專利名稱：非自然混響的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻系統(tǒng)，并且尤其涉及用于提供混響的改良的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在房間內(nèi)的收聽者聽到自聲源發(fā)出的直達(dá)聲音和來自房間表面的一連串反射(其在不同的時(shí)間發(fā)生)的組合聲音。由于梳狀濾波的原因，在該收聽者位置上的頻率響應(yīng)包括很多峰值和谷值，因?yàn)樗羞@種反射和直達(dá)聲音矢量地相加在一起。早期在非吸收的房間內(nèi)嘗試以電子混響方式使用揚(yáng)聲器和傳聲器。后來，通過以一金屬盤或彈簧替代該房間，節(jié)省了空間。當(dāng)電子模擬延遲變得可用時(shí)，通過以稍微減少的增益將輸出循環(huán)回輸入，一列衰退脈沖可被產(chǎn)生。計(jì)算、模擬至數(shù)字以及數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的發(fā)展允許相同列的衰退模擬脈沖在數(shù)字域中被產(chǎn)生。
混響可由其脈沖響應(yīng)特性化。算術(shù)地卷積音樂信號與此脈沖響應(yīng)產(chǎn)生混響信號。因此，混響的發(fā)展已聚焦在如何獲得想要的脈沖響應(yīng)。產(chǎn)生電子混響的最近方法(現(xiàn)在已變得流行)是利用采樣。錄音音樂廳內(nèi)的脈沖響應(yīng)且將其饋送入卷積器中，使得非混響音樂源聽起來有些像是在那個(gè)音樂廳內(nèi)產(chǎn)生的。
由于音樂廳較大、聽眾和表面的聲音吸收以及大約每秒1090英尺的聲速，從而使得即使在最佳的音樂廳內(nèi)的收聽者在首先顯著的表面反射到達(dá)至少15毫秒之前才聽到直達(dá)聲音。被反射的聲音的極高頻率含量相對于直達(dá)聲音被大幅衰減。在低頻時(shí)，視座位位置而定，混響聲音通常超出了該直達(dá)聲音的響度。一些人喜歡在瓷磚鋪設(shè)的淋浴隔間內(nèi)唱歌，在該種淋浴隔間內(nèi)被反射的聲音非?？炷艿竭_(dá)且具有更高的頻率含量。
用于現(xiàn)代錄音技術(shù)中的電子混響系統(tǒng)具有類似的特性且提供多于15毫秒的初始延遲及衰減的高頻。在聲學(xué)或人工混響中的延遲及高頻含量的缺乏使得在由傳聲器獲得的直達(dá)聲音中的任何噪聲或缺陷被清楚地聽到。
大部分人沒有意識(shí)到他們正收聽發(fā)生在多個(gè)儀器或發(fā)出相同音調(diào)的聲音之間的拍頻。依賴于頻率、相位和諧波差異，收聽者可能聽到閃爍的效果或高頻噪聲。另外，弓弦樂器產(chǎn)生機(jī)械噪聲及管樂器產(chǎn)生風(fēng)噪聲以及有時(shí)候令人討厭的高和聲。打擊樂器具有拍擊聲，且在某些音調(diào)上聲音可能是刺耳的。緊密的揚(yáng)聲器技術(shù)通常放大了這些缺陷。
錄音、傳輸以及再現(xiàn)設(shè)備可能產(chǎn)生它們本身的缺陷或放大已存在的那些缺陷。例如，一些錄音工程師不喜歡常規(guī)的脈沖編碼調(diào)制(PCM)錄音程序，這是由于他們認(rèn)為不應(yīng)呈現(xiàn)在直播傳聲器信號內(nèi)的刺激的高頻成分。有損耗的比特壓縮系統(tǒng)(如MPEG-3)也被一些錄音工程師認(rèn)為會(huì)扭曲聲音質(zhì)量。通常被這些相同的工程師所接受的程序是老式的模擬磁帶錄音和用于錄制超級音頻壓縮光盤(SACD)的新的直接數(shù)字流編碼(DSD)錄音。不同于在44.1KHz用于壓縮光盤的16比特的PCM，DSD是在2.7MHz的1比特PCM。
不管高頻源如何不理想，累積的結(jié)果是幾乎所有的現(xiàn)有錄音包括高頻刺激時(shí)的瞬間，這足以使收聽者將音量調(diào)低至收聽其他節(jié)目的最大點(diǎn)之下-有時(shí)只能關(guān)掉。通過利用均衡器衰減這種高頻，高頻刺激可被減少。然而，充分衰減高頻使得令人不滿意地?fù)p失高頻細(xì)節(jié)。
因此，需要的是一種系統(tǒng)和方法，用于減少這種缺陷、失真及/或由錄音材料引起的刺激效果。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明，一種方法和設(shè)備被披露用于憑借改良的人工混響來減少錄音材料內(nèi)的缺陷。當(dāng)前被披露的系統(tǒng)產(chǎn)生平滑、無刺激的高頻聲音而不必犧牲高頻細(xì)節(jié)或產(chǎn)生低沉的聲音。
較明確地，被披露的系統(tǒng)接收一連串?dāng)?shù)字化的輸入波形采樣(已知為干信號或直接信號)且將每一輸入波形采樣暫時(shí)存儲(chǔ)在具有預(yù)定數(shù)目的延遲線位置的循環(huán)延遲線內(nèi)。該延遲線在概念上是先入先出(FIFO)緩沖器。該延遲線可被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的循環(huán)延遲線或若在硬件中被實(shí)現(xiàn)為FIFO。計(jì)算部件利用一列增益值對產(chǎn)生包括一連串混響波形采樣的混響信號，每一采樣具有相關(guān)的幅度。每一增益值對包括第一值和第二值，該第一值識(shí)別相對于該當(dāng)前采樣位置在延遲線內(nèi)的位置，該第二值指定增益系數(shù)。
每一混響采樣被該計(jì)算部件實(shí)時(shí)計(jì)算。為了計(jì)算當(dāng)前的混響采樣，該計(jì)算部件訪問該列增益值對中的每一增益值對。對于每一增益值對而言，通過從相應(yīng)的增益值對內(nèi)的第一值指定的相關(guān)延遲線位置訪問在前的輸入采樣幅度，以及通過將該幅度乘以該相應(yīng)增益值對內(nèi)的第二值或增益系數(shù)，該計(jì)算部件計(jì)算中間值。通過對該列增益值對內(nèi)被指定的每一延遲線位置執(zhí)行此乘法該計(jì)算部件計(jì)算中間值，以及相加所有的中間值以產(chǎn)生當(dāng)前混響波形采樣。該混響信號是一連串的混響波形采樣(已知為濕信號)。
通過衰減每一當(dāng)前的混響波形采樣以及將該已衰減的混響波形采樣加到當(dāng)前輸入波形采樣，由一連串具有相應(yīng)采樣幅度的復(fù)合波形采樣組成的復(fù)合的數(shù)字音頻信號被產(chǎn)生。
這種列增益值對可以各種方式被產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施例中，操作者設(shè)定數(shù)個(gè)控件，這種控件建立用于產(chǎn)生該列增益值對的某些參數(shù)。該計(jì)算部件訪問這些參數(shù)且根據(jù)由該用戶建立的控件設(shè)定來計(jì)算這些增益值對。如果這些控件設(shè)定被改變，則該計(jì)算部件根據(jù)新的控件設(shè)定產(chǎn)生一列新的增益值對。因?yàn)檫@些控件設(shè)定的調(diào)整導(dǎo)致用于產(chǎn)生該混響信號的該列增益值對的更改，因此該操作者可通過調(diào)整這些控件而調(diào)整該混響信號的特性。
在另一實(shí)施例中，該混響部件利用一列預(yù)先產(chǎn)生的增益值對產(chǎn)生混響信號。產(chǎn)生變化的混響信號特性的一列或多列預(yù)先產(chǎn)生的增益值對可被提供。在多列預(yù)先產(chǎn)生的增益值對可用的境況下，該操作者可以通過介面選擇這些列增益值對中的哪一列被用于產(chǎn)生該混響信號。
在該列增益值對中的第一和第二值描述了衰減曲線，包括前沿部分、平坦部分以及衰退部分，該第一值定義X軸值，該第二值定義Y軸值。與該衰減曲線的這些部分有關(guān)的參數(shù)可在這種控件被使用時(shí)經(jīng)由該操作者控制被調(diào)整。
不同于常規(guī)的混響系統(tǒng)，在某些實(shí)施例中的該列增益值對包括具有第一值的初始增益值對，該第一值指定延遲線位置，該延遲線位置自當(dāng)前時(shí)間延遲一段小于15毫秒的時(shí)間。在該列增益值對中的另外增益值對的第一值也可識(shí)別自當(dāng)前時(shí)間延遲小于或等于15毫秒的延遲線位置。
在很多有用的波形中，在低頻及中頻時(shí)該混響能量小于直達(dá)聲音的能量，且在非常高的頻率時(shí)逐漸增加至超過該直達(dá)聲音。在高頻時(shí)該混響能量不必每秒都增加。如果當(dāng)頻率增加時(shí)該直達(dá)聲音衰減，則其可超過該直達(dá)聲音。
通過參考以下本發(fā)明的詳細(xì)描述，本文中披露的系統(tǒng)和方法的其他特征、方面及優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。


通過連同附圖參考本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明可被完全理解，其中圖1是描述依據(jù)本發(fā)明使用單一抽頭延遲線和計(jì)算部件的系統(tǒng)的框圖；圖2是描述依據(jù)本發(fā)明用于計(jì)算當(dāng)前混響波形采樣幅度的方法的圖式；圖3是描述系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)使用第一計(jì)算部件連同第一延遲線產(chǎn)生第一混響信號，該第一混響信號饋入第二延遲線，該第二延遲線連同第二計(jì)算部件產(chǎn)生第二混響信號；
圖4是用于設(shè)定參數(shù)的用戶控件的表示，這些參數(shù)用于產(chǎn)生一列增益值對；圖5a和5b是說明依據(jù)本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)處理器產(chǎn)生的混響的信號處理的框圖；圖6是描述圖2a和圖2b的部件中產(chǎn)生的示范性混響衰減曲線的圖式；圖7是對于在依據(jù)本發(fā)明操作的系統(tǒng)中的設(shè)定描述增益對時(shí)間的示意圖；圖8是對于在依據(jù)本發(fā)明操作的系統(tǒng)中的設(shè)定描述增益對時(shí)間的另一示意圖；圖9是對于在使用級聯(lián)延遲線的混響系統(tǒng)中的兩個(gè)延遲線的第二個(gè)的延遲線輸出描述增益對時(shí)間的示意圖；圖10是對于在使用級聯(lián)延遲線的混響系統(tǒng)中的兩個(gè)延遲線的第一個(gè)的延遲線輸出描述增益對時(shí)間的示意圖。
具體實(shí)施例方式
名為“Unnatural Reverberation”且在2004年10月26日提交的美國臨時(shí)專利申請案60/622,294以引用方式被并入本文。
用于產(chǎn)生混響的改良系統(tǒng)和方法被披露。該披露的系統(tǒng)接收輸入信號，該輸入信號具有一連串周期性的數(shù)字輸入波形采樣。每一采樣具有相關(guān)的幅度。該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于使用以每秒44100、48000、88200或96000個(gè)采樣的普通音頻采樣率被采樣的音頻輸入，且在一個(gè)實(shí)施例中每一聲道的每一采樣是代表瞬時(shí)信號幅度的一個(gè)32比特的浮點(diǎn)數(shù)。
系統(tǒng)操作依據(jù)本發(fā)明用于產(chǎn)生人工混響的系統(tǒng)在圖1中被描述。參考圖1，該系統(tǒng)包括均衡器1102，其在其輸入處接收數(shù)字音頻源。均衡器1102的輸出被耦合到均衡器2104的輸入，該均衡器2104的輸出被耦合到抽頭延遲線106的輸入。在圖1中的均衡器1102的輸出饋入均衡器2104和求和器110，且在本文中被稱作為輸入信號、直接信號或干信號。計(jì)算部件108協(xié)同該抽頭延遲線106產(chǎn)生混響信號，如下文所詳細(xì)描述的。
