TWI451401B - 用於將多頻道音訊信號編碼與解碼之方法及其裝置 - Google Patents

Description

用於將多頻道音訊信號編碼與解碼之方法及其裝置

本發明係關於一種編碼方法及其裝置與一種解碼方法及其裝置，更係關於一種使一多通道音訊信號被編碼與解碼成使包含在一表頭中之資訊的全部或部份可被重傳的編碼方法及其裝置與解碼方法及其裝置。

在一對一多通道音訊信號加以解碼的典型方法中，一多通道音訊信號被降混為一單聲或立體聲信號，且該單聲或立體聲信號被加編碼，而非對該多通道音訊信號之每一通道加以編碼。在該方法中，一多通道音訊信號與指出空間線索的空間資訊被一塊編碼。

第一圖為用以說明一以一典型多通道音訊信號編碼方法產生之多通道音訊信號之位元流的圖式。請參閱第一圖，一多通道音訊信號位元流被切分為一或多幀(即位元流幀1至3)，並因此以位元流幀組成之單元的形式被傳送或解碼。一表頭被置於位元流幀1之前，並包含空間音訊編碼(SAC)組態資訊，且位元流幀1至3之每一者皆包含一對應位元流幀的空間資訊，其中空間音訊編碼組態資訊包含可被共同加至位元流幀1至3之資訊，即取樣頻率資訊、位元流幀長度資訊及樹狀組態資訊，其中樹狀組態資訊係用以明定一多通道信號的降混組合。

在傳統上，空間音訊編碼組態資訊僅被包含於一位元 流的表頭中，故對位元流解碼所需之資訊在一多通道音訊信號之位元流的表頭於一位元流服務中未被接收之時不能被得到。

此外，由於樹狀組態資訊只包含在空間音訊編碼組態資訊中，故用於一整個多通道音訊信號之降混組合必須為相同者，此時一多通道音訊信號在被解碼時的一降混組合不可能隨位元流部份的不同而不同。此外一多通道音訊信號之每一位元流幀的編碼/解碼不能以最佳效率進行。

本發明提供一種將自一表頭選取得之資訊當作額外組態資訊之方式重傳的編碼方法及其裝置。

本發明同時還提供一種使其一包含選自一表頭之額外組態資訊之位元流可被加解碼的解碼方法及其裝置。

本發明之一態樣為一種編碼方法，該編碼方法包含下列步驟：編碼根據一多通道音訊信號及一降混信號計算得之空間資訊；根據選自於該經編碼之空間資訊的資訊產生額外組態資訊；以及編碼該降混信號、藉組合該經編碼之降混信號與該經編碼之空間資訊的方式產生一位元流、並插入該額外組態資訊至該位元流中。

本發明之另一態樣為一種編碼裝置，該編碼裝置包含一降混單元、一核心編碼器、一空間資訊產生單元、一參 數編碼器以及一位元流產生單元，該降混單元用以根據一多通道音訊信號產生一降混信號；該核心編碼器用以對降混信號進行編碼；該空間資訊產生單元用以計算該多通道音訊信號之空間資訊；該參數編碼器用以對空間資訊進行編碼；該位元流產生單元用以藉結合該經編碼之空間資訊及該經編碼之降混信號的方式產生一位元流，並用以插入選自該經編碼之空間資訊至該位元流中。

本發明之又一態樣為一種解碼方法，該解碼方法包含下列步驟：自一輸入位元流之一目前位元流幀解多工一經編碼之降混信號及額外資訊；判定額外組態資訊是否已被根據該額外資訊重傳；以及產生一對應該目前位元流幀之多通道音訊信號，根據該額外組態資訊是否被判定為已傳送的方式為之。

