本发明提供一种具有音频文件格式转换功能的电子装置，用于将多声道音频文件转换为双声道音频文件。该多声道音频文件包括左声道部分及右声道部分，该电子装置将多声道音频文件的左声道部分及右声道部分中各声道信号经过一混合矩阵混合为N路相似的混合信号，然后将左声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一左声道音频信号，将右声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一右声道音频信号，即得到双声道音频文件。使用本发明，使多声道音频文件在不支持该多声道音频文件的设备中也可正常播放。
1.一种具有音频文件格式转换功能的电子装置，所述电子装置包括一存储单元及一处理单元，所述存储单元中存储有多声道音频文件，其特征在于，所述多声道音频文件包括左声道部分及右声道部分，所述左声道部分包括至少两个声道信号，所述右声道部分包括至少两个声道信号，且所述左声道部分的声道数与右声道部分的声道数相同，所述存储单元中还存储至少一混合矩阵，所述混合矩阵的行列数与所述多声道音频文件的声道数相一致，即若所述多声道的左／右声道部分所包含的声道数为N，则所述混合矩阵即为N*N的矩阵；及所述处理单元响应用户的操作从所述存储单元中获取所述多声道音频文件，将所述左声道部分及右声道部分中各声道信号经过所述混合矩阵混合为N路相似的混合信号，然后将所述左声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一左声道音频信号，将所述右声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一右声道音频信号，即得到双声道音频文件，交叉嵌入混合即为同时对所述左声道部分的N路混合信号及右声道部分的N路混合信号进行采样，并将每个采样点所采样的左声道部分的N路信号混合为左声道音频信号，将每个采样点所采样的右声道部分的N路信号混合为右声道音频信号；
其中，所生成的双声道音频文件存储于所述存储单元中，所述存储单元中还存储一解码矩阵，所述解码矩阵为所述混合矩阵的逆矩阵，所述处理单元响应用户的操作将由双声道音频文件恢复为多声道音频文件，具体为：从所述存储单元中获取所述双声道音频文件，响应用户的操作从所述存储单元中调用所述双声道音频文件，并以N倍多声道音频文件的采样频率对所调用的双声道音频文件进行采样；将所采样的左声道音频信号及右声道音频信号分别重组为N组信号；分别将左声道部分的各组信号及右声道部分的各组信号通过所述解码矩阵进行解码，生成多声道音频文件；
其中，所述处理单元将所采样的左声道音频信号及右声道音频信号重组为N组信号的方式为：设M为重组时的采样次数，则将M／N的余数为1的采样信号作为第一组信号，将M／N的余数为2的采样信号作为第二组信号，依此类推，将M／N余数为0的采样信号作为第N组信号。
2.如权利要求1所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，所述多声道音频文件还包括一中间声道，在进行音频转换时，所述中间声道同时作为所述左声道部分及右声道部分的一个声道。
3.如权利要求1所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，在播放所述双声道音频文件时，以N倍多声道音频文件的采样频率输出所述双声道音频文件，与所述多声道音频文件同样的采样频率采样所述双声道音频文件。
4.如权利要求1所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，所述多声道音频文件中还包括一重低音声道信号，对所生成的双声道音频信号加入重低音信号的方法为：对多声道中的重低音声道中的重低音信号进行过采样，即以N倍多声道音频文件的采样的频率进行采样，生成重低音声道过采样信号，然后将重低音声道过采样信号分别以一定的比例a叠加于所述左声道音频信号及右声道音频信号，即得到具有重低音效果的双声道音频文件。
5.如权利要求1所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，该混合矩阵为：
6.如权利要求1所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，所述多声道音频文件为5.1声道的杜比立体声文件。
7.如权利要求4所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，所述处理单元响应用户的操作将由双声道音频文件恢复为多声道音频文件还包括对生成的各组信号进行分离去除重低音信号的处理。
8.如权利要求7所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，解码后的左声道部分及右声道部分均包括中间声道信号，则将所述左声道部分的中间声道信号与右声道部分的中间声道信号进行平均后通过一高通滤波器过滤掉低频信号即得到中间声道信号。
