[發明專利]一種能夠模擬不同音響環境的三維回聲音效方法和設備

有效

• 申請號: 200810057770.4
• 申請日: 2008-02-18
• 公開（公告）號: CN101516055A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 高成偉;嚴佳;陳航
• 申請（專利權）人: 昊迪移通（北京）技術有限公司;高成偉
• 主分類號: H04S5/00
• 分類號: H04S5/00;G10K15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明致力于尋求建立不同聲音環境的回聲音效，旨在提高手持設備音響系統的主觀音頻質量。

傳統的三維回聲音效，如圖1所示，使用并行梳型濾波器組模擬多點反射的回聲環境，使用串行全通濾波器組獲取瞬時沖擊的時域響應和平坦的頻域響應。

根據上述方法，傳統的三維回聲技術假設任何頻段中的所有音頻信號具有相同的衰減時間。此外，傳統的三維回聲技術也沒有考慮三維環響對回聲的影響。因而，這種方法不能為真實的聲音環境提供準確的模型，也無法再現優質的三維回聲效果。

更具體地說，如圖1所示，傳統三維回聲技術100包括并行梳型濾波器組110，信號混合器120，和串行全通濾波器組130。通過調節梳型濾波器的延遲參數可模擬不同距離的聲音反射效果；通過調節全通濾波器的延遲參數和增益參數可獲取不同的瞬時沖擊的時域響應。

若一種三維回聲方法或設備是實用的，它應該具備：(1)簡單：因為該方法要用于消費電子設備上，如手機、PDA等；(2)準確：因為該方法必須要逼真地再建真實的回聲環境。目前尚無這樣可用的三維回聲方法和設備。

本發明涉及一種能夠模擬不同聲響環境下回聲效果的方法和設備，尤其涉及能夠增強手持設備音效的方法和設備。

發明內容

本本發明的第一目標是提供一種能模擬各種音響環境的三維回聲音效方法和設備。

本發明的第二目標是提供一種適用于任何消費電子設備，如手機、PDA等，并且能有效重建適用各種環境的三維回聲音效方法和設備。

本發明的第三目標是在不需要大量系統資源的條件下，包括CPU和存儲器，能夠提供一種準確的適用于各種環境的三維回聲方法和設備。

根據本發明實例原則，通過提供三維回聲引擎，以其最寬的涵蓋形式，基于給定的聲音環境，確定回聲模型的參數，以實現上述目標。

本發明實例將傳入的音頻信號運用濾波技術，分為低頻和高頻兩個頻帶。截止頻率根據不同目標模擬環境來確定。振幅環繞應用于低頻音頻信號，延遲環繞應用于高頻音頻信號。低頻音頻信號和高頻音頻信號的環繞輸出被輸入到并行的修正梳型濾波器組以模擬在不同點的回聲，并使不同頻率的信號具有不同的回聲衰減時間。之后，將梳型濾波器組的輸出加權疊加，并輸入到串行全通濾波器組以獲取瞬時沖擊的時域響應。經環繞處理過的音頻信號經延遲處理后與全通濾波器組的輸出加權疊加以增強回聲效果，并做為最終音頻信號輸入到揚聲器或耳機中。

本發明三維回聲音效技術能高度準確地模擬三維回聲效果是因為，本方法在建立人體聽覺系統主觀感知的模型時，考慮到了以下兩個因素：(1)人體聽覺系統對回聲的環繞音效是十分敏感的；(2)人體聽覺系統在接收低頻和高頻聲音信號時具有不同的信號衰減時間。

由于本發明應用PCM音頻信號，故可應用于任何音頻和語音編解碼標準，以提供適用于不同環境下的三維回聲音效。

附圖說明

圖1傳統三維回聲音效法的工作原理圖；

圖2全通濾波器的工作原理圖；

圖3本發明三維回聲音效法的工作原理圖；

圖4本發明所使用嵌入低通濾波器的修正梳型濾波器的工作原理圖。

具體實施方式

如圖3所示，本發明是通過三維回聲引擎實現的，適用于任何消費電子設備。三維回聲引擎300由高通濾波器310，延遲環繞估算器315，低通濾波器320，振幅環繞估算器325，混合器330，并行修正梳型濾波器組340，混合器345，串行全通濾波器組350，延遲估算器360和混合器370組成.與傳統的三維回聲技術不同，本發明三維回聲技術對低頻音頻信號和高頻音頻信號分別應用振幅環繞和延遲環繞。

嵌入到梳型濾波器的低通濾波器在不同頻段對音頻信號產生不同的衰減時間。混合器440和450、延遲估算器460以及增益估算器a共同組成低通濾波器，并與混合器410和430、延遲估算器420以及增益估算器g一起構成修正的梳型濾波器，如圖4所示。增益參數g和a，延遲參數M由模型模擬的具體環境來確定。圖2所示全通濾波器由增益參數g和延遲參數m來確定。這兩個參數由所模擬的回聲環境來確定。因此，本發明三維回聲方法比傳統方法更為準確。

為了了解本發明三維回聲音效技術，有必要先了解一些三維回聲音效的一些基本原理。好的回聲音效模型可以通過改變感知參數來模擬不同的回聲環境。一套能夠完全提供回聲質量特征的獨立參數組可分為三類：

1.與頻譜、聲源能量和早期回聲能量相關的聲源感知參數

●聲音強度：由聲源能量與早期聲源能量之比確定。