音频信号处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种音频信号处理装置(100)，用于预处理器第一输入音频信号(EL)以获得第一输出音频信号(XL)以及预处理第二输入音频信号(ER)以获得第二输出音频信号(XR)，第一输出音频信号(XL)将通过第一扬声器和听者左耳之间的第一声学近场传播声道传输，所述第二输出音频信号(XR)将通过第二扬声器和所述听者右耳之间的第二声学近场传播声道传输，所述音频信号处理装置(100)包括：提供器(101)，用于提供所述第一扬声器和所述听者左耳之间的所述第一声学近场传播声道的第一声学近场传递函数(GLL)以及提供所述第二扬声器和所述听者右耳之间的所述第二声学近场传播声道的第二声学近场传递函数(GRR)；滤波器(103)，用于在所述第一声学近场传递函数(GLL)的倒数的基础上滤波所述第一输入音频信号(EL)以获得所述第一输出音频信号(XL)以及在所述第二声学近场传递函数(GRR)的倒数的基础上滤波所述第二输入音频信号(ER)以获得所述第二输出音频信号(XR)，其中，所述第一输出音频信号(XL)与所述第二输入音频信号(ER)无关，所述第二输出音频信号(XR)与所述第一输入音频信号(EL)无关。

Audio signal processing apparatus

The present invention relates to an audio signal processing device (100), for the pre processor of the first input audio signal (EL) to obtain a first output audio signal (XL) and pretreatment second input audio signal (ER) to obtain a second output audio signal (XR), the first output audio signal through the first acoustic (XL) between the first speaker and listener left ear of the near field communication channel transmission, the second output audio signal (XR) by second between the second acoustic speaker and listener ear near field communication channel transmission, the audio signal processing device (100) comprises: providing a device (101), for providing the the first speaker and the listener Zuo Er the first acoustic near-field propagation channel first near field acoustic transfer function (GLL) and the second between the speaker and the listener's ear and the second near field acoustic transmission Second broadcast channel acoustic near-field transfer function (GRR); filter (103), used in the first near field acoustic transfer function (GLL) based on the inverse filter of the first input audio signal (EL) to obtain the first output audio signal (XL) as well as in the nearly second acoustic a transfer function (GRR) based on the inverse filtering of the second input audio signal (ER) to obtain the second output audio signal (XR), wherein, the first output audio signal (XL) signal and the second audio input (ER), the second output audio signal (XR) and the first input audio signal (EL).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及音频信号处理领域，尤其涉及呈现音频信号以便听者获得音频感知的领域。
