音頻信號處理裝置、方法和程序的制作方法
【專利摘要】一種音頻信號處理裝置包括頻帶劃分部分、分析部分、增益調(diào)整量計(jì)算部分和增益調(diào)整部分。頻帶劃分部分配置為通過對音頻輸入信號的頻帶劃分生成諧振頻帶內(nèi)信號。分析部分配置為從諧振頻帶內(nèi)信號和輸入信號的每個(gè)中提取特征量。增益調(diào)整量計(jì)算部分配置為計(jì)算輸入信號中的諧振頻帶的增益調(diào)整量，所述增益調(diào)整量基于諧振頻帶內(nèi)信號的特征量和輸入信號的特征量計(jì)算。增益調(diào)整部分配置為基于所述增益調(diào)整量對輸入信號中的諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
【專利說明】音頻信號處理裝置、方法和程序
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年9月3日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2013-182022的權(quán)益， 在此通過引用并入其全部內(nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開涉及音頻信號處理裝置、方法和程序，具體地，涉及獲得更高質(zhì)量聲音的音 頻信號處理裝置、方法和程序。

【背景技術(shù)】
[0004] 近來，諸如筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)的移動設(shè)備的尺寸減小在聲音回放期間通常 導(dǎo)致諧振。這是因?yàn)閾P(yáng)聲器不可避免地靠近包括基座、鍵盤或其它的其它組件設(shè)置，或者各 組件自身已經(jīng)是尺寸小或?qū)挾燃?xì)。
[0005] 然而，因?yàn)椴扇♂槍χC振的剛性措施耗費(fèi)成本，這樣的措施可能只能在成本限制 下進(jìn)行，或者諧振可能被不知不覺地接受。結(jié)果，聲音質(zhì)量受損。
[0006] 作為針對諧振的其它措施，可以整體地減小音量而不導(dǎo)致諧振。然而，如果情況如 此，則來自其它源的聲音可能被減小太多，并且變得聽不見，或者得到的聲音可能不是滿意 的質(zhì)量?？紤]這些，提出通過使用陷波濾波器或其它減少諧振頻帶的增益來減少諧振的技 術(shù)。
[0007] 當(dāng)包括小尺寸揚(yáng)聲器的移動設(shè)備（如筆記本PC)再現(xiàn)電影或音樂內(nèi)容時(shí)，音量已 知整體上低。
[0008] 為了使得聲音容易聽見，存在增強(qiáng)聲音的音頻信號的再現(xiàn)水平的技術(shù)（例如，參 考專利申請公開No. 2012-60379和2012-235310)。利用這些技術(shù)，通過響應(yīng)于輸入音頻信 號的分析結(jié)果動態(tài)改變幅度調(diào)制函數(shù)中觀察的特征，增強(qiáng)了再現(xiàn)水平。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 然而，利用上述技術(shù)，得到的聲音的質(zhì)量不夠高。
[0010] 這是因?yàn)椋谥C振現(xiàn)象中，即使信號水平在諧振頻帶中一致，諧振的程度例如可能 受剩余頻帶中的信號水平的影響。因此，利用使用陷波濾波器等僅基于諧振頻帶確定增益 減少量的技術(shù)，也對不是其目標(biāo)的信號執(zhí)行了增益減少。因此，這不利地影響了音量和質(zhì) 量。
[0011] 此外，利用增強(qiáng)再現(xiàn)水平的技術(shù)，如果再現(xiàn)水平通過筆記本PC或其它增強(qiáng)，則這 可能增加上述諧振，從而進(jìn)一步不利地影響聲音質(zhì)量。同樣利用該技術(shù)，不允許充分地增強(qiáng) 再現(xiàn)水平以減少諧振。因此，得到的聲音質(zhì)量不夠高。
[0012] 因此，期望提供更高的聲音質(zhì)量。
