專利名稱：改進音樂內(nèi)容再現(xiàn)的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于通過帶阻濾波器裝置從立體聲信號流中消除語音信號的方法。這樣的方法可應用在任何數(shù)字或模擬音頻裝置中，其中卡拉OK是有趣的特征，如TV、DVD播放機、Misi-Set等。
人的語音帶寬范圍大約從300Hz到4kHz。然而，這只是一個近似值，因為每個人的語音是不同的。當必須從音樂中消除語音時，可以刪除語音，以便只有高頻和原始音樂的子內(nèi)容通過濾波器。從日本公開JP-A-427172700中知道了這樣的方法。在這個已知方法中，保留了左右輸入信號之間的差別，而從聲音信號分量中排除了人的語音信號，以產(chǎn)生保留了立體聲感覺的卡拉OK的音樂。缺點是，對于音樂而言上面的頻帶也被抑制了。
本發(fā)明的目的是避免和至少減少這樣的缺點，并提供語音消除濾波器，該語音消除濾波器應用在音頻設備中產(chǎn)生較低成本產(chǎn)品，同時極大地改進了音樂再現(xiàn)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在開始段描述的用于消除語音信號的方法，其特征在于，分別通過加和減立體聲輸入信號流的左右信號內(nèi)容從立體聲輸入信號流中導出單聲道和立體聲信號流，單聲道信號流通過所述帶阻濾波器裝置進行濾波，并且分別通過將立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相加以及將立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相減而得到立體聲輸出信號流。
本發(fā)明不僅涉及用于消除語音信號的方法，而且涉及用于通過帶阻濾波器裝置從立體聲輸入信號中消除語音信號的語音抑制濾波器裝置，在語音抑制濾波器裝置中應用了上面方法。因此這個語音抑制濾波器裝置的特征在于，提供第一加法和第一減法裝置以分別通過加和減立體聲輸入信號流的左右信號內(nèi)容從立體聲輸入信號流中導出單聲道和立體聲信號流，單聲道信號流通過所述帶阻濾波器裝置進行濾波，并且第二加法和第二減法裝置分別通過將立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相加以及將立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相減而得到立體聲輸出信號流。
在第一個改進中，提供了平行于帶阻濾波器裝置的低通濾波器裝置，其頻帶的上邊鄰近帶阻濾波器裝置的頻帶的下邊。在第二個改進中，提供了縮減(down scaling)裝置以保護帶阻濾波器裝置免于溢出，而在第三個改進中，提供了縮放(scaling)裝置以得到單聲道和立體聲信號流的通道間的不對稱性。
本發(fā)明還涉及應用在上面的方法中和/或應用在上面的語音抑制濾波器裝置中的處理立體聲輸入信號流的算法。
本發(fā)明也涉及配置有上面的語音抑制濾波器的音頻設備，涉及能在上面的音頻設備中或與所述音頻設備協(xié)同在信號處理裝置上運行的計算機程序，并且涉及信息載體，其載有由所述信號處理裝置執(zhí)行的指令，該指令能使所述信號處理裝置實現(xiàn)上面的方法。
參考下文描述的示例以及參考附圖，本發(fā)明將很明了。
附圖中

圖1示出了現(xiàn)有技術的語音消除濾波器裝置；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的基本語音消除濾波器裝置；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的改進的語音消除濾波器裝置；圖4示出了進一步改進的語音消除濾波器裝置。
圖1的現(xiàn)有技術的語音消除濾波器裝置示出了帶阻濾波器1和2，用于左右輸入信號的語音抑制。帶阻濾波器1和2抑制在300Hz到4kHz范圍內(nèi)的語音頻率；這是人類語音帶寬的近似。然而，這個語音消除濾波器也抑制了在所述頻帶內(nèi)的音樂；這被認為是很大的缺點。
為了說明本發(fā)明，頭腦中可以有一個具有現(xiàn)場樂隊的舞臺。例如，左邊有鋼琴，中間有鼓手，以及右邊有伴唱(backing vocal)。在演播室錄制過程中，可模擬在立體聲區(qū)域的這些位置。必須消除的主唱(lead vocal)位于立體聲區(qū)域的中間。如果由立體聲通道內(nèi)容構成相減，那么將會消除主唱，但保留了在立體聲中心之外混合的音樂分量。通過將兩個通道的內(nèi)容相加保持了所有聲音信息，而在語音濾波之后所有在立體聲中心之外混合的音樂信息都保持在單聲道基礎上。通過加和減立體聲分量回到濾波的音樂，恢復了立體聲信息。這個實現(xiàn)的結果，如圖2所示，聽起來比應用現(xiàn)有技術的聲音濾波的情況要好得多。
圖2的基本語音消除濾波器包括第一加法和減法裝置3和4、帶阻濾波器5以及第二加法和減法裝置6和7。通過加法裝置3將左右輸入信號相加以形成單聲道信號，而通過減法裝置4從這些輸入信號中得到立體聲信號。單聲道信號通過300Hz到4kHz帶阻濾波器5進行濾波。通過加法裝置6將立體聲信號和濾波的單聲道信號彼此相加，而通過減法器裝置7將濾波的單聲道信號和立體聲信號彼此相減。加法和減法裝置6和7的輸出信號形成立體聲輸出信號，其中抑制了語音，但很好地保持了音樂質量。
這個實現(xiàn)的另一個優(yōu)點是沒有清除伴唱。通常，這些是混合立體聲。這給出了沒有干擾主唱的開放聲音。在一些音樂中有兩個伴唱記錄。一個適宜左邊立體聲區(qū)域，另一個適宜右邊立體聲區(qū)域。這留下了有很多演唱者的印象。通過本實現(xiàn)可以完美地恢復所有這些語音。
