CN112153535B - 一种声场扩展方法、电路、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种声场扩展方法、电路、电子设备及存储介质，该声场扩展电路包括：早期反射声电路和后期反射声电路，早期反射声电路包括并联的多个梳状滤波器，多个梳状滤波器的增益不同；后期反射声电路与早期反射声电路的输出端连接，后期反射声电路包括全通滤波器电路，所述全通滤波器电路包括串联的多个全通滤波器；早期反射声电路，用于利用多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号，第一声信号根据输入声信号得到；后期反射声电路，用于利用多个全通滤波器对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，以根据输入声信号和后期反射声信号，得到输出声信号，其中，第一输入信号为早期反射声信号或根据早期反射声信号得到。

Description

一种声场扩展方法、电路、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种声场扩展方法、电路、电子设备及存储介质。

背景技术

现有的立体声声场扩展技术为在耳机端的蓝牙芯片将接收到的模拟音频信号进行模数转换得到数字信号，同时分离左右声道信号，将左右声道信号经过相加/减后、缩小后进行无限长单位冲击响应(Infinite Impulse Response，IIR)低通滤波器处理，与其中一个输入声道相加形成输出声道，同时再将IIR低通滤波器处理的信号经希尔伯特变换滤波，使频域各频率分量的幅度保持不变、但相位产生90°相移，之后与另一个输入声道相加形成输出声道，最后将处理后的左右通道的数据进行数模转换后由扬声器从电信号转换成声信号。从而达到扩展立体声声场的目的。

然而，采用希尔伯特变换滤波器进行90°相移通常需要较高阶数的有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器，以减小对各频率信号幅度特性的影响，导致立体声声场扩展的运算量大，进而增大了耳机的功耗。

发明内容

本申请实施例提供一种声场扩展方法、电路、电子设备及存储介质，能够降低立体声声场扩展的运算量和耳机的功耗。

本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种声场扩展电路，所述声场扩展电路包括早期反射声电路和后期反射声电路；

所述早期反射声电路包括并联的多个梳状滤波器，所述多个梳状滤波器的增益不同；

所述后期反射声电路与所述早期反射声电路的输出端连接，所述后期反射声电路包括全通滤波器电路，所述全通滤波器电路包括串联的多个全通滤波器；

所述早期反射声电路，用于利用所述多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号，所述第一声信号根据输入声信号得到；

所述后期反射声电路，用于利用所述多个全通滤波器对所述第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，以根据所述输入声信号和所述后期反射声信号，得到输出声信号，其中，所述第一输入信号为所述早期反射声信号或根据所述早期反射声信号得到。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：左声道输入端、右声道输入端、声场预处理电路、左声道声场扩展电路、右声道声场扩展电路、左声道输出电路和右声道输出电路，所述左声道声场扩展电路和所述右声道声场扩展电路与上述任一项所述的声场扩展电路相同；其中，

所述左声道输入端和所述右声道输入端分别与所述声场预处理电路的输入端连接，所述声场预处理电路的输出端分别与所述左声道声场扩展电路的输入端和所述右声道声场扩展电路的输入端连接，所述左声道声场扩展电路的输出端和所述左声道输入端分别与所述左声道输出电路的输入端连接，所述右声道声场扩展电路的输出端和所述右声道输入端分别与所述右声道输出电路的输入端连接；

所述左声道输入端用于输入左声道输入声信号，所述右声道输入端用于输入右声道输入声信号；

所述声信号预处理电路，用于对所述左声道输入信号和所述右声道输入信号进行预处理，得到所述第一声信号；

所述左声道声场扩展电路，用于对所述第一声信号进行处理，得到左声道后期反射声信号；

所述左声道输出电路，用于将所述左声道输入声信号和所述左声道后期反射声信号进行处理，得到左声道输出声信号；

所述右声道声场扩展电路，用于对所述第一声信号进行处理，得到右声道后期反射声信号；

所述右声道输出电路，用于将所述右声道输入声信号和所述右声道后期反射声信号进行处理，得到右声道输出声信号。

第三方面，本申请实施例提供一种声场扩展方法，应用于所述声场扩展电路，所述声场扩展电路包括：由并联的多个梳状滤波器组成的早期反射声电路和与所述早期反射声电路输出端连接的后期反射声电路，所述后期反射声电路由串联的多个全通滤波器组成，所述方法还包括：

对输入声信号进行预处理得到第一声信号；

利用所述多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号；

利用所述多个全通滤波器对所述早期反射声信号进行相移，得到后期反射声信号；

根据所述输入声信号和所述后期反射声信号，得到所述输入声信号对应的输出声信号。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器、存储器及通信总线；所述处理器执行存储器存储的运行程序时实现如上述任一项所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。