[0013] 根據(jù)本公開的實(shí)施例，提供了一種音頻信號處理裝置，包括：頻帶劃分部分，配置 為通過對音頻輸入信號的頻帶劃分生成諧振頻帶內(nèi)信號（resonancein-bandsignal);分 析部分，配置為從諧振頻帶內(nèi)信號和輸入信號的每個(gè)中提取特征量；增益調(diào)整量計(jì)算部分， 配置為計(jì)算輸入信號中的諧振頻帶的增益調(diào)整量，所述增益調(diào)整量基于諧振頻帶內(nèi)信號的 特征量和輸入信號的特征量計(jì)算；以及增益調(diào)整部分，配置為基于所述增益調(diào)整量對輸入 信號中的諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
[0014] 所述增益調(diào)整量計(jì)算部分可以使用通過學(xué)習(xí)生成的統(tǒng)計(jì)分析模型，基于特征量計(jì) 算所述增益調(diào)整量。
[0015] 所述增益調(diào)整量計(jì)算部分可以計(jì)算每個(gè)諧振頻帶的增益調(diào)整量，以及所述增益調(diào) 整部分可以對每個(gè)諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
[0016] 所述音頻信號處理裝置還可以包括映射控制信息確定部分和映射處理部分。映射 控制信息確定部分配置為基于再現(xiàn)水平增強(qiáng)特征量和信息確定映射控制信息，所述再現(xiàn)水 平增強(qiáng)特征量從輸入信號中提取，以及所述信息通過學(xué)習(xí)生成，用于從再現(xiàn)水平增強(qiáng)特征 量獲得映射控制信息。映射處理部分配置為基于線性和非線性映射函數(shù)之一對增益調(diào)整后 的輸入信號執(zhí)行幅度調(diào)制，所述映射函數(shù)通過所述映射控制信息定義。所述增益調(diào)整量計(jì) 算部分可以基于所述映射控制信息和由所述分析部分提取的特征量計(jì)算所述增益調(diào)整量。
[0017] 所述增益調(diào)整量可以隨著輸入信號中包括的更大比例的諧振頻帶內(nèi)信號增加。
[0018] 所述頻帶劃分部分可以將輸入信號劃分為諧振頻帶內(nèi)信號和諧振頻帶外信號 (resonanceout-of-bandsignal)，所述增益調(diào)整部分可以對諧振頻帶內(nèi)信號執(zhí)行增益調(diào) 整，以及所述音頻信號處理裝置進(jìn)一步包括加法部分，配置為將增益調(diào)整后的諧振頻帶內(nèi) 信號和所述頻帶諧振外信號相加。
[0019] 根據(jù)本公開的實(shí)施例，提供了一種音頻信號處理方法或程序，包括：通過對音頻輸 入信號的頻帶劃分生成諧振頻帶內(nèi)信號；從諧振頻帶內(nèi)信號和輸入信號的每個(gè)中提取特征 量；計(jì)算輸入信號中的諧振頻帶的增益調(diào)整量，所述增益調(diào)整量基于諧振頻帶內(nèi)信號的特 征量和輸入信號的特征量計(jì)算；以及基于所述增益調(diào)整量對輸入信號中的諧振頻帶執(zhí)行增 益調(diào)整。
[0020] 在本公開的實(shí)施例中，通過對音頻輸入信號的頻帶劃分生成諧振頻帶內(nèi)信號；從 諧振頻帶內(nèi)信號和輸入信號的每個(gè)中提取特征量；對輸入信號中的諧振頻帶計(jì)算增益調(diào)整 量，以及基于所述增益調(diào)整量對輸入信號中的諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
[0021] 根據(jù)本公開的實(shí)施例，獲得了更高質(zhì)量的聲音。
[0022] 如附圖所示，結(jié)合下面的最佳模式實(shí)施例的下面的詳細(xì)描述，本公開的這些和其 它目的、特征和有點(diǎn)將變得更明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是示出音頻信號處理裝置的示例配置的圖；
[0024] 圖2是通過圖1的音頻信號處理裝置的諧振頻帶分量減少處理的流程圖；
[0025] 圖3是圖示諧振的出現(xiàn)的圖；
[0026] 圖4是示出示例增益調(diào)整模型的圖；
[0027] 圖5是示出圖1的音頻信號處理裝置的另一示例配置的圖；
[0028] 圖6是通過圖5的音頻信號處理裝置的諧振頻帶分量減少處理的流程圖；