在典型的操作中，均衡器2104被設(shè)定為對混響信號增強(qiáng)高于2kHz的高頻且衰減低于200Hz的頻率。均衡器1102對混響信號和來自源輸入的直接信號降低高頻。在復(fù)合輸出信號的頻率響應(yīng)上的凈效應(yīng)是相當(dāng)一致的或由于梳狀濾波而具有波紋的平坦響應(yīng)。
由于均衡器804的原因，在20kHz的高頻增加范圍和在15Hz的衰減范圍可能是非常極端的——例如，在20kHz時(shí)+40dB到在15Hz時(shí)-40dB。對于再平衡的聲音由均衡器1802產(chǎn)生的對應(yīng)高頻衰減在20kHz時(shí)大約為30dB。在此范例中，在20kHz時(shí)復(fù)合信號的混響含量超過了直接信號成分約30dB。在15 Hz時(shí)，該直接信號成分超過了該混響約40dB。(該混響過程本身可能將低音增強(qiáng)10dB或大約10dB。)收聽效果是干凈的，具有低音的音樂高頻不是混濁不清的。
更明確地，均衡器1的輸出包括一個(gè)信號，該信號被認(rèn)為是一具有一連串?dāng)?shù)字波形采樣的輸入信號。每一輸入波形采樣具有相關(guān)的幅度。這些輸入波形采樣被均衡器2104處理且被耦合到延遲線106，該延遲線106在概念上是先入先出緩沖器。根據(jù)該實(shí)現(xiàn)，該延遲線106可包括FIFO硬件緩沖器。該延遲線106還可被實(shí)現(xiàn)為在存儲(chǔ)器內(nèi)的預(yù)定長度的循環(huán)緩沖器。
在一個(gè)實(shí)施例中，該延遲線106是存儲(chǔ)代表在88,200Hz采樣率上6秒音頻的采樣幅度的529，200個(gè)24比特固定點(diǎn)或32比特浮動(dòng)點(diǎn)數(shù)的存儲(chǔ)器的連續(xù)部分。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，來自均衡器2804填充的采樣每11.337868微秒被按時(shí)輸入或被存儲(chǔ)在該延遲線106的第一位置內(nèi)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的是，特定采樣率、緩沖器大小、時(shí)鐘速度等均可被修改以供應(yīng)特定的設(shè)計(jì)需求。
在該延遲線106已被填充之后到達(dá)的每一采樣取代了被儲(chǔ)存最久的采樣。因此，在所示的實(shí)施例中，該延遲線106以88,200Hz供應(yīng)連續(xù)的采樣輸入，且相對于當(dāng)前的(最近的)采樣位置總是保持采樣6秒。當(dāng)該延遲線106在存儲(chǔ)器內(nèi)被實(shí)現(xiàn)為循環(huán)緩沖器時(shí)，先前被存儲(chǔ)的采樣通過從當(dāng)前采樣的位置逆向計(jì)數(shù)而被訪問，隨后將對此舉例說明。
計(jì)算部件108產(chǎn)生混響信號，其是一連串混響波形采樣。每一混響波形采樣具有混響采樣幅度。該混響波形信號被饋入求和器110。該求和器110對自該計(jì)算部件108輸出的混響波形采樣的衰減或縮放版本及也可被隨意縮放的輸入波形采樣求和。該求和器的輸出是具有一連串復(fù)合波形采樣的復(fù)合信號。每一復(fù)合波形采樣具有復(fù)合的波形采樣幅度。該求和器110的縮放以合適的比例混合該混響信號和來自均衡器1102的直接信號。
由該計(jì)算部件108產(chǎn)生的每一混響采樣被實(shí)時(shí)計(jì)算。該計(jì)算部件利用一列增益對來計(jì)算每一當(dāng)前混響波形采樣的幅度。每一增益值對包括識(shí)別該延遲線106內(nèi)位置的第一值和指定增益系數(shù)的第二值。
在參考圖2的簡化說明后，該延遲線或循環(huán)緩沖器106的操作方式以及該計(jì)算部件108協(xié)同該延遲線106以及這些列增益值對產(chǎn)生每一當(dāng)前混響波形采樣的幅度的方式可被更充分地理解。圖2描述了延遲線106(圖1所示)在存儲(chǔ)器內(nèi)被實(shí)現(xiàn)為循環(huán)緩沖器。出于討論的目的，具有15個(gè)連續(xù)存儲(chǔ)器位置(被標(biāo)示為地址0-14)的循環(huán)緩沖器被顯示。需要注意的是，實(shí)際上該循環(huán)緩沖器在存儲(chǔ)器內(nèi)可能占用上千個(gè)位置，且該循環(huán)緩沖器的大小是設(shè)計(jì)選擇的問題。該循環(huán)緩沖器關(guān)于存儲(chǔ)最近接收到的輸入采樣的操作在以下被描述。
在接收每一新的輸入采樣之后，該計(jì)算部件108(圖1所示)使用當(dāng)前的采樣指針150且在該循環(huán)緩沖器的下一連續(xù)位置存儲(chǔ)該新的采樣。然后該計(jì)算部件108修改當(dāng)前采樣指針值以指向新的采樣。例如，假定一連串輸入采樣1-17具有幅度a1-a17，且假定具有幅度a1的輸入采樣1首先到達(dá)，而具有幅度a17的采樣17最后到達(dá)，則該計(jì)算部件108在地址0存儲(chǔ)a1，在地址1存儲(chǔ)a2等，以及在地址14存儲(chǔ)a15。當(dāng)下一個(gè)輸入采樣(即具有幅度a16的采樣16)到達(dá)時(shí)，該計(jì)算部件108在循環(huán)緩沖器的下一邏輯位置(即地址0)存儲(chǔ)該采樣，該地址0包括該緩沖器內(nèi)那時(shí)的最久(oldest)輸入采樣(即具有幅度a1的采樣1)。當(dāng)具有幅度a16的輸入采樣16被寫入地址0時(shí)，具有幅度a1的采樣1被重寫且采樣1有效地退出該循環(huán)緩沖器，如圖2所示。類似地，在具有幅度a17的輸入采樣17到達(dá)之后，采樣17被寫入在緩沖器內(nèi)那時(shí)保持最久采樣的存儲(chǔ)器地址(即地址1)。通過在地址1存儲(chǔ)采樣17，具有幅度a2的采樣2被重寫且有效地退出延遲線或緩沖器106。在地址1存儲(chǔ)具有幅度a17的采樣17之后，該當(dāng)前采樣指針150指向最近被接收到的采樣，如圖2所說明的。出于下文解釋當(dāng)前混響采樣如何被計(jì)算出的目的，假定該循環(huán)緩沖器包括圖2中描述的采樣幅度，且該當(dāng)前采樣指針正指向地址1內(nèi)的當(dāng)前輸入采樣。
如前所述，該計(jì)算部件108協(xié)同該循環(huán)緩沖器和該列增益值對在單一采樣間隔時(shí)期產(chǎn)生每一當(dāng)前混響波形采樣。每一當(dāng)前混響波形采樣Rc被計(jì)算出的方式也在圖2中被描述出。
為了計(jì)算出當(dāng)前混響波形采樣，該計(jì)算部件108產(chǎn)生多個(gè)中間值。然后該計(jì)算部件108對所有這些中間值求和以獲得當(dāng)前混響波形采樣Rc的幅度。這些中間值對應(yīng)于該列增益值對內(nèi)的數(shù)個(gè)條目(entry)。通過利用這些增益值對之一內(nèi)的采樣識(shí)別符獲取該循環(huán)緩沖器內(nèi)的這些幅度中被選擇的一個(gè)，且通過將與該采樣識(shí)別符有關(guān)的該增益值對內(nèi)的增益系數(shù)乘以獲取的幅度，計(jì)算出每一中間值。
通過舉例方式，在說明的該列增益值對內(nèi)的第一增益值對是3、1.2。值3是被用于在該循環(huán)緩沖器內(nèi)逆向計(jì)數(shù)的數(shù)字，以識(shí)別在該循環(huán)緩沖器內(nèi)被用于緊接計(jì)算的內(nèi)容的位置。該增益值對內(nèi)的第二值是增益系數(shù)。因此，為了計(jì)算出第一中間值，該計(jì)算部件108識(shí)別出當(dāng)前采樣指針的地址(在直接范例中是地址1)且在該緩沖器內(nèi)逆向計(jì)數(shù)以識(shí)別出被用于產(chǎn)生相應(yīng)中間值的緩沖器位置。通過在緩沖器內(nèi)從當(dāng)前值指針150逆向計(jì)數(shù)3個(gè)邏輯位置，該計(jì)算部件108識(shí)別出包括幅度a14的地址13。為了獲得對應(yīng)于該列增益值對內(nèi)的第一增益值對的第一中間值，該計(jì)算部件108將第一增益值對內(nèi)的增益系數(shù)1.2乘以該幅度a14。該計(jì)算部件108存儲(chǔ)第一中間值且然后計(jì)算第二中間值。更特別地，為了計(jì)算第二中間值，該計(jì)算部件108利用來自第二增益值對的采樣標(biāo)識(shí)符的值4從當(dāng)前采樣指針150的地址逆向計(jì)數(shù)4個(gè)邏輯位置。該計(jì)算部件108以此方式識(shí)別出包括被用于計(jì)算第二中間值的內(nèi)容a13的地址12。該計(jì)算部件108獲取幅度a13且以在第二增益值對內(nèi)發(fā)現(xiàn)的增益系數(shù)1.0乘以該幅度以獲得第二中間值。此過程對于每一增益值對被重復(fù)，直到所有中間值已被計(jì)算出為止，如圖2所示。然后所有中間值被求和以獲得幅度值Rc，即當(dāng)前混響波形采樣。
在一個(gè)實(shí)施例中，該計(jì)算部件108每11.337868微秒計(jì)算新的混響波形采樣成分，且以此時(shí)幀執(zhí)行所有需要用于產(chǎn)生上述值Rc的乘法和加法。
另外，在圖3所描述的實(shí)施例中(以下所描述的)，計(jì)算部件108.1和108.2以上文相對于計(jì)算部件108所描述的方式每11.337868微秒計(jì)算新的當(dāng)前第一和第二混響波形采樣且以此時(shí)幀執(zhí)行所有必需的乘法和加法。
該計(jì)算部件106可包括執(zhí)行被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)被預(yù)先編程的指令的處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、定制或半定制的集成電路或以上被配置成執(zhí)行此處所描述的功能的任何組合。
該求和器110可在該計(jì)算部件108內(nèi)被實(shí)現(xiàn)為軟件模塊或可選擇地為任何基于硬件或處理器的部件(可操作用于執(zhí)行此處所描述的求和功能)。更特別地，參考圖1，該求和器110將K1次當(dāng)前混響采樣幅度Y加到K2次輸入采樣幅度X，每秒88,200次，以產(chǎn)生復(fù)合的波形采樣輸出。
使用高速的奔騰(Pentium)處理器為該計(jì)算部件106，從取得輸入采樣到遞送對應(yīng)的復(fù)合輸出的所有已描述的操作可發(fā)生在單一的11.337868微秒采樣時(shí)期。其它系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)使用另外的采樣時(shí)期用于處理。
因?yàn)楫?dāng)前所描述的系統(tǒng)是線性系統(tǒng)，因此方框的順序是可調(diào)整的。例如，均衡器2104可在該計(jì)算部件807之后，而不是在該延遲線106之前。均衡器2104也可被不同地設(shè)定且由輸入直接饋送，而不是由均衡器1802的輸出饋送。所顯示的排列被選擇便于在均衡器1102內(nèi)具有音調(diào)控制以影響該直接信號和該混響信號以及最佳的信號噪聲比。
在一個(gè)實(shí)施例中，該延遲線106每11.337868微秒存儲(chǔ)一個(gè)采樣且供應(yīng)529,200個(gè)采樣。這對應(yīng)于以88,200Hz采樣率的6秒音頻。以此采樣率，該計(jì)算部件108產(chǎn)生一連串混響波形采樣，這些混響波形采樣隨著時(shí)間改變大小和極性。相應(yīng)的混響波形采樣的極性由相應(yīng)的增益值對內(nèi)的增益系數(shù)符號所管理。極性被指派的方式在下文被描述。
