用于音频再现的子带空间和串扰消除制造技术

本公开内容提供了一种非暂态计算机可读介质，其被配置成存储程序代码，该程序代码包括当被处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：确定第一扬声器和第二扬声器的一个或更多个扬声器参数，所述一个或更多个扬声器参数包括第一扬声器与第二扬声器之间的收听角度；基于对音频信号应用滤波器，去除应用于该音频信号的串扰处理的频谱缺陷，滤波器包括基于所述一个或更多个扬声器参数确定的配置；以及对音频信号应用串扰处理。

【技术实现步骤摘要】
用于音频再现的子带空间和串扰消除相关申请的交叉引用本申请是申请号为201780018313.1、申请日为2017年1月11日、专利技术名称为“用于音频再现的子带空间和串扰消除”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本公开内容的实施方式一般地涉及音频信号处理领域，并且更特别地，涉及串扰干扰减少和空间增强。
技术介绍
立体声声音再现涉及编码和再现包含声场的空间特性的信号。立体声声音使得收听者能够感知声场中的空间感。例如，在图1中，位于固定位置处的两个扬声器110A和110B将立体声信号转换成声波，该声波被朝向收听者120引导以产生从各个方向听到的声音的印象。在例如图1所示的常规的近场扬声器装置中，在左耳125L与右耳125R之间略微延迟以及存在由收听者120的头部引起滤波的情况下，在收听者120的左耳125L和右耳125R两者处接收由两个扬声器110产生的声波。由两个扬声器生成的声波产生串扰干扰，这可能妨碍收听者120确定虚拟声源160的感知空间位置。
技术实现思路
音频处理系统基于扬声器的参数和收听者相对于扬声器的位置自适应地产生具有增强的空间可检测性和减少的串扰干扰的用于再现的两个或更多个输出声道。音频处理系统将双声道输入音频信号应用于多个音频处理流水线，所述多个音频处理流水线自适应地控制收听者感知在扬声器的物理边界之外呈现的音频信号的声场扩展程度以及在所扩展的声场内的声音分量的位置和强度。音频处理流水线包括用于处理双声道输入音频信号(例如，用于左声道扬声器的音频信号和用于右声道扬声器的音频信号)的声场增强处理流水线和串扰消除处理流水线。在一个实施方式中，声场增强处理流水线在执行串扰消除处理之前对输入音频信号进行预处理以提取空间分量和非空间分量。预处理调整输入音频信号的空间分量和非空间分量中能量的强度和平衡。空间分量对应于两个声道之间的非相关部分(“侧面分量”)，而非空间分量对应于两个声道之间的相关部分(“中间分量”)。声场增强处理流水线还使得能够控制输入音频信号的空间分量和非空间分量的音色和频谱特性。在所公开的实施方式的一方面，声场增强处理流水线通过将输入音频信号的每个声道划分成不同的频率子带并且在每个频率子带中提取空间分量和非空间分量来对输入音频信号执行子带空间增强。然后，声场增强处理流水线独立地调整每个频率子带中的空间分量或非空间分量中的一个或更多个中的能量，并且调整空间分量和非空间分量中的一个或更多个分量的频谱特性。通过根据不同的频率子带划分输入音频信号以及通过针对每个频率子带相对于非空间分量调整空间分量的能量，经子带空间增强的音频信号在被扬声器再现时获得更好的空间定位。相对于非空间分量调整空间分量的能量可以通过将空间分量调整第一增益系数、将非空间分量调整第二增益系数或通过前述二者来执行。在所公开的实施方式的一方面，串扰消除处理流水线对从声场处理流水线输出的经子带空间增强的音频信号执行串扰消除。由在收听者的头部的相同侧的扬声器输出并且由收听者的该侧的耳朵接收的信号分量(例如，118L、118R)在本文中被称为“同侧声音分量”(例如，左耳处接收的左声道信号分量和右耳处接收的右声道信号分量)，以及由在收听者的头部的相对侧的扬声器输出的信号分量在本文中被称为“对侧声音分量”(右耳处接收的左声道信号分量和左耳处接收的右声道信号分量)。对侧声音分量引起串扰干扰，这导致对空间性的感知减弱。串扰消除处理流水线预测对侧声音分量，并且识别输入音频信号的引起对侧声音分量的信号分量。然后，串扰消除处理流水线通过将声道的所识别的信号分量的反相加至经子带空间增强的音频信号的另一声道来修改经子带空间增强的音频信号的每个声道，以生成用于再现声音的输出音频信号。因此，所公开的系统可以降低引起串扰干扰的对侧声音分量，并且改善输出声音的感知空间性。在所公开的实施方式的一方面，根据扬声器相对于收听者的位置的参数，通过声场增强处理流水线自适应地处理输入音频信号并且随后通过串扰消除处理流水线进行处理来获得输出音频信号。扬声器的参数的示例包括收听者与扬声器之间的距离、两个扬声器相对于收听者形成的角度。另外的参数包括扬声器的频率响应，并且可以包括可以在流水线处理之前或期间实时测量的其他参数。串扰消除处理是使用该参数来执行的。例如，可以将与串扰消除相关联的截止频率、延迟和增益确定为扬声器的参数。此外，可以估计由于与扬声器的参数相关联的相应串扰消除而导致的任何频谱缺陷。此外，可以通过声场增强处理流水线来针对一个或更多个子带执行相应的串扰补偿以补偿所估计的频谱缺陷。因此，声场增强处理例如子带空间增强处理和串扰补偿改善了后续串扰消除处理的整体感知效率。因此，收听者可以感知到声音从大的区域而不是与扬声器的位置相对应的空间中的特定点被引导至收听者，从而为收听者产生更加身临其境的收听体验。附图说明图1示出了相关技术的立体声音频再现系统。图2A示出了根据一个实施方式的用于再现具有减小的串扰干扰的增强声场的音频处理系统的示例。图2B示出了根据一个实施方式的图2A中所示的音频处理系统的详细实现。图3示出了根据一个实施方式的用于处理音频信号以减小串扰干扰的示例信号处理算法。图4示出了根据一个实施方式的子带空间音频处理器的示例图。图5示出了根据一个实施方式的用于执行子带空间增强的示例算法。图6示出了根据一个实施方式的串扰补偿处理器的示例图。图7示出了根据一个实施方式的用于对串扰消除执行补偿的示例方法。图8示出了根据一个实施方式的串扰消除处理器的示例图。图9示出了根据一个实施方式的执行串扰消除的示例方法。图10和图11示出了用于演示由于串扰消除引起的频谱伪像的示例频率响应曲线。图12和13示出了用于演示串扰补偿效果的示例频率响应曲线。图14示出了用于演示改变图8中所示的频带划分器的转角频率的效果的示例频率响应。图15和图16示出了用于演示图8中所示的频带划分器的效果的示例频率响应。具体实施方式说明书中描述的特征和优点并非包括一切，并且特别地，鉴于附图、说明书和权利要求书，许多附加特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是明显的。此外，应当注意的是，说明书中使用的语言主要是出于可读性和指导的目的而选择的，并且可能未被选择以划出或限制本专利技术的主题。附图(图)和以下描述仅通过说明的方式涉及优选实施方式。应当注意的是，根据以下讨论，在不偏离本专利技术的原理的情况下，本文所公开的结构和方法的替选实施方式将容易地被认识作为可以采用的可行的替选方案。现在将详细参照本专利技术的若干实施方式，其示例在附图中示出。注意，在可行的情况下，可以在附图中使用相似或相同的附图标记，并且可以指示相似或相同的功能。附图仅出于说明的目的来描绘实施方式。本领域技术人员根据以下描述将容易地认识到，可以在不偏离本文所描述的原理的情况下，采用本文所示的结构和方法的替选实施方式。示例音频处理系统图2A示出了根据一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非暂态计算机可读介质，其被配置成存储程序代码，所述程序代码包括当被处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：/n确定第一扬声器和第二扬声器的一个或更多个扬声器参数，所述一个或更多个扬声器参数包括所述第一扬声器与所述第二扬声器之间的收听角度；/n基于对音频信号应用滤波器，去除应用于所述音频信号的串扰处理的频谱缺陷，所述滤波器包括基于所述一个或更多个扬声器参数确定的配置；以及/n对所述音频信号应用所述串扰处理。/n

