[發明專利]一種混合式聽感聲場擴寬方法

有效

• 申請號: 201711428955.7
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108040317B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 王鵬;林志斌;邱小軍
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00;H04R3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于立體聲增強器和混響器的混合式聽感聲場擴寬方法，所述方法包括：實時計算雙通道輸入信號的左右通道互相關系數，根據互相關系數所在區間，判斷立體聲增強器和混響器的權重因子；立體聲增強運算，引入左右通道信號的差值L?R，通過對左右通道信號的相位進行隨機移動，移動范圍為?45°至45°，重構雙通道音頻信號；混響器運算，將雙通道信號進行混響器濾波操作；通過權重因子，實時計算混合立體聲增強器和混響器的輸出信號并合成雙通道混合聲。本發明公開的混合式聽感聲場擴寬方法，能有效擴大聲場寬度，實施簡單，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及立體聲和環繞聲領域，公開了一種基于立體聲增強器和混響器的混合式聽感聲場擴寬方法。

背景技術

隨著電子消費市場的日趨成熟，消費者對電子產品的聲音品質要求越來越高。各類立體聲和環繞聲標準也逐漸普及，常見的有杜比5.1通道環繞聲、QSurround環繞聲、Dobly Atmos[G.Sergi，Knocking at the door of cinematic artifice：Dolby Atmos，challenges and opportunities，The New Soundtrack，3(2)：107-121，2013]等。這些方法利用多個揚聲器，能夠較完美的再現聲場，給聽眾身臨其境的聽覺感受，得到了廣泛的認可，但價格昂貴。

為了更好適應消費電子市場的需求，雙揚聲器重放環繞聲技術僅利用兩個揚聲器，獲取更寬廣的聲場體驗。目前有研究利用人工混響，產生一定空間的環境聲學信息，獲取更寬廣的空間聽覺感受[Begault DR，Trejo LJ.3-D sound for virtual reality andmultimedia[J].2000.]，通過對聽音環境進行聲學混響模擬，可對不同聽音環境，營造不同的混響效果；通過引入雙通道信號差分信號，并以此提供部分環境信息，降低左右通道的相關性，也可擴寬聽感聲場寬度[Cohen JM.Stereo image separation and perimeterenhancement：U.S.Patent 4,308,423[P].1981-12-29.]。如專利CN101065989中所提出的雙揚聲器立體聲擴展網絡方法，將左右通道信號經過延遲、縮小、反轉后，重新生成左右通道的信號。專利CN202276412U也采用了類似的方案，將左右通道混合輸出，取得聲場擴寬效果。此類方案的目標是放大左右通道的差異信號，增強音頻的環境成分，對單通道信號、雙通道語音信號的處理能力有限。

此外，可采用HRTF函數，進行環繞聲的重建[Begault DR，Trejo LJ.3-D soundfor virtual reality and multimedia[J].2000.]。專利CN101212843采用了HRTF函數方法，將原始信號中的左環繞信號和右環繞信號與特定角度特征的HRTF函數進行卷積，然后通過前方的雙揚聲器輸出，提供了一種立體聲揚聲器的聲場重放方案。該方法可以提供一定的立體聲定位效果，但對雙聲道信號聽眾正前方的聲場擴寬效果有限，并且存在聲像狹窄、通用性低的缺點。

最后，還可以利用自適應信號處理和信號分離的方法，通過一定的約束條件，分離原始雙通道信號中的主分量和環境分量，提高環境分量比例，得到一定的聲場擴寬效果，但算法復雜度較高[Irwan R，Aarts RM.Two-to-five channel sound processing[J].Journal of the Audio Engineering Society，2002，50(11)：914-926.]。如專利CN106170991A采用了這種方法，將左右聲道中的中心分量、側分量和環境分量分離，調整主分量、側分量以及環境分量的比例，并通過空間串擾消除，提高音頻的聲場擴寬效果。專利CN106572419A也采用了類似的實現方式，經過一系列復雜運算，將左右通道信號分解為直達聲信號和環繞聲信號，再將環繞聲信號進行解相關處理，最終得到一組相關性很低的左右通道信號。此類方案的算法復雜度較高，實際工程實施的造價偏高，且對單通道信號和語音信號的分離效果有限。

發明內容