9.如权利要求7所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，恢复重低音信号的方式为：为让重组后的信号通过一低通滤波器，并对各声道得到的重低音信号进行平均化处理即可得到重低音信号。
10.如权利要求7所述的具有音频文件格式转换功能的电子装置，其特征在于，所述解码矩阵为：
具有音频文件格式转换功能的电子装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种具有音频文件格式转换功能的电子装置，特别涉及将多声道音频文件转换为双声道音频文件的电子装置及方法。
背景技术
[0002] 多声道音频文件，如杜比5.1声道的立体声，从不同的方向很好的再现了声音的原始特性。但是目前仍然有很多设备并不支持多声道的音频文件。因此需要将多声道的音频文件下混成双声道的音频文件，以兼容当前设备。
发明内容
[0003] 有鉴于此，故需要提供一种具有音频文件格式转换功能的电子装置，可将多声道音频文件转换为双声道音频文件。
[0004] 该具有音频文件格式转换功能的电子装置包括一存储单元及一处理单元，该存储单元中存储有多声道音频文件，该多声道音频文件包括左声道部分及右声道部分，左声道部分包括至少两个声道信号，右声道部分包括至少两个声道信号，且左声道部分的声道数与右声道部分的声道数相同。该存储单元中还存储至少一混合矩阵，该混合矩阵的行列数与该多声道音频文件的声道数相一致，即若该多声道的左/右声道部分所包含的声道数为N，则该混合矩阵即为N*N的矩阵。该处理单元响应用户的操作从存储单元中获取多声道音频文件，将左声道部分及右声道部分中各声道信号经过该混合矩阵混合为N路相似的混合信号，然后将左声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一左声道音频信号，将右声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一右声道音频信号，即得到双声道音频文件。交叉嵌入混合即为同时对左声道部分的N路混合信号及右声道部分的N路混合信号进行采样，并将每个采样点所采样的左声道部分的N路信号混合为左声道音频信号，将每个采样点所采样的右声道部分的N路信号混合为右声道音频信号。
[0005] 相较于现有技术，本发明通过将多声道音频文件转换为双声道音频文件，使多声道音频文件在不支持该多声道音频文件的设备中也可正常播放。
附图说明
[0006] 图1为本发明一实施方式中具有音频文件格式转换功能的电子装置的方块图。
[0007] 图2为通过图1所示电子装置将多声道音频文件转换为双声道音频文件的方法的流程图。
[0008] 图3为通过图1所示电子装置将多声道音频文件转换为双声道音频文件的示意图。
[0009] 图4为通过图1所示电子装置将双声道音频文件恢复为多声道音频文件的方法的流程图。
[0010] 图5为通过图1所示电子装置将双声道音频文件恢复为多声道音频文件的示意图。
[0011] 主要元件符号说明
[0012]电子装置 1
存储单元 11
处理单元 12
多声道音频文件 111
双声道音频文件 112
混合矩阵 113
解码矩阵 114
双-多转换模块 122
高通滤波单元 13
低通滤波单元 14
左声道部分 1111
左声道信号 1112
左环绕声道信号 1113
中间声道信号 1114
第一路混合信号 1115
第二路混合信号 1116
第三路混合信号 1117
左声道音频信号 311
重低音声道过采样信号 1118
右声道音频信号 312
第一组信号 313
第二组信号 314
第三组信号 315
第四组信号 316
第五组信号 317
第六组信号 318
左声道信号 301
左环绕声道信号 302
左部中间声道信号 303
右部中间声道信号 306
重低音声道信号 307
右声道信号 304
右环绕声道信号 305
中间声道信号 308
[0013] 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0014] 如图1所示，本发明中的电子装置1可将多声道音频文件转换为双声道音频文件，并可将经多声道音频文件转换的双声道音频文件恢复为多声道音频文件。
[0015] 该电子装置1包括一存储单元11、一处理单元12。该存储单元11中存储有多声道的音频文件111及双声道音频文件112，该双声道音频文件112为经多声道音频文件111转换而来。该多声道音频文件111包括多个声道，如四声道，五声道，六声道，具有不同声道数的音频文件都包括左声道部分及右声道部分，左声道部分包括至少两个声道的音频信号，右声道部分包括至少两个声道的音频信号，且左声道部分的声道数与右声道部分的声道数相同。
[0016] 当该多声道音频文件111还包括一中间声道的音频信号时，该中间声道的音频信号可分别作为左声道部分及右声道部分中的一个声道信号。请同时参阅图3，以5.1声道的杜比立体声文件为例，左声道部分所包含的声道信号有左声道信号1111，左环绕声道信号1112及中间声道信号1113，右声道部分(图未示)所包含的声道信号有右声道信号，右环绕声道信号及中间声道信号。
