專利名稱：立體聲之人聲消除方法及相關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明提供一種在人聲消除時(shí)增加立體聲感的方法及相關(guān)裝置，特別是指一種分別對(duì)不同聲道信號(hào)各自進(jìn)行人聲消除以增加立體聲感的方法及相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
隨著信息、電子技術(shù)的進(jìn)步與普及，在現(xiàn)代社會(huì)中，娛樂的形態(tài)也越趨多樣化。舉例來說，有卡拉OK之稱的伴唱系統(tǒng)，就能夠播放歌曲的背景配樂，讓使用者不需樂團(tuán)的伴奏，就能隨背景配樂歌唱，享受專業(yè)級(jí)的娛樂環(huán)境。不過，一般來說，娛樂業(yè)者推出的歌曲中都包含有配唱的人聲(vocal)；因此，為了適應(yīng)伴唱系統(tǒng)的需要，現(xiàn)代的信息業(yè)者也發(fā)展出了人聲消除的技術(shù)，設(shè)法將歌曲中的配唱人聲減抑消除，留下背景配樂，供伴唱系統(tǒng)使用。
請(qǐng)參考圖1。圖1為一播放器10以公知技術(shù)進(jìn)行人聲消除時(shí)相關(guān)功能方塊配置的示意圖。一般來說，現(xiàn)代的播放系統(tǒng)都能播放兩聲道(或更多聲道)的立體人聲效果，以播放器中不同的揚(yáng)聲器模塊來分別播放不同聲道的信號(hào)，讓使用者能聽到更具臨場(chǎng)感的音樂播放效果。而播放器10中即設(shè)有一個(gè)能提供兩聲道信號(hào)(像是左右聲道)的音源電路12、一個(gè)用來進(jìn)行人聲消除的信號(hào)模塊14、以及兩個(gè)用來播放立體人聲效果的揚(yáng)聲器模塊16A、16B。音源電路12可以是一光盤讀取機(jī)構(gòu)，能利用讀取頭18存取一光盤片20上的歌曲數(shù)據(jù)，并加以解析(例如適當(dāng)?shù)亟庹{(diào)、解碼)。對(duì)應(yīng)于立體人聲效果的展現(xiàn)，現(xiàn)代的娛樂業(yè)者在提供娛樂資源媒體(例如是儲(chǔ)存有歌曲的光盤片媒體)時(shí)，也都會(huì)在其中記錄有不同聲道的信號(hào)。而音源電路12在存取光盤片20的數(shù)據(jù)后，即可解讀出兩立體聲之聲道信號(hào)PLi、PRi。信號(hào)模塊14即用來對(duì)聲道信號(hào)PLi、PRi進(jìn)行人聲消除，以分別產(chǎn)生出輸出信號(hào)PLo、PRo。揚(yáng)聲器模塊16A、16B可分別設(shè)有各自的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、功率放大器、揚(yáng)聲器等電路，以分別將輸出信號(hào)PLo、PRo轉(zhuǎn)換為聲波播放出來。
為了進(jìn)行人聲消除，公知的信號(hào)模塊14中設(shè)有兩高通模塊26A、26B、一低通模塊28及一人聲消除模塊22。高通模塊26A、26B分別用來對(duì)聲道信號(hào)PLi、PRi進(jìn)行高通濾波，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的高通信號(hào)PLh、PRh；低通模塊28用來對(duì)一信號(hào)Ps進(jìn)行低通濾波，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的低通信號(hào)Pl。而人聲消除模塊22則是將兩聲道信號(hào)PLi、PRi相減以產(chǎn)生一人聲消除后的中介信號(hào)PVC。將對(duì)應(yīng)于聲道信號(hào)PLi的高通信號(hào)PLh、低通信號(hào)Pl以及中介信號(hào)PVC混音相加后，就能產(chǎn)生輸出信號(hào)PLo；將對(duì)應(yīng)于聲道信號(hào)的高通信號(hào)PRh、低通信號(hào)Pl及中介信號(hào)PVC相加混音后，即為輸出信號(hào)PRo。
為了說明上述公知技術(shù)人聲消除的原理，請(qǐng)先參考圖2(并一并參考圖1)。圖2為立體人聲效果中各聲道信號(hào)及相關(guān)信號(hào)典型頻譜(spectrum)的示意圖。圖2中各信號(hào)頻譜的橫軸為頻率，縱軸則為頻譜的大小(像是絕對(duì)值的大小)。