[0029] 圖7是示出圖1的音頻信號處理裝置的另一示例配置的圖；
[0030] 圖8是通過圖7的音頻信號處理裝置的諧振頻帶分量減少處理的流程圖；
[0031] 圖9是示出圖1的音頻信號處理裝置的另一示例配置的圖；
[0032] 圖10是通過圖9的音頻信號處理裝置的諧振頻帶分量減少處理的流程圖；
[0033] 圖11是圖示映射控制模型的圖；
[0034] 圖12是圖示映射函數(shù)的圖；以及
[0035] 圖13是示出計(jì)算機(jī)的示例配置的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下，將參考附圖描述本公開的實(shí)施例。
[0037][第一實(shí)施例]
[0038][音頻信號處理裝置的示例配置]
[0039] 圖1是示出應(yīng)用本公開的音頻信號處理裝置的示例配置的圖。音頻信號處理裝置 以筆記本PC作為例子。
[0040] 音頻信號處理裝置11包括頻帶劃分部分21、分析部分22、增益調(diào)整量計(jì)算部分 23、增益調(diào)整部分24和加法部分25。在音頻信號處理裝置11中，作為聲音的音頻信號的輸 入信號提供給頻帶劃分部分21和分析部分22兩者。
[0041] 頻帶劃分部分21以帶通濾波器作為例子，并且對輸入信號執(zhí)行頻帶劃分以從其 生成信號，即，諧振頻帶內(nèi)信號和諧振頻帶外信號。也就是說，通過對輸入信號執(zhí)行頻帶劃 分，將輸入信號劃分為諧振頻帶內(nèi)信號和諧振頻帶外信號。頻帶劃分部分21將諧振頻帶內(nèi) 信號提供給分析部分22和增益調(diào)整部分24兩者，并且將諧振頻帶外信號提供給加法部分 25〇
[0042] 在該實(shí)施例中，諧振頻帶內(nèi)信號處于輸入信號中的預(yù)定諧振頻率，即，包括諧振頻 帶分量。也就是說，諧振頻帶內(nèi)信號是輸入信號中希望減少的諧振頻帶分量的信號。
[0043] 諧振頻帶外信號包括從輸入信號中移除諧振頻帶分量后輸入信號中剩余的分量。 也就是說，諧振頻帶外信號是不包括諧振頻帶分量而是包括輸入信號中不希望減少的剩余 的頻帶分量的信號。
[0044] 分析部分22從提供的信號（即，輸入信號和來自頻帶劃分部分21的諧振頻帶內(nèi) 信號）提取用于諧振分析的特征量。獲得的諧振分析特征量提供給增益調(diào)整量計(jì)算部分 23。基于分析部分22提供的諧振分析特征量，增益調(diào)整量計(jì)算部分23計(jì)算用于減少輸入 信號中的諧振頻帶分量的優(yōu)化增益調(diào)整量。獲得的增益調(diào)整量提供給增益調(diào)整部分24。
[0045] 基于增益調(diào)整量計(jì)算部分23提供的增益調(diào)整量，增益調(diào)整部分24調(diào)制頻帶劃分 部分21提供的諧振頻帶內(nèi)信號的幅度，使得在增益上調(diào)整諧振頻帶內(nèi)信號。得到的諧振頻 帶內(nèi)信號提供給加法部分25。
[0046] 加法部分25將各信號（即，來自增益調(diào)整部分24的諧振頻帶內(nèi)信號和來自頻帶 劃分部分21的諧振頻帶外信號）加到一起，以生成用于輸出的輸出信號，其中輸入信號中 的諧振頻帶分量被減少。
[0047][關(guān)于減少諧振頻帶分量的處理的描述]
[0048] 接著描述音頻信號處理裝置11的操作。
[0049] 在接收輸入信號時(shí)，音頻信號處理裝置11開始減少諧振頻帶分量以生成輸出信 號的處理。通過參考圖2的流程圖，下面描述音頻信號處理裝置11的諧振頻帶分量減少處 理。
[0050] 在步驟S11，頻帶劃分部分21將輸入信號劃分為諧振頻帶內(nèi)信號和諧振頻帶外信 號。諧振頻帶內(nèi)信號提供給分析部分22和增益調(diào)整部分24兩者，并且振頻帶外信號提供 給加法部分25。為了生成諧振頻帶內(nèi)信號和諧振頻帶外信號，輸入信號使用例如帶通濾波 器經(jīng)歷濾波處理。
[0051] 在步驟S12,分析部分22從提供的信號（即，輸入信號和來自頻帶劃分部分21的 諧振頻帶內(nèi)信號）提取用于諧振分析的特征量。獲得的諧振分析特征量提供給增益調(diào)整量 計(jì)算部分23。