【技术特征摘要】
20160118 US 62/280,119;20160129 US 62/388,3661.一种非暂态计算机可读介质，其被配置成存储程序代码，所述程序代码包括当被处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：
确定第一扬声器和第二扬声器的一个或更多个扬声器参数，所述一个或更多个扬声器参数包括所述第一扬声器与所述第二扬声器之间的收听角度；
基于对音频信号应用滤波器，去除应用于所述音频信号的串扰处理的频谱缺陷，所述滤波器包括基于所述一个或更多个扬声器参数确定的配置；以及
对所述音频信号应用所述串扰处理。


2.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中，使所述处理器去除应用于所述音频信号的串扰处理的频谱缺陷的指令包括：使所述处理器对所述音频信号应用增益的指令，所述增益是基于所述一个或更多个扬声器参数确定的。


3.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中，使所述处理器去除应用于所述音频信号的串扰处理的频谱缺陷的指令包括：使所述处理器对所述音频信号应用时延的指令，所述时延是基于所述一个或更多个扬声器参数确定的。


4.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中，所述滤波器的配置包括下述至少一者：中心频率、截止频率、滤波器增益以及品质因数Q。


5.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中，使所述处理器对音频信号应用滤波器的指令包括：使所述处理器对所述音频信号的中间分量应用所述滤波器。


6.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中，使所述处理器对所述音频信号应用所述串扰处理的指令包括：使所述处理器对所述音频信号应用滤波器、增益、以及时延的指令，所述滤波器、所述增益、以及所述时延是基于所述一个或更多个扬声器参数确定的。


7.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中，所述一个或更多个扬声器参数包括下述至少一者：
所述第一扬声器与收听者之间的第一距离；
所述第二扬声器与所述收听者之间的第二距离；或者
所述第一扬声器和所述第二扬声器中至少一者的输出频率范围。


8.一种系统，包括：
处理电路，其被配置成：
确定第一扬声器和第二扬声器的一个或更多个扬声器参数，所述一个或更多个扬声器参数包括所述第一扬声器与所述第二扬声器之间的收听角度；
基于对音频信号应用滤波器，去除应用于所述音频信号的串扰处理的频谱缺陷，所述滤波器包括基于所述一个或更多个扬声器参数确定的配置；以及
对所述音频信号应用所述串扰处理。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述处理电路被配置成去除应用于所述音频信号的串扰处理的频谱缺陷包括：所述处理电路被配置成对所述音频信号应用增益，所述增益是基于所述一个或更多个扬声器参数确定的。


10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎卡里·塞尔迪斯，詹姆斯·特蕾西，艾伦·克雷默，
申请(专利权)人：云加速三六零公司，
类型：发明
国别省市：美国;US