操控输入音频信号的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于操控关联到空间音频场景内的空间音频源的输入音频信号的装置(100)，其中，所述空间音频场景内的所述空间音频源与听者有一定距离，所述装置(100)包括：激励器(101)，用于操控所述输入音频信号以获得输出音频信号；控制器(103)，用于在所述一定距离的基础上控制所述激励器(101)的参数以操控所述输入音频信号。

【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，尤其涉及空间音频信号处理领域。
技术介绍
空间音频信号的合成是很多应用中的一个重大课题。例如，在双耳音频合成中，通过处理关联到空间音频源的音频信号使得听者认为所处理的音频信号来源于空间音频场景内空间音频源相对于听者的预期位置，这样该空间音频源可以虚拟地布置在该预期位置处。空间音频源相对于听者的空间位置可以具备以下特点：空间音频源和听者之间的距离和/或空间音频源和听者之间的相对方位角，等等。根据不同距离和/或方位角调整音频信号的常见音频信号处理技术以调整音频信号的响度级和/或群时延为基础，等等。U.于2002年在JohnWiley&Sons上发表的“DAFX:DigitalAudioEffects”提供了常见音频信号处理技术的概述。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在空间音频场景内操控输入音频信号的有效概念。该目的通过独立权利要求的特征来实现。本专利技术的进一步实施例在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。本专利技术基于以下发现：输入音频信号可以由激励器操控，其中，所述激励器的控制参数可以由控制器根据空间音频场景内的空间音频源和听者之间的一定距离来控制。所述激励器可以包括：带通滤波器，用于滤波所述输入音频信号；非线性处理器，用于非线性地处理所述滤波音频信号；合并器，用于将所述滤波和非线性处理的音频信号与所述输入音频信号合并。通过根据所述一定距离控制所述激励器的参数，可以考虑邻近效果等复杂声学效果。根据第一方面，本专利技术涉及一种操控关联到空间音频场景内的空间音频源的输入音频信号的装置，其中，所述空间音频场景内的所述空间音频源与听者有一定距离，所述装置包括：激励器，用于操控所述输入音频信号以获得输出音频信号；控制器，用于在所述一定距离的基础上控制所述激励器的参数以操控所述输入音频信号。因此，可以实现一种基于到听者的距离操控所述空间音频场景内的所述输入音频信号的有效概念。所述装置促进了一种调整或操控关联到空间音频场景内的空间音频源的输入音频信号的有效方案，以获得对空间音频场景内空间音频源到听者的距离或距离改变的实际感知。所述装置可以应用于不同应用场景，例如虚拟现实、增强型现实、电影原声混合以及更多场景。对于增强型现实应用场景，所述空间音频源可以布置在距所述听者一定距离处。在其它音频信号处理应用场景中，可以操控所述输入音频信号以增强所述空间音频源的感知邻近效果。所述空间音频源可以涉及虚拟音频源。所述空间音频场景可以涉及虚拟音频场景。所述一定距离可以涉及关联到所述空间音频源的距离信息并且可以表示所述空间音频场景内的所述空间音频源到所述听者的距离。所述听者可以位于所述空间音频场景的中心。所述输入音频信号和所述输出音频信号可以为单声道音频信号。所述一定距离可以为绝对距离或归一化距离，例如归一化到最大距离等参考距离。所述装置可以用于：通过手动输入，例如通过像图形用户界面等人机界面和/或滑动控制，由基于所述空间音频源(例如，针对增强型和/或虚拟现实应用)应具有的预期位置或位置方向计算所述一定距离的处理器，或者由任意其它距离确定器从所述装置外部或集成在所述装置内的距离测量设备或模块获得所述一定距离。根据如上所述第一方面，在所述装置的第一实施形式中，所述激励器包括：带通滤波器，用于滤波所述输入音频信号以获得滤波音频信号；非线性处理器，用于非线性地处理所述滤波音频信号以获得非线性处理的音频信号；合并器，用于将所述非线性处理的音频信号与所述输入音频信号合并以获得所述输出音频信号。因此，可以有效地实现所述激励器。所述带通滤波器可以包括频率传递函数。所述带通滤波器的所述频率传递函数可以通过滤波系数确定。所述非线性处理器可以用于对所述滤波音频信号应用非线性处理，例如硬限幅或软限幅。所述滤波音频信号的所述硬限幅可以涉及所述滤波音频信号的硬削波。所述滤波音频信号的所述软限幅可以涉及所述滤波音频信号的软削波。所述合并器可以包括：添加器，用于将所述非线性处理的音频信号添加到所述输入音频信号。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，所述控制器用于在所述一定距离的基础上确定所述激励器的所述带通滤波器的频率传递函数。所述带通滤波器可以用于滤波所述输入音频信号，等等。因此，可以有效地确定所述输入音频信号的已激励频率分量。所述控制器可以用于在所述一定距离的基础上确定所述带通滤波器的所述频率传递函数的传递特征，例如下限截止频率、上限截止频率、通带衰减、阻带衰减、通带纹波和/或阻带纹波。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，在所述装置的第三实施形式中，所述控制器用于：在所述一定距离减小的情况下，增大所述激励器的所述带通滤波器的下限截止频率和/或上限截止频率，反之亦然。所述带通滤波器可以用于滤波所述输入音频信号，等等。因此，可以在所述一定距离减小时激励所述输入音频信号的较高频率分量。所述下限截止频率可以涉及所述带通滤波器的频率传递函数的-3dB下限截止频率。所述上限截止频率可以涉及所述带通滤波器的频率传递函数的-3dB上限截止频率。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，所述控制器用于：在所述一定距离减小的情况下，增大所述激励器的所述带通滤波器的带宽，反之亦然。