該列增益值對代表混響產(chǎn)生器的脈沖響應(yīng)。通過訪問在該列增益值對內(nèi)被識(shí)別出的延遲線106的整列采樣，該計(jì)算部件108產(chǎn)生單一混響采樣。對于一增益值對的每一采樣時(shí)間而言，當(dāng)該延遲線106在存儲(chǔ)器內(nèi)組成循環(huán)緩沖器時(shí)，該計(jì)算部件108自存儲(chǔ)器內(nèi)的當(dāng)前采樣位置減去增益值對的第一值，以取得適當(dāng)較久的采樣的幅度。如果被尋找的位置在該延遲線106起始之前，則計(jì)數(shù)從另一末端繼續(xù)。每一被取得的幅度與該列中其相應(yīng)的增益相乘，且所有乘積被一起相加以形成如上所述的單一混響采樣。在88,200Hz時(shí)，混響計(jì)算對于每一音頻聲道進(jìn)行總計(jì)19,668,600(223×88,200)的乘法累積及其它操作。
通過在相加直接信號和混響信號之前分別均衡化這些信號，可產(chǎn)生該混響信號和該直接信號之間的能量關(guān)系。為了獲得密集的聲音，初始延遲非常短，近似小于或等于15毫秒，不同于真實(shí)的或現(xiàn)有的人工混響。更特別地，在當(dāng)前時(shí)間和接收最近被存儲(chǔ)的采樣(被用于當(dāng)前混響波形采樣的計(jì)算中)的時(shí)間之間的時(shí)間近似小于或等于15毫秒。較短的初始延遲有助于澄清及平滑對高頻打擊樂器(例如鐃鈸、三角鈴及手鼓)的再現(xiàn)。其也有助于嗓音再現(xiàn)且在播放DVD電影時(shí)是有用的。很多由當(dāng)前被披露的系統(tǒng)產(chǎn)生的有用的混響波形具有盡可能短如40微秒的初始延遲。
最有效混響波形的另一特性是緊接該初始延遲之后的極高密度的延遲，不同于真實(shí)的或先前的人工混響。盡可能小到30微秒的延遲隔開及隨著逐漸增加的間隔交互的極性產(chǎn)生具有大量峰值和谷值(范圍大如16.7kHz)的梳狀濾波效果。在產(chǎn)生高頻的頻率響應(yīng)中的這些峰值和波谷顯得宏亮且悅耳。
在脈沖響應(yīng)中的單一延遲對應(yīng)于來自聲室內(nèi)表面的反射。不同于在室內(nèi)，無論是相同極性還是相反極性內(nèi)，每一延遲是在時(shí)間上輸入延遲的理想寬帶復(fù)制。
級聯(lián)混響信號的產(chǎn)生圖3一般描述了一種如圖1所示的系統(tǒng)。但是級聯(lián)混響波形產(chǎn)生器被使用。更特別地，參考圖3，該系統(tǒng)包括第一混響波形產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生包括第一延遲線106.1和第一計(jì)算部件108.1的第一混響波形信號。該系統(tǒng)也包括第二混波形產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生包括第二延遲線106.2和第二計(jì)算部件108.2的第二混響波形信號。功能性地，該第一混響波形產(chǎn)生器的輸出被饋入該第二混響波形產(chǎn)生器的輸入，而該第二混響波形產(chǎn)生器的輸出被耦合到求和器110。這些第一和第二混響波形產(chǎn)生器107.1和107.2可利用相同的增益值對列，這些列增益值對之一列中的增益系數(shù)的極性可做出調(diào)整。另外，這些第一和第二波形產(chǎn)生器107.1和107.2可利用分別的增益值對列，這些列可包括或不包括相同的增益值對。此外，如果分別的增益值對列被用于兩個(gè)混響波形產(chǎn)生器107.1和107.2，則分別的用戶控件(例如如下所描述的)可被提供以允許控制每一列增益值對的產(chǎn)生。
這些計(jì)算部件108.1和108.2均可產(chǎn)生其相應(yīng)列的增益值對。需要注意的是，這些計(jì)算部件108.1和108.2可包括可再使用的軟件模塊及/或例行程序。此外，該第一計(jì)算部件108.1可包括一個(gè)處理器，利用第一列增益值對執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件模塊及/或例行程序以產(chǎn)生第一混響波形采樣。此外，該第二計(jì)算部件108.2可包括相同的處理器，利用第二列增益值對執(zhí)行相同的模塊及/或例行程序以產(chǎn)生第二混響波形采樣。此外，由這兩個(gè)混響波形采樣產(chǎn)生器使用的這些列增益值對可以是具有增益系數(shù)的極性調(diào)整的相同列。
當(dāng)該第一混響波形產(chǎn)生器107.1使用具有p個(gè)增益值對的一列增益值對而該第二混響波形產(chǎn)生器107.2使用具有q個(gè)增益值對的一列增益值對時(shí)，這有效地增加混響延遲的數(shù)目至p*q。該系統(tǒng)可選擇地以低密度模式或高密度模式操作，在該低密度模式下僅使用單一混響子系統(tǒng)，而在該高密度模式下將第一子系統(tǒng)的輸出饋送到第二子系統(tǒng)以增加第二混響波形采樣中的有效延遲數(shù)。
由級聯(lián)混響波形子系統(tǒng)(如上所描述的)產(chǎn)生的混響特性由不同組控件所決定，這些控件指定被用于對每一混響波形產(chǎn)生器計(jì)算多列增益值對的參數(shù)。另外，一組公共控件可產(chǎn)生兩列增益值對，這些增益值對相同，除了它們的第二值的極性不同。
控件這些混響控件允許用戶修改被用于產(chǎn)生該列增益值對的參數(shù)。
這些列增益值對可在混響系統(tǒng)操作之前被預(yù)先產(chǎn)生及存儲(chǔ)或可選擇地立即被產(chǎn)生。在所述列增益值對被預(yù)先產(chǎn)生的事例中，以下描述的大部分用戶控件對于運(yùn)行時(shí)間系統(tǒng)不是必需的。
另外，當(dāng)這些列增益值對被預(yù)先產(chǎn)生時(shí)，一列或多列增益值對可被提供。每一列增益值對定義特定的混響特性。在多組增益值對可用的情形下，被使用的特定列可由用戶通過圖形用戶界面或通過任何其它適合的選擇技術(shù)被選擇出。在預(yù)先產(chǎn)生的多組增益值對被使用的情形下，需要注意的是，上述的混響控件沒有被使用。
以下描述的控件主要被提供用以通過修改該列增益值對，允許用戶調(diào)整該運(yùn)行系統(tǒng)的混響特性。
以下討論描述了一種用于根據(jù)這些用戶控件設(shè)定產(chǎn)生一列增益值對的示范性技術(shù)。
混響系統(tǒng)控件在個(gè)人計(jì)算機(jī)上被提供作為一圖形用戶界面8，如圖4一般性描述的?？丶?0a-10h的設(shè)定用于定義混響衰減曲線的特性。該混響衰減曲線指定該列增益值對的增益系數(shù)的大小為延遲時(shí)間的函數(shù)。
控件12a-12h決定到這些混響控件的輸入頻率響應(yīng)。濕DB和干DB控件14a和14b分別控制混響(濕)信號輸出和直接(干)信號輸出的混合。更特別地，該圖形用戶界面8包括以下形式的控件前沿時(shí)間控件10a、平坦時(shí)間控件10b、最小時(shí)間控件10c、最大時(shí)間控件10d、延遲數(shù)控件10e、前沿DB控件10f、最大衰減控件10g以及衰減線性控件10h。參考圖5a，該系統(tǒng)使用時(shí)間標(biāo)度表202，該時(shí)間標(biāo)度表202對每一延遲(在當(dāng)前范例中1793個(gè)延遲點(diǎn))指定從時(shí)間0到有關(guān)延遲點(diǎn)的延遲時(shí)間。單獨(dú)控件的描述在下文被提供。由各種控件產(chǎn)生的延遲時(shí)間值指的是混響的脈沖響應(yīng)且對應(yīng)于與當(dāng)前采樣相關(guān)的循環(huán)延遲線內(nèi)的先前采樣位置。
前沿時(shí)間(LEADING EDGE TIME)(mSec)——前沿時(shí)間控件10a指定在零延遲和混響衰減曲線開始衰減至零DB或平坦部分的時(shí)間之間的時(shí)間量(圖6所示)。參考圖5a，通過舉例說明的方式，該前沿時(shí)間控件10a被設(shè)定為9.376(讀出舍入為9.38)毫秒。
平坦時(shí)間(FLAT TIME)(mSec)——被施加到輸入信號的延遲衰減曲線可包括一具有0DB衰減或不同于0DB的被指定的固定參考衰減的平坦部分(圖6所示)。平坦時(shí)間衰減部分的長度可由用戶通過平坦時(shí)間控件10b被調(diào)整。平坦衰減部分在使用該前沿時(shí)間控件10a的時(shí)期設(shè)定的末端開始，在等于由該前沿時(shí)間控件10a指定的時(shí)間加上由該平坦時(shí)間控件10b指定的時(shí)間(以mSec為單位)之和的延遲時(shí)間時(shí)結(jié)束。
最小延遲(MIN DELAY)(mSec)——最小延遲控件10c指定以毫秒為單位的延遲時(shí)期，該延遲時(shí)期被加到時(shí)間標(biāo)度表202內(nèi)的所有延遲時(shí)間(圖5a所示)。
最大延遲(MAX DELAY)(mSec)——最大延遲控件10d指定到最后延遲線位置所使用的延遲時(shí)間。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，到最后延遲線位置的最大延遲時(shí)間是5.1秒。
延遲(DELAYS)(#)——延遲控件10e指定將被用于計(jì)算當(dāng)前混響波形采樣的延遲線位置數(shù)目。在所示的實(shí)施例中，需被使用的延遲線位置數(shù)目自最小為1到最大為1611的范圍內(nèi)被選擇出。
前沿DB(DB)——前沿DB控件10f(圖5b所示)指定在混響衰減曲線(圖6所示)的前沿期間的以DB為單位的最大增益。在一個(gè)實(shí)施例中的前沿DB控件10f允許在-40及+40DB之間調(diào)整前沿最大增益。
衰退DB(DB)-衰退DB控件10g指定在被用于計(jì)算當(dāng)前混響波形采樣的最后延遲線位置上的信號最大衰減。該衰退DB控件10g允許在最后延遲線位置上的衰減在+10DB到-90db之間被調(diào)整。
衰退線性(DECAY LINEARITY)——衰退線性控件10h(圖5b所示)修改在衰減曲線(圖6所示)的平坦部分之后的混響衰減曲線形狀。
高密度/低密度選擇(High Density/Low Density Selection)——該系統(tǒng)允許選擇高密度或低密度混響模式。在低密度模式下，由該延遲控件10e指定的延遲數(shù)未被級聯(lián)。在高密度模式下，第一混響信號產(chǎn)生器的輸出與第二混響信號產(chǎn)生器級聯(lián)以產(chǎn)生大量混響波形采樣，如隨后所討論的。該選擇可通過復(fù)選框(圖4所示)或任何其它適合的選擇技術(shù)而做出。通過舉例方式，如果該延遲控件10e被設(shè)定為指定23個(gè)采樣，且該高密度模式被選擇，則這23個(gè)延遲的每一個(gè)均產(chǎn)生額外的23個(gè)延遲，從而導(dǎo)致23*23＝529個(gè)混響延遲。產(chǎn)生一列增益值對的處理技術(shù)當(dāng)前被披露的系統(tǒng)內(nèi)利用來自用戶控件的參數(shù)產(chǎn)生一列增益值對的信號處理技術(shù)在圖5a-5b內(nèi)被說明。
用于產(chǎn)生一列增益值對的系統(tǒng)200包括時(shí)間標(biāo)度表202，其包括延遲或采樣數(shù)以及從輸入信號到混響衰減曲線上的點(diǎn)的對應(yīng)時(shí)間。延遲是由循環(huán)緩沖器產(chǎn)生的輸入信號的延時(shí)復(fù)制品，該循環(huán)緩沖器在存儲(chǔ)器內(nèi)作為抽頭延遲線106(圖1所示)。聽起來良好的混響具有在延遲之間單調(diào)增加的時(shí)間。固定間隔產(chǎn)生嗡嗡或鈴聲效果，隨意間隔產(chǎn)生噪聲，而在混響信號幾乎不衰減時(shí)太多間隔變化產(chǎn)生音調(diào)快速降低的感覺。如果一個(gè)人仔細(xì)收聽鼓掌聲，當(dāng)反射從越來越遠(yuǎn)距離的表面上到達(dá)時(shí)，其顯得在真實(shí)室內(nèi)的混響產(chǎn)生降低的音調(diào)。太多此種效果通常被認(rèn)為是不悅耳的。
