用于混合N个信息信号的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于混合N个信息时间信号(s1(t)、s2(t)、...)的方法和装置，信息时间信号分别首先在频域中转换成N个复数信息信号(v

Method and device for mixing n information signals

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混合N个信息信号的方法和装置
本专利技术涉及一种用于混合N个信息时间信号的方法和装置，信息时间信号分别首先从时域转换成N个复数信息信号之一的频域，其中N是大于1的整数。这样的方法或装置例如用于对麦克风信号进行内插或外推。
技术介绍
从EP2994094B1中已知一种方法和装置，其中通过混合，麦克风信号从至少两个麦克风信号生成内插或外插的信号。已知的方法涉及以下应用，其中，麦克风处于声场中，在该声场中，它们将各自麦克风位置处的声场测量变量(例如，声压)转换为麦克风信号，并且需要估计麦克风位置之外的声场测量变量的值，确切地说是从麦克风位置内插或外推的位置。在已知方法中，内插或外推信号类似于在内插或外推位置处的声场测量变量。已知的方法使用能量相关的复数频谱值的加权以及加权的复数频谱值的总和，该总和包括补偿能量误差的校正。在已知方法中，通过校正，内插或外插信号具有在其平均能量上仅微不足道地偏离内插或外插位置处的声场测量变量的值的特性，并且即使通过多于一个声源由声波引起声场也保留了该特性。已知方法中的加权因子是从内插或外推的“虚拟”位置的计算表示中的系数得出的。在已知方法中，内插或外推信号的相位与内插或外推位置处的声场测量变量的相位不匹配。在已知方法中从单个声源发出的直接声场的情况就是这种情况。在声场由多个声源的声波产生的情况下，在已知方法中，内插或外推信号在其相位上与内插或外推位置处的声场测量变量的偏差甚至更大。此外，在已知方法中，不可能进行超过麦克风的一倍距离以外的外推。提及的麦克风信号和内插或外推信号是复数值信号，其以通常的方式参照频率来描述变量的状态，在当前情况下是声场测量的变量。通常将内插或外推位置计算为表示为矢量的位置的混合，特别是作为矢量的系数加权总和，其附加条件是系数总和等于1。由于附加条件，内插或外推的维数比位置数少1。例如，在这种情况下，在两个位置的情况下，通过该位置描述直线上的一维内插或外推位置；在三个位置的情况下，通过位置描述在平面上的二维内插或外推位置；或者在4个位置的情况下，在空间中进行三维内插或外推。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供系数作为控制参数。需要指出的是，对于从单个声源出发的直接声场的情况得出在内插或外推位置处的关于声场测量变量的相位的有利结论，因为相位和空间位置存在物理上合法的关系，因此可以近似为假设平面波前的线性函数。应当指出，在弥散声场的情况下，可得出在内插或外推位置处的关于声场变量的能量的有利结论，因为能量和空间位置在物理上是合法的关系，其在假设时间平均的情况下可以近似为常数。在许多实际应用中，存在一个声场，该声场是来自多个声源的声波或直接声和扩散声叠加而成的。附图说明根据若干实施例在下面附图说明中详细阐述本专利技术。其中示出：图1示出了根据本专利技术如何实现(N＝)两个复数信息信号的混合；图2示出了根据本专利技术的混合方法的流程图；图3示出了根据第一实施例如何使(N＝)两个复数信息信号的(N＝)两个在频率上一致的矢量混合；图4示出了根据第二实施例如何使(N＝)2个复数信息信号的两个在频率上一致的矢量混合；图5示出了用于混合(N＝)两个信息信号的混合装置的实施例，该信息信号首先分别从时域转变到频域；图6示出了用于混合(N＝)三个信息信号的混合装置的实施例，该信息信号首先分别从时域转变到频域；图7示出了从三个第一分量中推导出组合分量的实施例。具体实施方式首先根据图1详细阐述根据本专利技术的混合方法。对此，从两个信息信号、例如两个麦克风信号开始，麦克风信号彼此混合，例如用于麦克风信号的内插或外推。