[发明专利]一种多通道音频编解码系统及其方法

权利要求书

1.一种多通道音频编解码系统，包括：多通道音频声源、扬声器、声信号AD/DA转化器、功率放大器、多通道音频编码器、多通道音频解码器和声信号传输设备，其特征在于：

所述的多通道音频声源，用于产生多通道音频信号，输出到多通道音频编码器的输入端；

所述的多通道音频编码器，用于将多通道音频信号分成前方信号和后方信号，将前方信号分配到前面的一对虚拟立体声信号、后方信号分配到后面的一对虚拟立体声信号，得到前后两对立体声信号；然后，模拟人头的微小转动，根据设定的前后方的人头转动模式对前后两对立体声信号分别调制其左右通道的幅值，前后两对立体声左右通道的幅度变化趋势不同；最后，将前后两对立体声信号向下混合成一对立体声信号输出到声信号传输设备；

所述的声信号传输设备，用于将多通道音频编码器输出的一对立体声信号传输到多通道音频解码器的输入端；

所述的多通道音频解码器，根据多通道音频编码器中设定的前后转动模式，将一对立体声信号分解成前后两对立体声信号，再根据扬声器配置，利用信号分配原则将两对立体声恢复出和原始环绕声相同空间定位的多通道音频信号；

所述的功率放大器，用于放大解码器和声信号DA转换器输出的多通道音频信号，并将信号输出到扬声器。

2.根据权利要求1所述的多通道音频编解码系统，其特征在于，所述的多通道音频编码器和多通道音频解码器采用普通PC机或者数字信号处理器。

3.根据权利要求1所述的多通道音频编解码系统，其特征在于，所述的扬声器为包括两个或两个以上扬声器阵列，用于播放解码后的多通道音频信号。

4.一种多通道音频编解码方法，该方法在编码端先将多通道信号转化为前后两对立体声信号，然后加入模拟人头微小转动的动态信息，调制两对立体声信号做出相应的变化，向下混合成一对立体声信号输出，在解码端根据立体声信号解出动态信息，区分出前后两对立体声，具体包括如下步骤：

（1）将多通道音频声源信号输出到多通道音频编码器的输入端；

（2）通过多通道音频编码器将多通道音频信号分成前方信号和后方信号，然后根据信号分配原则，将前方信号分配到前面的一对虚拟立体声信号，后方信号分配到后面的一对虚拟立体声信号，得到前后两对立体声信号；

（3）模拟人头的微小转动，根据设定的前后方的人头转动模式，按照一定的频率和转动模式对前后两对立体声信号分别调制其左右通道的幅值，前后两对立体声左右通道的幅度变化趋势不同；

（4）将前后两对立体声信号分别进行左通道相加、右通道相加，向下混合成一对立体声信号，使用声信号传输设备传输到多通道音频解码器；

（5）多通道音频解码器根据多通道音频编码器中设定好的前后转动模式，将一对立体声信号分解成前后两对立体声信号，再根据扬声器配置，利用信号分配原则将两对立体声恢复出和原始环绕声相同空间定位的多通道音频信号；

（6）经过声信号DA转化器、功率放大器输出到扬声器进行播放。

5.根据权利要求4所述的多通道音频编解码方法，其特征在于，所述的步骤3）中模拟人头的转动频率一般在50Hz以上，为了让听者使用普通立体声收听时感觉不到声像移动。

6.根据权利要求4所述的多通道音频编解码方法，其特征在于，所述的步骤5）通过多通道音频解码器将双通道立体声信号转化到时频域处理，对信号做时频变换，在每一个时频点将左右通道相除，观察前后两帧或更多帧左右通道比值的变化，然后对比之前设定好的前后两对立体声左右通道比值的变化，判断出该频点属于前方或后方，最后将时频域信号反变换到时域信号，解出前后方两对立体声信号，根据扬声器配置将两对立体声变换成多通道音频信号。

7.根据权利要求4所述的多通道音频编解码方法，其特征在于，所述的步骤5）通过多通道音频解码器将双通道立体声信号转化到时频域处理，采用信号处理方法将下混合后的双通道信号中的直达声成分和背景声成分分离，各得到一对立体声信号，能够提高直达声信噪比；同时原双通道立体声信号在每一个时频点将左右通道相除，观察前后两帧或更多帧左右通道比值的变化，然后对比之前设定好的前后两对立体声左右通道比值的变化，判断出该频点属于前方或后方，将原双通道立体声的时频点换成相对应的直达声的时频点，最后将时频域信号反变换到时域信号，解出对应直达声的前后方两对立体声信号；根据扬声器配置将两对直达声立体声和一对背景声立体声变换成多通道音频信号。