技术介绍
通过可穿戴设备呈现音频信号以便听者获得音频感知可以通过连接到该可穿戴设备的头戴式耳机来实现。头戴式耳机可以将音频信号直接提供给听者的听觉系统，因此可以提供优良的音频质量。然而，头戴式耳机扮演一个听者需要放入耳中或放到耳上的另一独立设备。这在使用可穿戴设备时会降低舒适度。这个缺点可以通过将音频信号呈现集成到可穿戴设备中来减轻。例如，骨传导可以用于此目的，其中骨传导转换器可以安装在听者耳后。因此，音频信号可以通过骨头直接传导到听者内耳。然而，由于这种方法在耳道内不产生声波，所以可能无法在音频质量或空间音频感知方面产生自然的收听体验。具体而言，高频率可以不通过骨头传导，因此可能会衰减。此外，在左耳侧传导的音频信号还可通过骨头传导到右耳侧，反之亦然。这种串音效果会干扰空间音频源的双耳定位。所描述的通过可穿戴设备进行音频信号的音频呈现的方法构成收听舒适度和音频质量之间的权衡。头戴式耳机能够提供优良的音频质量，但是会导致收听舒适度降低。骨传导会很方便，但是会导致音频质量降低。L.E.Kinsler于2000年在Wiley上发表的“FundamentalsofAcoustics”描述了音频信号呈现以便听者获得音频感知。J.Blauert于2005年在柏林-海德堡-纽约的Springer上发表的“CommunicationAcoustics”描述了音频信号呈现以便听者获得音频感知。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于呈现音频信号以便听者获得音频感知的改进概念。该目的通过独立权利要求的特征来实现。另外的实施形式在从属权利要求、描述内容和附图中显而易见。本专利技术基于以下发现：指示扬声器和听者耳朵之间的声学近场传播声道的声学近场传递函数可以用来预处理音频信号。因此，能够减轻音频信号的声学近场失真。预处理的音频信号可以通过可穿戴框架呈现给听者，其中所述可穿戴框架包括用于音频呈现的扬声器。本专利技术能够实现音频信号的高质量呈现以及听者的高收听舒适度。根据第一方面，本专利技术涉及一种音频信号处理装置，用于预处理第一输入音频信号以获得第一输出音频信号以及预处理第二输入音频信号以获得第二输出音频信号，第一输出音频信号将通过第一扬声器和听者左耳之间的第一声学近场传播声道传输，所述第二输出音频信号将通过第二扬声器和所述听者右耳之间的第二声学近场传播声道传输，所述音频信号处理装置包括：提供器，用于提供所述第一扬声器和所述听者左耳之间的所述第一声学近场传播声道的第一声学近场传递函数以及提供所述第二扬声器和所述听者右耳之间的所述第二声学近场传播声道的第二声学近场传递函数；以及滤波器，用于在所述第一声学近场传递函数的倒数的基础上滤波所述第一输入音频信号以获得所述第一输出音频信号以及在所述第二声学近场传递函数的倒数的基础上滤波所述第二输入音频信号以获得所述第二输出音频信号，其中，所述第一输出音频信号与所述第二输入音频信号无关，所述第二输出音频信号(XR)与所述第一输入音频信号无关。因此，可以提供一种用于呈现音频信号以便听者获得音频感知的改进概念。所述第一输入音频信号和所述第二输入音频信号的所述预处理还可视为或称为所述第一输入音频信号和所述第二输入音频信号的预失真，这是因为对所述第一输入音频信号和第二输入音频信号进行了滤波或修改。指示所述第一扬声器和所述听者右耳之间的第一声学串音传播声道的第一声学串音传递函数以及指示所述第二扬声器和所述听者左耳之间的第二声学串音传播声道的第二声学串音传递函数可以认为是0。可以不采用串音抵消技术。根据如上所述第一方面，在所述装置的第一实施形式中，所述提供器包括：存储器，用于提供所述第一声学近场传递函数或所述第二声学近场传递函数；所述提供器用于从所述存储器获取所述第一声学近场传递函数或所述第二声学近场传递函数以提供所述第一声学近场传递函数或所述第二声学近场传递函数。因此，可以有效地提供所述第一声学近场传递函数或所述第二声学近场传递函数。所述第一声学近场传递函数或所述第二声学近场传递函数可以预定并且可以存储在所述存储器中。根据如上所述第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述装置的第二实施形式中，所述提供器用于在所述第一扬声器的位置和所述听者左耳的位置的基础上确定所述第一声学近场传播声道的所述第一声学近场传递函数，以及用于在所述第二扬声器的位置和所述听者右耳的位置的基础上确定所述第二声学近场传播声道的所述第二声学近场传递函数。因此，可以有效地提供所述第一声学近场传递函数或所述第二声学近场传递函数。所述确定的第一声学近场传递函数或所述第二声学近场传递函数可以一次确定并且可以存储在提供器中。