通過利用任意數(shù)字、指數(shù)增加間隔的公式或延遲不同部分的分別公式，或通過繪制曲線且沿著該曲線測量不同點(diǎn)上的值，該時(shí)間標(biāo)度表202可被產(chǎn)生。在圖5a所描述的示范性時(shí)間標(biāo)度表202中，首先三個(gè)和最后兩個(gè)延遲的時(shí)間顯示了該間隔在近似12微秒時(shí)開始而在5毫秒時(shí)結(jié)束，其中最后延遲(數(shù)1793)在6秒時(shí)出現(xiàn)，間隔率是417/1。此間隔率不同于現(xiàn)有的電子混響和在真實(shí)室內(nèi)產(chǎn)生的混響，典型地在后一種情形下在直接或輸入信號之后的首先15毫秒期間沒有反射信號被觀測到。
在示出的實(shí)施例中，最大混響延遲(在低密度模式下，如隨后所描述的)是6秒。盡管在示出的實(shí)施例中該最大混響延遲是6秒(在低密度模式下)，但需要理解的是，對于給定系統(tǒng)的最大混響時(shí)間是一個(gè)設(shè)計(jì)選擇問題。通過利用鼠標(biāo)驅(qū)使的最大時(shí)間控件10d(圖4和圖5a所示)在計(jì)算機(jī)顯示器選擇僅使用6秒時(shí)間標(biāo)度的一部分的實(shí)際混響持續(xù)時(shí)間。此總的混響時(shí)期被分成四個(gè)時(shí)期，即最小時(shí)間、前沿時(shí)間、平坦時(shí)間和剩余的衰退時(shí)間。在圖6中說明了示范性衰減曲線。如圖所示，該衰減曲線包括由該最小時(shí)間控件10c(圖4和圖5a所示)確定的偏移時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，該衰減曲線的前沿部分(被指定為LE)包括一般在90度至270度之間延伸的正弦波形的一部分。該衰減曲線之前沿部分的長度由該前沿時(shí)間控件10a(圖4和圖5a所示)所確定。該衰減曲線的前沿部分的峰值增益由該前沿DB控件10f(圖4和圖5b所示)所設(shè)定。該峰值增益對應(yīng)于該衰減曲線的前沿部分開始處(或最左邊沿)的增益。在該前沿部分之后，該衰減曲線包括一個(gè)平坦時(shí)間(FT)部分，在此期間該混響衰減曲線顯示固定增益，例如單位增益。為了防止混響波形信號覆寫輸入信號，該衰減曲線的平坦部分的增益小于單位一。該衰減曲線的平坦時(shí)間部分的長度由該平坦時(shí)間控件10b(圖4和圖5a所示)指定。在該衰減曲線的平坦時(shí)間部分之后，該衰減曲線包括衰退時(shí)間(DT)部分。該衰退時(shí)間部分自該衰減曲線的平坦時(shí)間部分的末端延伸至該混響波形的末端，其等于由該最大時(shí)間控件10d(圖4和圖5a所示)指定的時(shí)期。
參考圖5a，該前沿時(shí)間表204顯示了前沿時(shí)期的首先三個(gè)和最后兩個(gè)延遲，在說明性的范例中，該前沿時(shí)期被該前沿時(shí)間控件10a設(shè)定在9.376毫秒。在該前沿(LE)時(shí)間部分(圖6所示)，在示出的范例中，增益自最大增益6.3DB減少到0DB或在該前沿時(shí)期末端的延遲數(shù)147時(shí)的單位增益。該前沿時(shí)間表204可被包括在不同于時(shí)間標(biāo)度表202的表格中，或作為該時(shí)間標(biāo)度表202內(nèi)的條目，被指定為組成該前沿時(shí)間表204條目。
平坦時(shí)間表206顯示了在9.376毫秒開始且在59.377毫秒、延遲數(shù)278處結(jié)束的平坦時(shí)期的首先三個(gè)和最后兩個(gè)延遲。如圖5a中示范性描述的，該平坦時(shí)期被指定為50毫秒，且該平坦時(shí)期在9.376毫秒時(shí)開始，其對應(yīng)于該衰減曲線的前沿部分的末端。在該平坦時(shí)期期間，該曲線展示固定增益(即在所示的范例中為0DB)。因?yàn)樵谒镜姆独?，該平坦時(shí)間控件10b指定平坦時(shí)期(FT)為50.00毫秒，該平坦時(shí)期在近似舍入到59.377毫秒處結(jié)束，對應(yīng)于在平坦時(shí)間表206內(nèi)描述的59.377毫秒時(shí)的采樣278。在一個(gè)實(shí)施例中，前沿時(shí)間控件10a和平坦時(shí)間控件10b的實(shí)際全標(biāo)度范圍隨著最大時(shí)間控件10d的設(shè)定而改變，以使最大時(shí)間設(shè)定盡可能短到10毫秒。
最小時(shí)間控件10c指定時(shí)間偏移，該時(shí)間偏移被加到時(shí)間標(biāo)度表202內(nèi)的所有時(shí)間上。在說明性的實(shí)施例中，對于該時(shí)間標(biāo)度表202內(nèi)的所有時(shí)間該最小時(shí)間控件10c允許從40微秒到100毫秒的任何偏移時(shí)間。如圖5a所舉例說明的，將由該最小時(shí)間控件10c指定的最小時(shí)間(3毫秒)加到該時(shí)間標(biāo)度表202從而產(chǎn)生了相加最小時(shí)間表208。在本范例中，該相加最小時(shí)間表208說明在該時(shí)間標(biāo)度表202內(nèi)的時(shí)間已都增加了由該最小時(shí)間控件10c指定的3毫秒。在該平坦時(shí)間部分之后的剩余時(shí)間是延伸至由該最大時(shí)間控件10d指定的衰減曲線的末端的衰減曲線的部分，在此期間混響信號增益衰退。
如前所提到的，延遲控件10e設(shè)定被使用的總延遲數(shù)。在本范例中，延遲或采樣數(shù)可能在21和1611之間，依賴于由該最大時(shí)間控件10d確定的最大時(shí)間設(shè)定。
在圖5a所描述的說明性范例中，最大時(shí)間控件10d被設(shè)定在1003毫秒。此選擇在延遲769處切斷了相加最小時(shí)間表208，以產(chǎn)生最大時(shí)間表210。需要注意的是，該最大時(shí)間表210可被提供作為該相加最小時(shí)間表208的選項(xiàng)或子集。
該延遲控件10e實(shí)際上是延遲密度控件但讀出總延遲數(shù)。其滿標(biāo)度范圍被最大時(shí)間控件設(shè)定所影響，對于較長的時(shí)間提供較多的延遲。在該最大時(shí)間控件10d的滿標(biāo)度設(shè)定時(shí)，該延遲控件10e的范圍是202至1611個(gè)延遲。1611個(gè)延遲對應(yīng)于時(shí)間標(biāo)度表202上的5秒。在最短的最大時(shí)間和最小時(shí)間設(shè)定合計(jì)僅為10毫秒時(shí)，在所示的范例中的延遲控件的范圍在21至138之間。單一延遲的設(shè)定也可被提供。
通過在最大時(shí)間表210內(nèi)跳躍一些行，該延遲控件10e運(yùn)行以產(chǎn)生較少延遲表212。在由該最大時(shí)間控件10d設(shè)立的1003毫秒最大值時(shí)，延遲控件10e設(shè)定具有223個(gè)延遲，該結(jié)果被顯示在該較少延遲表212內(nèi)。在該較少延遲表212內(nèi)，通過舍入到最近的采樣，延遲時(shí)間以假定的采樣率88200Hz被轉(zhuǎn)換為采樣時(shí)間。每11.338微秒采樣重現(xiàn)。更特別地，這些223個(gè)采樣的第一采樣在3.011毫秒時(shí)出現(xiàn)。以11.337868微秒的采樣時(shí)間除3.011毫秒的結(jié)果近似等于266，指示第一延遲采樣對應(yīng)于第266個(gè)采樣時(shí)間。類似地，第223個(gè)延遲時(shí)間在由該最大時(shí)間控件10d設(shè)立的最大時(shí)間時(shí)出現(xiàn)，在本發(fā)明范例中該最大時(shí)間是1003毫秒。1003毫秒對應(yīng)于以采樣率88200Hz采樣的第88465個(gè)采樣。
通過使用在該最大時(shí)間表210內(nèi)在被包括在該最大時(shí)間表210內(nèi)的那些采樣之間跳躍2或3個(gè)采樣之后剩余的那些采樣，特定采樣可被減少。在該最大時(shí)間表210內(nèi)，最后延遲是數(shù)769，然而在較少延遲表212內(nèi)，延遲數(shù)僅是223個(gè)延遲，最后的延遲出現(xiàn)在延遲數(shù)769的時(shí)間(即1003毫秒)。比率769/223等于3.448。因此，通過在該最大時(shí)間表210內(nèi)每3.448-1＝2.448個(gè)采樣進(jìn)行跳躍，采樣數(shù)從769減少到223。因?yàn)椴豢赡芴S小數(shù)的采樣數(shù)，因此必須舍入為最接近的采樣數(shù)，該被跳過的數(shù)變成2或3(平均接近2.448)。
該前沿DB控件10f、該衰退DB控件10g以及該衰退線性控件10h(圖5b所示)修改在前沿時(shí)間和衰退時(shí)期出現(xiàn)的每一采樣增益。這些控件僅對該較少延遲表212內(nèi)(圖5a所示)被選擇出的延遲通過跳躍行而進(jìn)行操作。更特別地，這些控件在本發(fā)明范例中僅對223個(gè)被選擇出的延遲進(jìn)行操作。在本范例中的該前沿DB控件10f已以+6.3DB設(shè)定第一延遲的增益。此后，每一連續(xù)延遲的增益較低，在延遲43(對應(yīng)于該前沿時(shí)間表204內(nèi)的延遲147)時(shí)達(dá)到了0.0DB，是該混響衰減曲線的前沿(LE)部分的末端。前沿DB表214(圖5b所示)顯示了在該混響衰減曲線的前沿部分首先三個(gè)和最后兩個(gè)延遲的增益。此衰退對延遲數(shù)的形狀可再次被設(shè)計(jì)者所指定?？墒褂镁€性延遲。為了更強(qiáng)調(diào)首先的一些延遲，在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)半正弦波形被使用。該前沿DB控件10f的全范圍從40DB過沖到40DB下沖。
在本范例中自延遲43延伸到延遲81的平坦時(shí)間部分，對于每一延遲該增益是1.00(或如可被指定的其它小于單位一的固定增益)。在本范例的延遲81和延遲223之間，增益逐漸減少由該衰退DB控件10g設(shè)立的增益，從0DB到-48.6DB，如在該衰退DB表216內(nèi)所示的(圖5b所示)。如果該增益線性減少，即在每一連續(xù)的延遲是-0.34DB，則中點(diǎn)延遲數(shù)152具有-24.3DB的增益，其是最大衰減的一半。
為了產(chǎn)生想要的混響效果，該混響衰減曲線的衰退部分的形狀可利用該衰退線性控件10h(圖5b所示)從直線被修改成凸出或凹陷曲線(或其它想要的曲線)(圖6所示)。在此范例中設(shè)定該控件在直線之下以產(chǎn)生凹陷衰退的結(jié)果被顯示在該衰退線性表218內(nèi)(圖5b所示)。如圖5b和圖6所描述的，在連續(xù)延遲之間的DB變化在該衰退時(shí)期開始時(shí)增加，而在該衰退時(shí)期結(jié)束時(shí)減少。現(xiàn)在該中點(diǎn)延遲152具有-30.4的減少的增益。收聽效果在較長時(shí)間的混響增加，而在較短時(shí)間的混響降低。
對于示范性控件設(shè)定的增益對延遲數(shù)被描述在DB對延遲表220內(nèi)，且對于每一延遲的示范性極性指派在極性表222(圖5b所示)內(nèi)被指定。隨后將詳細(xì)討論對相應(yīng)延遲選擇極性的基礎(chǔ)。
