KR20070001205A - 방법, 디바이스, 인코더 장치, 디코더 장치 및 오디오시스템 - Google Patents

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KR20070001205A
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

스테레오 신호를 처리하는 방법으로서: 스테레오 신호(Lo,Ro)와 공간 파라미터(w1,wr)로 N-채널 오디오 신호를 인코딩하는 단계, 처리된 스테레오 신호(low,Row)를 생성하기 위해 공간 파라미터를 사용하여 스테레오 신호를 처리하는 단계를 포함한다. 상기 처리된 스테레오 신호의 행렬은 스테레오 신호의 행렬로서 설명될 수 있으며, 이는 필터 행렬(H)로 곱해지며, 그 요소는 공간 파라미터(wl,wr) 및 상수(a)로 연산되는 필터 함수(H1,H2,H3,H4)이다. 필터 함수는 시간 불변이며 행렬이 역행렬화될 수 있도록 선택된다.

Description

방법, 디바이스, 인코더 장치, 디코더 장치 및 오디오 시스템{METHOD, DEVICE, ENCODER APPARATUS, DECODER APPARATUS AND AUDIO SYSTEM}
본 발명은, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법 및 디바이스에 관한 것이며, 인코더는 N-채널 오디오 신호를 왼쪽 및 오른쪽 신호와 공간 파라미터로 인코딩한다. 본 발명은 또한 이러한 인코더와 이러한 디바이스를 포함하는 인코더 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 이러한 방법과 이러한 디바이스에 의해 얻어진 스테레오 신호를 처리하기 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 스테레오 신호를 처리하기 위한 이러한 디바이스를 포함하는 디코더 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이러한 인코더 장치 및 이러한 디코더 장치를 포함하는 오디오 시스템에 관한 것이다.
오랜 시간동안, 예를 들어 가정 환경에서 음악의 스테레오 재생은 널리 행해져 왔다. 1970년대에는, 일부 실험이 가정용 음악 장비의 4-채널 재생에 대해 행해졌다.
극장과 같은, 더 큰 홀에서, 음향의 복수-채널 재생은 오랜 시간동안 제공되 었다. Dolby Digital® 및 다른 시스템은 대형 홀에서 실감나고 인상적인 음향 재생을 제공하기 위해 개발되었다.
이러한 복수-채널 시스템은 홈 시어터에 도입되어 왔으며 높은 관심을 얻고 있다. 따라서, 소위 5.1 시스템이라고 하는, 5개의 완전-범위 채널 및 하나의 부분-범위 채널 또는 저-주파수 효과(LFE) 채널을 구비하는 시스템은 오늘날 시중에서 일반적이다. 2.1, 4.1, 7.1 및 심지어 8.1과 같은 다른 시스템은 또한 존재한다.
SACD 및 DVD의 도입으로, 복수-채널 오디오 재생은 더 많은 관심을 얻고 있다. 많은 소비자들은 이미 그들의 가정에서 복수-채널 재생의 가능성을 가지고 있으며 복수-채널 소스 소재는 인기를 얻고 있다.
복수-채널 소재의 인기의 증가로 인해, 복수-채널 소재의 효율적인 코딩은 더욱 중요해지고 있으며, 또한 MPEG와 같은 표준화 기구는 이를 인식하고 있다.
이전에 알려진 인코더들은 종종 복수-채널 오디오를 인코딩하기 위해 효율적인 방법을 응용하지 않았다. 입력 채널들은 기본적으로 개별 인코딩될 수 있으며(가능하게는 매트릭스한 후), 따라서 더 큰 수의 채널로 인해 높은 비트율을 필요로 한다.
그러나, 복수-채널 오디오 인코더는 2-채널 재생 시스템과 호환가능한 2-채널 다운-믹스를 생성할 수 있는 한편, 여전히 디코더 측에서 높은 품질의 복수-채널 재구성을 가능하게 한다. 높은-품질의 재구성은 스테레오-복수-채널 업믹스 프로세스를 제어하는 전송된 파라미터(P)에 의해 제어된다. 이들 파라미터들은, 특 히, 2-채널 다운 믹스에 제공된 전면 신호에 대한(versus) 서라운드 신호의 비율을 설명하는 정보를 포함한다. 이러한 접근 방식을 사용하여, 디코더는 업믹스 프로세스에서 전면 신호에 대한 서라운드 신호의 양을 제어할 수 있다. 다시 말해, 파라미터들은 원래 복수-채널 신호에 제공되었지만, 다운-믹스 프로세스로 인해 스테레오 믹스에서 손실된, 공간 음향 필드의 중요한 속성을 설명한다.
