專利名稱：語(yǔ)音混響及音色變化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種語(yǔ)音混響及音色變化方法。
本發(fā)明主要是利用參數(shù)檔案設(shè)定多組延遲時(shí)間、與該延遲時(shí)間相應(yīng)的增益及總增益數(shù)值，通過(guò)讀取參數(shù)檔案的各項(xiàng)參數(shù)，形成多個(gè)回波路徑;各回波路徑(EchoPath)對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)經(jīng)延遲線路(DelayLine)延遲的每一時(shí)段所輸出的信號(hào)做各相應(yīng)的延遲、增益乘積處理，作各回波路徑的輸出信號(hào)，并與原輸入信號(hào)相加及與總增益乘積處理，作為混響處理后的輸出信號(hào)，本發(fā)明即利用改變這種參數(shù)檔案數(shù)據(jù)的方法而使輸入信號(hào)產(chǎn)生各種不同混響效果或音色變化處理效果。
混響的含義是聲音在一定大小的空間傳播時(shí)，由于空間的邊界面或障礙物的反射，使聲音產(chǎn)生延續(xù)的現(xiàn)象;此等現(xiàn)象可配合參看圖4所示，于一矩形空間內(nèi)，聲源S向外輻射聲波，因聲波經(jīng)不同路徑傳播至各壁面，由壁面反射，致使人耳T至少可接收到圖中所示的直達(dá)聲波A、一次反射波C及二次反射波B，人耳所感受到的是這三種聲波的迭加結(jié)果，而一次反射波C及二次反射波B即具有所謂“延遲”現(xiàn)象，由于反射波經(jīng)歷距離不同，即呈現(xiàn)不同的延遲時(shí)間，且受到反射面吸聲量的影響，致使反射至T位置的人耳的信號(hào)強(qiáng)度不同，亦即呈現(xiàn)不同的衰減量;所以，一般人所謂“臨場(chǎng)感”，即在現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)到的音樂(lè)與錄音機(jī)播放的音樂(lè)的音質(zhì)有一定差異，其原因即在于缺乏這種混響效果，為了加強(qiáng)音樂(lè)的臨場(chǎng)效果，現(xiàn)今即有所謂可模擬臨場(chǎng)效果的處理器應(yīng)市，該種處理器主要即運(yùn)用聲音的延遲及衰減的原理制成，其實(shí)際結(jié)構(gòu)上，均采用類比延遲線路，亦即以類比輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)或數(shù)個(gè)不同延遲時(shí)間的類比延遲電路處理，可將輸入信號(hào)經(jīng)一適當(dāng)時(shí)間的延遲作用，而由不同延遲時(shí)間的信號(hào)相加，以模擬“音樂(lè)廳”、“廣場(chǎng)”或其他具自然混響作用的聲音，但此種習(xí)見(jiàn)的混響處理器，由於其受固定參量的電子回路的限制，充其量?jī)H有二種至三種音效選擇，對(duì)于欲達(dá)成其他不同音效修飾或因個(gè)人喜愛(ài)而需特種混響效果時(shí)，即無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此，基于現(xiàn)今混響處理器不具使用彈性的缺陷下，當(dāng)有予以改善的必要。
且上述傳統(tǒng)混響處理器僅適于處理模擬信號(hào)用，對(duì)于數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)即無(wú)法沿用，也不利于電腦化的發(fā)展，有適當(dāng)加以改進(jìn)的必要。
本發(fā)明的主要目的在於提供一種語(yǔ)音混響及音色變化方法，此處理方法可通過(guò)一可改變參數(shù)的參數(shù)檔案予以設(shè)定多個(gè)回波路徑的延遲時(shí)間、相應(yīng)增益及總增益的參數(shù)資料，利用電腦分別讀取該參數(shù)檔案，以使電腦可依照各個(gè)參數(shù)所設(shè)定的延遲時(shí)間、相應(yīng)增益建立不同的回波路徑，而依照時(shí)段，依次將各個(gè)回波路徑所產(chǎn)生的信號(hào)量分別乘以本身的增益再與原輸入信號(hào)相加并乘以總增益，再行輸出，如此周而復(fù)始地循環(huán)計(jì)算處理，以輸出相對(duì)于參數(shù)檔案型式的相應(yīng)回波數(shù)據(jù)，利用前述處理方法，即可依使用者的喜愛(ài)改變參數(shù)檔案的各項(xiàng)參數(shù)，達(dá)到適時(shí)變化輸出信號(hào)的混響效果，以得靈活改變其音響效果的實(shí)際效益。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種語(yǔ)音混響及音色變化方法，其可藉由改變參數(shù)檔案的參數(shù)內(nèi)容，可模擬下述情況的音響效果1.廣闊似大峽谷的混響聲;
