通過使用參量立體聲改善fm立體聲無線電接收器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于改善FM立體聲無線電接收器（10）的立體聲音頻信號的裝置（1）。建議在這樣的裝置（1）中采用標(biāo)準(zhǔn)的HE-ACCv2解碼器（40）的組件以有效地恢復(fù)立體聲音頻信號（L\R'）同時(shí)也呈現(xiàn)良好的信號質(zhì)量。為此，參量立體聲參數(shù)（15）應(yīng)該被量化并且連同單聲道縮混信號（25）提交到這樣的解碼器（40）。解碼器（25）然后可以容易地通過經(jīng)由簡單的查找表恢復(fù)參量立體聲參數(shù)（15），并且最終從去量化的參量立體聲參數(shù)和單聲道縮混信號（25）產(chǎn)生立體聲輸出信號（L'R'）。該裝置（1）進(jìn)一步包括參數(shù)估計(jì)級（5），參數(shù)估計(jì)級可以再一次基于標(biāo)準(zhǔn)的HE-ACC?v2編碼器（65）的組件而被實(shí)施。在估計(jì)參量立體聲參數(shù)（15）和生成單聲道縮混信號（25）之后，除了已經(jīng)執(zhí)行的PS編碼之外，編碼器（65）不會使用進(jìn)一步的編碼。因此根據(jù)本發(fā)明的裝置（1）有利地包括標(biāo)準(zhǔn)的HE-ACC?v2編解碼器的解碼器（40）和/或編碼器（65）組件，利用它的參量立體聲參數(shù)處理能力。
【專利說明】通過使用參量立體聲改善FM立體聲無線電接收器
[0001]對相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年8月4日提交的歐洲專利申請N0.11176523.6和2011年10月25日提交的美國臨時(shí)專利申請N0.61/551，103的優(yōu)先權(quán)，它們每一個通過引用而被全部
合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及音頻信號處理，具體地涉及用于改善FM立體聲無線電接收器的音頻信號的裝置和對應(yīng)方法。
【背景技術(shù)】
[0004]PCT/EP2010/005481在各個實(shí)施例中公開了利用參量立體聲的FM立體聲無線電接收器。此公開應(yīng)當(dāng)在此通過引用全部合并。
[0005]在模擬FM (調(diào)頻)立體聲無線電系統(tǒng)中，音頻信號的左聲道(L)和右聲道(R)以中偵儀M/S )表示(S卩，作為中央聲道(M)和側(cè)聲道(S ))被傳送。中央聲道M對應(yīng)于L和R的和信號，例如M= (L+R)/2，并且側(cè)聲道S對應(yīng)于L和R的差信號，例如S= (L-R)/2。為了傳輸，側(cè)聲道S被調(diào)制到38kHz的抑制載波上并且添加到基帶中央信號M以形成向后兼容的立體聲多路復(fù)用信號。此多路復(fù)用信號然后用于調(diào)制通常操作在87.5到108MHz的范圍中的FM發(fā)射器的HF (高頻)載波。
[0006]當(dāng)接收質(zhì)量下降(S卩，無線信道上的信噪比下降)時(shí)，S聲道通常比M聲道受到的損失大。在許多FM接收器實(shí)施方式中，當(dāng)接收狀況變得太嘈雜時(shí)，S聲道被消音。這意味著在不良的HF無線電信號的情況下，接收器從立體聲退回到單聲道。
[0007]參量立體聲(PS)編碼是從非常低的比特率音頻編碼領(lǐng)域而來的技術(shù)。PS允許將2聲道立體聲音頻信號編碼為與附加的PS輔助信息(即，PS參數(shù))結(jié)合的單聲道縮混信號。單聲道縮混信號被獲得為立體聲信號的兩個聲道的組合。PS參數(shù)使得PS解碼器能夠從單聲道縮混信號和PS輔助信息重構(gòu)立體聲信號。通常，PS參數(shù)是隨時(shí)間和頻率變化的，并且PS解碼器中的PS處理通常在合并QMF組的混合濾波器組域中執(zhí)行。文獻(xiàn)“Low ComplexityParametric Stereo Coding in MPEG-4Heiko Purnhagen, Proc.Digital Audio Effectsffork-shop (DAFx)，pp.163-168，Naples, IT, Oct.2004 描述用于 MPEG-4 的示范性 PS 編碼系統(tǒng)。它對參量立體聲的討論通過引用合并于此。參量立體聲被MPEG-4音頻支持。參量立體聲在MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)化文件IS0/IEC 14496-3:2005 (MPEG-4音頻，第三版)的8.6.4節(jié)和附錄8.A和8.C中討論。該標(biāo)準(zhǔn)化文件的這些部分通過引用合并于此以用于所有目的。