該DB對延遲表220的輸出是一組系數(shù)，被發(fā)送到該抽頭延遲線106(圖1所示)且需要轉(zhuǎn)化為采樣數(shù)及具有指定極性的增益。在極性表222內(nèi)的一列極性對每一采樣定義極性。典型地對于如圖5b所示的低密度混響，首先大約25％的延遲被指定為交變的極性，而剩余的75％被指定與直接信號相同的正極性。對于特定設(shè)置而言反轉(zhuǎn)一些極性是必要的，以避免頻率響應(yīng)中的突出峰值且提供相當(dāng)一致的梳狀濾波器。
在一個(gè)v實(shí)施例中，被顯示在輸出方框224(圖5b所示)內(nèi)的該列示范性增益值對被指定以產(chǎn)生輸入信號的一連串延時(shí)版本，相對于由均衡器802和804設(shè)定的輸入信號增益而言，該輸入信號在高頻(即＞2千赫)時(shí)的增益比低頻(即＜200赫)時(shí)的增益大(圖8所示)。在相對該輸入信號的頻率響應(yīng)和該混響波形信號的頻率響應(yīng)之間的關(guān)系已被觀察出，以對某些音樂源產(chǎn)生普遍所期望的混響特性。
該輸出方框224包括采樣標(biāo)識(shí)符和該列中每一增益值對的增益系數(shù)。出于簡化說明的目的，僅每一部分的開始和結(jié)束采樣數(shù)連同對于每一增益值對可用的增益被顯示出。該衰退部分也顯示出中點(diǎn)采樣的增益。
這些控件的調(diào)整導(dǎo)致產(chǎn)生數(shù)個(gè)表格。在各自表格中的條目在運(yùn)行時(shí)間被使用以提供與特定采樣數(shù)有關(guān)的固定常數(shù)。
如先前所述增加中間值可產(chǎn)生相對于直接信號而言太大的混響波形信號。因此，衰減是必需的。濕增益控件14a(圖4所示)與該輸出方框224(圖5b所示)有關(guān)且提供必要的衰減。此控件也可提供在該求和器110內(nèi)使用的標(biāo)量以提供期望的衰減。通過在收聽時(shí)調(diào)整該控件，其通?？杀辉O(shè)定。每一滑塊控件具有混響響度上的效果及其特性?；瑝K控件對于8個(gè)滑塊中的每一個(gè)具有相關(guān)的憑經(jīng)驗(yàn)改良的增益校正，從而滑塊設(shè)定對增益的影響非常小。當(dāng)調(diào)整被施加到單獨(dú)的滑塊控件時(shí)，該輸出方框224的濕增益據(jù)此被修改。然而，收聽者仔細(xì)調(diào)整混響增益對于每一段音樂是需要的，因?yàn)榛祉憣χ苯有盘柕钠胶獗匦柙?.5DB內(nèi)。增益調(diào)整不必在該輸出方框224內(nèi)完成。其同樣可在到混響系統(tǒng)的輸入信號上被執(zhí)行。
當(dāng)被用于高密度(級聯(lián))配置中時(shí)，有兩個(gè)幾乎同樣的輸出方框224，一個(gè)遞送系數(shù)給延遲線106.1，而另一個(gè)遞送系數(shù)給延遲線106.2(圖3所示)。如隨后所討論的，在第一輸出方框內(nèi)的列表具有交變的增益極性，而在第二輸出方框內(nèi)的所有列表具有正極性。合并地，該第一輸出方框的微分效果和該第二輸出方框的積分效果產(chǎn)生具有數(shù)個(gè)延遲平方的相當(dāng)一致的梳狀濾波輸出。這沒有消除均衡化的需要，但減少了所需均衡的數(shù)量。
被提供給用戶的控件可控制多個(gè)聲道或個(gè)別聲道。例如，一組控件可為前中央的聲道指定混響特性，而另一組控件可為前左和前右的聲道指定混響特性。另外，在用戶選擇之后，用于前左及前右聲道的相同控件也可被用于前中央聲道。此外，另一組控件可被提供給后左及后右聲道，且在用戶選擇之后，相同的控件也可被用于側(cè)左及側(cè)右聲道或使用一個(gè)個(gè)別組。
混響衰減曲線當(dāng)直接信號的延遲版本被加到該直接信號時(shí)，發(fā)生梳狀濾波。對于正弦波形輸入而言，延遲信號的相移與其延遲及其頻率二者成比例。當(dāng)頻率增加時(shí)，其相位從與直接信號同相循環(huán)到異相，該總和導(dǎo)致頻率響應(yīng)內(nèi)的交變峰值和谷值。
由于直接信號的向量加和所有反射(延遲)的原因，在開始由短的初始延遲和高密度反射引起的問題是不舒適的音響、在梳狀濾波頻率響應(yīng)內(nèi)的較大、較慢的變化。三種方法被披露用于通過控制單獨(dú)延遲的極性而有效地調(diào)出這些變化。影響調(diào)音的其它因素是混響衰退的形狀和時(shí)間以及總的延遲數(shù)。
如果這些延遲的極性所有都是正的(意思是與該直接信號同相)，如在該極性表222內(nèi)所指定的，則效果類似于信號的積分。頻率響應(yīng)朝向高頻衰落，類似于積分器。這使得聲音在低音部時(shí)非常重。如果極性改變從而延遲的一半是正而另一半是負(fù)，則該效果類似于信號的微分。頻率響應(yīng)朝向高頻增加，類似于微分器，使得聲音非常微弱。在每一情形中，詳細(xì)的頻率響應(yīng)不是直線；由于梳狀濾波的原因該頻率響應(yīng)具有波紋。
通過使得首先近似25％的延遲極性交變而剩余的延遲極性都為正，而組合這兩種效果，以產(chǎn)生具有低音增強(qiáng)和高音增強(qiáng)的混響。此極性配置在圖7中被描述。當(dāng)將適當(dāng)量加入到該直接信號時(shí)，此效果產(chǎn)生悅耳的聲音混響。將個(gè)別的音調(diào)控制均衡加入到該混響和該直接信號以進(jìn)一步凈化聲音。
有效地調(diào)出在梳狀濾波頻率響應(yīng)內(nèi)的主要變化的第二種方法是使用兩個(gè)級聯(lián)混響產(chǎn)生器，一個(gè)具有交變極性，另一個(gè)具有單一極性。級聯(lián)混響產(chǎn)生器(在本領(lǐng)域是已知的)具有以下優(yōu)點(diǎn)使所有產(chǎn)生器內(nèi)的延遲數(shù)彼此相乘以在長延遲時(shí)獲得高密度。使用具有上升頻率響應(yīng)的一個(gè)產(chǎn)生器饋送另一具有下降頻率響應(yīng)的產(chǎn)生器，以產(chǎn)生具有相當(dāng)水平的梳狀濾波器響應(yīng)的高密度系統(tǒng)。與少量均衡相組合，此系統(tǒng)在從短到長的混響廣范圍之上運(yùn)行良好。
調(diào)出梳狀濾波頻率響應(yīng)內(nèi)的主要變化的第三種方法是單獨(dú)地選擇每一延遲的極性。例如通過使用包括數(shù)百個(gè)復(fù)選框的計(jì)算機(jī)屏幕，這可以被容易地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)收聽到粉紅噪聲(在每一八度音階中具有相同的噪聲功率)且調(diào)出聽得見的峰值時(shí)，極性可被調(diào)整?？梢允褂?/3的八度音階噪聲頻帶或頻譜分析的其它方式測量平均增益。選擇很多極性是耗時(shí)的。這具有進(jìn)一步的缺點(diǎn)，當(dāng)收聽變成已調(diào)制的純低頻音調(diào)時(shí)，結(jié)果的極性反轉(zhuǎn)的相當(dāng)?shù)碾S機(jī)順序產(chǎn)生可聽得見的噪聲。因此，此方法最佳被用于對首先的兩種方法進(jìn)行微調(diào)。有時(shí)，其僅需要一個(gè)或兩個(gè)極性反轉(zhuǎn)以減少其它方法剩下的較小峰值。
在先前的人工混響系統(tǒng)中，除模擬真實(shí)的混響之外，在再現(xiàn)敲擊瞬態(tài)時(shí)避免短初始延遲的兩個(gè)原因是尖峰平均的頻率響應(yīng)和清晰度的損失。當(dāng)高頻混響超過該直接信號時(shí)，通過定形幅度衰退對時(shí)間，存在增強(qiáng)敲擊瞬態(tài)的機(jī)會(huì)。如果首先一些毫秒的延遲比隨后的延遲(過沖)大數(shù)個(gè)DB增益，則效果類似于前沿音量擴(kuò)大器，可給出更有影響力的敲擊瞬態(tài)。此外，高頻混響的約首先50毫秒具有及時(shí)展寬瞬態(tài)的效果，使得它們更容易被聽得見。
定形衰退曲線的另一益處是可以獲得密集聲音和持續(xù)1秒或超過1秒的熱烈的長混響。對于演唱者而言，這是類似于突然在浴室、在中等大小的室內(nèi)以及在較大的音樂廳歌唱。通過在首先的100毫秒內(nèi)提供固定的或近似固定的延遲增益區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)較小空間的清晰度。
原則上，通過使用三個(gè)不同的混響系統(tǒng)，對于三個(gè)不同大小房間的混響可被同時(shí)實(shí)現(xiàn)，所述三個(gè)不同的混響系統(tǒng)連接到它們輸出和的相同輸入。通過定形衰退曲線，當(dāng)前被披露的系統(tǒng)消除了此復(fù)雜度。當(dāng)混響的極高頻內(nèi)容通過均衡每一信號來有效地替代直接信號的高頻內(nèi)容時(shí)，其尤其工作良好。對于房間大小的變化，正確的形狀是可實(shí)現(xiàn)的。
在圖7、8、9和圖10中描述的波形圖闡明了上面的描述。圖7顯示了對于示范性單一的延遲線系統(tǒng)(例如在圖5a-5b中所示的)典型的每一延遲的幅度和極性對時(shí)間。需注意的是，時(shí)間標(biāo)度類似于但并非是精確的對數(shù)。時(shí)間標(biāo)度的選擇允許單獨(dú)延遲乍看是同等間隔分開地出現(xiàn)。然而，參考實(shí)際的時(shí)間，延遲間隔在350到1范圍之上從50微秒連續(xù)增加到17.5毫秒。出于說明的目的，對于488.6毫秒的混響波形，顯示的延遲數(shù)接近最小的可用數(shù)。
在本說明性范例中，至少488.6毫秒長的延遲線產(chǎn)生所有延遲線位置。每一垂直線的高度代表特定延遲的增益系數(shù)(正的或負(fù)的)。延時(shí)的波形的所有采樣可以被求和以產(chǎn)生混響波形信號。如果每一垂直線的寬度接近零，則圖7代表抽頭延遲線的脈沖響應(yīng)。
在該抽頭延遲線806的輸出處的所有抽頭的向量加產(chǎn)生梳狀濾波且在圖7的情形中產(chǎn)生低音增強(qiáng)和高音增強(qiáng)。該系統(tǒng)的總頻率響應(yīng)進(jìn)一步被兩個(gè)均衡器的增益和相移以及求和器808的向量加所修改。當(dāng)這些均衡器被設(shè)定成系統(tǒng)聽起來被平衡時(shí)在，總輸出處發(fā)生的是由高于2KHz的混響逐漸替代該直接信號。在300Hz以下，該混響可能低于該直接信號12DB或更多以防止模糊的低音。當(dāng)由于梳狀濾波而使得詳細(xì)響應(yīng)具有擺動(dòng)時(shí)，平均頻率響應(yīng)可能僅偏離平坦部分一些DB。
在圖7中，延遲的首先近似25％顯示了交變極性。剩余的延遲全都是正的。如先前所解釋的，交變延遲趨向?qū)π盘柷笪⒎?，使得增加高頻響應(yīng)。具有相同極性的延遲趨向?qū)π盘柷蠓e分，使得增加低頻響應(yīng)。被組合的效果是低音增強(qiáng)及高音增強(qiáng)，且在中間頻率的下降接近500Hz。該系統(tǒng)向量加及頻率響應(yīng)進(jìn)一步被以下各項(xiàng)所影響從2.4毫秒至488.6毫秒的衰退形狀、2.4毫秒的短初始延遲的選擇以及這些均衡器中的相移。
在圖7中描述的衰退曲線具有三個(gè)區(qū)域僅持續(xù)5毫秒的過沖、在5和42毫秒之間的固定增益以及從42毫秒至488.6毫秒的衰退。該過沖區(qū)域增強(qiáng)了敲擊瞬態(tài)。該固定增益區(qū)域平滑高頻而不引起低沉聲音。該衰退區(qū)域增加較小房間的熱烈度。
在該舉例說明的范例中需注意的是，具有交變極性的延遲的近似25％在2.4毫秒初始延遲之后的7.4毫秒內(nèi)出現(xiàn)，不同于真實(shí)的或先前的人工混響。這些延遲在圖式中以50微秒但典型地在實(shí)際系統(tǒng)中以30微秒開始緊密地間隔。這是實(shí)際上所遺失的但實(shí)現(xiàn)真實(shí)清晰地平滑聲響高頻而不損失細(xì)節(jié)所必需的。
