(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2013/25 EP B1 (13) (51) T3 Int.Cl. G10L 19/02 ( ) H04R 5/04 ( ) H04S 1/00 ( ) H04S 3/00 ( ) (54) Tytuł wynalazku: Urządzenie kodujące, dekodujące, sposoby z nimi powiązane oraz powiązany system audio (30) Pierwszeństwo: EP EP (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2006/52 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2014/01 (73) Uprawniony z patentu: KONINKLIJKE PHILIPS N.V., Eindhoven, NL (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 MACHIEL W. VAN LOON, Eindhoven, NL GERARD H. HOTHO, Eindhoven, NL DIRK J. BREEBAART, Eindhoven, NL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Mariusz Kondrat KONDRAT KANCELARIA PRAWNO-PATENTOWA Al. Niepodległości 223/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 Opis wynalazku [0001] Niniejszy wynalazek odnosi się do sposobu i urządzenia do przetwarzania sygnału stereo uzyskanego z kodera, który to koder koduje N kanałowy sygnał audio do lewego i prawego sygnału oraz parametrów przestrzennych. Wynalazek dotyczy również urządzenia kodującego zawierającego taki koder i takie urządzenie. [0002] Niniejszy wynalazek odnosi się również do sposobu i urządzenia do przetwarzania sygnału stereo uzyskanego za pomocą tego sposobu i tego urządzenia do przetwarzania sygnału stereo uzyskanego z kodera. Wynalazek odnosi się również do dekodera obejmującego takie urządzenie do przetwarzania sygnału stereo. [0003] Niniejszy wynalazek dotyczy również systemu audio zawierającego takie urządzenie kodujące i urządzenie dekodujące. [0004] Przez długi czas rozpowszechnione było stereofoniczne odtwarzanie muzyki, na przykład w środowisku domowym. W 1970 roku, niektóre eksperymenty zostały przeprowadzone z reprodukcją czterech kanałów przy pomocy domowego sprzętu muzycznego. [0005] W większych pomieszczeniach jak sale kinowe, wielokanałowa reprodukcja dźwięku istniała przez długi okres czasu. System Dolby Digital oraz inne systemy zostały rozbudowane, aby zapewnić realistyczne i efektowne doznania podczas reprodukcji dźwięku w dużych pomieszczeniach. [0006] Takie wielokanałowe systemy zostały wprowadzone do kina domowego i zyskują duże zainteresowanie. Dlatego systemy mające pięć pełnozakresowych kanałów i jeden częściowo zakresowy lub kanał efektów niskiej częstotliwości (LFE), tzw systemy 5.1, są dziś powszechne na rynku. Istnieją również inne systemy, takie jak 2.1, 4.1, 7.1, a nawet 8.1. [0007] Wraz z wprowadzeniem SACD i DVD, reprodukcja wielokanałowego dźwięku zyskuje dalsze zainteresowanie. Wielu konsumentów ma już możliwość odtwarzania wielokanałowego w swoich domach, a wielokanałowy materiał źródłowy staje się popularny. [0008] 1

3 Ze względu na wzrost popularności wielokanałowego materiału, wydajne kodowanie materiału wielokanałowego nabiera coraz większego znaczenia, które jest również uznawane przez organy normalizacyjne, takie jak MPEG. [0009] Dotychczas znane kodery często nie stosowały skutecznych metod do kodowania dźwięku wielokanałowego. Kanały wejściowe mogą być głównie kodowane indywidualnie (prawdopodobnie po matrixingu), w ten sposób wymagając dużej szybkości transmisji ze względu na dużą liczbę kanałów. [0010] Jednakże, wielokanałowy koder audio może generować 2 kanałowy downmix, który jest kompatybilny z 2 kanałowymi systemami do reprodukcji, a jednocześnie umożliwia wysoką jakość wielokanałowej rekonstrukcji po stronie dekodera. Wysoka jakość rekonstrukcji jest kontrolowana przez transmitowane parametry P, które kontrolują proces miksowania stereo do wielu kanałów. Parametry te zawierają informacje opisujące m.in. współczynnki przedniego sygnału w stosunku do sygnału przestrzennego, który jest obecny w downmiksowanym sygnale dwu kanałowym. Używając takiego podejścia, dekoder może kontrolować ilość przedniego sygnału w stosunku do sygnału przestrzennego w procesie miksowania. Innymi słowy, parametry opisują ważne właściwości przestrzenne pola dźwiękowego, które były obecne w pierwotnym sygnale wielokanałowym, ale które są tracone w miksie stereo z powodu procesu downmiksingu. [0011] Przykład wielokanałowego kodera i dekodera jest ujawniony w zgłoszeniu patentowym dokonanym w procedurze PCT WO2004/ [0012] Obecny wynalazek odnosi się do możliwości wykorzystania tej sparametryzowanej informacji przestrzennej do zastosowania parametru zależnego, korzystnie inwertowanego, do przetworzenia w 2 kanałowy downmix, aby wzmocnić proces zmiksowania, taki jak postrzegana jakość ich przestrzennych właściwości. [0013] Przedmiotem niniejszego wynalazku jest, aby umożliwić przetwarzanie przetworzonego downmiksu po kodowaniu, w oparciu o parametry, jak ustalono w wielokanałowym koderze i nadal podtrzymać możliwość dekodowania wielokanałowego bez wpływu na późniejsze przetwarzanie. [0014] Cel ten został osiągnięty za pomocą sposobu i urządzenia do przetwarzania sygnału stereo otrzymanego z kodera, który koduje sygnał N kanał (N> 2) na lewy i prawy sygnał oraz parametry przestrzenne. Sposób obejmuje przetwarzanie wspomnianych kanałów sygnału lewego i prawego w celu zapewnienia przetworzonego sygnału stereo. Przetwarzanie jest kontrolowane w zależności

