TWI697895B - 用於不匹配聽覺傳輸技術揚聲器系統之增強虛擬立體聲重現 - Google Patents

用於不匹配聽覺傳輸技術揚聲器系統之增強虛擬立體聲重現 Download PDF

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Abstract

實施例係關於一種諸如藉由頻率回應、輸出功率、方向性等調整不匹配揚聲器之音訊處理系統。例如，一行動器件可包含一耳機揚聲器及一微型揚聲器。該音訊處理系統可包含一分頻網路，該分頻網路將一輸入音訊信號分成一低頻信號及一高頻信號。將子頻帶空間處理及b鏈處理應用於該高頻信號以在空間上增強該輸入信號，且為該等不匹配揚聲器調整該輸入信號。使用一參數帶通濾波器及一第一增益以產生一低頻諧振器信號，且使用一第二增益以產生一低頻透通信號，來處理該低頻信號。該等經處理低頻信號藉由與該經處理高頻信號之一左聲道或一右聲道之一者組合來提供至該微型揚聲器。

Description

用於不匹配聽覺傳輸技術揚聲器系統之增強虛擬立體聲重現
本文中所描述之標的物係關於音訊處理，且更特定而言係關於用於不匹配聽覺傳輸技術揚聲器之增強虛擬立體聲重現之一組態及操作。
音訊信號可允許一收聽者感知聲場中之一空間感。然而，諸多非理想組態立體聲呈現系統採用頻率回應、輸出功率、方向性或其等任何組合失配之中度至嚴重不匹配驅動器。一種此常見實例系統可為一行動電話或平板電腦，其能夠進行立體聲音訊播放，但僅採用相對於具有低於1000 Hz之低頻衰減之一頻帶有限耳機驅動器正交觸發之一個「寬頻帶」微型揚聲器。當使用不匹配驅動器重現一音訊信號時，聲場中之空間感可能丟失或失真。
實施例係關於為採用頻率回應、輸出功率、方向性或其等任何組合中度至嚴重不匹配之驅動器之非理想組態立體聲呈現系統提供一虛擬立體聲音訊重現(本文中稱為「VS-X」)。
在一些實施例中，一種音訊處理系統包含一分頻網路、一高頻處理器及一低頻處理器。該分頻網路將一輸入音訊信號分成一低頻信號及一高頻信號。該高頻處理器將一子頻帶空間處理及b鏈處理應用於該高頻信號以在空間上增強該輸入信號，且為不匹配揚聲器調整該輸入信號。該低頻處理器將一參數帶通濾波器及一第一增益應用於該低頻信號以產生一低頻諧振器信號，且將一第二增益應用於該低頻信號以產生一低頻透通(passthrough)信號。一組合器藉由組合該低頻輸出信號與針對左揚聲器之該高頻輸出信號之一左聲道或針對右揚聲器之該高頻輸出信號之一右聲道之一者來產生一輸出信號。例如，若該左揚聲器處置低於該右揚聲器之頻率，則將該低頻輸出信號提供至該左揚聲器。在另一實例中，若該右揚聲器處置低於該左揚聲器之頻率，則將該低頻輸出信號提供至該右揚聲器。
一些實施例包含一種儲存指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一處理器執行時組態該處理器以：將一輸入音訊信號分成一低頻信號及一高頻信號；將一b鏈處理應用於該高頻信號以調整一左揚聲器與一右揚聲器之間的一非對稱性以產生一高頻輸出信號；將一參數帶通濾波器及一第一增益應用於該低頻信號以產生一低頻諧振器信號；將一第二增益應用於該低頻信號以產生一低頻透通信號；藉由組合該低頻諧振器信號與該低頻透通信號來產生一低頻輸出信號；及藉由組合該低頻輸出信號與針對該左揚聲器之該高頻輸出信號之一左聲道或針對該右揚聲器之該高頻輸出信號之一右聲道之一者來產生一輸出信號。
一些實施例包含一種處理一輸入音訊信號之方法。該方法包含由一運算系統：將該輸入音訊信號分成一低頻信號及一高頻信號；將一b鏈處理應用於該高頻信號以調整一左揚聲器與一右揚聲器之間的一非對稱性以產生一高頻輸出信號；將一參數帶通濾波器及一第一增益應用於該低頻信號以產生一低頻諧振器信號；將一第二增益應用於該低頻信號以產生一低頻透通信號；藉由組合該低頻諧振器信號與該低頻透通信號來產生一低頻輸出信號；及藉由組合該低頻輸出信號與針對該左揚聲器之該高頻輸出信號之一左聲道或針對該右揚聲器之該高頻輸出信號之一右聲道之一者來產生一輸出信號。
現將詳細參考附圖中繪示其等實例之實施例。在下文[實施方式]中，闡述眾多特定細節以便提供對各項所描述實施例之一透徹理解。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐所描述實施例。在其他情況下，未詳細描述熟知方法、程序、組件、電路及網路以免不必要地模糊實施例之態樣。 概述
實例實施例係關於為採用諸如頻率回應、輸出功率、方向性或其等任何組合中度至嚴重不匹配之驅動器之非理想組態立體聲呈現系統提供一虛擬立體聲音訊重現(本文中稱為「VS-X」)。VS-X係一種經設計以在此等非理想組態立體聲呈現系統上恢復及增強感知空間聲音級之音訊信號處理演算法。VS-X系統之一主要作用係以使得產生在感知上定位於收聽者頭部正前方之理想位置處之一穩定非空間影像(例如一立體聲混音中之語音及低音吉他)之一方式解決揚聲器之間的時間對準及頻率回應非對稱性。其亦有助於產生一穩定且對稱之空間影像(例如，一立體聲混音中之平衡左/右分量等)。此外，藉由校正系統中之上述非對稱性，其提供經由聲音級增強技術(諸如子頻帶空間處理及串音消除)應用增加沉浸之機會。一最佳調諧VS-X系統之結果係如自理想收聽者「甜蜜點(sweet spot)」感知之一增強且空間沉浸式聽覺傳輸技術聲場。
圖(FIG.) 1係根據一些實施例之具有非理想音訊呈現之一行動器件100之一實例。行動器件100包含一左揚聲器110L (或110L )及一右揚聲器110R (或110R )。揚聲器110L及110R係失配的。例如，揚聲器110L可為具有低於1000 Hz之顯著低頻衰減之一耳機驅動器。揚聲器110R可為能夠呈現低於550 Hz至1000 Hz之低及中頻能量之一「寬頻帶」微型揚聲器。此外，揚聲器110R具有高於揚聲器110L之輸出功率，且相對於揚聲器110L正交觸發。揚聲器110L及110R在頻率回應、輸出功率、方向性或其等任何組合方面可能與收聽者140失配。 實例音訊處理系統
圖2係根據一些實例實施例之一音訊處理系統200之一示意方塊圖。音訊處理系統200補償一左揚聲器110L與一右揚聲器110R之間在頻率回應、輸出功率、方向性或其等任何組合方面的失配。音訊處理系統200接收包含一左輸入聲道XL (或XL )及右輸入聲道XR (或XR )之一輸入音訊信號X，且產生包含左揚聲器110L之一左輸出聲道OL (或OL )及右揚聲器110R之一右輸出聲道OR (或OR )之一輸出音訊信號O。
音訊處理系統200包含耦合至一低頻處理器204及一高頻處理器206之一分頻網路202。分頻網路202接收左輸入聲道XL及右輸入聲道XR，且產生低頻聲道及高頻聲道。例如，分頻網路202包含產生包含一左聲道LFL (或LFL )及一右聲道LFR (或LFR )之低頻(LF)聲道以及包含一左聲道HFL (或HFL )及一右聲道HFR (或HFR )之高頻(HF)聲道之濾波器。左聲道LFL係自左輸入聲道OL之低頻部分產生，且一右聲道LFR係自右輸入聲道OR之低頻部分產生。左聲道LFL及右聲道LFR共同形成一低頻信號208。左聲道HFL及右聲道HFR共同形成一高頻信號210。
由低頻處理器204處理低頻信號208，且由高頻處理器206處理高頻信號210。因而，音訊處理系統200獨立於且並行於相應高頻信號210處理低頻信號208。