圖7代表在平均頻率響應(yīng)內(nèi)調(diào)出不想要的峰值的第一種方法。具有交變極性(隨后所有都是正極性)的混響波形采樣DE組合產(chǎn)生梳狀濾波器頻率響應(yīng)，其平均可被均衡器在大范圍的最大和最小延遲之上適當(dāng)?shù)仄胶?。對于未能被均衡器完全補(bǔ)償?shù)慕M合而言，衰退曲線的形狀的小變化、總延遲數(shù)以及初始及最大延遲一般能夠?qū)崿F(xiàn)悅耳的結(jié)果。在少量組合中，最后的調(diào)音可通過改變一些延遲的極性而被輔助完成。
對于具有較高密度延遲的較長混響而言，圖1中描述的單一混響波形采樣產(chǎn)生器可被第一和第二混響波形采樣產(chǎn)生器107.1和107.2(圖3所示)所替代。
圖8顯示了代表由第一混響產(chǎn)生器107.1(圖3所示)使用的衰減曲線的具有交變極性的增益值對的圖式。
圖9顯示了代表由第二混響波形采樣產(chǎn)生器107.2(圖3所示)使用的一列示范性增益值對的所有正增益值對。當(dāng)該第一波形采樣產(chǎn)生器產(chǎn)生第一當(dāng)前波形采樣時(shí)，這些采樣被輸入到該第二混響波形采樣產(chǎn)生器107.2(圖3所示)。如果被用于產(chǎn)生這些第一和第二當(dāng)前混響波形采樣的這些列增益值對相同，則效果是對第二串混響波形采樣的脈沖響應(yīng)內(nèi)的脈沖數(shù)求平方。該第一混響波形產(chǎn)生器107.1使用的該列增益值對的交變極性的微分效果，以及隨后由該第二混響波形采樣產(chǎn)生器107.2使用的第二列增益值對的正極性的積分效果減少，但未能消除均衡的需求。需注意的是，當(dāng)兩個(gè)級聯(lián)的混響產(chǎn)生器107.1和107.2被使用時(shí)，假定相同的控件被用于產(chǎn)生這些列增益值對，則總的初始及最大延遲可被加倍。
在圖8和圖9中的每一圖中，幅度連續(xù)衰退而沒有過沖及固定增益區(qū)域。如果在首先的100毫秒期間存在足夠快的衰退，則此類型的曲線可產(chǎn)生清晰的聲音。否則至少需要一些過沖。
圖10顯示了在首先的50毫秒內(nèi)的較慢速率的衰退。此類型的曲線對于故意增加低沉的聲音到元音是有用的。為了增強(qiáng)清晰度，優(yōu)選地增加一些過沖。
相關(guān)性在真實(shí)的房間內(nèi)，由于反射表面的自然不對稱，左聲道的混響不同于右聲道的混響。左及右混響成分不相關(guān)。聽得見的去相關(guān)效果放寬了聲像。如果所有聲道的時(shí)間標(biāo)度表都相同，導(dǎo)致影像匹配直接信號，則此處描述的系統(tǒng)產(chǎn)生相關(guān)的混響。對于一些音樂而言，一定程度上去相關(guān)會(huì)使聲響更悅耳的。在此系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，額外的滑塊控件(圖未示)調(diào)整聲道時(shí)間標(biāo)度表的所有延遲時(shí)間，從而它們以可控?cái)?shù)量不同于彼此，產(chǎn)生可控的去相關(guān)。例如，對于產(chǎn)生稍微較寬立體聲影像的稍微去相關(guān)而言，左聲道時(shí)間可乘以1.005，而同時(shí)右聲道時(shí)間可乘以0.995。對于非常高度的去相關(guān)而言，當(dāng)右聲道時(shí)間乘以0.90時(shí)，左聲道時(shí)間可乘以1.1。類似控件以各種組合形式可在前、后及側(cè)聲道之間產(chǎn)生時(shí)間差異，用于有效控制收聽者感覺到的聲學(xué)空間形狀。
上述數(shù)字處理功能可通過使用在存儲(chǔ)器之外執(zhí)行指令的編程的計(jì)算機(jī)、在執(zhí)行此處描述的功能的硬件控制器內(nèi)或在硬件及軟件組合內(nèi)被執(zhí)行。此外，由計(jì)算部件和求和器執(zhí)行的操作可由諸如預(yù)先被編程的處理器、DSP之類的單一部件或以單獨(dú)的或組合形式出現(xiàn)的任何其它適合的硬件或軟件部件來執(zhí)行。
本文描述了用于提供改良混響的系統(tǒng)和方法，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員需要注意的是，可對上述系統(tǒng)和方法做出各種各樣修改和變化，而不脫離本文披露的本發(fā)明觀念。因此，本發(fā)明僅由所附的權(quán)利要求書的范圍和精神所限制。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，用于根據(jù)輸入波形電子地產(chǎn)生人工混響波形，所述輸入波形包括一連串具有相關(guān)輸入采樣幅度的數(shù)字采樣，所述系統(tǒng)包括第一數(shù)字延遲線，用于接收且存儲(chǔ)所述輸入采樣幅度，所述第一延遲線具有多個(gè)延遲線位置；至少一個(gè)存儲(chǔ)器，包括第一列增益值對，所述增益值對中的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值及對應(yīng)于增益值的第二值，其中所述增益值對包括第一、第二及第三組增益值對，其中所述第一組內(nèi)的第一值小于所述第二組內(nèi)的第一值，且所述第二組內(nèi)的第一值小于所述第三組內(nèi)的第一值，其中所述第二組內(nèi)的所述第二值的大小一般等于參考值，所述第一組內(nèi)的所述第二值的大小大于所述參考值的大小，而所述第三組內(nèi)的所述第二值的大小小于所述參考值；以及第一計(jì)算部件，用于產(chǎn)生具有第一串混響采樣幅度的第一混響波形，所述第一計(jì)算部件在與至少一些已接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作，以通過以下各步驟計(jì)算每一第一當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第一列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第一延遲線位置中的特定一些第一延遲線位置，對于每一被識(shí)別出的第一延遲線位置，根據(jù)包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第一中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第一中間采樣值求和，以獲得相應(yīng)的第一當(dāng)前混響采樣幅度。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括求和器，通過對每一第一當(dāng)前混響采樣的縮放幅度和當(dāng)前輸入波形采樣的縮放幅度求和，以產(chǎn)生具有第一復(fù)合波形采樣幅度的第一復(fù)合波形采樣。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件以等于接收到的輸入采樣速率的速率周期性地計(jì)算所述第一當(dāng)前混響波形采樣幅度。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一組增益值對內(nèi)的最小時(shí)間延遲值小于或等于15毫秒。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件進(jìn)一步用于將指定的時(shí)間延遲值加上用于產(chǎn)生每一增益值對的所述第一值的值。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件通過將與被用于識(shí)別所述相應(yīng)延遲線位置的所述第一值相關(guān)的所述第二值乘以被包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的所述幅度而產(chǎn)生所述第一中間采樣值。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有相同極性的第二值，以及所述第一列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有交變極性的第二值。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件通過以下各方式中的至少一種方式產(chǎn)生所述增益值對的所述第二值從至少一個(gè)表格中選擇所述值；使用至少一個(gè)公式產(chǎn)生所述值；根據(jù)表示圖表的數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述值；以及根據(jù)測量結(jié)果產(chǎn)生所述值。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件包括處理器，執(zhí)行來自所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器的指令。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一用戶可設(shè)定控件，用于指定增益值對的數(shù)目；第二用戶可設(shè)定控件，用于指定在所述第二組增益值對內(nèi)的最大時(shí)間延遲值；第三用戶可設(shè)定控件，用于指定在所述第一組增益值對內(nèi)第一和最后時(shí)間延遲值之間的時(shí)間間隔。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器包括多列可訪問的增益值對，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括選擇器，用于由用戶選擇被用作所述第一列增益值對的所述多列可訪問的增益值對之一。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括均衡器，被插在所述輸入波形采樣的信源和所述第一延遲線之間，所述均衡器用于產(chǎn)生輸入信號給高頻增益增加的所述第一延遲線，以產(chǎn)生第一混響波形，相對于所述輸入波形，所述第一混響波形在高于2千赫頻率的增益比在低于200赫頻率的增益高。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二數(shù)字延遲線，與所述第一計(jì)算部件相通信且接收所述第一串混響波形采樣，所述第二數(shù)字延遲線具有多個(gè)延遲線位置；所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器包括第二列增益值對，在所述第二列中所述增益值對中的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值和對應(yīng)于增益值的第二值，其中所述增益值對包括第一、第二及第三組增益值對，其中，所述第一組內(nèi)的第一值小于所述第二組內(nèi)的第一值，而所述第二組內(nèi)的第一值小于所述第三組內(nèi)的第一值，其中所述第二組內(nèi)的所述第二值的大小一般等于參考值，所述第一組內(nèi)的所述第二值的大小大于所述參考值的大小，而所述第三組內(nèi)的所述第二值的大小小于所述參考值；第二計(jì)算部件，用于產(chǎn)生第二串混響采樣幅度，所述第二計(jì)算部件在與至少一些已接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期通過以下各步驟計(jì)算每一第二當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第二列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第二延遲線條目中的特定的一些第二延遲線條目，對于每一被識(shí)別出的第二延遲線位置，根據(jù)包括在相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第二中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第二中間值求和，以獲得相應(yīng)的第二當(dāng)前混響采樣幅度。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括求和器，通過對縮放的當(dāng)前輸入采樣幅度和縮放的第二當(dāng)前混響采樣幅度求和，產(chǎn)生一連串復(fù)合波形采樣幅度。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一和第二列增益值對中的對應(yīng)條目內(nèi)的所述第二值的大小是相同的。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二計(jì)算部件包括相同的計(jì)算部件。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述第二列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有相同極性的第二值，以及所述第一列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有交變極性的第二值。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二列增益值對中一個(gè)的所有所述第二值具有相同極性，而所述第一和第二列增益值對中另一個(gè)的所有所述第二值具有交變極性。
19.一種系統(tǒng)，用于根據(jù)輸入波形電子地產(chǎn)生人工混響波形，所述輸入波形包括一連串具有相關(guān)輸入采樣幅度的數(shù)字采樣，所述系統(tǒng)包括第一數(shù)字延遲線，用于接收且存儲(chǔ)所述輸入采樣幅度，所述第一延遲線具有多個(gè)延遲線位置；至少一個(gè)存儲(chǔ)器，包括第一列增益值對，所述增益值對的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值及對應(yīng)于增益值的第二值，其中所述第一值中的至少一個(gè)與小于或等于15毫秒的時(shí)間延遲相關(guān)；以及第一計(jì)算部件，用于產(chǎn)生第一串混響采樣幅度，所述第一計(jì)算部件在與至少一些已接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作，以通過以下各步驟計(jì)算每一第一當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第一列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第一延遲線位置中的特定一些第一延遲線位置，對于每一被識(shí)別出的第一延遲線位置，根據(jù)包括在相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第一中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第一中間采樣值求和，以獲得相應(yīng)的第一當(dāng)前混響采樣幅度。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括求和器，用以對每一第一當(dāng)前混響采樣的縮放幅度和每一當(dāng)前輸入波形采樣的縮放幅度求和，以產(chǎn)生具有第一復(fù)合波形采樣幅度的第一復(fù)合波形采樣。
21.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件以等于接收到的輸入采樣速率的速率周期性地計(jì)算所述當(dāng)前混響波形采樣幅度。
22.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件進(jìn)一步用于將指定的時(shí)間延遲值加上用于產(chǎn)生每一增益值對的所述第一值的值。
23.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件通過將與被用于識(shí)別所述相應(yīng)延遲線位置的所述第一值相關(guān)的所述第二值乘以被包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的所述幅度而產(chǎn)生所述第一中間采樣值。
24.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第一列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有相同極性的第二值，以及所述第一列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有交變極性的第二值。
25.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件通過以下各方式中的至少一種方式產(chǎn)生所述增益值對的所述第二值從至少一個(gè)表格中選擇所述值；使用至少一個(gè)公式產(chǎn)生所述值；根據(jù)表示圖表的數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述值；以及根據(jù)測量結(jié)果產(chǎn)生所述值。
26.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計(jì)算部件包括處理器，執(zhí)行來自所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器的指令。
27.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器包括多列可訪問的增益值對，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括選擇器，用于由用戶選擇被用作所述第一列增益值對的所述多列可訪問的增益值對之一。
28.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括均衡器，被插在所述輸入波形采樣的信源和所述第一延遲線之間，所述均衡器用于產(chǎn)生輸入信號給高頻增益增加的所述第一延遲線，以產(chǎn)生第一混響波形，相對于所述輸入波形，所述第一混響波形在高于2千赫頻率的增益比在低于200赫頻率的增益高。
29.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二數(shù)字延遲線，與所述第一計(jì)算部件相通信且接收所述第一串混響波形采樣，所述第二數(shù)字延遲線具有多個(gè)延遲線位置；所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器包括第二列增益值對，在所述第二列中所述增益值對中的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值和對應(yīng)于增益值的第二值；第二計(jì)算部件，用于產(chǎn)生第二串混響采樣幅度，所述第二計(jì)算部件在與至少一些已接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期通過以下各步驟計(jì)算每一第二當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第二列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第二延遲線位置中的特定的一些第二延遲線位置，對于每一被識(shí)別出的第二延遲線位置，產(chǎn)根據(jù)包括在相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第二中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第二中間值求和，以獲得相應(yīng)的第二當(dāng)前混響采樣幅度。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括求和器，通過對每一第一當(dāng)前混響采樣的縮放幅度和當(dāng)前輸入波形采樣的縮放幅度求和，以產(chǎn)生具有第一復(fù)合波形采樣幅度的第一復(fù)合波形采樣。
31.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一和第二列增益值對中的對應(yīng)條目內(nèi)的所述第二值的大小是相同的。
32.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二計(jì)算部件被包括在單一的計(jì)算部件內(nèi)。
33.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，所述第二列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有相同極性的第二值，以及所述第二列增益值對中的至少一些連續(xù)增益值對具有交變極性的第二值。
34.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，在所述列增益值對的一個(gè)中的所有第二值具有相同極性，而在所述列增益值對的另一個(gè)中的所有第二值具有交變極性。
35.一種系統(tǒng)，用于根據(jù)輸入波形電子地產(chǎn)生人工混響波形，所述輸入波形包括一連串具有相關(guān)輸入采樣幅度的數(shù)字采樣，所述系統(tǒng)包括第一數(shù)字延遲線，用于接收且存儲(chǔ)所述輸入采樣幅度，所述第一延遲線具有多個(gè)第一延遲線位置；至少一個(gè)存儲(chǔ)器，包括第一和第二列增益值對，所述增益值對的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值及對應(yīng)于增益值的第二值，在所述第一和第二列的一個(gè)中的至少一些連續(xù)增益值對包括交變極性的第二值，而在所述第一和第二列的另一個(gè)中的至少一些連續(xù)增益值對包括相同極性的第二值；以及第一計(jì)算部件，用于產(chǎn)生第一串混響采樣幅度，所述第一部件在與至少一些已接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作，以通過以下各步驟計(jì)算每一第一當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第一列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第一延遲線位置中的特定一些第一延遲線位置，對于每一被識(shí)別出的第一延遲線位置，根據(jù)包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第一中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第一中間采樣值求和，以獲得相應(yīng)的第一當(dāng)前混響采樣幅度；第二數(shù)字延遲線，用于接收且存儲(chǔ)所述混響采樣幅度；第二計(jì)算部件，用于產(chǎn)生第二串混響采樣幅度，所述第二計(jì)算部件在與至少一些已接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作以通過以下各步驟計(jì)算每一第二當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第二列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第二延遲線條目中的特定一些第二延遲線條目，對于每一被識(shí)別出的第二延遲線位置，根據(jù)包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第二中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第二中間值求和，以獲得相應(yīng)的第二當(dāng)前混響采樣幅度。
