专利名称：消除串音的装置与方法以及使用它的立体声生成系统的制作方法
技术领域：
本发明总体构思涉及虚拟音响系统，更具体地，涉及消除双声道扬声器以及听众双耳之间串音的装置与方法，以及使用该装置与方法的立体声生成系统。
背景技术：
立体声系统通过耳机或扬声器，将声源置于虚拟空间的预定位置，并且提供方向感、距离感、以及空间感，就像声音是实际从声音的虚拟声源所在的位置听到的一样。一般地，通过使用头部相关转移函数(head related transferfunction，HRTF，其为声源与耳鼓之间的声学转移函数)的双耳声合成滤波器，来实现立体声。当通过耳机再现信号时，利用双耳声合成滤波器的立体声显示最佳性能。但是，如果通过两个扬声器来再现信号，则会发生两个扬声器以及听众双耳之间串音，从而使立体感下降。相应地，串音消除器消除两个信号之间的串音，从而使通过左扬声器再现的信号不会被听众的右耳听到，而通过右扬声器再现的信号不会被听众的左耳听到。
在美国专利No.6668061 B1(1998年11月18日提交，名称为“CROSSTALK CANCELLER”)中描述了与此串音消除器相关的技术。
图1显示常规的串音消除器。图1的串音消除器被称为晶格结构，并且包含四个滤波器142、143、144、145。
参照图1，左输入信号140(BL)通过滤波器142被卷积，而右输入信号141(BR)通过滤波器144被卷积。随后，由加法器150将两个卷积信号相加，并且将其再现为左输出信号152(SL)。另外，右输入信号141(BR)通过滤波器145被卷积，而左输入信号140(BL)通过滤波器143被卷积。随后，由加法器151将两个卷积信号相加，并且将其再现为右输出信号152(SL)。
在图1所示的串音消除方法中，对于四个滤波器142、143、144、145，执行卷积运算四次。由此当每个滤波器阶次较高时，需要大量的计算。相应地，在常规串音消除器中，难于在时域中进行卷积，而应该在频域中进行卷积。但是，因为频域中的卷积需要大量的存储器，所以必须也增加程序的大小。
发明内容
本发明总体构思提供了消除双声道扬声器以及听众双耳之间串音现象的装置与方法，以及使用该装置与方法的立体声生成系统。
本发明总体构思的其他方面将部分地在以下的描述中列出，部分地可以从说明书中明显看出，或者可以通过对本发明总体构思的实践了解。
本发明总体构思的以上和/或其他方面可以通过以下达到，提供一种消除两个扬声器与听众双耳之间的串音的装置，该装置包含延迟单元，用来用相应的预定延迟值延迟第一与第二声道输入信号；增益单元，用来调整在延迟单元中延迟的第一与第二声道输入信号中每一个的输出增益；第一加法单元，用来将第一声道输入信号加到与经过增益与延迟调整的第二声道信号；第一滤波器单元，用来调整从第一加法单元输出的信号的频率特性；第二加法单元，用来将第二声道输入信号加到与经过增益与延迟调整的第一声道信号；以及第二滤波器单元，用来调整从第二加法单元输出的信号的频率特性。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种消除两个扬声器与听众双耳之间的串音的装置，该装置包含第一与第二滤波器单元，用来调整第一与第二声道信号的频率特性；延迟单元，用来用相应的预定延迟值延迟第一与第二滤波器单元的输出信号；增益单元，用来调整延迟单元中延迟的每个信号的输出电平；第一加法单元，用来将第一滤波器单元的输出信号加到经过增益与延迟调整的第二滤波器单元的输出信号；以及第二加法单元，用来将第二滤波器单元的输出信号加到经过增益与延迟调整的第一滤波器单元的输出信号。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种串音消除装置，包含增益/延迟处理单元，用来接收第一与第二输入声道信号；对第一输入声道信号进行第一增益与第一延迟处理；对第二输入声道信号进行第二增益与第二延迟处理；将经过增益/延迟的第一声道信号加到第二输入声道信号，以获得第一相加信号；将经过增益/延迟的第二声道信号加到第一输入声道信号，以获得第二相加信号；以及输出第一与第二相加信号；以及滤波器单元，用来对第一相加信号进行第一卷积运算；对第二相加信号进行第二卷积运算；以及分别输出第一与第二经过卷积的信号到第一与第二扬声器。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种串音处理装置，包含滤波器单元，用来分别对与左右声道扬声器相关的左右声道信号进行滤波；以及增益/延迟单元，用来通过近似对于左声道扬声器的第一头部相关转移函数，并且预先确定相对于左声道扬声器的音响空间中右耳位置与左耳位置之间的第一增益差异与第一延迟差异，来处理经过滤波的左声道信号；以及通过近似对于右声道扬声器的第二头部相关转移函数，并且预先确定相对于右声道扬声器的音响空间中右耳位置与左耳位置之间的第二增益差异与第二延迟差异，来处理经过滤波的右声道信号。