본 발명은 지각 품질 또는 공간 속성과 같은, 다운믹스를 강화하기 위해 2-채널 다운-믹스에 대한, 파라미터-종속적, 바람직하게 역실행가능한, 사후-처리를 적용하기 위한 이러한 파라미터화된 공간 정보의 사용 가능성에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 복수-채널 인코더에서 결정된 것과 같은 파라미터에 근거하여, 인코딩 이후에 가능한 다운-믹스의 사후-처리를 행하고 여전히 사후-처리의 영향이 없이 복수-채널 디코딩의 가능성을 유지하는 것이다.
이 목적은 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하기 위한 방법 및 디바이스에 의해 달성되며, 이 인코더는 N-채널(N>2) 신호를 왼쪽 및 오른쪽 신호 그리고 공간 파라미터로 인코딩한다. 상기 방법은 처리된 신호를 제공하기 위해 상기 왼쪽 및 오른쪽 채널 신호의 처리 단계를 포함한다. 상기 처리 단계는 상기 공간 파라미터에 따라서 제어된다. 일반적인 생각은 특정 사후-처리 알고리즘을 제어하기 위해 N-채널-스테레오 코더로부터 얻어진 공간 파라미터를 사용하는 것이다. 이렇게 하여, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호는 예를 들어 공간 효과를 강화하기 위해 처리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 처리 단계는 각 입력 채널에 대해, 즉 왼쪽 및 오른쪽 신호에 대해 제 1 파라미터에 의해 제어되며, 이러한 제 1 파라미터는 공간 파라미터에 따른다. 제 1 파라미터는 시간 및/또는 주파수의 함수일 수 있다. 따라서, 시스템은 사후-처리 실제량이 공간 파라미터에 따르는 사후-처리의 가변량을 가질 수 있다. 사후-처리는 다른 주파수 대역에서 개별적으로 행해질 수 있다. 인코더는 주파수 대역의 세트에 대한 공간 이미지를 설명하는 독립 공간 파라미터를 전송한다. 이러한 경우, 제 1 파라미터는 주파수-종속적일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 사후-처리는 상기 처리된 채널 신호를 얻기 위해 제 1, 제 2 및 제 3 신호를 추가하는 단계를 포함한다. 제 1 신호는 제 1 전송 함수로 변형된 제 1 입력 신호, 즉 왼쪽 또는 오른쪽 신호를 포함하며, 제 2 신호는 제 2 전송 함수로 변형된 제 1 입력 신호를 포함하며, 제 3 신호는 제 3 전송 함수로 변형된, 제 2 입력 신호, 즉 오른쪽 또는 왼쪽 신호를 포함한다. 제 2 전송 함수는 상기 제 1 파라미터 및 제 1 필터 함수를 포함할 수 있다. 제 1 전송 함수는 제 2 파라미터를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 제 1 파라미터와 상기 제 2 파라미터의 합계는 1이 될 수 있다. 제 3 전송 함수는 제 2 입력 신호와 제 2 필터 함수의 상기 제 1 파라미터를 포함할 수 있다.
필터 함수는 시간-불변일 수 있다.
특정한 일 실시예에서, 신호는 수학식 1로 설명될 수 있다.
Figure 112006071186935-PCT00001
여기서 a는 상수이다.
이러한 표시를 사용하여, 필터 함수(H1,H2,H3 및 H4)의 필터링 효과는 파라미터(wl 및 wr)를 변경함으로써 변경가능하다. 이들 파라미터가 0인 값이면, 사후-처리된 신호(L0w,R0w)는 스테레오 입력 신호 쌍(L0,R0)과 필수적으로 같다. 반면, 파라미터가 +1이면, 사후-처리된 스테레오 쌍(L0w,R0w)은 필터 함수(H1,H2,H3 및 H4)에 의해 완전히 처리된다. 본 발명은 필터링의 실제량, 즉, 공간 파라미터(P)에 의한 파라미터(wl 및 wr)의 값을 제어할 수 있게 한다.