根据如上所述第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述装置的第三实施形式中，所述滤波器用于根据以下等式滤波所述第一输入音频信号或所述第二输入音频信号：和其中，EL表示所述第一输入音频信号，ER表示所述第二输入音频信号，XL表示所述第一输出音频信号，XR表示所述第二输出音频信号，GLL表示所述第一声学近场传递函数，GRR表示所述第二声学近场传递函数，ω表示角频率，j表示虚数单位。因此，可以有效地执行所述第一输入音频信号或所述第二输入音频信号的所述滤波。可以在频域或时域中执行所述第一输入音频信号或所述第二输入音频信号的所述滤波。根据如上所述第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述装置的第四实施形式中，所述装置包括：又一滤波器，用于在第一声学远场传递函数的基础上滤波源音频信号以获得所述第一输入音频信号，以及用于在所述第二声学远场传递函数的基础上滤波所述源音频信号以获得所述第二输入音频信号。因此，可以有效地考虑声学远场效果。根据所述第一方面的所述第四实施形式，在所述装置的第五实施形式中，所述源音频信号关联到空间音频场景内的空间音频源，所述又一滤波器用于在所述空间音频场景内的所述空间音频源的位置和所述听者左耳的位置的基础上确定所述第一声学远场传递函数，以及用于在所述空间音频场景的所述空间音频源的所述位置和所述听者右耳的位置的基础上确定所述第二声学远场传递函数。因此，可以考虑空间音频场景内的空间音频源。根据所述第一方面的所述第四实施形式或所述第五实施形式，在所述装置的第六实施形式中，所述第一声学远场传递函数或所述第二声学远场传递函数为头相关传递函数。因此，可以有效地构建所述第一声学远场传递函数或所述第二声学远场传递函数。所述第一声学远场传递函数和所述第二声学远场传递函数可以为头相关传递函数(headrelatedtransferfunctions，HRTF)，其可以为使用仿真头测量的原型HRTF、从特定人测量的各个HRTF，或者基于模型的HRTF，其可以基于原型人头的模型进行合成。根据所述第一方面的所述第五实施形式或所述第六实施形式，在所述装置的第七实施形式中，所述又一滤波器用于在所述空间音频场景内的所述空间音频源的所述位置的基础上根据以下等式确定所述第一声学远场传递函数或所述第二声学远场传递函数：其中，Γ表示所述第一声学远场传递函数或所述第二声学远场传递函数，Pm表示m度的勒让德多项式，hm表示m阶球面汉克尔函数，h’m表示hm的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号处理装置(100)，用于预处理第一输入音频信号(EL)以获得第一输出音频信号(XL)以及预处理器第二输入音频信号(ER)以获得第二输出音频信号(XR)，所述第一输出音频信号(XL)将通过第一扬声器(505)和听者(601)左耳之间的第一声学近场传播声道传输，所述第二输出音频信号(XR)将通过第二扬声器(507)和所述听者(601)右耳之间的第二声学近场传播声道传输，其特征在于，所述音频信号处理装置(100)包括：提供器(101)，用于提供所述第一扬声器(505)和所述听者(601)左耳之间的所述第一声学近场传播声道的第一声学近场传递函数(GLL)以及提供所述第二扬声器(507)和所述听者(601)右耳之间的所述第二声学近场传播声道的第二声学近场传递函数(GRR)；滤波器(103)，用于在所述第一声学近场传递函数(GLL)的倒数的基础上滤波所述第一输入音频信号(EL)以获得所述第一输出音频信号(XL)以及在所述第二声学近场传递函数(GRR)的倒数的基础上滤波所述第二输入音频信号(ER)以获得所述第二输出音频信号(XR)，其中，所述第一输出音频信号(XL)与所述第二输入音频信号(ER)无关，所述第二输出音频信号(XR)与所述第一输入音频信号(EL)无关。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种音频信号处理装置(100)，用于预处理第一输入音频信号(EL)以获得第一输出音频信号(XL)以及预处理器第二输入音频信号(ER)以获得第二输出音频信号(XR)，所述第一输出音频信号(XL)将通过第一扬声器(505)和听者(601)左耳之间的第一声学近场传播声道传输，所述第二输出音频信号(XR)将通过第二扬声器(507)和所述听者(601)右耳之间的第二声学近场传播声道传输，其特征在于，所述音频信号处理装置(100)包括：提供器(101)，用于提供所述第一扬声器(505)和所述听者(601)左耳之间的所述第一声学近场传播声道的第一声学近场传递函数(GLL)以及提供所述第二扬声器(507)和所述听者(601)右耳之间的所述第二声学近场传播声道的第二声学近场传递函数(GRR)；滤波器(103)，用于在所述第一声学近场传递函数(GLL)的倒数的基础上滤波所述第一输入音频信号(EL)以获得所述第一输出音频信号(XL)以及在所述第二声学近场传递函数(GRR)的倒数的基础上滤波所述第二输入音频信号(ER)以获得所述第二输出音频信号(XR)，其中，所述第一输出音频信号(XL)与所述第二输入音频信号(ER)无关，所述第二输出音频信号(XR)与所述第一输入音频信号(EL)无关。