4 od wspomnianych parametrów przestrzennych. Ogólną ideą jest użycie parametrów przestrzennych uzyskanych od N kanału do kodera stereo do sterowania pewnym późniejszym przetwarzaniem algorytmu. W ten sposób, sygnał stereo otrzymany z kodera może być przetwarzany, np. w celu poprawienia przestrzennego wrażenia. [0015] W przykładzie wykonania wynalazku, przetwarzanie jest kontrolowane przez pierwszy parametr dla każdego kanału wejściowego, tj. dla każdego z sygnałów lewego i prawego, których pierwszy parametr jest zależny od parametrów przestrzennych. Pierwszy parametr może być funkcją czasu i / lub częstotliwości. W ten sposób system może mieć zmienną liczbę późniejszego przetwarzania z których rzeczywista liczba późniejszego przetwarzania zależy od parametrów przestrzennych. Późniejsze przetwarzanie może być wykonywane oddzielnie w różnych pasmach częstotliwości. Koder dostarcza niezależne parametry przestrzenne opisujące obraz przestrzenny dla zestawu pasm częstotliwości. W tym przypadku, pierwszy parametr może być uzależniony od częstotliwości. [0016] W innym przykładzie wykonania wynalazku późniejsze przetwarzanie obejmuje dodawanie pierwszego, drugiego i trzeciego sygnału w celu uzyskania wspomnianych sygnałów przetwarzania kanału. Pierwszy sygnał zawiera pierwszy sygnał wejściowy, czyli lewy lub prawy sygnał, zmodyfikowany poprzez pierwszą funkcję transferową, drugi sygnał zawiera pierwszy sygnał wejściowy zmodyfikowany przez drugą funkcję transferową, a trzeci sygnał zawiera drugi sygnał wejściowy, tzn. prawy lub lewy sygnał, modyfikowany przez trzecią funkcję transferową. Druga funkcja transferowa może obejmować wspomniany pierwszy parametr i pierwszą funkcję filtra. Pierwsza funkcja transferu może obejmować drugi parametr, przy czym suma wspomnianego pierwszego parametru i drugiego parametru może być równa. Trzecia funkcja transferu może obejmować wspomniany pierwszy parametr drugiego sygnału wejściowego oraz drugą funkcję filtra. [0017] Funkcje filtra mogą być niezmienne w czasie. [0018] W jednym konkretnym przykładzie wykonania, sygnały mogą być opisane przy pomocy równania: gdzie a jest stałe. [0019] 3

