CN101615959A - 用于匹配两个音频源的放音频谱的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于匹配两个音频源的放音频谱的装置和方法。该匹配装置包括自适应滤波器，该滤波器具有第一和第二输入端以及输出端，其中设置有用于对第一输入端上的第一音频源进行放音的第一传输函数，并设置有用于对第二输入端上的第二音频源进行放音的第二传输函数；第一传输函数能够由使用者调整，而第二传输函数能够被自动算出，从而使两个音频源在自适应滤波器输出端上的放音频谱是相同的。

Description

用于匹配两个音频源的放音频谱的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于匹配两个音频源的放音频谱的装置，该匹配装置包括自适应滤波器，该滤波器具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中设置有用于对第一输入端上的第一音频源进行放音的第一传输函数，并设置有用于对第二输入端上的第二音频源进行放音的第二传输函数。此外，本发明还涉及一种用于匹配两个音频源的放音频谱的方法。

背景技术

开头所述类型的装置特别被用于对具有相同节目内容的不同音频源交替地进行放音，其中，对听者来说不应产生明显的转换效应。

DE 101 03 400 A1公开了一种具有模拟和数字接收部分的无线电接收机。相同的节目内容往往既通过模拟发射台又通过数字发射台进行传播。这种已知的无线电接收机总是自动地选择在相应方位提供最高质量的信道，并在传输质量变坏时自动转换到另一个信道。

如果在规定为相同的节目内容之间存在一定的时间偏差，则在转换时必须考虑这个时间偏差，从而对听者来说不产生明显的转换效应。此外，现有技术建议，确定信道之间的响度差别，并在转换时匹配音频源的响度。

此外，公知的是提供作为音响调节器的可变滤波级，使用者可借助这些可变滤波级来升高或降低输入信号的各个频率范围，以使该信号符合他的听觉习惯及其个人偏爱。但如果第一音频源的信号和第二音频源的信号具有不同的频带宽度，也就是说具有不同的频谱，则尽管使用者调整了音响，但由于在信道转换时输入信号的变化仍会产生不同的音响效果。所以使用者在转换后必须通过手动操作音响调节器重新消除这种差别。

发明内容

本发明的目的在于使听者尽可能听不出在现有技术中迄今为止仍存在的转换效应。

根据本发明，这个目的是通过一种用于匹配两个音频源的放音频谱的装置来实现，该匹配装置包括自适应滤波器，该滤波器具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中设置有用于对第一输入端上的第一音频源进行放音的第一传输函数，并设置有用于对第二输入端上的第二音频源进行放音的第二传输函数，其中，第一传输函数能够由使用者调整，而第二传输函数能够被自动算出，从而使两个音频源在自适应滤波器的输出端上的放音频谱是相同的。

此外，这个目的是通过一种用于转换相同节目内容的两个音频源的方法来实现的，在这种方法中，使用具有用于对第一音频源进行放音的第一传输函数和用于对第二音频源进行放音的第二传输函数的自适应滤波器，来使两个音频源在该自适应滤波器输出端上的放音频谱相同，其中，第一传输函数由使用者调整，而第二传输函数被自动算出。

本发明建议，提供具有可变传输特性的滤波器以便使用者进行个性化音响设置。这允许使用者调整放音使其符合个人偏爱。在音频信号的转换，例如由模拟无线电接收机转换到数字无线电接收机，或相反的转换之后，由于两个信号源的不同频带宽度，在未改变滤波器传输函数的情况下产生不同的输出信号。根据现有技术，使用者必须重新进行音响设置，即改变滤波器的传输函数，以便根据他的个人偏爱实现重新放音。

本发明建议，分析滤波器输出端上的放音频谱，并通过分析第二音频源的输入频谱在转换之前就已算出第二滤波器传输函数并将其存储在存储器中。这样就可与该音频源同时地转换滤波器的传输函数，从而使放音频谱几乎保持不变。

在本发明中，几乎不变的或相同的放音频谱指的是对于使用者或听者产生相同音响效果的放音频谱。这不排除两个放音频谱在一个或多个频带内具有部分不同的信号强度，如果使用者例如由于心理声学效应或由于放音频谱边缘的频率的不可听性而感觉不到这种差别的话。

在本发明的一种改进方案中，可以针对每个无线电广播节目都在一个存储器装置中存储第一和第二传输函数。如果使用者在调用相应的无线电广播节目时不改变音响设置，则该节目可立即用存储的传输函数并由此用使用者喜欢的音响设置进行放音。在此，带有本发明装置的无线电接收机根据输入信号例如根据数字或模拟信道选择合适的传输函数。

附图说明

下面结合附图来详细说明本发明，但不用于限制总的发明构思。

图1表示根据本发明的用于转换两个音频源的装置的框图；

图2表示根据本发明的用于转换两个音频源的方法的流程框图。

具体实施方式

图1表示根据本发明的两个音频源的转换装置的示意图。在图1的实施例中，两个音频源1和2包括两个无线电接收部分，例如一个模拟无线电接收机1和一个数字无线电接收机2。每个无线电接收机都配置一根天线，用于接收规定发送给该无线电接收机的无线电信号。在无线电信号从载频解调后以及必要时在信号的模/数或数/模转换后，在自适应滤波器3的两个输入端上提供两个音频信号。