2.根据权利要求1所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述提供器(101)包括：存储器，用于提供所述第一声学近场传递函数(GLL)或所述第二声学近场传递函数(GRR)，以及所述提供器(101)用于从所述存储器中获取所述第一声学近场传递函数(GLL)或所述第二声学近场传递函数(GRR)以提供所述第一声学近场传递函数(GLL)或所述第二声学近场传递函数(GRR)。3.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述提供器(101)用于在所述第一扬声器(505)的位置和所述听者(601)左耳的位置的基础上确定所述第一声学近场传播声道的所述第一声学近场传递函数(GLL)以及在所述第二扬声器(507)的位置和所述听者(601)右耳的位置的基础上确定所述第二声学近场传播声道的所述第二声学近场传递函数(GRR)。4.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述滤波器(103)用于根据以下等式滤波所述第一输入音频信号(EL)或所述第二输入音频信号(ER)：其中，EL表示所述第一输入音频信号，ER表示所述第二输入音频信号，XL表示所述第一输出音频信号，XR表示所述第二输出音频信号，GLL表示所述第一声学近场传递函数，GRR表示所述第二声学近场传递函数，ω表示角频率，j表示虚数单位。5.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述装置(100)包括：又一滤波器(901)，用于在第一声学远场传递函数(HL)的基础上过滤源音频信号(S)以获得第一输入音频信号(EL)以及在第二声学远场传递函数(HR)的基础上过滤所述源音频信号(S)以获得所述第二输入音频信号(ER)。6.根据权利要求5所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述源音频信号(S)关联到空间音频场景内的空间音频源(603)，所述又一滤波器(901)用于在所述空间音频场景内的所述空间音频源(603)的位置和所述听者(601)左耳的位置的基础上确定所述第一声学远场传递函数(HL)以及在所述空间音频场景内的所述空间音频源(603)的位置和所述听者(601)右耳的位置的基础上确定所述第二声学远场传递函数(HR)。7.根据权利要求6所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述装置(100)包括：加权器(903)，用于对所述第一输出音频信号(XL)或所述第二输出音频信号(XR)加权一个加权因子(g)，所述加权器(903)用于在所述空间音频源(603)和所述听者(601)之间的距离的基础上确定所述加权因子(g)。8.根据权利要求7所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述加权器(903)用于根据以下等式确定所述加权因子(g)：其中，g表示所述加权因子，ρ表示归一化距离，r表示范围，r0表示参考范围，a表示半径，α表示指数参数。9.根据权利要求6至8所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述装置(100)包括：选择器(1501)，用于从第一对扬声器(1001)中选取所述第一扬声器(505)以及从第二对扬声器(1003)中选取所述第二扬声器(507)，所述选择器(1501)用于确定所述空间音频源(603)相对于所述听者(601)的位置的方位角或仰角，所述选择器(1501)用于在所述空间音频源(603)的所述确定的方位角或仰角的基础上从所述第一对扬声器(1001)选取所述第一扬声器(505)和从所述第二对扬声器(1003)中选取所述第二扬声器(507)。10.一种音频信号处理方法(200)，用于预处理第一输入音频信号(EL)以获得第一输出音频信号(XL)以及预处理器第二输入音频信号(ER)以获得第二输出音频信号(XR)，所述第一输出音频信号(XL)将通过第一扬声器(505)和听者(601)左耳之间的第一声学近场传播声...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·富勒，亚历克西斯·法夫罗，郎玥，彼得·格罗舍，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44