[0052] 具體地，通過下面的等式1，例如，分析部分22計(jì)算輸入信號的均方根RMS_ab(η)， 該輸入信號的間隔包括N個(gè)樣本，第η個(gè)樣本在中心，其是輸入信號中的處理目標(biāo)。得到的 均方根用作諧振分析特征量。
[0053][等式1]

【權(quán)利要求】
1. 一種音頻信號處理裝置，包括： 頻帶劃分部分，配置為通過對音頻輸入信號的頻帶劃分生成諧振頻帶內(nèi)信號； 分析部分，配置為從諧振頻帶內(nèi)信號和輸入信號的每個(gè)中提取特征量； 增益調(diào)整量計(jì)算部分，配置為計(jì)算輸入信號中的諧振頻帶的增益調(diào)整量，所述增益調(diào) 整量基于諧振頻帶內(nèi)信號的特征量和輸入信號的特征量計(jì)算；以及 增益調(diào)整部分，配置為基于所述增益調(diào)整量對輸入信號中的諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其中， 所述增益調(diào)整量計(jì)算部分使用通過學(xué)習(xí)生成的統(tǒng)計(jì)分析模型，基于特征量計(jì)算所述增 益調(diào)整量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其中， 所述增益調(diào)整量計(jì)算部分計(jì)算每個(gè)諧振頻帶的增益調(diào)整量，以及 所述增益調(diào)整部分對每個(gè)諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，還包括： 映射控制信息確定部分，配置為基于再現(xiàn)水平增強(qiáng)特征量和信息確定映射控制信息， 所述再現(xiàn)水平增強(qiáng)特征量從輸入信號中提取，以及所述信息通過學(xué)習(xí)生成，用于從再現(xiàn)水 平增強(qiáng)特征量獲得映射控制信息；以及 映射處理部分，配置為基于線性和非線性映射函數(shù)之一對增益調(diào)整后的輸入信號執(zhí)行 幅度調(diào)制，所述映射函數(shù)通過所述映射控制信息定義，其中 所述增益調(diào)整量計(jì)算部分基于所述映射控制信息和由所述分析部分提取的特征量計(jì) 算所述增益調(diào)整量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其中 輸入信號中包括的更大比例的諧振頻帶內(nèi)信號增加所述增益調(diào)整量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其中， 所述頻帶劃分部分將輸入信號劃分為諧振頻帶內(nèi)信號和諧振頻帶外信號， 所述增益調(diào)整部分對諧振頻帶內(nèi)信號執(zhí)行增益調(diào)整，以及 進(jìn)一步包括加法部分，配置為將增益調(diào)整后的諧振頻帶內(nèi)信號和所述頻帶諧振外信號 相加。
7. -種音頻信號處理方法，包括： 通過對音頻輸入信號的頻帶劃分生成諧振頻帶內(nèi)信號； 從諧振頻帶內(nèi)信號和輸入信號的每個(gè)中提取特征量； 計(jì)算輸入信號中的諧振頻帶的增益調(diào)整量，所述增益調(diào)整量基于諧振頻帶內(nèi)信號的特 征量和輸入信號的特征量計(jì)算；以及 基于所述增益調(diào)整量對輸入信號中的諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
8. -種程序，使得計(jì)算機(jī) 通過對音頻輸入信號的頻帶劃分生成諧振頻帶內(nèi)信號； 從諧振頻帶內(nèi)信號和輸入信號的每個(gè)中提取特征量； 計(jì)算輸入信號中的諧振頻帶的增益調(diào)整量，所述增益調(diào)整量基于諧振頻帶內(nèi)信號的特 征量和輸入信號的特征量計(jì)算；以及 基于所述增益調(diào)整量對輸入信號中的諧振頻帶執(zhí)行增益調(diào)整。
【文檔編號】H03G7/00GK104426495SQ201410429238
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】河野明文, 知念徹, 辻實(shí) 申請人:索尼公司