種其上記錄有用于控制至少一種處理裝置來執行 多信道編碼方法的計算機程序的計算機可讀記錄介質，所述方法包括從在多信道信號中 的多個信道信號中選擇參考信號，并對所述參考信號進行編碼；對剩余的多個信道信號和 所述參考信號之間的各個相位差進行計算和編碼；對剩余的多個信道信號的各個增益進行 計算和編碼，其中，所述各個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅 度的比值；對與每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號之間的差相應 的各個殘余信號進行提取和編碼，其中，通過將各個計算的相位差和各個計算的增益分別 應用到剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號的參考信號，每個預測信號被預測。根據一個或多個實施例，提供一種其上記錄有用于控制至少一種處理裝置來執行 多信道解碼方法的計算機程序的計算機可讀記錄介質，所述方法包括對多信道信號的在 多個信道信號中的參考信號進行解碼；對所述多個信道信號的剩余信道信號和所述參考信 號之間的各個相位差進行解碼，其中，所述剩余的多個信道信號包括除參考信號之外的多個信道信號；對剩余的多個信道信號的各個增益進行解碼，其中，所述剩余的多個信道信號 的各個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比值；對與編碼器 確定的在每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號之間的差相應的各 個殘余信號進行解碼，其中，通過在多信道信號的編碼期間將編碼器計算的相位差和編碼 器計算的增益分別應用到參考信號，每個預測信號被預測；通過使用各個相位差、各個增益 和各個殘余信號來對剩余的多個信道信號進行重建。
具體實施例方式將詳細描述實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終表示相同 的元件。在這點上，本實施例可具有不同形式，并且不應被解釋為受這里所闡述的限制。因 此，下面僅通過參照附圖描述實施例，以解釋本描述的各方面。圖1示出根據一個或多個實施例的多信道編碼設備。例如，參照圖1，所述多信道 編碼設備可包括預處理單元100、變換單元110、參考頻譜量化單元120、相位差計算單元 130、相位差量化單元135、增益計算單元140、增益量化單元145、殘余頻譜提取單元150、殘 余頻譜量化單元155、預測檢查單元160、多信道量化單元170、無損編碼單元180和復用單 元190。例如，這里，預處理單元100、變換單元110、參考頻譜量化單元120、相位差計算單 元130、相位差量化單元135、增益計算單元140、增益量化單元145、殘余頻譜提取單元150、 殘余頻譜量化單元155、預測檢查單元160、多信道量化單元170、無損編碼單元180和復用 單元190中的一個或多個可作為至少一個處理器或處理裝置而被實現或集成。預處理單元100經由輸入端IN_1至IN_N接收具有N路信道信號的多信道信號， 并從N路信道信號中選擇被用作編碼參考的參考信號。預處理單元100可從N路信道信號 中選擇參考信號，而且還可以以各種方式來產生參考信號。例如，如果多信道信號包括2路 信道信號，則預處理單元100可基于在例如下面的公式1中表示的矩陣中的至少一種矩陣 操作來選擇或產生參考信號。也就是說，如果多信道信號包括N路信道信號，則通過所述N 路信道信號和各個矩陣操作來產生或選擇參考信號，以使殘余信號最小化。預處理單元100還可以以從N路信道信號中選擇或產生的巴克(bark)頻帶為單 位來改變參考信號，應注意到用于選擇參考信號的可選技術是同樣可用的。如果包括在多 信道信號中的信道的數量增加，或者如果必要，則可使用多個參考信號。可選擇地，多信道編碼設備可不執行或不包括預處理單元100。變換單元110可通過將多信道信號從時域變換到頻域來產生多信道頻譜，以便表 示N路信道信號的幅度和相位。例如，變換單元110可通過執行復值(complex-valued)變 換而以復值頻譜的形式表示N路信道信號中的每個。當使用復值變換時，變換單元110通過 在時域對多信道信號分別執行修正的離散余弦變換(MDCT)和修正的離散正弦變換(MDST) (例如)來計算實數部分和虛數部分。例如，如下面的公式2中所示，當多信道信號包括如立體信號的2路信道信號時， 變換單元Iio可將左信號和右信號分別變換為X(t)頻譜和y (t)頻譜。
