专利名称：双声道音频音质增强编解码方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频压缩技术领域，尤其涉及了一种双声道音频音质增强方案。
背景技术：
随着新世纪信息技术的迅猛发展，音频压缩技术得到的广泛应用。目前的双声道音频编码标准中，如ffi-AAC和MPEG-Surround，其参数立体声编码都提供了优秀品质的音频信号和比较低的编码码率。通常的参数立体声编码器中，对时频变换后的信号进行子带划分，然后直接对子带划分后的子带信号进行参数立体声编码，提取空间参数然后利用最小均方误差原则将两个声道合并成一个声道，然后对着一个声道进行核心编码器编码。解码时，利用空间参数对信号进行重建。 但是，这样将多声道下混到一个声道的过程会导致一定的失真。而且参数立体声编码中所用到的声道间强度差(ICLD)和声道间相关度(ICC)只保留了两个子带间的能量信息，丢失了两个子带间的频谱细节信息。所以重建的双声道都会包含原始音频的双声道频谱的特征，如原始声道的波峰和波谷，当两个声道间频谱差异较大时，就会产失真现象。
发明内容
为了解决这个问题，本发明提出了一种双声道音频音质增强编码方案，能有效的解决双声道下混时所产生的频谱信息丢失问题，进而解决重建信号的失真问题，使重建信号能有更好的主观音质和更加完整的频谱信息。为解决上述技术问题，本发明提供一种双声道音频音质增强编码方法，包括以下步骤步骤I. 1，对输入的双声道信号中左声道信号和右声道信号分别进行时频变换，得到频域上的左声道信号和右声道信号；步骤I. 2，对步骤I所得左声道信号和右声道信号按照一致的方式进行子带划分，设得到N对左右声道子带，其中左声道的第n个子带和右声道的第n个子带构成第n对左右声道子带，其中n的取值为1，2…N ；步骤I. 3，进行频谱分析，包括以下子步骤，步骤I. 3. 1，计算左声道中第n个子带和右声道中第n个子带的频谱差异值；步骤I. 3. 2，根据频谱差异值从大到小将N对左右声道子带进行排序，从中取前N’对左右声道子带，N’ <1前^对左右声道子带包括N’个左声道的子带和N’个右声道的子带，对这2N’个子带分别分配LPC阶数；步骤I. 3. 3，根据对2N’个子带分配的LPC阶数，对2N’个子带分别做线性预测分析，得到每个子带的LPC系数和对应的子带索引，将每个子带的LPC系数转化成ISP系数，所得ISP系数和对应的子带索引写入码流；步骤I. 4，对步骤I. 2中所得N对左右声道子带进行参数立体声编码，所得立体声参数写入码流；
步骤I. 5，对步骤I. 4所得立体声参数进行信号下混，得到单声道信号；步骤I. 6，将步骤I. 5所得单声道信号进行核心编码，所得核心编码结果写入码流。而且，步骤I. 3. I中计算左声道中第n个子带和右声道中第n个子带的频谱差异值，实现方式包括以下子步骤，步骤I. 3. I. 1，按 以下公式计算左声道中第n个子带与右声道中第n个子带之间的能量谱差异d(n，k)，d (n, k) = I X1 (n, k) 2- xr (n, k) |2其中,X1O^k)表示左声道中第n个子带的第k个频点,xjn，k)表示右声道中第n个子带的第k个频点；0彡k < W-l，W为子带带宽；步骤I. 3. I. 2，将左声道中第n个子带和右声道中第n个子带分别划分为数等份，设分别划分为I等分，按以下公式定义峰值预测标记F (n，i)，i的取值为1，2-1,
权利要求
1.一种双声道音频音质增强编码方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1.1，对输入的双声道信号中左声道信号和右声道信号分别进行时频变换，得到频域上的左声道信号和右声道信号； 步骤I. 2，对步骤I所得左声道信号和右声道信号按照一致的方式进行子带划分，设得到N对左右声道子带，其中左声道的第n个子带和右声道的第n个子带构成第n对左右声道子带，其中n的取值为1，2…N ； 步骤I. 3，进行频谱分析，包括以下子步骤， 步骤I. 3. 1，计算左声道中第n个子带和右声道中第n个子带的频谱差异值； 步骤I. 3. 2，根据频谱差异值从大到小将N对左右声道子带进行排序，从中取前N’对左右声道子带，N’ <1前^对左右声道子带包括N’个左声道的子带和N’个右声道的子 带，对这2N’个子带分别分配LPC阶数； 步骤I. 3. 3，根据对2N’个子带分配的LPC阶数，对2N’个子带分别做线性预测分析，得到每个子带的LPC系数和对应的子带索引，将每个子带的LPC系数转化成ISP系数，所得ISP系数和对应的子带索引写入码流； 步骤I. 4，对步骤I. 2中所得N对左右声道子带进行参数立体声编码，所得立体声参数写入码流； 步骤I. 5，对步骤I. 4所得立体声参数进行信号下混，得到单声道信号； 步骤I. 6，将步骤I. 5所得单声道信号进行核心编码，所得核心编码结果写入码流。
2.如权利要求I所述双声道音频音质增强编码方法，其特征在于步骤I.3. I中计算左声道中第n个子带和右声道中第n个子带的频谱差异值，实现方式包括以下子步骤， 步骤I. 3. I. 1，按以下公式计算左声道中第n个子带与右声道中第n个子带之间的能量谱差异d(n，k)， d (n, k) = I X1 (n, k) 2- xr (n, k) |2 其中，X1O^k)表示左声道中第n个子带的第k个频点，X1Xhk)表示右声道中第n个子带的第k个频点；0彡k < W-l，W为子带带宽； 步骤I. 3. I. 2，将左声道中第n个子带和右声道中第n个子带分别划分为数等份，设分别划分为I等分，按以下公式定义峰值预测标记F(n，i)，i的取值为1，2-1，
