[发明专利]多声道音频信号的生成

说明书

本发明涉及通过空间音频解码的多声道音频信号的生成，特别地但排它地，涉及从矩阵编码的环绕声立体声信号中的多声道音频信号的生成。

各种源信号的数字编码在最近的十年期间已经变得日益重要，因为数字信号表示和通信日益代替了模拟表示和通信。例如，诸如全球移动通信系统的移动电话系统基于数字语音编码。同样诸如视频和音乐的媒体内容的分发日益基于数字内容编码。

此外，在最近十年中已经有向多声道音频的趋势，尤其是向超出传统立体声信号而扩展的空间音频的趋势。例如，传统的立体声记录只包括两个声道，而现代先进的音频系统典型地使用五个或六个声道，如在流行的5.1环绕声系统中。这提供了更复杂的听觉体验，其中用户可能被声音源所环绕。

对于这种多声道信号的通信已经发展了多种技术和标准。例如，表现5.1环绕系统的六个离散声道可以根据诸如先进音频编码(AAC)或杜比数字标准之类的标准而被发射。

然而，为了提供向后的兼容性，所公知的是将较高数量的声道下混合(down-mix)为较低数量，并且尤其常见的是使用它来将5.1环绕声信号下混合为立体声信号，这允许立体声信号被传统(立体声)解码器再现和5.1信号被环绕声解码器再现。

这种不需要额外多声道信息的用于向后兼容多声道传输的现有方法典型地能够被特性描绘为矩阵式环绕方法。矩阵环绕声编码的例子包括诸如杜比预逻辑II(Dolby Prologic II)和逻辑-7(Logic-7)之类的方法。这些方法的共同原理是它们将输入信号的多声道矩阵乘以合适的非二次矩阵，由此生成具有较低声道数量的输出信号。特别地，矩阵编码器典型地在将环绕声道与前声道和中央声道混合之前对环绕声道应用相移。下混合信号(Lt，Rt)的生成例如可以通过下式给出：

LtRt=10qa.jb.j01q-b.j-a.jLfRfCLsRs---(1)]]>

因此，左边的下混合信号(Lt)由左前信号(Lf)、乘以系数q的中央信号(c)、相位旋转90度(，j’)并以系数a缩放的左环绕信号(Ls)、以及最后也相位旋转90度并以系数b缩放的右环绕信号(Rs)组成。右边的下混合信号(Rt)也类似地生成。下混合系数通常对于q和a是0.707，对于b是0.408。

对于右下混合信号(Rt)的相反符号的基本原因是在下混合对(Lt，Rt)中环绕声道以相反相位被混合。这个性质帮助解码器从下混合信号对中辨别前和后声道。通过应用分解矩阵(de-matrixing)操作，解码器能够(部分地)从立体声下混合中重构多声道信号。重建的多声道信号有多么精确地类似于原始多声道信号将取决于多声道音频内容的特有性质。