假定一給定立體聲音訊系統之非理想性質，則收聽者140感知器件100自一「甜蜜點」之有利位置呈現一空間沉浸式聲場之能力取決於對中及高頻音訊頻帶之處理，其中可組合地採用揚聲器110L 及110R 。為此，高頻處理器206對高頻信號210執行子頻帶空間增強、b鏈處理、等化濾波及放大。
高頻處理器206包含一空間增強處理器222、一b鏈處理器224、一高頻(HF)等化(EQ)濾波器226及一高頻增益228。空間增強處理器222接收左聲道HFL 及右聲道HFR ，且處理此等聲道以產生包含一左空間增強聲道AL 及一右空間增強聲道AR 之一空間增強信號A。在一些實施例中，空間增強處理器222應用一子頻帶空間處理，其包含對高頻信號208 (包含左聲道HFL 及右聲道HFR )之中間及側子頻帶分量進行增益調整。空間增強處理器222可進一步執行一串音補償及一串音消除。下文結合圖3、圖4、圖5及圖6論述關於空間增強處理器222之額外細節。
b鏈處理器224耦合至空間增強處理器222。如本文中所使用之「B鏈處理」指代調整至少兩個揚聲器(例如，左及右揚聲器)在頻率回應、輸出功率、方向性等方面之失配之一音訊信號處理。b-鏈處理器224調整揚聲器110L 與110R 之間的失配。b鏈處理器224尤其可調整揚聲器110L 及110R 與收聽者頭部之間的總時間延遲差、揚聲器110L 及110R 與收聽者頭部之間的信號位準(感知及客觀)差、及揚聲器110L 及110R 與收聽者頭部之間的頻率回應差。b鏈處理器224接收左空間增強聲道AL 及一右空間增強聲道AR ，且調整揚聲器110L 與110R之間的各種失配以產生一左聲道BL 及一右聲道BR 。下文結合圖7論述關於b鏈處理器224之額外細節。
HF EQ濾波器226耦合至b鏈處理器224。HF EQ濾波器226接收左聲道BL 及一右聲道BR ，且調整左聲道BL 及右聲道BR 之相對位準及頻率回應。HF EQ濾波器226可用來在平衡高頻信號與低頻信號之間的混合時提供額外靈活性。在一些實施例中，省略HF EQ濾波器226。在一些實施例中，HF EQ濾波器226之功能與b鏈處理器224整合在一起。例如，N頻帶參數EQ 702可經組態以執行HF EQ濾波器226之功能。
HF增益228耦合至HF EQ濾波器226。HF增益228接收HF EQ濾波器226之輸出，且相對於低頻信號及其通過低頻處理器204之信號路徑調整高頻信號之總信號位準。在一些實施例中，藉由HF增益228將不同增益應用於高頻信號之左聲道及右聲道。HF增益228之輸出表示高頻處理器206之輸出，且包含一左高頻輸出聲道HFOL 及一右高頻輸出聲道HFOR 。左聲道HFOL 及右聲道HFOR 表示在由低頻處理器204處理之後與低頻信號208組合之一空間增強聽覺傳輸技術影像。
低頻處理器204將一穩定非空間影像(例如，中央搖攝元件)及足夠重擊(punch)及本體(body)提供至感知總體聲場，同時避免可能劣化且遮蔽空間增強聽覺傳輸技術影像之效應之過多低頻能量。低頻處理器204包含一組合器212、一低頻(LF)升壓諧振器214、一LF升壓增益216、一LF透通增益218及一組合器220。組合器212耦合至分頻網路202且接收左聲道LFL 及右聲道LFR 。組合器212進一步耦合至LF升壓諧振器214及LF透通增益218。LF升壓諧振器214耦合至LF升壓增益216。LF升壓增益216及LF透通增益218耦合至組合器220。
組合器212組合左聲道LFL 及右聲道LFR 以產生低頻信號208 (在圖2中亦展示為「LFS」)。在一些實施例中，一相位調整(諸如極性反向、希伯特(Hilbert)變換或全通濾波器)可在由組合器212組合之前應用於左聲道LFL 及右聲道LFR 以補償由分頻網路202中之濾波器引入之任何相移。
在組合之後，將低頻信號208分裂成兩個平行低頻處理路徑：包含LF升壓諧振器214及LF升壓增益216之一諧振器路徑；及包含LF透通增益218之一透通路徑。LF升壓諧振器214可為一參數低頻帶通濾波器，且LF升壓增益216對LF升壓諧振器214之輸出應用一增益或衰減。諧振器路徑以使得混音中之低/中頻暫態(例如，低音鼓(kick drum)及低音吉他擊打)或低/中頻頻譜之其他目標部分在感知上突出之一方式增強低音。另外，諧振器路徑可進一步調節低頻信號208以適應一給定系統之「寬頻帶」微型揚聲器(例如，揚聲器110R )之頻率回應特性以獲得最佳效能。諧振器路徑導致一低頻諧振器信號LFR。
在透通路徑中，LF透通增益218充分地衰減總體低頻信號頻帶以最小化非增強低頻信號208可能對主要中及高頻聽覺傳輸技術聲場所具之負面影響，同時仍提供足夠廣泛低頻能量以防止立體聲混音聽起來「衰弱(anemic)」。透通路徑導致一低頻透通信號LFP。
組合器220組合低頻諧振器信號LFR及低頻透通信號LFP以產生一低頻輸出信號LFO。例如，組合器220將信號LFR及LFP相加以產生信號LFO。組合器220可耦合至微型揚聲器以將信號LFO路由至能夠重現低頻內容之適當微型揚聲器。
返回參考圖1，例如，揚聲器110L可為具有低於1000 Hz之顯著低頻衰減之一耳機驅動器，而揚聲器110R係能夠呈現低至550 Hz之低及中頻能量之「寬頻帶」微型揚聲器。在此，將低頻輸出信號LFO路由至微型揚聲器110R而非耳機揚聲器110L。將左高頻輸出聲道HFOL作為輸出聲道OL傳輸至左揚聲器110L。組合右高頻輸出聲道HFOR與低頻輸出信號LFO以產生一輸出聲道OR，該輸出聲道OR係傳輸至右揚聲器110R。在其中揚聲器110L處置低於揚聲器110R之頻率之一實例中，可將低頻輸出信號LFO路由至揚聲器110L來代替揚聲器110R。 實例空間增強處理器
圖3係根據一些實施例之一空間增強處理器222之一示意方塊圖。空間增強處理器222在空間上增強一輸入音訊信號，且對空間增強音訊信號執行串音消除。為此，空間增強處理器222接收包含左高頻聲道HFL及右高頻聲道HFR之高頻信號210。
空間增強處理器222藉由處理輸入聲道HFL 及HFR 來產生包含左空間增強聲道AL 及右空間增強聲道AR 之空間增強信號A。輸出音訊信號A係高頻信號210在串音補償及串音消除下之一空間增強音訊信號。儘管圖3中未展示，但空間增強處理器222可進一步包含一放大器，該放大器放大來自串音消除處理器360之輸出音訊信號A，且將信號A提供至將輸出聲道AL 及AR 轉換成聲音之輸出器件，諸如揚聲器110L 及110R 。
空間增強處理器222包含一子頻帶空間處理器305、一串音補償處理器340、一組合器350及一串音消除處理器360。空間增強處理器222執行輸入聲道HFL 及HFR 之串音補償及子頻帶空間處理，組合子頻帶空間處理之結果與串音補償之結果，且接著對組合信號執行一串音消除。
子頻帶空間處理器305包含一空間頻帶劃分器310、一空間頻帶處理器320及一空間頻帶組合器330。空間頻帶劃分器310耦合至輸入聲道HFL 及HFR 以及空間頻帶處理器320。空間頻帶劃分器310接收左輸入聲道HFL 及右輸入聲道HFR ，且將該等輸入聲道處理成一空間(或「側」)分量Xs 及一非空間(或「中間」)分量Xm 。例如，可基於左輸入聲道HFL 與右輸入聲道HFR 之間的一差產生空間分量Xs 。可基於左輸入聲道HFL 與右輸入聲道HFR 之一和產生非空間分量Xm 。空間頻帶劃分器310將空間分量Xs 及非空間分量Xm 提供至空間頻帶處理器320。
