CN100444695C - 一种实现串音消除的方法及滤波器生成装置和播放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现串音消除的方法，包括：确定播放装置当前所处位置点对应的滤波器C₁和C₂；计算滤波器C₁、C₂各自冲击响应的线性卷积之差，表示为C₁ ²-C₂ ²；根据所得到的滤波器C₁、C₂冲击响应以及C₁ ²-C₂ ²，求取不同阶数不同延迟下的串音消除滤波器；根据串音消除滤波器的信噪比大小确定信噪比最高的作为最终使用的串音消除滤波器；将当前确定的最终使用的串音消除滤波器放置于所述的播放装置中，对当前播放的音频信号进行滤波。本发明还同时公开了一种串音消除滤波器的生成装置及一种播放装置，采用本发明，能实现对立体声和多声道音频信号传播所产生串音完全消除，充分保证立体声和多声道设备的播放效果，且不增加成本。

Description

一种实现串音消除的方法及滤波器生成装置和播放装置

技术领域

本发明涉及串音消除技术，特别是指一种实现串音消除的方法和串音消除滤波器的生成装置，以及一种采用所述串音消除技术的播放装置。

背景技术

人们在使用两个扬声器或音箱播放立体声效果的音乐，含有3D信息的双声道音频时，经常会出现左耳能听到右扬声器的发声，右耳能听到左扬声器的发声的现象，这样，会严重影响立体声或3D的效果。为了解决这种问题，就要引入串音消除，所谓串音消除就是采用适当的滤波器矩阵对多声道音频信号进行滤波处理，之后再用扬声器或音箱进行播放，使得左耳只听到左侧扬声器或音箱的发声，右耳只能听到右侧扬声器或音箱的发声。

以扬声器为例，扬声器到人耳之间的信号传播效果如图1所示，图1中y_L和y_R分别表示左、右两个扬声器，其发出的信号用x₁和x₂表示；e_L和e_R分别表示人的左耳和右耳，其接收到的信号用y₁和y₂表示；A_LL表示从左扬声器到左耳的传播效应，A_LR表示从左扬声器到右耳的传播效应，A_RR表示从右扬声器到右耳的传播效应，A_RL表示右扬声器到左耳的传播效应。这样，从扬声器到人耳之间的传播可以用方程(1)来表示：

$\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{A}_{\mathrm{LL}}& A_{\mathrm{RL}}\\ A_{\mathrm{LR}}& A_{\mathrm{RR}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]---\left(1\right)$

基于方程(1)，要实现串音消除，就要引入四个滤波器h₁₁、h₁₂、h₂₁、h₂₂对x₁和x₂进行预处理，如公式(2)所示：

$\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{A}_{\mathrm{LL}}& A_{\mathrm{RL}}\\ A_{\mathrm{LR}}& A_{\mathrm{RR}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]---\left(2\right)$

那么，要达到串音消除的目的，就要满足公式(3)：

$\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]---\left(3\right)$

$\left[\begin{array}{cc}{A}_{\mathrm{LL}}& A_{\mathrm{RL}}\\ A_{\mathrm{LR}}& A_{\mathrm{RR}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right]=I$

可见，只要设计符合公式(3)的滤波器h₁₁、h₁₂、h₂₁、h₂₂，就能实现串音消除。

在实际应用中，通常将两个扬声器摆在与人头成60度角的位置，左、右扬声器与人头形成等边三角形，如此，由于人头部对左扬声器到右耳和右扬声器到左耳的传输在2Khz以上的高频部分有明显的阻挡作用，使得在高频部分串音现象不是很严重，这种情况下，串音消除可以用一些简单的滤波器来实现。

但是，当两个扬声器相对人头所成的夹角只有10度时，A_LL，A_LR，A_RL，A_RR之间由于人头部对高频的阻隔变得轻微，就使A_LL，A_LR，A_RL，A_RR之间的特性变得比较相似，从而使滤波器设计的难度变大，对此类技术，一般称为立体声偶极(Stereo Dipole)。

现在针对Stereo Dipole的串音消除方法一般有两种：快速反卷积法和自适应滤波的方法。

其中，快速反卷积方法具体是：通过公式(4)得到一个理想的最佳滤波器，将该滤波器放置于扬声器中，对要播放的音频信号进行滤波，之后再用扬声器将经过滤波的音频信号进行播放。

H(z)＝[C^T(z^-1)C(z)+βB(z^-1)B(z)I]^-1C^T(z^-1)z^-m    (4)

