CN101661746A - 数字音频混响器和数字音频混响方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字音频混响器和数字音频混响方法。所述数字音频混响器包括：直接声产生模块、第一能量分布控制模块、前期空气/物质衰减滤波器模块、早期反射声产生模块、中期反射声产生模块、后期反射声产生模块、第一双耳互相关系数(IACC)模块；第二IACC模块、第二能量分布控制模块、第三能量分布控制模块、输出加法器。所述数字音频混响器通过对输入音频信号的左右声道信号进行处理，可以输出高音质、高密度并有一定相似度的混响输出信号。此外，通过改变所述数字音频混响器中各个模块的延时时间、滤波器参数以及乘法器系数，可以得到不同空间的混响效果，并且可以产生现实中不存在的空间的混响效果。

Description

数字音频混响器和数字音频混响方法

技术领域

本发明涉及数字音频处理，更具体地讲，涉及一种结构统一的数字音频混响器以及数字音频混响方法。

背景技术

混响现象是一种普遍存在的声学现象，它是由声音的一次和多次反射造成的。不管是大空间(如教堂)还是小空间(如卧室)，都有混响现象的存在。在某一声学环境下一个声源除了直接到达人耳外，还有一部分要通过人体周围的障碍物反射到达人耳，直达声和反射声叠加在一起就形成了混响。因此，只要在人体周围有障碍物存在，比如办公室的墙壁、街道上建筑物的墙壁等，就会发生混响。当反射声越多越密集，持续时间越长时，混响的听觉效果越明显。

根据反射声的强度，可以把混响声分成三个部分。图1示出三个部分的混响示意图，包括直接声、早期反射声和混响声。如图1所示，直达声是声波不经过任何障碍物直接到达人耳的部分，因为其能量损失较少，所以能量很强；早期反射声是由经一次或较少次反射的声波所组成，此时的谱线离散，能量由于声波与物体碰撞有所减少；混响声是指声波经过了多次反射，能量成指数递减，此时的谱线不再是离散的，而是连续谱。现有的人工混响器就是模拟特定空间的这三部分声音。

现有的人工混响器技术主要有两种形式，一种是通过与所需模拟空间的单位冲击响应进行卷积运算来产生混响声。这种方法将空间的单位冲击响应和音频信号进行卷积运算，得到系统的输出信号。另一种方法是通过梳状滤波器和全通滤波器的简单级联或嵌套来产生混响声，利用滤波器的特性来产生混响信号。

然而，用单位冲击响应原理来实现的混响器的代价很大，特别是运算量很大。对于嵌入式应用，其运算量更是一种负担。此外，梳状滤波器和全通滤波器的简单级联或嵌套的方法往往不能够产生很高的混响密度，混响效果不够真实。而且，这种混响器往往需要采用多种结构才能产生多种混响效果。

因此，需要开发一种能够模拟出任意空间的混响效果，且实现代价小、混响真实的数字音频混响器。这将有助于混响器在嵌入式系统中的应用。

发明内容

在下面的描述中将部分地阐明本发明另外的方面和/或优点，通过描述，其会变得更加清楚，或者通过实施本发明可以了解。

根据本发明的一方面，提供了一种数字音频混响器，包括：直接声产生模块，接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行滤波；第一能量分布控制模块，接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行二分之一衰减；前期空气/物质衰减滤波器模块，接收经第一能量分布控制模块衰减的左右声道信号的和信号，并对和信号进行滤波；早期反射声产生模块，接收前期空气/物质衰减滤波器模块的输出信号，并对接收的信号进行延时和滤波；中期反射声产生模块，接收早期反射声产生模块的输出信号，并对接收的信号进行矩阵运算和延时；后期反射声产生模块，接收中期反射声产生模块的输出信号及其自身反馈的输出信号，并对接收的两种输出信号的叠加信号进行矩阵运算、滤波和延时；第一双耳互相关系数模块，接收中期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；第二双耳互相关系数模块，接收后期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；第二能量分布控制模块，接收经第一双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第一能量因子，以调节中期反射声区域的能量；第三能量分布控制模块，接收经第二双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第二能量因子，以调节后期反射声区域的能量；输出加法器，将直接声产生模块、早期反射声产生模块、第二能量分布控制模块和第三能量分布控制模块输出的左右声道信号分别相加，以输出混响信号。