參量立體聲也用在MPEG環(huán)繞聲標(biāo)準(zhǔn)中(參見文件IS0/IEC23003-1:2007，MPEG Surround)。同樣，該文件通過引用合并于此以用于所有目的。參量立體聲編碼系統(tǒng)的進(jìn)一步的示例在文件 “Binaural Cue Coding-Part 1:Psychoacoustic Fundamentals and DesignPrinciples，，，F(xiàn)rank Baumgarte 和 Christof Faller, IEEE Transactions on Speech andAudio Processing, volll, no6, pages509-519, November2003 以及在文件“Binaural CueCoding-Part I1: Schemes and Applications，，, Christof Faller 和Frank Baumgarte, IEEETransactions on Speech and Audio Processing, vol 11, no 6,pages 520—531，November2003中討論。在后兩個文件中，使用術(shù)語“雙耳提示編碼”，其是參量立體聲編碼的示例。
[0008]甚至在中央信號M具有可接受的質(zhì)量的情況下，側(cè)信號S在被混入輸出信號(其例如根據(jù)L=M+S和R=M-S推導(dǎo)的)的左聲道和右聲道時(shí)，可以是強(qiáng)噪聲的，因而可以嚴(yán)重地降低整體音頻質(zhì)量。當(dāng)側(cè)信號S僅僅具有不良到中間質(zhì)量時(shí)，存在兩個選項(xiàng):或者接收器選擇接受與側(cè)信號S相關(guān)聯(lián)的噪聲并輸出真正的立體聲，或者接收器丟棄側(cè)信號S并且退回到單聲道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的第一方面涉及用于改善FM立體聲無線電接收器的音頻信號的裝置。該裝置生成立體聲音頻信號。要被改善的音頻信號可以是以L/R表示的音頻信號，即L/R音頻信號，或在可替換實(shí)施例中，以M/S表示的音頻信號，即M/S音頻信號。通常，要被改善的音頻信號是以L/R表示的音頻信號，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的FM無線電接收器使用L/R輸出。
[0010]作為本發(fā)明的示范性實(shí)施例，該裝置用于被配置為接收包括中央信號和側(cè)信號的FM無線電信號的FM立體聲無線電接收器。
[0011]該裝置包括參量立體聲(PS)參數(shù)估計(jì)級。參數(shù)估計(jì)級被配置為基于L/R或M/S音頻信號以頻率變化或頻率不變的方式確定一個或多個PS參數(shù)。所述一個或多個參數(shù)可以包括指示聲道間強(qiáng)度差(IID或也稱為CLD-聲道級別差)的參數(shù)和/或指示聲道間互相關(guān)(ICC)的參數(shù)。優(yōu)選地，這些PS參數(shù)是隨時(shí)間和頻率變化的。
[0012]此外，該裝置包括增混級。增混級被配置為基于第一音頻信號和一個或多個PS參數(shù)生成立體聲信號。
[0013]第一音頻信號是例如通過縮混級中的縮混操作從L/R或M/S音頻信號中獲得的。在L/R表示的情況下，第一音頻信號可以從音頻信號中通過縮混操作根據(jù)以下公式獲得:DM= (L+R)/a，其中DM對應(yīng)于第一音頻信號。例如，參數(shù)a被選擇為2。在DM= (L+R)/a的情況下，第一音頻信號基本上對應(yīng)于接收的中央信號M。在更高級的自適應(yīng)縮混方案中，用于根據(jù)公式DM=L/ai+R/a2組合兩個聲道的兩個參數(shù)a1、a2可以是不同的和/或可以取決于PS參數(shù)和/或其它信號性質(zhì)。
[0014]在FM立體聲無線電接收器的輸出處的M/S表不的情況下,第一音頻信號可以簡單地對應(yīng)于輸出處的M/S音頻信號的M信號。
[0015]PS參數(shù)估計(jì)級可以是PS編碼器的一部分。增混級可以是PS解碼器的一部分。
[0016]該裝置基于如下構(gòu)思:由于它的噪聲，接收的側(cè)信號對于通過簡單地組合接收的中央信號和側(cè)信號來重構(gòu)立體聲信號是不足夠好的；然而，在這種情況下，側(cè)信號或L/R信號中的側(cè)信號的分量對于PS參數(shù)估計(jì)級中的立體聲參數(shù)分析可以仍然是足夠好的。這些PS參數(shù)然后可以用于重構(gòu)立體聲信號。
[0017]因而，在側(cè)信號中的中間或甚至大噪聲的條件下，該裝置實(shí)現(xiàn)改善的立體聲接收。應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語“噪聲”通常用在此說明書中以指代從無線電發(fā)送信道的局限性引入的噪聲(與起源于被廣播的實(shí)際音頻信號的類噪聲信號分量相反)。