本申请实施例提供了一种声场扩展方法、电路、电子设备及存储介质，该声场扩展电路包括：早期反射声电路和后期反射声电路，早期反射声电路包括并联的多个梳状滤波器，多个梳状滤波器的增益不同；后期反射声电路与早期反射声电路的输出端连接，后期反射声电路包括全通滤波器电路，所述全通滤波器电路包括串联的多个全通滤波器；早期反射声电路，用于利用多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号，第一声信号根据输入声信号得到；后期反射声电路，用于利用多个全通滤波器对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，以根据输入声信号和后期反射声信号，得到输出声信号，其中，第一输入信号为早期反射声信号或根据早期反射声信号得到。采用上述实现方案，声场扩展电路的早期反射声电路由并联的多个梳状滤波器组成，后期反射声电路由串联的多个全通滤波器组成，由此，利用并联的多个梳状滤波器和串联的多个全通滤波器，即可实现立体声声场扩展，由于梳状滤波器和全通滤波器内部主要实现乘、加运算，在蓝牙芯片中乘加操作通常可以在一个时钟周期内完成，进而降低了立体声声场扩展的运算量和耳机的功耗。

附图说明

图1为现有技术中的一种立体声声场扩展电路的结构示意图；

图2(a)为本申请实施例提供的一种声场扩展电路的结构示意图一；

图2(b)为本申请实施例提供的一种声场扩展电路的结构示意图二；

图3为本申请实施例提供的一种示例性的早期反射声电路的电路结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种示例性的后期反射声电路的电路结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种示例性的低通滤波器的电路结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种示例性的声场扩展电路的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种声场扩展方法的流程图；

图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请。并不用于限定本申请。

图1为相关技术中的立体声声场扩展电路1的结构图，其中，立体声声场扩展电路1包括左声道输入端10、右声道输入端11、加减器12、IIR低通滤波器13、增益放大器14、希尔伯特滤波器15、加法器16、加法器17、左声道输出端18和右声道输出端19。其中，加减器12的输入端分别连接左声道输入端10和右声道输入端11，加减器12的输出端连接IIR低通滤波器13，IIR低通滤波器13的输出端连接增益放大器14、增益放大器14的输出端分别连接希尔伯特滤波器15和加法器16的一个输入端，加法器16的另一个输入端与右声道输入端11连接，加法器16的输出端与左声道输出端18连接，希尔伯特滤波器15的输出端与加法器17的一个输入端连接，加法器17的另一个输入端与左声道输入端10连接，加法器17的输出端与右声道输出端19连接。

参考图1，立体声声场扩展方法的信号流可以为：左声道信号和右声道信号经过相加/减后、缩小后进行IIR低通滤波器处理，与其中左输入声道相加形成左输出声道；同时再将IIR低通滤波器处理的信号经希尔伯特滤波器，再与右输入声道相加形成右输出声道。

采用希尔伯特变换滤波器进行90°相移通常需要较高阶数的FIR滤波器，以减小对各频率信号幅度特性的影响，这在蓝牙芯片平台需要消耗较高的运算量同时功耗增大，对于耳机端续航时间影响较大。为了解决上述问题，本申请实施例提出了一种声场扩展电路、方法及存储介质，通过以下实施例进行具体的说明。

本申请实施例提供一种声场扩展电路2，如图2(a)所示，该声场扩展电路2可以包括：早期反射声电路20和后期反射声电路21，

早期反射声电路20包括并联的多个梳状滤波器200，多个梳状滤波器200的增益不同；

后期反射声电路21与早期反射声电路20的输出端连接，后期反射声电路21包括全通滤波器电路210，全通滤波器电路210包括串联的多个全通滤波器；

早期反射声电路20，用于利用多个梳状滤波器200分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号，第一声信号根据输入声信号得到；

后期反射声电路21，用于利用多个全通滤波器210对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，以根据输入声信号和后期反射声信号，得到输出声信号，其中，第一输入信号为早期反射声信号或根据早期反射声信号得到。

本申请实施例提供的一种声场扩展电路应用于在播放立体声信号时扩展立体声声场的场景下。

本申请实施例中的声场扩展电路可以应用于耳机中，也可以应用于电子设备的扬声器中，具体的可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

本申请实施例中，耳机可以为蓝牙颈挂耳机、真无线立体声蓝牙耳机等，具体的根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

本申请实施例以应用于耳机为例进行说明，在耳机端的蓝牙芯片将接收到的模拟音频信号进行模数转换得到数字信号，并将数字信号分离成左声道输出声信号和右声道输出声信号，之后，声场扩展电路对左声道输入声信号和右声道输入声信号进行预处理，得到第一声信号。

本申请实施例中，第一声信号经多个并联的梳状滤波器的滤波，输出以模拟声场的早期反射声，其中，每个梳状滤波器的输出端增益不同，且增益可调。

本申请实施例中，多个梳状滤波器的个数可以为6个、8个、10个等，具体的根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

可以理解的，梳状滤波器200的结构如图3所示，包括加法器301、延时器302、反馈增益放大器303和低通滤波器304，其中，低通滤波器304由延时器3040、增益放大器3041和加法器3042组成，加法器301的第一输入端连接梳状滤波器的输入，加法器301的输出端连接延时器302，延时器302的输出端连接梳状滤波器的输出端和加法器3042的第一输入端，加法器3042的第二输入端连接增益放大器3041的输出端，增益放大器3041的输入端连接延时器3040的输出端，延时器的输入端和加法器3042的输出端连接反馈增益放大器303的输入端，反馈增益放大器303的输出端与加法器301的第二输入端连接。延时器302和延时器3040的具体参数取值可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定；增益放大器3041和反馈增益放大器303的具体取值可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

