專利名稱：音頻信號(hào)增強(qiáng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻信號(hào)增強(qiáng)。更特定地，本發(fā)明涉及用于增強(qiáng)包括第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)的設(shè)備和方法。
在多聲道音頻系統(tǒng)中，音頻信號(hào)至少具有由獨(dú)立的在空間上隔開(kāi)的換能器呈現(xiàn)的兩個(gè)不同的聲道。多聲道音頻的最好的已知例子是立體聲，其中使用兩個(gè)聲道左聲道和右聲道。當(dāng)重現(xiàn)聲音時(shí)，只有在換能器相對(duì)于聽(tīng)眾在換能器之間以60度角度對(duì)稱地排列時(shí)才能充分欣賞立體聲效果。然而，實(shí)際上常常不是這種情形。
另外，聲道間的分隔常常是不夠的，特別是當(dāng)換能器靠得太近時(shí)。這在便攜式和/或“小型”或“微型”(書(shū)架尺寸)音頻系統(tǒng)中典型地是這種情形，其中左聲道和右聲道揚(yáng)聲器之間的間距可能是20厘米或甚至更小。在這種情形下，希望“展寬”立體聲效果。
美國(guó)專利申請(qǐng)US2002/0097880(Kirkeby)公開(kāi)一種立體聲展寬處理算法，給予聽(tīng)眾以從放置在遠(yuǎn)離左和右揚(yáng)聲器的虛擬源發(fā)出立體聲音頻信號(hào)的印象，因此改變了音像。串?dāng)_從左聲道被引入到右聲道，以及反之亦然，同時(shí)濾波器把串?dāng)_限制在某些頻率范圍。然而，這樣的算法具有引入人工產(chǎn)物的缺點(diǎn)它們把聲音著色并且使不同的聲源諸如樂(lè)器產(chǎn)生聲級(jí)的相對(duì)改變，因此以不想要的方式改變了聲音。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它問(wèn)題，以及提供增強(qiáng)音頻信號(hào)的設(shè)備和方法，以允許改變各個(gè)聲道的音像而不造成信號(hào)失真。
因此，本發(fā)明提供用于增強(qiáng)包括第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)的設(shè)備，音頻信號(hào)具有可以由參數(shù)表示的聲道間特性，該設(shè)備包括-參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)原始參數(shù)，以便產(chǎn)生表示經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的經(jīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)，以及-處理裝置，用于處理音頻信號(hào)，以便產(chǎn)生具有經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的增強(qiáng)的音頻信號(hào)。
通過(guò)提供參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，可以或者相對(duì)于原始值或者獨(dú)立地選擇不同的參數(shù)值。處理裝置這樣處理原始信號(hào)，以使得經(jīng)處理的(增強(qiáng)的)信號(hào)具有新的參數(shù)值，它進(jìn)而又表示新的(即經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的)聲道間特性。通過(guò)修改信號(hào)參數(shù)，可以在多聲道系統(tǒng)中作出聲道間特性的幾乎任何調(diào)節(jié)，而不引入人工產(chǎn)物。
在第一實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備還包括參數(shù)確定裝置，用于確定表示原始聲道間特性的原始參數(shù)。所以，在本實(shí)施例中，設(shè)備能夠從音頻信號(hào)得出參數(shù)。然而，有可能連同音頻信號(hào)一起發(fā)送一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，在這種情形下，不再需要為設(shè)備推導(dǎo)出發(fā)送的參數(shù)。所以，在第二實(shí)施例中，設(shè)備被安排來(lái)接收表示聲道間原始特性的原始參數(shù)。
