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音频信号的编码和解码方法及其装置

阅读：790发布：2021-02-28

IPRDB可以提供音频信号的编码和解码方法及其装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种音频信号的编码和解码方法及其装置。根据本发明的一个方面，提供了一种音频信号编码装置，其包括：接收器，接收多频道音频信号和第一音频信号中的至少一个；第一编码器，下载和混合所述多频道音频信号来生成第二音频信号，且从所述多频道音频信号中抽取空间参数；第二编码器，对所述第一音频信号和所述第二音频信号中的至少一个进行编码来生成被编码的音频信号；和多路复用器，对所述被编码的音频信号和所述空间参数进行多路复用，以生成卫星数字多媒体广播流。，下面是音频信号的编码和解码方法及其装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种音频信号编码装置，其包括：

接收器，接收多频道音频信号和普通音频信号两者、或者仅接收多频道音频信号；

第一编码器，下载和混合所述多频道音频信号来生成第二音频信号，且从所述多频道音频信号中抽取空间参数；

第二编码器，对所述普通音频信号和所述第二音频信号两者、或者仅对所述第二音频信号进行编码，来生成被编码的音频信号；和多路复用器，对所述被编码的音频信号和所述空间参数进行多路复用，以生成卫星数字多媒体广播流。

2.如权利要求1所述的音频信号编码装置，所述第二音频信号包括单音频信号和立体音频信号中的至少一个。

3.如权利要求1所述的音频信号编码装置，所述第一编码器基于空间音频编码算法生成所述第二音频信号，且抽取所述空间参数。

4.如权利要求1所述的音频信号编码装置，所述第一编码器利用动态图像专家组环绕声编码算法、声源定位线索编码算法和双耳线索编码算法中的一个生成所述第二音频信号，且抽取所述空间参数。

5.如权利要求1所述的音频信号编码装置，进一步包括将所述被编码的音频信号和所述空间参数打包为打包的基本码流的打包器，所述多路复用器对所述打包的基本码流进行多路复用，以生成所述卫星数字多媒体广播流。

6.一种音频信号解码装置，其包括：

反多路复用器，对卫星数字多媒体广播流进行反多路复用，且抽取被编码的音频信号和关于所述音频信号的空间参数；

第一解码器，解码所述被编码的音频信号；和

第二解码器，基于所述空间参数将所述被解码的音频信号上载和混合，以从该卫星数字多媒体广播流中复原多频道音频信号。

7.如权利要求6所述的音频信号解码装置，所述第二解码器基于所述被解码的音频信号和所述空间参数进一步生成虚拟多频道音频信号。

8.如权利要求6所述的音频信号解码装置，所述第二解码器基于空间音频编码算法生成所述多频道音频信号。

9.如权利要求6所述的音频信号解码装置，所述第二解码器利用动态图像专家组环绕声编码算法、声源定位线索编码算法和双耳线索编码算法中的一个生成所述多频道音频信号。

10.一种音频信号编码方法，其包括：

接收多频道音频信号和普通音频信号两者、或者仅接收多频道音频信号；

下载和混合所述多频道音频信号来生成第二音频信号，且从所述多频道音频信号中抽取空间参数；

对所述普通音频信号和所述第二音频信号两者、或者仅对所述第二音频信号进行编码，来生成被编码的音频信号；和对被编码的音频信号和所述空间参数进行多路复用，以生成卫星数字多媒体广播流。

11.如权利要求10所述的音频信号编码方法，所述第二音频信号包括单音频信号和立体音频信号中的至少一个。

12.如权利要求10所述的音频信号编码方法，所述抽取空间参数的步骤，基于空间音频编码算法生成所述第二音频信号，且抽取所述空间参数。

13.如权利要求12所述的音频信号编码方法，所述生成第二音频信号和抽取所述空间参数的步骤，利用动态图像专家组环绕声编码算法、声源定位线索编码算法和双耳线索编码算法中的一个生成所述第二音频信号，且抽取所述空间参数。

14.如权利要求10所述的音频信号编码方法，进一步包括将所述被编码的音频信号和所述空间参数打包为打包的基本码流的步骤，所述生成卫星数字多媒体广播流的步骤，对所述打包的基本码流进行多路复用，以生成所述卫星数字多媒体广播流。