空間頻帶處理器320耦合至空間頻帶劃分器310及空間頻帶組合器330。空間頻帶處理器320自空間頻帶劃分器310接收空間分量Xs 及非空間分量Xm ，且增強接收信號。特定而言，空間頻帶處理器320自空間分量Xs 產生一增強空間分量Es ，且自非空間分量Xm 產生一增強非空間分量Em 。
例如，空間頻帶處理器320將子頻帶增益應用於空間分量Xs 以產生增強空間分量Es ，且將子頻帶增益應用於非空間分量Xm 以產生增強非空間分量Em 。在一些實施例中，空間頻帶處理器320另外或替代地將子頻帶延遲提供至空間分量Xs 以產生增強空間分量Es ，且將子頻帶延遲提供至非空間分量Xm 以產生增強非空間分量Em 。子頻帶增益及/或延遲對於空間分量Xs 及非空間分量Xm 之不同(例如，n個)子頻帶可不同，或(例如，對於兩個或更多個子頻帶)可相同。空間頻帶處理器320調整空間分量Xs 及非空間分量Xm 之不同子頻帶相對於彼此之增益及/或延遲以產生增強空間分量Es 及增強非空間分量Em 。接著，空間頻帶處理器320將增強空間分量Es 及增強非空間分量Em 提供至空間頻帶組合器330。
空間頻帶組合器330耦合至空間頻帶處理器320且進一步耦合至組合器350。空間頻帶組合器330自空間頻帶處理器320接收增強空間分量Es及增強非空間分量Em，且將增強空間分量Es及增強非空間分量Em組合成一左增強聲道EL (或EL )及一右增強聲道ER (或ER )。例如，可基於增強空間分量Es及增強非空間分量Em之一和產生左增強聲道EL，且可基於增強非空間分量Em與增強空間分量Es之間的一差產生右增強聲道ER。空間頻帶組合器330將左增強聲道EL及右增強聲道ER提供至組合器350。
串音補償處理器340執行一串音補償以補償串音消除中之頻譜缺陷或假像。串音補償處理器340接收輸入聲道HFL及HFR，且執行一處理以補償由串音消除處理器360執行之增強非空間分量Em及增強空間分量Es之一後續串音消除中之任何假像。在一些實施例中，串音補償處理器340可藉由應用濾波器來產生一串音補償信號Z (包含一左串音補償聲道ZL (或ZL )及一右串音補償聲道ZR (或ZR )而對非空間分量Xm及空間分量Xs執行一增強。在其他實施例中，串音補償處理器340可僅對非空間分量Xm執行一增強。
組合器350組合左增強聲道EL與左串音補償聲道ZL以產生一左增強補償聲道TL (或TL )，且組合右增強聲道ER與右串音補償聲道ZR以產生一右增強補償聲道TR (或TR )。組合器350耦合至串音消除處理器360，且將左增強補償聲道TL及右增強補償聲道TR提供至串音消除處理器360。
串音消除處理器360接收左增強補償聲道TL及右增強補償聲道TR，且對聲道TL、TR執行串音消除以產生包含左空間增強聲道AL (或AL )及右空間增強聲道AR (或AR )之空間增強信號A。
下文結合圖4論述關於子頻帶空間處理器305之額外細節，下文結合圖5論述關於串音補償處理器340之額外細節，且下文結合圖6論述關於串音消除處理器360之額外細節。
圖4係根據一些實施例之一子頻帶空間處理器305之一示意方塊圖。子頻帶空間處理器305包含空間頻帶劃分器310、空間頻帶處理器320及空間頻帶組合器330。空間頻帶劃分器310耦合至空間頻帶處理器320，且空間頻帶處理器320耦合至空間頻帶組合器330。
空間頻帶劃分器310包含一L/R至M/S轉換器402，該L/R至M/S轉換器402接收左輸入聲道HFL及一右輸入聲道HFR且將此等輸入轉換成一空間分量Xs及非空間分量Xm。可藉由將左輸入聲道XL及右輸入聲道XR相減來產生空間分量Xs。可藉由將左輸入聲道XL及右輸入聲道XR相加來產生非空間分量Xm。
空間頻帶處理器320接收非空間分量Xm且應用一組子頻帶濾波器來產生增強非空間子頻帶分量Em。空間頻帶處理器320亦接收空間子頻帶分量Xs且應用一組子頻帶濾波器來產生增強非空間子頻帶分量Em。子頻帶濾波器可包含峰值濾波器、陷波濾波器、低通濾波器、高通濾波器、低擱架式濾波器(low shelf filter)、高擱架式濾波器(high shelf filter)、帶通濾波器、帶阻濾波器及/或全通濾波器之各種組合。
在一些實施例中，空間頻帶處理器320包含用於非空間分量Xm之n個頻率子頻帶之各者之一子頻帶濾波器及用於空間分量Xs之n個頻率子頻帶之各者之一子頻帶濾波器。針對n=4個子頻帶，例如，空間頻帶處理器320包含用於非空間分量Xm之一系列子頻帶濾波器，包含用於子頻帶(1)之一中間等化(EQ)濾波器404(1)、用於子頻帶(2)之一中間EQ濾波器404(2)、用於子頻帶(3)之一中間EQ濾波器404(3)及用於子頻帶(4)之一中間EQ濾波器404(4)。各中間EQ濾波器404將一濾波器應用於非空間分量Xm之一頻率子頻帶部分以產生增強非空間分量Em。
空間頻帶處理器320進一步包含用於空間分量Xs之頻率子頻帶之一系列子頻帶濾波器，包含用於子頻帶(1)之一側等化(EQ)濾波器406(1)、用於子頻帶(2)之一側EQ濾波器406(2)、用於子頻帶(3)之一側EQ濾波器406(3)及用於子頻帶(4)之一側EQ濾波器406(4)。各側EQ濾波器406將一濾波器應用於空間分量Xs之一頻率子頻帶部分以產生增強空間分量Es。
非空間分量Xm及空間分量Xs之n個頻率子頻帶之各者可與一頻率範圍對應。例如，頻率子頻帶(1)可對應於0 Hz至300 Hz，頻率子頻帶(2)可對應於300 Hz至510 Hz，頻率子頻帶(3)可對應於510 Hz至2700 Hz，且頻率子頻帶(4)可對應於2700 Hz至奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)。在一些實施例中，n個頻率子頻帶係一合併臨界頻帶集。可使用來自各種音樂流派之大量音訊樣本判定臨界頻帶。自樣本判定24個巴克尺度(Bark scale)臨界頻帶內之中間至側分量之一長期平均能量比。接著將具有類似長期平均比之連續頻帶分組在一起以形成臨界頻帶集。頻率子頻帶之範圍以及頻率子頻帶之數目可為可調整的。
在一些實施例中，中間EQ濾波器404或側EQ濾波器406可包含具有由方程式1定義之一傳遞函數之一雙二階濾波器：
Figure 02_image001
方程式(1) 其中z係一複變數。可使用如由方程式2定義之一直接形式I拓撲實施該濾波器：
Figure 02_image003
方程式(2) 其中X係輸入向量，且Y係輸出。其他拓撲可能對特定處理器具有益處，此取決於其等最大字長及飽和行為。
接著可使用雙二階濾波器(biquad)來實施具有實值輸入及輸出之任何二階濾波器。為了設計一離散時間濾波器，設計一連續時間濾波器且經由一雙線性變換將該連續時間濾波器轉換成離散時間。此外，可使用頻率頻偏達成中心頻率及頻寬之任何所得移位之補償。
例如，一峰化濾波器可包含由方程式3定義之一S平面傳遞函數：
Figure 02_image005
方程式(3) 其中s係一複變數，A係峰之振幅，且Q係濾波器「品質」(規範地導出為：
Figure 02_image007
)。數位濾波器係數係：
Figure 02_image009
Figure 02_image011
Figure 02_image013
Figure 02_image015
Figure 02_image017
Figure 02_image019
其中
Figure 02_image021