[0018]代替使用接收的有噪聲的側(cè)信號產(chǎn)生立體聲音頻信號，可以使用在接收器處生成的改善的側(cè)信號。改善的側(cè)信號可以利用來自于PS編碼的技術(shù)來生成。這些包括例如通過解相關(guān)器對作為輸入的第一音頻信號操作來生成改善的側(cè)信號的分量。關(guān)于接收狀況的數(shù)據(jù)和/或接收的立體聲信號的分析可以用于自適應(yīng)地控制改善的側(cè)信號的生成并且還控制音頻輸出信號的生成。
[0019]根據(jù)另一個實(shí)施例，該裝置進(jìn)一步包括被配置為基于第一音頻信號生成解相關(guān)的信號的解相關(guān)器。增混級可以基于第一音頻信號、一個或多個PS參數(shù)和解相關(guān)的信號或至少解相關(guān)的信號的頻帶生成立體聲信號。
[0020]代替使用解相關(guān)的信號，增混級可以使用接收的側(cè)信號用于增混，例如在當(dāng)接收的側(cè)信號的噪聲低時(shí)的良好的接收狀況的情況下。因此，根據(jù)實(shí)施例，為了選擇性地增混，使用接收的側(cè)信號或解相關(guān)的信號。更優(yōu)選地，選擇是隨頻率變化的。例如，增混級可以使用接收的側(cè)信號用于更低的頻率，并且可以使用解相關(guān)的信號作為偽側(cè)信號用于更高的頻率，因?yàn)轭l率越高，噪聲密度越大。在對無線電心道的加性(白色)噪聲情況下，這是FM解調(diào)的典型性質(zhì)。這將在說明書中在后面詳細(xì)說明。
[0021]如果第一信號對應(yīng)于中央信號，則接收的側(cè)信號或其至少一個或多個頻率分量可以用于增混。在不同的縮混方案(其不同于用于生成第一音頻信號的(L+R)/a)的情況下，殘差信號可以用于增混，代替使用接收的側(cè)信號。這樣的殘差信號指示與通過它們的縮混和PS參數(shù)表示原始聲道相關(guān)聯(lián)的誤差并且通常用在PS編碼方案中。上述對接收的側(cè)信號的使用的陳述也適用于殘差信號。
[0022]用于增混的接收的側(cè)信號和解相關(guān)的信號的選擇可以是依賴于信號的，或換句話說是信號自適應(yīng)的。
[0023]根據(jù)另一實(shí)施例，該選擇取決于由諸如信號強(qiáng)度之類的無線電接收指示器指示的接收狀況和/或取決于指示接收的側(cè)信號的質(zhì)量的指示器。在良好的接收狀況(即，高強(qiáng)度)的情況下，接收的側(cè)信號可以優(yōu)選地用于增混(在一些情況下，不用于最高頻率)，而在中間接收狀況(即，較低強(qiáng)度)的情況下，解相關(guān)的信號可以用于增混。
[0024]在側(cè)信號上具有高的噪聲級別的非常差的接收狀況下，F(xiàn)M接收器可以切換到單聲道輸出模式以減小音頻信號的噪聲。在FM接收器的輸出處的L/R立體聲音頻信號的情況下，輸出處的兩個聲道在單聲道重放中具有相同的信號。在FM接收器的輸出處的M/S立體聲信號的情況下，輸出處的S聲道被消音。在單聲道輸出模式中，立體聲信息在FM接收器的音頻信號中丟失。因而，PS參數(shù)估計(jì)級不能確定適合于在增混級中產(chǎn)生真正的立體聲信號的PS參數(shù)。即使在非常差的接收狀況中FM接收器不切換到單聲道輸出模式，F(xiàn)M接收器的輸出處的音頻信號也可以太差而不能用于估計(jì)有意義的PS參數(shù)。
[0025]該裝置可以被配置為檢測FM接收器是否已經(jīng)選擇了立體聲無線電信號的單聲道輸出和/或可以被配置為通知這樣的不良的接收狀況(其太不良而不能用于估計(jì)有意義的PS參數(shù))。在檢測到單聲道輸出的情況下或在檢測到這樣的不良的接收狀況的情況下，增混級可以生成偽立體聲信號。增混級使用一個或多個增混參數(shù)用于盲增混，而不是如上所述使用估計(jì)的參數(shù)。此模式被稱為偽立體聲操作或盲增混操作。
[0026]在這種情況下，盲增混操作指定，在檢測到不良的接收狀況或檢測到單聲道輸出并且因而啟動盲增混操作之后，F(xiàn)M接收器的輸出信號中的空間聲學(xué)信息-如果完全存在的話-不用于確定增混參數(shù)并且因而不被考慮用于增混(如果在FM接收器的輸出處已經(jīng)存在單聲道輸出，則不存在空間聲學(xué)信息并且因而完全不能考慮)。與上述討論的其中確定PS參數(shù)以用于在增混級的輸出信號中重構(gòu)側(cè)信號的PS操作模式相反，在盲增混操作中，該裝置目的在于在增混級的輸出信號處重構(gòu)側(cè)信號。
[0027]但是，盲增混不意味著裝置是“盲的”，因?yàn)樵龌靺?shù)一定獨(dú)立于FM接收器的輸出信號。例如，F(xiàn)M接收器的輸出信號可以被監(jiān)視它是音樂還是談話，并且根據(jù)其可以選擇適當(dāng)?shù)脑龌靺?shù)。