일 실시예에 따라, 필터 함수와 파라미터들은 전송 함수 행렬이 역행렬화될 수 있도록 선택된다. 이는 원래 스테레오 신호의 재구성을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 양상에서, 이는 전술한 방법에 따른 스테레오 신호를 처리하는 디바이스 및 이러한 디바이스를 포함하는 인코더 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 전술한 방법에 따른 처리를 역전시키는 방법 및 디바이스, 이러한 역전 디바이스를 포함하는 디코더 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에서, 이러한 인코더 장치 및 이러한 디코더 장치를 포함하는 오디오 시스템이 제공된다.
본 발명의 추가적 목적, 특징 및 이점은 실시예를 참조하고 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 이하의 자세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 사후-처리 및 역 사후-처리를 포함하는 인코더/디코더 오디오 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 복수-채널 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 사후-처리하기 위한 디바이스의 일 실시예의 상세한 블록도.
도 3은 복수-채널 디코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 사후-처리하기 위한 디바이스의 다른 실시예의 블록도.
도 4는 왼쪽 및 오른쪽 신호를 포함하는 스테레오 신호를 역 사후-처리하기 위한 일 실시예의 블록도.
도 1은 본 발명이 사용될 것으로 의도되는 인코더/디코더 시스템의 블록도이다. 오디오 시스템(1)에서 N-채널 오디오 신호는 인코더(2)에 공급되며, N은 2보다 큰 정수이다. 인코더(2)는 N-채널 오디오 신호를 신호(L0 및 R0)와 파라미터 디코더 정보(P)로 변환하며, 이를 통해 디코더는 정보를 디코딩할 수 있으며 디코더로부터 출력될 원래 N-채널 신호를 평가할 수 있다. 공간 파라미터 세트(P)는 시간 및/또는 주파수 의존적인 것이 바람직하다. N-채널 신호는 5.1 시스템에 대한 신호일 수 있으며, 중앙 채널, 2개의 전면 채널, 2개의 서라운드 채널 및 LFE 채널을 포함한다.
인코딩된 스테레오 신호 쌍(L0 및 R0)과 디코더 공간 정보(P)는 도 1에 원(4)으로 표시된, CD, DVD, VHS Hi-Fi, 브로드캐스트, 레이저 디스크, DBS, 디지털 케이블, 인터넷 또는 다른 전송 또는 분포 시스템과 같은, 적절한 수단을 통해 사용자에게 전송된다. 왼쪽과 오른쪽 신호가 전송되었으므로, 시스템은 단지 스테레오 신호를 재생할 수 있는 수많은 수신 장비와 호환가능하다. 수신 장비가 디코더를 포함하는 경우, 디코더는 N-채널 신호를 디코딩할 수 있으며, 디코더 공간 정보 신호 또는 공간 파라미터(P)뿐만 아니라 스테레오 신호 쌍(L0 및 R0) 내의 정보에 기초하여, 그 추정치를 제공한다.
그러나, 감소된 수의 재생 신호로 인해, 스테레오 신호는 특정 상황에 대해 요구될 수 있는 N-채널 신호 또는 다른 속성에 비해 공간 정보가 부족하다. 따라서, 수신기로의 전송/배분 이전에 스테레오 신호를 처리하는 사후-프로세서(5)가 제공된다. 사후-처리는 베이스 또는 반향(reverberation)의 위치-종속적 "추가"이거나 음성의 위치-종속적 제거(중앙 채널 내의 음성을 가진 가라오케)일 수 있다.
사후-처리의 다른 예들은 스테레오-기반-확장이며, 이는 전방/후방과 같은 오리지널 서라운드 믹스(original surround mix)의 작곡의 지식을 이용함으로써 수행될 수 있으며, 이는 개별 입력 신호의 기여도는 디코더 정보 신호(P)로부터 알려져 있기 때문이다. 원칙상, 스테레오 확장은 이미 인코더에 응용될 수 있지만, 이는 일반적으로 역실행되지 않는데, 이는 N개 대신에, 오직 2개의 신호들만이 디코더 내에서 이용가능하며, 역실행은 일반적으로 불가능하다. 하지만, 스테레오 확장 이외에, 개별 복수-채널 기여에 관한 또 다른 사후-처리 기술은 가능하다.
본 발명에 따른, 사후-처리된 신호는 도 1의 원(6)에 의해 지시된 것과 같이 수신기로 전송된다. 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하기 위한 발명의 디바이스는 사후-프로세서(5)를 포함한다. 본 발명에 따른 인코더 장치는 인코더(2)와 사후-프로세서(5)를 포함한다.