係以弧度為單位之濾波器之中心頻率且
Figure 02_image023
。
空間頻帶組合器330接收中間及側分量，將增益應用於該等分量之各者，且將中間及側分量轉換成左及右聲道。例如，空間頻帶組合器330接收增強非空間分量Em及增強空間分量Es，且在將增強非空間分量Em及增強空間分量Es轉換成左空間增強聲道EL及右空間增強聲道ER之前執行全域中間及側增益。
更具體而言，空間頻帶組合器330包含一全域中間增益408、一全域側增益410以及耦合至全域中間增益408及全域側增益410之一M/S至L/R轉換器412。全域中間增益408接收增強非空間分量Em且應用一增益，且全域側增益410接收增強空間分量Es且應用一增益。M/S至L/R轉換器412自全域中間增益408接收增強非空間分量Em並自全域側增益410接收增強空間分量Es，且將此等輸入轉換成左增強聲道EL及右增強聲道ER。
圖5係根據一些實施例之一串音補償處理器340之一示意方塊圖。串音補償處理器340接收左輸入聲道HFL及右輸入聲道HFR，且藉由對輸入聲道應用一串音補償來產生左及右輸出聲道。串音補償處理器340包含一L/R至M/S轉換器502、一中間分量處理器520、一側分量處理器530及一M/S至L/R轉換器514。
串音補償處理器340接收輸入聲道HFL及HFR，且執行一預處理以產生左串音補償聲道ZL及右串音補償聲道ZR。聲道ZL、ZR可用來補償串音處理(諸如串音消除或模擬)中之任何假像。L/R至M/S轉換器502接收左聲道HFL及右聲道HFR，且產生輸入聲道XL、XR之非空間分量Xm及空間分量Xs。左及右聲道可相加以產生左及右聲道之非空間分量，且相減以產生左及右聲道之空間分量。
中間分量處理器520包含複數個濾波器540，諸如m個中間濾波器540(a)、540(b)至540(m)。在此，m個中間濾波器540之各者處理非空間分量Xm及空間分量Xs之m個頻帶之一者。中間分量處理器520藉由處理非空間分量Xm來產生一中間串音補償聲道Zm。在一些實施例中，使用透過模擬獲得之運用串音處理之非空間分量Xm之一頻率回應曲線組態中間濾波器540。另外，藉由分析頻率回應曲線，可估計作為串音處理之一假像出現之高於一預定臨限值(例如，10 dB)之頻率回應曲線中之任何頻譜缺陷，諸如峰或谷。此等假像主要起因於在串音處理中對延遲且反向之對側信號與其等對應同側信號求和，從而有效地將類似梳狀濾波器頻率回應引入至最終呈現結果。中間串音補償聲道Zm可由中間分量處理器520產生以補償估計峰或谷，其中m個頻帶之各者與一峰或谷對應。具體而言，基於串音處理中應用之特定延遲、濾波頻率及增益，峰及谷在頻率回應中上移及下移，從而致使頻譜之特定區域中之能量之可變放大及/或衰減。中間濾波器540之各者可經組態以調整峰及谷之一或多者。
側分量處理器530包含複數個濾波器550，諸如m個側濾波器550(a)、550(b)至550(m)。側分量處理器530藉由處理空間分量Xs來產生一側串音補償聲道Zs。在一些實施例中，可透過模擬獲得運用串音處理之空間分量Xs之一頻率回應曲線。藉由分析頻率回應曲線，可估計作為串音處理之一假像出現之高於一預定臨限值(例如，10 dB)之頻率回應曲線中之任何頻譜缺陷，諸如峰或谷。側串音補償聲道Zs可由側分量處理器530產生以補償估計峰或谷。具體而言，基於串音處理中應用之特定延遲、濾波頻率及增益，峰及谷在頻率回應中上移及下移，從而致使頻譜之特定區域中之能量之可變放大及/或衰減。側濾波器550之各者可經組態以調整峰及谷之一或多者。在一些實施例中，中間分量處理器520及側分量處理器530可包含不同數目個濾波器。
在一些實施例中，中間濾波器540及側濾波器550可包含具有由方程式4定義之一傳遞函數之一雙二階濾波器：
Figure 02_image001
方程式(4) 其中z係一複變數，且a0 、a1 、a2 、b0 、b1 及b2 係數位濾波器係數。一種實施此一濾波器之方式係如由方程式5定義之直接形式I拓撲：
Figure 02_image003
方程式(5) 其中X係輸入向量，且Y係輸出。可使用其他拓撲，此取決於其等最大字長及飽和行為。
接著可使用雙二階濾波器來實施具有實值輸入及輸出之一二階濾波器。為了設計一離散時間濾波器，設計一連續時間濾波器且接著經由一雙線性變換將該連續時間濾波器轉換成離散時間。此外，可使用頻率頻偏補償中心頻率及頻寬之所得移位。
例如，一峰化濾波器可具有由方程式6定義之一S平面傳遞函數：
Figure 02_image005
方程式(6) 其中s係一複變數，A係峰之振幅，且Q係濾波器「品質」，且數位濾波器係數係由以下項定義：
Figure 02_image009
Figure 02_image011
Figure 02_image013
Figure 02_image015
Figure 02_image025
Figure 02_image019
其中
Figure 02_image021
係以弧度為單位之濾波器之中心頻率且
Figure 02_image023
。 此外，濾波器品質Q可由方程式7定義：
Figure 02_image007
方程式(7) 其中
Figure 02_image027
係一頻寬且fc 係一中心頻率。
M/S至L/R轉換器514接收中間串音補償聲道Zm (或Zm )及側串音補償聲道Zs (或Zs )，且產生左串音補償聲道ZL (或ZL )及右串音補償聲道ZR (或ZR )。一般而言，中間及側聲道可相加以產生中間及側分量之左聲道，且中間及側聲道可相減以產生中間及側分量之右聲道。
圖6係根據一些實施例之一串音消除處理器360之一示意方塊圖。串音消除處理器360自組合器350接收左增強補償聲道TL (或TL )及右增強補償聲道TR (或TR )，且對聲道TL、TR執行串音消除以產生左輸出聲道AL (或AL )及右輸出聲道AR (或AR )。
串音消除處理器360包含一頻帶內外劃分器610、反向器620及622、對側估計器630及640、組合器650及652、及一頻帶內外組合器660。此等組件一起操作以將輸入聲道TL、TR劃分成頻帶內分量及頻帶外分量，且對頻帶內分量執行一串音消除以產生輸出聲道AL、AR。
藉由將輸入音訊信號T劃分成不同頻帶分量且藉由對選擇性分量(例如，頻帶內分量)執行串音消除，可針對一特定頻帶執行串音消除，同時避免其他頻帶中之劣化。若在未將輸入音訊信號T劃分成不同頻帶之情況下執行串音消除，則此串音消除之後的音訊信號可在低頻(例如，低於350 Hz)、更高頻率(例如，高於12000 Hz)或兩者中展現非空間及空間分量之顯著衰減或放大。藉由選擇性地執行頻帶內(例如，在250 Hz與14000 Hz之間)之串音消除，其中常駐絕大多數有影響之空間線索，可保持跨頻譜之一平衡總能量(尤其在非空間分量中)。
頻帶內外劃分器610將輸入聲道TL、TR分別分成頻帶內聲道TL,In、TR,In (或TL,In 、TR,In )及頻帶外聲道TL,Out、TR,Out (或TL,Out 、TR,Out )。特定而言，頻帶內外劃分器610將左增強補償聲道TL劃分成一左頻帶內聲道TL,In及一左頻帶外聲道TL,Out。類似地，頻帶內外劃分器610將右增強補償聲道TR劃分成一右頻帶內聲道TR,In及一右頻帶外聲道TR,Out。各頻帶內聲道可涵蓋對應於一頻率範圍(包含例如250 Hz至14 kHz)之一各自輸入聲道之一部分。該頻帶範圍可為可例如根據揚聲器參數調整的。