公式(4)中，m为常数，代表延时因子；C为扬声器到人耳的传输矩阵；B(z)为频率整形滤波器，其频率响应特征正是不希望串音消除矩阵产生的频率效应特征。采用离散傅立叶变换(DFT)来表示公式(4)，就得到公式(5)：

H(k)＝[C^H(k)C(k)+βB^*(k)B(k)I]^-1C^H(k)    (5)

根据公式(5)，获得最佳滤波器的具体实现流程是这样：首先，采用N点快速傅立叶变换算法(FFT)计算B(k)和C(k)的值；再对每个点K，使用公式(5)计算H(k)的值；然后，使用N点的反FFT变换得到H矩阵的时域值H(n)，对H(n)进行m点的圆周位移，以完成延时。

采用快速反卷积方法虽然运算量较小，但其效果并不理想，而且往往会对音质产生破坏。

所述自适应滤波方法的基本思想是：在3D音效的产生过程中，往往使用头部相关传输函数(HRTF)的方法，分别用两个滤波器H_R和H_L对声源进行滤波，可以得到含有2D信息的两个声道E_L和E_R，如公式(6)所示：

$\left[\begin{array}{c}{E}_L\\ E_R\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{H}_L& 0\\ 0& H_R\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}S\\ S\end{array}\right]---\left(6\right)$

其中，S表示单声道声源。

如果使用扬声器来播放，则两个声道E_L和E_R，如公式(7)所示：

$\left[\begin{array}{c}{E}_L\\ E_R\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{H}_i& H_c\\ H_c& H_i\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{H}_L& 0\\ 0& H_R\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}S\\ S\end{array}\right]---\left(7\right)$

其中，H_i，H_c分别表示同侧扬声器和异侧扬声器到对应耳朵的传输效应，可以选择对应方位的HRTF来表示。

引入串音消除矩阵后，两个声道E_L和E_R，如公式(8)所示：

$\left[\begin{array}{c}{E}_L\\ E_R\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{H}_i& H_c\\ H_c& H_i\end{array}\right]{\left[\begin{array}{cc}{H}_i& H_c\\ H_c& H_i\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{cc}{H}_L& 0\\ 0& H_R\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}S\\ S\end{array}\right]---\left(8\right)$

假设： $\frac{1}{(1-\frac{{H_c}^2}{{H_i}^2})}\≅1,$ 则可得到：

$E_L=(\frac{H_L}{H_i}-\frac{H_c}{H_i}\frac{H_R}{H_i})S,$ $E_R=(\frac{H_R}{H_i}-\frac{H_c}{H_i}\frac{H_L}{H_i})S.$

可以通过最小均方误差(Least-Mean Square)的方法和最小方差(Least-Squares)的方法，在已知滤波器H_i，H_c，H_L，H_R的情况下，求出FIR滤波器

并且滤波器可以是自适应的，即：随着H_i，H_c，H_L，H_R的变化而求出不同的逆滤波器。

上述自适应滤波器方法的特点是：需要较大的计算量，不管是利用最小均方误差还是最小方差，均要设计M阶逆滤波器，计算复杂度在Ω(M²)以上。在使用其他辅助工具，比如磁场或摄像头等工具获知人头位置的情况下，该方法可针对人头的不同位置进行串音消除，但在推导过程中，该方法提出了近似假设，该假设会对串音消除的效果产生轻微的破坏。另外，由于使用了3D音频中的头部相关传输函数(HRTF)，将设计串音消除滤波器的过程与使用HRTF滤波的过程融合在一起，因此，该方法不适用于立体声的串音消除。并且，由于该方法计算量大，自适应需要引入额外的硬件，会加大串音消除的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现串音消除的方法，能实现对立体声和多声道音频信号传播所产生串音完全消除，充分保证立体声和多声道设备的播放效果。