根据本发明的另一方面，还提供了一种数字音频混响方法，包括：在直接声产生模块接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行滤波；在第一能量分布控制模块接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行二分之一衰减；在前期空气/物质衰减滤波器模块接收经第一能量分布控制模块衰减的左右声道信号的和信号，并对和信号进行滤波；在早期反射声产生模块接收前期空气/物质衰减滤波器模块的输出信号，并对接收的信号进行延时和滤波；在中期反射声产生模块接收早期反射声产生模块的输出信号，并对接收的信号进行矩阵运算和延时；在后期反射声产生模块接收中期反射声产生模块的输出信号以及自身反馈的输出信号，并对接收的两种信号的叠加信号进行矩阵运算、滤波和延时；在第一双耳互相关系数模块接收中期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；在第二双耳互相关系数模块接收后期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；在第二能量分布控制模块接收第一双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第一能量因子，以调节中期反射声区域的能量；在第三能量分布控制模块接收第二双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第二能量因子，以调节后期反射声区域的能量；在输出加法器将直接声产生模块、早期反射声产生模块、第二能量分布控制模块和第三能量分布控制模块输出的左右声道信号分别相加，以输出混响信号。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1示出三个部分的混响示意图；

图2示出根据本发明实施例的四个部分的混响示意图；

图3示出了根据本发明实施例的数字音频混响器的结构框图；

图4示出根据本发明实施例的数字音频混响方法的流程图。

具体实施方式

现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

图2示出根据本发明实施例的四个部分的混响示意图。如图2所示，在本发明的实施例中将整个混响信号分成四个部分、包括直接声、早期反射声、中期反射声和后期反射声。通过分别对四个部分的信号进行模拟，可以构造一种结构统一的数字音频混响器，在所述数字音频混响器中，针对不同的空间(如大厅，房间)，只需更改相应参数就能产生不同的混响效果。

图3示出了根据本发明实施例的数字音频混响器的结构框图。

参照图3，数字音频混响器包括直接声产生模块10、前期空气/物质衰减滤波器模块20、早期反射声产生模块30、中期反射声产生模块40、后期反射声产生模块50、第一双耳互相关系数(IACC)模块60、第二IACC模块70、第一能量分布控制模块81、第二能量分布控制模块82、第三能量分布控制模块83和输出加法器90。此外，数字音频混响器还包括第一加法器91、第二加法器92、第三加法器93和第四加法器94。

以下，假设所处空间为教堂，来具体描述根据本发明实施例的数字音频混响器。

直接声产生模块10接收数字音频信号的左右声道信号L和R，对接收的左右声道信号进行滤波，并将滤波后的左右声道信号输出到第一加法器91。直接声产生模块10可以实现为一个无限冲击响应(IIR)低通滤波器，以便控制数字音频信号的能量。具体地讲，该IIR低通滤波器可采用二阶巴特沃思低通滤波器来实现，该二阶巴特沃思低通滤波器的截止频率为19000Hz，因而可抑制部分高频信号，得到更加真实的直接声。该二阶巴特沃思低通滤波器的表示式为：

$y\left(n\right)=\underset{k=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}D\_a_{k}y(n-k)+\underset{k=0}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}D\_b_{k}x(n-k)...\left(1\right)$

其中，采用Matlab的滤波器设计器可得到二阶巴特沃思滤波器的系数D_b_k和D_a_k，分别为[0.735 1.470 0.735]和[1 1.398 0.541]。