[0028]用于盲增混的一個實(shí)施例是使用預(yù)設(shè)的增混參數(shù)。預(yù)設(shè)的增混參數(shù)可以是默認(rèn)的或存儲的增混參數(shù)。
[0029]然而，使用的增混參數(shù)可以是依賴于信號的，例如用于談話的增混參數(shù)和用于音樂的增混參數(shù)。在這種情況下，該裝置進(jìn)一步具有談話檢測器(例如，談話/音樂鑒別器)，其檢測音頻信號主要是談話還是音樂。例如，在純音樂的情況下，可以選擇增混參數(shù)以使得縮混信號和其解相關(guān)的版本被混合，而在純談話的情況下，可以選擇增混參數(shù)以使得不使用縮混信號的解相關(guān)的版本并且僅僅縮混信號用于增混到“單聲道”左/右信號。在音頻信號是談話和音樂的混合物的情況下，可以使用盲增混參數(shù)，其處于用于純談話的增混參數(shù)和用于純音樂的增混參數(shù)之間?？梢赃M(jìn)一步使用用于其間所有狀態(tài)的內(nèi)插的增混參數(shù)。
[0030]可以預(yù)見用于偽立體聲的高級的盲增混方案，其中執(zhí)行更加高級的單信號分析并且這被用作推導(dǎo)“人為生成的”或“合成的” PS參數(shù)的基礎(chǔ)。
[0031]對于實(shí)際上具有僅僅噪聲的側(cè)信號，該裝置優(yōu)選地切換到如上所述的偽立體聲模式。如上所述，術(shù)語“噪聲”這里是指由差的無線電接收引入的噪聲(即，無線電聲道上的低的信噪比)，而不是指包含在發(fā)送給FM廣播發(fā)射器的原始信號中的噪聲。
[0032]但是，對于幾乎不具有噪聲的側(cè)信號，即幾乎沒有來源于FM無線電傳輸?shù)脑肼?，該裝置優(yōu)選地切換到正常的立體聲模式而不是參量立體聲模式。在正常的立體聲模式中，該裝置的信號改善功能基本上被禁用。對于禁用，在裝置的輸入處的左/右音頻信號可以基本上被饋通到該裝置的輸出。
[0033]可替換地，對于禁用，在增混級中僅僅接收的側(cè)信號(而非解相關(guān)的信號)與第一音頻信號混合。當(dāng)在增混級中適當(dāng)?shù)剡x擇增混參數(shù)時(shí)，增混級的輸出信號對應(yīng)于FM發(fā)射器的輸出信號:例如，當(dāng)混合第一音頻信號DM和接收的側(cè)信號時(shí)，S0根據(jù)
[0034]在DM= (L+R) /2 且 S。= (L-R) /2 的情況下，L’ =DM+S。和 R’ =DM_S。。
[0035]更優(yōu)選地，在有些情況下，可以按照依頻率變化的方式選擇正常的立體聲模式或參量立體聲模式，即對于不同的頻帶，選擇可以是不同的。這是有用的，因?yàn)榻邮盏膫?cè)信號的信噪比的特性對于更高的頻率變得更壞。如上所述，這是FM解調(diào)的典型性質(zhì)。
[0036]本發(fā)明的第二方面涉及用于基于FM立體聲無線電接收器的左/右或中/側(cè)音頻信號生成立體聲信號的裝置。該裝置被配置用于通知FM立體聲接收器已經(jīng)選擇了立體聲無線電信號的單聲道輸出或該裝置被配置用于通知不良的無線電接收。該裝置包括立體聲增混級。該增混級被配置為，在該裝置通知FM立體聲接收器已經(jīng)選擇了立體聲無線電信號的單聲道輸出或該裝置通知不良的接收的情況下，基于第一音頻信號和用于盲增混的一個或多個增混參數(shù)生成立體聲信號。第一音頻信號是從左/右或中/側(cè)音頻信號中獲得的。
[0037]用于盲增混的增混參數(shù)可以是預(yù)設(shè)參數(shù)，諸如默認(rèn)或存儲的參數(shù)。
[0038]該裝置允許在側(cè)信號上具有高的噪聲級別的非常差的接收狀況的情況下生成具有低級別的噪聲的偽立體聲信號。在這樣的接收狀況中，F(xiàn)M接收器可以切換到單聲道模式以減小音頻信號的噪聲，或者L/R或M/S音頻信號可以太差而不能估計(jì)有意義的PS參數(shù)。這被檢測然后使用用于盲增混的增混參數(shù)來生成偽立體聲信號。這已經(jīng)參考本發(fā)明的第一方面進(jìn)行了討論。
[0039]如還參考本發(fā)明的第一方面討論的，該裝置可以包括用于檢測FM立體聲接收器是否已經(jīng)選擇了立體聲無線電信號的單聲道輸出的檢測級。
[0040]根據(jù)示范性實(shí)施例，該裝置進(jìn)一步包括音頻類型檢測器，諸如指示FM發(fā)射器的輸出處的音頻信號是否主要是談話的談話檢測器。在這種情況下，增混參數(shù)取決于談話檢測器的指示。例如該裝置在談話的情況下使用增混參數(shù)，并且在音樂的情況下使用不同的增混參數(shù)，如參考本發(fā)明的第一方面詳細(xì)地討論的。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的第二方面的裝置可以進(jìn)一步包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置的特征，反之亦然。
