任意配置的扬声器的立体声拓宽制造技术

一种用于任意配置的扬声器的有效且简单的立体声拓宽及其实时实现的系统和方法被公开。根据一个实施例，该系统包括五个处理单元：(1)升高处理单元；(2)侧信号或差异信号处理单元；(3)中央信号处理单元；(4)双声道信号处理单元；以及(5)立体声限幅器(以防止削波)单元。这五个处理单元中的任意处理单元可根据应用被包括或省去。总体上来说，本发明专利技术的实施例提供了有效且简单的立体声拓宽方案，该立体声拓宽方案具有良好的音频质量效果，而不具有对扬声器的位置配置的显著要求。例如，该提出方案可应用于对称立体声扬声器和非对称立体声扬声器二者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】任意配置的扬声器的立体声拓宽
本专利技术涉及处理信号。更特别地，本专利技术涉及用于处理音频信号的系统和方法。
技术介绍
传统立体声扬声器系统装置通常包括左扬声器和右扬声器，二者位于同一水平面上，每个扬声器与听者的距离相等，即，传统立体声扬声器系统具有对称配置。对于对称配置的立体声扬声器，存在三个主要的技术来拓宽其相应的声场。这些技术包括延时策略方式、极探测方式、和分离EQ方式。在延时策略方式中，一个小的延时被引入到立体声信号的一侧中。具有几毫秒量级的很短的延时一般不被感受为回声，而被感受为在立体声场中改变源信号的表观位置。一旦延时超过5ms，该效果不太明显。但是，随着延时超过15ms，听者的耳朵将越来越能够把该延时的信号辨别为分离的声音，这是不希望发生的。极探测方式是拿出左声道的一小部分，反转极性并将其混合到右声道中，反之亦然。在分离EQ方式中，在左声道和右声道上的互补EQ设置将强化二者之间的差异，因此创造了更多的宽度感。在EQ设置精确匹配的条件下，这会产生非常微弱的宽度增强。以上所有方式不适用于非对称的立体声扬声器系统(例如，扬声器彼此位置非常接近和/或位于不同水平面上的立体声扬声器系统)。此外，即使对于对称的立体声扬声器系统，以上方式通常也只能产生非常微弱的增强。因此，本专利技术的目的包括通过提供一种有效且简单的立体声拓宽系统及其实时实现方式来解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术涉及用于处理音频信号的系统和方法。总体上来说，本专利技术的实施例提供了有效且简单的立体声拓宽方案，该立体声拓宽方案具有良好的音频质量效果，而不具有对扬声器的位置配置(例如，实体布置)的显著要求。例如，所提出的方案既可应用于对称立体声扬声器也可应用于非对称立体声扬声器。根据本专利技术的一个方面，一种用于在收听空间中的一对任意放置的扬声器上可再现的立体声信号的立体声拓宽系统包括：升高处理单元、侧信号处理单元、和中央信号处理单元。所述升高处理单元可操作为接收所述立体声信号，并且生成具有针对所述立体声信号的附加升高和增强的声音亮度并针对所述任意放置的扬声器而调整的第一输出信号。所述侧信号处理单元可操作为接收所述第一输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第二输出信号。所述中央信号处理单元可操作为接收所述第二输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的进一步拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第三输出信号。根据各个实施例，所述立体声拓宽系统可包括双声道信号处理单元。所述双声道信号处理单元可操作为接收所述第三输出信号，并且生成具有在收听空间中的所述立体声信号的确定位置的声像的第四输出信号。所述双声道信号处理单元包括由一阶IIR滤波器实现的同侧滤波器和对侧滤波器。该系统还可包括立体声限幅器单元。所述立体声限幅器单元可操作为接收所述第四输出信号，并且生成具有从所述第四输出信号最小化的消波(clipping)的第五输出信号。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于立体声信号的立体声拓宽的方法，所述立体声信号在收听空间中的一对任意放置的扬声器上可再现。所述方法包括：在升高处理单元处接收所述立体声信号，并且生成具有针对所述立体声信号的附加升高和增强的声音亮度并针对所述任意放置的扬声器而调整的第一输出信号；在侧信号处理单元处接收所述第一输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第二输出信号；以及在中央信号处理单元处接收所述第二输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的进一步拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第三输出信号。根据各个实施例，该方法可包括在双声道信号处理单元处接收所述第三输出信号，并且生成具有在收听空间中的所述立体声信号的确定位置的声像的第四输出信号。所述双声道信号处理单元包括由一阶IIR滤波器实现的同侧滤波器和对侧滤波器。该方法还可包括在立体声限幅器单元处接收所述第四输出信号，并且生成具有从所述第四输出信号最小化的消波的第五输出信号。任意处理单元或处理步骤可根据具体应用被包括或省去或重新排列。本专利技术扩展到实现一系列指令的机器可读媒介，当这些指令由机器执行时，导致该机器执行此处说明的任意方法。用于立体声拓宽的系统或方法可针对对称立体声扬声器、非对称立体声扬声器和任意其他任意配置的扬声器/驱动器产生增强的声场，提高的沉浸感，以及更多的空间感。其甚至可应用于头戴式耳机收听的情况。以下参考附图来说明本专利技术的这些及其他特征及优势。附图说明图1是说明具有根据本专利技术的各实施例实现的所提出的立体声拓宽方案的系统的示意性框图。图2是说明根据本专利技术的各实施例的升高处理单元的示意性框图。图3是说明根据本专利技术的各实施例的HPF(高通滤波器)的频率响应的图。图4是说明根据本专利技术的各实施例的侧信号处理单元的示意性框图。图5是说明根据本专利技术的各实施例的侧信号处理单元中的BPF(带通滤波器)的频率响应的图。图6是说明根据本专利技术的各实施例的中央信号处理单元的示意性框图。