36.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括求和器，通過對每一第二當(dāng)前混響采樣的縮放幅度和每一當(dāng)前輸入波形采樣的縮放幅度求和，以產(chǎn)生具有第一復(fù)合波形采樣幅度的第一復(fù)合波形采樣。
37.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二計(jì)算部件以等于接收到的輸入采樣速率的速率周期性地計(jì)算相應(yīng)的第一和第二當(dāng)前混響波形采樣幅度。
38.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二計(jì)算部件通過將與相應(yīng)的增益值對中的第一值相關(guān)的相應(yīng)第二值乘以被包括在相應(yīng)的第一和第二延遲線位置內(nèi)的幅度，而產(chǎn)生相應(yīng)的第一和第二中間采樣值。
39.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一列增益值對中的至少一些連續(xù)的增益值對具有相同極性的第二值，以及所述第一列增益值對中的至少一些連續(xù)的增益值對具有交變極性的第二值。
40.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二計(jì)算部件通過以下各方式中的至少一種方式產(chǎn)生所述增益值對的所述第二值從至少一個(gè)表格中選擇所述值；使用至少一個(gè)公式產(chǎn)生所述值；根據(jù)表示圖表的數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述值；以及根據(jù)測量結(jié)果產(chǎn)生所述值。
41.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二計(jì)算部件包括至少一個(gè)處理器，執(zhí)行來自所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器的指令。
42.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器包括多組可訪問的增益值對，每一組包括第一列增益值對和第二列增益值對，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括選擇器，用于由用戶選擇需被所述系統(tǒng)使用的所述組增益值對之一。
43.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括均衡器，被插在所述輸入波形采樣的信源和所述第一延遲線之間，所述均衡器用于產(chǎn)生輸入信號給高頻增益增加的所述第一延遲線，以產(chǎn)生第二混響波形，相對于所述輸入波形，所述第二混響波形在高于2千赫頻率的增益比在低于200赫頻率的增益高。
44.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二列均具有相同數(shù)目的增益值對，且在所述第一和第二列增益值對的對應(yīng)條目內(nèi)的第二值的大小是相同的。
45.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二計(jì)算部件被包括在單一計(jì)算部件內(nèi)。
46.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二列增益值對中一個(gè)的所有第二值具有相同極性，而所述第一和第二列增益值對中另一個(gè)的所有第二值具有交變極性。
47.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序用于根據(jù)輸入波形產(chǎn)生人工混響波形，所述輸入波形包括一連串具有相關(guān)輸入采樣幅度的數(shù)字采樣，所述計(jì)算機(jī)程序可在處理器上執(zhí)行且包括第一程序代碼，用于在第一數(shù)字延遲線內(nèi)存儲(chǔ)輸入采樣幅度，所述第一延遲線具有多個(gè)延遲線位置；第二程序代碼，用于提供第一列增益值對，所述增益值對中的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值以及對應(yīng)于增益值的第二值，其中所述增益值對包括第一、第二和第三組增益值對，其中所述第一組內(nèi)的第一值小于所述第二組內(nèi)的第一值，而所述第二組內(nèi)的第一值小于所述第三組內(nèi)的第一值，其中所述第二組內(nèi)的所述第二值的大小一般等于參考值，所述第一組內(nèi)的所述第二值的大小大于所述參考值的大小，而所述第三組內(nèi)的所述第二值的大小小于所述參考值；以及第三程序代碼，用于產(chǎn)生第一串混響采樣幅度，所述第三程序代碼可在與至少一些接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作，以通過以下各步驟計(jì)算每一第一當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第一列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第一延遲線位置中的特定一些第一延遲線位置，對于每一被識(shí)別出的第一延遲線位置，根據(jù)包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第一中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第一中間采樣值求和，以獲得相應(yīng)的第一當(dāng)前混響采樣幅度。
48.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序根據(jù)輸入波形產(chǎn)生人工混響波形，所述輸入波形包括一連串具有相關(guān)輸入采樣幅度的數(shù)字采樣，所述計(jì)算機(jī)程序可在處理器上執(zhí)行且包括第一程序代碼，用于在第一數(shù)字延遲線內(nèi)存儲(chǔ)輸入采樣幅度，所述第一數(shù)字延遲線具有多個(gè)延遲線位置；第二程序代碼，用于提供第一列增益值對，所述增益值對中的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值以及對應(yīng)于增益值的第二值，其中所述第一值的至少一個(gè)與小于或等于15毫秒的時(shí)間延遲相關(guān)；以及第三程序代碼，用于產(chǎn)生第一串混響采樣幅度，所述第三程序代碼可在與至少一些接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作，以通過以下各步驟計(jì)算每一第一當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第一列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第一延遲線位置中的特定一些第一延遲線位置，對于每一被識(shí)別出的第一延遲線位置，根據(jù)包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第一中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第一中間采樣值求和，以獲得相應(yīng)的第一當(dāng)前混響采樣幅度。
49.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序根據(jù)輸入波形產(chǎn)生人工混響波形，所述輸入波形包括一連串具有相關(guān)輸入采樣幅度的數(shù)字采樣，所述計(jì)算機(jī)程序可在處理器上執(zhí)行且包括第一程序代碼，用于在第一數(shù)字延遲線內(nèi)存儲(chǔ)輸入采樣幅度，所述第一數(shù)字延遲線具有多個(gè)延遲線位置；第二程序代碼，用于提供第一和第二列增益值對，所述增益值對中的每一對包括與時(shí)間延遲相關(guān)的第一值以及對應(yīng)于增益值的第二值，所述第一和第二列中一個(gè)的至少一些連續(xù)增益值對包括交變極性的增益值，而所述第一和第二列中另一個(gè)的至少一些連續(xù)增益值對包括相同極性的增益值；第三程序代碼，用于產(chǎn)生第一串混響采樣幅度，所述第三程序代碼可在與至少一些接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作，以通過以下各步驟計(jì)算每一第一當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第一列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第一延遲線位置中的特定一些第一延遲線位置，對于每一被識(shí)別出的第一延遲線位置，根據(jù)包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第一中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第一中間采樣值求和，以獲得相應(yīng)的第一當(dāng)前混響采樣幅度；第四程序代碼，用于在第二數(shù)字延遲線內(nèi)存儲(chǔ)所述第一當(dāng)前混響采樣幅度，所述第二數(shù)字延遲線具有多個(gè)第二延遲線位置；以及第五程序代碼，用于產(chǎn)生第二串混響采樣幅度，所述第五程序代碼可在與至少一些接收到的輸入采樣相關(guān)的時(shí)期操作，以通過以下各步驟計(jì)算每一第二當(dāng)前混響采樣幅度利用所述第二列增益值對內(nèi)的所述第一值識(shí)別所述第二延遲線條目中的特定一些第二延遲線條目，對于每一被識(shí)別出的第二延遲線位置，根據(jù)包括在所述相應(yīng)第一延遲線位置內(nèi)的幅度和與所述第一值相關(guān)的第二值產(chǎn)生第二中間采樣幅度值，以及對多個(gè)第二中間值求和，以獲得相應(yīng)的第二當(dāng)前混響采樣幅度。
全文摘要
一種電子混響系統(tǒng)，使用處理器產(chǎn)生多個(gè)延遲采樣，將這些延遲采樣附加到直接信號上以產(chǎn)生混響聲音。所披露的系統(tǒng)產(chǎn)生或使用一列增益值對，該列增益值對基于控件設(shè)定而產(chǎn)生或被提供作為固定系數(shù)。通過應(yīng)用這些系數(shù)以延遲采樣且對它們的幅度求和以產(chǎn)生混響波形采樣，該處理器產(chǎn)生混響采樣。將這些混響波形采樣附加到該直接信號上。
文檔編號H03G3/00GK101091309SQ200580044787
公開日2007年12月19日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者R·S·布爾溫 申請人:R·S·布爾溫