5 Za pomocą tego przedstawienia, filtrujący efekt funkcji filtra H 1, H 2, H 3 i H 4 jest różny poprzez zmianę parametrów w l i w r. Jeśli oba parametry mają wartości równe zero, przetworzone sygnały L 0w, R 0w są zasadniczo równe parze sygnału wejściowego stereo L 0, R 0. Z drugiej strony, jeśli parametry wynoszą +1, późniejsze przetwarzanie par stereo L 0w, R 0w jest w pełni przetwarzane przez funkcje filtra H 1, H 2, H 3 i H 4. Wynalazek umożliwia kontrolowanie faktycznej ilości filtrowania, tj. wartości parametrów w 1 i w r przez parametry przestrzenne P. [0020] Zgodnie z przykładem wykonania, funkcje filtra i parametry są tak dobrane, że matryca funkcji transferu jest inwertowana. To sprawia, że rekonstrukcja pierwotnego sygnału stereofonicznego jest możliwa. [0021] W innym aspekcie wynalazku, wynalazek obejmuje urządzenie do przetwarzania sygnału stereo, zgodnie z wyżej wymienionymi metodami, i urządzenie kodera obejmujące takie urządzenie. [0022] W innym aspekcie wynalazku dostarcza się sposób i urządzenie do inwertowania przetwarzania zgodnie z wyżej wymienionymi metodami, i urządzenie dekodujące obejmujące takie urządzenie inwertujące. [0023] W jeszcze innym aspekcie wynalazku dostarczony jest system audio obejmujący takie urządzenie kodera i takie urządzenie dekodera. [0024] Dalsze cele, cechy i zalety wynalazku będą widoczne z poniższego szczegółowego opisu wynalazku w odniesieniu do przykładów jego wykonania i w odniesieniu do załączonych rysunków, na których: Fig. 1 przedstawia schemat blokowy kodera / dekodera systemu audio, uwzględniając przetworzenie po przetworzeniu końcowym i odwrotne przetworzenie po przetworzeniu końcowym zgodnie z niniejszym wynalazkiem. Fig. 2 przedstawia szczegółowy schemat blokowy wykonania urządzenia w celu przetworzenia po przetworzeniu końcowym sygnału stereo uzyskanego z wielokanałowego kodera. Fig. 3 przedstawia schemat blokowy innego przykładu wykonania urządzenia w celu przetworzenia po przetworzeniu końcowym sygnału stereo, otrzymywanego z dekodera wielokanałowego. Fig. 4 przedstawia schemat blokowy wykonania dla odwrotnego przetworzenia po przetworzeniu końcowym sygnału stereo, zawierającym sygnały lewy i prawy. [0025] Fig. 1 przedstawia schemat blokowy systemu kodera / dekodera, w którym wynalazek ma być stosowany. W systemie audio 1 N kanałowy sygnał audio jest dostarczany do kodera 2, przy czym

6 N oznacza liczbę całkowitą, która jest większa niż 2. Koder 2 przekształca N kanałowy sygnał audio na sygnały L 0 i R 0 i informację parametryczną dekodera P, za pomocą którego dekoder może dekodować informację i oszacować oryginalne sygnały N kanałów które będzie odtwarzany przez dekoder. Przestrzenny zestaw parametrów P jest najkorzystniej zależny od czasu i / lub częstotliwości. Sygnały N kanałowe mogą być sygnałami systemu 5.1, składającym się z kanału centralnego, dwóch kanałów przednich, dwóch kanałów dźwięku przestrzennego oraz kanału LFE. [0026] Para sygnałów stereo L 0 i R 0 kodera i informacja przestrzenna dekodera P, są przesyłane do użytkownika w odpowiedni sposób, np. przez CD, DVD, VHS H i Fi, teletransmisja, dysk laserowy, DBS, cyfrowy kabel, Internet lub jakąkolwiek inną transmisję lub system dystrybucji, oznaczony linią okręgu 4 na FIG. 1. Ponieważ lewy i prawy sygnał są przekazywane, system jest kompatybilny z przeważającą liczbą urządzeń odbiorczych, które mogą odtworzyć sygnały stereofoniczne. Jeśli odbiornik zawiera dekoder, dekoder może dekodować sygnały N kanałowe i dostarczyć ich oszacowanie na podstawie informacji w parze sygnałów stereo L 0 i R 0 jak również sygnały informacyjne dekodera przestrzennego lub parametry przestrzenne P. [0027] Jednakże, ze względu na zmniejszenie liczby odtwarzanych sygnałów, sygnały stereo zawierają mało informacji przestrzennej w porównaniu z N kanałowymi sygnałami lub innymi właściwościami, które mogą być pożądane w niektórych sytuacjach. Tak więc, zgodnie z niniejszym wynalazkiem, zapewniono postprocesor 5, który przetwarza sygnał stereofoniczny przed transmisją / dystrybucją do odbiornika. Przetwarzanie końcowe może być zależnym od położenia "dodawaniem" basu lub pogłosu, lub usunięciem wokalu (karaoke z wokalem w centrum kanału). [0028] Inne przykłady przetwarzania końcowego to poszerzenie bazy stereo, które może być wykonywane przez wykorzystanie wiedzy o składzie sygnału przestrzennego, takiego jak przód / tył, ponieważ udział poszczególnych sygnałów wejściowych jest znany z sygnałów informacyjnych dekodera P. Zasadniczo, rozszerzenie stereo może być już stosowane w koderze, ale na ogół nie jest odwracalne, ponieważ tylko dwa sygnały są dostępne w dekoderze, zamiast ofn, odwrócenie jest na ogół niemożliwe. Ale oprócz poszerzania stereo, także inne techniki przetwarzania końcowego są możliwe w poszczególnych wielokanałowych kontrybucjach. [0029] Według wynalazku, sygnały przetworzenia końcowego są transmitowane do odbiornika jak zostało pokazane na okręgu 6 w Fig. 1. Innowacyjne urządzenie do przetwarzania sygnału stereo uzyskanego z kodera obejmuje postprocesor 5. Urządzenie kodujące według niniejszego wynalazku składa się z kodera 2 oraz postprocesora 5. [0030] 5