反向器620及對側估計器630一起操作以產生一左對側消除分量SL以補償歸因於左頻帶內聲道TL,In所致之一對側聲音分量。類似地，反向器622及對側估計器640一起操作以產生一右對側消除分量SR以補償歸因於右頻帶內聲道TR,In所致之一對側聲音分量。
在一種方法中，反向器620接收頻帶內聲道TL,In且使所接收頻帶內聲道TL,In之極性反向以產生一反向頻帶內聲道TL,In’。對側估計器630接收反向頻帶內聲道TL,In’(或TL,In ’)，且透過濾波提取對應於一對側聲音分量之反向頻帶內聲道TL,In’之一部分。因為對反向頻帶內聲道TL,In’執行濾波，所以由對側估計器630提取之部分變為歸屬於對側聲音分量之頻帶內聲道TL,In之一部分之一倒數。因此，由對側估計器630提取之部分變為一左對側消除分量SL，可將該左對側消除分量SL添加至一相應頻帶內聲道TR,In以減少歸因於頻帶內聲道TL,In所致之對側聲音分量。在一些實施例中，以一不同序列實施反向器620及對側估計器630。
反向器622及對側估計器640關於頻帶內聲道TR,In執行類似操作以產生右對側消除分量SR。因此，為了簡潔起見，本文中省略其詳細描述。
在一項實例實施方案中，對側估計器630包含一濾波器632、一放大器634及一延遲單元636。濾波器632接收反向輸入聲道TL,In’且透過一濾波函數提取對應於一對側聲音分量之反向頻帶內聲道TL,In’之一部分。一實例濾波器實施方案係具有在5000 Hz與10000 Hz之間選擇的一中心頻率及在0.5與1.0之間選擇的Q之一陷波或高擱架式濾波器。以分貝(GdB)為單位之增益可自方程式8導出： GdB =-3.0-log1.333 (D) 方程式(8) 其中D係延遲單元636在樣本中例如在一48 KHz取樣速率下之一延遲量。一替代實施方案係具有在5000 Hz與10000 Hz之間選擇的一轉角頻率及在0.5與1.0之間選擇的Q之一低通濾波器。此外，放大器634放大提取部分達一對應增益係數GL,In ，且延遲單元636根據一延遲函數D延遲來自放大器634之放大輸出以產生左對側消除分量SL 。對側估計器640包含一濾波器642、一放大器644及一延遲單元646，該延遲單元646對反向頻帶內聲道TR,In ’執行類似操作以產生右對側消除分量SR 。在一項實例中，對側估計器630、640根據以下方程式產生左及右對側消除分量SL 、SR ： SL =D[GL,In *F[TL,In ’]] 方程式(9) SR =D[GR,In *F[TR,In ’]] 方程式(10) 其中F[]係一濾波函數，且D[]係延遲函數。
可藉由揚聲器參數判定串音消除之組態。在一項實例中，可根據在兩個揚聲器110L與110R之間相對於一收聽者形成之一角度判定濾波器中心頻率、延遲量、放大器增益及濾波器增益。在一些實施例中，揚聲器角度之間的值用來內插其他值。
組合器650將右對側消除分量SR組合至左頻帶內聲道TL,In以產生一左頻帶內補償聲道UL，且組合器652將左對側消除分量SL組合至右頻帶內聲道TR,In以產生一右頻帶內補償聲道UR。頻帶內外組合器660組合左頻帶內補償聲道UL與頻帶外聲道TL,Out以產生左輸出聲道AL，且組合右頻帶內補償聲道UR與頻帶外聲道TR,Out以產生右輸出聲道AR。
據此，左輸出聲道AL包含對應於歸屬於對側聲音之頻帶內聲道TR,In之一部分之一倒數之右對側消除分量SR，且右輸出聲道AR包含對應於歸屬於對側聲音之頻帶內聲道TL,In之一部分之一倒數之左對側消除分量SL。在此組態中，由揚聲器110R根據到達右耳之右輸出聲道AR輸出之一同側聲音分量之一波前可消除由揚聲器110L根據左輸出聲道AL輸出之一對側聲音分量之一波前。類似地，由揚聲器110L根據到達左耳之左輸出聲道AL輸出之一同側聲音分量之一波前可消除由揚聲器110R根據右輸出聲道AR輸出之一對側聲音分量之一波前。因此，可減少對側聲音分量以增強空間可偵測性。 b鏈處理器
圖7係根據一些實施例之一b鏈處理器224之一示意方塊圖。b鏈處理器224包含揚聲器匹配處理器740以及延遲及增益處理器750。揚聲器匹配處理器740包含耦合至一左放大器704及一右放大器706之一N頻帶等化器(EQ) 702。延遲及增益處理器750包含耦合至一左放大器712之一左延遲708及耦合至一右放大器714之一右延遲710。
參考圖1，假定收聽者140之定向保持朝向由揚聲器110L 及110R 產生之一理想空間影像之中心固定，(例如，聲音級之虛擬橫向中心，給定對稱、匹配且等距之揚聲器)，則可基於以下項描述理想呈現空間影像與真實呈現空間影像之間的變換關係：(a)一個揚聲器與收聽者140之間的總時間延遲不同於另一揚聲器與收聽者140之間的彼總時間延遲；(b)一個揚聲器與收聽者140之間的信號位準(感知及客觀)不同於另一揚聲器與收聽者140之間的彼信號位準；及(c)一個揚聲器與收聽者140之間的頻率回應不同於另一揚聲器與收聽者140之間的彼頻率回應。
b鏈處理器224校正延遲、信號位準及頻率回應之上述相對差，從而正如理想地組態收聽者140 (例如，頭部位置)及/或呈現系統般導致一恢復近理想空間影像。
參考圖7，b鏈處理器224自空間增強處理器222接收包含左增強聲道AL 及右增強聲道AR 之音訊信號A作為輸入。若音訊信號A不具有空間非對稱性且若系統中不存在其他不規則性，則空間增強處理器222為收聽者140提供一顯著增強聲音級。然而，若系統中確實存在非對稱性，如圖1中由失配揚聲器110L 及110R 所繪示，則可應用b鏈處理器224以在非理想條件下保持增強聲音級。
雖然理想收聽者/揚聲器組態包含具有匹配之左及右揚聲器至頭部距離之一對揚聲器，但諸多真實世界設置不滿足此等準則，從而導致一受損立體聲收聽體驗。例如，行動器件可包含具有有限頻寬(例如1000 Hz至8000 Hz頻率回應)之一正面朝向之耳機揚聲器及一正交(下或側)朝向之微型揚聲器(例如，200 Hz至20000 Hz頻率回應)。在此，揚聲器系統以雙重方式不匹配，其中音訊驅動器效能特性(例如，信號位準、頻率回應等)不同，且相對於「理想」收聽者位置之時間對準因為揚聲器之非平行定向而不匹配。另一實例係使用一立體聲桌上型揚聲器系統之一收聽者不將揚聲器或其等本身配置成理想組態。因此，b鏈處理器224提供各聲道之特性之調諧，從而解決相關聯之系統特定非對稱性，以導致一感知上更強之聽覺傳輸技術聲音級。
在空間增強處理或一些其他處理已應用於在假定一理想組態系統(即，甜蜜點中之收聽者，匹配、對稱放置之揚聲器等)下調諧之立體聲輸入信號X之後，揚聲器匹配處理器740為不提供匹配揚聲器對之器件提供實用揚聲器平衡，正如絕大多數行動器件之情況。揚聲器匹配處理器740之N頻帶參數EQ 702接收左增強聲道AL 及右增強聲道AR ，且將一等化應用於聲道AL 及AR 之各者。
在一些實施例中，N頻帶EQ 702提供各種EQ濾波器類型，諸如一低及高擱架式濾波器、一帶通濾波器、一帶阻濾波器、及峰值-陷波濾波器、或低及高通濾波器。例如，若一立體聲對中之一個揚聲器與理想收聽者甜蜜點成角度，則彼揚聲器將自收聽者甜蜜點展現明顯高頻衰減。N頻帶EQ 702之一或多個頻帶可應用於彼揚聲器聲道上以便在自甜蜜點觀察時(例如，經由高擱架式濾波器)恢復高頻能量，從而與其他向前朝向之揚聲器之特性達成一近匹配。在另一案例中，若兩個揚聲器係正面朝向，但其等之一者具有一截然不同之頻率回應，則可將EQ調諧應用於左聲道及右聲道兩者以在兩者之間實現一頻譜平衡。應用此等調諧可等效於「旋轉」受關注揚聲器以匹配另一、向前朝向之揚聲器之定向。在一些實施例中，N頻帶EQ 702包含用於獨立處理之n個頻帶之各者之一濾波器。頻帶之數目可變動。在一些實施例中，頻帶之數目與子頻帶空間處理之子頻帶對應。