各種聲道間特性可以由適當(dāng)?shù)膮?shù)表示。第一聲道和第二聲道典型地規(guī)定聲源位置，而該設(shè)備可被有利地安排成用于調(diào)節(jié)用源角度表示的聲源位置。這個(gè)源角度指示聲源相對(duì)于左聲道和右聲道的(視在)位置，在雙聲道聲音系統(tǒng)中源角度典型地是相對(duì)于右聲道被測(cè)量的。本發(fā)明允許改變?cè)唇嵌?，因此改變?cè)吹囊曉谖恢谩?br> 替換地或另外，該設(shè)備可被安排成用于調(diào)節(jié)以聲道間聲級(jí)差所表示的聲源位置。這個(gè)參數(shù)是基于聲道的功率比，按照本發(fā)明，該參數(shù)可被使用來(lái)改變聲源的視在位置。
第一聲道和第二聲道典型地還規(guī)定聲源寬度，即，聲源的視在空間的廣度。本發(fā)明的設(shè)備可被有利地安排來(lái)調(diào)節(jié)以聲道間相干性表示的聲源。
這個(gè)參數(shù)可以用各種方式來(lái)調(diào)節(jié)或改變。在有利的實(shí)施例中，參數(shù)調(diào)節(jié)裝置被安排成使用映射函數(shù)(優(yōu)選地是線性映射函數(shù))來(lái)調(diào)節(jié)原始參數(shù)。這樣的映射函數(shù)把原始參數(shù)值映射成新的(經(jīng)調(diào)節(jié)的)參數(shù)值，并提供受控的調(diào)節(jié)。
音頻信號(hào)參數(shù)可以施加到整個(gè)音頻信號(hào)，或只施加到信號(hào)的有限的頻率范圍。在另外的實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備被安排來(lái)增強(qiáng)選定的頻帶的音頻信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施例中，只有選定的頻帶被以某種方式增強(qiáng)，而其它頻帶或者保持不變，或者以不同方式增強(qiáng)，例如使用另外的映射函數(shù)或不同的參數(shù)來(lái)增強(qiáng)。
增強(qiáng)音頻信號(hào)可以是與時(shí)間無(wú)關(guān)的被改變的參數(shù)的選擇或所施加的映射函數(shù)的選擇可以不隨時(shí)間變化。然而，在替換實(shí)施例中，該設(shè)備可被安排成根據(jù)時(shí)間來(lái)增強(qiáng)音頻信號(hào)。在本實(shí)施例中，增強(qiáng)可以隨時(shí)間改變，例如通過(guò)使用取決于時(shí)間的映射函數(shù)。如果音頻信號(hào)被分段成幀或類似的時(shí)間段，映射函數(shù)或參數(shù)的選擇可以取決于時(shí)間段。這樣，得到的是同時(shí)取決于時(shí)間和取決于信號(hào)的增強(qiáng)。
參數(shù)調(diào)節(jié)可以是全自動(dòng)化的，例如根據(jù)預(yù)定的設(shè)置值。然而，參數(shù)調(diào)節(jié)裝置也可以包含用戶的控制，以便允許用戶調(diào)節(jié)某一角度或其它參數(shù)。
本發(fā)明還提供包括如上所規(guī)定的設(shè)備的音頻系統(tǒng)。系統(tǒng)可包括用于提供依賴于頻率的參數(shù)調(diào)節(jié)的至少一個(gè)濾波器。在有利的實(shí)施例中，系統(tǒng)包括被安排在并行分支中的至少兩個(gè)濾波器，以及用于把來(lái)自并行分支的經(jīng)參數(shù)調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行組合的組合裝置。在這樣的實(shí)施例中，每個(gè)分支有利地包含上面規(guī)定的設(shè)備。
替換地，或除了提供取決于頻率的參數(shù)調(diào)節(jié)用的濾波器以外，音頻系統(tǒng)可以包括用于提供取決于時(shí)間的參數(shù)調(diào)節(jié)的裝置。這樣的裝置可包括用于通過(guò)使用時(shí)間幀劃分音頻信號(hào)的劃分裝置，這些時(shí)間幀可以部分重疊。該音頻系統(tǒng)還可包括至少一個(gè)放大器。
在特別有利的實(shí)施例中，音頻系統(tǒng)被安排成對(duì)單聲道信號(hào)和相關(guān)的參數(shù)信號(hào)進(jìn)行譯碼，并且它可以是參數(shù)立體聲譯碼器的一部分。有可能把立體聲音頻信號(hào)的左聲道和右聲道組合成單個(gè)信號(hào)，而同時(shí)提取空間信息，并作為附加邊帶信號(hào)發(fā)送這個(gè)空間信息，這例如在國(guó)際專利申請(qǐng)WO 03/090206(Philips)中公開(kāi)的那樣，該專利申請(qǐng)整體地在本文件中引用以供參考。對(duì)這樣的單聲道音頻信號(hào)和它的相關(guān)的參數(shù)信號(hào)進(jìn)行譯碼可以有利地與使用本發(fā)明的設(shè)備調(diào)節(jié)音頻信號(hào)參數(shù)相組合。