수신된 신호는, 예를 들어 수신기가 복수-채널 디코더를 포함하지 않는 경우, 직접 사용될 수 있다. 이는 인터넷을 통한 신호(6)를 수신하는 컴퓨터 또는 오직 2개의 고성 스피커를 구비하는 수신기의 경우가 될 수 있다. 이러한 수신된 신호는 높은 품질의 신호로 지각되는데, 이는 인코더 및 사후-프로세서에 의해 처리에서 결정된 것처럼 공간 효과 또는 다른 특성을 개선해 왔기 때문이다.
신호가 종래의 N-채널 디코더(3)로 디코딩하는데 사용되어야 하는 경우, 디코더 정보 또는 공간 파라미터(P)와 함께, 추정된 N-채널 신호를 생성하는 원래 스테레오 신호 쌍(L0 및 R0)을 재구성하기 위해, 우선 역 사후-프로세서(7)에 의해 역 사후-처리되어야 한다. 본 발명에 따라, 이러한 재구성은 복수-채널 믹스가 가능하며, 이러한 재구성은 사후-처리에 의해 거의 영향받지 않는다. 또한 디코더 내의 사후-처리는, 복수-채널 신호를 우선 결정해야 하는 필요성이 없이, 사용자-선택가능한 특성으로서 스테레오 재생에 대해 가능하다. 왼쪽 및 오른쪽 신호를 포함하는 스테레오 신호를 처리하는 발명의 디바이스는 역 사후-프로세서(7)를 포함한다. 본 발명에 따른 디코더 장치는 디코더(3)와 역 사후-프로세서(7)를 포함한다.
사후-처리를 하지 않으면, 다운-믹스는 표준 ITU 다운-믹스와 비교가능하다. 그러나, 발명의 방법은 다운-믹스를 상당히 개선할 수 있다.
발명의 방법은 인코더 내의 결정된 공간 파라미터(P)의 도움으로 복수-채널 믹스에서 원래 채널의 다운-믹스 내에 기여도를 결정할 수 있다. 이렇게 하여, 사후-처리는 예를 들어, 후방 채널의 스테레오-기반-확장과 같은, 복수-채널 믹스의 특정 채널에 응용될 수 있는 반면, 다른 채널들은 영향을 받지 않는다. 사후-처리는 역실행되지 않는 경우, 최종 복수-채널 구성에 영향을 미치지 않는다. 이는 또한 복수-채널 믹스를 우선 재구성할 필요없이 개선된 스테레오 재생에 대해 응용될 수 없다.
본 방법은 원래 복수-채널 믹스의 지식, 즉 결정된 공간 파라미터(P)를 사용한다는 점에서 기존 사후-처리 기술과 다르다.
인코더(2)는 다음과 같은 방법으로 작동한다:
z1[n], z2[n],...zN[n]이 N개의 채널들의 이산 시간-도메인 파형을 설명하는, 인코더(2)에 대한 입력 신호로서 N-채널 오디오 신호를 가정하자. 이들 N개의 신호들은 공통 세그멘트화를 사용하여, 바람직하게 중복 분석 윈도우를 사용하여 세그멘드화된다. 이후, 각 세그멘트는 복합 변환(예, FFT)을 사용하여 주파수 도메인으로 변환된다. 그러나, 복합 필터-뱅크 구조는 또한 시간/주파수 타일을 얻기에 적합할 수 있다. 이 프로세스는 Z1[k],Z2[k],...,ZN[k]으로 표시되고, k가 주파수 지수를 나타내는, 입력 신호의 세그멘트화된, 하위-대역 표시를 초래한다.
이들 N개의 채널로부터, 2개의 다운-믹스 채널이 생성되고, 이는 L0[k] 및 R0[k]이다. 각 다운-믹스 채널은 N개의 입력 신호의 선형 결합이다.
