回放數(shù)字音頻信號的聲音的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在回放時提高認知的音頻信號處理的領域。
[0002]國際專利申請W02012088336作為示例被知曉，該國際專利申請描述了處理音頻聲源以創(chuàng)建四維空間化聲音的方法。
[0003]可以在指定的時間段內(nèi)在三維空間沿著路徑移動虛擬聲源以獲取四維聲音的位置。
[0004]其中所描述的各種實施例提供了用于將存在的單聲道，雙通道和/或多通道的音頻信號轉換為具有兩個或更多個音頻通道的空間音頻信號的方法和系統(tǒng)。
[0005]所述各種實施例還描述了用于產(chǎn)生低頻效應，以及來自擁有一個或者更多個通道的輸入音頻信號的中心通道的方法，系統(tǒng)以及裝置。
[0006]從專利申請W09914983中知曉了一種設備，該設備使得創(chuàng)建以及使用一組對立的耳機揚聲器成為可能，其中，能夠感知被從所述一組耳機揚聲器之間的區(qū)域移開的聲源。所述設備包括:
[0007]-—系列代表從距理論監(jiān)聽器遠距離安置的理論聲源投射的音頻信號的音頻輸入；
[0008]-連接至所述音頻輸入以及一系列反饋輸入的第一混合矩陣，所述第一混合矩陣產(chǎn)生構成中間輸出信號的上述音頻輸入的預定組合；
[0009]-對上述中間輸出信號進行濾波以及產(chǎn)生過濾后的中間輸出信號和所述一系列反饋輸入的濾波器系統(tǒng)，所述濾波器系統(tǒng)包括用于對直接響應、快速響應以及回響響應的近似值進行濾波，以及用于對反饋響應進行濾波以生成反饋輸入的分離濾波器；以及
[0010]-組合經(jīng)濾波后的中間輸出信號以產(chǎn)生右通道和左通道立體聲輸出的第二混合矩陣。
[0011]歐洲專利EP2119306描述了用于處理音頻聲源以創(chuàng)建四維空間化聲音的設備?？梢栽谥付ǖ臅r間段內(nèi)在三維空間沿著路徑移動虛擬聲源以獲取四維聲音的位置。
[0012]用于所需空間點的雙耳濾波器被實施到音頻波形上以產(chǎn)生空間化波形，使得當所述空間化波形通過一對揚聲器播放時，聲音就像是來自選定空間點處而不是揚聲器處。
[0013]用于空間點的雙耳濾波器通過從多個預定的雙耳濾波器中選擇的雙耳濾波器中最近的一個的內(nèi)插來模擬。
[0014]所述音頻波形可以通過利用短時傅立葉變換交疊數(shù)據(jù)塊而被數(shù)字化處理。
[0015]定位的聲音可以后續(xù)被處理用于室模擬和多普勒偏移模擬。
[0016]本發(fā)明涉及用于處理具有N.x通道的原始音頻信號的方法，N大于1并且X大于或者等于0，所述方法包括利用具有預定義的覆蓋范圍(footprint)的多通道卷積來多通道處理上述輸入音頻信號的步驟，所述覆蓋范圍由通過安置于參考空間的揚聲器系統(tǒng)捕獲參考聲音開發(fā)，其特征在于，所述方法包括從在不同聲音環(huán)境中預先開發(fā)的多個覆蓋范圍中選擇至少一個覆蓋范圍的附加步驟。
[0017]專利申請W02012172264公開了用于處理具有N.X個通道的原始音頻信號的方法，N大于1并且x大于或者等于0，所述方法包括利用具有預定義的覆蓋范圍的多通道卷積來多通道處理上述輸入音頻信號的步驟，所述覆蓋范圍由通過安置于參考空間的揚聲器系統(tǒng)捕獲參考聲音開發(fā)，其特征在于，所述方法包括從在不同聲音環(huán)境中預先開發(fā)的多個覆蓋范圍中選擇至少一個覆蓋范圍的附加步驟。