本發(fā)明的音頻系統(tǒng)可包括在例如家庭影院系統(tǒng)或汽車聲音系統(tǒng)中。
本發(fā)明還附加地提供增強(qiáng)包括第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)的方法，音頻信號(hào)具有可以由參數(shù)代表的聲道間特性，該方法包括以下步驟-調(diào)節(jié)原始參數(shù)，以便產(chǎn)生表示經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的經(jīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)，以及-處理音頻信號(hào)，以便產(chǎn)生具有經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的增強(qiáng)的音頻信號(hào)。
有利地，本發(fā)明的方法還可包括確定表示原始聲道間特性的原始參數(shù)的步驟，和/或接收代表原始聲道間特性的原始參數(shù)的步驟。
本發(fā)明還提供用于實(shí)行如上所規(guī)定的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括由處理器執(zhí)行的代碼，它存儲(chǔ)在諸如CD或DVD的適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)媒體中、或例如可經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)從遠(yuǎn)端位置下載而得到。
下面參照在附圖上顯示的示例性實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，其中

圖1示意地顯示音頻信號(hào)聲道的聲道間特性的例子。
圖2示意地顯示按照本發(fā)明的用于增強(qiáng)音頻信號(hào)的設(shè)備的第一實(shí)施例。
圖3示意地顯示按照本發(fā)明的用于增強(qiáng)音頻信號(hào)的設(shè)備的第二實(shí)施例。
圖4示意地顯示按照本發(fā)明的角度變換函數(shù)。
圖5示意地顯示按照本發(fā)明的用于增強(qiáng)聲音的系統(tǒng)。
圖1的圖示意地表示如在本發(fā)明中使用和修改的聲道間音頻信號(hào)特性。示例的音頻信號(hào)被顯示為具有兩個(gè)聲道L和R。在本例中，音頻信號(hào)是立體聲信號(hào)，但本發(fā)明不限于此，而是可應(yīng)用于多信道音頻信號(hào)，諸如所謂的“5.1環(huán)繞”信號(hào)。本例的兩個(gè)聲道L和R被顯示為正交聲道，規(guī)定了π/2弧度(90°)的角度。應(yīng)當(dāng)指出，如圖1表示的聲道L和R可分別被解釋為坐標(biāo)系統(tǒng)的垂直(縱坐標(biāo))軸和水平(橫坐標(biāo))軸。
由立體聲(或廣泛地說(shuō)多聲道)音頻信號(hào)產(chǎn)生的聲音具有由組成聲道的信號(hào)規(guī)定的視在位置。平均而言，立體聲音頻信號(hào)的聲音典型地具有處在左(L)與右(R)聲道之間的半途的視在位置，即在由線M表示的中間位置處。應(yīng)當(dāng)指出，線M具有相對(duì)于右聲道R的π/4(45°)的角度α0(為了清晰起見(jiàn)，在圖1上未示出)。還應(yīng)當(dāng)指出，在圖1的例子中，角度α用來(lái)表示視在聲源的位置，但該位置也可以由其它參數(shù)表示，如聲道間聲級(jí)差參數(shù)(ILD)。
任何特定的聲音段，尤其是當(dāng)限于某個(gè)頻帶時(shí)，可以具有不同的取向，從而有不同的視在位置。在所顯示的例子中，音頻信號(hào)(或音頻信號(hào)段)V1具有大于π/4(45°)的角度α1，因此，呈現(xiàn)為從在中間位置M的左面的源發(fā)出的。
本發(fā)明允許改變角度α，從而改變音頻信號(hào)的視在位置。更特定地，本發(fā)明使得有可能無(wú)需著色地或以別的方式使信號(hào)失真地來(lái)改變角度α。角度α可被做成處在由聲道L和R規(guī)定的0到π/2(弧度)的范圍內(nèi)，因此提供“正常的”立體聲。然而，本發(fā)明也允許把角度α定位在這個(gè)范圍以外，因此提供“展寬的立體聲”。音頻信號(hào)(或音頻信號(hào)段)V2例如具有負(fù)的角度α2，它把音頻信號(hào)定位在右聲道R的右面。類似地，音頻信號(hào)(或音頻信號(hào)段)V3例如具有大于π/2的角度α2，它把這個(gè)音頻信號(hào)定位在左聲道L的左面。這樣的“展寬的立體聲”對(duì)于較小的(便攜式)音頻系統(tǒng)(其中揚(yáng)聲器通常不可能有足夠間隔)是特別有利的。
