[发明专利]音频信号处理装置和方法

说明书

本发明涉及音频信号处理装置和方法，例如用于将输入音频信号处理为输出音频信号的音频信号下混装置(105)，其中，所述输入音频信号包括在多个空间位置处记录的多个输入声道(113)，所述输出音频信号包括多个主输出声道(123)。所述音频信号下混装置(105)包括：下混矩阵确定器(107)，用于为多个频率点中的每个频率点j确定下混矩阵D_U，其中j是范围从1到N的整数；对于给定频率点j，所述下混矩阵DU将与所述输入音频信号的所述多个输入声道(113)相关联的多个傅立叶系数映射到所述输出音频信号的所述主输出声道(123)的多个傅立叶系数；对于j小于或等于截止频率点k的频率点，所述下混矩阵DU通过确定离散Laplace‑Beltrami算子L的特征向量来确定，所述离散Laplace‑Beltrami算子L通过记录所述多个输入声道(113)的所述多个空间位置定义；对于j大于所述截止频率点k的频率点，所述下混矩阵DU通过确定协方差矩阵COV的特征向量的第一子集来确定，所述协方差矩阵COV通过所述输入音频信号的所述多个输入声道(113)定义；以及处理器(109)，用于使用所述下混矩阵(DU)将所述输入音频信号处理为所述输出音频信号。

技术领域

本发明涉及音频信号处理装置和方法。具体而言，本发明涉及用于对音频信号进行下混和上混的音频信号处理装置和方法。

背景技术

声音编码、传输、记录、混合和再现的技术一直是数十年来的研发主题。从单声道技术开始，多声道音频技术已逐渐发展到立体声、四声道、5.1声道等。与传统的单声道或立体声音频相比，多声道音频给终端用户带来了全新的聆听体验，因此越来越吸引音频制作者。

为了成功实现多声道音频，就应该可以在仅支持任意数量Q的记录声道的子集M的传统播放设备上再现多声道音频。播放设备中的M个再现声道，如扬声器或耳机，的子集可以根据用户需求而变化。当用户切换其设备，例如从立体声切换到5.1声道或从立体声切换到任何3个扬声器设备时，可能发生这种情况。

在传统播放设备上再现多声道音频的传统方式是通过使用固定的下混矩阵来将Q声道音频输入信号下混到仅具有M个声道的音频输出信号中。这可以在发送器或接收器侧进行，受到立体声、5.1声道和7.1声道等普遍可用的内容格式的约束。迄今为止，如果没有事先的再现布局信息，任何播放设备都不可能以最佳且灵活的方式支持任意数量的输出声道，也不会向记录设备进行反馈，例如即插即用立体声到3.0、立体声到8.2等。

因此，需要一种改良的音频信号处理装置和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种改良的音频信号处理装置和方法。

该目的通过独立权利要求的主题实现。更多实施方式从从属权利要求、描述内容和附图中显而易见。

根据第一方面，本发明涉及一种用于将输入音频信号处理为输出音频信号的音频信号下混装置，其中所述输入音频信号包括在多个空间位置处记录的多个输入声道，所述输出音频信号包括多个主输出声道。所述音频信号下混装置包括：下混矩阵确定器，用于为多个频率点中的每个频率点j确定下混矩阵D_U，其中j是范围从1到N的整数；对于给定频率点j，所述下混矩阵D_U将与所述输入音频信号的所述多个输入声道相关联的多个傅立叶系数映射到所述输出音频信号的所述主输出声道的多个傅立叶系数；对于j小于或等于截止频率点k的频率点，所述下混矩阵D_U通过确定离散Laplace-Beltrami算子L的特征向量来确定，所述离散Laplace-Beltrami算子L通过记录所述多个输入声道的所述多个空间位置定义；对于j大于所述截止频率点k的频率点，所述下混矩阵D_U通过确定协方差矩阵COV的特征向量的第一子集来确定，所述协方差矩阵COV通过所述输入音频信号的所述多个输入声道定义；以及处理器，用于使用所述下混矩阵D_U将所述输入音频信号处理为所述输出音频信号。所述空间位置可以通过多个麦克风的空间位置定义。