[發明專利]音頻信號處理裝置和方法

有效

• 申請號: 201580084740.0
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN108370485B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）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）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04S1/00
• 分類號: H04S1/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種用于處理待傳輸到聽者的輸入音頻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定義的左右耳傳輸函數對的集合，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位置的方位角和仰角的預定義的左右耳傳輸函數對的集合確定一對左右耳傳輸函數；

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

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

3.根據權利要求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的左耳傳輸函數和右耳傳輸函數之間的時延調整為所述虛擬目標位置的方位角和/或仰角的函數：

和

其中τ_L表示應用于所述左耳傳輸函數的時延，τ_R表示應用于所述右耳傳輸函數的時延，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聯的參數，θ表示所述虛擬目標位置的方位角，φ表示所述虛擬目標位置的仰角。

4.根據權利要求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為并聯濾波器或級聯濾波器。

5.根據權利要求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f₀和增益參數g₀定義，所述至少一個峰值濾波器由截止頻率參數f₀、增益參數g₀和帶寬參數Δ₀定義。

6.根據權利要求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濾波器中的至少一個無限脈沖響應濾波器，通過確定頻率、方位角和/或仰角，和通過根據所述至少一個無限脈沖響應濾波器的頻率相關性近似所述多對測量的左右耳傳輸函數的左耳傳輸函數或右耳傳輸函數的頻率相關性，選擇所述多個預定義的濾波參數，其中所述多對測量的左右耳傳輸函數的左耳傳輸函數或右耳傳輸函數處于所述頻率、方位角和/或仰角時具有最小或最大量值。