用于数字信号处理的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开用于数字信号处理的系统和方法。本发明专利技术提供用于对广播和/或传输应用中的音频信号进行数字处理的方法和系统。具体而言，本发明专利技术包括被构建且配置成产生经部分处理的信号的传输前处理模块。发射器被构建成将经部分处理的信号传输或广播至接收器，在接收器处信号被馈送至传输后处理模块。传输后处理模块被构建且配置成基于例如收听环境、分布图等进一步处理信号，并且产生最终输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开。本专利技术提供用于对广播和/或传输应用中的音频信号进行数字处理的方法和系统。具体而言，本专利技术包括被构建且配置成产生经部分处理的信号的传输前处理模块。发射器被构建成将经部分处理的信号传输或广播至接收器，在接收器处信号被馈送至传输后处理模块。传输后处理模块被构建且配置成基于例如收听环境、分布图等进一步处理信号，并且产生最终输出信号。【专利说明】专利
本专利技术提供用于对音频信号进行数字处理的方法和系统。具体而言，某些实施例涉及按能横跨音频设备的整个频谱来再现工作室品质的声音的方式对音频信号进行数字处理。专利技术背景历史上，工作室品质的声音(最好被描述为对工作室记录过程期间所利用的整个音频范围的完整再现)仅在音频记录工作室中能适当地实现。工作室品质的声音是以清晰度和明亮度来表征的，这仅在中高频率范围被有效地操纵和再现时才被获得的。尽管工作室品质的声音的技术支持可能只有有经验的制片人能完全理解，但一般收听者可容易地听出工作室品质的声音有所不同。尽管已经作出各种尝试在记录工作室以外再现工作室品质的声音，但那些尝试的代价巨大(通常源于高级的扬声器设计、昂贵的硬件以及增加的功放)并且仅实现了混合的结果。由此，需要这样的过程:藉此可在工作室以外再现工作室品质的声音，且具有一致、高品质、低成本的结果。还需要实现这一过程的音频设备、以及实现这一过程的计算机芯片，该计算机芯片可嵌入音频设备内或者位于与音频设备分离且不嵌入音频设备内的设备中，并且在一个实施例中，该设备被定位为位于音频设备与其扬声器之间的独立设备。也需要能够通过不昂贵的扬声器来产生工作室品质的声音的能力。在蜂窝电话中，对于增强并优化语音在对话期间或音频编程在回放期间的音频品质方面做得很少。在某些情况下，制造者已经尝试增强音频，但这一般是通过利用设备的音量控制来完成的。语音“声音”的一般清晰度保持固定。语音仅被放大和/或均衡。此外，放大和/或均衡的设置也是固定的且不能由用户更改。进一步，车辆的音频系统设计涉及考虑许多不同因素。音频系统设计者选择扬声器在车辆中的位置和数量。还必须确定每一扬声器的期望频率响应。例如，位于仪表盘上的扬声器的期望频率响应可能不同于位于后门面板的较低部分的扬声器的期望频率响应。音频系统设计者还必需考虑设备变化如何影响音频系统。例如，敞篷车中的音频系统可能不如相同音频系统在相同型号的硬顶盖式车辆中一样好。车辆的音频系统选项也可显著地变化。车辆的一个音频选项可包括基本4个扬声器的系统，每声道40瓦特放大，而另一音频选项可包括12个扬声器的系统，每声道200瓦特放大。音频系统设计者在设计车辆的音频系统时必需考虑所有这些配置。由于这些原因，音频系统的设计是耗时且成本昂贵的。音频系统设计者还必需在信号处理和均衡方面具有相对广泛的背景。此外，在广播或音频传输应用中，具有分割的或共享的处理系统将是有益的，藉此音频信号在传输之前被至少部分地处理，并且在接收到所传输的信号之后，信号被进一步处理以产生输出信号。在多个实施例中，输出信号可针对输出环境、输出音频设备等等而量身定制。具体而言，本方案具有将动态范围控制、噪声降低和音频增强组合到单个系统中的优点，其中音频处理任务由编码侧和解码侧共享。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种方法来满足上述存在的需要，该方法以使得可横跨音频设备的整个频谱再现出工作室品质的声音的方式来数字地处理音频信号。本专利技术还提供了一种可按该方式来对音频信号进行数字处理的计算机芯片并且提供了包括这种芯片的音频设备。本专利技术还通过允许在对工作室品质的声音的再现中使用不昂贵的扬声器来满足上述需要。