公式1
1 00 11 10 11 0和-1 權利要求
1.一種多信道編碼設備，所述多信道編碼設備包括參考信號編碼單元，用于從在多信道信號中的多個信道信號中選擇參考信號，并用于 對所述參考信號進行編碼；相位差編碼單元，用于對剩余的多個信道信號和所述參考信號之間的各個相位差進行 計算和編碼；增益編碼單元，用于對剩余的多個信道信號的各個增益進行計算和編碼，其中，所述各 個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比值；以及殘余信號編碼單元，用于對與每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道 信號之間的差相應的各個殘余信號進行提取和編碼，其中，通過將各個計算的相位差和各 個計算的增益分別應用到剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號的參考信號，每個預 測信號被預測。
2.如權利要求1所述的多信道編碼設備，其中，所述參考信號編碼單元使用所述多個 信道信號和參考信號之間的矩陣操作來產生參考信號，以使殘余信號最小化。
3.如權利要求1所述的多信道編碼設備，還包括變換單元，用于對剩余的多個信道信 號分別進行變換，以表示剩余的多個信道信號的各個幅度和相位。
4.如權利要求3所述的多信道編碼設備，其中，所述變換單元通過執行復值變換來對 多信道信號進行變換。
5.如權利要求3所述的多信道編碼設備，其中，所述變換單元通過執行修正的離散余 弦變換(MDCT)和修正的離散正弦變換(MDST)來對剩余的多個信道信號進行變換。
6.如權利要求1所述的多信道編碼設備，其中，所述相位差編碼單元和增益編碼單元 分別計算各個相位差和各個增益，從而產生最小化的在每個預測信號和剩余的多個信道信 號的每個相應信道信號之間的均方誤差。
7.如權利要求1所述的多信道編碼設備，其中，所述相位差編碼單元、增益編碼單元和 殘余信號編碼單元以考慮臨界頻帶的巴克(bark)頻帶為單位來執行編碼。
8.如權利要求1所述的多信道編碼設備，還包括預測檢查單元，執行每個預測信號的各個精度的確定；以及多信道編碼單元，基于確定的每個預測信號的各個精度如滿足閾值，選擇性地對剩余 的多個信道信號的至少一個信道信號進行單獨編碼。
9.如權利要求8所述的多信道編碼設備，其中，當所述多信道編碼單元單獨編碼至少 一個信道信號時，所述多信道編碼單元將所述至少一個信道信號的相位差和增益設置為0。
10.如權利要求8所述的多信道編碼設備，其中，所述預測檢查單元通過將每個預測信 號的能量與其殘余信號的各個能量進行比較來確定每個預測信號的各個精度。
11.如權利要求8所述的多信道編碼設備，其中，所述殘余信號編碼單元根據所述確定 的每個預測信號的各個精度來自適應地編碼各個殘余信號。
12.—種多信道解碼設備，所述多信道解碼設備包括參考信號解碼單元，用于對多信道信號的在多個信道信號中的參考信號進行解碼；相位差解碼單元，用于對所述多個信道信號的剩余信道信號和所述參考信號之間的各 個相位差進行解碼，其中，剩余的多個信道信號包括除參考信號之外的多個信道信號；增益解碼單元，用于對剩余的多個信道信號的各個增益進行解碼，其中，所述剩余的多個信道信號的各個增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比 值；殘余信號解碼單元，用于對與編碼器確定的在每個預測信號和剩余的多個信道信號的 每個相應的信道信號之間的差相應的各個殘余信號進行解碼，其中，通過在多信道信號的 編碼期間將編碼器計算的相位差和編碼器計算的增益分別應用到參考信號，每個預測信號 被預測；以及多信道重建單元，用于通過使用各個相位差、各個增益和各個殘余信號來對剩余的多 個信道信號進行重建。
13.如權利要求12所述的多信道解碼設備，其中，所述多信道重建單元利用應用到編 碼端的矩陣操作的相反操作來重建多信道信號。