需要说明的是，图3所示的梳状滤波器为本申请实施例一种可选的梳状滤波器的结构，在实际应用中不限于上述梳状滤波器结构，具体的可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

可以理解的是，第一声信号在梳状滤波器中仅通过延时、乘加操作即可实现对第一声信号的滤波过程，蓝牙芯片中乘加操作通常可以在一个时钟周期内完成，由此极大的减少了立体声声场扩展中的运算量。

本申请实施例中，多个梳状滤波器输出端的增益不同，第一声信号在分别经过多个梳状滤波器的滤波之后进行不同程度的声音衰减。

本申请实施例中，全通滤波器的作用是在全频带范围内，频域各频率分量的幅值不变，相位产生一定程度的相移。第一输入信号依次经多个串联的全通滤波器的移相，得到后期反射声信号，其中，第一输入信号为早期反射声信号或根据早期反射声信号得到的信号。

本申请实施例中，全通滤波器的个数可以为4个、6个、8个等，具体的根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

可以理解的，全通滤波器210的结构如图4所示，包括加法器401、延时器402、加法器403、增益放大器404、增益放大器405和反馈增益放大器406，其中，加法器401的第一输入端连接全通滤波器的输入，加法器401的输出端分别连接延时器402和增益放大器404，延时器402的输出端分别连接增益放大器405和反馈增益放大器406，增益放大器405的输出端和增益放大器404的输出端连接加法器403的输入端，反馈增益放大器406的输出端连接加法器401的第二输入端，加法器403的输出端连接全通滤波器的输出，延时器402的具体参数取值可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定；增益放大器404、增益放大器405和反馈增益放大器406的具体取值可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

需要说明的是，图4的全通滤波器为本申请实施例提供的一种可选的全通滤波器的结构，在实际应用中不限于上述全通滤波器结构，具体的可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。

可以理解的是，第一输入信号在全通滤波器中仅通过延时、乘加操作即可实现对第一输入信号的滤波过程，蓝牙芯片中乘加操作通常可以在一个时钟周期内完成，由此极大的减少了立体声声场扩展中的运算量。

可以理解的，梳状滤波器的信号延时大于全通滤波器的信号延时。

本申请实施例中，由于梳状滤波器的信号延时大于全通滤波器的信号延时，故早期反射声信号的信号延时大于后期反射声信号的信号延时，使得后期反射声信号的声音密度大于早期反射声信号的声音密度，由此可以模拟出真实的立体声声场效果。

可以理解的是，每个梳状滤波器、全通滤波器单元的增益、延时可以采用不对称参数以降低左右通道信号相关性以增强声场宽度。

本申请实施例中，延时大小可以以数字信号样点为单位。

可以理解的，如图2(a)所示，后期反射声电路21还包括：第一加法器212、低通反馈电路211；第一加法器212的第一输入端与早期反射声电路20的输出端连接，第一加法器212的第二输入端与低通反馈电路211的输出端连接，第一加法器212的输出端与全通滤波器电路210的输入端连接，全通滤波器电路210的输出端与低通反馈电路的输入端连接；

低通反馈电路211，用于对后期反射声信号进行滤波和声音控制，得到反馈信号，并将反馈信号传输至第一加法器的第二输入端；

第一加法器212，用于将反馈信号和早期反射声信号进行信号相加，得到第一输入信号，

多个全通滤波器，还用于对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号。

本申请实施例中，后期反射声电路还包括低通反馈电路和第一加法器，具体的，早期反射声电路的输出端和低通反馈电路的输出端与第一加法器的输入端连接，第一加法器的输出端与串联的多个全通滤波器连接，多个全通滤波器的输出端与低通反馈电路的输入端连接，由此，后期反射声经低通反馈电路的滤波和声音控制之后与早期反射声信号进行信号相加，得到第一输入信号，之后将第一输入信号输入多个全通滤波器中，得到后期反射声信号，以增加后期反射声密度。

本申请实施例中，低通反馈电路的设计可以减低全通滤波器的数量，进而减小声场扩展时的运算量。

可选的，参考图2(a)，如图2(b)所示，低通反馈电路211包括低通滤波器2110和反馈增益放大器2111，低通滤波器2110的输入端与多个全通滤波器210的输出端连接，低通滤波器2110的输出端与反馈增益放大器2111的输入端连接，反馈增益放大器2111的输出端与第一加法器212的第二输入端连接；

低通滤波器2110，用于对后期反射声信号进行滤波，得到第一滤波声信号，第一滤波声信号的高频声衰减大于低频声衰减；

反馈增益放大器2111，用于对第一滤波声信号进行声音控制，得到反馈信号。

本申请实施例中，低通滤波器可以为IIR低通滤波器。

本申请实施例中，低通滤波器的结构示意图如图5所示，包括延时器501、增益放大器502和加法器503，其中，加法器503的输入端分别连接增益放大器502的输出端和全通滤波器的输出端，加法器503的输出端分别连接反馈增益放大器和延时器501，延时器501的输出端连接增益放大器502的输入端。