Figure 112006071186935-PCT00002
파라미터(
Figure 112006071186935-PCT00003
)는 L0[k] 및 R0[k]로 구성된 스테레오 신호가 양호한 스테레오 이미지를 가지도록 선택된다. Lf,Rf,C,Ls 및 Rs로 구성된 5-채널 입력 신호의 경우(왼쪽-전방, 오른쪽-전방, 중앙, 왼쪽-서라운드, 오른쪽-서라운드 채널 각각), 적절한 다운믹스는 다음 식에 따라 얻어질 수 있다:
Figure 112006071186935-PCT00004
신호 L과 R은 다음 식에 따라 얻어질 수 있다:
Figure 112006071186935-PCT00005
게다가, 공간 파라미터(P)는 L0 및 R0로부터 신호(Lf,Rf,C,Ls 및 Rs)의 지각적 재구성을 가능케 하기 위해 추출된다.
일 실시예에서, 파라미터 세트(P)는 신호 쌍(Lf,Ls)과 (Rf,Rs) 사이의 인터-채널 강도 차이(IID)와 가능하게는 인터-채널 교차-상관(ICC) 값을 포함한다. Lf,Ls쌍 사이의 IID와 ICC은 다음 식에 따라 얻어진다.
Figure 112006071186935-PCT00006
여기서, (*)는 복합 관련(complex conjugation)을 나타낸다. 다른 신호 쌍에 대해, 유사한 식들이 사용될 수 있다. 따라서, 파라미터(IID1)는 왼쪽-전방과 왼쪽-서라운드 채널 사이의 에너지 상대적 양을 설명하며 파라미터(ICC1)는 왼쪽-전방과 왼쪽-서라운드 채널 사이의 상호 상관의 양을 설명한다. 이들 파라미터는 본질적으로 전방과 서라운드 채널 사이의 지각적으로 관련된 파라미터를 설명한다.
L0,R0에 제공된 중앙 신호의 양의 파라미터화는 2개의 예측 파라미터(c1 및 c2)를 추정함으로써 얻어질 수 있다. 이들 2개의 예측 파라미터들은 L0,R0로부터 L,C 및 R로의 디코더 업믹스 프로세스를 제어하는 2x3 행렬을 정의한다.
Figure 112006071186935-PCT00007
업믹스 행렬(M)의 구현은 다음과 같이 주어진다:
Figure 112006071186935-PCT00008
전술한 예로써, 파라미터 세트(P)는 각 시간/주파수 타일에 대해 {c1,c2,IIDl,ICCl,IIDr,ICCr}을 포함한다.
최종 스테레오 신호 쌍(L0,R0)에 대해, 사후-처리는 예를 들어, 스테레오 믹스에서, Ls 및 Rs 같은, Zi[k]의 기여에 주로 영향을 미치는 방법으로 응용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 사후-프로세서(5)의 상세도이다. 사후-처리된 왼쪽 신호(L0w)는, 세 개의 신호, 즉 전송 함수(HA)로 변형된 왼쪽 신호(L0), 전송 함수(HB)로 변형된 왼쪽 신호(L0) 및 전송 함수(HD)로 변형된 오른쪽 신호(R0)의 합계이다. 동일한 방법으로, 사후-처리된 오른쪽 신호(R0w)세 개의 신호, 즉, 전송 함수(HF)로 변형된 오른쪽 신호(R0), 전송 함수(HE)로 변형된 오른쪽 신호(R0) 및 전송 함수(HC)로 변형된 왼쪽 신호(L0)의 합계이다. 전송 함수(HA-HF)는 FIR 또는 IIR-유형 필터로 구현될 수 있거나, 단순히 주파수 종속적일 수 있는 (복합) 스케일 계수일 수 있다. 게다가, 전송 함수(HA)는 제 2 파라미터(1-w1)와 곱일 수 있으며, 전송 함수(HB)는 제 1 파라미터(w1)를 포함할 수 있으며 이에 따라 이 파라미터(w1)는 스테레오 신호의 사후-처리량을 결정한다.
이는 도 3에 도시된다. 파라미터(w1)는 L0[k]의 사후-처리량을, wr은 R0[k]의 사후-처리량을 결정한다. w1이 0일 때, L0[k]는 영향을 받지 않으며, w1이 1일 때, L0[k]는 최대로 영향을 받는다. 이와 동일한 것은 R0[k]에 대한 wr에 유효하다.
다음 식은 사후-처리 파라미터(w1 및 wr)에 대해 유효하다.
Figure 112006071186935-PCT00009
Figure 112006071186935-PCT00010
도 3의 블록(H1,H2,H3 및 H4)은 필터 함수이며, 이는, 이하 도시된 것처럼, 예를 들어 스테레오 확장 필터와 같은, 다양한 유형의 필터가 될 수 있다.
