[發(fā)明專利]一種音頻信號(hào)處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580081838.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN107852543B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西蒙妮·方塔納;朗玥;菲利波·法齊;米切爾·申;費(fèi)迪南多·奧利弗里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司;南安普頓大學(xué)
• 主分類號(hào): H04R1/40
• 分類號(hào): H04R1/40;H04R3/12;H04R5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種用于處理音頻輸入信號(hào)(101)的音頻信號(hào)處理裝置(100)，包括多個(gè)濾波器(103a?u)的濾波器單元(103)，每個(gè)濾波器(103a?u)用于對(duì)音頻輸入信號(hào)(101)進(jìn)行濾波以獲得多個(gè)濾波后的音頻信號(hào)(105)，每個(gè)濾波器(103a?u)根據(jù)應(yīng)用于半旋轉(zhuǎn)體表面的擴(kuò)展模式匹配波束賦形進(jìn)行設(shè)計(jì)，該表面部分地表征了揚(yáng)聲器外殼形狀；多個(gè)縮放單元(107a?v)，每個(gè)縮放單元(107a?v)用于使用多個(gè)增益系數(shù)來縮放所述多個(gè)濾波后的音頻信號(hào)(105)以獲得多個(gè)縮放濾波音頻信號(hào)(108)；多個(gè)加法器(109a?w)，每個(gè)加法器(109a?w)用于組合多個(gè)縮放濾波音頻信號(hào)(108)，從而提供音頻輸出信號(hào)(111)用于產(chǎn)生具有由多個(gè)增益系數(shù)定義的波束指向性圖案的聲場。此外，本發(fā)明涉及一種聲音發(fā)射裝置(120)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及音頻信號(hào)處理領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及音頻信號(hào)處理裝置和包括轉(zhuǎn)換器陣列的聲音發(fā)射裝置。

背景技術(shù)

從現(xiàn)有技術(shù)中可知用于輸出一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換器或揚(yáng)聲器陣列的不同配置和形狀。例如，WO2011/144499A1公開了一種安裝在圓柱體上的環(huán)形揚(yáng)聲器陣列。通過適當(dāng)?shù)姆绞教幚硪纛l信號(hào)，可以控制WO2011/144499A1中公開的環(huán)形揚(yáng)聲器陣列的方向性。該過程通常稱為波束賦形。

在大多數(shù)情況下，對(duì)于環(huán)形和球形揚(yáng)聲器陣列，波束賦形基于所謂的“模式匹配”方法進(jìn)行。其目標(biāo)是產(chǎn)生一個(gè)安裝在圓柱體上的環(huán)形揚(yáng)聲器陣列的聲波束。該陣列由L個(gè)齊平安裝在同一高度的剛性(理想上無限的)圓柱體表面上的揚(yáng)聲器組成。假設(shè)揚(yáng)聲器之間的角度間隔是均勻的。在角坐標(biāo)φ_l上驅(qū)動(dòng)第l個(gè)揚(yáng)聲器的信號(hào)，這是產(chǎn)生朝向方向φ₀，的聲波束所要求的，由以下表達(dá)式(在頻域中)給出：

其中，X(ω)是與聲波束有關(guān)的單聲道音頻輸入信號(hào)，N是控制聲波束寬度的參數(shù)，i是虛數(shù)單位，C_n(ω)是依賴于頻率的函數(shù)，取決于圓柱體的半徑和揚(yáng)聲器的特性。系數(shù)C_n(ω)通常是根據(jù)無限長且剛性的圓柱形擋板上的矩形活塞輻射的聲場的解析表達(dá)式得出的(M.Kolundzija、 C.Faller和M.Vetterli，《一種用于空間聲音復(fù)制的緊湊型圓柱形揚(yáng)聲器陣列的設(shè)計(jì)》，AES第 130期，2011；M.Moller、M.Olsen、F.Agerkvist、J.Dyreby和G.Munch，《具有可控方向性的圓形揚(yáng)聲器陣列》，音頻工程協(xié)會(huì)公約128號(hào)，2010)。推導(dǎo)出更高級(jí)但相似的表達(dá)式，也說明了剛性圓柱體的有限高度(H.Teutsch和W.Kellermann，《基于圓形麥克風(fēng)陣列波場分解的聲源檢測與定位》，美國聲學(xué)學(xué)會(huì)雜志，2006年11月，第120期，第一卷，第2724-2736頁)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種適合于創(chuàng)新的聲音發(fā)射裝置的一種創(chuàng)新的音頻信號(hào)處理裝置。

上述和其他目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)。結(jié)合從屬權(quán)利要求、說明書和附圖，具體實(shí)現(xiàn)形式顯而易見。

第一方面，提供一種用于處理音頻輸入信號(hào)的音頻信號(hào)處理裝置，包括包括多個(gè)濾波器的濾波器單元，每個(gè)濾波器用于對(duì)音頻輸入信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得多個(gè)濾波后的音頻信號(hào)，每個(gè)濾波器根據(jù)應(yīng)用于半旋轉(zhuǎn)體表面的擴(kuò)展模式匹配波束賦形進(jìn)行設(shè)計(jì)，該表面部分地表征了揚(yáng)聲器外殼形狀；多個(gè)縮放單元，每個(gè)縮放單元用于使用多個(gè)增益系數(shù)來縮放所述多個(gè)濾波后的音頻信號(hào)以獲得多個(gè)縮放濾波音頻信號(hào)；多個(gè)加法器，每個(gè)加法器用于組合多個(gè)縮放濾波音頻信號(hào)，從而提供音頻輸出信號(hào)用于產(chǎn)生具有由多個(gè)增益系數(shù)定義的波束指向性圖案的聲場。所述半旋轉(zhuǎn)體的表面通過圍繞母線平面中的直線即軸線旋轉(zhuǎn)母線180°來定義。如果母線是平行于軸線的直線，則半旋轉(zhuǎn)體的表面是半圓柱體的外表面。在此，擴(kuò)展模式匹配波束賦形被定義為傳統(tǒng)模式匹配波束賦形到半旋轉(zhuǎn)體表面的擴(kuò)展。

因此，提供一種創(chuàng)新的音頻信號(hào)處理裝置。