本申请实施例中，反馈增益放大器2111用于控制后期反射声大小，IIR低通滤波器用于模拟声音在空气中高频声衰减比低频声衰减快，通过调节反馈增益放大器2111可以控制声场扩宽的效果，从而模拟不同混响的声场，如山谷，影院、室内等环境。

可选的，如图2(a)和图2(b)所示，早期反射声电路20还包括：多个增益放大器201和第二加法器202，多个增益放大器201与多个梳状滤波器200一一对应，每一个增益放大器201的输入端分别与对应的梳状滤波器200的输出端串联所述，多个增益放大器的增益取值不同，多个增益放大器201的输出端与第二加法器202连接；

多个梳状滤波器200和多个增益放大器201，用于对第一声信号分别进行滤波和信号增益，得到多个延时衰减声信号，所述多个延时衰减声信号的信号延时和信号衰减不同；

所述第二加法器202，用于将所述多个延时衰减声信号相加，得到所述早期反射声信号。

本申请实施例中，每一个梳状滤波器的输出端连接一个增益放大器，该增益放大器的取值不同，不同的增益取值可以使得多个延时衰减声信号的信号衰减程度不同。

本申请实施例中，在得到多个延时衰减声信号之后，将多个延时衰减声信号进行信号相加，得到早期反射声信号。

可以理解的，所述早期反射声电路可以为左声道早期反射声电路或右声道早期反射声电路，相应的，所述后期反射声电路可以为左声道后期反射声电路或右声道后期反射声电路；所述左声道早期反射声电路的输出端与所述左声道后期反射声电路连接；所述右声道早期反射声电路的输出端与所述右声道后期反射声电路连接。

本申请实施例中，第一声信号经左声道早期反射声电路和左声道后期反射声电路，得到左声道后期反射声信号；第一声信号经右声道早期反射声电路和右声道后期反射声电路，得到右声道后期反射声信号。

本申请实施例中，声场扩展电路中的全通滤波器和梳状滤波器的延时和增益值不对称且单独可调，更加符合左右耳听到真实声场的空间信息。

基于上述实施例，本申请实施例还提供一种电子设备6，如图6所示，所述电子设备6包括：左声道输入端60、右声道输入端61、声场预处理电路62、左声道声场扩展电路63、右声道声场扩展电路64、左声道输出电路65和右声道输出电路66，所述左声道声场扩展电路63和所述右声道声场扩展电路64与上述任一项所述的声场扩展电路相同；其中，

所述左声道输入端60和所述右声道输入端61分别与所述声场预处理电路62的输入端连接，所述声场预处理电路62的输出端分别与所述左声道声场扩展电路63的输入端和所述右声道声场扩展电路64的输入端连接，所述左声道声场扩展电路63的输出端和所述左声道输入端60分别与所述左声道输出电路65的输入端连接，所述右声道声场扩展电路64的输出端和所述右声道输入端61分别与所述右声道输出电路66的输入端连接；

所述左声道输入端用于输入左声道输入声信号，所述右声道输入端用于输入右声道输入声信号；

所述声信号预处理电路，用于对所述左声道输入信号和所述右声道输入信号进行预处理，得到所述第一声信号；

所述左声道声场扩展电路，用于对所述第一声信号进行处理，得到左声道后期反射声信号；

所述左声道输出电路，用于将所述左声道输入声信号和所述左声道后期反射声信号进行处理(例如进行信号相加)，得到左声道输出声信号；

所述右声道声场扩展电路，用于对所述第一声信号进行处理，得到右声道后期反射声信号；

所述右声道输出电路，用于将所述右声道输入声信号和所述右声道后期反射声信号进行处理(例如进行信号相加)，得到右声道输出声信号。

本申请实施例中，左声道声场扩展电路包括左声道早期反射声电路和左声道后期反射声电路，右声道声场扩展电路包括右声道早期反射声电路和右声道后期反射声电路；左声道早期反射声电路的输出端与左声道后期反射声电路的输入端连接；右声道早期反射声电路的输出端与右声道后期反射声电路的输入端连接。

需要说明的是，左声道早期反射声电路和右声道早期反射声电路与上述任一项所述的早期反射声电路相同，左声道后期反射声电路和右声道后期反射声电路与上述任一项所述的后期反射声电路相同。

本申请实施例中，声信号预处理电路包括加减器和增益放大器，声信号预处理电路利用加减器对左声道输入声信号和右声道输入声信号进行相加或者相减操作，再经增益进行缩小操作，得到第一声信号。

本申请实施例中，蓝牙芯片通过左声道输入端口向声信号预处理电路输入左声道输入声信号，通过左声道声场扩展电路输入左声道输入声信号，通过右声道输入端口向右声道声场扩展电路输入右声道输入声信号。当左声道后期反射声信号输出左声道后期反射声信号时，左声道输出声信号将左声道输入声信号和左声道后期反射声信号进行信号相加，得到左声道输出声信号；当右声道后期反射声信号输出右声道后期反射声信号时，右声道输出声信号将右声道输入声信号和右声道后期反射声信号进行信号相加，得到右声道输出声信号。