[0017] 该存储单元11中还存储有将多声道文件转换为双声道文件时所用的混合矩阵113，及将双声道音频文件恢复为多声道文件时所使用的解码矩阵114，该混合矩阵113为可逆矩阵，该解码矩阵114为该混合矩阵113的逆矩阵。且具有不同声道数的音频文件对应一不同的混合矩阵113及一不同的解码矩阵114。该混合矩阵113及该解码矩阵114的行列数与多声道音频文件的左声道部分或右声道部分所包含的声道数一致，即，若该多声道音频文件111的左声道部分及右声道部分各包括N个声道信号，则该混合矩阵及该解码矩阵即为N*N的矩阵。
[0018] 该处理单元12包括一多-双转换模块121及一双-多恢复模块122。该多-双转换模块121用于将多声道音频文件111转换为双声道音频文件112，该双-多恢复模块122用于将由多声道音频文件111转换的双声道音频文件112恢复为多声道音频文件111。
[0019] 下面结合图2及图3，以5声道的杜比立体声音频文件转换为双声道的音频文件为例说明多-双转换模块121将多声道音频文件111转换为双声道音频文件112的方法。
[0020] 首先，在步骤S201中，该多-双转换模块121响应用户的操作从存储单元11中获取多声道音频文件111如杜比立体声文件，并采样该多声道音频文件111。
[0021] 在步骤S202中，该多-双转换模块121从存储单元11中获取该多声道音频文件111对应的混和矩阵113，本实施方式中，该杜比立体声文件对应的混合矩阵为3*3的矩阵，具体为：
[0022]
[0023] 若该多声道音频文件111的左声道部分及右声道部分所包含的声道信号数为N，则在步骤S203中，该多-双转换模块121将该多声道音频文件111的左声道部分及右声道部分的各声道信号分别利用该混合矩阵113混合为N路相似的混合信号。
[0024] 以杜比立体声中的左声道部分的三个声道信号为例，左声道部分的三个声道信号经该混合矩阵113混合后即变为三路基本相似的混合信号，第一路混合信号1115，即Ma1Ma2......Man，第二路混合信号1116，即Mb1Mb2Mb3......Mbn，及第三路混合信号1117，即Mc1Mc2Mc3.....Mcn，该混合矩阵113的第一行为混合生成第一路混合信号1115时左声道信号、左环绕声道信号及中间声道信号对应的混合系数，该混合矩阵的第二行为混合生成第二路混合信号1116时左声道信号、左环绕声道信号及中间声道信号对应的混合系数，该混合矩阵113的第三行为混合生成第三路混合信号1117时左声道信号、左环绕声道信号及中间声道信号对应的混合系数。根据杜比立体声文件特性及人耳对声音方向的感知特性，调整混合系数的比例，使得原左声道信号及左环绕声道信号在混合信号中占主导。另外，为了使混合后的第二路混合信号1116及第三路混合信号1117与第一路音频信号1115比较相似，则三路混合信号中各声道信号的混合系数都比较接近。
[0025] 上述实施例中混合矩阵113中的各混合系数仅为举例说明，并非为本发明的唯一取值，在其他实施方式中，也可根据情况对混合矩阵中的各混合系数进行调整。
[0026] 在步骤S204中，该多-双转换模块121将左声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一左声道音频信号，将右声道部分对应的N路混合信号交叉嵌入混合为一右声道音频信号，以杜比立体声信号的左声道部分信号为例，该多-双转换模块121将该三路混合信号进行交叉嵌入混合为双声道音频信号中的左声道音频信号311，即Ma1Mb1Mc1Ma2Mb2Mc2......ManMbnMcn。交叉嵌入混合即为同时对左声道部分的N路混合信号及右声道部分的N路混合信号进行采样，并将每个采样点所采样的左声道部分的N路信号混合为左声道音频信号，将每个采样点所采样的右声道部分的N路信号混合为右声道音频信号。以杜比立体声为例，即将第一路混合信号1115的第一个采样点Ma1作为左声道信号的第一采样点数据，将第二混合信号1116的第一个采样点Mb1作为左声道信号的第二采样点数据，将第三混合信号1117的第一个采样点Mc1作为左声道信号的第三采样点数据，如此依次类推，即生成双声道音频信号中左声道音频信号。
[0027] 同理，对右声道部分的三个声道信号做与左声道部分的三个声道信号同样的处理得到双声道音频信号112中右声道音频信号。
[0028] 一般，该多声道音频文件111中还包括一重低音声道信号，为了使转换后的双声道音频文件中也具有重低音效果，则在步骤S205中，对所生成的双声道音频信号加入重低音信号。具体方法为：对多声道中的重低音信号进行过采样，即以N倍(N为左声道部分或右声道部分所包含的声道数)多声道音频文件111的采样频率进行采样，生成重低音声道过采样信号1118，然后将重低音声道过采样信号1118分别于左声道音频信号及右声道音频信号以一定的比例a进行叠加，即得到具有重低音效果的双声道音频文件112。在本实施方式中a的值为0.2.