7 Odebrany sygnał może być stosowany bezpośrednio, na przykład, gdy odbiornik nie zawiera dekodera wielokanałowego. Może to mieć miejsce w komputerze otrzymującym sygnał 6 przez Internet lub w odbiorniku wyposażonym tylko w dwie kolumny. Tego rodzaju otrzymany sygnał jest postrzegany jako sygnał wysokiej jakości, ponieważ poprawione zostało wrażenie przestrzenne lub inne cechy, jakie zostały określone w tym przetwarzaniu przez koder i postprocesor. [0031] Jeżeli sygnał powinien być stosowany do dekodowania w konwencjonalnych N kanałowych dekoderach 3, musi najpierw zostać poddany odwrotnemu przetwarzaniu końcowemu przez odwrotny postprocesor 7, w celu odtworzenia par oryginalnego sygnału stereo L 0 i R 0, które razem z informacją dekodera lub parametrami przestrzennymi P produkują szacowany sygnał N kanałowy. Według wynalazku, taka rekonstrukcja jest możliwa na miksie wielokanałowym, gdy rekonstrukcja prawie w ogóle nie dotyczy przetwarzania końcowego. Również przetwarzanie końcowe w dekoderze możliwe jest dla odtwarzania stereofonicznego jako element wyboru użytkownika, bez konieczności wcześniejszego określenia sygnału wielokanałowego. Innowacyjne urządzenie do przetwarzania sygnału stereo obejmujące sygnały lewy i prawy zawiera odwrotny postprocesor 7. Urządzenie dekodujące według niniejszego wynalazku zawiera dekoder 3 i odwrotny postprocesor 7. [0032] Bez przetwarzania końcowego downmiks jest porównywalny ze standardowym downmiksem ITU. Sposób według wynalazku, jednakże, może poprawić znacznie downmiks. [0033] Sposób według wynalazku jest w stanie określić w downmiksie wpływ pierwotnych kanałów w wielokanałowym miksie za pomocą ustalonego parametru przestrzennego P w koderze. W ten sposób, przetwarzanie końcowe można stosować do poszczególnych kanałów wielokanałowego miksu np. poszerzenie bazy stereo kanałów tylnych, podczas gdy inne kanały nie są zmieniane. Przetwarzanie końcowe nie wpływa na ostateczną rekonstrukcję wielokanałową jeśli przetwarzanie końcowe jest odwracalne. Może też być stosowane do ulepszonego odtwarzania stereo bez konieczności początkowej rekonstrukcji miksu wielokanałowego. [0034] Metoda ta różni się od istniejących technik przetwarzania końcowego, ponieważ korzysta z informacji pierwotnego wielokanałowego miksu, tj. ustalonych parametrów przestrzennych P. [0035] Koder 2 działa w następujący sposób: Przyjmijmy N kanałowy sygnał audio za sygnał wejściowy do kodera 2, w którym z 1 [n], z 2 [n],... z N [n] opisują dyskretne krzywe domeny czasu z N kanałów. Te N sygnały są podzielone przy zastosowaniu wspólnej segmentacji, najlepiej przy użyciu nakładających się okien analizy. Następnie, każdy segment jest przekształcany do domeny częstotliwości za pomocą złożonej

8 transformacji (np., FFT). Jednakże złożone struktury filtrów mogą być również odpowiednie, aby uzyskać skalę czas / częstotliwość. Ten proces skutkuje segmentacją, reprezentacją podzakresów pasma z sygnałów wejściowych, które będą oznaczone poprzez Z 1 [k], Z 2 [k],..., Z N [k], przy czym k oznacza indeks częstotliwości. [0036] Z tych N kanałów, 2 kanały downmix są tworzone, jako L 0 [k] i R 0 [k]. Każdy kanał downmixu jest liniową kombinacją N sygnałów wejściowych: [0037] Parametry α i oraz β i są wybierane tak, że sygnał stereo składający się z L 0 [k] oraz R 0 [k] posiada dobry obraz stereo. W przypadku 5 kanałowego wejściowego sygnału obejmującego L f, R f, C, L S, i R S (odpowiednio dla kanałów: lewy przedni, prawy przedni, centralny, lewy przestrzenny, prawy przestrzenny), odpowiedni downmix może być otrzymany według: [0038] Sygnały L i R mogą zostać uzyskane przy pomocy równań: 7