本申请实施例中，电子设备还包括：通信模块、左声道扬声器和右声道扬声器；通信模块与左声道输入端和右声道输入端连接，左声道输出电路的输出端和右声道输出电路的输出端与扬声器连接；通信模块，用于接收音频数据，并将音频数据分离成左声道输入声信号和右声道输入声信号；左声道扬声器，用于播放左声道输出声信号，右声道扬声器，用于播放右声道输出声信号。

示例性的，电子设备的结构示意图如图7所示，包括左声道输入端701、右声道输入端702、加减器703、增益放大器704、左声道早期反射声电路705、左声道后期反射声电路706、左声道输出电路707、右声道早期反射声电路708、右声道后期反射声电路709和右声道输出电路7010。

如图7所示，对于左声道而言。左声道早期反射声电路705由并联的梳状滤波器7051、梳状滤波器7052、梳状滤波器7053、梳状滤波器7054、梳状滤波器7055、梳状滤波器7056组成，其中，梳状滤波器7051输出端连接增益放大器7057、梳状滤波器7052输出端连接增益放大器7058、梳状滤波器7053输出端连接增益放大器7059、梳状滤波器7054输出端连接增益放大器70510、梳状滤波器7055的输出端连接增益放大器70511梳状滤波器7056的输出端连接增益放大器70512，增益放大器7057、增益放大器7058、增益放大器7059、增益放大器70510、增益放大器70511、增益放大器70512的输出端连接一个加法器70513，增益放大器7057、增益放大器7058、增益放大器7059、增益放大器70510、增益放大器70511、增益放大器70512的取值不同；左声道后期反射声电路706由加法器7061、全通滤波器7062、全通滤波器7063、全通滤波器7064、全通滤波器7065串联组成，全通滤波器7065的输出端还与IIR低通滤波器7066和反馈增益放大器7067连接，其中，IIR低通滤波器7066由延时器70661、增益放大器70662和加法器70663组成，加法器7061的输入端分别与加法器70513的输出端和反馈增益放大器7067的输出端连接，反馈增益放大器7067的输入端分别与延时器70662的输入端和加法器70663的输出端连接，加法器70663的输入端分别与全通滤波器7065的输出端和延时器70661的输出端连接，延时器70661的输入端与增益放大器70662的输出端连接；左声道输出电路707由加法器7071和左声道输出端7072组成，加法器7071的输入端分别与全通滤波器7065的输出端和左声道输入端701连接，加法器7071输出端与左声道输出端7072连接。

如图7所示，对于右声道而言。右声道早期反射声电路708由并联的梳状滤波器7081、梳状滤波器7082、梳状滤波器7083、梳状滤波器7084、梳状滤波器7085、梳状滤波器7086组成，其中，梳状滤波器7081输出端连接增益放大器7087、梳状滤波器7082输出端连接增益放大器7088、梳状滤波器7083输出端连接增益放大器7089、梳状滤波器7084输出端连接增益放大器70810、梳状滤波器7085的输出端连接输出端连接增益放大器70811、梳状滤波器7086的输出端连接增益放大器70812，增益放大器7087、增益放大器7088、增益放大器7089、增益放大器70810、增益放大器70811、增益放大器70812的输出端连接一个加法器70813，增益放大器7087、增益放大器7088、增益放大器7089、增益放大器70810、增益放大器70811、增益放大器70812的取值不同；右声道后期反射声电路709由加法器7091、全通滤波器7092、全通滤波器7093、全通滤波器7094、全通滤波器7095串联组成，全通滤波器7095的输出端还与IIR低通滤波器7096和反馈增益放大器7097连接，其中，IIR低通滤波器7066由延时器70961、增益放大器70962和加法器70963组成，加法器7091的输入端分别与加法器70913的输出端和反馈增益放大器7097的输出端连接，反馈增益放大器7097的输入端分别与增益放大器70962的输入端和加法器70963的输出端连接，加法器70963的输入端分别与全通滤波器7095的输出端和延时器70961的输出端连接，延时器70961的输入端与增益放大器70962的输出端连接；右声道输出电路7010由加法器70101和右声道输出端70102组成，加法器70101的输入端分别与全通滤波器7095的输出端和右声道输入端702连接，加法器70101输出端与右声道输出端70102连接。

图7对应的信号流为：左声道输入端701输入的左声道输入声信号和右声道输入端702输入的右声道输入声信号经加减器703和增益放大器704，进行信号相加或信号相减、缩小处理，得到第一声信号，第一声信号经左声道早期反射声电路705得到模拟声场的左声道早期反射声信号，左声道早期反射声信号经左声道后期反射声电路706得到左声道后期反射声，左声道后期反射声和左声道输入声信号经左声道输出电路707，进行信号相加，得到左声道输出声信号；第一声信号经右声道早期反射声电路708得到模拟声场的右声道早期反射声信号，右声道早期反射声信号经右声道后期反射声电路709得到右声道后期反射声，右声道后期反射声和右声道输入声信号经右声道输出电路7010，进行信号相加，得到右声道输出声信号。