[0018]專利申請W09725834提供了用于處理多通道音頻信號的另一種方法和設備，每個通道對應安置于房間特定點處的揚聲器從而使得通過耳機造成多個“幽靈”揚聲器分布于所述房間內(nèi)的效果。在考慮到每個被考慮的揚聲器相對于聽眾的高度和方位角的情況下，相對于頭選擇HRTF (頭相關傳遞函數(shù))傳遞函數(shù)。每個通道經(jīng)受HRTF濾波，使得當這些通道被組合為左和右通道并且由耳機輸出時，聽眾有聲音實際上來自分布于虛擬房間的幽靈揚聲器的感覺。輸入數(shù)據(jù)庫的HRTF系數(shù)的集合來自大量的個體并且對于相關的聽眾而言，使用最佳的HRTF集合提供給他/她與一個孤立的聽眾如果聽分布于整個房間中的多個揚聲器會有的感覺類似的聽覺印象。在左和右通道的輸出應用HRTF函數(shù)使得在用耳機聽時，給予沒有用耳機聽的感覺成為可能。
[0019]現(xiàn)有技術的缺陷
[0020]現(xiàn)有技術解決方案受限于回放手段(耳機或者揚聲器)的固有品質(zhì)以及實施于所述音頻信號的處理的適宜性。
[0021]此外，現(xiàn)有技術的一些處理需要與平板電腦、電話或者便攜式播放器的性能不兼容的重要計算能力。
[0022]本發(fā)明提供的解決方案
[0023]本發(fā)明的目的在于改善感知到的品質(zhì)以及特別地空間化的范圍，包括諸如平板電腦或者移動電話的擴展塢之類的媒體品質(zhì)回放手段。
[0024]為了該目標，本發(fā)明最廣義地說涉及用于回放數(shù)字音頻信號的聲音的方法，其特征在于，過采樣的步驟被執(zhí)行，所述過采樣的步驟包括:從以頻率F采樣的信號產(chǎn)生以頻率NXF采樣的信號，其中N對應于大于1的整數(shù)；以及，對與參考聲音空間的音響范圍的獲取相對應的以頻率NXF進行采樣的第一數(shù)字文件、與參考回放裝備的噪聲覆蓋范圍的獲取相對應的以頻率NXF進行采樣的第二數(shù)字文件、與均衡器的噪聲覆蓋范圍的獲取相對應的以頻率NXF進行采樣的第三數(shù)字文件、以及與所述過采樣的音頻文件對應的第四文件施加卷積處理，然后作為結果得到的數(shù)字分組經(jīng)歷以與收聽裝備的工作頻率相對應的采樣頻率F/Μ進行的數(shù)字變換處理。
[0025]所述處理基于數(shù)學卷積操作，并且使用模式化的空間以及均衡器和回放裝備的脈沖響應的多個事先錄制的音頻樣本。
[0026]在可選的實施例中，所述方法包括重新計算與所述參考聲音空間的所述噪聲覆蓋范圍相對應的所述文件以改變所述噪聲覆蓋范圍的空間通道之間的平衡的附加步驟。
[0027]示例性非限制實施例的具體描述
[0028]參照與非限制實施例相對應的附圖，本發(fā)明在閱讀下述描述的情況下將會更好地被理解，其中:
[0029]-圖1代表本發(fā)明的信號處理方法的原理圖。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的處理方法包括產(chǎn)生聲源的不同聲學覆蓋范圍，以便實現(xiàn)這些不同噪聲覆蓋范圍的卷積。
[0031]所述卷積技術是被用戶實施的已知的捕獲技術，然后是位置或者裝置的聲學行為的復制。例如，卷積混響使得建議使用許多真實地點，著名音樂廳或其它地點的音響效果成為可能:這些預先采樣的音響效果可以在程序中隨意地被重新使用。
[0032]對于圖片上的聲音而言，這種可能性的第一考慮過的開發(fā)是電影拍攝集合上音響效果的捕捉，從而獲得直接聲音與后期處理(后期同步錄制，聲音特效)增加的聲音之間的直接聲學鏈接。
[0033]所述原理然后包括為了能夠簡單地將這樣的音響效果應用于后來被記錄的元素，以便它們與直接聲音記錄中的聲音完美契合，執(zhí)行在其中電影的場景已經(jīng)被拍攝的集合上的音響效果的采樣。
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