按照本發(fā)明的音頻信號(hào)增強(qiáng)設(shè)備示意地顯示于圖2。在圖2上所示的只是作為非限制的例子的設(shè)備10，包括處理單元11、參數(shù)確定單元12和參數(shù)調(diào)節(jié)單元13。
處理單元11接收音頻信號(hào)的左聲道L和右聲道R(如上所述，本發(fā)明不限于只具有兩個(gè)信道的音頻信號(hào))，并輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的左聲道L’和調(diào)節(jié)的右聲道R’，經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道L’和R’一起組成增強(qiáng)的音頻信號(hào)。(原始的)左聲道L和右聲道R還被饋送到參數(shù)確定單元12，它使用這些信道產(chǎn)生(原始的)參數(shù)，這可包括角度α該角度指示音頻信號(hào)的方向，即，視在的相對(duì)聲源位置。這個(gè)角度α也可以被解釋為指示音頻信號(hào)的主要分量(本征向量的角度)，并且這個(gè)主要向量的確定可稱為主要向量的分析?？梢杂蓞?shù)確定單元12確定的其它參數(shù)包括聲道間強(qiáng)度(或聲級(jí))差I(lǐng)LD和聲道間相干性ICC。
這個(gè)角度α和/或其它參數(shù)被饋送到參數(shù)調(diào)節(jié)單元13，它改變?cè)嫉膮?shù)和輸出經(jīng)改變的或經(jīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)α’，ILD’和/或ICC’。這個(gè)經(jīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)α’，ILD’和/或ICC’，和原始的參數(shù)α，ILD和/或ICC，一起饋送到處理單元11，用于確定經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道L’和R’。
設(shè)備10的操作將參照一個(gè)對(duì)角度α進(jìn)行調(diào)節(jié)的例子進(jìn)行說(shuō)明。
參數(shù)確定單元12確定使得信號(hào)的能量最大化的音頻信號(hào)的特定的角度α。換句話說(shuō)，角度α指示左(L)和右(R)聲道組合后的能量呈現(xiàn)為最大的方向。對(duì)于音頻信號(hào)段，這個(gè)角度是在從0到π/2(0°到90°)的范圍內(nèi)，典型地近似等于π/4(45°)。在優(yōu)選實(shí)施例中，角度α是使用被稱為電平差I(lǐng)LD的(第一)參數(shù)而計(jì)算的，該電平差I(lǐng)LD在數(shù)學(xué)上被定義為
ILD=10log(ΣkL[k]L*[k]ΣkR[k]R*[k])---(1)]]>其中k是(數(shù)字或數(shù)字化音頻信號(hào)的)樣本數(shù)，L是左聲道，R是右聲道，log代表以10為底的對(duì)數(shù)，以及*表示復(fù)數(shù)共軛。
通過(guò)使用這個(gè)參數(shù)，角度確定單元12可以使用下式計(jì)算角度α＝arctan(c)(2)其中c＝10ILD/20(3)將會(huì)看到，為此，參數(shù)確定單元12可以具有適當(dāng)?shù)奶幚硌b置，諸如具有相關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器的微處理器、專用集成電路(ASIC)、或任何其它適當(dāng)?shù)碾娐贰?br> 當(dāng)考慮到第二參數(shù)即聲道間相干性ICC時(shí)，可以得到更加精確確定的角度α。這個(gè)參數(shù)在數(shù)學(xué)上表示為ICC=|ΣkL[k]R*[k]ΣkL[k]L*[k]ΣkR[k]R*[k]|---(4)]]>公式(2)的改進(jìn)的版本考慮到相干性參數(shù)ICCα=12arctan(2cICCc2-1)---(2a)]]>如上所述，這個(gè)角度α是音頻信號(hào)的原始的角度。設(shè)備10的角度調(diào)節(jié)單元13調(diào)節(jié)這個(gè)角度，并產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的角度α’。調(diào)節(jié)可以以各種不同的方式實(shí)行。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用變換函數(shù)F，它的實(shí)例顯示于圖4。變換函數(shù)可以具有以下形式α’＝F(α) (5)函數(shù)F(α)可以是線性或非線性的。線性函數(shù)的例子是α’＝π/4+d.(α-π/4) (5a)其中d是常數(shù)，它可以等于例如0.1，0.5，1.2，或2.0。非線性函數(shù)的例子(類似于圖4的函數(shù)F)是α’＝α-d.sin(4α) (5b)如圖4的例子所示，α和α’對(duì)于某些α的數(shù)值，諸如0，π/4，和π/2，可以是相同的。當(dāng)原始的角度α等于零時(shí)，調(diào)節(jié)后的角度α’不一定必須等于零，對(duì)于α＝0公式(5)可以很好地呈現(xiàn)α’的負(fù)值。這樣的負(fù)值將把音頻信號(hào)的視在方向放置在右揚(yáng)聲器的右面，因此展寬立體聲信號(hào)。