可以理解的是，声场扩展电路的早期反射声电路由并联的多个梳状滤波器组成，后期反射声电路由串联的多个全通滤波器组成，由此，利用并联的多个梳状滤波器和串联的多个全通滤波器，即可实现立体声声场扩展，由于梳状滤波器和全通滤波器内部主要实现乘、加运算，在蓝牙芯片中乘加操作通常可以在一个时钟周期内完成，进而降低了立体声声场扩展的运算量和耳机的功耗。

本申请实施例提供一种声场扩展方法，如图8所示，应用于上述实施例所示的声场扩展电路中，声场扩展电路包括：由并联的多个梳状滤波器组成的早期反射声电路和与早期反射声电路输出端连接的后期反射声电路，后期反射声电路由串联的多个全通滤波器组成，该方法可以包括：

S101、对输入声信号进行预处理得到第一声信号。

本申请实施例提供的一种声场扩展方法适用于播放立体声信号时扩展立体声声场的场景下。

本申请实施例中，声场扩展电路将左声道输入声信号和右声道输入声信号进行信号相加或信号相减、缩小操作，得到第一声信号。

S102、利用多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号。

当声场扩展电路对左声道输入声信号和右声道输入声信号进行预处理得到第一声信号之后，声场扩展电路利用多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号。

本申请实施例中，早期反射声电路包括左声道早期反射声电路和右声道早期反射声电路，其中，左声道早期反射声电路由多个并联的梳状滤波器组成，右声道早期反射声电路由多个并联的梳状滤波器组成。

本申请实施例中，第一声信号输入左声道早期反射声电路，由多个并联的梳状滤波器对第一声信号进行滤波，得到左声道早期反射声信号。

具体的，对于左声道早期反射声电路而言，声场扩展电路利用左声道早期反射声电路的多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到多个延时衰减声信号，多个延时衰减声信号的信号延时和信号衰减不同；声场扩展电路将多个延时衰减声信号相加，得到左声道早期反射声信号。

本申请实施例中，第一声信号输入右声道早期反射声电路，由多个并联的梳状滤波器对第一声信号进行滤波，得到右声道早期反射声信号。

具体的，对于右声道早期反射声电路而言，声场扩展电路利用右声道早期反射声电路的多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到多个延时衰减声信号，多个延时衰减声信号的信号延时和信号衰减不同；声场扩展电路将多个延时衰减声信号相加，得到右声道早期反射声信号。

S103、利用多个全通滤波器对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，其中，第一输入信号为早期反射声信号或根据早期反射声信号得到。

当声场扩展电路利用多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号之后，声场扩展电路利用多个全通滤波器对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，其中，第一输入信号为早期反射声信号或根据早期反射声信号得到。

本申请实施例中，后期反射声电路包括左声道后期反射声电路和右声道后期反射声电路，其中，左声道后期反射声电路由多个串联的全通滤波器组成，右声道后期反射声电路由多个串联的全通滤波器组成，左声道早期反射声电路的输出端与左声道后期反射声电路连接，右声道早期反射声电路与右声道后期反射声电路连接。

本申请实施例中，左声道早期反射声信号输入左声道后期反射声电路，由多个串联的全通滤波器对左声道早期反射声信号进行移相，得到左声道后期反射声信号。

具体的，对于左声道后期反射声电路而言，声场扩展电路利用左声道后期反射声电路的多个全通滤波器对左声道早期反射声信号进行移相，得到左声道后期反射声信号。

本申请实施例中，右声道早期反射声信号输入右声道后期反射声电路，由多个串联的全通滤波器对右声道早期反射声信号进行移相，得到右声道后期反射声信号。

具体的，对于右声道后期反射声电路而言，声场扩展电路利用右声道后期反射声电路的多个全通滤波器对右声道早期反射声信号进行移相，得到右声道后期反射声信号。

进一步地，在得到后期反射声信号之后，声场扩展电路对后期反射声信号进行滤波和声音控制，得到反馈信号；之后，声场扩展电路将反馈信号与早期反射声信号进行信号相加，得到第一输入信号；利用多个全通滤波器，对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，其中，基于反馈信号和早期反射声信号得到的后期反射声信号对应的反射声密度大于基于早期反射声信号得到的后期反射声信号对应的反射声密度。

需要说明的是，对于左声道后期反射声信号和右声道后期反射声信号而言，声场扩展电路得到后期反射声信号的过程一致，在此不再赘述。

S104、根据输入声信号和后期反射声信号，得到左声道输入声信号对应的输入声信号对应的输出声信号。

当声场扩展电路在得到后期反射声信号之后，声场扩展电路根据左声道输入声信号、右声道输入声信号和后期反射声信号，得到左声道输入声信号对应的左声道输出声信号和右声道输入声信号对应的右声道输出声信号。

具体的，声场扩展电路将左声道输入声信号和对应的左声道后期反射声信号进行信号相加，得到左声道输出声信号；声场扩展电路将右声道输入声信号和对应的右声道后期反射声信号进行信号相加，得到右声道输出声信号。

