CN1264382C - 多通道音频信号处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种音频信号处理装置，包括通过多于一个输入通道并且每个输入通道通过分离的频率子波段区域的子通道提供子通道编码的音频信号的信号提供装置。而且滤波器被用于在整个频率区域内解码和合成音频信号。子波段合并电路被用来把各个输入通道提供到相同的子波段合并电路，信号来自相同的子波段频率区域的音频信号。

Description

多通道音频信号处理装置和方法
本发明涉及一种多通道音频信号处理装置，配备有信号提供装置，用于通过几个输入通道并对每个输入通道通过覆盖不同的频率子波段区域的分离的子信道来提供编码的音频信号，并装备有一个或多个合成或再现滤波器(SFB)，用来在由子波段区域覆盖的整个频率区域中解码和合成音频信号。
在这种情况下，在信号传送方向上的合成或再现滤波器的下游上，即在宽带音频信号再现后，包括滤波器装置是很普通的，比如主相关滤波器或一个其它种类的声音展宽滤波器装置。合成或再现滤波器将以与输入通道相同的数目存在。也被称为“非常的(incredible)声音滤波器(ISF)”的主相关滤波器或其它种类的声音展宽滤波器装置与宽带滤波器一样构成。代替这样的“非常的(incredible)声音滤波器”，另一种滤波器装置，比如均衡或不同音调控制滤波器可以被提供在声音信号处理装置中；这些也将被提供在合成或再现滤波器的下游中。
本发明具有在不降低声音再现的质量的条件下简化这样的音频信号处理装置的目的。
按照本发明，如在开始的段落所定义的音频信号处理装置的特征在于存在子波段合成电路，音频信号通过一体存在的各输入通道和相同的子波段频率范围提供给每个子波段合成电路，而覆盖相关的频率子区域的子波段合并电路的输出信号被提供给合成滤波器。这意味着与输入通道的数量无关，对每个声音再现通道仅需一个合成或再现滤波器。例如，如果音频信号被提供给七个输入通道，则声音通过不超过两个声音再现通道被再现-作为虚拟空间展宽的结果。只有两个合成或再现滤波器是必要的而不是如在公知的音频信号处理装置一样需要七个。在通常的立体声声音再现中，例如对5.1MPEG输入通道仅仅2或2.1合成或再现滤波器是必要的。如上面说明的，在音频信号处理装置中，在信号传送方向上看，合成或再现滤波器的下游包括滤波器装置是很普通的，比如主相关滤波器或其它种类的声音展宽滤波器装置。在这种方式中提供例如均衡滤波器也是可能的。
然而，根据本发明，在从传送方向上看，合成滤波器的上游提供滤波器装置变得可能。这些滤波器装置可以是窄带型也可以因此具有更简单的结构。
因此，滤波器装置被包括在相关的子波段合并电路和合成滤波器之间的连接部分中是有可能的。均衡的滤波则发生在通过覆盖相同频率子区域的输入子通道提供的所有的音频信号上，结果实现对通过各个输入通道提供的音频信号均衡滤波。滤波器装置可以包括例如在如上面所述的滤波器模式中的均衡或不同音调控制滤波器。
对滤波器装置来说，被包括在输入子通道中也是有可能的。则滤波器装置可以是明显地简单的构造；尤其是由引入比例因子的元件形成滤波器装置成为可能。不考虑滤波器装置被放置的位置，在这两种情况下，滤波器装置可以包括用来获得想要的虚拟空间展宽的窄带滤波器，由此音频信号能够通过不同的再现通道被听到。
本发明将参照附图更详细地被说明，其中：
图1表示按照现在的技术状态的音频信号处理装置；
图2表示按照本发明的音频信号处理装置的第一实施例，仅显示了一个声音再现通道；
图3表示按照本发明的音频信号处理装置的第二实施例，仅显示了一个声音再现通道；以及
图4表示按照本发明对2.1输入通道的音频信号处理装置的第三实施例，仅画出了一个声音再现通道。
在图1所示的多通道音频信号处理装置中，输入信号来自频率子波段的编码的存贮介质，比如光盘或DCC(数字小型带盒)或来自传输系统。放在该介质上的或被传送的音频信号通过分离的通道被分配，并且按照公知的编码技术通过分解滤波器组的方法在每个通道中通过分离的频率子波段被分配。例如，在本专业的“Ken C.Pohlmann，数字音频的要点，3rd ed.，McGraw-Hill公司，1995”中。从存储介质或通过传输获得的编码信号通过通道CH1、CH2，…，CHn被提供到合成滤波器组SFB1，SFB2，…，SFBn。提供的信号通过这些合成滤波器组被解码，音频信号在由子波段区域覆盖的整个频率区域被获得。这些宽带音频信号由主相关滤波器ISF1，ISF2，…，ISFn和ISF1′，ISF2′，…，ISFn′通过合并电路C被连接在一起，并传递到存在的再现通道的声音再现装置，即在本实施例中示出的两个立体声再现通道L和R。
在图2所示的本发明的实施例中，来源于存储介质或通过传输获得的编码的信号通过通道CH1、CH2，…，CHn被提供到子波段合并电路SBS1，SBS2，…，SBSn。这些子波段合并电路的输出信号通过各个均衡滤波器H1，H2，…，Hn被提供到合成滤波器SFB，并从那里传到一个存在的再现通道的声音再现装置。尽管这没有显示在图2中，所述的输出信号也可以通过均衡滤波器被提供到另外的合成滤波器，并从那里传递到另外的再现通道的声音再现装置。
在如图3所示的本发明的实施例中，来源于存储介质或通过传输获得的编码的信号通过存在于单独的输入通道的所有子通道中的滤波器ISF11，ISF12，…，ISF1k；ISF21，ISF22，…，ISF2k；…；ISFn1，ISFn2，…，ISFnk按照频率子波段被合并，即按照ISF11，ISF21，…，ISFn1；ISF12，ISF22，…，ISn2；…；ISF1k，ISF2k，…，ISFnk，通过各个子波段合并电路SBS1，SBS2，…，SBSn，并被提供给合成滤波器组SFB。提供的通道通过该合成滤波器组被编码，音频信号在覆盖对应于子波段区域的整个频率区域被再次获得。这些音频信号被随后传递到相应的再现信道(L)的声音再现装置。因为音频信号处理装置的输入信号也被提供到与图3中描述的相同的第二电路，并且因为随后通过该电路获得的音频信号被提供到第二再现通道R的声音再现装置，立体声声音再现能够被获得。如果在本发明的实施例中达到足够好的频率区域细分，滤波器ISF能被给出相当简单的结构。已发现仅比例因子的规定就是足够的。
在图4所示的实施例中，来源于存储介质或通过传输获得的编码信号通过2.1通道，即，通过覆盖整个带宽的2通道和所谓的“低频增强(LFE)通道”被提供。通过覆盖整个带宽的两通道提供的信号通过“非常的声音滤波器”ISFl1，ISF12，…，ISF1n传递到对应的子波段合并电路SBS1，SBS2，…，SBSn，但是通过LFE通道提供的信号仅被提供到覆盖最低的频率子波段区域的子波段合并电路SBS1和SBS2。子波段合并电路的输出信号再被提供到合成滤波器SFB。该合成滤波器的输出信号随后被传送到对应的再现通道(L)的声音再现装置。因为音频信号处理装置的输入信号也被提供给与图4中描述的电路相同的第二电路，并随后由该电路获得的音频信号被提供到第二再现通道R的声音再现装置，立体声声音再现能够被获得再次是真实的。如果在该情况中通常的5.1通道排列是必要的，三个以上的通道以如图3所示的方式被加到该实施例中。则五个虚拟声音再现源会通过两个声音再现通道被建立。
从上面的叙述看出，要求的任何数目的输入通道都可以与任何数目的声音再现通道组合将是很显然的，这可以是也可以不是虚拟的。任何一种滤波器装置都不限于这里提到的“非常的声音滤波器”和均衡滤波器；另外滤波器装置构造为一种音量控制是有可能的，尤其在如图2所示的构造中。而且，滤波器装置可以被选择为固定的或可调整的。