除了固定的變換函數(shù)外，可以例如在用戶控制下作出可變的函數(shù)或可變的調(diào)節(jié)。為此，可以把適當(dāng)?shù)慕嵌瓤刂菩盘?hào)饋送到角度調(diào)節(jié)單元13。
經(jīng)調(diào)節(jié)的角度α’和原始角度α被饋送到處理裝置11，以便確定調(diào)節(jié)后的信號(hào)L’和R’。在優(yōu)選實(shí)施例中，處理單元11首先使用原始信號(hào)L[k]，R[k]和原始角度α來(lái)確定主信號(hào)Y[k]和剩余信號(hào)Q[k]Y[k]Q[k]=cosαsinα-sinαcosαL[k]R[k]---(6)]]>通常，在數(shù)學(xué)領(lǐng)域。方括號(hào)表示向量和矩陣。
按照本發(fā)明，主信號(hào)Y[k]和剩余信號(hào)Q[k]然后被反向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α’以產(chǎn)生經(jīng)旋轉(zhuǎn)的(或經(jīng)調(diào)節(jié)的)輸出信號(hào)L’[k]和R’[k]
L'[k]R'[k]=cosα'-sinα'sinα'cosα'Y[k]Q[k]---(7)]]>處理單元11可以通過(guò)以上的矩陣乘法或通過(guò)組合運(yùn)算來(lái)實(shí)行這個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，它們都考慮到了公式(6)和公式(7)而不用計(jì)算主信號(hào)Y[k]和剩余信號(hào)Q[k]作為中間結(jié)果L'[k]R'[k]=cosα'-sinα'sinα'cosα'cosαsinα-sinαcosαL[k]R[k]---(8)]]>也可以表示為L(zhǎng)'[k]R'[k]=cos(α+α')sin(α-α')-sin(α-α')cos(α+α')L[k]R[k]---(8a)]]>代替或除了調(diào)節(jié)角度α以外，有可能使用以下公式控制ICC參數(shù)μ=1+4ICC2-4(c+1c)2---(9)]]>和γ=arctan1-μ1+μ---(10)]]>其中c按以上的公式(3)被定義。通過(guò)計(jì)算原始參數(shù)α，μ和γ，以及想要的(調(diào)節(jié)的)參數(shù)α’，μ’和γ’，可以使用以下公式得到數(shù)值L’[k]和R’[k]L'[k]R'[k]=cosα'-sinα'sinα'cosα'cosγ'cosγ00sinγ'sinγY[k]Q[k]---(7a)]]>
同樣地，可把想要的ILD數(shù)值代入公式(3)而得到c的數(shù)值，它進(jìn)而又被用于公式(9)而得到α和μ的新的數(shù)值，從而得到γ的數(shù)值，這些值然后可用來(lái)如前面那樣計(jì)算L’[k]和R’[k]。
從公式(7)或(7a)得到的信號(hào)L’和R’由處理單元11輸出，并可被饋送到一組揚(yáng)聲器、放大器或其它聲音處理裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，可以提供適當(dāng)?shù)腄/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器來(lái)把數(shù)字信號(hào)L’[k]和R’[k]轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)L’和R’，它們可以由揚(yáng)聲器重現(xiàn)。這些DA轉(zhuǎn)換器可被集成在處理單元11中，或可被安排成與單元11串聯(lián)。
按照本發(fā)明的設(shè)備10的替換實(shí)施例示意地示于圖3。圖3的設(shè)備包括處理單元11和參數(shù)調(diào)節(jié)單元13。然而，與圖2的實(shí)施例不同，參數(shù)確定單元12被省掉。在本實(shí)施例中，參數(shù)連同來(lái)自外部源的音頻信號(hào)一起被接收，因此，不需要在設(shè)備10中推導(dǎo)出參數(shù)?？梢哉f(shuō)，本例中的音頻信號(hào)包括左聲道(L)、右聲道(R)、和參數(shù)聲道(α，ILD，ICC)。