前期空气/物质衰减滤波器模块20接收从第一加法器91输出的信号，即，第一加法器91通过对第一能量分布控制模块81处理的左右声道信号求和而输出的左右声道信号的和信号。前期空气/物质衰减滤波器模块20用于模拟空气和墙壁等对不同频率的音频分量的吸收特性。具体地讲，前期空气/物质衰减滤波器模块20可实现为二阶巴特沃思低通滤波器，其截止频率为8000Hz。该二阶巴特沃思低通滤波器的表示式为：

$y\left(n\right)=\underset{k=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}A\_a_{k}y(n-k)+\underset{k=0}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}A\_b_{k}x(n-k)...\left(2\right),$

其中，采用Matlab的滤波器设计器可得到二阶巴特沃思滤波器的系数A_b_k和A_a_k，分别为[0.177 0.354 0.177]和[1 -0.509 0.218]。

早期反射声产生模块30包括八个延时单元τ₁₁至τ₁₈和八个IIR低通滤波器E1至E8。所述八个延时单元τ₁₁至τ₁₈对从前期空气/物质衰减滤波器模块滤波输出的信号依次进行延时，将延时的信号输出到所述八个IIR低通滤波器E1至E8，而所述八个IIR低通滤波器E1至E8对所述八个延时单元τ₁₁至τ₁₈输出的信号分别进行滤波。

更具体地讲，早期反射声产生模块30的八个延时单元的延时时间由需要模拟空间的单位冲击响应决定。单位冲击响应中的前八个显著反射声(直接声除外)将决定八个延时单元的延时时间。在本实施例中，前八个显著反射声延时时间分别为98.23、99.95、102.43、102.90、103.85、105.60、107.87和110.07ms。早期反射声产生模块30的八个IIR低通滤波器为二阶IIR低通滤波器，其频幅特性由上述八个延时单元的延时时间和不同频率下的早期衰减时间(EDT)来决定。EDT为反射声能量下降到直接声的-10db处所经过的时间。通过使用Matlab可以计算出不同频率下的EDT_i，从而，根据公式

可以得到早期反射声阶段的频幅响应，其中，Δt₁为早期反射声的开始时间和直接声的时间差，R₀为直接声的能量。通过使用Yule-Walker方法可得出相应的二阶IIR低通滤波器的系数。为了简化运算量，本实施例采用八个系数相同的滤波器，滤波器的表示式与式(1)或式(2)所示的滤波器相同，滤波器系数E_b_k和E_a_k分别为[0.503 0.310 0.008]和[1 0.0037-0.051]。

中期反射声产生模块40包括一个矩阵模块MATRIXING 1以及八个延时单元τ₂₁至τ₂₈。所述矩阵模块MATRIXING 1对从早期反射声产生模块30的八个IIR低通滤波器滤波输出的信号进行矩阵运算，将经过矩阵运算得到的信号输入到所述八个延时单元τ₂₁至τ₂₈中相应的延时单元，从而对所述信号进行延时。

更具体地讲，中期反射声产生模块40的矩阵模块用于增加中期反射声的密度。为了更快的增加反射声的回声密度，可采用正交的Hadamard矩阵，式(3)示出了本实施例中使用的Hadamard矩阵：

$M=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1& 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1& 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1& 1& -1& -1& 1\\ 1& 1& 1& 1& -1& -1& -1& -1\\ 1& -1& 1& -1& -1& 1& -1& 1\\ 1& 1& -1& -1& -1& -1& 1& 1\\ 1& -1& -1& 1& -1& 1& 1& -1\end{array}\right]...\left(3\right).$

中期反射声产生模块40的八个延时单元采用统一的结构。即，不管何种空间，都采用相同的延时时间，延时时间分布在0到25ms之间。具体地讲，八个延时单元的延时时间为0.183、5.620、5.780、7.836、13.553、14.718、16.338和22.722ms。