所述带通滤波器可以用于滤波所述输入音频信号，等等。因此，可以在所述一定距离减小时激励所述输入音频信号的更多频率分量。所述带通滤波器的所述带宽可以涉及所述带通滤波器的-3dB带宽。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，在所述装置的第五实施形式中，所述控制器用于根据以下等式确定所述激励器的所述带通滤波器的下限截止频率和/或上限截止频率：fH＝(2-rnorm)·b1_freqfL＝(2-rnorm)·b2_freq其中，fH表示所述上限截止频率，fL表示所述下限截止频率，b1_freq表示第一参考截止频率，b2_freq表示第二参考截止频率，r表示所述一定距离，rmax表示最大距离，rnorm表示归一化距离。因此，可以有效地确定所述下限截止频率和/或所述上限截止频率。在所述控制器基于减小的一定距离r增大所述下限截止频率和所述上限截止频率的情况下，所述带通滤波器的所述带宽也增大。在所述控制器基于增大的一定距离r减小所述下限截止频率和所述上限截止频率的情况下，所述带通滤波器的所述带宽也减小。所述带通滤波器可以用于滤波所述输入音频信号，等等。根据所述第五实施形式的所述控制器可用于获得所述距离r，或者，在替代性实施形式中，获得所述归一化距离rnorm作为所述一定距离。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，在所述装置的第六实施形式中，所述控制器用于在所述一定距离的基础上控制所述激励器的所述非线性处理器的参数以获得非线性处理的音频信号。所述非线性处理器可以用于基于例如所述带通滤波器滤波的所述输入音频信号的滤波版本获得所述非线性处理的音频信号。因此，非线性效果可以用来激励所述输入音频信号，即基于所述输入音频信号或所述滤波输入音频信号的所述非线性处理版本来获得所述输出音频信号。所述非线性处理器的所述参数可以包括硬限幅方案的限幅阈值和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操控关联到空间音频场景(300)内的空间音频源(301)的输入音频信号的装置(100)，其特征在于，所述空间音频场景(300)内的所述空间音频源(301)与听者(303)有一定距离，所述装置(100)包括：激励器(101)，用于操控所述输入音频信号以获得输出音频信号；控制器(103)，用于在所述一定距离的基础上控制所述激励器(101)的参数以操控所述输入音频信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操控关联到空间音频场景(300)内的空间音频源(301)的输入音频信号的装置(100)，其特征在于，所述空间音频场景(300)内的所述空间音频源(301)与听者(303)有一定距离，所述装置(100)包括：激励器(101)，用于操控所述输入音频信号以获得输出音频信号；控制器(103)，用于在所述一定距离的基础上控制所述激励器(101)的参数以操控所述输入音频信号。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述激励器(101)包括：带通滤波器(401)，用于滤波所述输入音频信号以获得滤波音频信号；非线性处理器(403)，用于非线性地处理所述滤波音频信号以获得非线性处理的音频信号；合并器(405)，用于将所述非线性处理的音频信号与所述输入音频信号合并以获得所述输出音频信号。3.根据任意前述权利要求所述的装置(100)，其特征在于，所述控制器(103)用于在所述一定距离的基础上确定所述激励器(101)的带通滤波器(401)的频率传递函数。4.根据任意前述权利要求所述的装置(100)，其特征在于，所述控制器(103)用于：在所述一定距离减小的情况下，增大所述激励器(101)的带通滤波器(401)的下限截止频率和/或上限截止频率，反之亦然；和/或所述控制器(103)用于：在所述一定距离减小的情况下，增大所述激励器(101)的带通滤波器(401)的带宽，反之亦然；控制器(103)用于根据以下等式确定所述激励器(101)的所述带通滤波器(401)的下限截止频率和/或上限截止频率：fH＝(2-rnorm)·b1_freqfL＝(2-rnorm)·b2_freqrnorm=rrmax]]>其中，fH表示所述上限截止频率，fL表示所述下限截止频率，b1_freq表示第一参考截止频率，b2_freq表示第二参考截止频率，r表示所述一定距离，rmax表示最大距离，rnorm表示归一化距离。5.根据任意前述权利要求所述的装置(100)，其特征在于，所述控制器(103)用于在所述一定距离的基础上控制所述激励器(101)的非线性处理器(403)的参数以获得非线性处理的音频信号。6.根据任意前述权利要求所述的装置(100)，其特征在于，所述控制器(103)用于控制所述激励器(101)的非线性处理器(403)的参数，使得在所述一定距离减小的情况下，非线性处理的音频信号包括所述非线性处理的音频信号的高频率部分中的更多谐波和/或更多功率，反之亦然。7.根据任意前述权利要求所述的装置(100)，其特征在于，所述激励器(101)的非线性处理器(403)用于将时域中的滤波音频信号的幅度限制到小于限幅阈值的幅度以获得所述非线性处理的音频信号，所述控制器(103)用于在所述一定距离的基础上控制所述限幅阈值。8.根据权利要求7所述的装置(100)，其特征在于，所述控制器(103)用于：在所述一定距离减小的情况下，降低所述限幅阈值，反之亦然；所述控制器(103)用于根据以下等式在所述一定距离的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·富勒，历克西斯·法夫罗，庞立昀，彼得·格罗舍，郎玥，
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