15.一种音频信号解码方法，其包括：

对卫星数字多媒体广播流进行反多路复用，且抽取被编码的音频信号和关于所述音频信号的空间参数；

解码所述被编码的音频信号；和

基于所述空间参数将所述被解码的音频信号上载和混合，以从该卫星数字多媒体广播流中复原生成多频道音频信号。

16.如权利要求15所述的音频信号解码方法，所述生成多频道音频信号的步骤，基于所述被解码的音频信号和所述空间参数进一步生成虚拟多频道音频信号。

17.如权利要求15所述的音频信号解码方法，所述生成多频道音频信号的步骤，基于空间音频编码算法生成所述多频道音频信号。

18.如权利要求15所述的音频信号解码方法，所述生成多频道音频信号的步骤，利用动态图像专家组环绕声编码算法、声源定位线索编码算法和双耳线索编码算法中的一个生成所述多频道音频信号。

说明书全文

音频信号的编码和解码方法及其装置

技术领域

[0001] 本发明公开了一种音频信号的编码和解码方法及其装置，更具体地说，提供了一种在卫星数字多媒体广播服务中可以支持播放多频道音频信号的音频信号的编码和解码方法及其装置。

背景技术

[0002] 数字多媒体广播(DMB：Digital Multimedia Broadcasting)是指用来在移动环境下能收看无噪声的视频和音频的移动式多媒体广播服务。DMB具有在移动环境下可以提供广播的特点，即提供QVGA(Quarter Video GraphicsArray)级的视频和立体音频。

[0003] 为了提供DMB服务，由此制造出了手机内装型、电脑安装型、汽车安装型等多样化形态的接收器，并且最近生产的导航器、个人多媒体播放器(PMP：personal multimedia player)等产品几乎都包括DMB接收功能，因此可以展望到，使用DMB服务的用户将会逐渐增加。

[0004] 另外，伴随着多媒体编码技术的发展，通过通信网络和广播服务的多媒体的质量正变得越来越好。从黑白电视到彩色电视，再到数字电视和数字高清晰度电视的进化是示出该趋势的代表例子。该趋势不仅在视频领域，而且在音频服务例如从单频道立体音频，再到4频道、5.1频道、7.1频道等的多频道的发展中也容易找到。

[0005] 在多频道音频的情况下，通过在听众的前方、侧方和后方都播放其声音，与扬声器只在听众前方设置的立体音频相比，能提供更具有现场感的声音。

[0006] 然而，现有DMB系统具有在移动环境下传送数据的频带存有限制的问题，因此只能提供立体音频服务。

发明内容

[0007] 技术方案

[0008] 本发明的一个方面提供了一种在卫星数字多媒体广播服务中能提供具有现场感的声音的音频信号编码装置和音频信号解码装置及其方法。

[0009] 为了达到本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供了一种音频信号编码装置，其包括：接收器，接收多频道音频信号和第一音频信号中的至少一个；第一编码器，下载和混合所述多频道音频信号来生成第二音频信号，且从所述多频道音频信号中抽取空间参数；第二编码器，对所述第一音频信号和所述第二音频信号中的至少一个进行编码来生成被编码的音频信号；和多路复用器，对所述被编码的音频信号和所述空间参数进行多路复用，以生成卫星数字多媒体广播流。

[0010] 根据本发明的另外一个方面，提供了一种音频信号解码装置，其包括：反多路复用器，对卫星数字多媒体广播流进行反多路复用，且抽取被编码的音频信号和关于所述音频信号的空间参数；第一解码器，解码所述被编码的音频信号；和第二解码器，基于所述被解码的音频信号和所述空间参数生成多频道音频信号。

[0011] 仍然根据本发明的另外一个方面，提供了一种音频信号编码方法，其包括：接收多频道音频信号和第一音频信号中的至少一个；下载和混合所述多频道音频信号来生成第二音频信号，且从所述多频道音频信号中抽取空间参数；对所述第一音频信号和所述第二音频信号中的至少一个进行编码来生成被编码的音频信号；和对被编码的音频信号和所述空间参数进行多路复用，以生成卫星数字多媒体广播流。

[0012] 另外，根据本发明的另外一个方面，提供了一种音频信号解码方法，其包括：对卫星数据多媒体广播流进行反多路复用，且抽取被编码的音频信号和关于所述音频信号的空间参数；解码所述被编码的音频信号；和基于所述被解码的音频信号和所述空间参数生成多频道音频信号。