后期反射声产生模块50包括一个矩阵模块MATRIXING 2、八个IIR低通滤波器R1至R8和八个延时单元τ₃₁至τ₃₈。后期反射声产生模块50接收中期反射声产生模块40的八个延时单元延时输出的信号以及反馈的其自身的输出信号。所述矩阵模块MATRIXING 2对中期反射声产生模块40的输出信号与后期反射声产生模块50的反馈信号的叠加信号进行矩阵运算，将经过矩阵运算得到的信号输入到所述八个IIR低通滤波器R1至R8，所述八个IIR低通滤波器R1至R8将滤波输出的信号输入到所述八个延时单元τ₃₁至τ₃₈，从而对所述信号进行延时。

更具体地讲，后期反射声产生模块50的矩阵模块、八个IIR低通滤波器和八个延时单元组成一个类似反馈延时网络(FDN)，用来产生后期反射声。后期反射声产生模块50的矩阵模块用于增加后期反射声的密度，可采用正交的Hadamard矩阵。在本实施例中，后期反射声产生模块50的矩阵模块与中期反射声产生模块40的矩阵模块结构相同，如式(3)所示。后期反射声产生模块50的八个IIR低通滤波器为二阶IIR低通滤波器，其频幅特性由后期反射声产生模块50的八个延时单元的延时时间和不同频率下的RT(RT定义为混响时间，即从直接声到能量衰减为-60db的时间)决定。通过使用Yule-Walker方法可得出相应的二阶IIR低通滤波器的系数。在本实施例中，八个二阶IIR低通滤波器的表示式与式(1)或式(2)所示的滤波器相同，但是这八个二阶IIR低通滤波器是有差别的滤波器，即，其系数不同。具体地讲，八个二阶IIR低通滤波器的系数R_b_k和R_a_k分别为，R_b_k：[0.51660.1687 -0.1481]、[0.5161 0.1687 -0.1478]、[0.5155 0.1686 -0.1476]、[0.5153 0.1686 -0.1475]、[0.5150 0.1686 -0.1474]、[0.5145 0.1685-0.1472]、[0.5145 0.1685 -0.1471]和[0.5136 0.1685 -0.1468]；R_a_k：[1.0000 -0.5073 0.0656]、[1.0000 -0.5072 0.0655]、[1.0000 -0.50700.0655]、[1.0000 -0.5070 0.0654]、[1.0000 -0.5069 0.0654]、[1.0000-0.5068 0.0653]、[1.0000 -0.5068 0.0653]和[1.0000 -0.5066 0.0652]。后期反射声产生模块50的八个延时单元采用统一的结构。即，不管何种空间，都采用相同的延时时间，延时时间分布在25～28ms之间。具体地讲，八个延时单元的延时时间为25.223、25.669、26.279、26.408、26.728、27.167、27.216和28.031ms。

第一IACC模块60和第二IACC模块70用于增加左右声道信号的相关性，以来改善听觉效果，其中，左右声道的相关性由单位脉冲冲击响应中的左右声道特性决定。对于第一IACC模块60，其输入为中期反射声产生模块40输出的左右声道信号，即，中期反射声产生模块40的八个延时单元中奇数次序延时单元延时的信号之和以及偶数次序延时单元延时的信号之和，其中，可通过第三加法器93分别获得上述的奇数次序延时单元延时的信号之和以及偶数次序延时单元延时的信号之和。对于第二IACC模块70，其输入为后期反射声产生模块50输出的左右声道信号，即，后期反射声产生模块50的八个延时单元中奇数次序延时单元延时的信号之和以及偶数次序延时单元延时的信号之和，其中，可通过第三加法器94分别获得上述的奇数次序延时单元延时的信号之和以及偶数次序延时单元延时的信号之和。第一IACC模块60和第二IACC模块70可通过式(4)来对左右声道信号进行互相关运算：

y₁(n)＝cosθx₁(n)+sinθx₂(n)

                             ...(4)。

y₂(n)＝sinθx₁(n)+cosθx₂(n)