[0042]本發(fā)明的第三方面涉及被配置為接收包括中央信號和側(cè)信號的FM無線電信號的FM立體聲無線電接收器。FM立體聲無線電接收器包括用于根據(jù)本發(fā)明的第一和第二方面改善音頻信號的裝置。
[0043]本發(fā)明的第四方面涉及諸如蜂窩電話之類的移動通信設(shè)備。移動通信設(shè)備包括被配置為接收FM無線電信號的FM立體聲接收器。此外，移動通信設(shè)備包括用于根據(jù)本發(fā)明的第一和第二方面改善音頻信號的裝置。
[0044]本發(fā)明的第五方面涉及用于改善FM立體聲無線電接收器的左/右或中/側(cè)音頻信號的方法。根據(jù)第五方面的方法的特征對應(yīng)于根據(jù)第一方面的裝置的特征。一個或多個PS參數(shù)是基于左/右或中/側(cè)音頻信號以頻率變化或頻率不變的方式確定的。該立體聲信號是通過增混操作基于所述第一音頻信號和一個或多個PS參數(shù)生成的。
[0045]對本發(fā)明的第一方面的陳述也適用于本發(fā)明的第五方面。
[0046]本發(fā)明的第六方面涉及用于基于FM立體聲無線電接收器的左/右或中/側(cè)音頻信號生成立體聲信號的方法。根據(jù)第六方面的方法的特征對應(yīng)于根據(jù)第二方面的裝置的特征。應(yīng)當(dāng)注意，F(xiàn)M立體聲接收器具有選擇了立體聲無線電信號的單聲道輸出，或在可替換實(shí)施例中，通知不良的無線電接收。在FM立體聲接收器已經(jīng)選擇了立體聲無線電信號的單聲道輸出的情況下在不良的無線電接收的情況下，基于第一音頻信號和諸如預(yù)設(shè)增混參數(shù)之類的用于盲增混的一個或多個增混參數(shù)生成立體聲信號。
[0047]對本發(fā)明的第二方面的陳述也適用于本發(fā)明的第六方面。
[0048]本發(fā)明的另一方面包括利用標(biāo)準(zhǔn)的HE-AAC v2編碼器和解碼器的組件來有效地實(shí)現(xiàn)改善的FM立體聲無線電接收器。
[0049]進(jìn)一步有用的和優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中規(guī)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]在下文中，將概述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，集中于標(biāo)準(zhǔn)的HE-ACC v2編碼器和解碼器的組件的使用。
[0051]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的改善的FM立體聲無線電接收器?！揪唧w實(shí)施方式】
[0052]該圖示意地描述改善的FM立體聲無線電接收器100，包括能夠從接收的FM無線電信號產(chǎn)生立體聲L/R或中/側(cè)M/S輸出信號的FM立體聲無線電接收器10。因此FM立體聲無線電接收器10可以被認(rèn)為是傳統(tǒng)的立體聲FM收音機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的改善的立體聲無線電接收器100優(yōu)選地被集成到諸如蜂窩電話機(jī)、PDA、智能電話、平板PC、汽車收音機(jī)等之類的移動設(shè)備中。
[0053]主要由于不穩(wěn)定的FM信號接收狀況，典型地對于移動設(shè)備，傳統(tǒng)的FM立體聲無線電接收器10往往會呈現(xiàn)-至少暫時(shí)地-差的立體聲信號再現(xiàn)質(zhì)量。因此，當(dāng)前發(fā)明建議增加用于改善的FM接收質(zhì)量的進(jìn)一步的信號處理組件。
[0054]提供用于基于左/右L、R或中/側(cè)M、S信號確定一個或多個參量立體聲參數(shù)15和第一音頻信號25-優(yōu)選地通過縮混單元30生成的單聲道縮混信號-的參量立體聲參數(shù)估計(jì)級5。
[0055]可以可選地提供用于進(jìn)一步調(diào)節(jié)確定的參量立體聲參數(shù)15的預(yù)處理單元50。根據(jù)當(dāng)前信號接收性質(zhì)，這樣的預(yù)處理單元50可以被激活或者旁路。
[0056]此外，提供量化器單元35，接收確定的或預(yù)處理的參量立體聲參數(shù)15作為量化器單元輸入值45。量化器單元35基于諸如均勻量化、不均勻量化、固定點(diǎn)量化和浮點(diǎn)量化之類的量化器規(guī)則從量化器單元輸入值45生成離散值，其中量化器可以進(jìn)一步被實(shí)施為中升(midrise)或中平(midtread)量化器。
[0057]量化的(可選地預(yù)處理的)參量立體聲參數(shù)55然后可以容易地由增混級20使用用于執(zhí)行去量化的查找表60恢復(fù)而不需要應(yīng)用復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算來恢復(fù)所述參數(shù)。