本发明的另一目的在于提供一种串音消除滤波器的生成装置，能获得完成立体声和多声道音频信号串音消除的滤波器。

本发明的另一目的在于提供一种播放装置，在不增加成本的同时，使其能支持对立体声的串音消除，保证播放出的音频信号不存在串音现象。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现串音消除的方法，该方法包括以下步骤：

a.确定播放装置当前所处位置点对应的滤波器C₁和C₂；

b.根据步骤a所述滤波器C₁、C₂的冲击响应，计算滤波器C₁、C₂各自冲击响应的线性卷积之差，表示为C₁ ²-C₂ ²；

c.根据所得到的滤波器C₁、C₂冲击响应以及C₁ ²-C₂ ²，求取不同阶数不同延迟下的串音消除滤波器；

d.从所求取的不同阶数不同延迟下所有串音消除滤波器中选取信噪比最高者作为最终使用的串音消除滤波器；

e.将当前确定的最终使用的串音消除滤波器放置于步骤a所述的播放装置中，对当前播放的音频信号进行滤波。

其中，步骤a所述确定播放装置当前所处位置点对应的滤波器C₁和C₂具体是：根据当前所用播放装置相对听者头部所处的方位，选择对应的MIT头部相关传输函数处理后，得到播放装置当前所处位置点对应的滤波器C₁和C₂。

步骤c中使用最小均方误差准则和最速下降法求取不同阶数不同延迟下的串音消除滤波器。其中，所述延迟小于步骤a所述滤波器的阶数；所述阶数不大于步骤a所述滤波器阶数的四倍。

其中，阶数为256且延迟为75ms时，所述串音消除滤波器信噪比最高。

上述方案中，所述滤波器C₁和C₂为128点有限冲击响应FIR滤波器。所述播放装置为扬声器或音箱。

本发明还提供了一种串音消除滤波器的生成装置，该装置包括：两个FIR滤波器；冲击响应计算模块，用于接收FIR滤波器的冲击响应，计算每个FIR滤波器冲击响应的线性卷积，以及两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，并将计算结果发送给串音消除滤波器计算模块；串音消除滤波器计算模块，用于根据冲击响应计算模块发来的计算结果，求取不同阶数和不同延迟下的串音消除滤波器，并将所有求取结果发给串音消除滤波器确定模块；串音消除滤波器确定模块，用于从串音消除滤波器计算模块发来的所有求取结果中选取信噪比最高者作为最终使用的串音消除滤波器。

其中，所述FIR滤波器为128点FIR滤波器。

本发明还提供一种播放装置，包括左右对称的两个放音单元，在每个放音单元的音频信号输入侧分别设置有串音消除滤波器，该串音消除滤波器是通过以下方式得到的：

先获取所述播放装置所处位置点对应的两个FIR滤波器的冲击响应及其冲击响应的线性卷积；再计算两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差；然后根据两个FIR滤波器各自的冲击响应以及两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，求取不同阶数不同延迟下的串音消除滤波器；最后从所有求取出的不同情况下的串音消除滤波器中选出信噪比最高的作为放置于放音单元的串音消除滤波器。

其中，所述串音消除滤波器为FIR滤波器。

本发明所提供的实现串音消除的方法和串音消除滤波器的生成装置及播放装置，获取并采用合适的滤波器，针对Stereo Dipole，在人头和扬声器之间相对位置变动不大的情况下，能以很小的计算代价取得很好的串音消除效果。并且，本发明可在很多场合使用，例如：使用手机听立体声或更多声道的音乐时，采用本发明的方法进行串音消除，能够充分使多声道和立体声的效果在手机扬声器上体现出来。

另外，使用两个放得很近的扬声器来播放有3D信息的音频时，比如：在3D游戏中可使用本发明串音消除的方法，来充分体现3D音频的效果，增强身临其境的效果。

本发明的方法和播放装置可用于多种场合和环境，不仅使用灵活，且具有很强的适用性。

本发明串音消除滤波器的生成装置结构设计简单，实现方便且不增加成本，通用性强。

附图说明

图1为扬声器到人耳之间的信号传播效果示意图；

图2为本发明方法的实现流程图；

图3为本发明所采用滤波器C₁的冲击响应示意图；

图4为本发明所采用滤波器C₂的冲击响应示意图；

图5为本发明所采用滤波器C₁和C₂方差的冲击响应示意图；

图6为计算串音消除滤波器的处理过程示意图；

图7为本发明所得到的H₁滤波器的冲击响应示意图；

图8为本发明所得到的H₂滤波器的冲击响应示意图；

图9为本发明实现串音消除滤波器生成装置的组成结构示意图。

具体实施方式

根据目前实际的应用可以看出，人的头部通常与两个扬声器或音箱之间形成等腰三角形，针对这种等腰三角形的情况，扬声器或音箱到人耳的传输矩阵可由公式(9)来表示：

$C=\left[\begin{array}{cc}{c}_1& c_2\\ c_2& c_1\end{array}\right]---\left(9\right)$