可以理解的是，声场扩展电路的早期反射声电路由并联的多个梳状滤波器组成，后期反射声电路由串联的多个全通滤波器组成，由此，利用并联的多个梳状滤波器和串联的多个全通滤波器，即可实现立体声声场扩展，由于梳状滤波器和全通滤波器内部主要实现乘、加运算，在蓝牙芯片中乘加操作通常可以在一个时钟周期内完成，进而降低了立体声声场扩展的运算量和耳机的功耗。

图9为本申请实施例提供的一种电子设备9的组成结构示意图二，在实际应用中，基于上述实施例的同一公开构思下，如图9所示，本实施例的电子设备9包括：处理器901、存储器902及通信总线903。

在具体的实施例的过程中，上述处理器901可以为特定用途集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessor)、数字信号处理图像处理电路(DSPD，Digital Signal Processing Device)、可编程逻辑图像处理电路(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、CPU、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本实施例不作具体限定。

在本申请实施例中，上述通信总线903用于实现处理器901和存储器902之间的连接通信；上述处理器901执行存储器902中存储的运行程序时实现如下的声场扩展方法：

对输入声信号进行预处理得到第一声信号；利用所述多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号；利用所述多个全通滤波器对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号；根据所述输入声信号和所述后期反射声信号，得到所述输入声信号对应的输出声信号，其中，所述第一输入信号为所述早期反射声信号或根据所述早期反射声信号得到。

可以理解的，上述处理器901，还用于利用所述多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到多个延时衰减声信号，所述多个延时衰减声信号的信号延时和信号衰减不同；将所述多个延时衰减声信号相加，得到所述早期反射声信号。

可以理解的，上述处理器901，还用于对所述后期反射声信号进行滤波和声音控制，得到反馈信号；将所述反馈信号与所述早期反射声信号进行信号相加，得到所述第一输入信号；利用所述多个全通滤波器，对所述第一输入信号进行相移，得到所述后期反射声信号。

本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，上述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，应用于电子设备中，该计算机程序实现如上述的声场扩展方法。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台图像显示设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种声场扩展电路，其特征在于，所述声场扩展电路包括：早期反射声电路和后期反射声电路；

所述早期反射声电路包括并联的多个梳状滤波器，所述多个梳状滤波器的增益不同；

所述后期反射声电路与所述早期反射声电路的输出端连接，所述后期反射声电路包括全通滤波器电路，所述全通滤波器电路包括串联的多个全通滤波器；

所述早期反射声电路，用于利用所述多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号，所述第一声信号根据输入声信号得到；

所述后期反射声电路，用于利用所述多个全通滤波器对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，以根据所述输入声信号和所述后期反射声信号，得到输出声信号，其中，所述第一输入信号为所述早期反射声信号或根据所述早期反射声信号得到；

所述后期反射声电路还包括：第一加法器、低通反馈电路；所述第一加法器的第一输入端与所述早期反射声电路的输出端连接，所述第一加法器的第二输入端与所述低通反馈电路的输出端连接，所述第一加法器的输出端与所述全通滤波器电路的输入端连接，所述全通滤波器电路的输出端与所述低通反馈电路的输入端连接；

所述低通反馈电路，用于对所述后期反射声信号进行滤波和声音控制，得到反馈信号，并将所述反馈信号传输至所述第一加法器的第二输入端；

所述第一加法器，用于将所述反馈信号和所述早期反射声信号进行信号相加，得到所述第一输入信号；

所述多个全通滤波器，还用于对所述第一输入信号进行相移，得到所述后期反射声信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述低通反馈电路包括低通滤波器和反馈增益放大器，所述低通滤波器的输入端与所述多个全通滤波器的输出端连接，所述低通滤波器的输出端与反馈增益放大器的输入端连接，所述反馈增益放大器的输出端与所述第一加法器的第二输入端连接；

所述低通滤波器，用于对所述后期反射声信号进行滤波，得到第一滤波声信号，所述第一滤波声信号的高频声衰减大于低频声衰减；

所述反馈增益放大器，用于对所述第一滤波声信号进行声音控制，得到所述反馈信号。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述早期反射声电路还包括：多个增益放大器和第二加法器，所述多个增益放大器与所述多个梳状滤波器一一对应，每一个增益放大器的输入端分别与对应的梳状滤波器的输出端串联，所述多个增益放大器的增益取值不同，所述多个增益放大器的输出端与所述第二加法器连接；

所述多个梳状滤波器和所述多个增益放大器，用于对所述第一声信号分别进行滤波和信号增益，得到多个延时衰减声信号，所述多个延时衰减声信号的信号延时和信号衰减不同；

所述第二加法器，用于将所述多个延时衰减声信号相加，得到所述早期反射声信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电路，其特征在于，所述梳状滤波器的信号延时大于所述全通滤波器的信号延时。

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：左声道输入端、右声道输入端、声场预处理电路、左声道声场扩展电路、右声道声场扩展电路、左声道输出电路和右声道输出电路，所述左声道声场扩展电路和所述右声道声场扩展电路与权利要求1-4任一项所述的电路相同；其中，

