[发明专利]音频编码和解码中相位信息的有效利用

说明书

技术领域

本发明涉及音频编码和音频解码，更具体地说，涉及一种当相位信息的重建是感知相关时选择性地提取和/或传输相位信息的编码和解码方案。

背景技术

例如双耳线索编码(BCC)、参数立体声(PS)或MPEG环绕(MPS)的最近的参数多信道编码方案使用人类听觉系统的针对空间感知的线索的紧凑参数表示。这允许了具有两个或多个音频信道的音频信号的速率有效表示。为此，编码器进行从M个输入信道至N个输出信道的降混，且将所提取的线索连同该降混信号一起传输。此外，根据人类感知的原理对这些线索进行量化，即，人类听觉系统无法听到或无法区别的信息可被删除或粗略量化。

当降混信号为“一般性”音频信号时，这种原始音频信号的编码表示所消耗的带宽可以通过使用单信道音频压缩器对降混信号或降混信号的信道进行压缩而进一步减少。在下文中，将各种类型的这些单信道音频压缩器概括为核心编码器。

用于描述两个或多个音频信道间的空间相互关系的典型线索是将输入信道间的电平关系进行参数化的信道间电平差(ILD)、将输入信道间的统计相依性进行参数化的信道间互相关性/相干性(ICC)，以及将输入信道的类似信号段间的时间或相位差进行参数化的信道间时间/相位差(ITD或IPD)。

为了维持由降混与先前描述的线索所表示的信号的高感知质量，通常是针对不同频带计算个别线索。也就是，针对该信号的给定时段，传输将相同属性进行参数化的多个线索，每个线索-参数表示信号的预定频带。

可以在时间和频率上依赖于接近于人类的频率分辨率的标尺来计算这些线索。无论何时当表示多信道音频信号时，相应的解码器基于传输的空间线索和降混传输的信号(因此所传输的降混常被称为载波信号)进行从M信道至N信道的升混。

通常，得到的升混信道可描述为传输的降混的电平和相位加权版本。如传输的相关性参数(ICC)所指示的，通过对传输的降混信号(“干”信号)和从该降混信号导出的去相关信号(“湿”信号)进行混合与加权，可以合成在编码信号的同时导出的去相关性。这样，升混信道与原始信道相比具有彼此类似的相关性。通过将该降混馈送至滤波器链例如全通滤波器和延迟线，可产生去相关信号(即，当与传输的信号互相关时具有接近于零的互相关性系数的信号)。然而，可以使用其它导出去相关信号的方式。

显然，在前述编码/解码方案的特定实现中，必须进行编码信号的传输比特率(理想的是尽可能地低)与可实现的质量(理想的是尽可能地高)间的折衷。

因此，可以决定不传输空间线索的完整集合，而忽略一个特定参数的传输。附加地，此决定可能受到选择适当的升混的影响。例如，适当的升混可平均地再现未传输的空间线索。也就是，至少针对完整带宽信号的长期分段，保留平均空间属性。

特别地，并非所有参数多信道方案都使用信道间时间差或信道间相位差，从而避免相应的计算或合成。例如MPEG环绕等方案仅依赖于ILD和ICC的合成。通过去相关性合成隐性地对信道间相位差进行近似，该去相关性合成将两种去相关信号的表示与所传输的降混信号进行混合，其中两种表示具有180度的相对相移。忽略IPD的传输，从而减少参数信息的需要量，同时接受再现质量的恶化。

因此，需要提供更佳的信号重建质量而不明显增加所需的比特率。

发明内容

本发明的一个实施例通过使用相位估计器来实现上述目的，当输入音频信号之间的相移超过预定阈值时，该相位估计器导出指示第一和第二输入音频信号间的相位关系的相位信息。当从感知观点来看，需要传输相位信息时，用于将空间参数和降混信号包括到输入音频信号的编码表示中的关联输出接口将仅包括导出的相位信息。

为此，可连续进行相位信息的确定，且可以基于阈值仅进行是否要包括该相位信息的判定。例如，该阈值可描述针对其不需要附加相位信息处理来实现重建后的信号的可接受质量的最大容许相移。

可选地，输入音频信号间的相移可以与相位信息的实际产生无关地导出，这样，仅当超过相位阈值时才进行导出相位信息的正式相位分析。

可选地，可以实现空间输出模式判决器，其接收连续产生的相位信息，并且仅当满足相位信息条件时，即，例如，当输入信号间的相位差超过预定阈值时，该判决器才操控输出接口以包括相位信息。

也就是说，输出接口主要将ICC参数和ILD参数以及降混信号仅包括到输入音频信号的编码表示中。当出现具有特定信号特征的信号时，附加地包括所确定的相位信息，从而可以较高质量地重建使用编码表示重建的信号。但是，这可以仅以最小量附加传输信息来实现，因为确实仅针对关键的那些信号部分传输相位信息。