TW569551B - Method and apparatus for multichannel logic matrix decoding - Google Patents

Description

五、發明説明（1 ) 技術領域 本發明大致上係關於音訊訊號處理，且更具體地說關 於用以解碼多聲道訊號之技術。 背景技藝 音樂工業已使用雙聲道立體聲達半世紀之久。一般來 說，主聲音訊號（或其他位於中央之訊號）相等地混入左和 右聲道中以產生位於與左和右聲道味丨σ八等距處之聽者一中 央“幻覺’’之印象。 雙聲道立體聲之眾所周知的缺點為當吾人從理想的 中央良好地點’’移開時聲音場的瓦解。中央訊號像是從最 靠近聽者之喇队中出來而非來自雙聲道之喇ρ八間的一點。 一避免或減少此問題之已知方式為使用一第三中央聲道； 然而，三聲道來源内容並非十分普遍。 另外減少此問題之已知方式為應用一邏輯矩陣解碼 器至一雙聲道來源以產生一或多個額外的訊號，包括一中 央聲道訊號。例如一Dolby Pro Logic解碼器接收二輸入訊 號並產生左（L)，中（C)，右（R)和環繞（S)輸出訊號。pr〇L〇gic II解碼器從一雙聲道來源產生L，C，R，左環繞（Ls)以及右 環繞（Rs)輸出訊號且預定為與杜比環繞編碼内容或傳統的 立體聲記錄一起使用。

Pro Logic環繞解碼之關鍵好處為中央聲道輸出，其改 進了對位於喇W系統之中央軸之外的聽者之中央訊號印象 的穩定性。此好處在已知為杜比3立體聲之較簡單的3聲道 (L，C，R)矩陣解碼糸統中一樣可以得到。對所有上述解碼器 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 569551

五、發明説明（2 ) 之應用包括家用和車用音訊系統。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由在諸如提供了傳統5或51聲道分離來源訊號之那 些系統之多聲❹統巾應用賴料解碼H可對環繞聲道 訊號得到類似的好處。在此應用中，其稱Wur_dEX， 一邏輯矩陣解碼器被送入一 5聲道聲軌之^和以訊號以從 原來的一聲道產生三個環繞聲道(Ls，Bs，Rs)。圖式丨提供了 此應用之方塊圖。位於中央之外的聽者較能夠感受到預定 來自Ls和Rs聲道喇叭之間的方向性信號。

訂I 隨著DVD音訊之出現，5·!聲道音訊節目變得更常見。 吾人可預期以5.1聲道系統可容易地避免掉聲音場瓦解之 問題，因為其提供了分離的中央聲道。不幸地，該問題將 不可避免，因為這些系統提供了在三個前方聲道間如何混 合聲音訊號之額外的彈性。在一些情況中，聲音訊號如之 前般專門地混合於L/R聲道中，以產生一中央印象。在其 他情況中，聲音訊號只混入中央聲道中。在其他情況中， 聲音訊號以變化比例混入全部的三個前方聲道中。在這些 混合選擇可影響聲音訊號之整體或清晰度之同時，在大部 份的情況中聲音係預定為讓人感覺如同來自音場之中央。 對那些將聲音和其他中央訊號置於L/R聲道中而非中央聲 道中之混合來說，聲音場瓦解對於未位在或靠近一中央聆 聽位置之聽者來說仍會發生。 對位於中央以外之聽者來說，聲音訊號只在中央味^八 之混合將傳達最接近音場中央之聲音訊號之聽覺印象，而 與聽者位置無關。當中央聲道成比例地減少使用時，聲立 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 569551 五、發明説明（ A7 B7 印像朝聽者之位置移動。此類似於以對雙聲道來源所說明 的問題；然而，對此問題之解決方案因為中央聲道訊號之 出現而複雜化。無論聽者位置，一聲音訊號只在中央聲道 中之5.1聲道節目會保留一中央聽覺印象，且不需任何進一 步的調整。只使用L和R聲道之節目具有與標準雙聲道記錄 相同的限制，且將聲音訊號置於L，C和R聲道中之聲音訊號 將產生中央聽覺印象，其在介於由這二個極端所提供者之 間的某處具有位置穩定性。最後的結果為目前的混合技藝 不保證對所有的聽者位置有一致的聲音印象結果。這有時 對在家的聽者來說是一個問題，但對於在車中的聽者來說 這幾乎總是一個問題，因為一般而言沒有聽者是相對於喇 口八位於中央的。 發明之揭示内容 本發明克服了這些問題。 根據本發明之一觀點，一音訊解碼器包含多個輸入訊 號路徑，包括一第一輸入訊號路徑，其傳達了一左聲道輸 入訊號，一第二輸入訊號路徑，其傳達一右聲道輸入訊號， 以及-第三輸人訊號路徑，其傳達了 _中央聲道輸入訊 號；-訊號處理器，其具有輕合至第一和第二輸入訊號路 徑之輸人且具有㈣提供*左聲道和㈣道“訊號所產 生之處理過的訊號之輸出，其中H出提供一左聲道 處理過的訊號’-第二輸出提供-右聲道處理過的訊號以 =一第三輸出提供-中央聲道處理過的訊號；—訊號結合 益，其具有耗合至第三輸入訊號和訊號處理器之第三輸出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