Claims (8)

1.一种多通道音频信号处理装置，配备有信号提供装置，用来通过多个输入通道并对每个输入通道通过覆盖不同的频率子波段区域的分离的子通道提供编码的音频信号，还配备有一个或多个合成或再现滤波器(SFB)，用来在由子波段区域覆盖的整个频率范围内解码并合成音频信号，其特征在于，存在子波段合并电路，音频信号通过一体存在的各输入通道和相同的子波段频率范围提供给每个子波段合成电路，而覆盖相关频率子区域的子波段合并电路的输出信号被提供给合成滤波器。
2.如权利要求1所述的多通道音频信号处理装置，其特征在于滤波器装置从信号传送方向上看在合成滤波器的上游被提供。
3.如权利要求1或2所述的多通道音频信号处理装置，其特征在于滤波器装置包括在相应的子波段合并电路和合成滤波器之间的连接部分中。
4.如权利要求1或2所述的多通道音频信号处理装置，其特征在于滤波器装置包括在输入子通道中。
5.如权利要求4所述的多通道音频信号处理装置，其特征在于滤波器装置由引入比例因子的元件形成。
6.如权利要求2所述的多通道音频信号处理装置，其特征在于滤波器装置包括用来获得想要的虚拟空间展宽的滤波器，通过它音频信号能够通过分离的再现通道被听到。
7.如权利要求2所述的多通道音频信号处理装置，其特征在于滤波器装置包括均衡滤波器或音调控制滤波器中的任意一种。
8.用来处理音频信号的方法，包括步骤：
-在不同的频率子波段范围中接收编码的音频信号，
-解码并合成音频信号，
-对每个子波段合并不同的信号。
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