[發(fā)明專利]利用恒定功率成對(duì)平移的矩陣解碼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480050917.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN105594227B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·湯普森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: DTS(英屬維爾京群島)有限公司
• 主分類號(hào): H04R5/02
• 分類號(hào): H04R5/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 宋巖

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2014年7月30日遞交的題為“MATRIX DECODER WITH CONSTANT-POWER PAIRWISE PANNING”的美國專利申請(qǐng)14/447,516的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請(qǐng)是2013年7月30日遞交的題為“MATRIX DECODER WITH CONSTANT-POWER PAIRWISE PANNING”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/860,024的非臨時(shí)專利申請(qǐng)，在此通過引用將這兩篇專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容并入本文中。

背景技術(shù)

許多音頻再現(xiàn)系統(tǒng)能夠記錄、傳送和重放同步的多聲道音頻，有時(shí)稱為“環(huán)繞聲”。雖然以過分簡單化的單聲道系統(tǒng)開始了娛樂音頻，但它很快開發(fā)了雙聲道(立體聲)和更高聲道計(jì)數(shù)格式(環(huán)繞聲)，企圖捕獲令人信服的空間圖像并實(shí)現(xiàn)聽眾沉浸感。具體而言，環(huán)繞聲是用于通過使用多于兩個(gè)音頻聲道增強(qiáng)音頻信號(hào)的再現(xiàn)的技術(shù)。內(nèi)容通過多個(gè)離散音頻聲道來遞送并且使用擴(kuò)音器(或揚(yáng)聲器)陣列來再現(xiàn)。另外的音頻聲道(或“環(huán)繞聲道”)為聽眾提供沉浸式聽覺體驗(yàn)。

環(huán)繞聲系統(tǒng)通常使揚(yáng)聲器位于聽眾周圍以給聽眾聲音定位和包圍的感覺。僅具有少數(shù)聲道(諸如5.1格式)的許多環(huán)繞聲系統(tǒng)使揚(yáng)聲器位于關(guān)于聽眾的360度弧度中的特定位置中。布置這些揚(yáng)聲器以使所有揚(yáng)聲器在相同平面上。此外，聽眾的耳朵也近似與揚(yáng)聲器中的每個(gè)在相同平面上。更高聲道計(jì)數(shù)環(huán)繞聲系統(tǒng)(諸如7.1、11.1等)還包括位于聽眾的耳朵的平面上方的高地或高處揚(yáng)聲器。通常這些環(huán)繞聲音配置包括提供另外的低頻低音音頻以補(bǔ)充其他的音頻聲道中的低音音頻的離散的低頻效果(LFE)聲道。由于此LFE聲道只需要其他音頻聲道的帶寬的一部分，因此它被指定為“.X”聲道，其中X是包括零的任意正整數(shù)(如在5.1或7.1環(huán)繞聲中)。

理想地，將環(huán)繞聲音頻混合到離散聲道中，并且在向聽眾重放期間那些聲道保持離散。然而，事實(shí)上，存儲(chǔ)和傳輸限制指示降低環(huán)繞聲音頻的文件大小以最小化存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬。此外，相比于具有多于兩個(gè)聲道的音頻內(nèi)容，雙聲道音頻內(nèi)容通常與更多種類的廣播和再現(xiàn)系統(tǒng)兼容。

開發(fā)了矩陣化來處理這些需要。矩陣化涉及將具有多于兩個(gè)離散音頻聲道的原始信號(hào)“下混”(downmix)為雙聲道音頻信號(hào)。根據(jù)預(yù)定處理下混另外的聲道來生成包括來自所有音頻聲道的信息的雙聲道下混。隨后可以使用上混(upmix)處理從雙聲道下混提取并合成另外的音頻聲道，使得可以將原始聲道混合恢復(fù)至某種程度的近似。上混接受雙聲道音頻信號(hào)作為輸入，并且生成更多數(shù)量的聲道供重放。重放是原始信號(hào)的離散音頻聲道的可接受的近似。

一些上混技術(shù)使用恒定功率的平移(panning)?！捌揭啤钡母拍钍菑挠捌绮⑶揖唧w地是從單詞“全景”(panorama)得到的。全景意為具有給定區(qū)域在每個(gè)方向上的完整的可視視圖。在音頻領(lǐng)域，可以在立體聲場中平移音頻，以使音頻被感知為位于使得演出中的所有聲音在其適當(dāng)?shù)奈恢煤途S度被聽眾聽到的物理空間中。對(duì)于音樂唱片，慣例是將樂器放置在它們應(yīng)當(dāng)物理地位于真實(shí)舞臺(tái)上的地方。例如，將舞臺(tái)左邊的樂器向左平移并且將舞臺(tái)右邊的樂器向右平移。此想法設(shè)法在重放期間為聽眾復(fù)現(xiàn)真實(shí)的演出。

恒定功率平移當(dāng)在音頻聲道之間分配輸入音頻信號(hào)時(shí)跨音頻聲道維持恒定信號(hào)功率。盡管恒定功率平移廣泛應(yīng)用，但是現(xiàn)行的下混和上混技術(shù)仍努力保持和恢復(fù)原始混合中呈現(xiàn)的精確的平移行為和定位。另外，一些技術(shù)容易產(chǎn)生偽影，并且都有有限的能力來分離在時(shí)間和頻率上重疊但是起源于不同的空間方向的獨(dú)立的信號(hào)。

例如，一些流行的上混技術(shù)使用電壓控制放大器來將兩個(gè)輸入聲道歸一化為近似相同的電平。隨后以ad-hoc方式組合這兩個(gè)信號(hào)來產(chǎn)生輸出聲道。然而，由于此ad-hoc方法，最終輸出難以實(shí)現(xiàn)期望的平移行為，并且包含串?dāng)_的問題且至多近似于離散的環(huán)繞聲音頻。

其他類型的上混技術(shù)僅在少數(shù)平移位置中精確，并且遠(yuǎn)離那些位置則不精確。作為示例，一些上混技術(shù)定義有限數(shù)目的平移位置，其中上混引起精確和可預(yù)測的行為。顯性向量分析用來在精確的平移位置點(diǎn)處的有限數(shù)目的預(yù)定義組的解矩陣(de-matrixing)系數(shù)之間內(nèi)插。落在點(diǎn)之間的任何平移位置使用內(nèi)插來尋找解矩陣系數(shù)值。歸因于此內(nèi)插，落在精確的點(diǎn)之間的平移位置會(huì)不精確，并且不利地影響音頻質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

提供此發(fā)明內(nèi)容來以簡單的形式介紹下面在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的概念的選擇。此發(fā)明內(nèi)容并非意在識(shí)別所要求的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，其也非意在用來限制所要求的主題的范圍。