[0058]增混級20基于第一音頻信號25 (單聲道縮混信號)和去量化的參量立體聲參數(shù)產(chǎn)生改善的L’ /R’立體聲輸出信號。
[0059]量化器單元35和/或預(yù)處理單元50優(yōu)選地包括在參量立體聲參數(shù)估計(jì)級5中，相應(yīng)地標(biāo)準(zhǔn)AAC v2編碼器(65)組件中。
[0060]本發(fā)明的一個重要的方面是使用參量立體聲進(jìn)行編碼和隨后利用傳統(tǒng)的FM無線電接收器10的立體聲輸出進(jìn)行解碼的構(gòu)思，雖然不存在具有有限傳輸能力的典型傳輸信道。
[0061]通常，參量立體聲編碼(PS)應(yīng)用于要被通過在比特率、帶寬等方面具有局限性的信道發(fā)送的立體聲信號。在信道的接收方處，然后解碼編碼的PS信號以恢復(fù)立體聲信號。
[0062]相反，本發(fā)明建議直接組合立體聲音頻左/右或中/側(cè)信號的PS編碼和解碼，而沒有中間傳輸信道，并且優(yōu)選地在諸如蜂窩電話機(jī)、PDA、智能電話機(jī)、平板PC、汽車收音機(jī)等之類的一個(移動)設(shè)備中集成整個信號處理鏈路。
[0063]此構(gòu)思基于關(guān)于PS編碼的如下知識:即使傳輸信道有限或失真，也改善立體聲信號的再現(xiàn)。
[0064]利用本發(fā)明，我們不具有(傳統(tǒng)的)傳輸信道，而是由(傳統(tǒng)的)FM立體聲無線電接收器產(chǎn)生的可能有限/失真的音頻信號。如果使用PS編碼和解碼進(jìn)一步處理這樣的音頻信號，則在許多情況中，與(傳統(tǒng)的)FM立體聲無線電接收器的信號輸出相比較，將可以例如通過由增混級20根據(jù)關(guān)于(去量化的)參量立體聲參數(shù)的信號性質(zhì)選擇性地生成并且應(yīng)用立體聲增混矩陣，來改善輸出信號(L’、R’ )質(zhì)量。[0065]這樣的立體聲增混矩陣的元素可以包括范圍從對應(yīng)于良好質(zhì)量的立體聲輸出信號的值到僅僅單聲道信號-以及中間的任何事物的任何值。
[0066]一旦發(fā)現(xiàn)在目前技術(shù)水平的編碼器和解碼器中實(shí)現(xiàn)的參量立體聲(PS)編碼和隨后的解碼算法在用于FM立體聲無線電接收器時(shí)將改善再現(xiàn)的信號質(zhì)量，像HE ACC v2的這樣的標(biāo)準(zhǔn)編解碼器的(至少有關(guān)PS的)組件可以有利地用于執(zhí)行本發(fā)明，通常不需要這樣的組件的重新設(shè)計(jì)或改編。具體地，量化器單元35的主要目的是調(diào)節(jié)確定的參量立體聲參數(shù)以使得它們可以直接被標(biāo)準(zhǔn)的ACC v2解碼器處理，該解碼器包括用于去量化的簡單的查找表。因此量化負(fù)責(zé)提供與標(biāo)準(zhǔn)的比特流格式相似的數(shù)據(jù)格式，其可以直接由標(biāo)準(zhǔn)的HEACC v2解碼器處理。既然除了實(shí)現(xiàn)PS編碼之外沒有其他的編碼，那么這里的解碼僅僅需要使用查找表的“逆量化”。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的改善的立體聲FM無線電接收器100可以被描述為具有隨后的參量立體聲編碼和解碼而在PS編碼器和解碼器之間沒有中間傳輸信道的傳統(tǒng)的立體聲FM無線電接收器。
[0068]從根據(jù)目前技術(shù)水平的標(biāo)準(zhǔn)的HE ACC v2編解碼器的角度來看，本發(fā)明產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)的HE AAC v2解碼器40組件對于FM立體聲無線電接收器10的新的和有用的用途，包括使用用于去量化的查找表60從饋送給HE AAC v2解碼器40的量化的參量立體聲參數(shù)55恢復(fù)參量立體聲參數(shù)15,和從恢復(fù)的參量立體聲參數(shù)和饋送給HE AAC v2解碼器40的單聲道縮混25信號恢復(fù)立體聲信號(L’、R’)。
[0069]本發(fā)明進(jìn)一步產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的HE AAC v2編碼器65組件對于FM立體聲無線電接收器的新的和有用的用途，包括從左/右L、R或中/側(cè)M、S音頻信號確定參量立體聲參數(shù)15，和從左/右L、R或中/側(cè)M、S音頻信號產(chǎn)生單聲道縮混信號25。