其中，x1(n)为中期反射声产生模块40或后期反射声产生模块50输出的左声道信号，x2(n)为中期反射声产生模块40或后期反射声产生模块50输出的右声道信号，y1(n)为经互相关运算后从第一IACC模块60或第二IACC模块70输出的左声道信号，y2(n)为经互相关运算后从第一IACC模块60或第二IACC模块70输出的右声道信号(n＝1，2)。θ由所模拟空间的单位脉冲响应决定，是描述空间相关性的一个参数。在本实施例中，θ由等式θ＝(1/2)arcsin(ρ)决定，其中，ρ为左右声道的互相关系数。

第一能量分布控制模块81、第二能量分布控制模块82和第三能量分布控制模块83均可实现为乘法器。第一能量分布控制模块81接收数字音频信号的左右声道信号，对接收的左右声道信号进行二分之一衰减，以防止混合两个声道时溢出。第二能量分布控制模块82接收第一IACC模块60输出的左右声道信号，将接收的左右声道信号乘以预定的能量因子，从而能够根据不同空间中期反射声区域能量大小的不同，来调节中期反射声区域的能量。第三能量分布控制模块83接收第二IACC模块70输出的左右声道信号，将接收的左右声道信号乘以预定的能量因子，从而能够根据不同空间后期反射声区域能量大小的不同，来调节后期反射声区域的能量。在本实施例中，第一能量分布控制模块81、第二能量分布控制模块82和第三能量分布控制模块83中的系数(即，能量因子)分别为0.5、0.61和0.61。

输出加法器90将直接声产生模块10、早期反射声产生模块、第二能量分布控制模块82和第三能量分布控制模块83输出的左右声道信号分别相加，以输出最终的混响信号Lr和Rr。

以上以教堂空间为例描述了根据本发明实施例的数字音频混响器。但是，通过改变各个模块中的延时时间、滤波器参数以及乘法器系数，可以得到不同空间的混响效果，并且可以产生现实中不存在的空间的混响效果。另一方面，根据本发明实施例的数字音频混响器中的延时单元和滤波器的数量不限于8个，而是可以根据不同的效果要求以及不同的系统性能要求，增加或减少延时单元和滤波器的个数，并且可以相应地改变矩阵的维数。

图4示出了根据本发明实施例的数字音频混响方法的流程图。

参照图4，在步骤401，直接声产生模块接收数字音频信号的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行滤波。在步骤402，第一能量分布控制模块接收数字音频信号的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行二分之一衰减。在步骤403，前期空气/物质衰减滤波器模块接收经第一能量分布控制模块衰减的左右声道信号的和信号，并对和信号进行滤波。在步骤404，早期反射声产生模块接收经前期空气/物质衰减滤波器模块滤波输出的信号，并对接收的信号进行延时和滤波。在步骤405，中期反射声产生模块接收经早期反射声产生模块延时和滤波输出的信号，并对接收的信号进行矩阵运算和延时。在步骤406，后期反射声产生模块接收经中期反射声产生模块进行矩阵运算和延时输出的信号及其自身反馈的输出信号，并对接收的两种信号的叠加信号进行矩阵运算、滤波和延时。在步骤407，第一IACC模块接收经中期反射声产生模块进行矩阵运算和延时输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性。在步骤408，第二IACC模块接收经后期反射声产生模块进行矩阵运算、滤波和延时输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性。在步骤409，第二能量分布控制模块接收经第一IACC模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以预定的能量因子，以调节中期反射声区域的能量。在步骤410，第三能量分布控制模块接收经第二IACC模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以预定能量因子，以调节后期反射声区域的能量。在步骤411，输出加法器将直接声产生模块、早期反射声产生模块、第二能量分布控制模块和第三能量分布控制模块输出的左右声道信号分别相加，以输出混响信号。

在如上所述的根据本发明实施例的数字音频混响方法中，直接声产生模块、前期空气/物质衰减滤波器模块、早期反射声产生模块、中期反射声产生模块、后期反射声产生模块、第一IACC模块、第二IACC模块、第一能量分布控制模块、第二能量分布控制模块、第三能量分布控制模块和输出加法器可具有参照图3描述的各个模块的结构。