[0013] 技术效果

[0014] 根据本发明的示例性实施例，在卫星数字广播服务中，可以提供更具有现场感的声音。

附图说明

[0015] 图1是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的编码装置的详细结构的框图；

[0016] 图2是示出根据本发明的示例性实施例的具有音频信号的编码装置的卫星DMB服务提供装置的结构的框图；

[0017] 图3是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的解码装置的详细结构的框图；

[0018] 图4是示出根据本发明的示例性实施例的具有音频信号的解码装置的卫星DMB终端结构的框图；

[0019] 图5是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的编码方法的流程图；和[0020] 图6是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的解码方法的流程图。

具体实施方式

[0021] 以下，本发明特定示例性实施例将结合附图进行详细的说明。

[0022] 图1是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的编码装置的详细结构的框图。

[0023] 根据本发明的一个实施例的音频信号编码装置100包括接收器110、第一编码器120、第二编码器130和多路复用器140。下面对各个结构要素的功能进行详细地说明。

[0024] 接收器110接收多频道音频信号和第一音频信号中的至少一个。

[0025] 此时，第一音频信号意味着卫星DMB服务时提供的普通音频信号，根据本发明的一个实施例，第一音频信号可以包括单音频信号(mono audiosignal)和立体音频信号(stereo audio signal)中的至少一个。即，根据本发明的一个实施例的接收器110，除了普通音频信号以外还可以接收多频道音频信号。

[0026] 第一编码器120，下载和混合接收的多频道音频信号来生成第二音频信号，且从接收的多频道音频信号中抽取空间参数(spatial parameter)。

[0027] 其中，空间参数意味着关于被生成的第二音频信号的附加信息(sideinformation)，也意味着用来上载和混合第二音频信号来解码多频道音频信号所使用的信息。即，第一编码器120从接收的多频道音频信号中抽取第二音频信号和作为附加信息的空间参数。如下所述，音频信号解码装置利用第二音频信号和空间参数复原多频道音频信号。

[0028] 根据本发明的一个实施例，第二音频信号可以包括单音频信号和立体音频信号中的至少一个。即，第一编码器120可以下载和混合多频道音频信号来生成单音频信号和立体音频信号。

[0029] 根据本发明的一个实施例，空间参数可以包括声道间强度差别(IID：Inter-Channel Intensity Difference)、声道声级差别 (CLD：Channel LevelDifferences)、声道间互相关联 (ICC：Inter-Channel Coherence or Inter-ChannelCorrelation)和整体相位差别(OPD：Overall Phase Difference)中的至少一个。

[0030] IID(或CLD)是根据在多频道音频信号中被包括的至少两个频道信号的动力水平而表现出来的强度差异，ICC是根据在多频道音频信号中被包括的至少两个频道信号的波形的相似性而表现出来的两个频道信号之间的关联度。IPD是表现出在多频道音频信号中被包括的至少两个频道信号之间的位相差，OPD是表现出在多频道音频信号中被包括的至少两个频道信号之间的位相差以单频信号为基准如何在两个频道之间进行分布。

[0031] 并且，根据本发明的一个实施例，第一编码器120基于空间音频编码(SAC：Spatial Audio Coding)算法生成第二音频信号，且抽取空间参数。

[0032] 根据本发明的一个实施例，第一编码器120利用动态图像专家组环绕声(MPEG surround)编码算法、声源定位线索编码(SSLCC：Sound SourceLocation Cue Coding)算法和双耳线索编码(BCC：Binaural Cue Coding)中的一个生成所述第二音频信号，且抽取所述空间参数。

[0033] 第二编码器130编码第一音频信号和第二音频信号中的至少一个，以生成编码的音频信号。

[0034] 由于根据本发明的音频信号的编码装置与卫星DMB服务有关被使用，第二编码器130根据卫星DMB标准来编码第一音频信号和第二音频信号中的至少一个，以生成编码的音频信号。

[0035] 多路复用器140对编码的音频信号和空间参数进行多路复用，以生成卫星DMB流。

[0036] 根据本发明的一个实施例，音频信号的编码装置100可以进一步包括打包器(未示出)。

[0037] 所述打包器将所述编码的音频信号和所述空间参数打包为打包的基本码流(PES：packetized Elementary Stream)。此时，所述多路复用器将所述打包的基本码流多路复用以生成所述卫星数字多媒体广播流。

[0038] 因此，根据本发明的音频信号编码装置100具有与现有卫星DMB系统的兼容性，且与立体音频信号服务相比可以提供更具有现场感的多频道音频服务。

[0039] 图2是示出根据本发明的示例性实施例的具有音频信号的编码装置的卫星DMB服务提供装置的结构的框图。

[0040] 根据本发明的卫星DMB服务提供装置200包括视频编码器210、立体音频编码器220、多频道音频编码器230、PES打包器240、Section打包器250和TS多路复用器260。下面更详细地说明每个结构要素的功能。

[0041] 视频编码器210编码接收的视频信号。例如，视频编码器210根据卫星DMB标准可以编码视频信号。

[0042] 立体音频编码器220编码接收的立体音频信号。例如，立体音频编码器220根据卫星DMB标准编码接收的立体音频信号。立体音频信号的编码器210和图1的第二编码器130相对应。

[0043] 多频道音频编码器230编码接收的多频道音频信号。此时，多频道音频编码器230输出立体音频信号和空间参数，其中立体音频信号通过下载和混合多频道音频信号而被生成，空间参数用来复原多频道音频信号。下载和混合的立体音频信号被输入到立体音频编码器220，空间参数被输入到PES打包器240。

[0044] 根据本发明的一个实施例，由于卫星DMB服务提供装置200能接收立体音频信号和多频道音频信号中的至少一个，在卫星DMB服务提供装置200接收立体音频信号的时候，立体音频编码器220只编码接收的立体音频信号，而在卫星DMB服务提供装置200只接收多频道音频信号的时候，立体音频编码器220只编码下载和混合的立体音频信号，而在卫星DMB服务提供装置200将立体音频信号和多频道音频信号都接收的时候，立体音频编码器220对接收的立体音频信号与下载和混合的立体音频信号都进行编码。下面，从立体音频编码器220中所输出的信号被称为编码的立体音频信号。

[0045] PES打包器240接收编码的视频信号、编码的立体音频信号和空间参数后，将此信号打包为PES包。在PES打包器240中被打包的PES包输出到TS多路复用器260。

[0046] Section打包器250接收程序指定信息(Program Specific Information)后，将此信息打包为PA Section(Program Association Section)、PM section(ProgramMap Section)，CA section(Conditional Access Section)等。Section打包器205进一步接收程序服务信息后，可以将此信息打包为SI section(ServiceInformation Section)。TS(Transport Stream)多路复用器260将PES包和Section包接收和打包为MPEG-2TS，且执行多路复用。此时，Section打包器250将空间参数的流形设定为“User Private”。

[0047] 图3是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的解码装置的详细结构的框图。

[0048] 根据本发明的一个实施例的音频信号的解码装置300包括接收器310、反多路复用器320、第一解码器330和第二解码器340。

[0049] 接收器310接收卫星DMB流。在接收器310中所接收的卫星DMB流可以为在图1中说明的从音频信号编码装置100中所传过来的。

[0050] 反多路复用器320通过对卫星DMB流进行反多路复用，抽取被编码的音频信号和关于所述音频信号的空间参数。此时，根据本发明的一个实施例，空间参数可以包括IID、CLD、ICC和OPD中的至少一个。

[0051] 第一解码器330解码被编码的音频信号。被解码的音频信号可以包括单音频信号和立体音频信号中的至少一个。

[0052] 第二解码器340基于解码的音频信号和空间参数生成多频道音频信号。即，第二解码器340基于空间参数将解码的音频信号上载和混合，以从卫星DMB流中复原多频道音频信号。

[0053] 根据本发明的一个实施例，第二解码器340基于SAC算法可以复原多频道音频信号，且第二解码器340基于MPEG Surround编码算法、SSLCC算法、BCC算法中的任意一个可以生成多频道音频信号。

[0054] 另外，根据本发明的一个实施例，第二解码器340基于被解码的音频信号和空间参数可以进一步生成虚拟多频道音频信号。虚拟多频道音频信号是指利用两个扬声器提供与4频道、5.1频道、7.1频道等的多频道声音信号相似的立体感的立体音频信号。即，第二解码器340可以输出多频道音频信号和虚拟多频道音频信号之中的至少一个。

[0055] 因此，根据本发明的一个实施例的音频信号的解码装置300可以提供比立体音频信号更具有现场感的多频道音频服务。

[0056] 图4是示出根据本发明的示例性实施例的具有音频信号的解码装置的卫星DMB终端结构的框图。

[0057] 根据本发明的一个实施例的卫星DMB终端400包括反多路复用器410、视频解码器420、立体音频解码器430和多频道音频解码器440。

[0058] 反多路复用器410接收卫星DMB比特流后，将其分成视频包、音频包、空间参数包、程序指定信息包等，通过对每个包进行反打包，抽取被编码的视频信号、被编码的音频信号、空间参数和程序指定信息。

[0059] 视频解码器420解码被编码的视频信号。

[0060] 立体音频解码器430解码被编码的音频信号。被解码的音频信号假定为立体音频信号。

[0061] 多频道音频解码器440基于被解码的立体音频信号和空间参数生成多频道音频信号。且，多频道音频解码器440基于被解码的立体音频信号和空间参数可以进一步生成虚拟多频道音频信号。

[0062] 卫星DMB终端400的用户可以选择输出的立体音频信号、多频道音频信号和虚拟多频道信号之中的任意一个，且播放其所选择的信号。

[0063] 图5是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的编码方法的流程图。

[0064] 根据本发明的示例性实施例的音频信号的编码方法由在图1所示出的音频信号的编码装置所处理的步骤组成。因此，虽然下面省略了一些内容，但是其在图1中已经图示的音频信号编码装置相关的上述技术内容也适用于根据本发明的示例性实施例的音频信号的编码方法。

[0065] 步骤S510，接收多频道音频信号和第一音频信号中的至少一个。

[0066] 步骤S520，通过下载和混合所述多频道音频信号来生成第二音频信号，从所述多频道音频信号中抽取空间参数。

[0067] 根据本发明的示例性的实施例，第二音频信号可以包括单音频信号和立体音频信号的至少一个。

[0068] 根据本发明的示例性的实施例，步骤S520，基于SAC算法生成第二音频信号且抽取空间参数。

[0069] 根据本发明的示例性的实施例，步骤S520，基于MPEG Surround编码算法、SSLCC算法、BCC算法中的一个生成第二音频信号，抽取空间参数。

[0070] 步骤S530，通过对所述第一音频信号和所述第二音频信号中的至少一个进行编码生成被编码音频信号。

[0071] 步骤S540，对所述编码的音频信号和所述空间参数进行多路复用，以生成卫星数字多媒体广播流(DMB Stream)。

[0072] 根据本发明的示例性的实施例，音频信号的编码方法可以进一步包括将编码的音频信号和空间参数打包为打包的PES包。此时，步骤S540，将PES包进行多路复用，以生成卫星DMB流。

[0073] 图6是示出根据本发明的示例性实施例的音频信号的解码方法的流程图。

[0074] 根据本发明的示例性实施例的音频信号的解码方法由在图3所示出的音频信号的编码装置所处理的步骤组成。因此，虽然下面省略了一些内容，但是其在图3中已经图示的音频信号解码装置相关的上述技术内容也适用于根据本发明的示例性实施例的音频信号的解码方法。

[0075] 步骤S610将卫星数字多媒体广播流进行反多路复用而抽取被编码的音频信号和关于所述音频信号的空间参数。

[0076] 根据本发明的一个实施例，空间参数可以包括IID、CLD、ICC和OPD中的至少一个。

[0077] 步骤S620，解码所述被编码的音频信号。

[0078] 步骤S630，基于所述被解码的音频信号和所述空间参数生成多频道音频信号。

[0079] 根据本发明的示例性实施例，步骤S630，基于所述被解码的音频信号和所述空间参数可以进一步生成虚拟多频道音频信号。

[0080] 根据本发明的示例性的实施例，步骤S630，基于SAC算法可以复原多频道音频信号，或者基于MPEG Surround编码算法、SSLCC算法、BCC算法中的任意一个可以生成多频道音频信号。

[0081] 根据本发明的示例性实施例的音频信号的编码和解码方法可以记录在包含程序指令的计算机可读介质中通过电脑来实现各种操作。上述介质包括独立或与上述程序指令相结合的，数据文件，数据结构等。上述介质和程序指令可以是专门为本发明而设计的，也可以是在计算机软件工艺中可获得或众所周知的。计算机可读介质的例子包括磁性介质例如硬盘、软盘和磁带；光电介质例如CD-ROM盘和DVD；磁电介质例如光盘；和特别配置用来存储和执行程序指令的硬件装置，例如只可读内存(ROM：Read-only Memory)，随机存储内存(RAM：Random Access Memory)、闪存等。程序指令的例子包括机器编码例如由编译程序生成的和包含由通过计算机利用翻译程序可以被执行的高级编码的文件。上述的硬件装置可以被配置一个或多个软件单元来执行本发明的上述示例性实施例的上述操作。

[0082] 尽管已经参照其特定示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

标题	发布/更新时间	阅读量
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数字多媒体广播终端-专利编号CN100423598C	2020-05-11	248
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