任意配置的揚聲器的立體聲拓寬的制作方法
【專利摘要】一種用于任意配置的揚聲器的有效且簡單的立體聲拓寬及其實時實現(xiàn)的系統(tǒng)和方法被公開。根據(jù)一個實施例，該系統(tǒng)包括五個處理單元：(1)升高處理單元；(2)側(cè)信號或差異信號處理單元；(3)中央信號處理單元；(4)雙聲道信號處理單元；以及(5)立體聲限幅器(以防止削波)單元。這五個處理單元中的任意處理單元可根據(jù)應(yīng)用被包括或省去?？傮w上來說，本發(fā)明的實施例提供了有效且簡單的立體聲拓寬方案，該立體聲拓寬方案具有良好的音頻質(zhì)量效果，而不具有對揚聲器的位置配置的顯著要求。例如，該提出方案可應(yīng)用于對稱立體聲揚聲器和非對稱立體聲揚聲器二者。
【專利說明】
任意配置的揚聲器的立體聲拓寬

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及處理信號。更特別地，本發(fā)明涉及用于處理音頻信號的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)立體聲揚聲器系統(tǒng)裝置通常包括左揚聲器和右揚聲器,二者位于同一水平面上，每個揚聲器與聽者的距離相等，即，傳統(tǒng)立體聲揚聲器系統(tǒng)具有對稱配置。對于對稱配置的立體聲揚聲器，存在三個主要的技術(shù)來拓寬其相應(yīng)的聲場。這些技術(shù)包括延時策略方式、極探測方式、和分離EQ方式。
[0003]在延時策略方式中，一個小的延時被引入到立體聲信號的一側(cè)中。具有幾毫秒量級的很短的延時一般不被感受為回聲，而被感受為在立體聲場中改變源信號的表觀位置。一旦延時超過5ms,該效果不太明顯。但是,隨著延時超過15ms,聽者的耳朵將越來越能夠把該延時的信號辨別為分離的聲音，這是不希望發(fā)生的。
[0004]極探測方式是拿出左聲道的一小部分，反轉(zhuǎn)極性并將其混合到右聲道中，反之亦然。
[0005]在分離EQ方式中，在左聲道和右聲道上的互補EQ設(shè)置將強化二者之間的差異，因此創(chuàng)造了更多的寬度感。在EQ設(shè)置精確匹配的條件下，這會產(chǎn)生非常微弱的寬度增強。
[0006]以上所有方式不適用于非對稱的立體聲揚聲器系統(tǒng)(例如，揚聲器彼此位置非常接近和/或位于不同水平面上的立體聲揚聲器系統(tǒng))。此外，即使對于對稱的立體聲揚聲器系統(tǒng)，以上方式通常也只能產(chǎn)生非常微弱的增強。
[0007]因此，本發(fā)明的目的包括通過提供一種有效且簡單的立體聲拓寬系統(tǒng)及其實時實現(xiàn)方式來解決以上問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明涉及用于處理音頻信號的系統(tǒng)和方法。總體上來說，本發(fā)明的實施例提供了有效且簡單的立體聲拓寬方案，該立體聲拓寬方案具有良好的音頻質(zhì)量效果，而不具有對揚聲器的位置配置(例如，實體布置)的顯著要求。例如，所提出的方案既可應(yīng)用于對稱立體聲揚聲器也可應(yīng)用于非對稱立體聲揚聲器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于在收聽空間中的一對任意放置的揚聲器上可再現(xiàn)的立體聲信號的立體聲拓寬系統(tǒng)包括:升高處理單元、側(cè)信號處理單元、和中央信號處理單元。所述升高處理單元可操作為接收所述立體聲信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的附加升高和增強的聲音亮度并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第一輸出信號。所述側(cè)信號處理單元可操作為接收所述第一輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第二輸出信號。所述中央信號處理單元可操作為接收所述第二輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的進一步拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第三輸出信號。
[0010]根據(jù)各個實施例，所述立體聲拓寬系統(tǒng)可包括雙聲道信號處理單元。所述雙聲道信號處理單元可操作為接收所述第三輸出信號，并且生成具有在收聽空間中的所述立體聲信號的確定位置的聲像的第四輸出信號。所述雙聲道信號處理單元包括由一階IIR濾波器實現(xiàn)的同側(cè)濾波器和對側(cè)濾波器。該系統(tǒng)還可包括立體聲限幅器單元。所述立體聲限幅器單元可操作為接收所述第四輸出信號，并且生成具有從所述第四輸出信號最小化的消波(clipping)的第五輸出信號。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于立體聲信號的立體聲拓寬的方法，所述立體聲信號在收聽空間中的一對任意放置的揚聲器上可再現(xiàn)。所述方法包括:在升高處理單元處接收所述立體聲信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的附加升高和增強的聲音亮度并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第一輸出信號；在側(cè)信號處理單元處接收所述第一輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第二輸出信號；以及在中央信號處理單元處接收所述第二輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的進一步拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第三輸出信號。
[0012]根據(jù)各個實施例，該方法可包括在雙聲道信號處理單元處接收所述第三輸出信號，并且生成具有在收聽空間中的所述立體聲信號的確定位置的聲像的第四輸出信號。所述雙聲道信號處理單元包括由一階IIR濾波器實現(xiàn)的同側(cè)濾波器和對側(cè)濾波器。該方法還可包括在立體聲限幅器單元處接收所述第四輸出信號，并且生成具有從所述第四輸出信號最小化的消波的第五輸出信號。
[0013]任意處理單元或處理步驟可根據(jù)具體應(yīng)用被包括或省去或重新排列。
[0014]本發(fā)明擴展到實現(xiàn)一系列指令的機器可讀媒介，當(dāng)這些指令由機器執(zhí)行時，導(dǎo)致該機器執(zhí)行此處說明的任意方法。
[0015]用于立體聲拓寬的系統(tǒng)或方法可針對對稱立體聲揚聲器、非對稱立體聲揚聲器和任意其他任意配置的揚聲器/驅(qū)動器產(chǎn)生增強的聲場，提高的沉浸感，以及更多的空間感。其甚至可應(yīng)用于頭戴式耳機收聽的情況。
[0016]以下參考附圖來說明本發(fā)明的這些及其他特征及優(yōu)勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是說明具有根據(jù)本發(fā)明的各實施例實現(xiàn)的所提出的立體聲拓寬方案的系統(tǒng)的示意性框圖。
[0018]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的升高處理單元的示意性框圖。
[0019]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的HPF(高通濾波器)的頻率響應(yīng)的圖。
[0020]圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的側(cè)信號處理單元的示意性框圖。
[0021]圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的側(cè)信號處理單元中的BPF(帶通濾波器)的頻率響應(yīng)的圖。
[0022]圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的中央信號處理單元的示意性框圖。
[0023]圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的中央信號處理單元中的BPF的頻率響應(yīng)的圖。
[0024]圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的雙聲道信號處理單元的示意性框圖。
[0025]圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的同側(cè)濾波器HRTF(head related transferfunct1n,頭相關(guān)變換函數(shù))的頻率響應(yīng)的圖。
[0026]圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的對側(cè)濾波器HRTF的頻率響應(yīng)的圖。
[0027]圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的立體聲限幅器的示意性框圖。
[0028]圖12是說明可用于與本發(fā)明的一個或多個實施例連接的典型計算機系統(tǒng)的示意性框圖。

【具體實施方式】
[0029]現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例。優(yōu)選實施例的示例在附圖中示出。雖然本發(fā)明將結(jié)合這些優(yōu)選實施例進行說明，但是應(yīng)該理解的是，其意圖不是將本發(fā)明限制為這些優(yōu)選實施例。相反，其意圖是覆蓋可能包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等效形式。為了提供對本發(fā)明的全面理解，在下面的描述中闡明了多個具體細節(jié)。本發(fā)明可在沒有這些具體細節(jié)中的一些或全部的情況下實現(xiàn)。為了不會不必要地掩蓋本發(fā)明，在其他實例中，熟知的機制沒有詳細說明。
[0030]此處應(yīng)該注意的是，貫穿各個附圖，相似的數(shù)字指的是相似的部分。此處示出和描述的各個附圖被用于示出本發(fā)明的各個特征。在一個具體特征在一個附圖中示出而不在另一附圖中示出的情況下，除非另有指示的情況或該結(jié)構(gòu)固有地阻止該特征的合并的情況，應(yīng)該理解的是，這些特征可適合于被包括在其他附圖中所示的實施例中，就好像它們被完全示于這些附圖中一樣。除非另有指示，附圖不一定按比例繪制。在附圖上提供的任意尺寸并不意為限制本發(fā)明的范圍，而僅僅是示意性的。
[0031]傳統(tǒng)立體聲揚聲器系統(tǒng)裝置通常包括左揚聲器和右揚聲器，二者位于同一水平面上，每個揚聲器與聽者的距離相等。該裝置被稱為對稱立體聲揚聲器系統(tǒng)。但是，存在非對稱立體聲揚聲器系統(tǒng)需要在消費者電子市場中實現(xiàn)為產(chǎn)品的情況。在一個示例性非對稱系統(tǒng)中，左揚聲器和右揚聲器被植入單個塔(例如，垂直堆疊結(jié)構(gòu))中的不同水平面上。這兩個揚聲器之間的距離比對稱立體聲系統(tǒng)的兩個揚聲器之間的距離近得多，這給立體聲拓寬帶來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)立體聲拓寬和增強方法在這些非對稱揚聲器系統(tǒng)中不能很好的使用；因此，在非對稱情況下能夠產(chǎn)生提高的立體聲拓寬效果的新方法是高度渴求的。
[0032]總體上來說，本發(fā)明的實施例提供了有效且簡單的立體聲拓寬方案，該立體聲拓寬方案具有良好的音頻質(zhì)量效果，而不具有對揚聲器的位置配置的顯著要求。例如，所提出的方案可應(yīng)用于對稱立體聲揚聲器和非對稱立體聲揚聲器二者。
[0033]圖1是說明具有根據(jù)本發(fā)明的各實施例實現(xiàn)的所提出的立體聲拓寬方案的系統(tǒng)100的示意性框圖。系統(tǒng)100主要包括五個處理單元:(I)升高處理單元102 ； (2)側(cè)信號或差異信號處理單元104 ； (3)中央信號處理單元106 ； (4)雙聲道信號處理單元108 ;以及
(5)立體聲限幅器(以防止消波)單元110。具有左聲道信號1la和右聲道信號1lb的立體聲信號輸入由這五個處理單兀處理來生成各自的立體聲信號輸出103a和103b ；105a和 105b ;107a 和 107b ;109a 和 109b ;llla 和 111b。
[0034]所提出的立體聲拓寬方案可針對對稱立體聲揚聲器、非對稱立體聲揚聲器和任意其他任意配置(例如，任意放置的)的揚聲器產(chǎn)生增強的聲場，提高的沉浸感，以及更多的空間感。其甚至可應(yīng)用于頭戴式耳機收聽的情況。
[0035]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的升高處理單元102的示意性框圖200。升高處理單元102對于立體聲信號輸入的每個聲道信號(例如，左聲道信號101a、右聲道信號1lb)至少包括HPF (高通濾波器)202、乘法器204、和加法器206。乘法器204的增益208(例如，g_lL、g_lR)可基于具體應(yīng)用設(shè)為任意適當(dāng)?shù)闹怠Ｔ趦?yōu)選實施例中，增益208在0.0和1.0之間，并根據(jù)從相應(yīng)的揚聲器到用戶(例如，聽者)的方向和距離進行調(diào)整。該調(diào)整可手動執(zhí)行或?qū)崟r自動執(zhí)行。一般而言，當(dāng)立體聲揚聲器對于用戶對稱時，g_lL等于g_lR。在優(yōu)選實施例中，HPF 202是完全相同的。因此，升高處理單元102處理輸入信號(例如，101a、1lb)以生成相應(yīng)的輸出信號L1、Rl (例如，103a、103b)。升高處理單元102不僅向聲場加入了一些升高，而且提高了聲音的亮度。
[0036]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的HPF(例如，202)的頻率響應(yīng)的圖300。HPF被配置為允許高頻通過而使低頻衰減。例如，在圖300中，低于1500Hz的頻率302在幅度(dB) 304上大幅下降。
[0037]立體聲像的拓寬可通過操縱側(cè)信號和中央信號的關(guān)系來實現(xiàn)。對于操縱側(cè)信號的關(guān)系，圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的側(cè)信號處理單元104的示意性框圖400。側(cè)信號可由(Ll-Rl)*0.5來確定。因此,如圖4所示，側(cè)信號由側(cè)信號確定模塊401確定，側(cè)信號確定模塊401通過加法器402從LI中減去R1，再通過乘法器404將該結(jié)果減半。然后，側(cè)信號通過帶通濾波器406 (BPF I)、具有分離的增益g_2L和g_2R的乘法器408、以及加法器410而受到處理/操縱。在優(yōu)選實施例中，經(jīng)處理的側(cè)信號被加到LI中，但從Rl中減去。增益g_2L和g_2R在0.0和1.0之間，并根據(jù)從相應(yīng)的揚聲器/驅(qū)動器到用戶的方向和距離受到調(diào)整。該調(diào)整可手動執(zhí)行或?qū)崟r自動執(zhí)行。一般而言，當(dāng)立體聲揚聲器對于用戶對稱時，g_2L等于g_2R。因此，側(cè)信號處理單元104處理輸入信號L1、Rl (例如，103a、103b)以生成相應(yīng)的輸出信號L2、R2 (例如，105a、105b)。
[0038]圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的側(cè)信號處理單元104中的BPF (帶通濾波器)(例如，406)的頻率響應(yīng)的圖500。BPF被配置為通過特定頻率帶而衰減其他頻率帶(例如，高于和低于該特定頻率帶的頻率)。例如，在圖500中，在400Hz和600Hz之間的頻率502在幅度(dB) 504上達到最高點，而低于400Hz和高于600Hz的頻率在幅度(dB)504上大幅下降。
[0039]對于操縱中央信號的關(guān)系，圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的中央信號處理單元106的示意性框圖600。中央信號由(L2+R2)*0.5確定。因此，如圖6所示，中央信號由中央信號確定模塊601確定，中央信號確定模塊601通過加法器602將L2加到R2中，再通過乘法器604將該結(jié)果減半。然后，中央信號通過帶通濾波器606 (BPF 2)、具有分離的增益g_3L和g_3R的乘法器608、以及加法器610而受到處理/操縱。在優(yōu)選實施例中，經(jīng)處理的中央信號被加到L2和R2中。增益g_3L和g_3R在0.0和1.0之間，并根據(jù)從相應(yīng)的揚聲器/驅(qū)動器到用戶的方向和距離受到調(diào)整。該調(diào)整可手動執(zhí)行或?qū)崟r自動執(zhí)行。一般而言，當(dāng)立體聲揚聲器對于用戶對稱時，g_3L等于g_3R。因此，中央信號處理單元106處理輸入信號L2、R2 (例如，105a、105b)以生成相應(yīng)的輸出信號L3、R3 (例如，107a、107b)。
[0040]圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的中央信號處理單元106中的BPF(例如，606)的頻率響應(yīng)的圖700。BPF被配置為通過特定頻率帶而衰減其他頻率帶(例如，高于和低于該特定頻率帶的頻率)。例如，在圖700中，在1500Hz和2000Hz之間的頻率702在幅度(dB) 704上達到最高點，而低于1500Hz和高于2000Hz的頻率在幅度(dB) 704上大幅下降。
[0041]雙聲道合成技術(shù)使用頭相關(guān)變換函數(shù)(HRTF)來將聲音的像放置在頭戴式耳機和揚聲器的任意位置。作為結(jié)果，對于揚聲器的情況，放置的位置可超過物理揚聲器。圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的雙聲道信號處理單元108的示意性框圖800。如圖8所示，對于相應(yīng)揚聲器采用了同側(cè)濾波器(HRTF)802、808 ;對側(cè)濾波器(HRTF)804、810 ;以及耳間時間差 ITD 806,812o 對于對稱揚聲器配置，“Ipsi HPF I”802、“Contra.LPF 1”804、以及“ITD 1”806 分別與 “Ipsi HPF 2” 808、“Contra.LPF 2”810、以及 “ITD 2”812 相同。因此，雙聲道信號處理單元108處理輸入信號L3、R3(例如，107a、107b)以生成相應(yīng)的輸出信號1^4、1?4(例如，1093、10%)。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的各實施例，圖9是說明同側(cè)濾波器HRTF 802,808的頻率響應(yīng)的圖900，而圖10是說明對側(cè)濾波器HRTF 804,810的頻率響應(yīng)的圖1000。圖9和圖10是由一階 IIR 濾波器實現(xiàn)的“Ipsi HPF”802、808 和“Contra.LPF”804、810 的示例。通常，HRTF 由具有長抽頭的FIR濾波器或由更高階的IIR濾波器實現(xiàn)。
[0043]為了盡可能減小或消除消波，立體聲限幅器可以可選地用于后處理中。圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例的立體聲限幅器110的示意性框圖1100。輸入信號L4、R4(例如，109a、109b)由最大值確定器1102、壓縮增益計算器1104、以及乘法器1106進行處理。最大值確定器1102被配置為計算并確定輸入信號L4和R4的最大絕對值。壓縮增益計算器1104 —般被配置為基于在最大值確定器1102中確定的輸入信號L4、R4的最大絕對值來窄化/降低/壓縮其動態(tài)范圍。通過乘法器1106向左聲道和右聲道L4、R4施加相同的增益g_4將使立體聲聲像保持不變。很多可用技術(shù)可被用于壓縮增益計算器1104。因此，立體聲限幅器單元110處理輸入信號L4、R4(例如，109a、109b)以生成相應(yīng)的輸出信號L5、R5(例如，IllaUllb)。
[0044]所提出的系統(tǒng)/方案可應(yīng)用于任意相關(guān)的技術(shù)/方案/IP以拓寬非對稱立體聲揚聲器或任意配置的揚聲器的立體聲像。一般而言，所提出的方案是提高音效且能夠接受任意現(xiàn)存的單一聲道和立體聲道音頻信號(例如，MP3、WMA、MID1、數(shù)字TV、數(shù)字廣播無線電和互聯(lián)網(wǎng)音頻等)的完整技術(shù)。所提出的系統(tǒng)可由軟件或硬件實現(xiàn)，并且還可以嵌入相關(guān)的音頻播放器中。
[0045]本發(fā)明還涉及使用根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的計算機系統(tǒng)。圖12示出了可與本發(fā)明的一個或多個實施例結(jié)合使用的典型計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)1200包括一個或多個處理器1202(例如，中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP))，該一個或多個處理器1202被耦合到存儲設(shè)備，該存儲設(shè)備包括主存儲設(shè)備1206 (通常是隨機存取存儲器，或RAM)和另一主存儲設(shè)備1204 (通常是只讀存儲器，或ROM)。如本領(lǐng)域所熟知，主存儲設(shè)備1204向CPU單向傳輸數(shù)據(jù)和指令，而主存儲設(shè)備1206通常被用于以雙向的方式傳輸數(shù)據(jù)和指令。這兩個主存儲設(shè)備可包括任意適當(dāng)?shù)挠嬎銠C可讀介質(zhì)，包括計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括機器可讀媒介，在該媒介上提供了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的程序指令。
[0046]大容量存儲設(shè)備1208也被雙向地耦合到CPU 1202并提供額外的數(shù)據(jù)存儲容量，并且可包括任意計算機可讀介質(zhì)，包括計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括機器可讀媒介，在該媒介上提供了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的程序指令。大容量存儲設(shè)備1208可被用于存儲程序、數(shù)據(jù)等等，并且通常是比主存儲設(shè)備慢的二級存儲媒介，例如硬盤。應(yīng)該注意的是，在適當(dāng)?shù)那闆r下，保留在大容量存儲設(shè)備1208中的信息可以標(biāo)準(zhǔn)方式作為虛擬存儲合并作為主存儲設(shè)備1206的一部分。專用大容量存儲設(shè)備(例如，CD-ROM)也可向CPU單向傳遞數(shù)據(jù)。
[0047]CPU 1202也被耦合到接口 1210，該接口 1210包括一個或多個輸入/輸出設(shè)備，例如，視頻監(jiān)控器、軌跡球、鼠標(biāo)、鍵盤、麥克風(fēng)、觸摸感應(yīng)顯示器、換能器、讀卡器、磁性或紙帶閱讀器、平板電腦、觸筆、語音或手寫識別器、或其他熟知的輸入設(shè)備，當(dāng)然例如其他計算機。最后，CPU1202可以使用如1212大致所示的網(wǎng)絡(luò)連接可選地耦合到計算機或電信網(wǎng)絡(luò)。采用這樣的網(wǎng)絡(luò)連接，可預(yù)期CPU在執(zhí)行上述方法步驟的過程中，可從該網(wǎng)絡(luò)接收信息，或可向該網(wǎng)絡(luò)輸出信息。上述設(shè)備和材料將是計算機硬件和軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的。
[0048]與現(xiàn)有技術(shù)相比，所提出的方案的新穎性和優(yōu)勢可被總結(jié)如下:
[0049](I)提出了一種新的升高處理，以增強聲場擴展和亮度而不依賴于揚聲器的配置(例如，位置配置；不同/相同的水平面/軸；不同/相同的垂直面/軸)。
[0050](2)側(cè)信號首先被過濾，然后由不同/可調(diào)整的強度對兩個聲道分別加權(quán)，以既適用于非對稱立體聲揚聲器也適用于對稱揚聲器。
[0051](3)中央信號也被過濾，然后由不同/可調(diào)整的強度基于兩個聲道的距離和其他空間參數(shù)進行加權(quán)，使得最終的中央信號不依賴于揚聲器的配置。
[0052](4)設(shè)計了一種新的且簡單的雙聲道信號處理方案用于任意配置的揚聲器。
[0053]上述單元/模塊中的一個或多個的整合拓寬了對稱立體聲揚聲器和非對稱立體聲揚聲器二者的立體聲像。事實上，所提出的方案已被證明甚至適用于頭戴式耳機以降低聽覺疲勞，這主要是由于所提出的新的雙聲道信號處理單元。
[0054]雖然以上發(fā)明為了使理解清晰的目的而進行了詳細地說明，但明顯的是，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可實現(xiàn)某些改變和變化。因此，給出的實施例應(yīng)被視為示意性而非限制性的，并且本發(fā)明不應(yīng)被限制到此處給出的細節(jié)，而可在所附權(quán)利要求的范圍和等價內(nèi)進行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種立體聲拓寬系統(tǒng)，所述立體聲拓寬系統(tǒng)用于在收聽空間中的一對任意放置的揚聲器上可再現(xiàn)的立體聲信號，所述立體聲拓寬系統(tǒng)包括: 升高處理單元，所述升高處理單元可操作為接收所述立體聲信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的附加升高和增強的聲音亮度并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第一輸出信號； 側(cè)信號處理單元，所述側(cè)信號處理單元可操作為接收所述第一輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第二輸出信號；以及 中央信號處理單元，所述中央信號處理單元可操作為接收所述第二輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的進一步拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第三輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述升高處理單元包括: 升高處理濾波器，所述升高處理濾波器可操作為過濾所述立體聲信號； 升高處理乘法器，所述升高處理乘法器可操作為向經(jīng)過過濾的立體聲信號施加權(quán)重，其中所述權(quán)重可根據(jù)從揚聲器到相應(yīng)用戶的方向和距離進行調(diào)整；以及 升高處理加法器，所述升高處理加法器可操作為向所述立體聲信號添加經(jīng)過過濾且加權(quán)的立體聲信號以生成所述第一輸出信號。
3.如權(quán)利要求2所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述升高處理濾波器是高通濾波器。
4.如權(quán)利要求2所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述立體聲信號和所述第一輸出信號具有相應(yīng)的左聲道信號和右聲道信號。
5.如權(quán)利要求2所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述側(cè)信號處理單元包括: 側(cè)信號確定模塊，所述側(cè)信號確定模塊可操作為根據(jù)所述第一輸出信號確定側(cè)信號；側(cè)信號濾波器，所述側(cè)信號濾波器可操作為過濾所述側(cè)信號；以及側(cè)信號乘法器，所述側(cè)信號乘法器可操作為向經(jīng)過過濾的側(cè)信號施加權(quán)重，其中所述權(quán)重可根據(jù)從揚聲器到相應(yīng)用戶的方向和距離進行調(diào)整；以及 側(cè)信號加法器，所述側(cè)信號加法器可操作為向所述第一輸出信號添加經(jīng)過過濾且加權(quán)的側(cè)信號以生成所述第二輸出信號。
6.如權(quán)利要求5所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述側(cè)信號濾波器是帶通濾波器。
7.如權(quán)利要求5所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述第一輸出信號和所述第二輸出信號具有相應(yīng)的左聲道信號和右聲道信號。
8.如權(quán)利要求5所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述中央信號處理單元包括: 中央信號確定模塊，所述中央信號確定模塊可操作為根據(jù)所述第二輸出信號確定中央信號; 中央信號濾波器，所述中央信號濾波器可操作為過濾所述中央信號；以及中央信號乘法器，所述中央信號乘法器可操作為向經(jīng)過過濾的中央信號施加權(quán)重，其中所述權(quán)重可根據(jù)從揚聲器到相應(yīng)用戶的方向和距離進行調(diào)整；以及 中央信號加法器，所述中央信號加法器可操作為向所述第二輸出信號添加經(jīng)過過濾且加權(quán)的中央信號以生成所述第三輸出信號。
9.如權(quán)利要求8所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述中央信號濾波器是帶通濾波器。
10.如權(quán)利要求8所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述第二輸出信號和所述第三輸出信號具有相應(yīng)的左聲道信號和右聲道信號。
11.如權(quán)利要求1所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，進一步包括: 雙聲道信號處理單元，所述雙聲道信號處理單元可操作為接收所述第三輸出信號，并且生成第四輸出信號，所述第四輸出信號具有在收聽空間中的所述立體聲信號的確定位置的聲像，其中所述雙聲道信號處理單元包括由一階IIR濾波器實現(xiàn)的同側(cè)濾波器和對側(cè)濾波器。
12.如權(quán)利要求11所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，進一步包括: 立體聲限幅器單元，所述立體聲限幅器單元可操作為接收所述第四輸出信號，并且從所述第四輸出信號生成具有最小化的消波的第五輸出信號。
13.如權(quán)利要求8所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述權(quán)重被自動調(diào)整。
14.如權(quán)利要求1所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述任意放置的揚聲器構(gòu)成對稱揚聲器配置。
15.如權(quán)利要求1所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述任意放置的揚聲器構(gòu)成非對稱揚聲器配置。
16.如權(quán)利要求1所述的立體聲拓寬系統(tǒng)，其中所述揚聲器被集成于頭戴式耳機中。
17.—種用于立體聲信號的立體聲拓寬的方法,所述立體聲信號在收聽空間中的一對任意放置的揚聲器上可再現(xiàn)，所述方法包括: 在升高處理單元處接收所述立體聲信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的附加升高和增強的聲音亮度并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第一輸出信號； 在側(cè)信號處理單元處接收所述第一輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第二輸出信號；以及 在中央信號處理單元處接收所述第二輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的進一步拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第三輸出信號。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括: 在雙聲道信號處理單元處接收所述第三輸出信號，并且生成具有在收聽空間中的所述立體聲信號的確定位置的聲像的第四輸出信號，其中所述雙聲道信號處理單元包括由一階IIR濾波器實現(xiàn)的同側(cè)濾波器和對側(cè)濾波器。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進一步包括: 在立體聲限幅器單元處接收所述第四輸出信號，并且從所述第四輸出信號生成具有最小化的消波的第五輸出信號。
20.一種用于立體聲信號的立體聲拓寬的計算機程序產(chǎn)品，所述立體聲信號在收聽空間中的一對任意放置的揚聲器上可再現(xiàn)，所述計算機程序產(chǎn)品被實現(xiàn)于非暫時性計算機可讀媒介中，并且包括用于以下操作的計算機可執(zhí)行指令: 在升高處理單元處接收所述立體聲信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的附加升高和增強的聲音亮度并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第一輸出信號； 在側(cè)信號處理單元處接收所述第一輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第二輸出信號；以及 在中央信號處理單元處接收所述第二輸出信號，并且生成具有針對所述立體聲信號的 進一步拓寬的立體聲像并針對所述任意放置的揚聲器而調(diào)整的第三輸出信號。
【文檔編號】H04S3/00GK104335606SQ201380027863
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月29日
【發(fā)明者】楊俊 , 羅伯特·里德, 史蒂芬·維瑞泰 申請人:創(chuàng)新科技有限公司