9 [0039] Dodatkowo parametry przestrzenne P są wyodrębniane w celu umożliwienia percepcyjnej rekonstrukcji sygnałów Lf, Rf, C, L s i R s z kanałów L 0 i R 0. [0040] W przykładzie wykonania, zestaw parametrów P obejmuje międzykanałowe różnice w intensywności (IIDs) i wartości ewentualnych międzykanałowych korelacji krzyżowych (ICCs) pomiędzy parami sygnału (L f, L s ) i (R f, R S ). IID i ICC między parami Lf i Ls otrzymuje się zgodnie z równaniami: [0041] Tutaj, (*) oznacza złożone sprzęganie. Dla innych par sygnałów, mogą być stosowane podobne równania. Zatem parametr IID l określa względną ilość mocy pomiędzy kanałami lewym przednim i lewym przestrzennym, a parametr ICC l opisuje ilość wzajemnej korelacji pomiędzy kanałami lewym przednim i lewym przestrzennym. Parametry te w zasadzie opisują percepcję odpowiednich parametrów między przednimi i tylnymi kanałami przestrzennymi. [0042] Parametryzacja ilości sygnału środkowego, który jest obecny w L 0, R 0 może zostać uzyskana poprzez oszacowanie dwóch parametrów predykcyjnych c 1 i c 2. Te dwa parametry predykcyjne określają macierz 2x3, która kontroluje proces miksowania dekodera z L 0, R 0 do L, C i R:

10 [0043] Implementacja macierzy miksowania M jest opisana przez: [0044] W powyższym przykładzie, zestaw parametrów P zawiera {c 1, c 2, IID l, ICC l, IID r, ICC r } dla każdej skali czasu / częstotliwości. [0045] Na powstałej parze sygnału stereo (L 0, R 0 ), przetwarzanie końcowe może być stosowane w taki sposób, że głównie dotyczy udziału Z i [k], dla przykładu L s i R s w miksie stereo. Na Fig.1 pokazano położenie tego bloku w kodeku. [0046] Fig. 2 jest szczegółowym widokiem postprocesora 5 z Fig. 1, według przykładu wykonania wynalazku. Przetworzenie końcowe lewego sygnału L 0w jest sumą trzech sygnałów, a mianowicie sygnału lewego L 0 zmodyfikowanego przez funkcję transferu H A, sygnału lewego L 0 zmodyfikowanego przez funkcję transferu H B i prawego sygnału R 0 zmodyfikowanego przez funkcję transferu H D. W ten sam sposób, przetworzenie końcowe prawego sygnału R 0w jest sumą trzech sygnałów, a mianowicie prawego sygnału R 0 modyfikowanego przez funkcję transferu H F, prawego sygnału R 0 modyfikowango przez funkcję transferu HE i lewego sygnału L 0 modyfikowanego przez funkcję transferu H C. Funkcja transferu H A H F może być zrealizowana jako FIR lub filtry typu IIR, albo po prostu może być (złożonym) współczynnikiem skali, która może być zależna od częstotliwości. Ponadto funkcja przenoszenia H A może być mnożona z drugim parametrem (1 w l ) i funkcją transferu H B może zawierać pierwszy w l przy czym ten parametr w l określa ilość przetwarzania końcowego sygnału stereo. [0047] Zostało to pokazane na Fig. 3. Parametr w l określa ilość przetwarzania końcowego L 0 [k] i w r z R 0 [k]. Gdy w l jest równe 0, to L 0 [k] jest niezmienione, a gdy w l jest równe 1, to L 0 [k] jest maksymalnie zmienione. To samo odnosi się do w r względem R 0 [k]. 9

11 [0048] Następujące równania maja zastosowanie dla przetwarzania końcowego parametrów w l i w r : [0049] Bloki H 1, H2, H 3 i H 4 w Fig. 3 są funkcjami filtra, które mogą być różnego rodzaju filtrami, na przykład filtry poszerzające stereo, jak pokazano poniżej. [0050] Powstałym wynikiem jest:, w którym: gdzie a jest dowolną stałą (np +1) [0051] Jeśli funkcje filtra H 1, H 2, H 3 i H 4 są odpowiednio wybrane, funkcja przeniesienia macierzy H może być odwrotna. Co więcej, w celu umożliwienia obliczenia macierzy odwrotnej w dekoderze, funkcje filtra H 1, H 2, H 3 i H 4 i parametry w l i w r powinny być rozpoznane w dekoderze. Jest to możliwe, ponieważ w l i w r mogą być obliczone z transmitowanych parametrów. W ten sposób, pierwotny sygnał stereo L 0, R 0 będzie dostępny ponownie, co jest niezbędne do dekodowania miksu wielokanałowego. [0052] Inną możliwością jest transfer pierwotnego sygnału stereofonicznego i zastosowanie przetwarzania końcowego w dekoderze, aby umożliwić lepsze odtwarzanie stereo bez konieczności wcześniejszego określenia miksu wielokanałowego. [0053] Poniżej został szczegółowo opisany przykład wykonania przetwarzania końcowego. Jednakże, wynalazek nie jest ograniczony do konkretnych szczegółów, ale może zmieniać się w zakresie wynalazku, jak określono w załączonych zastrzeżeniach patentowych. [0054]