14.如權利要求12所述的多信道解碼設備，其中，所述多信道重建單元通過按照各個 解碼的相位差分別移動參考信號的相位、按照各個解碼的增益調整參考信號的幅度以及將 殘余信號分別增加到參考信號來對剩余的多個信道信號進行重建。
15.如權利要求12所述的多信道解碼設備，還包括逆變換單元，用于將解碼的參考信號從頻域逆變換到時域；以及變換單元，用于將逆變換的參考信號從時域變換到頻域。
16.如權利要求15所述的多信道解碼設備，其中，所述逆變換單元通過執行逆的修正 的離散余弦變換(IMDCT)來對解碼的參考信號進行逆變換，以及所述變換單元通過執行修正的離散正弦變換(MDST)來對逆變換的參考信號進行變換。
17.如權利要求15所述的多信道解碼設備，其中，所述多信道重建單元基于一幀延遲 執行重建。
18.如權利要求12所述的多信道解碼設備，還包括多信道解碼單元，用于對多信道信 號的單獨編碼的信道進行解碼，基于被確定為低的相應的預測信號的精度，所述單獨編碼 的信道在多信道信號的編碼期間已被編碼。
19.如權利要求12所述的多信道解碼設備，其中，所述相位差解碼單元、增益解碼單元 和殘余信號解碼單元以考慮臨界頻帶的巴克頻帶為單位來執行解碼。
20.如權利要求12所述的多信道解碼設備，其中，所述殘余信號解碼單元根據編碼器 確定的每個預測信號的預測的各個精度來自適應地分別解碼殘余信號。
21.一種多信道編碼方法，所述多信道編碼方法包括從在多信道信號中的多個信道信號中選擇參考信號，并對所述參考信號進行編碼；對剩余的多個信道信號和所述參考信號之間的各個相位差進行計算和編碼；對剩余的多個信道信號的各個增益進行計算和編碼，其中，所述各個增益是剩余的多 個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比值；以及對與每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號之間的差相應的各 個殘余信號進行提取和編碼，其中，通過將各個計算的相位差和各個計算的增益分別應用 到剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號的參考信號，每個預測信號被預測。
22.如權利要求21所述的多信道編碼方法，還包括對剩余的多個信道信號分別進行 變換，以表示剩余的多個信道信號的各個幅度和相位。
23.如權利要求22所述的多信道編碼方法，其中，信道信號的變換包括通過執行復值 變換來變換信道信號。
24.如權利要求22所述的多信道編碼方法，其中，信道信號的變換包括通過執行修正 的離散余弦變換(MDCT)和修正的離散正弦變換(MDST)來變換信道信號。
25.如權利要求21所述的多信道編碼方法，其中，各個相位差的編碼和各個增益的編 碼分別計算各個相位差和各個增益，從而產生最小化的在每個預測信號和所述多個信道信 號的剩余的每個相應信道信號之間的均方誤差。
26.如權利要求21所述的多信道編碼方法，其中，各個相位差的編碼、各個增益的編碼 和各個殘余信號的編碼以考慮臨界頻帶的巴克頻帶為單位被執行。
27.如權利要求21所述的多信道編碼方法，還包括 確定每個預測信號的各個精度；以及基于確定的每個預測信號的各個精度如滿足閾值，選擇性地對剩余的多個信道信號的 至少一個信道信號進行單獨編碼。
28.如權利要求27所述的多信道編碼方法，其中，信道信號的選擇性地單獨編碼包括 將所述至少一個信道信號的相位差和增益設置為0。
29.如權利要求27所述的多信道編碼方法，其中，每個預測信號的各個精度的確定包 括通過將每個預測信號的能量與其殘余信號的各個能量進行比較來確定每個預測信號的 各個精度。
30.如權利要求27所述的多信道編碼方法，其中，殘余信號的編碼包括根據所述確定 的每個預測信號的各個精度來自適應地分別編碼殘余信號。
