[發(fā)明專利]一種用于手持式播放裝置的立體聲擴(kuò)展方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310283466.2
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103402158A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝波蓀;張承云;余光正
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H04R5/00
• 分類號: H04R5/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種用于手持式播放裝置的立體聲擴(kuò)展方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，讀入原始的雙通路立體聲信號，包括左通路信號L和右通路信號R；

步驟S2，將左通路信號L和右通路信號R分別進(jìn)行相加和相減，得到和信號M＝L+R以及差信號S＝L-R；

步驟S3，將和信號M以及差信號S分別用一對聽覺傳輸濾波器∑(f)和Δ(f)濾波，得到濾波后的和信號∑(f)M和濾波后的差信號Δ(f)S；

步驟S4，對濾波后的和信號∑(f)M以及濾波后差信號Δ(f)S分別進(jìn)行相加和相減，得到新的左通路信號L`和新的右通路信號R`，饋給手持式播放裝置重放。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于手持式播放裝置的立體聲擴(kuò)展方法，其特征在于，步驟S3中所述的聽覺傳輸濾波器Σ(f)和Δ(f)，是通過剛性頭部模型的2.5°到5°聲源方向、0.2-0.5米距離的近場頭相關(guān)傳輸函數(shù)和30°聲源方向遠(yuǎn)場頭相關(guān)傳輸函數(shù)得到，所述剛性頭部模型在任意聲源距離的頭相關(guān)傳輸函數(shù)可由下式計算：

H(r,Γ,f)=-rexp(jkr)ka2Σl=0∞(2l+1)hl(kr)Pl(cosΓ)dhl(ka)/d(ka),]]>

其中r是聲源到頭中心的距離；Γ是聲源方向與耳位置方向之間的夾角；f是頻率；k＝2πf/c是波數(shù)，c＝343米/秒是聲速；a＝0.0875米是平均頭部半徑；j是虛數(shù)單位；h_l(ka)是第二類球漢克爾函數(shù)；P_l(cosΓ)是勒讓德多項式，

在遠(yuǎn)場，即聲源距離r遠(yuǎn)大于頭部半徑a的遠(yuǎn)場情況，所述頭相關(guān)傳輸函數(shù)將和距離r無關(guān)，并可由下式計算：

H(Γ,f)=-1(ka)2Σl=0∞(2l+1)jl+1Pl(cosΓ)dhl(ka)/d(ka),]]>

其具體步驟包括：

步驟S201，獲取標(biāo)準(zhǔn)立體聲揚聲器布置時的聲重放在雙耳處產(chǎn)生的聲壓，即當(dāng)傾聽者在一對張角為2θ₀＝60°的標(biāo)準(zhǔn)立體聲揚聲器布置中的左、右對稱的位置時，揚聲器到同側(cè)耳的頭相關(guān)傳輸函數(shù)滿足揚聲器到異側(cè)耳的頭相關(guān)傳輸函數(shù)設(shè)饋給揚聲器的原始立體聲信號是L和R，那么聲重放在雙耳處產(chǎn)生的聲壓為：

PLPR=HLL1HLR1HRL1HRR1LR=α1β1β1α1LR;]]>

步驟S202，獲取在手持式播放裝置中聲重放在雙耳處產(chǎn)生的聲壓，即為在手持式播放裝置中，一對近距離、窄張角揚聲器到同側(cè)耳的頭相關(guān)傳輸函數(shù)為H_LL＝H_RR＝α，到異側(cè)耳的頭相關(guān)傳輸函數(shù)為H_RL＝H_LR＝β，饋給揚聲器的信號為L`和R`，那么聲重放在雙耳處產(chǎn)生的聲壓為：

PL'PR'=HLLHLRHRLHRRL'R'=αββαL'R';]]>

步驟S203，令手持式播放裝置中聲重放在雙耳處產(chǎn)生的聲壓與標(biāo)準(zhǔn)立體聲揚聲器布置時的聲重放在雙耳處產(chǎn)生的聲壓相等，得到：

L'R'=αββα-1α1β1β1α1LR=G1(f)G2(f)G2(f)G1(f)LR,]]>

其中，

G1(f)=αα1-ββ1α2-β2]]>G2(f)=αβ1-βα1α2-β2;]]>

步驟S204，信號處理中再引入為改善重放音色的音色均衡處理，即在信號L`和R`中，乘上一個公共的與頻率有關(guān)的因子：

EQ=|α2-β2||αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2,]]>

將EQ代入G₁(f)和G₂(f)，得到：

G'1(f)=αα1-ββ1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2]]>

G'2(f)=αβ1-βα1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2;]]>

步驟S205，根據(jù)步驟S203及步驟S204中所述公式得出等價式：

L'R'=111-1Σ'(f)00Δ'(f)1001,]]>

即得出∑`(f)和Δ`(f)為：

Σ'(f)=0.5[G'1(f)+G'2(f)]]]>

=0.5αα1-ββ1+αβ1-βα1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2]]>

Δ'(f)=0.5[G'1(f)-G'2(f)]]]>

=0.5αα1-ββ1-αβ1+βα1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2]]>

步驟S206，對Σ`(f)和Δ`(f)進(jìn)行200Hz～300Hz以上的高通濾波，用以濾除在200Hz或300Hz以下的低頻成分，即得到聽覺傳輸濾波器Σ(f)和Δ(f)。