在另一個(gè)替換實(shí)施例(未示出)中，音頻信號(hào)包括單聲道和參數(shù)聲道。包含信號(hào)Y[k]的單聲道和參數(shù)(例如，α，ILD，ICC)可被用來(lái)通過(guò)使用一個(gè)全通去相關(guān)濾波器推導(dǎo)出上述的剩余信號(hào)Q[k]。
示例的音頻系統(tǒng)1示例地顯示于圖5。所顯示的音頻系統(tǒng)1包括輸入放大器2、濾波器3和3’、增強(qiáng)設(shè)備10和10’、信號(hào)組合單元4、和輸出放大器5?？梢跃哂蠥/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器和D/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器，但為了清晰起見(jiàn)，圖上未示出。
音頻信號(hào)的左聲道L和右聲道R被饋送到輸入放大器2，該放大器可包含以上討論的A/D轉(zhuǎn)換器。放大的信號(hào)被饋送到低通濾波器3和高通濾波器3’，它們被放置在并行分支中(將會(huì)看到，這些濾波器僅僅是示例的，可以存在或多或少的濾波器)。濾波后的聲道信號(hào)被饋送到本發(fā)明的增強(qiáng)設(shè)備10和10’，它們可以相應(yīng)于圖2的設(shè)備10。設(shè)備10和10’使聲道信號(hào)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α’，如上所討論的。
應(yīng)當(dāng)指出，圖5的實(shí)施例允許按頻帶的選擇性增強(qiáng)(例如，旋轉(zhuǎn)和/或源展寬或變窄)。通過(guò)第一濾波器3的較低的頻率和通過(guò)第二濾波器3’的較高的頻率可以具有不同的參數(shù)，它進(jìn)而又可導(dǎo)致不同的調(diào)節(jié)參數(shù)。另外，增強(qiáng)設(shè)備10和10’可以具有不同的變換或映射函數(shù)F(α，ILD，ICC，...)。這允許進(jìn)行取決于頻率的角度調(diào)節(jié)。
應(yīng)當(dāng)指出，變換函數(shù)F(α，ILD，ICC，...)，替換地或另外，可以是取決于時(shí)間的。例如，聲道信號(hào)L和R(數(shù)字的或數(shù)字化的)可被劃分成幀，每個(gè)幀包含一定數(shù)目的樣本，變換函數(shù)可以取決于幀號(hào)碼。
由增強(qiáng)設(shè)備10，10’輸出的信號(hào)被組合單元4組合。這個(gè)單元最好把來(lái)自設(shè)備10，10’的左聲道信號(hào)相加以形成組合的左聲道信號(hào)。以同樣方式組合右聲道信號(hào)。這些組合的聲道然后被饋送到輸出放大器5，它放大相應(yīng)的信號(hào)。如上所述，輸出放大器5可包含D/A轉(zhuǎn)換器。
如上所述，本發(fā)明的音頻系統(tǒng)1使得按頻帶旋轉(zhuǎn)聲道成為可能。另外或替換地，例如使角度調(diào)節(jié)取決于時(shí)間幀，可以提供取決于時(shí)間的聲道旋轉(zhuǎn)(也許要提供使用時(shí)間幀劃分音頻信號(hào)的適當(dāng)?shù)难b置)。在另一個(gè)實(shí)施例中，例如通過(guò)使用MIDI技術(shù)以提供按樂(lè)器的聲道旋轉(zhuǎn)，該MIDI技術(shù)允許存儲(chǔ)各種樂(lè)器。
將會(huì)看到，放大器2和5是任選的，并且可以提供兩個(gè)以上的增強(qiáng)設(shè)備10，10’，...。除了所顯示的部件以外，在音頻系統(tǒng)中可以包括其它部件，諸如音頻信號(hào)源和換能器。音頻信號(hào)源可包括CD播放器、DVD播放器、MP3播放器、收音機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)終端、局域網(wǎng)終端以及其它源。換能器可包括電-機(jī)械揚(yáng)聲器、靜電揚(yáng)聲器、和“震動(dòng)機(jī)(shaker)”或其它諧振器。本發(fā)明的音頻系統(tǒng)可被用于包括電視機(jī)的家庭音響系統(tǒng)(家庭影院)和多媒體系統(tǒng)、專業(yè)音響系統(tǒng)，諸如電影院音響系統(tǒng)，和汽車音響系統(tǒng)。
本發(fā)明是基于這樣的觀點(diǎn)由聲道規(guī)定的音頻信號(hào)參數(shù)可以通過(guò)使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)使其改變。本發(fā)明從另一個(gè)觀點(diǎn)獲益主要部件分析和相關(guān)技術(shù)允許處理音頻信號(hào)參數(shù)而不引入人工產(chǎn)物。