一般來說，如熟習(xí)技術(shù)人士所知，在娛樂業(yè)者所提供的歌曲中，是在不同的聲道信號(hào)中混入不同的背景配樂信號(hào)來營造立體人聲效果；而配唱之人聲信號(hào)則當(dāng)作是主要的信號(hào)，通常會(huì)以均等的強(qiáng)度混入在各聲道的信號(hào)中。這樣一來，當(dāng)使用者以播放器的相異揚(yáng)聲器模塊來播放不同聲道的信號(hào)時(shí)，就能感覺到配唱的人聲彷佛在面前(因其在兩聲道中成份相等)，而不同聲道的不同背景配樂則會(huì)讓使用者感受到立體音效果，彷佛背景音樂的音源是環(huán)繞在使用者四周。在圖2中，頻譜Vf即代表配唱之人聲信號(hào)的頻譜，相異之頻譜Lmf、Rmf則分別代表不同背景配樂信號(hào)的頻譜。如上所述，將背景配樂的頻譜Lmf與人聲頻譜Vf相加，就組成為立體聲中一個(gè)聲道信號(hào)之頻譜Lf；而將背景配樂之頻譜Rmf與人聲頻譜Vf相加，則成為立體聲中另一聲道信號(hào)之頻譜Rf。像是在圖1中由音源電路12取得的聲道信號(hào)PLi、PRi，其信號(hào)之頻譜就可以像是頻譜Lf、Rf所示。由于人發(fā)聲機(jī)制的生理限制，使人聲不能太低頻或超過一定的高頻，故人聲信號(hào)之頻譜通常也限定于一定的頻帶范圍中。而圖2中標(biāo)出的頻率fl、fh，就分別代表了人聲信號(hào)的頻率下限及上限；而人聲信號(hào)之頻譜Vf即集中于頻率fl至fh間的中頻頻帶BM中。相對(duì)于局限于中頻頻帶BM的人聲頻譜Vf，背景配樂中由各種樂器加總起來的頻譜就能延伸至較廣的頻率范圍；就如圖2中所示，即使在低于頻率fl的低頻頻帶BL及高于頻率fh的高頻頻帶BH中，都會(huì)有背景配樂的頻譜Lmf、Rmf分布。連帶地，除了人聲信號(hào)頻譜所在的中頻頻帶BM，各聲道信號(hào)的頻譜Lf、Rf也都會(huì)延伸到低頻頻帶BL及高頻頻帶BH。
由于人聲信號(hào)在各聲道信號(hào)中的成份相等，公知的信號(hào)模塊14(請(qǐng)見圖1)即是在人聲消除模塊22中將兩聲道信號(hào)PLi、PRi相減，以減去兩聲道中共有的人聲信號(hào)，產(chǎn)生人聲消除后的中介信號(hào)PVC。不過，在將聲道信號(hào)PLi、PRi相減的過程中，聲道信號(hào)PLi、PRi中位于低頻頻帶BL及高頻頻帶BH的信號(hào)成份也會(huì)被相減；而人聲消除的原意當(dāng)然還是要保留背景配樂延伸于低頻頻帶BL及高頻頻帶BH的成份。故信號(hào)模塊14中還要以高通模塊26A、26B以及低通模塊28來進(jìn)行高頻補(bǔ)償及低頻補(bǔ)償。其中，高通模塊26A可將聲道信號(hào)PLi中屬于高頻頻帶BH的成份取出，成為高通信號(hào)PLh。而低通模塊28的信號(hào)來源Ps可以是聲道信號(hào)PLi、PRi其中之一，低通模塊28將信號(hào)Ps位于低頻頻帶BL的成份取出成為低通信號(hào)Pl，就相當(dāng)于將聲道信號(hào)的低頻成份取出于低通信號(hào)Pl。在將高通信號(hào)PLh、低通信號(hào)Pl與中介信號(hào)PVC混音相加后，就能補(bǔ)償中介信號(hào)PVC在人聲消除過程中損失的高頻及低頻成份，成為輸出信號(hào)PLo。
同理，高通模塊26B在將聲道信號(hào)PRi的高頻成份取出為高通信號(hào)PRh后，信號(hào)模塊14就能以高通信號(hào)PRh、低通信號(hào)Pl來對(duì)中介信號(hào)PVC進(jìn)行高頻、低頻的補(bǔ)償，產(chǎn)生輸出信號(hào)PRo。一般來說，各聲道信號(hào)中屬于低頻頻帶BL的成份比較不具有指向性，兩聲道信號(hào)PRi、PLi在低頻成份的差異比較難以營造出立體音效果，故信號(hào)模塊14都是以相同的低頻信號(hào)Pl來對(duì)輸出信號(hào)PLo、PRo進(jìn)行低頻補(bǔ)償。相對(duì)地，在聲道信號(hào)PRi、PLi中屬于高頻頻帶BH的成份就會(huì)比較富有指向性，兩聲道信號(hào)在高頻頻帶的差異能夠讓使用者較為顯著地體會(huì)到立體聲的效果，故信號(hào)模塊14是分別以兩聲道信號(hào)PRi、PLi高通濾波后之高通信號(hào)PRh、PLh做高通補(bǔ)償，以利用輸出信號(hào)PRo、PLo在高頻成份的差異展現(xiàn)立體人聲效果?？偨Y(jié)來說，公知信號(hào)模塊14在接收兩聲道的聲道信號(hào)PLi、PRi后，再統(tǒng)一以人聲消除模塊22產(chǎn)生的中介信號(hào)PVC作為兩聲道人聲消除的基本結(jié)果，再以低通信號(hào)Pl及高通信號(hào)PLh及PRh作為低頻及高頻補(bǔ)償，分別產(chǎn)生出兩聲道的輸出信號(hào)PLo、PRo，當(dāng)作聲道信號(hào)PLi、PRi人聲消除后的結(jié)果。習(xí)知信號(hào)模塊14即以此種方式減抑兩聲道的聲道信號(hào)PLi、PRi中人聲的部份，并試圖在兩聲道的輸出信號(hào)PLo、PRo中保留背景配樂的立體人聲效果。