12 W przetwarzaniu końcowym parametry lub wagi w l i w r są funkcją transmitowanych parametrów przestrzennych: [0055] Funkcja f jest zaprojektowana w taki sposób, że w l zwiększa się, gdy sygnał L 0 zawiera więcej mocy z lewego sygnału przestrzennego w porównaniu z sygnałami lewym przednim lub środkowymi. W podobny sposób, w r zwiększa się wraz ze wzrostem stosunku mocy w prawym przestrzennym sygnale występującym w R 0. w l i w r zostało dobrze opisane przez: z oraz [0056] Dla funkcji filtra H 1, H 2, H 3 i H 4 wybrane zostały wtedy poniższe funkcje wzorów (w domenie z): [0057] 11

13 Wynalazek ten może być zintegrowany w urządzeniu wielokanałowym kodera audio, co tworzy zgodny downmix stereo. Ogólny schemat takiego wielokanałowego parametrycznego kodera audio, który jest wzmocniony poprzez system przetwarzania końcowego, jak opisano powyżej, może być opisany w następujący sposób: konwersja wielokanałowego sygnału wejściowego do domeny częstotliwości, albo poprzez segmentację i przekształcenie lub przez zastosowanie zestawu filtrów; ekstrakcja parametrów przestrzennych P i generowanie downmixu w domenie częstotliwości; zastosowanie algorytmu przetwarzania końcowego w domenie częstotliwości; Konwersja sygnałów przetwarzania końcowego do domeny czasu; kodowanie sygnału stereo z wykorzystaniem konwencjonalnych technik kodowania, takich jak określone w MPEG; multipleksowanie strumienia bitów stereo z zakodowanymi parametrami P do utworzenia łącznego wyjściowego strumienia bitów. [0058] Odpowiadające wielokanałowe urządzenie dekodera (tj., dekoder ze zintegrowanym odwrotnym przetwarzaniem końcowym) można przedstawić w następujący sposób: demultipleksowanie parametru strumienia bitów do otrzymania parametrów P i zakodowanego sygnału stereo; dekodowanie sygnału stereo; konwersja zakodowanego sygnału stereo do domeny częstotliwości; zastosowanie odwrotnego przetwarzania końcowego w oparciu o parametry P; miksowanie sygnału stereo do wielokanałowego sygnału wyjściowego w oparciu o parametry P; konwersja sygnału wyjściowego wielokanałowego do domeny czasu. [0059] Odkąd przetwarzanie końcowe i odwrotne przetwarzanie końcowe są wykonywane w domenie częstotliwości, funkcje filtra H 1 do H 4 są korzystnie przekształcane lub szacowane w zakresie częstotliwości przez proste (o wartościach rzeczywistych lub złożonych) współczynniki skali, które mogą być zależne od częstotliwości. [0060] Specjaliści w tej dziedzinie mogą rozumieć że jeden lub więcej etapów przetwarzania, jak opisano powyżej, mogą być połączone jako jeden etap przetwarzania. [0061] Innym zastosowaniem wynalazku jest stosowanie przetwarzania końcowego na sygnał stereo wyłącznie na stronie dekodera (tj., bez przetwarzania końcowego po stronie kodera). Za pomocą

14 tej metody, dekoder może generować wzmocniony sygnał stereofoniczny z nie wzmocnionego sygnału stereo. [0062] Dodatkowe informacje można uzyskać w strumieniu bitu, który sygnalizuje czy przetwarzanie końcowe został wykonany czy też nie oraz funkcje parametrów f 1, f 2 i które funkcje filtra H 1, H 2, H 3, i H 4 wykorzystano, co umożliwia odwrotne przetwarzanie końcowe. [0063] Funkcja filtra może być opisana jako mnożnik w domenie częstotliwości. Ponieważ parametry są dostępne dla poszczególnych pasm częstotliwości, wynalazek może być realizowany jako prosta, kompleksowa poprawa w miejsce filtrów, które są stosowane indywidualnie w różnych pasmach częstotliwości. W tym przypadku, pasma częstotliwości L 0w i R 0w uzyskuje się przez proste (2x2) mnożenie macierzy z odpowiadających pasm częstotliwości z ( L0, R 0 ). Rzeczywiste wpisy macierzy są określone przez parametry i przedstawienie częstotliwości z funkcją filtra H, a więc polegających na wzmocnieniu niezmiennym w czasie H oraz zmienne kontrolowane parametrami czasowo / częstotliwościowymi wzmocnienia w l i w r. Ponieważ filtry są skalarne dla każdego pasma, inwersja jest możliwa. [0064] Przetwarzanie końcowe w koderze można opisać przez następujące równanie macierzowe: gdzie [0065] To równanie macierzowe jest stosowane dla każdego pasma częstotliwości. Macierz H zawiera wszystkie skalary. Zastosowanie skalarów czyni przetwarzanie końcowe i odwrotne przetwarzanie końcowe stosunkowo łatwym. 13

