CN1600046A - 用于增强立体声信号的电路和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于增强由左输入信号(L)和右输入信号(R)所表示的立体声信号的电路(100)。通过仅使用彼此并不相关的部分左输入信号(L)和右输入信号(R)，例如对话中所不希望的立体声增强得到消除。另一方面，声音效果如爆炸的立体图像将得到增强。为此大多数电影被适当地加以混合。在本发明的一个实施例中，通过将左输入信号和右输入信号进行平均产生中心信号。本发明涉及一种增强立体声信号的方法。本发明还涉及一种用于再现声音的装置(500)。本发明还涉及包括计算机可执行码的记录载体(610)，从而使计算机(620)能够执行根据本发明的方法。

Description

用于增强立体声信号的电路和方法
技术领域
本发明涉及一种使适应于增强包括左输入信号和右输入信号的立体声信号的电路。
本发明还涉及一种增强包括左输入信号和右输入信号的立体声信号的方法。
本发明还涉及一种用于再现音频数据的装置。
本发明进一步涉及一种包括可以由处理器所执行的指令的记录载体。
发明背景
这样的电路从EP 0 664 661 A1中可知。如果左输入信号和右输入信号并不相等，则所公开的电路产生一增强的立体声信号。
在EP 0 664 661 A1中所说明的电路具有这样的缺陷，即如果左输入信号和右输入信号的相位相等但幅度不相同，则它还增强立体声信号。如果立体声信号包括其中左输入信号和右输入信号相等但是两个信号的幅度不同的对话，则所述对话的立体像(stereo image)被EP0 664 661中所公开的电路增强。用户将其感受为一种不愉快的方面。
发明内容
本发明的目的是减轻现有技术的所述缺陷。
根据本发明，这个目的是利用这样的电路而取得的，即所述电路的特征在于：它包括用于计算左输入信号和右输入信号之间的交叉相关的装置；在交叉相关的基础上用于产生包括被增强的左信号和被增强的右信号的被增强立体声信号的装置，其中当交叉相关较小时所述被增强的立体声信号更强；用于将左输入信号和被增强的左信号相加到一起以便于获得左输出信号的第一加法装置；以及用于将右输入信号和被增强的右信号相加到一起以便于获得右输出信号的第二加法装置。
这具有这样的优点，即如果左输入信号和右输入信号具有小的(交叉)相关，则仅立体声信号被增强。
根据本发明电路的实施例的特征在于：使电路进一步适应于右输入信号和左输入信号彼此相减以便于获得差分信号，取决于交叉相关和所述差分信号产生被增强的左信号，以及取决于交叉相关和所述差分信号产生被增强的右信号。
这具有这样的优点，即如果左输入信号和右输出信号最大程度地不同，则加宽立体声信号的效果-增强立体声信号的效果变得更强。对于系统的使用者这产生额外的空间声效果。
根据本发明电路的实施例的特征在于使所述电路进一步适应于产生为右输入信号和被增强的右信号之和的右输出信号，以及产生为右输入信号和被增强的左信号之和的左输出信号。
根据本发明电路的进一步实施例的特征在于：使所述电路进一步适合于相对于彼此比例缩放右输入信号和被增强的右信号以及相对于彼此比例缩放左输入信号和被增强的左信号。
这具有这样的优点，即电路的使用者可以根据其自己的偏爱确定立体声信号的增强。
根据本发明电路的进一步实施例的特征在于：使所述电路进一步适应于选取左输入信号和右输入信号的平均值以便于形成中心信号。
这具有这样的优点，即电路以简单的方式直接地从已经可用的信号中直接地计算中心信号。
根据本发明的装置的特征在于：所述装置包括如权利要求1所定义的电路。
根据本发明的方法的特征在于：所述方法包括下述步骤：计算左输入信号和右输入信号之间的交叉相关；取决于交叉相关，产生被增强的右信号，以及取决于交叉相关，产生被增强的左信号。