[0029] 转换生成的双音频文件112存储在存储单元11中。
[0030] 若多声道音频信号的采样频率为FS，则在输出转换后的双声道音频文件112时，以N*FS的频率输出该双声道音频文件112，但以与多声道音频文件的采样频率FS采样该双声道音频文件112，如此不会造成听觉上的失真。
[0031] 该双-多转换模块122将双声道音频文件112还原为多声道音频文件111的具体方法请参考图4及图5。
[0032] 首先，在步骤S401中，该双-多转换模块122响应用户的操作从存储单元11中调用双声道音频文件112，并以N*FS的频率分别对所调用的双声道音频文件112的左声道音频信号311及右声道音频信号312进行采样。
[0033] 在步骤S402中，该双-多转换模块122将所采样的左声道音频信号311及右声道音频信号312分别重组为N组信号，以左声道音频信号311为例，设M为重组时的采样次数，则将M/N的余数为1的采样信号作为第一组信号，将M/N的余数为2的采样信号作为第二组信号，依此类推，将M/N余数为0的采样信号作为第N组信号。以杜比5.1声道立体声为例，即N＝3，则如图5所示，M/N余数为1的采样信号作为第一组信号313，M/N余数为2的为第二组信号314，余数为0的为第三组信号315。同理，对右声道音频信号312同样进行采样重组获得第四组信号316，第五组信号317及第六组信号318。
[0034] 在步骤S403中，若该多声道音频文件111包含重低音声道，则该双-多转换模块122对所生成的各组信号进行分离去除重低音信号的处理。分离重低音信号的方法为让重组后的信号通过一低通滤波器14，并对各信道得到的重低音信号进行平均化处理即可得到重低音信号307。从各组信号中去除重低音信号的方法为从各组信号中按当初的混合比例减去重低音信号。
[0035] 让重组后的信号通过一高通滤波器13，过滤掉低频信号。
[0036] 在步骤S404中，该双-多转换模块122分别将去除了重低音的左声道部份各组信号和右声道部份各组信号通过该解码矩阵114进行解码，解码后的每一组信号对应多声道音频文件111中的一个声道信号，以杜比立体声为例，第一组信号313解码后对应的即为多声道音频文件111的左声道信号301，第二组信号314解码后对应的即为多声道音频文件111的左环绕声道信号302，第三组信号315解码后对应的即为多声道音频文件111的左部中间声道信号303，同理，第四组信号316对应的即为多声道音频文件111的右声道信号
304，第五组信号317对应的即为多声道音频文件111的右环绕声道信号305，第六组信号
318对应的即为多声道音频文件111的右部中间声道信号306。
[0037] 在步骤S405中，若解码后的声道信号中包括中间声道信号，则将左部中间声道信号303与右部中间声道信号306进行平均后通过一高通滤波器13即得到中间声道信号308，如此即可将双声道音频信号112还原为多声道音频信号111。
[0038] 该解码矩阵114为混合矩阵113的逆矩阵，如若混合矩阵为
[0039]
[0040] 则该解码矩阵为：
[0041]
[0042] 如此即将双声道音频信号112恢复为多声道音频信号111。