本發明之再一態樣為一種解碼裝置，該解碼裝置包含一解多工器、一核心解碼器、一參數解碼器以及一多通道合成單元，該解多工器對一經編碼之降混信號及一輸入位元流之一目前位元流部份中的額外資訊加以解碼；該核心解碼器用以藉對該經編碼之降混信號加以解碼的方式產生一降混信號；該參數解碼器用以判定額外組態資訊是否已被根據該額外資訊重傳，並用以藉當該額外組態資訊被判定為已被重傳之時解碼該額外組態資訊的方式產生空 間資訊；該多通道合成單元用以根據該空間資訊及該降混信號產生一多通道音訊信號。

本發明之又再一態樣為一種電腦可讀記錄媒體，具有一用以執行一編碼方法之程式記錄於上，該編碼方法包含下列步驟：編碼根據一多通道音訊信號及一降混信號計算得之空間資訊；根據選自於該經編碼之空間資訊的資訊產生額外組態資訊；以及編碼該降混信號、藉結合該經編碼之降混信號與該經編碼之空間資訊的方式產生一位元流、並插入該額外組態資訊至該位元流中。

本發明之又再一態樣為一種電腦可讀記錄媒體，具有一用以執行一解碼方法之程式記錄於上，該解碼方法包含下列步驟：自一輸入位元流之一目前位元流幀解多工一經編碼之降混信號及額外資訊；判定額外組態資訊是否已被根據該額外資訊重傳；以及產生一對應該目前位元流部份之多通道音訊信號，根據該額外組態資訊是否被判定為已傳送的方式為之。

在該編碼方法中，根據一多通道音訊信號及一降混信號計算空間資訊並加以編碼，且額外組態資訊被根據選自該經編碼之空間資訊的資訊產生。接著，一位元流在該降混信號被編碼後藉組合該經編碼之降混信號與該經編碼之空間資訊的方式被產生，且該額外組態資訊隨後被插入 至該位元流中。因此，一能因應環境不同之最佳化位元流得藉重傳包含在一表頭中之資訊之全部或部份的方式產生。

本發明將配合顯示較佳實施例之圖式更詳細說明如下。

本發明之用以編碼及解碼一多通道音訊信號的方法及其裝置可被用於一多通道音訊信號的處理上，同時亦不僅限用於該處理上，即其亦可用於多通道音訊信號以外遮信號的處理上。

第二圖為一種用以編碼/解碼一多通道音訊信號之系統的方塊圖。請參閱第二圖，一種編碼裝置100包含一降混單元110、一空間資訊產生單元120、一核心編碼器130、一參數編碼器135及一位元流產生單元140。一解碼裝置200包含一解多工器210、一核心解碼器220、一參數解碼器230及一多通道合成單元240。

降混單元110藉降混一包含n個通道之多通道音訊信號成一單聲或立體聲信號的方式產生一降混信號，編碼裝置100可使用一在外部處理得之人工降混信號而非產生一降混信號，空間資訊產生單元120計算關於一多通道音訊信號之空間資訊，核心編碼器130對該降混單元110產生之降混信號加以編碼，參數編碼器135對空間資訊產生單元120得到的空間資訊加以編碼。

位元流產生單元140藉結合該經編碼之降混信號與該經編碼之空間資訊的方式產生一位元流，並可在必要時插入額外組態資訊至該位元流中，其中該額外組態資訊對應空間資訊或其它包含於位元流之表頭內之資訊的全部或部份。簡言之，空間資訊與額外組態資訊可被包含於一為位元流產生單元140產生的位元流中。

解多工器210將一位元流輸入接收至解碼裝置200中，並自該經接收得之位元流中對一經編碼之降混信號及一經編碼之額外資訊加以解多工，核心解碼器220藉解碼該經編碼之降混信號的方式產生一降混信號，參數解碼器230則藉解碼該經編碼之額外資訊產生空間資訊。若該經編碼之額外資訊包含額外組態資訊，則參數解碼器230可根據該額外組態資訊產生空間資訊。多通道合成單元240根據該由多通道合成單元240產生之空間資訊及該核心解碼器220產生之降混信號產生一多通道音訊信號。