综上所述，根据本发明实施例，通过模拟混响信号的四个部分来产生高音质、高密度并有一定相似度的混响输出信号。此外，根据本发明实施例，通过改变各个模块的延时时间、滤波器参数以及乘法器系数，可以得到不同空间的混响效果，并且可以产生现实中不存在的空间的混响效果。

虽然已经参照本发明的特定示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种改变。

Claims (13)

1、一种数字音频混响器，包括：

直接声产生模块，接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行滤波；

第一能量分布控制模块，接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行二分之一衰减；

前期空气/物质衰减滤波器模块，接收经第一能量分布控制模块衰减的左右声道信号的和信号，并对和信号进行滤波；

早期反射声产生模块，接收前期空气/物质衰减滤波器模块的输出信号，并对接收的信号进行延时和滤波；

中期反射声产生模块，接收早期反射声产生模块的输出信号，并对接收的信号进行矩阵运算和延时；

后期反射声产生模块，接收中期反射声产生模块的输出信号及其自身反馈的输出信号，并对接收的两种输出信号的叠加信号进行矩阵运算、滤波和延时；

第一双耳互相关系数模块，接收中期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；

第二双耳互相关系数模块，接收后期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；

第二能量分布控制模块，接收经第一双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第一能量因子，以调节中期反射声区域的能量；

第三能量分布控制模块，接收经第二双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第二能量因子，以调节后期反射声区域的能量；

输出加法器，将直接声产生模块、早期反射声产生模块、第二能量分布控制模块和第三能量分布控制模块输出的左右声道信号分别相加，以输出混响信号。

2、如权利要求1所述的数字音频混响器，其中，直接声产生模块被配置为截止频率为19000Hz的二阶巴特沃思低通滤波器。

3、如权利要求1所述的数字音频混响器，其中，第一能量分布控制模块、第二能量分布控制模块和第三能量分布控制模块被配置为具有不同系数的乘法器。

4、如权利要求1所述的数字音频混响器，其中，前期空气/物质衰减滤波器模块被配置为截止频率为8000Hz的二阶巴特沃思低通滤波器。

5、如权利要求1所述的数字音频混响器，其中，早期反射声产生模块包括：

第一至第八延时单元，依次对接收的前期空气/物质衰减滤波器模块的输出信号进行延时；

第一至第八二阶IIR滤波器，对第一至第八延时单元的输出信号分别进行滤波。

6、如权利要求5所述的数字音频混响器，其中，中期反射声产生模块包括：

矩阵模块，对早期反射声产生模块中的第一至第八二阶IIR滤波器的输出信号进行矩阵运算；

第九至第十六延时单元，对经矩阵运算获得的信号分别进行延时。

7、如权利要求6所述的数字音频混响器，其中，所述矩阵模块采用如下矩阵：

$M=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1& 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1& 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1& 1& -1& -1& 1\\ 1& 1& 1& 1& -1& -1& -1& -1\\ 1& -1& 1& -1& -1& 1& -1& 1\\ 1& 1& -1& -1& -1& -1& 1& 1\\ 1& -1& -1& 1& -1& 1& 1& -1\end{array}\right].$

8、如权利要求6所述的数字音频混响器，其中，后期反射声产生模块包括：

矩阵模块，对中期反射声产生模块中的第九至第十六延时单元的输出信号及其自身反馈的输出信号的叠加信号进行矩阵运算；

第九至第十六二阶IIR滤波器，对经矩阵运算获得的信号分别进行滤波；

第十七至第二十四延时单元，对第九至第十六二阶IIR滤波器的输出信号分别进行延时，

其中，第十七至第二十四延时单元延时后的输出信号被反馈到所述矩阵模块。

9、如权利要求8所述的数字音频混响器，其中，所述矩阵模块采用如下矩阵：

$M=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1& 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1& 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1& 1& -1& -1& 1\\ 1& 1& 1& 1& -1& -1& -1& -1\\ 1& -1& 1& -1& -1& 1& -1& 1\\ 1& 1& -1& -1& -1& -1& 1& 1\\ 1& -1& -1& 1& -1& 1& 1& -1\end{array}\right].$