6 - 剛551 A7 ^— -- b7____ 五、發明説明（4 ) 之輪入’且具有一提供表示了中央聲道輸入訊號以及中央 聲道處理過的訊號之组合之訊號 的輸出；以及多個輸出訊 藏路控’包括一第一輸出訊號路徑，其耦合至訊號處理器 之第一輪出，一第二輸出訊號路徑，其耦合至訊號處理器 之第二輸出，以及一第三輸出訊號路徑，其耦合至訊號結 合器之輸出。 根據一本發明之其他觀點，一音訊解碼器包含多個輸 入訊號路徑，其包括一第一輸入訊號路徑，其傳達了一左 聲道輸入訊號，一第二輸入訊號路徑，其傳達一右聲道輸 入訊號，以及一第三輸入訊號路徑，其傳達了一中央聲道 輸入訊號；一訊號處理器，其具有耦合至第一，第二和第 二輸入訊號路徑之輸入且具有多個提供由左聲道和右聲道 輸入訊號之混合與右聲道和中央聲道輸入訊號之混合所產 生之處理過的訊號之輸出，其中一第一輸出提供一左聲道 處理過的訊號，-第二輸出提供一右聲道處理過的訊號以 及一第三輸出提供一中央聲道處理過的訊號；以及多個輪 出訊號路徑，包括一第一輸出訊號路徑，其搞合至訊號處 理器之第一輸出，一第二輸出訊號路徑，其轉合至訊號處 理器之第二輸出，以及一第三輸出訊號路徑，其輕合至訊 號處理器之第三輸出。 根據本發明之其他觀點，一音訊解碼方法包含接收一 左聲道輸入訊號，一右聲道輸入訊號以及一中央聲道輸入 訊號，從左聲道和右聲道輸入訊號產生多個處理器的訊 號，其包括-左聲道處理過的訊號，一右聲道處理過 本紙張凡度適用中國國家標準（™s) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— ^69551 A7 ___________B7 五、發明説明（- 號’以及一中央聲道處理過的訊號；結合中央聲道輸入訊 號以及中央聲道處理過的訊號；以及提供多個輪出訊號， 其表不了左聲道處理過的訊號，右聲道處理過的訊號，以 及結合的中央聲道輸入訊號以及中央聲道處理過的訊號。 圖式簡述 第1圖為一具有Surround ΕΧ解碼之多聲道音訊解碼器 之方塊圖。 第2圖為一重新分布中央聲道訊號之多聲道音訊解碼 器之方塊圖。 第3圖為一具有一混合分離/矩陣3聲道處理器之多聲 道音訊解碼器之方塊圖。 第4圖為一供一矩陣增強五通聲道系統之音訊解碼器 之方塊圖。 執行發明之模式 在本揭示内容中較特定的說明由“音訊訊號”和“音訊 印象構成’因為二或多聲道的音樂節目一般係設計來將這 些型式的號呈現於音場之中央。本發明可應用至任何型 式的訊號且不受限於音訊訊號。在此提到音訊訊號及其類 似者應理解為指任何型式之預定來呈現於音場之中央或附 近之聽覺訊號。 在第2圖中說明了可提供一穩定中央聽覺印象之系統 之實現。在此實現中，C通道訊號分布或混入L和R聲道以 提供一雙聲道訊號。事先存在於C聲道中的音訊訊號被以 相同的大小混入L和R聲道中。然後處理結果的雙聲道訊號 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁)