图7是说明根据本专利技术的各实施例的中央信号处理单元中的BPF的频率响应的图。图8是说明根据本专利技术的各实施例的双声道信号处理单元的示意性框图。图9是说明根据本专利技术的各实施例的同侧滤波器HRTF(headrelatedtransferfunction，头相关变换函数)的频率响应的图。图10是说明根据本专利技术的各实施例的对侧滤波器HRTF的频率响应的图。图11是说明根据本专利技术的各实施例的立体声限幅器的示意性框图。图12是说明可用于与本专利技术的一个或多个实施例连接的典型计算机系统的示意性框图。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的优选实施例。优选实施例的示例在附图中示出。虽然本专利技术将结合这些优选实施例进行说明，但是应该理解的是，其意图不是将本专利技术限制为这些优选实施例。相反，其意图是覆盖可能包括在由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的替换、修改和等效形式。为了提供对本专利技术的全面理解，在下面的描述中阐明了多个具体细节。本专利技术可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实现。为了不会不必要地掩盖本专利技术，在其他实例中，熟知的机制没有详细说明。此处应该注意的是，贯穿各个附图，相似的数字指的是相似的部分。此处示出和描述的各个附图被用于示出本专利技术的各个特征。在一个具体特征在一个附图中示出而不在另一附图中示出的情况下，除非另有指示的情况或该结构固有地阻止该特征的合并的情况，应该理解的是，这些特征可适合于被包括在其他附图中所示的实施例中，就好像它们被完全示于这些附图中一样。除非另有指示，附图不一定按比例绘制。在附图上提供的任意尺寸并不意为限制本专利技术的范围，而仅仅是示意性的。传统立体声扬声器系统装置通常包括左扬声器和右扬声器，二者位于同一水平面上，每个扬声器与听者的距离相等。该装置被称为对称立体声扬声器系统。但是，存在非对称立体声扬声器系统需要在消费者电子市场中实现为产品的情况。在一个示例性非对称系统中，左扬声器和右扬声器被植入单个塔(例如，垂直堆叠结构)中的不同水平面上。这两个扬声器之间的距离比对称立体声系统的两个扬声器之间的距离近得多，这给立体声拓宽带来了挑战。传统立体声拓宽和增强方法在这些非对称扬声器系统中不能很好的使用；因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体声拓宽系统，所述立体声拓宽系统用于在收听空间中的一对任意放置的扬声器上可再现的立体声信号，所述立体声拓宽系统包括：升高处理单元，所述升高处理单元可操作为接收所述立体声信号，并且生成具有针对所述立体声信号的附加升高和增强的声音亮度并针对所述任意放置的扬声器而调整的第一输出信号；侧信号处理单元，所述侧信号处理单元可操作为接收所述第一输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第二输出信号；以及中央信号处理单元，所述中央信号处理单元可操作为接收所述第二输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的进一步拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第三输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.29 US 61/652,8131.一种立体声拓宽系统，所述立体声拓宽系统用于在收听空间中的一对任意放置的扬声器上可再现的立体声信号，所述立体声拓宽系统包括：升高处理单元，所述升高处理单元可操作为接收所述立体声信号，并且生成具有针对所述立体声信号的附加升高和增强的声音亮度并针对所述任意放置的扬声器而调整的第一输出信号；侧信号处理单元，所述侧信号处理单元可操作为接收所述第一输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第二输出信号；以及中央信号处理单元，所述中央信号处理单元可操作为接收所述第二输出信号，并且生成具有针对所述立体声信号的进一步拓宽的立体声像并针对所述任意放置的扬声器而调整的第三输出信号。2.如权利要求1所述的立体声拓宽系统，其中所述升高处理单元包括：升高处理滤波器，所述升高处理滤波器可操作为过滤所述立体声信号；升高处理乘法器，所述升高处理乘法器可操作为向经过过滤的立体声信号施加权重，其中所述权重可根据从扬声器到相应用户的方向和距离进行调整；以及升高处理加法器，所述升高处理加法器可操作为向所述立体声信号添加经过过滤且加权的立体声信号以生成所述第一输出信号。3.如权利要求2所述的立体声拓宽系统，其中所述升高处理滤波器是高通滤波器。4.如权利要求2所述的立体声拓宽系统，其中所述立体声信号和所述第一输出信号具有相应的左声道信号和右声道信号。5.如权利要求2所述的立体声拓宽系统，其中所述侧信号处理单元包括：侧信号确定模块，所述侧信号确定模块可操作为根据所述第一输出信号确定侧信号；侧信号滤波器，所述侧信号滤波器可操作为过滤所述侧信号；以及侧信号乘法器，所述侧信号乘法器可操作为向经过过滤的侧信号施加权重，其中所述权重可根据从扬声器到相应用户的方向和距离进行调整；以及侧信号加法器，所述侧信号加法器可操作为向所述第一输出信号添加经过过滤且加权的侧信号以生成所述第二输出信号。6.如权利要求5所述的立体声拓宽系统，其中所述侧信号滤波器是带通滤波器。7.如权利要求5所述的立体声拓宽系统，其中所述第一输出信号和所述第二输出信号具有相应的左声道信号和右声道信号。8.如权利要求5所述的立体声拓宽系统，其中所述中央信号处理单元包括：中央信号确定模块，所述中央信号确定模块可操作为根据所述第二输出信号确定中央信号；中央信号滤波器，所述中央信号滤波器可操作为过滤所述中央信号；以及中央信号乘法器，所述中央信号乘法器可操作为向经过过滤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，罗伯特·里德，史蒂芬·维瑞泰，
申请(专利权)人：创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG