處理音頻信號用於改進的復原的方法

2023-09-17 17:28:40 4

處理音頻信號用於改進的復原的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於處理N.x聲道的原始音頻信號的方法，N大於1，x大於或等於0，包括以預定印記通過多聲道卷積對輸入的所述音頻信號進行多聲道處理的步驟，藉助於布置在參考空間的一組揚聲器通過參考聲音的捕獲來形成所述印記，其特徵在於，所述方法包括從先前在不同聲音背景中形成的多個印記中選擇至少一個印記的附加步驟。
【專利說明】處理音頻信號用於改進的復原的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及音頻信號處理的領域，目的在於創建改進的聽覺環境，尤其針對用耳機聽。
現有技術
[0002]從現有技術已知，國際專利申請W0/2006/024850描述了使可聽序列的復原虛擬化的方法和系統。根據這個已知的解決方案，聽者可以以難以與真實揚聲器相區分的真實度通過耳機聽虛擬揚聲器的聲音。通過聽者的頭部的有限數量的位置，對於揚聲器聲源，獲取個性化空間脈衝響應(PSPR)的集合。個性化空間脈衝響應被用於將用於揚聲器的音頻信號變換成用於耳機的虛擬輸出。通過使變換基於聽者頭部位置，系統可以調節變換，以使聽者移動他的頭部時虛擬揚聲器看起來不移動。
[0003]現有技術的缺點
[0004]現有技術中提出的解決方案不是特別令人滿意，因為它不能夠使參考聲音環境個性化，不能夠修改相對於要復原的序列類型的聲音環境的類型。
[0005]此外，現有技術的解決方案導致使用需要大量計算資源的昂貴計算機處理操作對聲音印記進行捕獲的持續時間較顯著。此外，這個已知解決方案不能夠將立體聲信號分解成N個聲道，不能夠提供開始不存在的聲道的生成。
[0006]本發明提供的解決方案
[0007]本發明旨在提供該問題的解決方案。尤其，作為本發明主題的方法在可能選擇特定聲音背景的情況下，能夠使用立體聲文件或多聲道文件將2D聲音變換成3D聲音，以通過虛擬化產生3D音頻立體聲。
[0008]因此，根據它最一般的含義，本發明涉及一種用於處理N.X聲道的原始音頻信號的方法，N大於1，X大於或等於0，該方法包括以預定印記通過多聲道卷積對所述輸入的音頻信號進行多聲道處理的步驟，通過布置在參考空間中的一組揚聲器通過參考聲音的捕獲來形成所述印記，特徵在於，該方法包括從先前在不同聲音背景中形成的多個印記中選擇至少一個印記的附加步驟。
[0009]這個解決方案，基於頻率濾波、左聲道和右聲道之間的差分以形成中央聲道以及相位的差別，能夠從立體聲信號創建大量立體聲聲道，其中每個虛擬揚聲器是立體聲文件。
[0010]能夠將不同的印記應用到每個虛擬聲道，且能夠通過重新組合保持每個虛擬揚聲器的3D印記的聲道來創建新的最終的立體聲音頻文件。
[0011]有利的是，根據本發明的方法包括通過處理至少一個先前形成的印記來創建新印記的步驟。
[0012]根據一種變型，該方法還包括重新組合如此處理的N.X聲道、從而產生M.y聲道的輸出信號的步驟，N.X不同於M.y, M大於1，y大於或等於O。
[0013]本發明的示例性實施方式的詳細描述
[0014]下面將非限制性地描述本發明。[0015]根據本發明的方法被分解為一系列步驟:
[0016]創建若干系列的聲音印記
[0017]通過印記庫的組合來創建一系列虛擬化印記
[0018]原始聲音信號的軌與一系列虛擬化印記相關聯
[0019]1-印記的創律
[0020]信號的獲取
[0021]創建聲音印記包括在定義的環境中(例如音樂會禮堂、大廳或甚至自然空間(洞、露天場所等))布置一組以NxM聲音點組織的聲學印記。例如，「左-右」揚聲器的簡單對，或以已知方式復原參考聲音信號的5.1聲道或7.1聲道或11.1聲道揚聲器。
[0022]布置一對麥克風，例如人工頭部，或HRTF多向捕獲麥克風，在正被討論的環境中捕獲揚聲器的復原。在高頻採樣(例如192kHz，24位)之後，麥克風對所產生的信號被記錄。
[0023]這個數字記錄能夠捕獲表示給定聲音環境的信號。
[0024]這個步驟不限於捕獲揚聲器產生的聲音信號。也可以從放在人工頭部上的耳機產生的信號實現捕獲。這個變型將能夠在另一組耳機上復原時，重新創建給定耳機的聲音環境。
[0025]2~印記的計算