根据本发明的记录载体的特征在于：指令使处理器能够执行如权利要求8中所定义的方法。
从此后所说明的实施例中本发明的这些和其它方面是显而易见的且参考所述实施例对本发明的这些和其它方面加以阐明。
附图说明
在所述附图中：
图1是作为本发明实施例的第一电路的方框图，
图2是用在根据本发明电路中的相关装置的方框图，
图3是作为本发明实施例的第二电路的方框图，
图4是作为本发明实施例的第三电路的方框图，
图5是根据本发明的装置，
图6示出根据本发明的记录载体的实施例。
具体实施方式
图1示出作为本发明实施例的电路100。电路100包括相关装置110、环绕信号处理装置120、第一加法装置130和第二加法装置140。图1还示出左扬声器150和右扬声器160。左扬声器150被连接到电路100的左输出且右扬声器160被连接到电路100的右输出。
左输入信号L和右输入信号R被施加到电路100。左输入信号L和右输入信号R被施加到相关装置110。相关装置110产生与左输入信号L和右输入信号R的交叉相关有关的环绕信号。在本发明的优选实施例中，如果左输入信号L和右输入信号R被完全相关(相关系数为1)，则它保持环绕信号S具有最小值。在本发明的相同优选实施例中如果两个信号的相关系数为0，则环绕信号S具有最大值。
环绕信号S被施加到环绕信号处理器120。这样的环绕信号处理器本身从WO 99/41947中已知。这个文件中的环绕信号处理器将环绕信号转换成两个进一步的环绕信号，以便于将虚声源与左和右扬声器邻接放置。所述进一步的环绕信号通过借助于滤波器将环绕信号分裂而建立。这个滤波器将环绕信号的至少被选择的频率带分裂成具有主要不相连的频率带的两个信号。不相连的频率带是互补的且联合地构成环绕信号的所选择的频率带。所述进一步的环绕信号之一例如通过加法被与左信号组合，并且另一进一步的环绕信号被与右信号组合。经组合的信号被施加到左和右扬声器用于再现。WO 99/41947的内容在此被引入作为参考。
环绕信号处理器120基于环绕信号S产生被增强的左信号SL和被增强的右信号SR。在如图1所示的本发明优选的实施例中，通过第一加法装置130被增强的左信号SL被相加到左输入信号L，以及通过第二加法装置140被增强的右信号SR被相加到右输入信号R。通过这种方式，产生左输出信号LO和右输出信号RO。在所示的实施例中，左输出信号被直接地施加到左扬声器且右输出信号被直接地施加到右扬声器160。电路100的输出信号可被进一步加以处理，其当然并不减损本发明的范围。进一步处理的实例是放大或低音增强。
图2示出相关装置110的实施例。在所呈现的相关装置的实施例中，左输入信号L和右输入信号R通过减法装置210被彼此相减，以便于形成差分信号D。左输入信号L和右输入信号R也被施加到相关单元220。相关单元220计算左输入信号L和右输入信号R之间的交叉相关。这优选地以从本身可知的“滑移”间隔而得以实现。交叉相关可作为选择地以不相连的时间间隔加以计算，其并不减损本发明的范围。
相关单元220的输出是具有这样值的信号CR，所述值与两个输入信号的相关系数成比例。差分信号D和相关信号CR在乘法装置230中彼此相乘以便于形成环绕信号S。输入信号和环绕信号S之间的相关可以优选地以关系式(1)中所示的方法被表示。在关系式(1)中，ρ是左输入信号L和右输入信号R之间的相关系数且α是任选标量。在所示的实施例中通过放大装置240可实现与标量α的相乘。优选地标量α具有√2的额定值。
图3示出作为本发明进一步实施例的电路300。电路300包括相关装置310、环绕信号处理装置320、第一加法装置330和第二加法装置340。图3还示出左扬声器350和右扬声器360。左扬声器350被连接到电路300的左输出且右扬声器360被连接到电路300的右输出。电路300还包括第一放大装置370和第二放大装置380。