3.如权利要求2所述双声道音频音质增强编码方法，其特征在于步骤I.3. 2中，设第n对左右声道子带是前N’对左右声道子带之一，对左声道中第n个子带和右声道中第n个子带分配LPC阶数，实现方式包括以下子步骤， 步骤I. 3. 2. I,按以下公式计算左声道中第n个子带的能量谱(I1Oi, k)和右声道中第n个子带的能量谱火(n, k), (I1 (n, k) = I X1 (n, k) |2 dr (n, k) = I xr (n, k) |2 其中，X1O^k)表示左声道中第n个子带的第k个频点，X1Xhk)表示右声道中第n个子带的第k个频点，并且O≤k < W-I，W为子带带宽； 步骤I. 3. 2. 2，按以下公式求取左声道中第n个子带的峰值预测序列S1Oi, i)和右声道中第n个子带的峰值预测序列S1Xn, i),
4.一种双声道音频音质增强解码方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤2. 1，对码流进行核心解码，得到单声道信号； 步骤2. 2，对步骤2. I所得单声道信号进行子带划分，得到解码子带信号； 步骤2. 3，利用码流中的立体声参数，对步骤2. 2所得解码子带信号进行参数立体声解码，得到左声道和右声道分别的重建的频域子带信号； 步骤2. 4，根据码流中的子带索引和对应的ISP系数，对步骤2. 3所得重建的频域子带信号中相应的子带进行频谱分析调整，得到调整后的重建频域子带信号； 步骤2. 5，根据步骤2. 4所得调整后的重建频域子带信号，对左声道和右声道分别合并得到重建的频域信号； 步骤2. 6，对步骤2. 5所得左声道和右声道的重建的频域信号分别进行时频逆变换，恢复出重建的双声道信号。
5.如权利要求4所述双声道音频音质增强编码方法，其特征在于步骤2.4中，设第n对左右声道子带是频谱差异值较大的前N’对左右声道子带之一，对第n对左右声道子带相应重建的频域子带信号进行频谱分析调整，实现方式包括以下子步骤， 步骤2. 4. 1，根据码流中第n对左右声道子带的子带索引Index (n)，找到频谱差异较大的N’对左右声道子带对应的重建的频域子带信号和之幻，求出左声道中第n个子带的频谱差异序列矣(《,0和右声道中第n个子带的频谱差异序列文(M)，
6.一种双声道音频音质增强编码装置，其特征在于，包括以下模块 时频变换模块，用于对输入的双声道信号中左声道信号和右声道信号分别进行时频变换，得到频域上的左声道信号和右声道信号； 子带划分模块，用于对时频变换模块所得左声道信号和右声道信号按照一致的方式进行子带划分，设得到N对左右声道子带，其中左声道的第n个子带和右声道的第n个子带构成第n对左右声道子带，其中n的取值为1，2…N; 频谱分析模块，用于进行频谱分析，其中包括以下三个子模块，频谱差异计算子模块，用于计算左声道中第n个子带和右声道中第n个子带的频谱差异值；LPC阶数分配子模块，用于根据频谱差异值从大到小将N对左右声道子带进行排序，从中取前N’对左右声道子带，N’ <1前^对左右声道子带包括N’个左声道的子带和N’个右声道的子带，对这2N’个子带分别分配LPC阶数； LPC系数及子带索引生成子模块，用于根据对2N’个子带分配的LPC阶数，对2N’个子带分别做线性预测分析，得到每个子带的LPC系数和对应的子带索引，将每个子带的LPC系数转化成ISP系数，所得ISP系数和对应的子带索引写入码流；参数立体声编码模块，用于对子带划分模块所得N对左右声道子带进行参数立体声编码，所得立体声参数写入码流； 下混模块，用于对参数立体声编码模块所得立体声参数进行信号下混，得到单声道信号; 核心编码器，用于将下混模块所得单声道信号送入核心编码器中进行核心编码，所得核心编码结果写入码流。
7.—种双声道音频音质增强解码装置，其特征在于，包括以下模块 核心解码器，用于采用核心解码器对码流进行核心解码，得到单声道信号； 子带划分模块，用于对核心解码器所得单声道信号进行子带划分，得到解码子带信号; 参数立体声解码模块，用于利用码流中的立体声参数，对子带划分模块所得解码子带信号进行参数立体声解码，得到左声道和右声道分别的重建的频域子带信号； 频谱分析模块，用于根据码流中的子带索引和对应的ISP系数，对参数立体声解码模块所得重建的频域子带信号中相应的子带进行频谱分析调整，得到调整后的重建频域子带信号; 子带合并模块，用于根据频谱分析模块所得调整后的重建频域子带信号，对左声道和右声道分别合并得到重建的频域信号； 时频逆变换模块，对子带合并模块所得左声道和右声道的重建的频域信号分别进行时频逆变换，恢复出重建的双声道信号。
全文摘要
本发明提出了一种双声道音频音质增强编解码方法和相应装置，将频谱差异较大的子带提取出来做线性预测分析，并在解码时对解出的信号的频谱进行修正。本发明在面向双声道技术基础上，解决了由于双声道间存在较大差异，进行下混和参数编码时的失真问题；增强了音频编码质量，使重建信号具有更完整的频谱信息。
文档编号G10L21/02GK102737647SQ20121025481
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者刘梦颖, 杨玉红, 涂卫平, 王晓晨, 胡瑞敏, 董石, 郑翔, 高戈 申请人:武汉大学