處理音頻信號用于改進(jìn)的復(fù)原的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于處理N.x聲道的原始音頻信號的方法，N大于1，x大于或等于0，包括以預(yù)定印記通過多聲道卷積對輸入的所述音頻信號進(jìn)行多聲道處理的步驟，借助于布置在參考空間的一組揚(yáng)聲器通過參考聲音的捕獲來形成所述印記，其特征在于，所述方法包括從先前在不同聲音背景中形成的多個印記中選擇至少一個印記的附加步驟。
【專利說明】處理音頻信號用于改進(jìn)的復(fù)原的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音頻信號處理的領(lǐng)域，目的在于創(chuàng)建改進(jìn)的聽覺環(huán)境，尤其針對用耳機(jī)聽。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]從現(xiàn)有技術(shù)已知，國際專利申請W0/2006/024850描述了使可聽序列的復(fù)原虛擬化的方法和系統(tǒng)。根據(jù)這個已知的解決方案，聽者可以以難以與真實揚(yáng)聲器相區(qū)分的真實度通過耳機(jī)聽虛擬揚(yáng)聲器的聲音。通過聽者的頭部的有限數(shù)量的位置，對于揚(yáng)聲器聲源，獲取個性化空間脈沖響應(yīng)(PSPR)的集合。個性化空間脈沖響應(yīng)被用于將用于揚(yáng)聲器的音頻信號變換成用于耳機(jī)的虛擬輸出。通過使變換基于聽者頭部位置，系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)變換，以使聽者移動他的頭部時虛擬揚(yáng)聲器看起來不移動。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的缺點
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中提出的解決方案不是特別令人滿意，因為它不能夠使參考聲音環(huán)境個性化，不能夠修改相對于要復(fù)原的序列類型的聲音環(huán)境的類型。
[0005]此外，現(xiàn)有技術(shù)的解決方案導(dǎo)致使用需要大量計算資源的昂貴計算機(jī)處理操作對聲音印記進(jìn)行捕獲的持續(xù)時間較顯著。此外，這個已知解決方案不能夠?qū)⒘Ⅲw聲信號分解成N個聲道，不能夠提供開始不存在的聲道的生成。
[0006]本發(fā)明提供的解決方案
[0007]本發(fā)明旨在提供該問題的解決方案。尤其，作為本發(fā)明主題的方法在可能選擇特定聲音背景的情況下，能夠使用立體聲文件或多聲道文件將2D聲音變換成3D聲音，以通過虛擬化產(chǎn)生3D音頻立體聲。
[0008]因此，根據(jù)它最一般的含義，本發(fā)明涉及一種用于處理N.X聲道的原始音頻信號的方法，N大于1，X大于或等于0，該方法包括以預(yù)定印記通過多聲道卷積對所述輸入的音頻信號進(jìn)行多聲道處理的步驟，通過布置在參考空間中的一組揚(yáng)聲器通過參考聲音的捕獲來形成所述印記，特征在于，該方法包括從先前在不同聲音背景中形成的多個印記中選擇至少一個印記的附加步驟。
[0009]這個解決方案，基于頻率濾波、左聲道和右聲道之間的差分以形成中央聲道以及相位的差別，能夠從立體聲信號創(chuàng)建大量立體聲聲道，其中每個虛擬揚(yáng)聲器是立體聲文件。
[0010]能夠?qū)⒉煌挠∮洃?yīng)用到每個虛擬聲道，且能夠通過重新組合保持每個虛擬揚(yáng)聲器的3D印記的聲道來創(chuàng)建新的最終的立體聲音頻文件。
[0011]有利的是，根據(jù)本發(fā)明的方法包括通過處理至少一個先前形成的印記來創(chuàng)建新印記的步驟。
[0012]根據(jù)一種變型，該方法還包括重新組合如此處理的N.X聲道、從而產(chǎn)生M.y聲道的輸出信號的步驟，N.X不同于M.y, M大于1，y大于或等于O。
[0013]本發(fā)明的示例性實施方式的詳細(xì)描述
[0014]下面將非限制性地描述本發(fā)明。[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法被分解為一系列步驟:
[0016]創(chuàng)建若干系列的聲音印記
[0017]通過印記庫的組合來創(chuàng)建一系列虛擬化印記
[0018]原始聲音信號的軌與一系列虛擬化印記相關(guān)聯(lián)
[0019]1-印記的創(chuàng)律
[0020]信號的獲取
[0021]創(chuàng)建聲音印記包括在定義的環(huán)境中(例如音樂會禮堂、大廳或甚至自然空間(洞、露天場所等))布置一組以NxM聲音點組織的聲學(xué)印記。例如，“左-右”揚(yáng)聲器的簡單對，或以已知方式復(fù)原參考聲音信號的5.1聲道或7.1聲道或11.1聲道揚(yáng)聲器。
[0022]布置一對麥克風(fēng)，例如人工頭部，或HRTF多向捕獲麥克風(fēng)，在正被討論的環(huán)境中捕獲揚(yáng)聲器的復(fù)原。在高頻采樣(例如192kHz，24位)之后，麥克風(fēng)對所產(chǎn)生的信號被記錄。
[0023]這個數(shù)字記錄能夠捕獲表示給定聲音環(huán)境的信號。
[0024]這個步驟不限于捕獲揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音信號。也可以從放在人工頭部上的耳機(jī)產(chǎn)生的信號實現(xiàn)捕獲。這個變型將能夠在另一組耳機(jī)上復(fù)原時，重新創(chuàng)建給定耳機(jī)的聲音環(huán)境。
[0025]2~印記的計算
[0026]然后，這個信號經(jīng)受如下處理:該處理包括施加相同條件下數(shù)字化的應(yīng)用到揚(yáng)聲器的參考信號和麥克風(fēng)捕獲的信號之間的差別。這個差別通過計算機(jī)一方面接收應(yīng)用到每個揚(yáng)聲器的參考信號的.vaw或音頻文件以及另一方面接收捕獲的信號作為輸入來形成，從而為每個用于產(chǎn)生參考信號的揚(yáng)聲器產(chǎn)生“IR-脈沖響應(yīng)”類型的信號。這個處理被應(yīng)用到捕獲的每個揚(yáng)聲器的每個輸入信號。
[0027]該處理被應(yīng)用到所捕獲的每個揚(yáng)聲器的每個輸入信號。
[0028]該處理產(chǎn)生一組文件，每個與定義的環(huán)境中的一個揚(yáng)聲器的印記相對應(yīng)。
[0029]印記族的形成
[0030]對于各種聲音環(huán)境和/或各種揚(yáng)聲器布局，再現(xiàn)上述步驟。對于每個新的布置，進(jìn)行獲取步驟，然后進(jìn)行處理步驟，以產(chǎn)生表示新聲音環(huán)境的新印記系列。
[0031]以這種方式，構(gòu)造了表示給定的已知聲音環(huán)境的聲音印記系列的庫。
[0032]虛擬環(huán)境的創(chuàng)建
[0033]通過結(jié)合若干系列的印記和添加與選擇的印記相對應(yīng)的文件，上述庫被用于產(chǎn)生表示虛擬環(huán)境的新系列的印記，從而減少上述獲取步驟期間聲音環(huán)境沒有揚(yáng)聲器的區(qū)域。
[0034]尤其通過更好地三維占據(jù)聲音空間，創(chuàng)建虛擬環(huán)境的這個步驟使得能夠提高由給定記錄的應(yīng)用產(chǎn)生的聲音的一致性和動態(tài)范圍。
[0035]這相當(dāng)于使用很大量的揚(yáng)聲器的模擬環(huán)境。
[0036]這個步驟的結(jié)果是可以被應(yīng)用于任何聲音序列的新虛擬化的大廳印記，以改進(jìn)演不(rendition)。
[0037]聲音序列的處理
[0038]然后，相同的優(yōu)選條件下選擇、采樣已知的音頻序列。
[0039]如果沒能做到這一點，對虛擬化的印記進(jìn)行適應(yīng)性改變以對要處理的音頻信號減少采樣和頻率。[0040]已知信號例如是立體聲信號。其是頻率斬波的對象且斬波基于右信號和左信號之間的相位差。
[0041]從這個信號，通過將一個虛擬化的印記應(yīng)用到這些斬波的組合，提取N軌。
[0042]因此，通過結(jié)合斬波的結(jié)果，以及將一個印記應(yīng)用到每個軌，能夠產(chǎn)生可變數(shù)量的軌，以創(chuàng)建NxM軌，N和M不必是在印記創(chuàng)建步驟期間使用的聲道的數(shù)量。有可能例如產(chǎn)生較大數(shù)量的軌，用于更動態(tài)的復(fù)原，或較小數(shù)量的軌，例如用于通過耳機(jī)復(fù)原。
[0043]這個步驟的結(jié)果是一系列音頻信號，所述信號隨后被變換成傳統(tǒng)立體聲信號以與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備上的復(fù)原兼容。
[0044]自然地，還能夠應(yīng)用諸如信號相位旋轉(zhuǎn)的處理操作。
[0045]處理聲音序列的步驟可以以延遲模式進(jìn)行，以產(chǎn)生可以在任何時刻被廣播的記錄。
[0046]也可以實時地執(zhí)行該步驟，以在音頻流被產(chǎn)生時處理音頻流。該變型尤其適于將在流中獲取的聲音變換成豐富的音頻聲音從而以更好的動態(tài)范圍來進(jìn)行復(fù)原。
[0047]根據(jù)變型使用，處理使得能夠產(chǎn)生如下信號，該信號產(chǎn)生有關(guān)中央聲音信號的任何不確定的提升，人類大腦可能錯誤地將其“想象”為在后面然而其是在前面的信號。因此，進(jìn)行水平運(yùn)動以使大腦能夠重新調(diào)整，隨后重新調(diào)整重心。這個步驟包括輕微地增加中央前置虛擬揚(yáng)聲器的出現(xiàn)的水平。
[0048]無論何時音頻信號被主要集中都應(yīng)用這個步驟，這通常是針對音樂記錄的“聲音”部分的情形。優(yōu)選地當(dāng)中心的音頻序列出現(xiàn)時，暫時地應(yīng)用該出現(xiàn)增加處理。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理N.X聲道的原始音頻信號的方法，N大于1，X大于或等于O，所述方法包括以預(yù)定印記通過多聲道卷積對輸入的所述音頻信號進(jìn)行多聲道處理的步驟，借助于布置在參考空間的一組揚(yáng)聲器通過參考聲音的捕獲來形成所述印記，其特征在于，所述方法包括從先前在不同聲音背景中形成的多個印記中選擇至少一個印記的附加步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的處理音頻信號的方法，其特征在于，所述方法包括通過處理至少一個先前形成的印記來創(chuàng)建新印記的步驟。
3.如權(quán)利要求1或2所述的處理音頻信號的方法，其特征在于，所述方法還包括重新組合如此處理的N.X聲道、從而產(chǎn)生M.y聲道的輸出信號的步驟，N.X不同于M.y，M大于1，y大于或等于O。
4.如權(quán)利要求1或2所述的處理音頻信號的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟，該步驟包括聲音信號被集中時暫時增加中央前置虛擬揚(yáng)聲器的出現(xiàn)水平。
【文檔編號】H04S3/00GK103636237SQ201280029358
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月16日
【發(fā)明者】讓-呂克·豪賴斯, 弗蘭克·羅塞 申請人:讓-呂克·豪賴斯, 弗蘭克·羅塞