电路300的操作大体上与电路100(图1)的操作相同。差别在于被增强的左信号SL和被增强的右信号SR在分别被相加到左输入信号和右输入信号之前它们可以被系数α比例缩放。对于本领域的那些普通技术人员将明显地是系数α还可大于1，以为了在被增强的信号被相加到输入信号之前它们得到放大。在本发明的一个实施例中，放大系数α是可调节的。所述调节可由使用者进行但也可由另外的设备进行。对于本领域的那些普通技术人员将明显地是，在本发明的进一步实施例中，左输入信号L可以相对于被增强的左信号SL被比例缩放且右输入信号R可以相对于被增强的右信号SR被比例缩放。
图4示出作为本发明进一步实施例的电路400。电路400包括：用于计算两个信号之间的交叉相关的相关装置410、环绕信号处理装置420、第一加法装置430和第二加法装置440。图4还示出左扬声器450和右扬声器460。左扬声器被连接到电路400的左输出且右扬声器被连接到电路400的右输出。
电路400的操作大体上与电路100(图1)的操作相同。电路400还包括使适应于将左输入信号L和右输入信号R相加到一起以便于形成中心信号C的第三加法装置445。中心信号C作为被施加到中央扬声器490的中心输出信号CO从电路400被输出。
在本发明的进一步实施例中，中心信号在从电路400被输出之前它被进一步加以处理。电路400包括用于从中心信号中去除具有高于200Hz频率的全部信号组分的任选低通滤波器485。由于当低信号组分由扬声器再现时它们给出少的方向性信息，所以这并不减损输入信号增强的质量。在这个实施例中，中心输出信号CO可被施加到亚低音扬声器。
电路400还被提供有放大装置480，其具有放大系数β用于相对于左输出信号LO和右输出信号RO比例缩放中心信号C。对于本领域的那些普通技术人员将明显地是放大系数β还可小于1以便于中心信号C得到衰减。通过将左输入信号L和右输入信号R相加到一起而产生中心信号C，中心信号C将总体上是大于对听众也许是自然的√2的系数。出于这个原因，放大系数β优选地等于√2。
对于本领域的那些普通技术人员将显然地是根据本发明的电路可是数字的和模拟的两种。
图5示出作为本发明实施例的用于再现音频信号的装置500。所述装置包括作为本发明实施例的输入装置501、输出装置502和电路505。输入装置的可能实施例可是RF天线，带有例如MP3文件的SACD，DVD，CD，CD-ROM，磁带，聚乙烯唱片或装置500的电或光输出信号，使适合于将记录载体上的信息转换成光或电信号。然而，正如对于本领域的那些普通技术人员将显然地是装置的这个数量并不是限制性的。输出装置可能的实施例是CD烧录机、电信号或RF信号。正如对于本领域的那些普通技术人员将显然地是，装置的这个数量也不是限制性的。
如果输出装置502表示电信号，则它们可以被耦合到扬声器510。本领域中的那些普通技术人员将理解到如果装置505例如是5通道环绕声系统，则这还可是一组扬声器。
图6示出作为根据本发明记录载体的实施例的磁盘610，其包括可以由处理器加以执行并且使它能够执行根据本发明的方法的指令。记录载体610可被用在计算机620中。这可以是个人计算机但也可以是例如个人数字助理或UNIX工作站。计算机620包括被连接到处理器622的磁盘站621。处理器622被进一步连接到具有输入624和输出625的信号处理电路623。使磁盘站621适应于从磁盘610读取信息并且将它传递到处理器622。所述信息包括这样的指令，其可以由处理器622加以执行并且使处理器622能够借助于根据本发明的方法经由信号处理电路623对在信号处理电路623的输入624处的输入信号进行处理。经处理的信号随后经由信号处理电路623的输出625被传递到扬声器630用于再现。
