[發明專利]用于對多信道HOA音頻信號進行編碼以便降噪的方法和設備以及用于對多信道HOA音頻信號進行解碼以便降噪的方法和設備

有效

• 申請號: 201380036698.6
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN104428833B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: J.貝姆;S.科唐;A.克魯格;P.賈克斯
• 申請（專利權）人: 杜比國際公司
• 主分類號: G10L19/008
• 分類號: G10L19/008;H04S3/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 張勁松

技術領域

本發明涉及用于對多信道高階高保真度立體聲響復制音頻信號進行編碼以便降噪的方法和設備、以及對多信道高階高保真度立體聲響復制音頻信號進行解碼以便降噪的方法和設備。

背景技術

高階高保真度立體聲響復制(Higher Order Ambisonics，HOA)是多信道聲場表示[4]，并且HOA信號是多信道音頻信號。在特定揚聲器裝配上回放某些多信道音頻信號表示，特別是HOA表示，需要特殊的呈現，這通常包括矩陣化運算。在解碼之后，高保真度立體聲響復制(Ambisonics)信號被“矩陣化”，亦即，被映射到與例如揚聲器的實際空間位置相對應的新的音頻信號。通常，在單個信道之間存在高的互相關性。

問題是經歷到在矩陣化運算之后編碼噪聲增大。在現有技術下，原因似乎是未知的。當在通過感知編碼器進行壓縮之前例如通過離散球面諧波變換(Discrete Spherical Harmonics Transform，DSHT)將HOA信號變換到空間域時，也發生該效應。

用于高階高保真度立體聲響復制音頻信號表示的壓縮的通常方法是將獨立的感知編碼器應用于個體高保真度立體聲響復制系數信道[7]。具體地，感知編碼器僅考慮對在每個個體單信道信號中發生的噪聲掩蔽效應進行編碼。然而，這種效應典型地是非線性的。如果將這種單信道矩陣化成新信號，則可能發生噪聲去掩蔽(unmasking)。當在用感知編碼器進行壓縮之前通過離散球面諧波變換將高階高保真度立體聲響復制信號變換到空間域時，也發生該效應[8]。

這種多信道音頻信號表示的傳輸或存儲通常要求適當的多信道壓縮技術。通常，在最終將I個經解碼的信號矩陣化為J個新信號之前，執行與信道無關的感知解碼。術語矩陣化表示以加權的方式添加或混合經解碼的信號將所有的信號以及所有的新信號布置在根據如下的矢量中：

術語“矩陣化”源自以下事實：在數學上通過以下矩陣運算從獲得

其中，A表示由混合權重(mixing weight)構成的混合矩陣(mixing matrix)。在此同義地使用術語“混合”和“矩陣化”。混合/矩陣化用于呈現任何特定揚聲器裝配的音頻信號的目的。矩陣依賴的特定的個體揚聲器裝配以及因此用于在運算期間的矩陣化的矩陣在感知編碼階段通常是未知的。

發明內容

本發明提供對多信道高階高保真度立體聲響復制音頻信號進行編碼和/或解碼以便獲得降噪的改善。具體地，本發明提供對3D音頻比率壓縮抑制編碼噪聲解蔽(de-masking)的方式。

本發明描述使(不期望的)噪聲去掩蔽效應最小化的自適應離散球面諧波變換(aDSHT)的技術。此外，描述如何可以將aDSHT集成在壓縮編碼器架構中。所描述的技術至少對于HOA信號是特別有利的。本發明的一個優點是減少要傳輸的邊信息(side information)的量。原則上，僅需要傳輸旋轉軸和旋轉角。可以通過所傳輸的信道的數量，間接地用信號通知DSHT采樣網格。與需要傳輸多于一半的相關矩陣的其它方法(例如Karhunen Loève變換(KLT))相比，該邊信息的量非常小。

根據本發明的一個實施例，用于對多信道HOA音頻信號進行編碼以便降噪的方法包括以下步驟：使用逆自適應DSHT對信道進行解相關，所述逆自適應DSHT包括旋轉運算和逆DSHT(iDSHT)，所述旋轉運算旋轉iDSHT的空間采樣網格；對每個經解相關的信道進行感知編碼；對旋轉信息進行編碼，所述旋轉信息包括定義所述旋轉運算的參數；以及，傳輸或存儲經感知編碼的音頻信道和經編碼的旋轉信息。使用逆自適應DSHT對信道進行解相關的步驟在原則上是空間編碼步驟。

根據本發明的一個實施例，用于對具有降低的噪聲的經編碼的多信道HOA音頻信號進行解碼的方法包括以下步驟：接收經編碼的多信道HOA音頻信號和信道旋轉信息；對所接收的數據進行解壓縮，其中使用感知解碼；使用自適應DSHT(aDSHT)對每個信道進行空間解碼，使經感知解碼和空間解碼的信道相關，其中執行根據所述旋轉信息的aDSHT的空間采樣網格的旋轉；以及，對相關的經感知解碼和空間解碼的信道進行矩陣化，其中獲得映射到揚聲器位置的可再現的音頻信號。

在權利要求11中公開一種用于對多信道HOA音頻信號進行編碼的設備。在權利要求12中公開一種用于對多信道HOA音頻信號進行解碼的設備。