[發明專利]一種音頻信號處理裝置

有效

• 申請號: 201580081838.0
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN107852543B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 西蒙妮·方塔納;朗玥;菲利波·法齊;米切爾·申;費迪南多·奧利弗里
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;南安普頓大學
• 主分類號: H04R1/40
• 分類號: H04R1/40;H04R3/12;H04R5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于處理音頻輸入信號(101)的音頻信號處理裝置(100)，其特征在于，所述音頻信號處理裝置(100)包括：

包括多個濾波器(103a-u)的濾波器單元(103)，每個濾波器(103a-u)用于對音頻輸入信號(101)進行濾波以獲得多個濾波后的音頻信號(105)，每個濾波器(103a-u)根據應用于半旋轉體表面的擴展模式匹配波束賦形進行設計，該表面部分地表征了揚聲器外殼的形狀；

多個縮放單元(107a-v)，每個縮放單元(107a-v)用于使用多個增益系數中的一個來縮放所述多個濾波后的音頻信號(105)中相應的一個以獲得多個縮放濾波音頻信號(108)；

多個加法器(109a-w)，每個加法器(109a-w)用于組合多個縮放濾波音頻信號(108)，從而提供音頻輸出信號(111)用于產生具有由多個增益系數定義的波束指向性圖案的聲場；

所述多個濾波器(103a-u)中的第n個濾波器的脈沖響應由以下方程或由其推導出的方程來定義：

其中，F^-1表示傅里葉逆變換，Γ_n表示作為徑向距離r和頻率ω的函數的傅里葉級數的第n階系數，所述傅里葉級數描述了轉換器陣列(123a、123b、223a、223b)的輻射極性圖案，所述轉換器陣列(123a、123b、223a、223b)符合包括半旋轉體表面的完整旋轉表面的曲率，所述第n階系數取決于揚聲器外殼的形狀，R_n(t)表示作為時間的函數的第n個濾波器的脈沖響應。

2.如權利要求1所述的音頻信號處理裝置(100)，其特征在于，所述第n個濾波器的脈沖響應由以下方程或由其推導出的方程來定義：

其中，β_n表示可定義的正則化參數。

3.如權利要求1或2所述的音頻信號處理裝置(100)，其特征在于，Γ_n由以下方程或由其推導出的方程來定義：

Γ_n＝2i^-nb_n(kR)，

其中，函數b_n(kR)由以下方程或由其推導出的方程來定義：

其中，ξ表示乘積kR，k表示波數，R表示所述半旋轉體表面的半徑，H′_n表示第n階漢克爾函數的導數。

4.如權利要求1或2所述的音頻信號處理裝置(100)，其特征在于，所述轉換器陣列(123a、123b、223a、223b)的第l個轉換器的音頻輸出信號(111)由以下方程或由其推導出的方程來定義：

其中，z_l(t)表示作為時間的函數的音頻輸出信號，x(t)表示作為時間的函數的音頻輸入信號，表示卷積運算符，其中，n可以取從0到N的值，N取決于所述波束指向性圖案，G_n，l表示第l個轉換器的第n個增益系數,L表示所述轉換器陣列(123a、123b、223a、223b)中的轉換器的數量。

5.如權利要求4所述的音頻信號處理裝置(100)，其特征在于，所述轉換器陣列(123a、123b、223a、223b)的第l個轉換器的第n個增益系數由以下方程或由其推導出的方程來定義：

其中，δ_n表示如果n＝0，克羅內克增量等于1，否則等于0，φ_l表示標識轉換器陣列(123a、123b、223a、223b)的第l個轉換器的位置的角坐標，f_n表征描述作為輻射角的函數的期望的波束指向性圖案的傅立葉級數或傅立葉余弦級數的第n個系數。

6.如權利要求5所述的音頻信號處理裝置(100)，其特征在于，所述波束指向性圖案是在由角度φ₀定義的方向上的單個波束，其中第n個系數f_n由以下方程或由其推導出的方程定義：

其中，γ(φ₀)是由以下方程或由其推導出的方程給出的角依賴因子：