[0070]具體地，參量立體聲編碼器5/65和解碼器20/40之間的鏈路可以通過使用量化的PS數(shù)據(jù)(即，參量立體聲參數(shù))而不是從參量立體聲參數(shù)估計(jì)級5/65中獲得的準(zhǔn)確值,被非常有效地建立。
[0071]對于普通的HE-AAC v2比特流，編碼器確定PS參數(shù)并且根據(jù)一個表量化它們。在那之后，對該表的Huffman編碼的索引被寫到比特流中。解碼器然后可以從比特流中提取數(shù)據(jù)并且使用查找表執(zhí)行去量化。
[0072]在不使用量化的PS參數(shù)和查找表的情況下，需要許多先驗(yàn)的數(shù)學(xué)來重構(gòu)解相關(guān)和/或增混矩陣，解相關(guān)和/或增混矩陣必須應(yīng)用于解碼器中的單聲道縮混信號以便再一次獲得立體聲信號。
[0073]參考本發(fā)明，可以丟棄Huffman編碼/解碼，因?yàn)樵诓淮嬖诰哂杏邢弈芰Φ膫鬏斝诺罆r(shí)比特率效率不是問題。
[0074]本發(fā)明的顯著部分可以概述如下:
[0075]本發(fā)明涉及用于改善FM立體聲無線電接收器的立體聲音頻信號的裝置。
[0076]建議在這樣的裝置中采用標(biāo)準(zhǔn)的HE-ACC v2解碼器的組件以有效地恢復(fù)立體聲音頻信號同時(shí)也呈現(xiàn)良好的信號質(zhì)量。為此，參量立體聲參數(shù)應(yīng)該被量化并且連同單聲道縮混信號遞交到這樣的解碼器。解碼器然后可以容易地恢復(fù)參量立體聲參數(shù)，經(jīng)由簡單的查找表去量化它們，并且最終從去量化的參量立體聲參數(shù)和單聲道縮混信號產(chǎn)生立體聲輸出信號。[0077]該裝置進(jìn)一步包括參數(shù)估計(jì)級，參數(shù)估計(jì)級可以再一次基于標(biāo)準(zhǔn)的HE-ACC v2編碼器的組件而被實(shí)施。在估計(jì)立體聲參數(shù)和生成單聲道縮混信號之后，除了已經(jīng)執(zhí)行的PS編碼之外，編碼器不會使用進(jìn)一步的編碼。
[0078]因此根據(jù)本發(fā)明的裝置有利地包括標(biāo)準(zhǔn)的HE-ACC v2編解碼器的解碼器和/或編碼器組件-利用它的參量立體聲參數(shù)處理能力。
[0079]關(guān)于本發(fā)明和它的各個實(shí)施例，計(jì)算復(fù)雜度的減小通過使用量化的參數(shù)作為到預(yù)先計(jì)算的值的表的索引來實(shí)現(xiàn)。
[0080]預(yù)先計(jì)算該表中的那些值涉及像計(jì)算代價(jià)大的arccosO或arcsinQ和exp ()的數(shù)學(xué)函數(shù)的計(jì)算。
[0081]相反，使用作為該表內(nèi)的值的“去量化的”值-如果僅僅是逆量化的話，預(yù)先在編譯時(shí)進(jìn)行這些代價(jià)大的計(jì)算并且將預(yù)先計(jì)算的值存儲在該表中。這意味著不再需要在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行這些計(jì)算。
[0082]另一方面，只有在具有有限數(shù)目的可能的輸入值用于計(jì)算時(shí)才可以進(jìn)行此步驟-這也是采用量化的原因。
[0083]因此除了“去量化"PS參數(shù)之外，本發(fā)明意味著在使用查找表時(shí)已經(jīng)執(zhí)行了增混矩陣計(jì)算的有效部分。
【權(quán)利要求】
1.一種用于改善FM立體聲無線電接收器(10)的左/右(L，R)或中/側(cè)(M，S)立體聲音頻信號的裝置(I )，該FM立體聲無線電接收器(10)被配置為接收包括中央信號(M)和側(cè)信號(S )的FM無線電信號，該裝置(I)包括: 參量立體聲參數(shù)估計(jì)級(5),該參量立體聲參數(shù)估計(jì)級(5)被配置為以頻率變化的或頻率不變的方式、基于左/右(L，R)或中/側(cè)(M，S)音頻信號確定一個或多個參量立體聲參數(shù)(15)； 增混級(20)，該增混級(20)被配置為基于第一音頻信號(25)和所述一個或多個參量立體聲參數(shù)(15)生成立體聲信號(L’ , R’ ),該第一音頻信號(25)從該左/右(L, R)或中/偵儀M，S)音頻信號獲得；以及 量化器單元(35)，可操作地將參量立體聲參數(shù)估計(jì)級(5)連接到增混級(20)，其中該增混級(20)基于標(biāo)準(zhǔn)的HE AAC