第三圖及第四圖顯示本發明所用之空間資訊的語法。請參閱第三圖，SpatialSpecificConfig( )指出包含於一表頭中的空間資訊。請參閱第四圖，SpatialFrame( )指出對應每一位元流幀的位元流幀資訊。

SpatialSpecificConfig( )對應空間音訊編碼組態資訊，並更對應可被共同加至多個位元流幀的空間資訊。SpatialSPecificConfig( )包含指出取樣品率的bsSamplingFrequency、指出位元流部份長度之bsFrameLength及指出明定一多通道信號之一降混組合之資訊的bsTreeConfic。 SpatialFrame( )包含每一位元流幀的空間資訊，如Framinginfo( )，其代表與多個參數組相關的時間長度資訊。

本實施例中，一多通道音訊信號被加編碼以使SpatilSpecificConfig( )可以額外組態資訊的形式被插入至一特定位元流幀或位元流的每一位元流幀中。換言之，空間音訊編碼組態資訊不僅可被插入至一位元流的一表頭中，並亦可被插入至該位元流之每一位元流部份的一特定位元流部份中。

為對一在其本身之一特定位元流幀中插入有額外組態資訊的位元流加以解碼，一多通道音訊信號可被以下列方式編碼。首先，為重傳對應SptailSpcificConfig( )之額外資訊至一特定位元流幀中，一指出該額外組態資訊是否已被重傳之重傳旗標(如bsResendSptailSpecific ConficFrame)可在SpatialFrame( )中被設定。舉例而言，若重傳旗標bsResendSpatialSpecificConficFrame在Spatial Frame( )中被設定，則對應SpatialSpecificConfig( )之額外組態資訊可在一位元流被解碼的期間被判定為已插入至該位元流中。

此外，一重傳旗標bsResendSpatialSpecificConfigHeader可被設定於SpatialSpecificConfig( )中，其中SpatialSpecificConfig( )係包含於一位元流的一表頭內。若重傳旗標bsResendSpatialSpecificConfigHeader被設定，則重傳旗標bsResendSpatialSpecificConficFrame是否已被設定於SpatialFrame( )中可被再度判定，且額外組態資訊可被 再度根據該判定的結果接收。若該重傳旗標bsResendSpatialSpecificConfigHeader未被設定，則代表一未元流不包含任何額外組態資訊，因此該位元流可被輕易加以解碼，而不需要再檢視重傳旗標bsResendSpatialSpecificConficFrame。

額外組態資訊可包含SpatialSpecificConfig( )或選自SpatialSpecificConfig( )之一参数组SpatialSpecificConfigParam，此時一重傳旗標bsResendSpatialSpecificConficParamFrame被被插入至SpatialFrame( )中。若重傳旗標bsResendSpatialSpecificConficParamFrame被設定，則參數組SpatialSpecificConfigParam可被判定為已重傳。此外，一重傳旗標bsResendSpatialSpecificConficParamFrame可被包含於SpatialSpecificConfig( )中。若重傳旗標bsResendSpatialSpecificConfigParamHeader被設定，則重傳旗標bsResendSpatialSpecificConficParamFrame可被再檢查，且額外組態資訊可被再度依該再檢查之結果接收。另一方面，若重傳旗標bsResendSpatialSpecificConfigParamHeader被設定，則一位元流可被判定為不包含額外組態資訊。

以此方式為之，編碼的執行得使包含於一位元流中之一表頭之空間資訊的全部或部份可在需要時受到定期重傳或可被重傳，且該重傳之得以進行係利用使該等空間資訊被攜載於一選自複數個位元流中之一位元流幀的方式為之。

對應包含於一位元流中之一表頭的空間資訊之部份的參數組SpatialSpecificConfigParam可包含SpatialSpecificConfig( )中之複數筆資訊的至少一者。

