[發明專利]音頻信號處理裝置和音頻信號濾波方法

有效

• 申請號: 201580076232.8
• 申請日: 2015-02-18
• 公開（公告）號: CN107258090B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 耶塞妮婭·拉庫蒂爾·帕羅蒂
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04S1/00
• 分類號: H04S1/00;H04S3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種音頻信號處理裝置(100)，包括：確定器(101)，用于基于聲學傳遞函數矩陣H和目標聲學傳遞函數矩陣VH確定濾波矩陣C，其中，所述聲學傳遞函數矩陣H包括揚聲器和收聽者之間的聲學傳播路徑的傳遞函數，所述目標聲學傳遞函數矩陣VH包括目標聲學傳播路徑的目標傳遞函數，所述目標聲學傳播路徑由虛擬揚聲器位置相對于所述收聽者的目標布置來定義；濾波器(103)，用于基于所述濾波矩陣C對所述輸入音頻信號進行濾波以獲取濾波輸入音頻信號；合路器(105)，用于合并所述濾波輸入音頻信號以獲取輸出音頻信號。

技術領域

本發明涉及音頻信號處理領域。特別地，本發明涉及一種音頻信號處理裝置和音頻信號濾波方法，用以創建虛擬聲音圖像。

背景技術

減少音頻信號內的串擾對于多數應用來說具有重要意義。例如，當使用揚聲器為收聽者重現雙聲道音頻信號時，收聽者的右耳通常也會聽到收聽者的左耳所要聽到的音頻信號。該效果表示為串擾，其可通過向用于對音頻信號進行濾波的音頻重現鏈中添加逆濾波器來降低。逆濾波器在本領域中也稱為串擾消除單元。

在數學上，用于實現串擾消除的逆濾波器可以表達為串擾消除濾波矩陣C。串擾消除的目的是，通過使串擾消除濾波矩陣C與聲學傳遞函數(Acoustic Transfer Function，簡稱ATF)矩陣H的矩陣相乘的結果約等于單位矩陣I，即H*C≈I，來選擇串擾消除濾波矩陣C，更具體地是選擇其元素，其中，ATF矩陣H由從揚聲器到收聽者的各個耳朵的傳遞函數來定義。

找到精確的串擾消除解決方案是不可能的，但卻可以應用近似方案。因為逆濾波器通常不穩定，所以這些近似方案使用正則化以便控制串擾消除濾波器的增益并減少動態范圍損失。然而，由于病態性，逆濾波器對誤差很敏感。換句話說，重現鏈中的小誤差能夠導致重現點處的大誤差，導致如Takeuchi,T.和Nelson,P.A.在ASA期刊112(6),2002中的《用于揚聲器上的雙聲道合成的最佳來源分布》所描述的狹窄的最佳聽音位置和非期望的音染。

在本領域中，音頻系統為眾所周知，其將串擾消除單元與雙聲道化單元相結合，用于提供無串擾的虛擬環繞聲，即收聽者感知到的在虛擬揚聲器位置處產生的無串擾聲音。然而，這種雙聲道化單元通常會引入不可避免的小誤差，這些誤差隨后會被非完全串擾消除單元放大從而導致更多的音染和錯誤的空間感知。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于提供基本無串擾的虛擬環繞聲的改進概念。

該目的是通過獨立權利要求的主旨實現的。根據從屬權利要求、說明書和附圖，進一步的實施形式顯而易見。

本發明以解決串擾問題的理念為基礎，不是通過串擾消除階段和雙聲道化階段的易錯序列化，而是通過采用串擾消除階段來將一組期望的虛擬揚聲器位置作為目標，而非試圖直接消除來自真實揚聲器的串擾。這樣，在渲染準確的虛擬環繞聲和良好音質時，就不需要傳統使用的雙聲道化階段，從而也避免了錯誤序列化。