在一些實施例中，可為特定一組揚聲器預定義揚聲器非對稱性，其中已知非對稱性用作選擇N頻帶EQ 702之參數之一基礎。在另一實例中，可基於測試揚聲器(諸如藉由使用測試音訊信號、記錄由揚聲器自信號產生之聲音及分析記錄聲音)來判定揚聲器非對稱性。
左放大器704耦合至N頻帶EQ 702以接收一左聲道且右放大器706耦合至N頻帶EQ 702以接收一右聲道。放大器704及706藉由調整一或兩個聲道上之輸出增益來解決揚聲器響度及動態範圍能力之非對稱性。此對平衡揚聲器與收聽位置相距之距離之任何響度偏移及平衡具有截然不同之聲壓級(SPL)輸出特性之不匹配揚聲器對尤其有用。
延遲及增益處理器750接收揚聲器匹配處理器740之左及右輸出聲道，且將一時間延遲及增益或衰減應用於該等聲道之一或多者。為此，延遲及增益處理器750包含：左延遲708，其自揚聲器匹配處理器740接收左聲道輸出且應用一時間延遲；及左放大器712，其將一增益或衰減應用於左聲道以產生左輸出聲道BL。延遲及增益處理器750進一步包含：右延遲710，其自揚聲器匹配處理器740接收右聲道輸出且應用一時間延遲；及右放大器714，其將一增益或衰減應用於右聲道以產生右輸出聲道BR。如上文所論述，揚聲器匹配處理器740在感知上平衡來自理想收聽者「甜蜜點」之有利位置之左/右空間影像，從而側重於自彼位置為各驅動器提供一平衡SPL及頻率回應，且忽略實際組態中存在之基於時間之非對稱性。在達成此揚聲器匹配之後，給定呈現/收聽系統之實際實體非對稱性(例如，偏心頭部位置及/或不相等揚聲器至頭部距離)，延遲及增益處理器750對來自一特定收聽者頭部位置之空間影像進行時間對準且，進一步在感知上平衡該空間影像。
由延遲及增益處理器750應用之延遲及增益值可經設定以解決一靜態系統組態，諸如採用正交定向揚聲器之一行動電話，或自一揚聲器(舉例而言諸如一家庭影院條形音箱)前方之理想收聽甜蜜點橫向偏移之一收聽者。
亦可基於收聽者頭部與揚聲器之間的變化空間關係動態調整由延遲及增益處理器750應用之延遲及增益值，如在採用實體移動作為遊戲之一分量之一遊戲場景中可能發生般(例如，使用一深度相機之位置追蹤，諸如用於遊戲或人造現實系統)。在一些實施例中，一音訊處理系統包含一相機、光感測器、近接感測器或用來判定收聽者頭部相對於揚聲器之位置之一些其他合適器件。使用者頭部之判定位置可用來判定延遲及增益處理器750之延遲及增益值。
音訊分析常式可提供用來組態b鏈處理器224之適當揚聲器間延遲及增益，從而導致一時間對準且在感知上平衡之左/右立體聲影像。在一些實施例中，在缺少來自此等分析方法之可量測資料之情況下，可使用如由以下方程式11及12定義之一映射達成手動使用者控制或經由電腦視覺或其他感測器輸入之自動化控制。
Figure 02_image029
方程式(11)
Figure 02_image031
方程式(12) 其中delayDelta及delay以毫秒為單位，且gain以分貝為單位。delay 及gain 行向量假定其等第一分量屬於左聲道且其等第二分量屬於右聲道。因此，delayDelta≥0指示左揚聲器延遲大於或等於右揚聲器延遲，且delayDelta＜0指示左揚聲器延遲小於右揚聲器延遲。
在一些實施例中，代替將衰減應用於一聲道，可將等量增益應用於相對聲道，或將增益應用於一個聲道且將衰減應用於另一通道之一組合。例如，可將一增益應用於左聲道而非對左聲道應用一衰減。針對如在行動、桌上型PC及控制台遊戲以及家庭影院場景中發生之近場收聽，一收聽者位置與各揚聲器之間的距離增量足夠小，且因此一收聽者位置與各揚聲器之間的SPL增量足夠小，使得與一理想收聽者/揚聲器組態相比，上述映射之任一者將用來成功地恢復聽覺傳輸技術空間影像，同時維持一總體可接受之響亮聲音級。 實例音訊系統處理
一最佳調諧音訊處理系統200 (亦稱為「VS-X系統」)之一結果係如自理想收聽者「甜蜜點」感知、主要含有高於500 Hz至1000 Hz之空間能量但具有經由「寬頻帶」微型揚聲器呈現之足夠低頻能量以提供一全頻帶音樂(或電影等)收聽體驗之感知之一增強且空間沉浸式之聽覺傳輸技術聲場。
使用VS-X，包含子頻帶空間處理(或其他空間增強處理)，且假定兩個揚聲器之適當放大，具有不匹配且非理想成角度之揚聲器之一行動器件可自一傳統單聲道播放器件變換至一感知前端觸發沉浸式立體聲器件。
圖8係根據一些實施例之用於一輸入音訊信號之虛擬立體聲音訊重現(VS-X)處理之一程序800之一流程圖。程序800被論述為由音訊處理系統200執行，但可使用其他類型之運算器件或電路。程序800可包含更少或額外步驟，且可以不同順序執行步驟。
一音訊處理系統200 (例如，分頻網路202)將一輸入音訊信號分成805一低頻信號及一高頻信號。
音訊處理系統200 (例如，高頻處理器206)將子頻帶空間處理應用810於高頻信號。應用子頻帶空間處理可包含對高頻信號之中間子頻帶分量及側子頻帶分量進行增益調整以產生一高頻輸出信號。子頻帶空間處理增強高頻信號之聲場之空間感。子頻帶空間處理可進一步包含串音補償及串音消除。
音訊處理系統200 (例如，高頻處理器206)將b鏈處理應用815於高頻信號以調整揚聲器110L與110R之間的一非對稱性。b鏈處理校正揚聲器110L與110R之間的延遲、信號位準或頻率回應之相對差，從而導致高頻輸出信號具有一恢復近理想空間影像，正如收聽者140 (例如，頭部位置)及/或呈現系統經理想組態般。在一些實施例中，音訊處理系統200針對一收聽位置判定左揚聲器與右揚聲器之間的頻率回應、時間對準及信號位準之非對稱性。音訊處理系統200藉由以下步驟產生高頻輸出信號之一左聲道及高頻輸出信號之一右聲道：將一N頻帶等化應用於高頻信號以調整頻率回應之非對稱性；將一延遲應用於高頻信號以調整時間對準之非對稱性；及將一增益應用於高頻信號以調整信號位準之非對稱性。
音訊處理系統200 (例如，高頻處理器204)應用820一等化濾波器以相對於高頻信號之一右聲道調整高頻信號之一左聲道，且將一增益應用於高頻信號以相對於低頻信號調整高頻信號。例如，HF EQ濾波器226應用於等化濾波器，且HF增益228應用增益。
音訊處理系統200 (例如，低頻處理器204)將一參數帶通濾波器及增益應用825於低頻信號。例如，LF升壓諧振器214可包含參數帶通濾波器。該濾波器可增強中/低頻譜之一或多個目標部分。該濾波器亦可基於待接收處理低頻信號之一「寬頻帶」微型揚聲器之一頻率回應調整低頻信號。此外，LF升壓增益216將一增益應用於該濾波器之輸出以產生一低頻諧振器信號。
音訊處理系統200 (例如，低頻處理器204)將一增益應用830於低頻信號以產生一低頻透通信號。例如，LF透通增益218衰減總體低頻信號頻帶。
音訊處理系統(例如，低頻處理器204)組合835低頻諧振器信號與低頻透通信號以產生一低頻輸出信號。
音訊處理系統200將低頻輸出信號組合840至高頻輸出信號之一左聲道或高頻輸出信號之一右聲道之一者。例如，將低頻輸出信號提供至更能夠處置一失配揚聲器系統中之低頻重現之一揚聲器，諸如器件100之一「寬頻帶」微型揚聲器110R。此外，未將低頻輸出信號提供至不太能夠處置低頻重現之另一揚聲器，諸如器件100之耳機揚聲器110L。