上述SpatialSpecConfig( )中之變數的定義將提供於表1中。

舉例而言，為指出bsTreeConfig(其用以指出一多通道音訊信號之樹狀組織)已被重傳，一重傳旗標bsResendTreeConfigFrame可被插入至SpatialFrame( )中。舉例而言，若重傳旗標bsResendTreeConfigFrame被設定，則bsTreeConfig可被判定為已被重傳。如上所述，一重傳旗標bsResendTreeConfigHeader可被插入至SpatialSpecificConfigHeader中。若重傳旗標bsResendTreeConfigHeader被設定，則重傳旗標bsResendTreeConfigFrame可被再檢查。

以此方式為之時，bsTreeConfig可被定期重傳，或在需要時被重傳。此外，藉設定每一位元流幀之bsTreeConfig為不同的方式可有效儲存及傳送信號。以下列情況為例，若一具有五通道之多通道音訊信號包含一品質得以即便在多通道音訊信號被降混為單聲音訊後仍被維持的部份及一必須被壓縮為立體聲訊的部份，則該多通道音訊信號在習知技術中必須被編碼為立體聲訊方能維持該多通道音訊信號的品質，但在本發明中該多通道音訊信號之僅需被壓縮為立體聲訊的部份可被選擇性編碼為立體聲訊。此外，編碼模式在信號被編碼為單聲信號期間可根據信號的類型加以改變，故能在一定的位元速率條件下得到較習用技術所得到者為佳的信號品質。

在本發明中，bsTreeConfig可被切分成三位元，即bsTreeExt、bsTreeCh及bsTreeCfg，且該三位元bsTree Ext、 bsTreeCh及bsTreeCfg可被使用而非對bsTreeConfig重傳。此時，若bsTreeExt＝1且bsTreeConfig＝15，則Tree Description可透過延伸信號方式被接收。若bsTreeExt＝0且bsTreeCh＝0，一515格式可被使用。若bsTreeExt＝0且bsTesCh＝1，則一525格式可被使用。若bsTreeExt＝0、bsTreeCh＝0且bsTreeCfg＝0，則一5151格式可被使用。若bsTreeExt＝0、bsTreeCh＝0且bsTreeCfg＝1，則一5152格式可被使用。以此方式為之，bsTreeConfig得以僅二位元表示之，故能減少所用位元數。

第五圖及第六圖為說明本發明之一解碼方法之實施例的流程圖。請參閱第五圖，在步驟S400中，一輸入位元流之一表頭被接收。在步驟S405中，是否該表頭中的一重傳旗標(bsResendSpatialSpecificConfigHeader)已被設定被判定。若表頭中之重傳旗標(bsResendSpatialSpecificConfigHeader)被判定為未被設定，則代表該表頭未包含任何額外組態資訊，也因此一多通道音訊信號被以包含於表頭中並在第六圖中步驟S440至步驟S450時作為空間資訊的組態資訊產生。

在另一方面，若表頭中的重傳旗標(bsResendSpatialSpecificConfigHeader)在步驟S405中被判定為已設定，則代表額外組態資訊已被重傳。接著，在步驟S410中，該輸入位元流之一幀(以下稱作目前幀)被接收。在步驟S415中，是否該目前幀中的一重傳旗標(bsResendSpatialSpecific ConficFrame)已設定被判定。在 步驟S420中，若步驟S415中該目前幀中的重傳旗標(bsResendSpatialSpecificConficFrame)被判定為已設定，則額外組態資訊被取出，其中該額外組態資訊可被包含於該目前幀或一前一幀中。

在步驟S420中，一旦額外組態資訊被取出，則一多通道音訊信號被根據一降混信號並參考該額外組態資訊產生。更詳而言之，一經編碼之降混信號及幀資訊被自目前幀中解多工而得，空間資訊被根據額外組態資訊及幀資訊產生，且一多通道音訊信號被根據該空間資訊及該經編碼之降混信號產生。若額外組態資訊為表頭中空間資訊的部份，則其它需用以產生空間資訊的資訊可得自於取自該表頭的空間資訊。接著，在步驟S435中，若步驟S415時目前信號框中的重傳旗標(bsResendSpatialSpecificConficFrame)被判定為未經設定，則一多通道音訊信號被根據表頭中的組態資訊產生。步驟S400至步驟S425、步驟S435及步驟S440至步驟S450被重覆執行，直至該輸入位元流之結束出現時止。