2.馬匹奔跑于空曠的大草原的聲音;
3.大空間，如劇院般雄偉的臨場(chǎng)聲音;
4.鬼屋中巫婆令人顫栗的恐怖笑聲;
5.在浴室中唱歌異于日常的混音效果;
6.由正常人聲轉(zhuǎn)換成不自然的外星人聲;
7.古老教堂中的老鐘蕩氣回腸聲;
8.如卡拉OK般強(qiáng)烈的回音聲。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種語(yǔ)音混響及音色變化方法，其是適用于數(shù)字化語(yǔ)音的處理，無(wú)需經(jīng)模擬量至數(shù)字量轉(zhuǎn)換的步驟，達(dá)到電腦化處理的程度。
本發(fā)明的語(yǔ)音混響及音色變化方法，是以相應(yīng)于直達(dá)聲的輸入信號(hào)及相應(yīng)于多個(gè)反射(回波)路徑的多個(gè)經(jīng)延遲及衰減的信號(hào)相加處理及最后作總增益放大的方式，形成模擬混響效果的輸出信號(hào)，其中各延遲時(shí)間、衰減量及總增益的數(shù)值由一參數(shù)檔案予以依照格式設(shè)定;處理時(shí)，經(jīng)過(guò)讀入?yún)?shù)檔案及欲處理的輸入檔案，并依照參數(shù)檔案建立各個(gè)延遲路徑，并以不同時(shí)段計(jì)算出各延遲路徑的信號(hào)量，將各信號(hào)與相應(yīng)衰減量相乘結(jié)果與輸入信號(hào)現(xiàn)行值相加再與總增益相乘取得輸出信號(hào);
所述參數(shù)檔案格式(按15個(gè)回波路徑)DELAY1GAIN1
DELAY2GAIN2DELAY3GAIN3DELAY4GAIN4DELAY5GAIN5.
.
.
DELAY15GAIN15總之，本發(fā)明以其通過(guò)參數(shù)檔案輸入所需的各項(xiàng)延遲路徑的延遲時(shí)間、增益及總增益參數(shù)，配合由讀入?yún)?shù)檔案，再行計(jì)算出對(duì)應(yīng)于輸入?yún)?shù)各時(shí)段的輸出語(yǔ)音而加以合成為最終輸出語(yǔ)音信號(hào)。
本發(fā)明的效果本發(fā)明通過(guò)建立參數(shù)檔案的方法，利用電腦，配合由讀入?yún)?shù)檔案及輸入當(dāng)案，再行計(jì)算出對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)各時(shí)段的輸出信號(hào)而加以合成最終的輸出信號(hào)，并可通過(guò)更改參數(shù)檔案的參數(shù)達(dá)到快速、靈活、彈性地模擬各種混響效果的目的。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征及目的。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的混響處理電路方框圖;
圖2為本發(fā)明的參數(shù)檔案格式;
圖3為本發(fā)明的處理流程圖;
圖4為混響原理平面示意圖。
本發(fā)明主要是藉由一直達(dá)聲及相應(yīng)于不同反射路經(jīng)的十五組延遲與衰減量的參數(shù)，以模擬聲音在空間傳播的情形，故本發(fā)明的語(yǔ)音混響及音色變化方法流程，即以類似于圖1的模式完成，由圖1中，輸入信號(hào)I/P以一條直接路徑及十五條分別通過(guò)延遲線路(DelayLine)11及放大器12分別輸入至加法器13內(nèi)，而再由加法器13的輸出信號(hào)再經(jīng)過(guò)一總放大器14放大后予以輸出O/P，其中十五個(gè)延遲線路11及放大器12可依照需要予以設(shè)定為不同延遲時(shí)間及增益值，且該總放大器14的增益亦可加以設(shè)定;如上述設(shè)計(jì)，通過(guò)十五個(gè)延遲路徑與原輸入信號(hào)經(jīng)加法器13合成后，即形成具有模擬音響效果的輸出信號(hào)，上述即為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音混響的主要精神所在。
上述各個(gè)延遲時(shí)間、增益及總增益的數(shù)值，是通過(guò)一參數(shù)檔案予以設(shè)定，而實(shí)際使用時(shí)可隨時(shí)予以改變，以達(dá)到模擬出多種不同聲效，該參數(shù)檔案的格式如圖2所示，前十五行代表十五個(gè)回波路徑的延遲時(shí)間DELAY及增益GAIN的數(shù)值，其延遲時(shí)間的范圍由0至50000，其中0代表沒(méi)有延遲，50000表示延遲50000個(gè)點(diǎn)(時(shí)間單位)，而增益大小范圍由1至8表示，1表示沒(méi)有衰減，8表示衰減至最低程度，最后一行的TOTAL-GAIN表示總增益，其范圍由0至255，代表其輸出的放大率。