由于串音与信号传播效应是对称的，因此，要达到串音消除的目的，串音消除矩阵可由传输矩阵的反矩阵表示，如公式(10)所示：

$C^{-1}=H=\frac{1}{c_1^2-c_2^2}\left[\begin{array}{cc}{c}_1& -c_2\\ {-c}_2& c_1\end{array}\right]---\left(10\right)$

将

带入矩阵可得到公式(11)：

$H=\left[\begin{array}{cc}\frac{c_1}{c_1^2-c_2^2}& \frac{-c_2}{c_1^2-c_2^2}\\ \frac{-c_2}{c_1^2-c_2^2}& \frac{c_1}{c_1^2-c_2^2}\end{array}\right]---\left(11\right)$

从公式(11)可以看出，如果将

和分别作为左、右声道串音消除滤波器H₁和H₂对声源进行滤波，即可达到串音消除的目的。两个声道E_l和E_r如下述方程所示：

$E_l=\frac{c_1}{c_1^2-c_2^2}{S}_l+\frac{{-c}_2}{c_1^2-c_2^2}{S}_r$

$E_r=\frac{c_1}{c_1^2-c_2^2}{S}_r+\frac{{-c}_2}{c_1^2-c_2^2}{S}_l$

上式中S_l、S_r分别表示左、右声道声源，E_l、E_r分别表示经过串音消除之后用于播放的左、右声道信号。

基于上述原理，本发明提出了一种实现串音消除的方法，该方法的核心思想是：根据播放装置当前所处的位置，利用HRTF得到滤波器C₁、C₂；再通过滤波器C₁、C₂获得对声源进行滤波的串音消除滤波器H₁和H₂；将所获得的串音消除滤波器H₁和H₂放置于播放装置中，对播放装置要播放的音频信号采用H₁和H₂滤波后再输出，如此，即可保证所播放的音频信号不存在串音现象。其中，所述的播放装置为扬声器或音箱。

如图2所示，本发明的方法具体包括以下步骤：

步骤201：确定当前所用播放装置所处的位置，根据当前所用播放装置相对听者头部所处的方位选择对应的MIT HRTF处理后，得到播放装置当前所处位置点对应的两个滤波器C₁、C₂。

这里，播放装置可以是扬声器或音箱，是对称放置的；所述滤波器C₁、C₂为两个有限冲击响应(FIR)滤波器，通常为128点FIR滤波器；所述确定当前所用播放装置所处的位置具体是指：确定当前所用播放装置与人头之间的距离、夹角。

步骤202：获取步骤201所述滤波器C₁、C₂的冲击响应，分别计算滤波器C₁、C₂冲击响应的线性卷积，得到C₁ ²和C₂ ²的冲击响应，之后计算C₁ ²-C₂ ²的冲击响应。

这里，所述C₁ ²的冲击响应就等于C₁冲击响应与其自身的线性卷积，同样，C₂ ²的冲击响应就等于C₂冲击响应与其自身的线性卷积，C₁、C₂的冲击响应分别如图3、图4所示。所述C₁ ²-C₂ ²的冲击响应就是C₁ ²和C₂ ²冲击响应之差，可近似为128点的响应，如图5所示。由于每个滤波器都有自身的阶数，图3、图4、图5中的横坐标表示阶数，纵坐标表示冲击响应值。本步骤中，如何计算滤波器C₁、C₂的冲击响应以及如何求C₁、C₂冲击响应与其自身的线性卷积均属现有技术，在此不再赘述。

步骤203：得到C₁、C₂的冲击响应以及C₁ ²-C₂ ²的冲击响应后，使用最小均方误差准则和最速下降法，分别求出在不同阶数M和延迟T情况下的串音消除滤波器H₁和H₂。

这里，所述延迟T小于滤波器C₁或C₂的阶数，所述阶数M可在1至滤波器C₁或C₂阶数的四倍的范围内取值，本发明中滤波器C₁和滤波器C₂的阶数相同。如何通过C₁、C₂以及C₁ ²-C₂ ²的冲击响应，利用最小均方误差准则和最速下降法，计算获得不同阶数、不同延迟下的串音消除滤波器属于已有技术。

举例来说，可通过下述步骤计算不同阶数、不同延迟下的串音消除滤波器H₁和H₂，本例中，输入为C₁或C₂的冲击响应以及C₁ ²-C₂ ²的冲击响应，H₁和H₂的阶数为M，C₁ ²-C₂ ²引入的延迟为T，要求的是 $H_1=\frac{C_1}{C_1^2-C_2^2}$ 或 $H_2=\frac{{-C}_2}{C_1^2-C_2^2}$ 这两个串音消除滤波器的冲击响应，以及H₁和H₂的信噪比。以求H₁为例，求H₂时只需将C₁替代为-C₂即可，H₁替代为H₂即可。其中，H₁或H₂的初始为任意值，一般初始为全零序列。具体处理过程如图6所示：