결과 출력은:
Figure 112006071186935-PCT00011
이며, a는 임의의 상수(예, +1)이다.
필터 함수(H1,H2,H3 및 H4)는 적절히 선택되며, 전송 함수 행렬(H)은 역실행될 수 있다. 게다가, 디코더 측에서 역행렬의 계산을 가능케 하기 위해, 필터 함수(H1,H2,H3 및 H4) 및 파라미터(w1 및 wr)는 디코더 측에서 알려져야 한다. 이는 w1 및 wr이 전송된 파라미터로부터 계산될 수 있으므로 가능하다. 따라서, 원래 스테레오 신호(L0,R0)는 다시 이용가능할 것이며, 이는 복수-채널 믹스의 디코딩에 필수적이다.
다른 가능성은, 복수-채널 믹스를 우선 결정할 필요 없이 개선된 스테레오 재생을 가능케 하기 위해 원래 스테레오 신호를 전송하고 디코더 내에 사후-처리를 응용하는 것이다.
아래에서, 사후-처리의 실시예가 더 자세히 설명된다. 그러나, 본 발명은 정확한 세부 사항으로 한정되지 않지만, 첨부된 특허 청구항에서 정의된 것처럼 본 발명의 범위 내에서 변경될 수 있다.
사후-처리 파라미터 또는 가중치(w1 및 wr)는 전송된 공간 파라미터의 함수이다.
Figure 112006071186935-PCT00012
함수(f)는 신호(L0)가 왼쪽-전방 또는 중앙 신호에 비해 왼쪽-서라운드 신호로부터 더 많은 에너지를 포함하는 경우 w1가 증가하도록 설계된다. 유사한 방법으로, wr는 R0에서 존재하는 오른쪽-서라운드 신호의 상대적 에너지가 증가함에 따라 증가한다. w1 및 wr에 대한 편리한 식은 다음과 같다.
Figure 112006071186935-PCT00013
필터 함수(H1,H2,H3 및 H4)에 대해 다음의 예시적인 함수는 이후 (z-도메인에서) 선택된다:
Figure 112006071186935-PCT00014
본 발명은 스테레오-호환가능 다운-믹스를 생성하는 복수-채널 오디오 인코더 장치 내에 결합될 수 있다. 전술한 것처럼 사후-처리 방식에 의해 강화된 이러한 복수-채널 파라미터 오디오 인코더의 일반적인 구조는 다음과 같이 요약될 수 있다.
- 세그먼트화 및 변환에 의하거나 필터뱅크를 응용함으로써, 복수-채널 입력 신호의 주파수 도메인으로의 변환;
- 공간 파라미터(P)의 추출 및 주파수 도메인 내의 다운 믹스의 생성;
- 주파수 도메인 내의 사후-처리 알고리즘의 적용;
- 사후-처리된 신호의 시간 도메인으로의 변환;
- MPEG로 정의된 것과 같은, 종래의 코딩 기술을 사용한 스테레오 신호의 인코딩;
- 전체 출력 비트-스트림을 형성하기 위해 스테레오 비트-스트림을 인코딩된 파라미터(P)로 멀티플렉싱.
대응하는 복수-채널 디코더 장치(즉, 결합된 사후-처리 역실행을 구비한 디코더)는 다음과 같이 요약될 수 있다.
- 파라미터(P)와 인코딩된 스테레오 신호를 검색하기 위한 파라미터 비트-스트림의 디먹스;
- 스테레오 신호의 디코딩;
- 디코딩된 스테레오 신호의 주파수 도메인으로의 변환;
- 파라미터(P)에 기초한 사후-처리 역실행의 적용;
- 파라미터(P)에 기초한 스테레오로부터 복수-채널 출력으로의 업믹스;
- 복수-채널 출력의 시간 도메인으로의 변환.
사후-처리 및 역 사후-처리가 주파수 도메인에서 행해지므로, 필터 함수(H1 내지 H4)는 주파수 의존적일 수 있는 단순한(실제-값 또는 합성) 스케일 계수에 의해 주파수 도메인으로 변환되거나 근사되는 것이 바람직하다.
당업자는 앞서 요약한 것과 같은 한 가지 이상의 처리 단계가 단일 처리 단계와 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 다른 응용은 디코더 측에서만 스테레오 신호 상의 사후-처리를 적 용하는 것이다(즉, 인코더 측에서 사후-처리 없음). 이러한 접근 방식을 사용하여, 디코더는 향상되지 않은 스테레오 신호로부터 향상된 스테레오 신호를 생성할 수 있다.