雖然本發(fā)明是參照立體聲(即，兩個(gè)聲道)音頻信號(hào)進(jìn)行說(shuō)明的，但本發(fā)明不限于此，本發(fā)明可以容易應(yīng)用到多聲道音頻信號(hào)，例如“5.1”信號(hào)。當(dāng)從多信道中選擇兩個(gè)信道時(shí)，可以應(yīng)用以上使用的公式，或這些公式可按特定的多信道情形而作修正。
應(yīng)當(dāng)指出，在本文件中使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)當(dāng)看作為限制本發(fā)明的范圍。具體地，單字“包括”不意味著排除沒(méi)有特定地闡述的任何單元。單個(gè)(電路)元件可以用多個(gè)(電路)元件或它們的等價(jià)物替代。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，本發(fā)明不限于以上說(shuō)明的實(shí)施例，以及可以作出許多修改方案和添加，而不背離如所附權(quán)利要求中規(guī)定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于增強(qiáng)包括第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)的設(shè)備(10)，音頻信號(hào)具有可以由參數(shù)(α，ILD，ICC)表示的聲道間特性，該設(shè)備包括-參數(shù)調(diào)節(jié)裝置(13)，用于調(diào)節(jié)原始參數(shù)(α，ILD，ICC)，以便產(chǎn)生表示經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的經(jīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)(α’，ILD’，ICC’)，以及-處理裝置(11)，用于處理音頻信號(hào)，以便產(chǎn)生具有經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的增強(qiáng)的音頻信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括參數(shù)確定裝置(12)，用于確定表示原始聲道間特性的原始參數(shù)(α，ILD，ICC)。
3.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，被安排成用于接收表示原始聲道間特性的原始參數(shù)(α，ILD，ICC)。
4.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中第一聲道(L)和第二聲道(R)規(guī)定了聲源位置，該設(shè)備被安排成用于調(diào)節(jié)以源角度(α)表示的聲源位置。
5.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中第一聲道(L)和第二聲道(R)規(guī)定聲源位置，該設(shè)備被安排成用于調(diào)節(jié)以聲道間聲級(jí)差(ILD)表示的聲源位置。
6.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中第一聲道(L)和第二聲道(R)規(guī)定聲源寬度，設(shè)備被安排成用于調(diào)節(jié)以聲道間相干性(ICC)表示的聲源寬度。
7.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中參數(shù)調(diào)節(jié)裝置(13)被安排成通過(guò)使用映射函數(shù)F(α)；F(ILD)；F(ICC)調(diào)節(jié)至少一個(gè)原始參數(shù)(α，ILD，ICC)。
8.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，被安排成用于增強(qiáng)選定的頻帶的音頻信號(hào)。
9.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，被安排成用于增強(qiáng)取決于時(shí)間的音頻信號(hào)。
10.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中參數(shù)調(diào)節(jié)裝置(13)被安排成用于用戶控制。
11.包括按照權(quán)利要求1-10的任一項(xiàng)的至少一個(gè)設(shè)備(10；10’)的音頻系統(tǒng)(1)。