在这里，自适应滤波器3可作为模拟或数字滤波器构成。模拟滤波器可构造成由电阻、电容和电感构成的无源滤波器。有源模拟滤波器例如可具有用至少一个运算放大器工作的滤波器级。而数字滤波器可借助数字信号或微处理器来实现，该处理器执行相应的软件，该软件描述期望的滤波器特性。

自适应滤波器3在每个输入端上都具有一个一致性存储器30和31。这种一致性存储器用于中间存储音频源1和2的输入信号，例如以先进先出堆栈的方式。将从一致性存储器30读出的数据与滤波器传输函数32卷积。这可有选择地以模拟或数字滤波的形式，例如用数字信号处理器来完成。图1示出了如下情形，即滤波器32输出端上的数据通过转换开关34到达自适应滤波器3的输出端。

第一信号通路的传输函数32可由使用者通过操作接口6进行调整。例如使用者可按其个人偏爱升高或降低各个频带，例如低音、中音或高音。

传输函数32改变第一音频源1的输入信号在自适应滤波器3的输出端上的音响频谱。这个输出信号然后被送到信号放大器4。在信号放大器4内放大的信号然后通过至少一个扬声器5放音。

为清晰起见，在图1中只示出一个信号放大器和一个扬声器。当然，也可用多个信号放大器和多个扬声器进行放音，例如用于立体声放音或以便针对低音、中音和高音波段使用单独的扬声器，这是业内熟悉的。

在使用者期望的音响匹配即通过使用者接口6定义传输函数32结束后，运算器7分析传输滤波器3的输出端上的放音频谱。这例如可借助傅里叶变换或小波变换来实现。为此，运算器7例如包括半导体存储器和/或数字信号处理器和/或微处理器和/或微控制器以及相应的软件。

第二音频源2的输入信号按相同方式进行分析。为此，运算器7从一致性存储器31读出音频源2的数据。

然后运算器7从相应信号频谱的差别中确定适合把第二音频源2的信号转换成放音频谱的传输函数33。也就是说，用传输函数33来使第二音频源2的规定为内容相同的音频信号以如下方式放音：即使在音频源1和2的输入频谱不同的情况下也在自适应滤波器3的输出端上提供相同的放音频谱。为此，运算器7也包括使音频源1和2的信号之间的响度和/或时间偏差相等的公知的单元。

在算出传输函数33以后，可将两个传输函数32和33存储在图1中未示出的存储器中。与传输函数32和33一起产生和存储一个识别符，这个识别符将传输函数32和33分配给一定的广播节目。在本发明的一种改进方案中，也可在存储器中存储其他信息，例如存储带有规定为相同的节目内容的音频源之间的时间偏差。

这时，只要使用者不通过操作元件6改变传输函数32，就可为这个无线电广播节目提供存储的、使用者偏爱的音响效果，而与该节目是通过音频源1还是通过音频源2进行放音无关。如果借助转换开关34在两个音频源1和2之间进行转换，则这种音响效果由于自动确定的传输函数33而不会改变。

在这里，如果当前未被放音的音频源的信号可保证更好的接收即更好的音响效果，转换开关34可自动地从第一音频源转换到第二音频源，例如由数字无线电接收机转换到模拟无线电接收机。作为替代方案，这种转换也可通过使用者的手动干预来实现。

在本发明的一种改进方案中，自适应过滤器3的结构可以是对称的，亦即，可由使用者借助操作接口6预先给定传输函数33，而如上述自动地产生传输函数32。

图2表示本发明提出的方法的流程图。首先将第一和第二音频信号中间存储在一致性存储器中。这种中间存储优选包括能够实现放音大约0.5至15秒的数据量。音频信号的中间存储优选以数字信号的形式进行。

在中间存储结束后，自动地选择放音源。由于第一和第二音频信号传输相同的节目内容，所以放音源的选择可借助音频信号的质量来进行。如果例如模拟接收的音频信号的信号电压很低，则优先选择数字音频信号。而如果数字音频信号只可能以大的误比特率进行传输，则优先选择模拟音频信号。

然后，检验在给该装置配置的存储装置中是否已经存储用于所选出的音频源的传输函数和/或为放音设置的节目内容。如果已经存储传输函数，则选择为相应音频源分配的传输函数，并在根据音频信号使用传输函数的情况下，对该音频源进行放音。

如果不能找到针对期望节目内容的传输函数，则对选出的音频源的音频信号在不用传输函数的条件下进行放音。这时用发射机提供的音响设置或用第一传输函数的默认设置进行放音。

如果使用者想使音响效果符合其个人的收听习惯，则他可通过调整规定用于第一音频源放音的第一传输函数来实现。在这里，传输函数的调整特别包括音频信号的可选频率范围的下调或上调。在第一传输函数由使用者调整结束后，这个第一传输函数被存入存储装置中。

