用于数字信号处理的系统和方法技术方案

本申请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】
用于数字信号处理的系统和方法相关申请的交叉引用本申请是以下申请的继续专利申请：（1）2012年10月9日提交的当前待决美国专利申请S/N13/647,945，以及（2）2012年4月10日提交的当前待决美国专利申请S/N13/443,627。此外，2012年10月9日提交的美国专利申请S/N13/647,945是2008年10月31日提交的美国专利申请S/N12/263,261（现在是美国专利No.8,284,955）的继续申请，美国专利申请S/N12/263,261是美国专利申请S/N11/947,301（现在是美国专利No.8,160,274，其要求2006年11月30日提交的美国临时申请No.60/861,711的优先权）的部分继续申请并且是2007年2月7日提交的美国申请S/N11/703,216（其要求2006年2月7日提交的美国临时申请No.60/765,722的优先权）的部分继续申请。此外，2012年4月10日提交的美国专利申请S/N13/443,627是以下申请的部分继续申请：（1）2009年12月28日提交的美国专利申请S/N12/648,007，以及（2）2008年3月14日提交的美国专利申请S/N12/048,885。2009年12月28日提交的美国专利申请S/N12/648,007是2007年11月29日提交的美国申请S/N11/947,301的部分继续申请，2007年11月29日提交的美国申请S/N11/947,301要求2006年11月30日提交的美国临时申请No.60/861,711的优先权并且是2007年2月7日提交的美国申请S/N11/703,216（其要求2006年2月7日提交的美国临时申请No.60/765,722的优先权）的部分继续申请。2008年3月14日提交的美国专利申请S/N12/048,885是2007年6月18日提交的申请No.11/764,446（现在是美国专利No.7,519,189）的部分继续申请，2007年6月18日提交的申请No.11/764,446是2004年8月10日提交的申请No.10/914,234（现在是美国专利No.7,254,243）的继续申请，并且是2007年11月29日提交的申请No.11/947,301（其为2007年2月7日提交的申请No.11/703,216的部分继续申请）的部分继续申请。上述各申请中的每一个通过引用整体包含于此。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须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：通过使用传输前处理模块，第一次调整所述信号的增益，通过使用所述传输前处理模块，用第一低架滤波器对经调整的信号进行滤波，通过使用所述传输前处理模块，用第一高架滤波器对从所述第一低架滤波器接收的信号进行滤波，通过使用所述传输前处理模块，用第一压缩器压缩经滤波的信号，传输所述信号，接收所传输的信号，通过使用传输后处理模块，用第二低架滤波器对所述信号进行滤波，通过使用所述传输后处理模块，用第二高架滤波器对所述信号进行滤波，通过使用所述传输后处理模块，用图形均衡器处理所述信号，通过使用所述传输后处理模块，用第二压缩器压缩经处理的信号，通过使用所述传输后处理模块，第二次调整所压缩的信号的增益，以及输出所述信号。

【技术特征摘要】
2012.12.21 US 13/724,125;2013.03.14 US 13/826,1941.一种用于处理信号的方法，包括：通过使用传输前处理模块，第一次调整所述信号的增益，通过使用所述传输前处理模块，用第一低架滤波器对经调整的信号进行滤波，通过使用所述传输前处理模块，用第一高架滤波器对从所述第一低架滤波器接收的信号进行滤波，通过使用所述传输前处理模块，用第一压缩器压缩经滤波的信号，传输所述信号，接收所传输的信号，通过使用传输后处理模块，用第二低架滤波器对所述信号进行滤波，通过使用所述传输后处理模块，用第二高架滤波器对所述信号进行滤波，通过使用所述传输后处理模块，用图形均衡器处理所述信号，通过使用所述传输后处理模块，用第二压缩器压缩经处理的信号，通过使用所述传输后处理模块，第二次调整所压缩的信号的增益，以及输出所述信号，其中通过使用所述传输前处理模块用第一低架滤波器和第一高架滤波器处理所述信号在所述信号的高频与低频之间产生24dB的差异。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号是音频信号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一次调整所述信号的增益是利用第一增益放大器来完成的，并且第二次调整所述信号的增益是利用第二增益放大器来完成的。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一低架滤波器具有1000Hz的截止频率。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一高架滤波器具有1000Hz的截止频率。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图形均衡器包括十一个级联的二阶滤波器。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述二阶滤波器中的每一个都是钟形滤波器。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述十一个滤波器中的第一个滤波器具有30Hz的中心频率，且所述十一个滤波器中的第十一个滤波器具有16000Hz的中心频率。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，第二个到第十个滤波器彼此以大约一倍频程间隔为中心。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二低架滤波器是幅度补偿低架滤波器。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，传输所述信号包括经由数据压缩对所述信号进行编码。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，接收所传输的信号包括对经编码的信号进行解码。13.一种用于处理数字信号的方法，包括：通过使用传输前处理模块，用第一低架滤波器和第一高架滤波器处理所述数字信号，经由数据压缩准备所述数字信号以供传输，传输所述信号，接收并解码所传输的信号，通过使用传输后处理模块，用第二低架滤波器和第二高架滤波器处理经解码的信号，以及输出所述信号，其中通过使用所述传输前处理模块用第一低架滤波器和第一高架滤波器处理所述信号在所述信号的高频与低频之间产生24dB的差异。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括通过使用所述传输前处理模块，用至少一个动态范围修改组件来处理所述信号。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，用至少一个动态范围修改组件来处理所述信号包括调整所述信号的增益。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，用至少一个动态范围修改组件来处理所述信号进一步包括用第一压缩器压缩所述信号...

【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