[發(fā)明專利]音頻信號處理裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580084740.0
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN108370485B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐立昀;彼得·格羅舍;克里斯托弗·富勒;亞歷克西斯·法夫羅
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04S1/00
• 分類號: H04S1/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種用于處理待傳輸?shù)铰犝叩妮斎胍纛l信號的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述聽者感知來自相對于所述聽者的方位角和仰角定義的虛擬目標(biāo)位置的所述輸入音頻信號，所述音頻信號處理裝置包括：

存儲器，用于存儲針對相對于所述聽者的多個參考位置預(yù)定義的左右耳傳輸函數(shù)對的集合，其中所述多個參考位置位于二維平面中；

確定器，用于基于針對所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和仰角的預(yù)定義的左右耳傳輸函數(shù)對的集合確定一對左右耳傳輸函數(shù)；

調(diào)整濾波器，用于基于所述確定的一對左右耳傳輸函數(shù)和調(diào)整函數(shù)對所述輸入音頻信號進(jìn)行濾波，其中所述調(diào)整函數(shù)用于將所述確定的一對左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)和右耳傳輸函數(shù)之間的時延以及基于多個無限脈沖響應(yīng)濾波器將所述確定的一對左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)和右耳傳輸函數(shù)的頻率相關(guān)性調(diào)整為所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和/或仰角的函數(shù)，以獲得左耳輸出音頻信號和右耳輸出音頻信號，其中所述多個無限脈沖響應(yīng)濾波器用于將多對測量的左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)和右耳傳輸函數(shù)的至少一部分頻率相關(guān)性近似為所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和/或仰角的函數(shù)，其中所述多個無限脈沖響應(yīng)濾波器中的每個無限脈沖響應(yīng)濾波器的頻率相關(guān)性由多個預(yù)定義濾波器參數(shù)定義，其中通過選擇所述多個預(yù)定義的濾波參數(shù)，使得每個無限脈沖響應(yīng)濾波器的頻率相關(guān)性將所述多對測量的左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)或右耳傳輸函數(shù)的最小幅度或者最大幅度的頻率相關(guān)性，近似為所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和/或仰角的函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述調(diào)整濾波器用于通過補償與所述虛擬目標(biāo)位置和所述聽者左耳之間的距離以及所述虛擬目標(biāo)位置和所述聽者右耳之間的距離相關(guān)聯(lián)的聲音傳播時間差，將所述確定的一對左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)和右耳傳輸函數(shù)之間的時延調(diào)整為所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和/或仰角的函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述調(diào)整濾波器用于基于以下等式，將所述確定的一對左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)和右耳傳輸函數(shù)之間的時延調(diào)整為所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和/或仰角的函數(shù)：

和

其中τ_L表示應(yīng)用于所述左耳傳輸函數(shù)的時延，τ_R表示應(yīng)用于所述右耳傳輸函數(shù)的時延，τ和Θ基于以下等式來定義：

和

其中τ表示以秒為單位的時延，c表示聲速，a表示與聽者頭部相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，θ表示所述虛擬目標(biāo)位置的方位角，φ表示所述虛擬目標(biāo)位置的仰角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述多個無限脈沖響應(yīng)濾波器包括多個雙二階濾波器，其中所述多個雙二階濾波器可以實現(xiàn)為并聯(lián)濾波器或級聯(lián)濾波器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述多個雙二階濾波器包括至少一個傾斜性濾波器和/或至少一個峰值濾波器，其中所述至少一個傾斜性濾波器由截止頻率參數(shù)f₀和增益參數(shù)g₀定義，所述至少一個峰值濾波器由截止頻率參數(shù)f₀、增益參數(shù)g₀和帶寬參數(shù)Δ₀定義。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，針對所述多個無限脈沖響應(yīng)濾波器中的至少一個無限脈沖響應(yīng)濾波器，通過確定頻率、方位角和/或仰角，和通過根據(jù)所述至少一個無限脈沖響應(yīng)濾波器的頻率相關(guān)性近似所述多對測量的左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)或右耳傳輸函數(shù)的頻率相關(guān)性，選擇所述多個預(yù)定義的濾波參數(shù)，其中所述多對測量的左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)或右耳傳輸函數(shù)處于所述頻率、方位角和/或仰角時具有最小或最大量值。