然后，可以借助虚拟的麦克风的麦克风信号在内插或外推中均衡由混合物产生的结果信号，该虚拟麦克风的麦克风信号位于两个麦克风的连接线上的两个麦克风之间的位置。在外推时，此时可借助虚拟的麦克风的麦克风信号均衡结果信号，虚拟的麦克风的麦克风信号此时在两个麦克风的连接线上在两个麦克风之外。两个麦克风信号作为时间的函数在图1中用s1(t)和s2(t)表示。首先借助从时域到频域的转换来转换这些信号。为此，将位于由W1表示的时间间隔中的时间信号转换为频域。此转换例如可以通过傅立叶变换进行。由此产生变换后的复数信息信号v1(f,t1)或v2(f,t1)作为频率f的函数。然后，在图1中由附图标记100示意性地表示的混合方法中使两个变换后的复数信息信号的频率一致的复数频谱值v1(f1,t1)或v2(f1,t1)混合，以获得结果频谱值m(f1,t1)。然后，稍后详细阐述的该方法针对依次连续的频率一致的频谱值v1(f2,t1)或v2(f2,t1)进行重复。在图1中示意性地用附图标记101表示该重复的方法，且产生结果矢量m(f2,t1)。始终再次重复该混合方法，以便获得复数的输出信息信号m(f,t1)作为频率的函数。此处需要提及的是，通过图1中的方框100和101示出的混合方法因此可依次重复进行，或可彼此同时并行地进行，从而在混合方法的控制的系统周期中可产生复数的输出信息信号m(f,t1)。在例如借助逆傅立叶变换使复数的输出信息信号m(f,t1)从频域逆变换到时域中之后，然后在时间间隔W1中获得混合时间信号sc(t)。然后可在接下来的时间间隔中重复此时描述的方法，例如在图1中通过W2示出。图2在流程图中示出了，如何混合两个频率一致的复数频谱值。在开始该方法之后，在方框202中，首先在方框204中将N(N在该情况下等于二)个麦克风信号s1(t)和s2(t)从时域转换到频域中。由此产生N(＝2)个转换的复数信息信号v1(f,t1)或v2(f,t1)。然后在方框206中选出N(＝2)个复数信息信号的N(等于2)个频率一致的频谱值。这例如是图1中的第一频率值f1的频谱值v1(f1,t1)或v2(f1,t1)。根据本专利技术此时在方框208中(在图1中也表示为步骤A)将(N＝)两个复数频谱值转换成第一分量和第二分量。这此后根据图3a进一步阐述。在方框210中(也表示为步骤B)，(N＝)两个复数频谱值的第一分量结合成第一组合分量。这此后根据图3b进一步阐述。在下一方框212中(在图2中也表示为步骤C)，(N＝)两个复数频谱值的第二分量结合成第二组合分量。这此后根据图3c进一步阐述。然后在方框214中(在图2中也表示为步骤D)，将第一组合分量和第二组合分量结合以便获得结果频谱值。这此后根据图3d进一步阐述。因此，以这种方式从两个频谱值v1(f1,t1)或v2(f1,t1)中推导出结果频谱值m(f1,t1)。此时针对下一频率值f2的下一(N＝)两个频率一致的频谱值v1(f2,t1)或v2(f2,t1)重复该方法。这在图2中通过方框216和222来显示。在方框216，确定是否所有频谱值已经通过该方法处理。在方框222，选出两个复数信息信号的下一(N＝)两个频率一致的频谱值并且继续传递至方框208。然后采用应用于频谱值v1(f2,t1)和v2(f2,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于混合N个信息时间信号的方法，所述信息时间信号首先从时域转换成频域的N个复数信息信号之一，其中，N是大于1的整数，其中，所述方法包括以下步骤：/n(a)在N个复数信息信号的频率一致的频谱值中分别转换成第一和第二分量，/n(b)将在频率一致的N个频谱值中的N个第一分量结合成第一组合分量，/n(c)将在频率一致的N个频谱值中的N个第二分量结合成第二组合分量，/n(d)所述第一组合分量和第二组合分量结合成结果频谱值，/n(e)所述步骤(a)至(d)也针对N个复数信息信号的频率一致的其他频谱值进行以便产生其他的结果频谱值，/n(f)其中，由此获得的结果频谱值形成复数的输出信息信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 IT 1020170000407321.一种用于混合N个信息时间信号的方法，所述信息时间信号首先从时域转换成频域的N个复数信息信号之一，其中，N是大于1的整数，其中，所述方法包括以下步骤：