而本案處理的方式，是讀取前述參數(shù)檔案的參數(shù)后，再依照參數(shù)檔案的參數(shù)分配出不同回波路徑，輸入數(shù)據(jù)后，各時(shí)段所對(duì)應(yīng)于各相應(yīng)回波參數(shù)所產(chǎn)生的信號(hào)大小，通過(guò)與各回波相應(yīng)的增益參數(shù)數(shù)值相乘取得輸出信號(hào)，使各回波數(shù)據(jù)的輸出與原輸入數(shù)據(jù)相加，再經(jīng)一總放大器放大-將計(jì)算結(jié)果乘以最后增益，即產(chǎn)生依照參數(shù)檔案設(shè)定的混響輸出，而前述輸入當(dāng)案數(shù)據(jù)未完畢時(shí)，即重復(fù)前述步驟依序產(chǎn)生輸出直到結(jié)束。
上述處理方式的流程圖即如圖3所示，由于流程圖過(guò)長(zhǎng)故分成圖3A及圖3B兩部分，其中圖3A開(kāi)始時(shí)，即先讀入?yún)?shù)檔案(存放15個(gè)回波路徑的延遲時(shí)間、衰減量與最后增益值)，再讀入欲處理的輸入檔案(要作混響處理的語(yǔ)音信號(hào)的脈沖碼)、并檢查輸入檔案規(guī)格是否正確，，即設(shè)定一時(shí)間變數(shù)I為O，然后進(jìn)入圖3B的循環(huán)回路，于循環(huán)回路中主要計(jì)算各回波路徑的數(shù)據(jù)及合成輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)，即于時(shí)間變數(shù)所表示的時(shí)間內(nèi)，計(jì)算參數(shù)檔案所設(shè)定的各個(gè)回波路徑所應(yīng)呈現(xiàn)的輸出信號(hào)，各回波的輸出信號(hào)通過(guò)參數(shù)檔案內(nèi)各相應(yīng)的增益數(shù)值予以相乘，并將十五個(gè)乘積數(shù)據(jù)與輸入信號(hào)數(shù)據(jù)相加，相加后的結(jié)果乘以參數(shù)檔案內(nèi)部設(shè)定的總增益數(shù)值，而后再行判斷輸入檔案的資料是否處理完畢，若未完成，則將前述時(shí)間變數(shù)加一，而循環(huán)上述步驟，取得第二時(shí)間的回波數(shù)據(jù)及經(jīng)相加、相乘處理步驟，當(dāng)輸入檔案的資料均處理完畢后，則將處理后的資料結(jié)果寫(xiě)入指定的輸出檔案內(nèi)，以備語(yǔ)音電路讀取使用或做其他應(yīng)用，如此，即完成整個(gè)音效處理。
權(quán)利要求
1.一種語(yǔ)音混響及音色變化方法，其特征在于以相應(yīng)于直達(dá)波的輸入信號(hào)及多個(gè)由輸入信號(hào)經(jīng)時(shí)間延遲及衰減處理的相應(yīng)于反射波的信號(hào)相加，最后作總放大處理；其中各信號(hào)的延遲時(shí)間、衰減量以及總增益的數(shù)值依照一參數(shù)檔案格式設(shè)定；處理時(shí)，用計(jì)算機(jī)讀入?yún)?shù)檔案及欲作混響處理的輸入檔案，按參數(shù)檔案計(jì)算出各相應(yīng)時(shí)段的信號(hào)量，并將各不同時(shí)間段的信號(hào)與相應(yīng)衰減量相乘，并將各乘積相加的結(jié)果與輸入信號(hào)現(xiàn)行值相加再與總增益相乘取得輸出信號(hào)；所述參數(shù)檔案格式(按15個(gè)回波路徑)DELAY1 GAIN1DELAY2 GAIN2DELAY3 GAIN3DELAY4 GAIN4DELAY5 GAIN5…DELAY15 GAIN15TOTAL--GAIN
全文摘要
本發(fā)明涉及一種語(yǔ)音混響及音色變化方法，尤指一種通過(guò)參數(shù)檔案內(nèi)部設(shè)定十五組，相應(yīng)于各回波路徑的延遲時(shí)間、延遲增益及一總增益的參數(shù)；經(jīng)由讀取參數(shù)檔案各相應(yīng)參數(shù)，并依時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)輸入信號(hào)做延遲增益乘積處理后，再與原輸入信號(hào)相加，最后與參數(shù)檔案的總增益相乘，即取得混響處理后的數(shù)據(jù)，藉改變參數(shù)檔案中十五組相應(yīng)回波路徑的延遲時(shí)間、延遲增益及總增益的參數(shù)的方法，致使輸入信號(hào)獲得各種不同的混響效果及音色變化的效果。
文檔編號(hào)G10K15/08GK1080759SQ9210520
公開(kāi)日1994年1月12日 申請(qǐng)日期1992年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月2日
發(fā)明者蕭捷勝 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司