因而，音訊處理系統產生包含一左輸出聲道及一右輸出聲道之一輸出信號。左輸出聲道包含高頻輸出信號之左聲道，且右輸出聲道包含高頻輸出信號之右聲道。此外，左輸出聲道或右輸出聲道之一者包含用於更能夠在一失配揚聲器系統中處置較低頻率之揚聲器之低頻輸出信號。
可以各種順序執行步驟程序800。例如，用於處理高頻信號之步驟810、815及820可與用於處理低頻信號之步驟825、830及835並行執行。此外，可針對低頻信號並行執行步驟825及830。
圖9係根據一些實施例之在VS-X處理之後的圖1中所展示之行動器件100之一感知聲場之一實例。已將來自音訊處理系統200之左輸出聲道OL 提供至左揚聲器110L ，且已將來自音訊處理系統200之右輸出聲道OR 提供至右揚聲器110R 。收聽者140感知來自失配之左揚聲器110L 及右揚聲器110R 之所得聲場如源自匹配、虛擬揚聲器120L 及120R 。 實例運算系統
應注意，可在一嵌入式電子電路或電子系統中體現本文中所描述之系統及程序。亦可在一運算系統中體現系統及程序，該運算系統包含一或多個處理系統(例如，一數位信號處理器)及一記憶體(例如，程式化唯讀記憶體或可程式化固態記憶體)，或一些其他電路(諸如一特定應用積體電路(ASIC)或場可程式化閘陣列(FPGA)電路)。
圖10繪示根據一項實施例之一電腦系統1000之一實例。可在系統1000上實施音訊處理系統200。繪示耦合至一晶片組1004之至少一個處理器1002。晶片組1004包含一記憶體控制器集線器1020及一輸入/輸出(I/O)控制器集線器1022。一記憶體1006及一圖形適配器1012耦合至記憶體控制器集線器1020，且一顯示器件1018耦合至圖形適配器1012。一儲存器件1008、鍵盤1010、指向器件1014及網路適配器1016耦合至I/O控制器集線器1022。電腦1000之其他實施例具有不同架構。例如，在一些實施例中，記憶體1006直接耦合至處理器1002。
儲存器件1008包含一或多個非暫時性電腦可讀儲存媒體，諸如一硬碟機、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、DVD或一固態記憶體器件。記憶體1006保存由處理器1002使用之程式碼(或軟體)及資料。程式碼可為可由處理器1002執行之一或多個指令。例如，記憶體1006可儲存在由處理器1002執行時致使或組態處理器1002以執行本文中所論述之功能(諸如程序800)之指令。指向器件1014與鍵盤1010組合用來將資料輸入至電腦系統1000中。圖形適配器1012在顯示器件1018上顯示影像及其他資訊。在一些實施例中，顯示器件1018包含用於接收使用者輸入及選擇之一觸控螢幕能力。網路適配器1016將電腦系統1000耦合至一網路。電腦1000之一些實施例具有不同於圖10中所展示之彼等組件及/或除圖10中所展示之彼等組件之外的組件。例如，電腦系統1000可為缺少一顯示器件、鍵盤及其他組件之一伺服器，或可使用其他類型之輸入器件。 額外考量
所揭示組態可包含數個益處及/或優點。例如，一輸入信號可輸出至不匹配揚聲器，同時留存或增強聲場之一空間感。即使當揚聲器不匹配時或當收聽者並非位於相對於揚聲器之一理想收聽位置時，仍可達成一高品質收聽體驗。
在閱讀本發明之後，熟習此項技術者將明白本文中之所揭示原理之額外替代實施例。因此，雖然已繪示及描述特定實施例及應用，但應理解，所揭示實施例不限於本文中所揭示之精確構造及組件。在不背離本文中所描述之範疇之情況下，可對本文中所揭示之方法及裝置之配置、操作及細節進行將對熟習此項技術者顯而易見之各種修改、改變及變動。
可運用一或多個硬體或軟體模組(單獨地或與其他器件組合)執行或實施本文中所描述之步驟、操作或程序之任一者。在一項實施例中，運用包括一電腦可讀媒體(例如，非暫時性電腦可讀媒體)之一電腦程式產品實施一軟體模組，該電腦可讀媒體含有可由一電腦處理執行以執行所描述步驟、操作或程序之任一者或全部之電腦程式碼。
100 行動器件 110L 左揚聲器 110R 右揚聲器 120L 匹配、虛擬揚聲器 120R 匹配、虛擬揚聲器 140 收聽者 200 音訊處理系統 202 分頻網路 204 低頻處理器 206 高頻處理器 208 低頻信號 210 高頻信號 212 組合器 214 低頻(LF)升壓諧振器 216 LF升壓增益 218 LF透通增益 220 組合器 222 空間增強處理器 224 b鏈處理器 226 高頻(HF)等化(EQ)濾波器 228 高頻增益 305 子頻帶空間處理器 310 空間頻帶劃分器 320 空間頻帶處理器 330 空間頻帶組合器 340 串音補償處理器 350 組合器 360 串音消除處理器 402 L/R至M/S轉換器 404(1) 中間等化(EQ)濾波器 404(2) 中間EQ濾波器 404(3) 中間EQ濾波器 404(4) 中間EQ濾波器 406(1) 側等化(EQ)濾波器 406(2) 側EQ濾波器 406(3) 側EQ濾波器 406(4) 側EQ濾波器 408 全域中間增益 410 全域側增益 412 M/S至L/R轉換器 502 L/R至M/S轉換器 514 M/S至L/R轉換器 520 中間分量處理器 530 側分量處理器 540(a)-(m) 中間濾波器 550(a)-(m) 側濾波器 610 頻帶內外劃分器 620 反向器 622 反向器 630 對側估計器 632 濾波器 634 放大器 636 延遲單元 640 對側估計器 642 濾波器 644 放大器 646 延遲單元 650 組合器 652 組合器 660 頻帶內外組合器 702 N頻帶參數等化器(EQ) 704 左放大器 706 右放大器 708 左延遲 710 右延遲 712 左放大器 714 右放大器 740 揚聲器匹配處理器 750 延遲及增益處理器 800 程序 805 步驟 810 步驟 815 步驟 820 步驟 825 步驟 830 步驟 835 步驟 840 步驟 1000 電腦系統 1002 處理器 1004 晶片組 1006 記憶體 1008 儲存器件 1010 鍵盤 1012 圖形適配器 1014 指向器件 1016 網路適配器 1018 顯示器件 1020 記憶體控制器集線器 1022 輸入/輸出(I/O)控制器集線器 AL 左空間增強聲道 AR 右空間增強聲道 BL 左輸出聲道 BR 右輸出聲道 EL 左空間增強聲道 ER 右空間增強聲道 Em 增強非空間分量 Es 增強空間分量 HFL 左聲道 HFR 右聲道 HFOL 左高頻輸出聲道 HFOR 右高頻輸出聲道 LFL 左聲道 LFR 右聲道 LFO 低頻輸出信號 LFP 低頻透通信號 LFR 低頻諧振器信號 LFS 低頻信號 OL 左輸出聲道 OR 右輸出聲道 SL 左對側消除分量 SR 右對側消除分量 TL 左增強補償聲道 TR 右增強補償聲道 TL,In 左頻帶內聲道 TR,In 右頻帶內聲道 TL,Out 左頻帶外聲道 TR,Out 右頻帶外聲道 TL,In ’ 反向頻帶內聲道 TR,In ’ 反向頻帶內聲道 UL 左頻帶內補償聲道 UR 右頻帶內補償聲道 XL 左輸入聲道 XR 右輸入聲道 Xm 非空間分量 Xs 空間子分量 ZL 左串音補償聲道 ZR 右串音補償聲道 Zm 中間串音補償聲道 Zs 側串音補償聲道
圖(FIG.) 1係根據一些實施例之具有非理想音訊呈現之一行動器件之一實例。
圖2係根據一些實施例之一音訊處理系統之一示意方塊圖。
圖3係根據一些實施例之一空間增強處理器之一示意方塊圖。
圖4係根據一些實施例之一子頻帶空間處理器之一示意方塊圖。
圖5係根據一些實施例之一串音補償處理器之一示意方塊圖。
圖6係根據一些實施例之一串音消除處理器之一示意方塊圖。
圖7係根據一些實施例之一b鏈處理器之一示意方塊圖。
圖8係根據一些實施例之用於一輸入音訊信號之虛擬立體聲音頻重現(VS-X)處理之一程序之一流程圖。
圖9係根據一些實施例之在VS-X處理之後的圖1中所展示之行動器件之一感知聲場之一實例。
圖10係根據一些實施例之一電腦系統之一示意方塊圖。
僅出於繪示之目的，圖式描繪且[實施方式]描述各項非限制性實施例。
100‧‧‧行動器件
110L‧‧‧左揚聲器
110R‧‧‧右揚聲器
140‧‧‧收聽者

Claims (20)

  1. 一種用於處理一輸入音訊信號之系統，其包括：一分頻網路，其經組態以將一輸入音訊信號分成一低頻信號及一高頻信號；一高頻處理器，其經組態以將一b鏈處理應用於該高頻信號以調整一左揚聲器與一右揚聲器之間的一非對稱性以產生一高頻輸出信號；一低頻處理器，其經組態以：將一參數帶通濾波器及一第一增益應用於該低頻信號以產生一低頻諧振器信號，將一第二增益應用於該低頻信號以產生一低頻透通信號，及藉由組合該低頻諧振器信號與該低頻透通信號來產生一低頻輸出信號；及一組合器，其經組態以藉由組合該低頻輸出信號與針對該左揚聲器之該高頻輸出信號之一左聲道或針對該右揚聲器之該高頻輸出信號之一右聲道之一者來產生一輸出信號。
  2. 如請求項1之系統，其中該高頻處理器經組態以應用該b鏈處理包含該高頻處理器進一步經組態以：針對一收聽位置判定該左揚聲器與該右揚聲器之間的頻率回應、時間對準及信號位準之非對稱性；及藉由以下步驟產生該高頻輸出信號之一左聲道及該高頻輸出信號之一右聲道： 將一N頻帶等化應用於該高頻信號以調整該頻率回應之該非對稱性；將一延遲應用於該高頻信號以調整該時間對準之該非對稱性；及將一第三增益應用於該高頻信號以調整該信號位準之該非對稱性。
  3. 如請求項2之系統，其中該高頻處理器進一步經組態以：應用一等化濾波器以相對於該高頻信號之一右聲道調整該高頻信號之一左聲道；及將一第四增益應用於該高頻信號之一左聲道或一右聲道之至少一者以相對於該低頻信號調整該高頻信號。
  4. 如請求項2之系統，其中該高頻處理器進一步經組態以藉由對該高頻信號之中間子頻帶分量及側子頻帶分量進行增益調整以產生一增強信號來將子頻帶空間處理應用於該高頻信號。
  5. 如請求項4之系統，其中：該增強信號包含一左增強聲道及一右增強聲道；且該高頻處理器經組態以應用該N頻帶參數等化包含該高頻處理器經組態以將一或多個濾波器應用於該左增強聲道及該右增強聲道之至少一者。
  6. 如請求項5之系統，其中該高頻處理器進一步經組態以將一第四增益應用於該左增強聲道及該右增強聲道之至少一者以調整該左揚聲器與該右 揚聲器之間的該非對稱性。
  7. 如請求項2之系統，其中該高頻處理器經組態以將該延遲及第三增益應用於該高頻信號包含該高頻處理器經組態以將該延遲應用於該高頻信號之一左聲道或該高頻信號之一右聲道之一者。
  8. 如請求項2之系統，其中該高頻處理器經組態以將該延遲及該第三增益應用於該高頻信號包含該高頻處理器經組態以將該第三增益應用於該高頻信號之一左聲道或該高頻信號之一右聲道之一者。
  9. 如請求項1之系統，其中該參數帶通濾波器根據一微型揚聲器之一頻率回應特性調整該低頻信號。
  10. 如請求項1之系統，其中該參數帶通濾波器增強該低頻信號之一頻譜之一或多個部分。
  11. 如請求項1之系統，其中：該左揚聲器或該右揚聲器之一者係一耳機揚聲器；該左揚聲器或該右揚聲器之另一者係一微型揚聲器；且該低頻輸出信號提供至該微型揚聲器。
  12. 如請求項1之系統，其中該非對稱性包含該左揚聲器與該右揚聲器之間的一延遲差、一信號位準差或一頻率回應差之至少一者。
  13. 一種包括儲存程式碼之非暫時性電腦可讀媒體，該程式碼在由至少一個處理器執行時組態該處理器以：將一輸入音訊信號分成一低頻信號及一高頻信號；將一b鏈處理應用於該高頻信號以調整一左揚聲器與一右揚聲器之間的一非對稱性以產生一高頻輸出信號；將一參數帶通濾波器及一第一增益應用於該低頻信號以產生一低頻諧振器信號；將一第二增益應用於該低頻信號以產生一低頻透通信號；藉由組合該低頻諧振器信號與該低頻透通信號來產生一低頻輸出信號；及藉由組合該低頻輸出信號與針對該左揚聲器之該高頻輸出信號之一左聲道或針對該右揚聲器之該高頻輸出信號之一右聲道之一者來產生一輸出信號。
  14. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中致使該處理器應用該b鏈處理之該程式碼包含致使該處理器進行以下操作之該程式碼：針對一收聽位置判定該左揚聲器與該右揚聲器之間的頻率回應、時間對準及信號位準之非對稱性；及藉由以下步驟產生該高頻輸出信號之一左聲道及該高頻輸出信號之一右聲道：將一N頻帶等化應用於該高頻信號以調整該頻率回應之該非對稱性； 將一延遲應用於該高頻信號以調整該時間對準之該非對稱性；及將一第三增益應用於該高頻信號以調整該信號位準之該非對稱性。
  15. 如請求項14之電腦可讀媒體，其中該程式碼致使該處理器：應用一等化濾波器以相對於該高頻信號之一右聲道調整該高頻信號之一左聲道；及將一第四增益應用於該高頻信號之一左聲道或一右聲道之至少一者以相對於該低頻信號調整該高頻信號。
  16. 如請求項14之電腦可讀媒體，其中該程式碼致使該處理器藉由對該高頻信號之中間子頻帶分量及側子頻帶分量進行增益調整以產生一增強信號來將子頻帶空間處理應用於該高頻信號。
  17. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該參數帶通濾波器根據一微型揚聲器之一頻率回應特性調整該低頻信號。
  18. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該參數帶通濾波器增強該低頻信號之一頻譜之一或多個部分。
  19. 一種處理一輸入音訊信號之方法，其包括由一運算系統：將該輸入音訊信號分成一低頻信號及一高頻信號；將一b鏈處理應用於該高頻信號以調整一左揚聲器與一右揚聲器之間 的一非對稱性以產生一高頻輸出信號；將一參數帶通濾波器及一第一增益應用於該低頻信號以產生一低頻諧振器信號；將一第二增益應用於該低頻信號以產生一低頻透通信號；藉由組合該低頻諧振器信號與該低頻透通信號來產生一低頻輸出信號；及藉由組合該低頻輸出信號與針對該左揚聲器之該高頻輸出信號之一左聲道或針對該右揚聲器之該高頻輸出信號之一右聲道之一者來產生一輸出信號。
  20. 如請求項19之方法，其進一步包括由該運算系統：應用一等化濾波器以相對於該高頻信號之一右聲道調整該高頻信號之一左聲道；及將一第四增益應用於該高頻信號以相對於該低頻信號調整該高頻信號。
TW107142654A 2017-11-29 2018-11-29 用於不匹配聽覺傳輸技術揚聲器系統之增強虛擬立體聲重現 TWI697895B (zh)

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