나머지 정보는 사후 처리가 행해졌는지 여부를 나타내는 비트-스트림으로 그리고 필터 함수(H1,H2,H3 및 H4)가 사용되는 파라미터 함수(f1,f2)가 제공될 수 있으며, 이는 역 사후-처리를 가능케 한다.
필터 함수는 주파수 도메인에서 곱셈으로 설명될 수 있다. 파라미터가 개별 주파수 대역에 대해 존재하므로, 본 발명은 개별적으로 다른 주파수 대역으로 적용되는, 필터 대신에 단순하고, 복잡한 이득으로서 구현될 수 있다. 이러한 경우, L0w,R0w의 주파수 대역은 (L0,R0)로부터 대응하는 주파수 대역으로부터 단위(2x2) 행렬 곱셈으로 얻어진다. 실제 행렬 엔트리는 파라미터에 의해 결정되며 필터 함수의 주파수 도메인 표시(H)는 따라서 시간-불변 이득(H)과 시간/주파수-변수 파라미터-제어된 이득(wl 및 wr)으로 구성된다. 필터들은 각 대역에 대한 스칼라이므로, 역실행이 가능하다.
인코더 내에서의 사후-처리는 다음 행렬식에 의해 설명될 수 있다.
Figure 112006071186935-PCT00015
이러한 행렬식은 각 주파수 대역에 대해 적용된다. 행렬(H)은 모든 스칼라를 포함한다. 스칼라의 사용은 사후-처리와 역 사후-처리를 비교적 용이하게 한다.
파라미터(wl 및 wr)는 파라미터 세트(P)의 스칼라와 함수이다. 이들 2개의 파라미터들은 입력 채널의 사후-처리량을 결정한다.
파라미터(H1...H4)는 합성 필터 함수이다.
이 프로세스의 역은 또한 주파수 대역당 단위 행렬 곱셈으로 행해질 수 있다. 다음의 수학식은 주파수 대역마다 응용된다:
Figure 112006071186935-PCT00016
매트릭스(H-1)는 오직 스칼라만을 포함한다. 요소(H-1,k1....k4)는 또한 파라미터 세트(P)의 함수이다. 행렬(H,h11....h22) 내의 함수와 파라미터(P)가 디코더 내에서 알려져 있을 때, 사후 처리는 역으로 행해질 수 있다.
이러한 역 사후-처리를 행하는 역 사후-프로세서(3)의 블록도는 도 4에 도시된다.
이러한 역실행은 행렬(H)의 행렬식(determinant)이 0이 아닐 때 가능하다. H의 행렬식은 다음과 같다.
Figure 112006071186935-PCT00017
적절한 함수(h11....h22)가 선택될 때, det(H)는 0이 아니며, 따라서 프로세스는 역실행될 수 있다.
"포함하다"라는 표현은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 아니하며 "단수 요소"는 복수 요소를 배제하지 않는다는 것이 언급되었다. 게다가, 청구항 내의 참조 표시는 청구항의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다.
앞서, 본 발명은 특정 실시예를 참조로 설명되었다. 그러나, 본 발명은 설명된 다양한 실시예에 제한되지 아니하지만 본 명세서를 읽는 당업자에게 명백한 것처럼 다른 방법으로 수정되거나 결합될 수 있다.
본 발명은, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법 및 디바이스에 관한 것으로서, 스테레오 신호를 처리하는 디바이스, 디코더 장치 등에 이용가능하다.