在所呈现的实施例中，根据本发明的记录载体是磁盘610。然而，记录载体610可作为选择地是CD-ROM或闪卡但也可是被耦合到WAN如互联网的海量存储设备。然而，根据本发明载体的不同实施例是可能的并且并不减损本发明的范围。
概括地，本发明涉及用于增强由左输入信号(L)和右输入信号(R)所表示的立体声信号的电路(100)。通过仅使用部分并不彼此相关的左输入信号(L)和右输入信号(R)，例如对话的所不希望的立体声增强得到消除。另一方面，声音效果像爆炸的立体像将得到增强。对此大多数电影被适当地混合。在本发明的一个实施例中，通过将左输入信号和右输入信号进行平均，则产生中心信号。本发明涉及一种增强立体声信号的方法。本发明还涉及一种用于再现声音的装置(500)。本发明进一步涉及一种包括计算机可执行码的记录载体(610)，从而使计算机能够执行根据本发明的方法。

Claims (9)

1.一种使适应于增强包括左输入信号(L)和右输入信号(R)的立体声信号的电路(100)，其特征在于所述电路包括：
-用于计算左输入信号(L)和右输入信号(R)之间的交叉相关的装置(110)；
-在交叉相关(CR)的基础上用于产生包括被增强的左信号(SL)和被增强的右信号(SR)的被增强立体声信号的装置(120)，其中当交叉相关(CR)较小时所述被增强的立体声信号更强，
-用于将左输入信号(L)和被增强的左信号(SL)相加到一起以便于获得左输出信号(LO)的第一加法装置(130)，以及
-用于将右输入信号(R)和被增强的右信号(SR)相加到一起以便于获得右输出信号(RO)的第二加法装置。
2.根据权利要求1的电路(100)，其特征在于使所述电路进一步适应于：
-右输入信号(R)和左输入信号(L)彼此相减以便于获得差分信号(D)，
-取决于交叉相关(CR)和所述差分信号(D)产生被增强的左信号(SL)，以及
-取决于交叉相关(CR)和所述差分信号(D)产生被增强的右信号(SR)。
3.如权利要求1的电路，其特征在于使所述电路(300)进一步适应于：
-在将右输入信号(R)和被增强的右信号(SR)相加到一起之前其相对于彼此进行比例缩放，以及
-在将左输入信号(L)和被增强的左信号(SL)相加到一起之前其相对于彼此进行比例缩放。
4.如权利要求1的电路，其特征在于使所述电路(400)进一步适应于选取左输入信号(L)和右输入信号(R)的平均值以便于形成中心信号(C)。
5.如权利要求1的电路，其特征在于使所述电路(400)进一步适应于选取被增强的左信号(SL)和被增强的右信号(SR)的平均值以便于形成中心信号(C)。
6.如权利要求4或5的电路，其特征在于所述电路进一步包括滤波器(480)、使所述滤波器(480)适应于以如此方式对中心信号(C)进行滤波以便于较高的频率组分被从中心信号(C)中去除。
7.一种增强包括左输入信号(L)和右输入信号(R)的立体声信号的方法，其特征在于所述方法包括下述步骤：
-计算左输入信号(L)和右输入信号(R)之间的交叉相关(CR)；
-产生包括被增强的左信号(SL)和被增强的右信号(SR)的被增强立体声信号，其中当交叉相关(CR)较小时所述被增强的立体声信号更强，
-将左输入信号(L)和被增强的左信号(SL)相加到一起以便于获得左输出信号(LO)，以及
-将右输入信号(R)和被增强的右信号(SR)相加到一起以便于获得右输出信号(RO)。
8.一种用于再现音频数据的装置(500)，其特征在于所述装置(500)包括如权利要求1的电路。
9.一种包括可以由处理器(622)加以执行的指令的记录载体(610)，其特征在于所述指令使处理器(622)能够执行如权利要求7所述的方法。
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