二叮I 發明説明（6 ) 以知到二聲道（L，C和R)，連同在c聲道中的音訊訊號為主 要部份，其使用三個前方喇π八提供一致的中央聽覺印象。 在第3圖中說明了可提供一穩定中央印象之系統之其 他實現。不像第一實現，此第二實現不將c聲道訊號混入L 和R聲道訊號中。取而代之地，其將在L*R聲道中的聲音 訊號萃取出來且將萃取出來的聲音訊號加至C聲道訊號 中。結果，由事先存在於c聲道中的訊號所呈現的聲音印 象之穩定性未被不利地影響，且避免了 (^聲道訊號漏至其 他聲道或耦合至其他聲道。此大致上提供了一更乾淨和更 穩定的聲音印象，以及更好的聲道訊號所產生之印象 的橫向分離。若一多聲道節目在。聲道中未出現明顯的訊 號’則此第二實現提供了 一基本上與第2圖中所示之第一實 現所提供者相同的結果。 本發明之原理亦可應用至其他聲道。例如，如第4圖 中所示的’-5聲道解碼器如與上面第3圖連結討論般產生 一 C聲道訊號，且亦產生一對環繞聲道訊號，其被加至原 始的Ls和RS聲道訊號中。此技術可用來增強一節目之空間 效果，而*會造成任何原始環繞聲道訊制至前方聲道訊 號中。 幾個圖式和相關文字省略了多種觀點，其在_實際實 現中可能是重要的’但在說明本發明時並不需要。例如， 圖式中所示的解碼器組件之實現可能在其所處理的訊號中 引入相位移或時間延遲。在這樣的情況中，-較佳實現包 括了延遲元件或其他在直接訊號路徑中的處理如此 569551 A7 B7五、發明説明（7 ) 使得對所有聲道之相位移和時間延遲是相同的，或者大致 相同。例如參考第4圖，提供一適當相位移或時間延遲之組 件可在相加組件之前的一點或其“上游”插入C，Ls和Rs聲道 之訊號路徑中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) #1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 10

Claims (1)