15 [0066] Parametry w l i w r są skalarami i funkcjami zestawu parametrów P. Te 2 parametry określają ilość przetwarzania końcowego z kanałów wejściowych. [0067] Parametry H1...H4 są złożonymi funkcjami filtra. [0068] Odwrócenie tego procesu może być również wykonane przez proste mnożenie macierzy przez pasma częstotliwości. Stosuje się następujące równanie na pasma częstotliwości: gdzie [0069] Macierz H 1 zawiera tylko skalary. Elementy z H 1, k 1... K 4, są również funkcjami zestawu parametrów P. Gdy funkcje w macierzy H, h h 22, i parametry P są znane w dekoderze, wtedy przetwarzanie końcowe może być odwrócone. [0070] Schemat blokowy odwrotnego postprocesora 3 który wykonuje tego typu odwrotne przetwarzanie końcowe został zobrazowany na Fig. 4. [0071] To odwrócenie jest możliwe gdy wyznacznik macierzy H nie jest równy zeru. Wyznacznik H jest równy: [0072] Gdy odpowiednie funkcje h h 22 są wybrane, det(h) będzie nierówny zeru, więc proces jest odwracalny.

16 [0073] Wspomniane jest, że określenie "obejmujący" nie wyklucza innych elementów lub etapów, a zastosowanie liczby pojedynczej nie wyklucza zastosowania mnogości elementów. Ponato znaki odniesienia w zastrzeżeniach nie powinny być rozpatrywane jako zawężające zakres ochrony ujęty w zastrzeżeniach. [0074] Chociaż niniejszy wynalazek został opisany w połączeniu z niektórymi przykładami wykonania, to nie mają one na celu ograniczać wynalazek do konkretnej jego postaci przedstawionej w niniejszym opisie. Przeciwnie, zakres niniejszego wynalazku jest ograniczony jedynie przez załączone zastrzeżenia patentowe. Dodatkowo, chociaż może pojawić się cecha która może być opisana w połączeniu z poszczególnymi przykładami wykonania, specjalista w tej dziedzinie będzie wiedział, że różne cechy opisanych przykładów wykonania mogą być łączone, zgodnie z niniejszym wynalazkiem. 15

17 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób przetwarzania sygnału stereo otrzymanego z kodera, który to koder koduje N kanałowy sygnał audio na lewy i prawy sygnały (L 0 ; R 0 ) oraz parametry przestrzenne (P), przy czym sposób ten charakteryzuje się tym, że obejmuje: przetwarzanie wspomnianych sygnałów lewego i prawego w celu otrzymania przetworzonego sygnału stereo (L 0w ; R 0w ), w którym wspomniane przetwarzanie jest kontrolowane w zależności od wspomnianych parametrów przestrzennych (P). 2. Sposób według zastrzeżenia 1, w którym wspomniane przetwarzanie jest kontrolowane przez pierwszy parametr (w l ; w r ) dla każdego ze wspomnianych sygnałów lewego i prawego, przy czym pierwszy parametr jest zależny od parametrów przestrzennych (P). 3. Sposób według zastrzeżenia 2, w którym pierwszy parametr (w l ; w r ) stanowi funkcję czasu i / lub częstotliwości. 4. Sposób według zastrzeżenia 1, 2 albo 3, w którym przetwarzanie obejmuje filtrowanie co najmniej jednego ze wspomnianych sygnałów lewego i prawego z funkcją przenoszenia, która zależy od parametrów przestrzennych (P). 5. Sposób według zastrzeżenia 1, 2, 3 albo 4, w którym wspomniane przetwarzanie obejmuje: dodanie pierwszego, drugiego i trzeciego sygnału w celu uzyskania wspomnianego przetworzonych sygnałów kanałów (L0w; R0w), w którym pierwszy sygnał zawiera sygnał stereo jednego kanału, który jest zmodyfikowany przez pierwszą funkcję transferu (L0*HA; R0*HF), drugi sygnał zawiera sygnał stereo tego samego jednego kanału, który jest zmodyfikowany przez drugą funkcję transferu (L0*HB; R0*HE) i trzeci sygnał zawiera sygnał stereo innego kanału, który jest zmodyfikowany przez trzecią funkcjię transferu (R0*HD; L0*HC). 6. Sposób według zastrzeżenia 5, w którym wspomniana druga funkcja transferu (H B; H E ) obejmuje mnożenie przez wspomniany pierwszy parametr (w l ; w r ), a następnie pomnożenie przez pierwszą funkcję filtra (H l ; H 4 ). 7. Sposób według zastrzeżenia 5, w którym wspomniana pierwsza funkcja transferu (H A ; H F ) obejmuje mnożenie z drugim parametrem. 8. Sposób według zastrzeżenia 5, w którym wspomniana pierwsza funkcja tranferu (H A ; H F ) obejmuje mnożenie z drugim parametrem, w którym wspomniany pierwszy parametr jest funkcją wspomnianego drugiego parametru.