1)输入N(n)，该N(n)为任意的无限长序列，一般为白噪声；

2)N(n)经过C₁滤波后输出u(n)，u(n)输入H₁得到滤波输出Y(n)；

3)N(n)经过C₁ ²-C₂ ²滤波之后引入延迟T，得输出d(n)；

4)e(n)＝d(n)-Y(n)；

5)根据公式(12)更新H₁；

H₁(n+1)＝H₁(n)+uI(n)e(n)

$u=\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\α}+{\left|\right|I\left(n\right)\left|\right|}^2}---\left(12\right)$

其中，I(n)为[u(n)，u(n-1)，...u(n-M+1)]的转置；u为适应步长；取β＝1.0；α＝0.2。

6)跳转到步骤2)，直至e(n)足够小；

7)根据公式(13)计算最终得到H₁的信噪比：

$\mathrm{SNR}=\frac{\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C_1}^2\left(k\right)}{\underset{k=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}{C_{\mathrm{cas}}}^2\left(k\right)+\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(C_1\left(k\right)-C_{\mathrm{cas}}(k+T))}^2+\underset{k=N+T}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C_{\mathrm{cas}}}^2\left(k\right)}---\left(13\right)$

其中C_cas表示H₁和C₁ ²-C₂ ²的叠加滤波器，其冲击响应为两者的线性卷积。

步骤204：根据不同阶数、不同延迟下串音消除滤波器各自信噪比的大小，确定最终使用的串音消除滤波器H₁和H₂。通常，选用信噪比最高的滤波器作为最终使用的滤波器。

这里，为了使H₁和H₂在有限阶数的情况下有较高的信噪比，可对不同M和T进行计算，结果表明，对于M＝256、T＝75ms的情况，H₁和H₂都有较高的信噪比，H₁的信噪比为28.3db、H₂的信噪比为27.8db，H₁和H₂的冲击响应如图7、图8所示。也就是说，本发明中，较佳的是：确定M＝256、T＝75ms时对应的滤波器H₁和H₂为最终使用的串音消除滤波器。

步骤205：将所确定的最终使用的串音消除滤波器H₁和H₂放置于当前输出音频信号的播放装置中即步骤201所述的播放装置中，比如分别放置于左右扬声器中，对当前播放的音频信号进行滤波。

实验表明，使用本发明方法确定的串音消除滤波器H₁和H₂在Stereo Dipole的情况下，能达到很好的串音消除效果。而且，由于H₁和H₂的冲击响应最佳阶数只有256阶，在进行串音消除时，滤波所要求的计算量很小，大大降低了计算复杂度。

为了得到上述实现串音消除的滤波器，本发明还提供了一种串音消除滤波器的生成装置，如图9所示，该串音消除滤波器生成装置主要包括：两个FIR滤波器91、冲击响应计算模块92、串音消除滤波器计算模块93以及串音消除滤波器确定模块94。其中，每个FIR滤波器91为一个128点的FIR滤波器；冲击响应计算模块92，用于接收两个FIR滤波器各自的冲击响应，计算每个FIR滤波器冲击响应的线性卷积，并进一步计算出两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，并将每个FIR滤波器冲击响应以及所计算出的两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差发送给串音消除滤波器计算模块93；串音消除滤波器计算模块93，根据收到的每个FIR滤波器冲击响应以及两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，采用最小均方误差准则和最速下降法，分别求取不同阶数M和延迟T情况下的串音消除滤波器，并将求取的所有结果发送给串音消除滤波器确定模块94；串音消除滤波器确定模块94，用于根据所求出的不同阶数M和延迟T下串音消除滤波器的信噪比大小，选取信噪比较高的作为最终使用的串音消除滤波器。

通过图9所示装置的组成结构，生成所需滤波器的过程是：

a)两个FIR滤波器91将自身的冲击响应输入冲击响应计算模块92，由冲击响应计算模块92根据输入的两个FIR滤波器各自的冲击响应，计算每个FIR滤波器冲击响应的线性卷积，获得线性卷积后，再计算两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，最后将每个FIR滤波器的冲击响应、所计算出的两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，同时输出给串音消除滤波器计算模块93；