应当指出，由使用者调整传输函数不是强制需要的，而是使用者也可能对发射机提供的音响设置或无线电接收机内存储的默认设置感到满意。在这种情况中，第一传输函数可以是恒定函数，该恒定函数不改变由第一音频源提供的音频信号。

在传输函数被存储之后，第一音频源的放音在用由使用者选择的第一传输函数的情况下进行。在这里，传输函数例如通过输入信号与该传输函数卷积来将输入信号的频谱改变成放音频谱。

现在借助运算器例如借助数字信号处理器对放音频谱进行分析。此外，按相同方式分析由未选择的信号源提供的输入信号的频谱。在所示实施例中，这指的是第二音频信号。这种分析例如可通过音频信号的傅里叶变换、希尔伯特变换或子波变换来进行。

借助放音频谱的分析和借助未选择信号源的输入信号频谱的分析就可算出把未选择的信号源的频谱转换成放音频谱的传输函数。如果第一音频源和第二音频源的输入信号的频谱相同，则第一和第二传输函数也相同。如果两个音频源的频谱不相同，则在传输函数中存在差别，这些差别把这种不同的输入频谱转换成相同的放音频谱。

在第二传输函数也被算出后，第一传输函数连同第二传输函数以及一个识别该节目内容的识别符被存储起来。这样就提供了反映使用者的个人收听习惯并同时消除音频源的音响差别的传输函数，以备将来使用。只有通过使用者干预改变传输函数时才自动地重新计算第二传输函数，该第二传输函数同样反映这种改变。

如果选出的音频源的信号强度减弱到这样的程度，即该节目内容的放音必须借助第二音频源才能保证较好的放音质量，则该音频源和对应的传输函数都需要改变，以便实现带有相同放音频谱的放音。

Claims (11)

1.用于转换两个音频源(1，2)的装置，其包括自适应滤波器(3)，该滤波器具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中，设置有用于对所述第一输入端上的第一音频源(1)进行放音的第一传输函数(32)，并且设置有用于对所述第二输入端上的第二音频(2)进行放音的第二传输函数(32)，其特征为，所述第一传输函数(32)能够由使用者调整，而所述第二传输函数(33)能够被自动算出，从而使所述两个音频源(1，2)在所述自适应滤波器(3)的输出端上的放音频谱是相同的。

2.按权利要求1所述的装置，其特征为，设有存储装置，能够用它来存储所述第一传输函数和所述第二传输函数。

3.按权利要求1或2所述的装置，其特征为，所述第一音频源(1)或所述第二音频源(2)包括模拟无线电接收机，而所述第二音频源(2)或所述第一音频源(1)包括数字无线电接收机。

4.按权利要求2和3所述的装置，其特征为，所述存储装置被设置为，针对既能够用模拟无线电接收机(1)又能够用数字无线电接收机(2)接收的每个无线电广播节目，存储第一传输函数(32)和第二传输函数(33)。

5.按权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征为，设有一致性存储器(30，31)，所述第一音频源(1)和所述第二音频源(2)的信号的至少一部分能够存储在该一致性存储器中；以及设有分析装置(7)，用该分析装置能够确定在所述自适应滤波器输出端上的放音频谱和/或音频源(2)的信号频谱。

6.用于转换相同节目内容的两个音频源(1，2)的方法，其中使用具有用于对第一音频源(1)进行放音的第一传输函数(32)和用于对第二音频源(2)进行放音的第二传输函数(33)的自适应滤波器(3)，来使两个音频源(1，2)在自适应滤波器(3)输出端上的放音频谱相同，其特征为，所述第一传输函数(32)由使用者调整，而所述第二传输函数(33)被自动算出。

7.按权利要求6所述的方法，其特征为，使用一致性存储器(30，31)来至少部分地存储所述第一音频源(1)和所述第二音频源(2)的信号，其中在调整所述第一传输函数(32)之后，算出在所述自适应滤波器(3)输出端上的放音频谱和所述第二音频源(2)的信号频谱，并且自动地确定所述第二传输函数(33)，使得对于所述第二音频源(2)产生相同的放音频谱。

8.按权利要求6或7所述的方法，其特征为，存储所述第一传输函数(32)和所述第二传输函数(33)。

9.按权利要求8所述的方法，其特征为，所述第一音频源(1)或所述第二音频源(2)包括模拟无线电接收机，而所述第二音频源(2)或所述第一音频源(1)包括数字无线电接收机，且为既能够用模拟无线电接收机又能够用数字无线电接收机接收的每个无线电广播节目存储第一和第二传输函数(32，33)。

10.带有程序代码的计算机程序，该程序代码存储在一种机器可读载体上，所述计算机程序用于当在计算机上执行该计算机程序时实施按权利要求6至9中任一项所述的方法。

11.无线电接收机，其具有按权利要求1至5中任一项所述的装置。

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