12.按照權(quán)利要求11的音頻系統(tǒng)，包括至少一個(gè)用于選擇頻率范圍的濾波器(3，3’)。
13.按照權(quán)利要求11的音頻系統(tǒng)，包括被安排成并行分支的至少兩個(gè)濾波器(3，3’)，和用于組合來(lái)自并行分支的經(jīng)參數(shù)調(diào)節(jié)的信號(hào)的組合裝置(4)。
14.按照權(quán)利要求11的音頻系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)放大器(2，5)。
15.按照權(quán)利要求11的音頻系統(tǒng)，被安排成對(duì)單聲道信號(hào)和相關(guān)的參數(shù)信號(hào)進(jìn)行譯碼。
16.包括按照權(quán)利要求11的音頻系統(tǒng)的家庭影院系統(tǒng)。
17.包括按照權(quán)利要求11的音頻系統(tǒng)的汽車音響系統(tǒng)。
18.一種增強(qiáng)包括第一聲道(L)和第二聲道(R)的音頻信號(hào)的方法，音頻信號(hào)具有可以由參數(shù)(α，ILD，ICC)表示的聲道間特性，該方法包括以下步驟-調(diào)節(jié)原始參數(shù)(α，ILD，ICC)，以便產(chǎn)生表示經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的經(jīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)(α’，ILD’，ICC’)，以及-處理音頻信號(hào)，以便產(chǎn)生具有經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性的增強(qiáng)的音頻信號(hào)。
19.按照權(quán)利要求18的方法，還包括用于確定表示原始聲道間特性的原始參數(shù)(α，ILD，ICC)的步驟。
20.按照權(quán)利要求18的方法，還包括接收代表原始聲道間特性的原始參數(shù)(α，ILD，ICC)的步驟。
21.按照權(quán)利要求18的方法，其中第一聲道(L)和第二聲道(R)規(guī)定聲源位置，該方法還包括調(diào)節(jié)以源角度(α)表示的聲源位置的步驟。
22.按照權(quán)利要求18的方法，其中第一聲道(L)和第二聲道(R)規(guī)定聲源位置，該方法還包括調(diào)節(jié)以聲道間聲級(jí)差(ILD)表示的聲源位置的步驟。
23.按照權(quán)利要求18的方法，其中第一聲道(L)和第二聲道(R)規(guī)定聲源寬度，該方法還包括調(diào)節(jié)以聲道間相干性(ICC)表示的聲源寬度的步驟。
24.按照權(quán)利要求18的方法，還包括通過(guò)使用映射函數(shù)F(α)；F(ILD)；F(ICC)、優(yōu)選地是線性映射函數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)原始參數(shù)(α，ILD，ICC)的步驟。
25.按照權(quán)利要求18的方法，還包括增強(qiáng)選定的頻帶的音頻信號(hào)的步驟。
26.按照權(quán)利要求18的方法，還包括增強(qiáng)取決于時(shí)間的音頻信號(hào)的步驟。
27.按照權(quán)利要求18的方法，其中調(diào)節(jié)原始參數(shù)的步驟是在用戶控制下進(jìn)行的。
28.用于實(shí)行按照權(quán)利要求18-27的任一項(xiàng)的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
全文摘要
用于增強(qiáng)多聲道(例如立體聲)音頻信號(hào)的設(shè)備(10)具有參數(shù)調(diào)節(jié)單元(13)，用于調(diào)節(jié)代表音頻信號(hào)的原始的聲道間特性的原始參數(shù)(α，ILD，ICC)。該設(shè)備還包括處理單元(11)，用于處理音頻信號(hào)，以便產(chǎn)生具有經(jīng)調(diào)節(jié)的聲道間特性(α’，ILD’，ICC’)的增強(qiáng)的音頻信號(hào)。該設(shè)備允許立體聲展寬或其它多聲道信號(hào)增強(qiáng)，而不引入人工產(chǎn)物。
文檔編號(hào)G10L21/00GK101015230SQ200580029918
公開(kāi)日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月6日
發(fā)明者M·W·范盧恩, D·J·布里巴特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司