第七圖為說明本發明之另一解碼方法實施例的流程圖。請參閱第七圖所示之解碼方法，一重傳旗標被包含於一幀而非一表頭中。請參閱第七圖，在步驟S500中，一輸入位元流的一幀被接收。在步驟S505時，在該幀中的一重傳旗標被判定是否已被設定。在步驟S510時，若該幀中的重傳旗標在步驟S505中被判定為已經設定，則額外組態資訊被取出。在步驟S515時，一多通道音訊信號 被根據額外組態資訊產生。更詳而言之，空間資訊被根據額外組態資訊及幀資訊產生，且一多通道音訊信號接著根據該空間資訊及一降混信號產生。

另一方面，在步驟S525中，若該幀中之重傳旗標在步驟S505中被判定為未經設定，則空間資訊被根據幀資訊及取自於該輸入位元流之一表頭的組態資訊產生，且一多通道音訊信號被根據該空間資訊及該降混信號產生。

在本實施例中，額外組態資訊被插入至一位元流的一特定幀中，藉以使一多通道音訊信號在該位元流之表頭未被於一位元流服務中接收時得以產生。

本發明可被以電腦可讀碼之形式實施，其中該電腦可讀碼係寫於一電腦可讀記錄媒體中，其中該電腦可讀記錄媒體可為任何一種能使資料以一電腦可讀取之方式儲存的記錄裝置，如可為ROM、RAM、CD－ROM、磁帶、軟碟片、光資料儲存裝至及一載波(如透過網際網路所為之資料傳輸)等。此外，電腦可讀記錄媒體可被分散於複數個與一網路相接的電腦系統中，此時電腦可讀碼可被寫至該等電腦系統中，並得由該等系統處以分散方式執行。關於實施本發明所需之功能程式、碼及碼段，其可為熟習該項技術者所輕易完成。

在本發明中，一多通道音訊信號被編碼成使得包含於一表頭中之資訊的全部或部份亦可被包含於一預定幀中，故本發明可被用於位元流服務上。此外，本發明中一多通道音訊信號被加編碼或解碼而使組態可隨幀之不同 而不同，故能隨環境不同而產生其一最佳位元流。

再者，本發明中的空間資訊可被選擇性以僅數幀之形式傳輸，故本發明能在維持信號品質的條件下有效減少待傳送資料的量。

本發明可被用於一多通道音訊信號的編碼/解碼上，並可對包含於一表頭中之資訊的全部或部份加以重傳。

本發明已透過其較佳實施例加以說明及顯示，熟習該項技術者可知該等較佳實施例可在不違本發明之精神與範圍的條件下被加以各種改變，其中本發明之精神與範圍將定義於下列申請專利範圍中。

[產業可利用性]

本發明可被用於一編碼方法及其裝置與一解碼方法及其裝置中，以使一多通道音訊信號被編碼或解碼成使得包含於一表頭中之資訊的全部或部份可被重傳。

100‧‧‧編碼裝置

110‧‧‧降混單元

120‧‧‧空間資訊產生單元

130‧‧‧核心編碼器

135‧‧‧參數編碼器

140‧‧‧位元流產生單元

200‧‧‧解碼裝置

210‧‧‧解多工器

220‧‧‧核心解碼器

230‧‧‧參數解碼器

240‧‧‧多通道合成單元

S400‧‧‧步驟

S405‧‧‧步驟

S410‧‧‧步驟

S415‧‧‧步驟

S420‧‧‧步驟

S425‧‧‧步驟

S430‧‧‧步驟

S435‧‧‧步驟

S440‧‧‧步驟

S445‧‧‧步驟

S450‧‧‧步驟

S500‧‧‧步驟

S505‧‧‧步驟

S510‧‧‧步驟

S515‧‧‧步驟

S520‧‧‧步驟

S525‧‧‧步驟

在對示例性實施例配合以所附圖式加以詳細說明後，本發明之上述及其它特徵與優點將變得更為明顯易懂，其中該等圖式之：第一圖所示為本發明之一典型多通道音訊信號之一位元流的說明圖；第二圖所示為一用以編碼/解碼一多通道音訊信號之系統的方塊圖，其有本發明之編碼及解碼方法之一實施例用於其上； 第三圖及第四圖所示為用於本發明的空間資訊語法。

第五圖及第六圖所示為本發明之一解碼方法實施例的流程圖；以及第七圖所示為本發明之另一解碼方法實施例的流程圖。

100‧‧‧編碼裝置

110‧‧‧降混單元

120‧‧‧空間資訊產生單元

130‧‧‧核心編碼器

135‧‧‧參數編碼器

140‧‧‧位元流產生單元

200‧‧‧解碼裝置

210‧‧‧解多工器

220‧‧‧核心解碼器

230‧‧‧參數解碼器

240‧‧‧多通道合成單元

Claims (13)

1. 一種用於一音訊信號的解碼方法，包括：接收包括降混信號和額外資訊的一位元流；解多工該降混信號和該額外資訊，其中該額外資訊包括在該位元流的一幀內；獲得一第一旗標，以指出額外組態資訊是否被插入該額外資訊中；根據該第一旗標擷取該額外組態資訊；以及利用該額外組態資訊產生多通道音訊信號。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，進一步包括：如果該額外組態資訊沒有被插入該額外資訊中，則根據從該位元流的一表頭所擷取的空間資訊來產生一多通道音訊信號。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該額外組態資訊包括在該當前幀中或包括在前一幀中。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該額外組態資訊為包括在該位元流的一表頭中的組態資訊。
5. 依據申請專利範圍第4項所述的方法，其中，該組態資訊包括採樣頻率資訊、幀長資訊、和樹狀結構資訊。
6. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該額外組態資訊包括從該位元流的一表頭中所包括的組態資訊所選取的資訊。
7. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，產生包括：解碼該解多工的降混信號；利用該擷取的額外組態資訊從該額外資訊解碼該空間資訊； 以及利用該解碼的降混信號和該解碼的空間資訊來產生該多通道音訊信號。
8. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該位元流的組態資訊的表頭進一步包括一第二旗標以指出該第一旗標是否包含在該額外資訊的該幀中。
9. 一種用於一音訊信號的解碼裝置，包括：一解多工器，其解多工來自一位元流幀的一編碼的降混信號和額外資訊；一核心解碼器，其利用解碼該降混信號以產生一降混信號；一參數解碼器，其根據該額外資訊，確定額外組態資訊是否被插入該額外資訊中，然後如果該額外組態資訊沒有被插入該額外資訊中，則透過編碼該額外組態資訊以產生空間資訊；以及一多通道合成單元，其根據該空間資訊和該降混信號來產生一多通道音訊信號。
10. 依據申請專利範圍第9項所述的解碼裝置，其中，該額外組態資訊為包括在該位元流的一表頭中的組態資訊。
11. 依據申請專利範圍第9項所述的解碼裝置，其中，如果根據該第一旗標，該額外組態資訊沒有被插入該額外資訊中，該參數解碼器透過解碼從該位元流的一表頭所擷取的組態資訊而產生該空間資訊。
12. 一種電腦可讀記錄媒體，包括記錄的一程式，該程式提供用於執行申請專利範圍第1項所述的該等步驟。
13. 一種解碼一音訊信號的方法，包括：從一位元流的一額外區域獲得空間資訊的一幀，該位元流包括一降混信號；獲得包括在該幀內的該空間資訊的組態資訊；利用樹狀組態資訊來分割該降混信號；以及藉由利用包括在該組態資訊內的降混增益資訊和通道增益資訊從該降混信號產生一多通道音訊信號，其中該通道增益資訊是構成該多通道音訊信號之通道的增益資訊。