Claims (20)

  1. 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법으로서, 인코더가 N-채널 오디오 신호를 왼쪽 및 오른쪽 신호(L0;R0) 및 공간 파라미터(P)로 인코딩하는, 상기 방법은,
    처리된 신호를 제공하기 위해 상기 왼쪽 및 오른쪽 신호를 처리하는 단계로서, 상기 공간 파라미터(P)에 따라 제어되는, 상기 왼쪽 및 오른쪽 신호를 처리하는 단계
    를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 처리 단계는 상기 왼쪽 및 오른쪽 신호 각각에 대해 제 1 파라미터(wl,wr)에 의해 제어되며, 상기 제 1 파라미터는 공간 파라미터(P)에 따르는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 파라미터(wl,wr)는 시간 및/또는 주파수의 함수인, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 단계는 공간 파라미터(P)에 따라 전송 함수로 상기 왼쪽 및 오른쪽 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 단계는:
    - 상기 처리된 채널 신호(L0w;R0w)를 얻기 위해 제 1, 제 2 및 제 3 신호를 추가하는 단계로서, 제 1 신호는 제 1 전송 함수(L0*HA;R0*HF)에 의해 변형된 스테레오 신호를 포함하며, 제 2 신호는 제 2 전송 함수(L0*HB;R0*HE)로 변형된 동일한 채널의 스테레오 신호를 포함하며, 제 3 신호는 제 3 전송 함수(L0*HD;R0*HC)로 변형된 다른 채널의 스테레오 신호를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 2 전송 함수(HB;HE)는 제 1 필터 함수(H1;H4)로 곱하는 단계가 후속되는 상기 제 1 파라미터(Wl;Wr)로 곱하는 단계를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 전송 함수(HA;HF)는 제 2 파라미터로 곱하는 단계를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 전송 함수(HA;HF)는 상기 제 1 파라미터가 상기 제 2 파라미터의 함수인 제 2 파라미터로 곱하는 단계를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  9. 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 전송 함수(Hl;HD)는 제 2 필터 함수(H2;H3)가 후속되는 상기 제 1 파라미터(Wl;Wr)로 왼쪽 또는 오른쪽 신호(L0;R0)의 곱하는 단계를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  10. 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함수(H1,H2,H3,H4)는 시간-불변인, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호는 수학식:
    Figure 112006071186935-PCT00018
    에 의해 설명되며, 전송 함수 행렬(H)은 공간 파라미터(P)의 함수인, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 전송 함수 행렬(H)은 수학식:
    Figure 112006071186935-PCT00019
    로 설명되며 a는 상수인, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 필터 함수(H1,H2,H3,H4) 및 파라미터(wl,wr)는 전송 함수 행렬(H)이 역행렬이 될 수 있도록 선택되는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간 파라미터(P)는 N-채널 신호의 신호 레벨을 설명하는 정보를 포함하는, 인코더로부터 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  15. 인코더에서 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 디바이스로서, 인코더는 N-채널 오디오 신호를 왼쪽 및 오른쪽 신호(L0;R0)와 공간 파라미터(P)로 인코딩하는, 상기 디바이스는:
    - 상기 사후-처리가 상기 공간 파라미터(P)에 따라 제어되는, 처리된 신호(L0w;R0w)를 제공하기 위해 상기 왼쪽 및 오른쪽 신호를 사후-처리하기 위한 사후-프로세서(5)
    를 포함하는, 인코더에서 얻어진 스테레오 신호를 처리하는 디바이스.
  16. 인코더 장치로서:
    - N-채널 오디오 신호를 왼쪽 및 오른쪽 신호(L0;R0)와 공간 파라미터(P)로 인코딩하는 인코더(2), 및
    - 상기 공간 파라미터(P)에 따라 상기 왼쪽 및 오른쪽 신호(L0;R0)를 처리하기 위한 제 15항에 따른 디바이스(5)
    를 포함하는, 인코더 장치.
  17. 왼쪽 및 오른쪽 신호(L0w;R0w)를 포함하는 스테레오 신호를 처리하는 방법으로서, 제 1항 내지 제 14항 중 어느 항 항의 방법에 따른 처리를 역실행하는 단계를 포함하는, 스테레오 신호를 처리하는 방법.
  18. 왼쪽 및 오른쪽 신호(L0w;R0w)를 포함하는 스테레오 신호를 처리하는 디바이스(7)로서, 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 방법에 따른 처리를 역실행하는 수단을 포함하는, 스테레오 신호를 처리하는 디바이스.
  19. 디코더 장치로서,
    - 왼쪽 및 오른쪽 신호(L0w;R0w)를 포함하는 스테레오 신호를 처리하기 위한 제 18항에 따른 디바이스(7), 및
    - 상기 처리된 스테레오 신호(L0;R0)를 N-채널 오디오 신호로 디코딩하는 디코더
    를 포함하는, 디코더 장치.
  20. 오디오 시스템(1)으로서, 제 16항에 따른 인코더 장치 및 제 19항에 따른 디코더 장치를 포함하는, 오디오 시스템.
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