所述左声道输入端和所述右声道输入端分别与所述声场预处理电路的输入端连接，所述声场预处理电路的输出端分别与所述左声道声场扩展电路的输入端和所述右声道声场扩展电路的输入端连接，所述左声道声场扩展电路的输出端和所述左声道输入端分别与所述左声道输出电路的输入端连接，所述右声道声场扩展电路的输出端和所述右声道输入端分别与所述右声道输出电路的输入端连接；

所述左声道输入端用于输入左声道输入声信号，所述右声道输入端用于输入右声道输入声信号；

所述声场预处理电路，用于对所述左声道输入声信号和所述右声道输入声信号进行预处理，得到所述第一声信号；

所述左声道声场扩展电路，用于对所述第一声信号进行处理，得到左声道后期反射声信号；

所述左声道输出电路，用于将所述左声道输入声信号和所述左声道后期反射声信号进行处理，得到左声道输出声信号；

所述右声道声场扩展电路，用于对所述第一声信号进行处理，得到右声道后期反射声信号；

所述右声道输出电路，用于将所述右声道输入声信号和所述右声道后期反射声信号进行处理，得到右声道输出声信号。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述左声道声场扩展电路包括左声道早期反射声电路和左声道后期反射声电路，所述右声道声场扩展电路包括右声道早期反射声电路和右声道后期反射声电路，其中，所述左声道早期反射声电路和所述右声道早期反射声电路与权利要求1-4任一项所述的早期反射声电路相同；所述左声道后期反射声电路和所述右声道后期反射声电路与权利要求1-4任一项所述的后期反射声电路相同；

所述左声道早期反射声电路的输出端与所述左声道后期反射声电路的输入端连接；所述右声道早期反射声电路的输出端与所述右声道后期反射声电路的输入端连接；

其中，所述后期反射声电路还包括：第一加法器、低通反馈电路；所述第一加法器的第一输入端与所述早期反射声电路的输出端连接，所述第一加法器的第二输入端与所述低通反馈电路的输出端连接，所述第一加法器的输出端与所述全通滤波器电路的输入端连接，所述全通滤波器电路的输出端与所述低通反馈电路的输入端连接；

所述低通反馈电路，用于对所述后期反射声信号进行滤波和声音控制，得到反馈信号，并将所述反馈信号传输至所述第一加法器的第二输入端；

所述第一加法器，用于将所述反馈信号和所述早期反射声信号进行信号相加，得到所述第一输入信号；

所述多个全通滤波器，还用于对所述第一输入信号进行相移，得到所述后期反射声信号。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：通信模块、左声道扬声器和右声道扬声器；所述通信模块与所述左声道输入端和所述右声道输入端连接，所述左声道输出电路的输出端与所述左声道扬声器连接，所述右声道输出电路的输出端与所述右声道扬声器连接；

所述通信模块，用于接收音频数据，并将音频数据分离成所述左声道输入声信号和所述右声道输入声信号；

所述左声道扬声器，用于播放所述左声道输出声信号，所述右声道扬声器，用于播放所述右声道输出声信号。

8.一种声场扩展方法，其特征在于，应用于声场扩展电路，所述声场扩展电路包括：由并联的多个梳状滤波器组成的早期反射声电路和与所述早期反射声电路输出端连接的后期反射声电路，所述后期反射声电路由串联的多个全通滤波器、第一加法器、以及低通反馈电路组成，所述第一加法器的第一输入端与所述早期反射声电路的输出端连接，所述第一加法器的第二输入端与所述低通反馈电路的输出端连接，所述第一加法器的输出端与所述全通滤波器电路的输入端连接，所述全通滤波器电路的输出端与所述低通反馈电路的输入端连接，所述方法还包括：

对输入声信号进行预处理得到第一声信号；

利用所述多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号；

利用所述低通反馈电路对后期反射声信号进行滤波和声音控制，得到反馈信号；

利用所述第一加法器对所述反馈信号和所述早期反射声信号进行信号相加，得到第一输入信号；

其中，所述后期反射声信号利用所述多个全通滤波器对所述第一输入信号进行相移得到；所述第一输入信号为所述早期反射声信号或根据所述早期反射声信号得到；

根据所述输入声信号和所述后期反射声信号，得到所述输入声信号对应的输出声信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到早期反射声信号，包括：

利用所述多个梳状滤波器分别对第一声信号进行滤波，得到多个延时衰减声信号，所述多个延时衰减声信号的信号延时和信号衰减不同；

将所述多个延时衰减声信号相加，得到所述早期反射声信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用多个全通滤波器对第一输入信号进行相移，得到后期反射声信号，包括：

对所述后期反射声信号进行滤波和声音控制，得到反馈信号；

将所述反馈信号与所述早期反射声信号进行信号相加，得到所述第一输入信号；

利用所述多个全通滤波器，对所述第一输入信号进行相移，得到所述后期反射声信号。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器、存储器及通信总线；所述处理器执行存储器存储的运行程序时实现如权利要求8-10任一项所述的方法。

12.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8-10任一项所述的方法。

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