这里，所述FIR滤波器91为串音消除滤波器所要放置的音频信号播放装置所处位置点对应的滤波器。

b)串音消除滤波器计算模块93根据所获得的FIR滤波器的冲击响应、两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，采用最小均方误差准则和最速下降法，分别求出不同阶数M和延迟T情况下的串音消除滤波器，并将所求出的不同阶数M和延迟T下的所有串音消除滤波器输出给串音消除滤波器确定模块94；

c)串音消除滤波器确定模块94比较所有收到的串音消除滤波器的信噪比，选出信噪比最高的滤波器作为最终使用的串音消除滤波器。

在实际应用中，本发明还可以提供一种播放装置，该播放装置包括左右对称的两个放音单元，每个放音单元的音频信号输入侧设置有通过图9所示装置生成的串音消除滤波器，所述串音消除滤波器可以放置在放音单元之中，也可以放置于放音单元之外。这里，所述播放装置可以是扬声器或音箱，所述串音消除滤波器为FIR滤波器。

采用这种播放装置，可对要播放的音频信号先滤波再输出，即可消除串音。

本发明在不引入较高成本，不增加辅助器件的情况下，通过简单的运算，即可针对Stereo Dipole、或其他扬声器与人头相对位置变坏不大的情况下，完成较完全的串音消除，使得立体声和3D音乐的音效在使用扬声器或音箱等类似的播放装置时能充分体现出来。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种实现串音消除的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a.确定播放装置当前所处位置点对应的滤波器C₁和C₂；

b.根据步骤a所述滤波器C₁、C₂的冲击响应，计算滤波器C₁、C₂各自冲击响应的线性卷积之差，表示为C₁ ²-C₂ ²；

c.根据所得到的滤波器C₁、C₂冲击响应以及C₁ ²-C₂ ²，求取不同阶数不同延迟下的串音消除滤波器；

d.从所求取的不同阶数不同延迟下所有串音消除滤波器中选取信噪比最高者作为最终使用的串音消除滤波器；

e.将当前确定的最终使用的串音消除滤波器放置于步骤a所述的播放装置中，对当前播放的音频信号进行滤波。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a所述确定播放装置当前所处位置点对应的滤波器C₁和C₂具体是：根据当前所用播放装置相对听者头部所处的方位，选择对应的MIT头部相关传输函数处理后，得到播放装置当前所处位置点对应的滤波器C₁和C₂。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中使用最小均方误差准则和最速下降法求取不同阶数不同延迟下的串音消除滤波器。

4、根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述延迟小于步骤a所述滤波器的阶数。

5、根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述阶数不大于步骤a所述滤波器阶数的四倍。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，阶数为256且延迟为75ms时，所述串音消除滤波器信噪比最高。

7、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述滤波器C₁和C₂为128点有限冲击响应FIR滤波器。

8、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述播放装置为扬声器或音箱。

9、一种串音消除滤波器的生成装置，其特征在于，该装置包括：两个FIR滤波器；

冲击响应计算模块，用于接收FIR滤波器的冲击响应，计算每个FIR滤波器冲击响应的线性卷积，以及两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，并将计算结果发送给串音消除滤波器计算模块；

串音消除滤波器计算模块，用于根据冲击响应计算模块发来的计算结果，求取不同阶数和不同延迟下的串音消除滤波器，并将所有求取结果发给串音消除滤波器确定模块；

串音消除滤波器确定模块，用于从串音消除滤波器计算模块发来的所有求取结果中选取信噪比最高者作为最终使用的串音消除滤波器。

10、根据权利要求9所述的生成装置，其特征在于，所述FIR滤波器为128点FIR滤波器。

11、一种播放装置，包括左右对称的两个放音单元，其特征在于，在每个放音单元的音频信号输入侧分别设置有串音消除滤波器，该串音消除滤波器是通过以下方式得到的：

先获取所述播放装置所处位置点对应的两个FIR滤波器的冲击响应及其冲击响应的线性卷积；再计算两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差；然后根据两个FIR滤波器各自的冲击响应以及两个FIR滤波器冲击响应的线性卷积之差，求取不同阶数不同延迟下的串音消除滤波器；最后从所有求取出的不同情况下的串音消除滤波器中选出信噪比最高的作为放置于放音单元的串音消除滤波器。

12、根据权利要求11所述的播放装置，其特征在于，所述串音消除滤波器为FIR滤波器。

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