[發明專利]音頻信號的頻譜校正

有效

• 申請號: 201680072942.8
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN108369494B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: J-M·卓特;R·J·奧利弗
• 申請（專利權）人: DTS(英屬維爾京群島)有限公司
• 主分類號: G06F3/16
• 分類號: G06F3/16;H03G5/00;H03G5/02;H03G5/16
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宿小猛

提供音頻頻譜校正的系統和方法可以在各種應用中實現。這樣的系統和方法可以包括均衡器設計，該均衡器設計使用用閉式算法調節的高效的濾波器段來以低復雜度和最小處理開銷給予準確的且直觀的頻率響應。實施例可以使得能夠高效地且準確地控制人造混響器中的混響時間對頻率。實施例可以使得能夠高效地將多帶均衡函數級聯地組合為單個多帶均衡器函數，其中，這樣的函數可以被表達為使用與多帶均衡函數的級聯組合相同的一組中心頻率的圖形均衡函數。公開了附加的裝置、系統和方法。

優先權申請

本申請要求2015年10月28日提交的美國臨時申請第62/247,518號的權益，該申請全文通過引用并入本文。

技術領域

本發明大體上涉及處理音頻信號的裝置和方法。

背景技術

圖形均衡器給予收聽者修改音頻信號的頻率響應的直觀方式——簡單地設置滑塊以視覺地表示期望的曲線，并且音頻濾波器頻率響應的對應形狀將被調用。至少，這是該技術的暗示前景。然而，均衡器的實際測得響應可以揭示一些意外發現。濾波器不準確、提升(boost)/剪切不對稱和意外空值可以使眼睛和耳朵這二者失望。

音頻圖形均衡器是在沿著對數尺度規律間隔的固定的一組頻率處提供可調節的振幅控制的多帶音頻濾波器。操作者單個地控制每個帶的水平，以便校正幅值響應變化或有意地創建一個幅值響應變化。用于圖形均衡器的標準控制界面是并行布置的一組滑塊，所以暗示的行為是音頻響應曲線將與每個滑塊位置處的幅值設置匹配。它的實現程度在本文中將被稱為均衡器的準確度。

準確的均衡器可以用有限脈沖響應(FIR)濾波技術來實現，但是該方法引發了計算資源和頻率分辨率之間的嚴重設計權衡。當計算資源短缺時，實用的是使用較高效的濾波技術，通常是通過將無限脈沖響應(IIR)濾波器段級聯在一起的濾波技術。典型的方法是每個均衡器帶使用一個二階IIR濾波器段，該二階IIR濾波器段被配置為峰化(peaking)均衡器，也被稱為存在濾波器或鐘型濾波器。用于音頻圖形均衡器的峰化濾波器通常在特定的中心頻率處提供增益或損耗(衰減)，而在遠離中心頻率的頻率處具有單位頻率響應幅值或0dB增益。串聯的峰化均衡器段的復合幅值響應具有音頻圖形均衡器的期望的一般行為；也就是說，其在每個控制頻率處的幅值根據其單個的設置而變化。然而，由于濾波器帶之間的相互作用，總響應一般是不準確的，并且與操作者的預期非常不同。

歷史上，通過組合IIR濾波器段創建的圖形均衡器的頻率響應與操作者設置僅大致匹配。這些不匹配的發生存在理論原因，這些理論原因主要與峰化濾波器響應的形狀以及單個的均衡濾波器段的頻率響應曲線之間的重疊有關。已經提出了各種方法來改進從峰化濾波器構建的均衡器的準確度。它們一般依賴于不保證得到最優解的迭代誤差最小化或啟發式規則。

以示例的方式，圖1、圖2和圖3示出跨幾個不同的控制配置的若干個不同的圖形均衡器實現的響應。圖形均衡器(GEQ)曲線GEQ A、GEQ B和GEQ C是從三個不同的流行的商業產品測得的。GEQ D曲線是關于從級聯在一起的二階IIR峰化均衡器段構造的均衡器的，其中每段的增益在沒有補償濾波器段之間的相互作用的任何嘗試的情況下被直接設置為其對應的控制值。在具有曲線GEQ D的GEQ中，每個峰化均衡器段被實現為雙二階(biquad)IIR濾波器。

發明內容

本發明的一個方面提供了一種方法，包括：為音頻均衡器選擇多個控制頻率；對于所述多個控制頻率中的每個控制頻率，設置控制頻率參數值；設置目標增益參數值；關聯比例濾波器段；并且確定每個比例濾波器段的幅值頻率響應值；使用比例濾波器段的幅值頻率響應值來計算對于比例濾波器段中的每個的濾波器增益設置，以使得濾波器的幅值頻率響應與用于每個控制頻率的目標增益值基本上匹配，該濾波器包括被布置為級聯的濾波器段的比例濾波器段；并且將濾波器應用于輸入信號以提供輸出音頻信號。