18 9. Sposób według zastrzeżenia 5, 6, 7 albo 8, w którym wspomniana trzecia funkcja tranferu (H C ; H D ) obejmuje mnożenie sygnału lewego lub prawego (L 0, R 0 ) ze wspomnianym pierwszym parametrem (w l ; w r ), po czym drugą funkcją filtra (H 2 ; H 3 ). 10. Sposób według zastrzeżenia 6, 7, 8 albo 9, w którym wspomniane funkcje filtra (H 1, H 2, H 3, H 4 ) są niezmienne w czasie. 11. Sposób według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, w którym wspomniane sygnały opisane są równaniem: w których funkcja przenoszenia macierzy (H) jest funkcją parametrów przestrzennych (P). 12. Sposób według zastrzeżenia 11, w którym wspomniana funkcja przeniesienia macierzy (H) jest opisana przez równanie: z a będącym stałą. 13. Sposób według zastrzeżenia 12, w którym wspomniane funkcje filtra (H 1, H 2, H 3, H 4 ) i parametry (w l, w r ) są dobrane tak, że przeniesienie funkcji macierzy (H) jest odwracalne. 14. Sposób według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, w którym wspomniane parametry przestrzenne (P) zawierają informacje opisujące poziomy sygnału N kanałowego sygnału. 15. Urządzenie do przetwarzania sygnału stereo otrzymanego z kodera, który koduje N kanałowy sygnał audio na lewy i prawy sygnał (L 0 ; R 0 ) i parametry przestrzenne (P), urządzenie charakteryzuje się tym, że obejmuje: postprocesor (5) do przetwarzania końcowego wspomnianych sygnałów lewego i prawego w celu dostarczenia przetworzonego sygnału stereo (L 0w ; R 0w ), w którym wspomniane przetwarzanie końcowe jest kontrolowane w zależności od wspomnianych parametrów przestrzennych (P). 17

19 16. Urządzenie kodujące obejmuje: koder (2) do kodowania N kanałowego sygnału audio na sygnały lewy i prawy (L 0 ; R 0 ) oraz parametry przestrzenne (P), oraz urządzenie (5) według zastrzeżenia 15 do przetwarzania sygnałów lewego i prawego (L 0 ; R 0 ) w zależności od wspomnianych parametrów przestrzennych (P). 17. Urządzenie dekodujące obejmuje: urządzenie (7) do odbierania przetworzonych sygnałów lewego i prawego (L 0w ; R 0w ) oraz parametrów przestrzennych, przetworzone sygnały lewy i prawy (L 0w ; R 0w ) stają się sygnałami lewym i prawym (L 0, R 0 ) przetwarzanymi w zależności od parametrów przestrzennych, sygnały lewy i prawy (L 0 ; R 0 ) i parametry przestrzenne reprezentują kodowanie N kanałowego sygnału audio, środki do przetwarzania przetworzonych lewego i prawego sygnałów (L 0w ; R 0w ) w odpowiedzi na parametry przestrzenne do generowania sygnałów lewego i prawego (L 0 ; R 0 ) dekodera, oraz dekoder do dekodowania lewych i prawych sygnałów (L 0 ; R 0 ) dekodera w N kanałowy sygnał audio. 18. Urządzenie dekodujące według zastrzeżenia 17, w którym środki do przetwarzania są przystosowane do odwrócenia przetwarzania sygnałów lewego i prawego (L 0, R 0 ) w celu wygenerowania przetworzonych sygnałów lewego i prawego (L 0w ; R 0w ). 19. Metoda dekodowania obejmuje: otrzymane przetworzone sygnały lewy i prawy (L 0w ; R 0w ) i parametry przestrzenne, przetworzone sygnały lewy i prawy (L 0w ; R 0w ) są lewymi i prawymi sygnałami (L 0 ; R 0 ) przetwarzanymi w zależności od parametrów przestrzennych, sygnały lewy i prawy (L 0 ; R 0 ) i parametry przestrzenne reprezentują kodowanie N kanałowego sygnału audio; przetwarzanie przetworzonych sygnałów lewego i prawego (L 0w ; R 0w ) w odpowiedzi na parametry przestrzenne do generowania lewych i prawych sygnałów (L 0 ; R 0 ) dekodera, oraz dekodowanie lewych i prawych sygnałów (L 0 ; R 0 ) dekodera w N kanałowy sygnał audio. 20. System audio (1) zawiera urządzenie kodujące według zastrzeżenia 16 i urządzenie dekodujące według zastrzeżenia 17.

20

21