10、如权利要求6所述的数字音频混响器，其中，第一双耳互相关系数模块通过如下等式对中期反射声产生模块输出的左右声道信号进行互相关运算：

y₁(n)＝cosθx₁(n)+sinθx₂(n)

y₂(n)＝sinθx₁(n)+cosθx₂(n)

其中，x1(n)为中期反射声产生模块输出的左声道信号，x2(n)为中期反射声产生模块输出的右声道信号，y1(n)为经互相关运算后从第一双耳互相关系数模块输出的左声道信号，y2(n)为经互相关运算后从第一双耳互相关系数模块输出的右声道信号，n＝1，2，θ为等式θ＝(1/2)arcsin(ρ)决定的相关参数，ρ为左右声道的互相关系数，

其中，中期反射声产生模块输出的左声道信号为第九至第十六延时单元中的奇数次序延时单元的输出信号的和信号，中期反射声产生模块输出的右声道信号为第九至第十六延时单元中的偶数次序延时单元的输出信号的和信号。

11、如权利要求8所述的数字音频混响器，其中，第二双耳互相关系数模块通过如下等式对后期反射声产生模块输出的左右声道信号进行互相关运算：

y₁(n)＝cosθx₁(n)+sinθx₂(n)

y₂(n)＝sinθx₁(n)+cosθx₂(n)

其中，x1(n)为后期反射声产生模块输出的左声道信号，x2(n)为后期反射声产生模块输出的右声道信号，y1(n)为经互相关运算后从第二双耳互相关系数模块输出的左声道信号，y2(n)为经互相关运算后从第二双耳互相关系数模块输出的右声道信号，n＝1，2，θ为θ＝(1/2)arcsin(ρ)决定的相关参数，ρ为左右声道的互相关系数，

其中，后期反射声产生模块输出的左声道信号为第十七至第二十四延时单元中的奇数次序延时单元的输出信号的和信号，后期反射声产生模块输出的右声道信号为第十七至第二十四延时单元中的偶数次序延时单元的输出信号的和信号。

12、如权利要求5所述的数字音频混响器，其中，早期反射声产生模块输出的左声道信号为第一至第八二阶IIR滤波器中的奇数次序二阶IIR滤波器的输出信号的和信号，早期反射声产生模块输出的右声道信号为第一至第八二阶IIR滤波器中的偶数次序二阶IIR滤波器的输出信号的和信号。

13、一种数字音频混响方法，包括：

在直接声产生模块接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行滤波；

在第一能量分布控制模块接收数字音频信号的左右声道信号并对接收的左右声道信号进行二分之一衰减；

在前期空气/物质衰减滤波器模块接收经第一能量分布控制模块衰减的左右声道信号的和信号，并对和信号进行滤波；

在早期反射声产生模块接收前期空气/物质衰减滤波器模块的输出信号，并对接收的信号进行延时和滤波；

在中期反射声产生模块接收早期反射声产生模块的输出信号，并对接收的信号进行矩阵运算和延时；

在后期反射声产生模块接收中期反射声产生模块的输出信号以及自身反馈的输出信号，并对接收的两种信号的叠加信号进行矩阵运算、滤波和延时；

在第一双耳互相关系数模块接收中期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；

在第二双耳互相关系数模块接收后期反射声产生模块输出的左右声道信号，并对接收的左右声道信号进行互相关运算，以增加左右声道信号的相关性；

在第二能量分布控制模块接收第一双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第一能量因子，以调节中期反射声区域的能量；

在第三能量分布控制模块接收第二双耳互相关系数模块进行互相关运算后输出的左右声道信号，并将接收的左右声道信号乘以第二能量因子，以调节后期反射声区域的能量；

在输出加法器将直接声产生模块、早期反射声产生模块、第二能量分布控制模块和第三能量分布控制模块输出的左右声道信号分别相加，以输出混响信号。

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