v2解碼器(40)實(shí)施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(I)，其中該量化器單元(35)接收參量立體聲參數(shù)(15)作為量化器單元輸入?yún)?shù)(45),所述參量立體聲參數(shù)(15)由參量立體聲參數(shù)估計(jì)級(5)確定或是預(yù)處理的參量立體聲參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(1)，其中該量化器單元(35)被配置為使用均勻量化、不均勻量化、固定點(diǎn)量化和浮點(diǎn)量化中的任何一個量化該量化器輸入?yún)?shù)(45)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任何一個所述的裝置(1)，其中該量化器單元(35)被實(shí)施為中升量化器或中平量化器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中的任何一個所述的裝置(1)，其中該增混級(20)被配置為使用查找表(60)去量化所述量化的參量立體聲參數(shù)(55),相應(yīng)地預(yù)處理的參量立體聲參數(shù)(55)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中的任何一個所述的裝置(1)，其中所述量化的參量立體聲參數(shù)(55),相應(yīng)地預(yù)處理的參量立體聲參數(shù)(55)除了被量化并且表示參量立體聲參數(shù)之外不被編碼和/或壓縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任何一個所述的裝置(1)，其中所述參量立體聲參數(shù)估計(jì)級(50)基于標(biāo)準(zhǔn)的HE AAC v2編碼器(65)實(shí)施。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中的任何一個所述的裝置(1)，其中所述第一音頻信號(25)是從所述左/右(L，R)或中/側(cè)(M，S)音頻信號生成的單聲道縮混信號，其中所述參量立體聲參數(shù)估計(jì)級(5)不向所述單聲道縮混信號(25)和確定的參量立體聲參數(shù)(15)，相應(yīng)地預(yù)處理的參量立體聲參數(shù)，應(yīng)用編碼和/或壓縮方案。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置(1)，其中所述增混級(20)包括標(biāo)準(zhǔn)的HEAAC v2解碼器(40)的這樣的組件，所述組件被配置為從所述單聲道縮混信號(25)和所述量化的參量立體聲參數(shù)(55),相應(yīng)地預(yù)處理的參量立體聲參數(shù)(55),恢復(fù)所述立體聲信號(L’ , R’)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置(1)，其中所述參量立體聲參數(shù)估計(jì)級(5)包括被配置為生成所述參量立體聲參數(shù)(15)和所述單聲道縮混信號(25)的所述標(biāo)準(zhǔn)的HE AAC v2編碼器(65)的這樣的組件。
11.一種標(biāo)準(zhǔn)的HE AAC v2解碼器(40)組件在FM立體聲無線電接收器(10)中的用途，用于: 使用用于去量化的查找表(60)從饋送給HE AAC v2解碼器(40)的量化的參量立體聲參數(shù)(55)恢復(fù)參量立體聲參數(shù)(15),以及 從所述恢復(fù)的參量立體聲參數(shù)和饋送給AAC v2解碼器(40)的單聲道縮混(25)信號恢復(fù)立體聲信號(L’，R’)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用途，其中所述單聲道縮混信號(25)和所述量化的參量立體聲參數(shù)(55)除了表示參量立體聲編碼方案的組件之外不被編碼和/或壓縮。
13.一種標(biāo)準(zhǔn)的HE AAC v2編碼器(65)組件在FM立體聲無線電接收器(10)中的用途，用于: 從左/右(L，R)或中/側(cè)(M，S)音頻信號確定參量立體聲參數(shù)(15)，以及 從所述左/右(L，R)或中/側(cè)(M，S)音頻信號產(chǎn)生單聲道縮混信號(25)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用途，其中所述標(biāo)準(zhǔn)的HEAAC v2編碼器(65)進(jìn)一步用于至少量化所述確定的參量立體聲參數(shù)(15)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的用途，其中所述標(biāo)準(zhǔn)的HEAAC v2編碼器(65)除了執(zhí)行參量立體聲編碼之外不向 左/右(L，R)或中/側(cè)(M，S)信號應(yīng)用編碼和/或壓縮方案。
【文檔編號】H04H40/45GK103718466SQ201280038065
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】J·幕勒, R·特辛, M·比爾 申請人:杜比國際公司