1. D8 六、申請專利範圍 1· 一種音訊解碼器，其包含 多個輸入訊號路徑，其包括一第一輸入訊號路徑， 其傳達一左聲道輸入訊號，一第二輸入訊號路徑，其傳 達一右聲道輸入訊號，以及一第三輸入訊號路徑，其傳 達一中央聲道輸入訊號； 一訊號處理器，其具有耦合至第一和第二輸入訊號 路徑之輸入，且具有多個提供了由左聲道和右聲道輸入 訊號產生之處理過的訊號之輸出，其中一第一輸出提供 一左聲道處理過的訊號，一第二輸出提供了一右聲道處 理過的訊號以及一第三輸出提供一中央聲道處理過的 訊號； 一訊號結合器，其具有耦合至第三輸入訊號路徑以 及訊號處理器之第三輸出之輸入，且具有一提供一訊號 之輸出，該訊號表示中央聲道輸入訊號以及中央聲道處 理過的訊號之結合；以及 多個輸出訊號路徑，其包括一耦合至訊號處理器之 第一輸出之第一輸出訊號路徑，一耦合至訊號處理器之 第二輸出之第二輸出訊號路徑，以及一耦合至訊號結合 器之輸出之第三輸出訊號路徑。 2·如申請專利範圍第1項之解碼器，其中訊號處理器係由 一邏輯矩陣解碼器實現。 3· 一種音訊解碼器，其包含： 多個輸入訊號路徑，其包括一第一輸入訊號路徑， 其傳達一左聲道輸入訊號，一第二輸入訊號路徑，其傳 本紙張尺度適用規格⑵似聊公爱） 11 569551 ABCD 六、申請專利範圍 達一右聲道輸入訊號，以及一第三輸入訊號路徑，其傳 達一中央聲道輸入訊號； 一訊號處理器，其具有耦合至第一，第二和第三輸 入訊號路控之輸入，且具有多個提供了由左聲道和右聲 道輸入訊號之混合與右聲道和中央聲道輸入訊號之混 合產生之處理過的訊號之輸出，其中一第一輸出提供一 左聲道處理過的訊號，一第二輸出提供了 一右聲道處理 過的讯號以及一第三輸出提供一中央聲道處理過的訊 號； 夕個輸出訊號路徑’其包括一搞合至訊號處理器之 第一輸出之第一輸出訊號路徑，一耦合至訊號處理器之 第一輸出之第二輸出訊號路徑，以及一耦合至訊號處理 器之第二輸出之第三輸出訊號路徑。 4·如申請專利範圍第3項之解碼器，其中訊號處理器係由 一第一訊號結合器，一第二訊號結合器，以及一邏輯矩 陣解碼器實現，第一訊號結合器藉由結合左聲道和中央 聲道輸入訊號來提供左聲道和中央聲道輸入訊號之混 合，第二訊號結合器藉由結合右聲道和中央聲道輸入訊 唬提供右聲道和中央聲道輸入訊號之混合，且邏輯矩陣 解碼器具有耦合至第一和第二訊號結合器之輸出之輸 入0 5·如申请專利範圍第j、2、3或4項之解碼器，其中： 多個輸入訊號路徑包括傳達一環繞聲道輸入訊號 之第四輸入訊號路徑； 569551 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 多個訊號處理器輸出包括提供一環繞聲道處理過 的訊號之第四輸出； 一環繞聲道訊號結合器，其具有耦合至第四輸入訊 號路徑以及訊號處理器之第四輸出之輸入，且具有一提 供了一訊號之輸出，該訊號表示了環繞聲道輸入訊號以 及$衣繞聲道處理過的訊號之結合；以及 多個輸出訊號路徑包括耦合至環繞聲道訊號結合 器之輸出之第四輸出訊號路徑。 6· —種音訊解碼方法，其包含： 接收一左聲道輸入訊號，一右聲道輸入訊號以及一 中央聲道輸入訊號； 從左聲道和右聲道輸入訊號產生多個處理過的訊 號，其包括一左聲道處理過的訊號，一右聲道處理過的 訊號，以及一中央聲道處理過的訊號； 結合中央聲道輸入訊號以及中央聲道處理過的訊 ，以及 提供多個輸出訊號，其表示左聲道處理過的訊號， 右聲道處理過的訊號，以及結合過的中央聲道輸入訊號 以及中央聲道處理過的訊號。 7·如申請專利範圍第6項之解碼方法，其中左聲道處理過 的訊號，右聲道處理過的訊號，以及中央聲道處理過的 訊號係藉由應用一邏輯矩陣解碼器至左聲道和右聲道 輸入訊號所產生的。 8·如申請專利範圍第6或7項之解碼方法，其包含：

   裝 訂

   13 569551 A B c D 六、申請專利範圍 接收一環繞聲道輸入訊號； 從左聲道和右聲道輸入訊號產生一環繞通道處理 過的訊號； 結合環繞聲道輸入訊號和環繞聲道處理過的訊 號；以及 提供一表示了結合過的環繞聲道輸入訊號和環繞 聲道處理過的訊號之輸出訊號。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X297公釐） 14