[0026]然後，這個信號經受如下處理:該處理包括施加相同條件下數位化的應用到揚聲器的參考信號和麥克風捕獲的信號之間的差別。這個差別通過計算機一方面接收應用到每個揚聲器的參考信號的.vaw或音頻文件以及另一方面接收捕獲的信號作為輸入來形成，從而為每個用於產生參考信號的揚聲器產生「IR-脈衝響應」類型的信號。這個處理被應用到捕獲的每個揚聲器的每個輸入信號。
[0027]該處理被應用到所捕獲的每個揚聲器的每個輸入信號。
[0028]該處理產生一組文件，每個與定義的環境中的一個揚聲器的印記相對應。
[0029]印記族的形成
[0030]對於各種聲音環境和/或各種揚聲器布局，再現上述步驟。對於每個新的布置，進行獲取步驟，然後進行處理步驟，以產生表示新聲音環境的新印記系列。
[0031]以這種方式，構造了表示給定的已知聲音環境的聲音印記系列的庫。
[0032]虛擬環境的創建
[0033]通過結合若干系列的印記和添加與選擇的印記相對應的文件，上述庫被用於產生表示虛擬環境的新系列的印記，從而減少上述獲取步驟期間聲音環境沒有揚聲器的區域。
[0034]尤其通過更好地三維佔據聲音空間，創建虛擬環境的這個步驟使得能夠提高由給定記錄的應用產生的聲音的一致性和動態範圍。
[0035]這相當於使用很大量的揚聲器的模擬環境。
[0036]這個步驟的結果是可以被應用於任何聲音序列的新虛擬化的大廳印記，以改進演不(rendition)。
[0037]聲音序列的處理
[0038]然後，相同的優選條件下選擇、採樣已知的音頻序列。
[0039]如果沒能做到這一點，對虛擬化的印記進行適應性改變以對要處理的音頻信號減少採樣和頻率。[0040]已知信號例如是立體聲信號。其是頻率斬波的對象且斬波基於右信號和左信號之間的相位差。
[0041]從這個信號，通過將一個虛擬化的印記應用到這些斬波的組合，提取N軌。
[0042]因此，通過結合斬波的結果，以及將一個印記應用到每個軌，能夠產生可變數量的軌，以創建NxM軌，N和M不必是在印記創建步驟期間使用的聲道的數量。有可能例如產生較大數量的軌，用於更動態的復原，或較小數量的軌，例如用於通過耳機復原。
[0043]這個步驟的結果是一系列音頻信號，所述信號隨後被變換成傳統立體聲信號以與標準設備上的復原兼容。
[0044]自然地，還能夠應用諸如信號相位旋轉的處理操作。
[0045]處理聲音序列的步驟可以以延遲模式進行，以產生可以在任何時刻被廣播的記錄。
[0046]也可以實時地執行該步驟，以在音頻流被產生時處理音頻流。該變型尤其適於將在流中獲取的聲音變換成豐富的音頻聲音從而以更好的動態範圍來進行復原。
[0047]根據變型使用，處理使得能夠產生如下信號，該信號產生有關中央聲音信號的任何不確定的提升，人類大腦可能錯誤地將其「想像」為在後面然而其是在前面的信號。因此，進行水平運動以使大腦能夠重新調整，隨後重新調整重心。這個步驟包括輕微地增加中央前置虛擬揚聲器的出現的水平。
[0048]無論何時音頻信號被主要集中都應用這個步驟，這通常是針對音樂記錄的「聲音」部分的情形。優選地當中心的音頻序列出現時，暫時地應用該出現增加處理。
【權利要求】
1.一種用於處理N.X聲道的原始音頻信號的方法，N大於1，X大於或等於O，所述方法包括以預定印記通過多聲道卷積對輸入的所述音頻信號進行多聲道處理的步驟，藉助於布置在參考空間的一組揚聲器通過參考聲音的捕獲來形成所述印記，其特徵在於，所述方法包括從先前在不同聲音背景中形成的多個印記中選擇至少一個印記的附加步驟。
2.如權利要求1所述的處理音頻信號的方法，其特徵在於，所述方法包括通過處理至少一個先前形成的印記來創建新印記的步驟。
3.如權利要求1或2所述的處理音頻信號的方法，其特徵在於，所述方法還包括重新組合如此處理的N.X聲道、從而產生M.y聲道的輸出信號的步驟，N.X不同於M.y，M大於1，y大於或等於O。
4.如權利要求1或2所述的處理音頻信號的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟，該步驟包括聲音信號被集中時暫時增加中央前置虛擬揚聲器的出現水平。
【文檔編號】H04S3/00GK103636237SQ201280029358
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月15日 優先權日:2011年6月16日
【發明者】讓-呂克·豪賴斯, 弗蘭克·羅塞 申請人:讓-呂克·豪賴斯, 弗蘭克·羅塞