請(qǐng)參考圖3。圖3是圖1中信號(hào)模塊14在運(yùn)作時(shí)相關(guān)信號(hào)頻譜的示意圖。延續(xù)圖2中的頻譜示意例，若圖1中聲道信號(hào)PLi、PRi的頻譜分別是圖2中的頻譜Lf、Rf，則在信號(hào)模塊14運(yùn)作后，輸出信號(hào)PLo、PRo的頻譜就分別如圖3中的頻譜PLof、PRof所示；圖3各頻譜的橫軸亦為頻率，縱軸為頻譜大小(如絕對(duì)值的大小)。而圖3中標(biāo)出的頻率fl、fh及低頻頻帶BL、中頻頻帶BM與高頻頻帶BH，其意義就如圖2及相關(guān)說明中相同。為了比較兩頻譜PLof與PRof的差異，圖3中也將頻譜PRof以虛線方式與實(shí)線的頻譜PLof繪示于同一坐標(biāo)系下。
由于圖1中公知的信號(hào)模塊14所產(chǎn)生的輸出信號(hào)PLo及PRo都包含有相同的中介信號(hào)PVC、低通信號(hào)Pl，差異僅在于此兩輸出信號(hào)是以不同的高通信號(hào)PLh、PRh做高頻補(bǔ)償，故由圖3中可比較出，輸出信號(hào)PLo、PRo的頻譜PLof、PRof，兩者主要的差異集中于高頻頻帶BH；至于兩頻譜PLof、PRof于中頻頻帶BM、低頻頻帶BL的成份，則幾乎是完全相同的。雖然信號(hào)中高頻的成份較具有立體音效中的指向性，但由于頻譜PLof、PRof的信號(hào)能量大部分還是集中于中頻、低頻頻帶BM及BL，分布于高頻頻帶BH的信號(hào)能量較少，故頻譜PLof、PRof的整體差異其實(shí)不大。當(dāng)播放器10將輸出信號(hào)PLo、PRo播放出來時(shí)，由于兩者間的差異不大，故其所能展現(xiàn)出來的立體音效也就大打折扣。而這也就是公知技術(shù)的缺點(diǎn)之一。換句話說，在圖1的公知信號(hào)模塊14中，由于兩聲道的輸出信號(hào)PLo、PRo皆以同一中介信號(hào)PVC作為人聲消除后的基本信號(hào)，僅使用了相異的高通信號(hào)PLh、PRh做高頻補(bǔ)償，故此兩聲道之輸出信號(hào)PLo、PRo的差異僅集中于高頻、能量較少的部份，無法從原來的聲道信號(hào)PLi、PRi中擷取出足夠的差異來產(chǎn)生較為明顯的立體人聲效果；這也使得兩聲道信號(hào)PLi、PRi在進(jìn)行人聲消除后，其所能展現(xiàn)出來的立體人聲效果大打折扣，無法讓使用者享受到具有環(huán)場(chǎng)音效的伴唱配樂。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明之目的，即在于提出一種較佳的人聲消除方法及相關(guān)裝置，使得不同聲道的聲道信號(hào)在經(jīng)過人聲消除后，還能維持相當(dāng)程度的信號(hào)差異，產(chǎn)生較佳的立體人聲效果，克服公知技術(shù)的缺點(diǎn)。
在公知技術(shù)中，是以兩聲道的聲道信號(hào)產(chǎn)生出一個(gè)中介信號(hào)作為人聲消除的主要信號(hào)；以此中介信號(hào)為主，在進(jìn)行低頻及相異的高頻補(bǔ)償后即產(chǎn)生兩聲道之輸出信號(hào)。由于此兩聲道之輸出信號(hào)皆基于相同的中介信號(hào)，兩者間的差異僅局限于高頻成份，故此兩聲道的輸出信號(hào)無法展現(xiàn)出較佳的立體人聲效。
在本發(fā)明中，則是以兩聲道信號(hào)之平均產(chǎn)生出一個(gè)單聲道信號(hào)，再以各聲道信號(hào)與此單聲道信號(hào)間的差異作為各聲道信號(hào)在人聲消除后對(duì)應(yīng)的中介信號(hào)；在對(duì)各聲道信號(hào)對(duì)應(yīng)的中介信號(hào)做低頻及對(duì)應(yīng)的高頻補(bǔ)償后，產(chǎn)生各聲道信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。在上述方法中，由于各聲道信號(hào)對(duì)應(yīng)的中介信號(hào)是由各聲道的信號(hào)與該單聲道信號(hào)間的差異所產(chǎn)生，故各聲道輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)之中介信號(hào)也各不相同。這樣一來，即使在人聲消除后，各聲道信號(hào)在低頻、中頻頻帶的差異還是會(huì)有相當(dāng)程度的保留，也使得各聲道的輸出信號(hào)得以展現(xiàn)出較佳的立體人聲效果，讓使用者得以享受具有顯著環(huán)場(chǎng)音效的伴唱配樂。


圖1為一個(gè)公知播放器進(jìn)行人聲消除相關(guān)功能方塊之示意圖。
圖2為立體聲各聲道信號(hào)及相關(guān)信號(hào)典型頻譜之示意圖。