(a)在N个复数信息信号的频率一致的频谱值中分别转换成第一和第二分量，
(b)将在频率一致的N个频谱值中的N个第一分量结合成第一组合分量，
(c)将在频率一致的N个频谱值中的N个第二分量结合成第二组合分量，
(d)所述第一组合分量和第二组合分量结合成结果频谱值，
(e)所述步骤(a)至(d)也针对N个复数信息信号的频率一致的其他频谱值进行以便产生其他的结果频谱值，
(f)其中，由此获得的结果频谱值形成复数的输出信息信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在步骤(b)中推导出第一组合分量，在步骤(a)中推导出的第一分量具有彼此基本相等的幅度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在步骤(c)中推导出第二组合分量，在步骤(a)中推导出的第二分量具有彼此基本相等的幅度。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在步骤(b)或步骤(c)中推导出第一和第二组合分量，在步骤(a)中推导出的第一和第二分量具有彼此基本相等的幅度。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中从复数信息信号的频谱值转换成第一和第二分量如此实现，使得所述第一分量和所述第二分量的复数值相加得到频谱值。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中所述第一和第二组合分量结合以便获得结果频谱值如此实现，使得所述第一组合分量和所述第二组合分量的复数值相加得到结果频谱值。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将N个第一分量作为从复平面的原点出发的矢量在所述复平面中示出，并且所述矢量的端点位于所述复平面原点周围的一个圆上，使得N个信息信号的混合为c1与c2与c3与...cN的比，其中c1+c2+c3+...+cN＝1，且在步骤(b)中所述N个第一分量结合以便获得所述第一组合分量如此实现，使得所述第一组合分量作为从原点出发的矢量在所述复平面中示出并且所述第一组合分量的端点位于一个圆上，其中，所述第一组合分量与所述复平面的轴线的夹角相对于N个第一分量与所述轴线的夹角的比例如下：
αC＝c1*α1+c2*α2+c3*α3+...+cN*αN，
其中，αC所述第一组合分量与所述轴线的夹角且α1至αN是N个第一分量与轴线的夹角。


8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将N个第二分量作为从复平面的原点出发的矢量在所述复平面中示出，并且所述矢量的端点位于复平面原点周围的一个圆上，使得N个信息信号的混合为c1与c2与c3与...cN的比，其中c1+c2+c3+...+cN＝1，且在步骤(c)中所述N个第二分量结合以便获得所述第二组合分量如此实现，使得所述第二组合分量作为从原点出发的矢量在所述复平面中示出并且所述第二组合分量的端点位于一个圆上，其中，所述第二组合分量与所述复平面的轴线的夹角相对于N个第二分量与所述轴线的夹角的比例如下：
αC＝c1*α1+c2*α2+c3*α3+...+cN*αN，
其中，αC是所述第二组合分量与所述轴线的夹角且α1至αN是N个第二分量与轴线的夹角。


9.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，N＝2，所述两个第一分量作为从复平面的原点出发的矢量在所述复平面中示出，并且所述矢量的端点位于所述复平面原点周围的一个圆上，使得二个信息信号的混合为c...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·格罗，
申请(专利权)人：无线电广播技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE