[發明專利]具定制功能的5.1通路環繞聲耳機重放信號處理方法有效
| 申請號： | 201310109533.9 | 申請日： | 2013-03-29 |
| 公開（公告）號： | CN103237287A | 公開（公告）日： | 2013-08-07 |
| 發明（設計）人： | 謝菠蓀;鐘小麗;張承云 | 申請（專利權）人： | 華南理工大學 |
| 主分類號： | H04S5/00 | 分類號： | H04S5/00;H04R5/033 |
| 代理公司： | 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102 | 代理人： | 何淑珍 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 定制 功能 5.1 通路 環繞聲 耳機 重放 信號 處理 方法 | ||
技術領域
本發明涉及5.1通路環繞聲技術領域，具體涉及一種具定制功能的5.1通路環繞聲耳機重放信號處理方法。
背景技術
5.1通路系統已被國際電信聯盟(ITU)推薦為環繞聲的國際標準，并已被廣泛應用于家庭影院、多媒體計算機和各種手持式播放設備的聲音重放。它采用前方左L、中C、右R以及左環繞LS、右環繞RS共五個獨立的全頻帶通路及揚聲器，再加上一路可選擇的低頻效果通路LFE，從而重放出環繞傾聽者的聲音聽覺效果。按國際電信聯盟推薦的標準，各揚聲器的布置如圖1所示，方位角分別為(空間方位由仰角-90°≤φ≤90°和方位角-180°≤θ≤180°表示。其中φ＝-90°、0°和90°分別表示下方，水平面和上方。水平面內θ＝-90°、0°、90°和180°分別代表左、前、右和后方)：
θL＝-30°?θC＝0°?θR＝30°?θLS＝-110°?θRS＝110°??(1)
5.1通路系統本來是為揚聲器重放而設計的。但在多媒體計算機和各種手持式播放設備的應用中，經常將5.1通路信號直接向下混合成兩通路的信號并用耳機重放。這會導致頭中定位(聲音感知在頭內而不是頭外)等不自然聽覺效果。
國內外研究已提出了一些5.1通路環繞聲的雙耳(虛擬)耳機重放方法，如Dolby實驗室的Dolby耳機技術，或華南理工大學的雙耳虛擬環繞聲信號去相關技術(國家發明專利授權：ZL02134415.9)。這類技術涉及到頭相關傳輸函數(英文全名Head?Related?Transfer?Function，縮寫為HRTF)信號處理，這是一類在聲重放中虛擬空間聲源的技術。5.1通路環繞聲的雙耳(虛擬)耳機重放的基本原理如圖2所示，將5.1通路環繞聲的五個全頻帶信號分別用相應揚聲器方向的頭相關傳輸函數(HRTF)濾波后，再混合成兩通路耳機重放信號：
EL＝HL(θL，f)L+HL(θR，f)R+HL(θC，f)C+HL(θLS，f)LS+HL(θRS，f)RS
ER＝HR(θL，f)L+HR(θR，f)R+HR(θC，f)C+HR(θLS，f)LS+HR(θRS，f)RS????(2)
HL和HR分別是聲源(5.1通路環繞聲的揚聲器)到左和右耳的HRTF，并且已在圖1標出，f代表頻率(這里略去了低頻效果通路LFE，事實上，對LFE通路信號的處理和C信號是類似的)。由于圖2或(2)式的信號處理模擬了5.1通路環繞聲重放中聲波從揚聲器到傾聽者雙耳的聲學傳輸過程，因而在一定程度上改善了耳機重放的效果。
圖2或(2)式的直接實現需要10個HRTF濾波器，信號處理相對復雜。在實際的應用中也經常將HRTF近似成左、右對稱，則信號處理可以簡化。在左、右對稱的情況下，各揚聲器到左、右耳的HRTF滿足以下的對稱關系：
HL(θL，f)＝HR(θR，f)＝Hα1(f)?HL(θR，f)＝HR(θL，f)＝Hβ1(f)
HL(θLS，f)＝HR(θRS，f)＝Hα2(f)?HL(θRS，f)＝HR(θLS，f)＝Hβ2(f)??(3)
HL(θC，f)＝HR(θC，f)＝Hγ(f)
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