圖3為圖1中播放器進(jìn)行人聲消除后相關(guān)輸出信號(hào)之頻譜示意圖。
圖4為本發(fā)明在一個(gè)播放器中實(shí)現(xiàn)人聲消除之相關(guān)功能方塊的示意圖。
圖5為圖4中播放器進(jìn)行人聲消除后相關(guān)輸出信號(hào)之頻譜示意圖。
圖6為圖4中信號(hào)模塊之功能以一程序代碼實(shí)現(xiàn)的示意圖。
附圖符號(hào)說明10、30 播放器；12、32 音源電路；14、34 信號(hào)模塊；16A-16B、36A-36B揚(yáng)聲器模塊；18、38 讀取頭；20、40 光盤片；22、42A-42B 人聲消除模塊；26A-26B、46A-46B高通模塊；28、48 低通模塊；50 單聲道處理模塊；52A、52B混音單元；
100 程序代碼；PRi、PLi、Ri、Li聲道信號(hào)；PVC、LVC、RVC 中介信號(hào)；PLh、PRh、Lh、Rh高通信號(hào)；Pl、Sl 低通信號(hào)；PLo、Pro、Lo、Ro輸出信號(hào)；Ps、S 信號(hào)；M 單聲道信號(hào)；Lmf、Rmf、Vf、Lf、Rf、PLof、Prof頻譜；BL、BM、BH 頻帶；fl、fh 頻率。
實(shí)施方式請(qǐng)參考圖4。圖4為本發(fā)明之技術(shù)在一個(gè)播放器30中實(shí)現(xiàn)人聲消除相關(guān)功能方塊之示意圖。播放器30中設(shè)有一個(gè)音源電路32、一個(gè)信號(hào)模塊34以及用來播放立體人聲效的揚(yáng)聲器模塊36A、36B。音源電路32可以是一個(gè)光盤讀取機(jī)構(gòu)，以利用一讀取頭38從一光盤片40上讀取歌曲的信號(hào)數(shù)據(jù)，并解析出立體人聲效果中的各個(gè)聲道信號(hào)Li、Ri。信號(hào)模塊34則用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明人聲消除的功能，以根據(jù)兩聲道信號(hào)Li、Ri產(chǎn)生人聲消除后的兩聲道輸出信號(hào)Lo、Ro。其中，信號(hào)模塊34設(shè)有一個(gè)單聲道處理模塊50、一低通模塊48；配合兩聲道的聲道信號(hào)Li、Ri，信號(hào)模塊34中也對(duì)應(yīng)地設(shè)有兩個(gè)人聲消除模塊42A、42B以及高通模塊46A、46B。揚(yáng)聲器模塊36A、36B中可分別設(shè)有數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、功率放大器及揚(yáng)聲器等等，以分別將輸出信號(hào)Lo、Ro轉(zhuǎn)換為聲波播放出來。
本發(fā)明以信號(hào)模塊34進(jìn)行人聲消除的情形可描述如下。信號(hào)模塊34中的單聲道處理模塊50可計(jì)算兩聲道信號(hào)Li、Ri的平均，產(chǎn)生一個(gè)單聲道(monochannel)信號(hào)M；換句話說，即M＝(Li+Ri)/2。而本發(fā)明即利用此單聲道信號(hào)M，分別針對(duì)各個(gè)聲道信號(hào)進(jìn)行各自的人聲消除。在對(duì)應(yīng)于聲道信號(hào)Li的人聲消除模塊42A中，聲道信號(hào)Li會(huì)和單聲道信號(hào)M相減，以聲道信號(hào)Li及單聲道信號(hào)M之間的差異形成中介信號(hào)LVC(即LVC＝Li-M)。在對(duì)應(yīng)于人聲消除模塊42B中，則是以聲道信號(hào)Ri及單聲道信號(hào)M間的差異形成中介信號(hào)RVC(即RVC＝Ri-M)。
如圖2及相關(guān)說明中討論過的，在立體聲的各聲道信號(hào)中，人聲配唱的部份通常是以相等的大小強(qiáng)度混音至各聲道信號(hào)中，故本發(fā)明中以兩聲道信號(hào)Li、Ri之平均所產(chǎn)生出來的單聲道信號(hào)M，應(yīng)該也和各聲道信號(hào)一樣包括有相等的人聲部份。而本發(fā)明即是利用與各聲道信號(hào)對(duì)應(yīng)的人聲消除模塊將各聲道信號(hào)與此單聲道信號(hào)間相減，以分別對(duì)各聲道信號(hào)進(jìn)行人聲消除，減抑各聲道信號(hào)中人聲的部份。與公知技術(shù)不同的是，本發(fā)明是針對(duì)各聲道信號(hào)各自進(jìn)行人聲消除，所以不同的聲道信號(hào)在各自進(jìn)行人聲消除后所產(chǎn)生出來的對(duì)應(yīng)中介信號(hào)，自然也會(huì)有所差異。