可惜的是，并不是每個樂器都是在立體聲中心之外混合的。在圖2的實施例中，低音吉他、低音鼓和小軍鼓總是混合單聲道，因為它們是音樂的基礎?；謴土说鸵艄暮偷鸵艏姆种C頻率(低于300Hz)，但卻丟失了較高頻率。這解釋為定音(sound definition)的丟失。換言之你仍將感覺到低音，但是你聽不到干凈和聲(cleanline)和吉他拍擊。用小軍鼓情況更差。聲音幾乎全部丟失。這個缺點可通過縮減處理來減小。加上縮減系數(shù)G1以保護濾波器免于溢出。這個系數(shù)由在處理結束的系數(shù)G2補償。在圖3的改進實施例中指示了縮減系數(shù)的插入。這個實施例非常接近圖2的實施例；不同是縮減裝置8和9插在左右輸入通道，而補償裝置10和11被插在左右輸出通道。
因為下面的減法，縮減系數(shù)G1對于兩個通道是相同的。如果不同，則無法消除主唱。重縮放系數(shù)G2事實上只是一個主音量(mastervolume)。通過這樣做可以得到兩個好處。因為左右通道之間的較大差別，聲音更加動態(tài)。聲音質量比以前更加接近原始質量。我們也得到了較少的剩余語音，因為立體聲因素比單聲道因素更重要。然而，仍然存在不太重要的缺點分諧頻率也被鑒別了。因此，在另一個改進的實施例中，插入了具有300Hz截止頻率的附加低通濾波器以增強低音子層。這個進一步改進的實施例如圖4所示，其與圖3的實施例非常接近；不同是具有0到300Hz帶寬的附加低通濾波器裝置12被平行于帶阻濾波器5插入，同時插入了另一個加法裝置13和縮放裝置14和15。通過縮放系數(shù)G3的插入，用立體聲通道中的縮放裝置14將不對稱帶到語音消除濾波器中，其中該語音消除濾波器當聲音再現(xiàn)時允許得到加強的立體聲印象。此外，由于單聲道內(nèi)容與立體聲內(nèi)容相比被縮減，因此濾波器無法濾去的語音的剩余部分聽起來會比圖3實施例中的更柔和些。
上面描述的實施例也可以用算法實現(xiàn)，至少部分可以能運行在包括上面語音消除濾波器的音頻設備中的信號處理裝置上的計算機程序的形式實現(xiàn)。在圖的大部分中示出了執(zhí)行一定的可編程功能的單元，這些單元可被認為是計算機程序的子部分。
本發(fā)明并不局限于所描述的實施例；在下面權利要求書范圍內(nèi)的修改是可能的。
權利要求
1.通過帶阻濾波器裝置從立體聲輸入信號流中消除語音信號的方法，其特征在于，通過分別加和減所述立體聲輸入信號流的左右信號內(nèi)容從所述立體聲輸入信號流中導出單聲道和立體聲信號流，所述單聲道信號流通過所述帶阻濾波器裝置進行濾波，并且通過分別將所述立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相加以及將所述立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相減而得到立體聲輸出信號流。
2.通過帶阻濾波器裝置從立體聲輸入信號流中消除語音信號的語音抑制濾波器裝置，其特征在于，提供第一加法和第一減法裝置以通過分別加和減所述立體聲輸入信號流的左右信號內(nèi)容從所述立體聲輸入信號流中導出單聲道和立體聲信號流，所述單聲道信號流通過所述帶阻濾波器裝置進行濾波，并且第二加法和第二減法裝置通過分別將所述立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相加以及將所述立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相減而得到立體聲輸出信號流。
3.如權利要求2所述的語音抑制濾波器裝置，其特征在于，提供平行于所述帶阻濾波器裝置的低通濾波器裝置，其頻帶的上邊鄰近所述帶阻濾波器裝置的頻帶的下邊。
4.如權利要求2或3所述的語音抑制濾波器裝置，其特征在于，提供縮減裝置以保護所述帶阻濾波器裝置免于溢出。
5.如權利要求3所述的語音抑制濾波器裝置，其特征在于，提供增益元件以得到所述單聲道和所述立體聲信號流通道間的不對稱性。
6.應用在權利要求2的方法中和/或應用在權利要求2-5中任一項所述的語音抑制濾波器裝置中的用于處理立體聲輸入信號流的算法。
7.音頻設備，配置有如權利要求2-5中任一項所述的語音抑制濾波器。
8.能運行在音頻設備或協(xié)同包括權利要求7所述的語音抑制濾波器裝置的音頻設備中的信號處理裝置上的計算機程序。
9.信息載體，載有由信號處理裝置執(zhí)行的指令，所述指令能使所述信號處理裝置執(zhí)行如權利要求1所述的方法。
全文摘要
在用于從立體聲輸入信號流中消除語音信號的方法中，分別通過加(3)和減(4)立體聲輸入信號流的左右信號內(nèi)容導出單聲道和立體聲信號流，這在單聲道信號流通過帶阻濾波器裝置(5)濾波之后，并且分別通過將立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相加(6)以及將立體聲信號流和濾波的單聲道信號流相減(7)得到立體聲輸出信號流。該方法適用于在卡拉OK應用中的語音抑制。
文檔編號G10K15/04GK1672191SQ03818447
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月21日 優(yōu)先權日2002年8月2日
發(fā)明者J·C·拉勒曼德 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司