此外，本专利技术通过提供一种移动音频设备来满足上述存在的需要，该移动音频设备可在车辆中被用于使用车辆的现有扬声器系统通过对音频信号进行数字操纵来再现工作室品质的声音。实际上，甚至是车辆的厂家安装的扬声器也可用于使用本专利技术来实现工作室品质的声音。在一个实施例中，本专利技术提供一种方法，该方法包括以下各步骤:输入音频信号，第一次调整该音频信号的增益，用第一低架滤波器来处理该信号，用第一高架滤波器来处理该信号，用第一压缩器来处理该信号，用第二低架滤波器来处理该信号，用第二高架滤波器来处理该信号，用图形均衡器来处理该信号，用第二压缩器来处理该信号，以及第二次调整音频信号的增益。在这一实施例中，操纵该音频信号，使得工作室品质的声音被产生。进一步，这一实施例补偿在各音频源或节目内容之间可能存在的任何固有的音量差异，并且产生恒定输出水平的丰富、完整的声音。这一实施例还允许在高噪声环境(诸如移动的汽车)中再现工作室品质的声音。本专利技术的某些实施例允许在任何环境中再现工作室品质的声音。这包括针对在声学方面设计良好的环境，诸如(不限于)音乐厅。这还包括针对在声学方面设计较差的环境，诸如(不限于)传统的起居室、车辆的内部等等。进一步，本专利技术的某些实施例允许再现工作室品质的声音，而不管与本专利技术相关联地使用的电子组件和扬声器的品质。由此，本专利技术可用于对最高端和最低端的电子装置和扬声器两者以及之间的所有东西再现工作室品质的声音。在某些实施例中，本专利技术可用于在高噪声环境中播放音乐、电影、或视频游戏，高噪声环境诸如(不限于)汽车、飞机、轮船、俱乐部、剧院、游乐园或购物中心。此外，在某些实施例中，本专利技术设法通过处理人耳和音频换能器两者的效率范围(大约600Hz与大约1，000Ηζ之间)以外的音频信号来提高声音呈现。通过处理该范围以外的音频，可获取更完整且更广泛的呈现。在某些实施例中，可在压缩之前降低音频信号的低音部分，并在压缩之后增强音频信号的低音部分，由此确保呈现给扬声器的声音具有低音音调丰富的频谱，并且免受常规压缩遇到的消声影响。此外，在某些实施例中，由于音频信号的动态范围已通过压缩而降低，因此可在有限的音量范围内呈现所得输出。例如，本专利技术可在具有SOdB噪声最低限度和IlOdB声音阈值的高噪声环境中舒适地呈现工作室品质的声音。在某些实施例中，以上指定的方法可与其它数字信号处理方法结合，这些其它数字信号处理方法在上述方法之前执行、在上述方法之后执行、或与上述方法间歇地执行。在另一具体实施例中，本专利技术提供可执行以上指定的方法的计算机芯片。在一个实施例中，计算机芯片可以是数字信号处理器或DSP。在其他实施例中，计算机芯片可以是能够执行上述方法的任何处理器，诸如(不限于)计算机、计算机软件、电路、被编程用于执行这些方法的电子芯片、或用于执行所述方法的任何其他装置。在另一实施例中，本专利技术提供包括这样的计算机芯片的音频设备。音频设备可包括，例如且不限于:收音机；CD播放器；磁带播放器；MP3播放器；蜂窝电话；电视机；计算机；公共地址系统；诸如Playstation3 (索尼公司一日本东京)、X-Box360 (微软公司一华盛顿州雷蒙德市)、任天堂的Wii (任天堂有限公司一日本东京)之类的游戏站；家庭影院系统；DVD播放器；视频卡带播放器；或蓝光播放器。在这样的一个实施例中，在音频信号通过源选择器之后且在它到达音量控制之前，可向本专利技术的芯片传送该音频信号。具体而言，在某些实施例中，本专利技术的芯片(位于音频设备中)处理来自一个或多个源的音频信号，这些源包括但不限于:收音机、⑶播放器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理信号的方法，包括：使用传输前处理模块处理所述信号以产生经部分配置的信号，传输所述经部分配置的信号，接收经传输的信号，使用传输后处理模块处理所述经传输的信号以产生被配置成在预定环境中输出的最终信号，所述传输后处理模块是相对于所述传输前处理模块至少部分相反的配置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·邦吉奥维，P·福勒，G·泽尔尼克，J·布特拉三世，
申请(专利权)人：邦吉欧维声学有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US