就如圖4中的實(shí)施例，聲道信號(hào)Li在人聲消除后產(chǎn)生的中介信號(hào)LVC等于(Li-M)，另一聲道信號(hào)Ri人聲消除后的中介信號(hào)RVC等于(Ri-M)，自然就和中介信號(hào)LVC不同。如前面討論過的，立體人聲效果是以各聲道信號(hào)間的信號(hào)差異來展現(xiàn)的；而在本發(fā)明中，原先在兩聲道信號(hào)Li、Ri間形成立體人聲效的信號(hào)差異，還是會(huì)保留于人聲消除后的中介信號(hào)LVC與RVC中。而本發(fā)明主要即是利用中介信號(hào)LVC、RVC間的信號(hào)差異，于人聲消除后展現(xiàn)更勝于公知技術(shù)、更豐富的立體人聲效果。請(qǐng)注意，如圖1中所示，在公知的人聲消除技術(shù)中，即使是不同聲道的聲道信號(hào)，還是以同一人聲消除模塊進(jìn)行人聲消除，以同一個(gè)中介信號(hào)作為人聲消除的基本結(jié)果。相較之下，本發(fā)明是分別針對(duì)不同聲道的聲道信號(hào)進(jìn)行各自的人聲消除，產(chǎn)生出不同的中介信號(hào)，更能保留原來在各聲道信號(hào)中用來展現(xiàn)立體人聲效的信號(hào)差異。
如圖4所示，在根據(jù)各聲道信號(hào)Li、Ri分別產(chǎn)生中介信號(hào)LVC、RVC后，信號(hào)模塊34就可針對(duì)中介信號(hào)LVC、RVC進(jìn)行高頻及低頻的補(bǔ)償，產(chǎn)生輸出信號(hào)Lo、Ro。其中，高通模塊46A可將聲道信號(hào)Li中屬于高頻頻帶的部份(主要是高于人聲中頻頻帶的部份，請(qǐng)參考圖2及相關(guān)說明)取出，成為高通信號(hào)Lh；低通模塊48則能將信號(hào)S中屬于低頻頻帶的部份取出成為低通信號(hào)Sl。此信號(hào)S可以是聲道信號(hào)Li、Ri其中之一，或是單聲道信號(hào)M。以混音單元52A將聲道信號(hào)Li對(duì)應(yīng)的高通信號(hào)Lh、中介信號(hào)LVC以及低通信號(hào)Sl混音相加，等效上就是對(duì)中介信號(hào)LVC進(jìn)行高頻及低頻補(bǔ)償，并產(chǎn)生出對(duì)應(yīng)于聲道信號(hào)Li的輸出信號(hào)Lo(即Lo＝LVC+Sl+Lh)。同理，高通模塊46B能將聲道信號(hào)Ri中屬于高頻頻帶的部份取出為高通信號(hào)Rh，來對(duì)中介信號(hào)RVC做高頻補(bǔ)償。以混音單元52B將聲道信號(hào)Ri對(duì)應(yīng)的中介信號(hào)RVC、高通信號(hào)Rh以及低通信號(hào)Sl相加，就能對(duì)中介信號(hào)RVC進(jìn)行高頻及低頻補(bǔ)償，形成輸出信號(hào)Ro(即Ro＝RVC+Sl+Rh)。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖5(并一并參考圖4)。圖5即為圖4中本發(fā)明信號(hào)模塊34運(yùn)作后產(chǎn)生出來的輸出信號(hào)Lo、Ro之頻譜示意圖；圖5之橫軸為頻率，縱軸為頻譜大小。延續(xù)圖2中的例子，假設(shè)圖4中的聲道信號(hào)Li、Ri其頻譜分別如圖2中的頻譜Lf、Rf所示，則本發(fā)明輸出信號(hào)Lo、Ro的頻譜就分別如圖5中的頻譜Lof、Rof所示(為了比較方便，圖5中亦以虛線將頻譜Rof與實(shí)線的頻譜Lof繪于同一坐標(biāo)系中；圖2中的頻率fl、fh與頻帶BL、BM及BH亦一并標(biāo)示于圖5中)。由圖5中可看出，由于本發(fā)明是針對(duì)不同的聲道信號(hào)分別進(jìn)行人聲消除，故原本各聲道信號(hào)間分布于低頻頻帶BL、中頻頻帶BM的信號(hào)差異，也會(huì)保留于輸出信號(hào)Lo、Ro之間，使得本發(fā)明之輸出信號(hào)Lo、Ro不僅在高頻頻帶BH有所差異，也會(huì)在低頻、中頻頻帶有所差異。這樣一來，當(dāng)本發(fā)明之播放器30以揚(yáng)聲器模塊36A、36B分別將各聲道之輸出信號(hào)Lo、Ro播放出來時(shí)，使用者就能聽到比公知技術(shù)更豐富、更具立體人聲效的配樂，享受更好的伴唱環(huán)境。
本發(fā)明于圖4中信號(hào)模塊34的各個(gè)功能方塊，能分別以硬件電路或韌體、軟件的形式來實(shí)現(xiàn)。舉例來說，一般的播放器都設(shè)有可程序的信號(hào)處理電路，而本發(fā)明就可以用韌體的方式來實(shí)現(xiàn)，將實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)之程序代碼儲(chǔ)存于播放器的內(nèi)存(例如是非易失性內(nèi)存)中；當(dāng)信號(hào)處理電路執(zhí)行程序代碼時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明人聲消除的功能。另外，例如計(jì)算機(jī)中常會(huì)使用播放程序配合適當(dāng)?shù)耐鈬b置(例如聲卡、光驅(qū))播放歌曲音樂，本發(fā)明也可以軟件的方式實(shí)現(xiàn)于此類播放程序中，以消除人聲，提供伴唱的背景配樂。請(qǐng)參考圖6(并一并參考圖4)。圖6中的程序代碼100即是用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明人聲消除的功能；其中，數(shù)組型態(tài)的變量x_L、x_R即是用來代表不同聲道的聲道信號(hào)Li、Ri(如圖4)，數(shù)組變量Mono代表單聲道信號(hào)M，子程序Hi_Pass用來實(shí)現(xiàn)高通濾波模塊的功能，Low_Pass則用來實(shí)現(xiàn)低通模塊的功能；數(shù)組變量h_L、h_R分別代表高通信號(hào)Lh、Rh，數(shù)組變量low代表低通信號(hào)Sl，而數(shù)組變量L_out、R_out也就分別代表了輸出信號(hào)Lo及Ro。程序代碼100中的整數(shù)指標(biāo)j則用來代表一數(shù)組變量第j個(gè)元素之值，也就是該數(shù)組變量對(duì)應(yīng)之信號(hào)于第j個(gè)時(shí)點(diǎn)的取樣值。如程序代碼100所示，變量Mono代表的單聲道信號(hào)為各聲道信號(hào)對(duì)應(yīng)變量x_L、x_R之平均，變量x_L、x_R高通濾波的結(jié)果分別儲(chǔ)存于變量h_L、h_R。以變量x_R代表的聲道信號(hào)Ri作為圖4中的信號(hào)S，而低通濾波所產(chǎn)生低通信號(hào)Sl，也就由變量low來代表。最后，中介信號(hào)LVC、PVC就分別由程序代碼100中的運(yùn)算x_L[j]-Mono[j]、x_R[j]-Mono[j]來實(shí)現(xiàn)，再加上低頻補(bǔ)償?shù)淖兞縧ow、高頻補(bǔ)償?shù)淖兞縣_L、h_R，就能產(chǎn)生本發(fā)明人聲消除后的輸出信號(hào)，分別儲(chǔ)存于變量L_out、R_out中。
在公知的人聲消除技術(shù)中，由于不同聲道之輸出信號(hào)都是以相同的中介信號(hào)作為人聲消除的主要結(jié)果，除了高頻補(bǔ)償所引入的信號(hào)差異外，輸出信號(hào)在低頻、中頻頻帶皆沒有明顯的信號(hào)差異，故習(xí)知技術(shù)所產(chǎn)生出來的各聲道輸出信號(hào)無法展現(xiàn)出較佳的立體人聲效果。相較之下，本發(fā)明則是針對(duì)不同聲道的信號(hào)各自進(jìn)行對(duì)應(yīng)的人聲消除，故得以在各聲道的輸出信號(hào)中較為完整地保留原來各聲道信號(hào)間的信號(hào)差異；當(dāng)不同聲道的輸出信號(hào)由不同的揚(yáng)聲器模塊播放出來后，就能展現(xiàn)勝于習(xí)知技術(shù)的立體人聲效，讓使用者得以在伴唱系統(tǒng)中享受到更好的立體聲配樂。本發(fā)明之技術(shù)除了可以運(yùn)用于圖4中的光盤播放器之外，還可以應(yīng)用于其它種類的播放器；舉例來說，圖4中的音源電路可以是一網(wǎng)絡(luò)模塊，能透過有線或無線網(wǎng)絡(luò)取得歌曲數(shù)據(jù)信號(hào)，解析出各聲道信號(hào)。
以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做之均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利之涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種在人聲消除時(shí)產(chǎn)生立體聲的方法，以根據(jù)一個(gè)第一聲道信號(hào)及一個(gè)第二聲道信號(hào)提供一個(gè)第一輸出信號(hào)及一個(gè)第二輸出信號(hào)；該方法包含有根據(jù)該第一聲道信號(hào)及該第二聲道信號(hào)之加成結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)單聲道(mono)信號(hào)；第一高通濾波步驟，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)設(shè)之高頻頻帶對(duì)該第一聲道信號(hào)進(jìn)行高通濾波，并產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的第一高通信號(hào)，以使該第一高通信號(hào)的信號(hào)頻率實(shí)質(zhì)集中于該高頻頻帶；第二高通濾波步驟，用于根據(jù)該高頻頻帶對(duì)該第二聲道信號(hào)進(jìn)行高通濾波，并產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的第二高通信號(hào)，以使該第二高通信號(hào)的信號(hào)頻率實(shí)質(zhì)集中于該高頻頻帶；第一人聲消除(vocal cancellation)步驟，用于根據(jù)該第一輸出信號(hào)及該單聲道信號(hào)間的差異產(chǎn)生第一中介信號(hào)；第二人聲消除步驟，用于根據(jù)該第二輸出信號(hào)及該單聲道信號(hào)間的差異產(chǎn)生第二中介信號(hào)；第一混音步驟，用于將該第一中介信號(hào)及該第一高通信號(hào)混音以產(chǎn)生該第一輸出信號(hào)；以及第二混音步驟，用于將該第二中介信號(hào)及該第二高通信號(hào)混音以產(chǎn)生該第二輸出信號(hào)，使該第一輸出信號(hào)及該第二輸出信號(hào)此兩信號(hào)中頻率在該高頻頻帶之外的部份亦有實(shí)質(zhì)上的差異。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其另包含有根據(jù)一個(gè)預(yù)設(shè)的低頻頻帶產(chǎn)生一低通信號(hào)，使該低通信號(hào)之信號(hào)頻率實(shí)質(zhì)集中于該低頻頻帶；而在進(jìn)行該第一混音步驟時(shí)，是將該第一中介信號(hào)、該第一高通信號(hào)及該低通信號(hào)進(jìn)行混音以產(chǎn)生該第一輸出信號(hào)；在進(jìn)行該第二混音步驟時(shí)，是將該第二中介信號(hào)、該第二高通信號(hào)及該低通信號(hào)進(jìn)行混音以產(chǎn)生該第二輸出信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在根據(jù)該低頻頻帶產(chǎn)生該低通信號(hào)時(shí)，根據(jù)該低頻頻帶對(duì)該第一頻帶信號(hào)或該第二頻帶信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生該低通信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在根據(jù)該低頻頻帶產(chǎn)生該低通信號(hào)時(shí)，是根據(jù)該低頻頻帶對(duì)該單聲道信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生該低通信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該高頻頻帶的頻帶范圍實(shí)質(zhì)大于該低頻頻帶的頻帶范圍。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，該高頻頻帶的頻帶范圍與該低頻頻帶的頻帶范圍實(shí)質(zhì)不相重迭。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該低頻頻帶的頻帶范圍低于人聲的頻帶范圍。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該高頻頻帶的頻帶范圍高于人聲的頻帶范圍。
9.一種播放器，其包含有一個(gè)音源電路，用來提供一個(gè)第一聲道信號(hào)及一個(gè)第二聲道信號(hào)；以及一個(gè)信號(hào)模塊，用來對(duì)該第一聲道信號(hào)和該第二聲道信號(hào)進(jìn)行人聲消除處理并提供立體聲的第一輸出信號(hào)及第二輸出信號(hào)；該信號(hào)模塊包含有一個(gè)單聲道處理模塊，用來根據(jù)該第一聲道信號(hào)及該第二聲道信號(hào)的加成結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)單聲道(mono)信號(hào)；一個(gè)第一高通模塊，用來根據(jù)一個(gè)預(yù)設(shè)之高頻頻帶對(duì)該第一聲道信號(hào)進(jìn)行高通濾波，并產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的第一高通信號(hào)，以使該第一高通信號(hào)的信號(hào)頻率實(shí)質(zhì)集中于該高頻頻帶；一個(gè)第二高通模塊，用來根據(jù)該高頻頻帶對(duì)該第二聲道信號(hào)進(jìn)行高通濾波，并產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的第二高通信號(hào)，以使該第二高通信號(hào)的信號(hào)頻率實(shí)質(zhì)集中于該高頻頻帶；一個(gè)第一人聲消除(vocal cancellation)模塊，用來根據(jù)該第一輸出信號(hào)及該單聲道信號(hào)間的差異產(chǎn)生一個(gè)第一中介信號(hào)；一個(gè)第二人聲消除模塊，用來根據(jù)該第二輸出信號(hào)及該單聲道信號(hào)間的差異產(chǎn)生一個(gè)第二中介信號(hào)；一個(gè)第一混音單元，用來將該第一中介信號(hào)及該第一高通信號(hào)混音以產(chǎn)生該第一輸出信號(hào)；以及一個(gè)第二混音單元，用來將該第二中介信號(hào)及該第二高通信號(hào)混音以產(chǎn)生該第二輸出信號(hào)，使該第一輸出信號(hào)及該第二輸出信號(hào)此兩信號(hào)中頻率在該高頻頻帶之外的部份亦有實(shí)質(zhì)上的差異。
10.如權(quán)利要求9所述的播放器，還包含有一個(gè)低通模塊，用來根據(jù)一個(gè)預(yù)設(shè)的低頻頻帶產(chǎn)生一個(gè)低通信號(hào)，該低通信號(hào)的信號(hào)頻率實(shí)質(zhì)集中于該低頻頻帶；而該第一混音單元用于將該第一中介信號(hào)、該第一高通信號(hào)及該低通信號(hào)進(jìn)行混音以產(chǎn)生該第一輸出信號(hào)；該第二混音單元?jiǎng)t用于將該第二中介信號(hào)、該第二高通信號(hào)及該低通信號(hào)進(jìn)行混音以產(chǎn)生該第二輸出信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的播放器，其中，該低通模塊用于根據(jù)該低頻頻帶對(duì)該第一頻帶信號(hào)或該第二頻帶信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生該低通信號(hào)。
12.如權(quán)利要求10所述的播放器，其中，該低通模塊用于根據(jù)該低頻頻帶對(duì)該單聲道信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生該低通信號(hào)。
13.如權(quán)利要求10所述的播放器，其中，該高頻頻帶的頻帶范圍實(shí)質(zhì)大于該低頻頻帶的頻帶范圍。
14.如權(quán)利要求13所述的播放器，其中，該高頻頻帶的頻帶范圍與該低頻頻帶的頻帶范圍實(shí)質(zhì)不相重迭。
15.如權(quán)利要求10所述的播放器，其中，該低頻頻帶的頻帶范圍低于人聲的頻帶范圍。
16.如權(quán)利要求9所述的播放器，其中，該高頻頻帶的頻帶范圍高于人聲的頻帶范圍。
17.如權(quán)利要求9所述的播放器，其中，該音源電路可從一光盤片上讀取信號(hào)以形成該第一聲道信號(hào)及該第二聲道信號(hào)。
18.如權(quán)利要求9所述的播放器，還包含有一個(gè)第一揚(yáng)聲器模塊，用來將該第一輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲波播放出來；以及一個(gè)第二揚(yáng)聲器模塊，用來將該第二輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲波播放出來。
全文摘要
本發(fā)明提供一種立體聲之人聲消除方法及相關(guān)裝置，用來將兩立體聲之聲道信號(hào)中的人聲消除后分別提供對(duì)應(yīng)的兩輸出信號(hào)，并增加兩輸出信號(hào)的立體聲效應(yīng)。該方法包含有根據(jù)該兩聲道信號(hào)加成之結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)單聲道信號(hào)；根據(jù)各聲道信號(hào)與該單聲道信號(hào)間的差異分別對(duì)兩聲道信號(hào)進(jìn)行人聲消除，并對(duì)該兩輸出信號(hào)進(jìn)行低頻及高頻頻帶的補(bǔ)償，以產(chǎn)生該兩輸出信號(hào)。由于上述方法是對(duì)兩聲道分別進(jìn)行人聲消除，故其所提供的兩輸出信號(hào)會(huì)在該高頻頻帶之外的頻帶有實(shí)質(zhì)上的差異，增加立體聲感。
文檔編號(hào)H04S7/00GK1592499SQ0315576
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者陳互志 申請(qǐng)人:揚(yáng)智科技股份有限公司