31.一種多信道解碼方法，所述多信道解碼方法包括 對多信道信號的在多個信道信號中的參考信號進行解碼；對所述多個信道信號的剩余信道信號和所述參考信號之間的各個相位差進行解碼； 對剩余的多個信道信號的各個增益進行解碼，其中，所述剩余的多個信道信號的各個 增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比值；對與編碼器確定的在每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號之 間的差相應的各個殘余信號進行解碼，其中，通過在多信道信號的編碼期間將計算的相位 差和計算的增益分別應用到參考信號每個預測信號被預測；以及通過使用各個相位差、各個增益和各個殘余信號來對剩余的多個信道信號進行重建。
32.如權利要求31所述的多信道解碼方法，其中，所述剩余的多個信道信號的重建包 括通過按照各個解碼的相位差分別移動參考信號的相位、按照各個解碼的增益調整參考 信號的幅度以及將殘余信號分別增加到參考信號來對剩余的多個信道信號進行重建。
33.如權利要求31所述的多信道解碼方法，還包括 將解碼的參考信號從頻域逆變換到時域；以及 將逆變換的參考信號從時域變換到頻域。
34.如權利要求33所述的多信道解碼方法，其中，解碼的參考信號的逆變換包括通過 執行逆的修正的離散余弦變換(IMDCT)來對解碼的參考信號進行逆變換，以及逆變換的參考信號的變換包括通過執行修正的離散正弦變換(MDST)來對逆變換的 參考信號進行變換。
35.如權利要求31所述的多信道解碼方法，還包括對多信道信號的單獨編碼的信道 進行解碼，基于被確定為低的相應的預測信號的精度，所述單獨編碼的信道在多信道信號 的編碼期間已被編碼。
36.如權利要求31所述的多信道解碼方法，其中，各個相位差的解碼、各個增益的解碼 和各個殘余信號的解碼以考慮臨界頻帶的巴克頻帶為單位被執行。
37.如權利要求31所述的多信道解碼方法，其中，各個殘余信號的解碼包括根據編碼 器確定的每個預測信號的預測的各個精度來自適應地分別解碼殘余信號。
38.一種其上記錄有用于控制至少一種處理裝置來執行多信道編碼方法的計算機程序 的計算機可讀記錄介質，所述方法包括從在多信道信號中的多個信道信號中選擇參考信號，并對所述參考信號進行編碼；對剩余的多個信道信號和所述參考信號之間的各個相位差進行計算和編碼；對剩余的多個信道信號的各個增益進行計算和編碼，其中，所述各個增益是剩余的多 個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比值；以及對與每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號之間的差相應的各 個殘余信號進行提取和編碼，其中，通過將各個計算的相位差和各個計算的增益分別應用 到剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號的參考信號，每個預測信號被預測。
39.一種其上記錄有用于控制至少一種處理裝置來執行多信道解碼方法的計算機程序 的計算機可讀記錄介質，所述方法包括對多信道信號的在多個信道信號中的參考信號進行解碼；對所述多個信道信號的剩余信道信號和所述參考信號之間的各個相位差進行解碼；對剩余的多個信道信號的各個增益進行解碼，其中，所述剩余的多個信道信號的各個 增益是剩余的多個信道信號的各個幅度與所述參考信號的幅度的比值；對與編碼器確定的在每個預測信號和剩余的多個信道信號的每個相應的信道信號之 間的差相應的各個殘余信號進行解碼，其中，通過在多信道信號的編碼期間將編碼器計算 的相位差和編碼器計算的增益分別應用到參考信號，每個預測信號被預測；以及通過使用各個相位差、各個增益和各個殘余信號來對剩余的多個信道信號進行重建。
全文摘要
本發明的實施例提供一種用于通過丟棄在多信道中的重復信息來對多信道信號進行編碼和解碼以及不使用下混合信號而對殘余信號進行編碼和解碼的方法和設備。本發明對下述內容進行編碼和解碼來自組成多信道信號的多路信道信號中的參考信號；所述多路信道信號中的每個和參考信號之間的相位差；增益，所述增益是多路信道信號中的每個與參考信號的比值；殘余信號，所述殘余信號是實際的信道信號和通過將相位差和增益應用到參考信號而預測的信道信號之間的誤差。
文檔編號H04N7/32GK102144392SQ200980134635
公開日2011年8月3日 申請日期2009年7月13日 優先權日2008年7月11日
發明者克里爾·猶勒克夫, 朱基峴, 波利斯·庫德里亞索夫, 金重會 申請人:三星電子株式會社