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种立体声生成系统，包含第一与第二扬声器；以及消除第一、第二扬声器与听众双耳之间的串音的串音消除装置。该串音消除装置包含第一信号处理单元，用来交叉混合第一、第二声道信号与经过增益与延迟调整的第一、第二声道信号；以及第二信号处理单元，用来调整在第一信号处理单元中混合的信号的频率特性，并且向第一与第二扬声器提供具有经过调整后的频率特性的信号。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种利用左右声道扬声器每一个的声学转移函数之间的以下预定关系生成没有左右声道扬声器之间串音的虚拟音响的串音消除装置，H2(z)≅αz-βH1(z)]]>其中H1(z)表示左右声道扬声器中所选择的一个扬声器与靠近所选择扬声器的耳朵之间的第一声学转移函数，H2(z)表示所选择的扬声器与远离所选择扬声器的耳朵之间的第二声学转移函数，α表示所选择扬声器与靠近和远离的耳朵之间的增益差异，β表示所选择扬声器与靠近和远离的耳朵之间的延迟差异。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种消除两个扬声器与听众双耳之间的串音的方法，该方法包含以下步骤输入由头部相关转移函数(HRTF)进行了双耳声合成的左右声道信号；调整左声道输入信号的增益与延迟；调整右声道输入信号的增益与延迟；将左声道输入信号加到经过增益与延迟调整的右声道信号，以获得第一混合信号；按逆HRTF形式，调整第一混合信号的频率特性，并且将结果输出到左扬声器；将右声道输入信号加到经过增益与延迟调整的左声道信号，以获得第二混合信号；以及按逆HRTF形式，调整第二混合信号的频率特性，并且将结果输出到右扬声器。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种利用双声道扬声器在聆听点上生成声音的方法，该方法包含分别接收第一与第二扬声器对应于的第一与第二声道信号；根据第一扬声器与听众的第一耳之间的第一头部相关转移函数、对应的第一延迟值、以及对应的第一增益值，来近似第一扬声器与听众的第二耳之间的第二头部相关转移函数；根据第二扬声器与听众的第二耳之间的第三头部相关转移函数、对应的第二延迟值、以及对应的第二增益值，来近似第二扬声器与听众的第一耳之间的第四头部相关转移函数；以及根据第一、近似的第二、第三、以及近似的第四头部相关转移函数，处理第一与第二声道信号，以消除第一与第二扬声器之间串音。
本发明总体构思的以上和/或其他方面也可以通过以下达到，提供一种计算机可读介质，包含可执行代码，用来消除两个扬声器与听众双耳之间的串音，该介质包含第一可执行代码，用来交叉混合第一、第二声道信号与经过增益与延迟调整的第一、第二声道信号；以及第二可执行代码，用来调整在第一信号处理单元中混合的信号的频率特性。
从以下结合附图的对实施例的描述中，将清楚并且更容易理解本发明总体构思的这些和或其他方面与优点，其中图1显示常规的串音消除器；图2显示根据本发明总体构思的实施例的消除串音的装置；图3显示在两个扬声器与听众双耳之间发生的串音现象；图4显示具有晶格结构的串音消除器，用来更详细地解释对图3串音现象的消除；图5显示邻近的强力扬声器的头部相关转移函数(HRTF)对；图6显示根据本发明总体构思的实施例的近似的非对称串音消除器；图7为显示图6的近似的非对称串音消除器的方框图；图8显示根据本发明总体构思的实施例的近似的对称串音消除器；图9为显示根据本发明总体构思的实施例的、图8的近似的对称串音消除器的方框图。
具体实施例方式
现在将详细参照本发明总体构思的实施例，其例子在附图中显示，其中全文中相似的附图标记表示相似的元件。以下描述实施例以通过参照附图来解释本发明总体构思。
图2显示根据本发明总体构思的实施例的消除串音的装置。图2的串音消除装置包含第一信号处理单元210与第二信号处理单元220。第一信号处理单元210包含第一增益单元212、第二增益单元216、第一延迟单元214、第二延迟单元218、第一加法单元219-1、以及第二加法单元219-2。第一信号处理单元210将左声道信号(BL)、右声道信号(BR)与经过增益/延迟调整或者经过延迟/增益调整的左声道信号(BL)、右声道信号(BR)交叉混合。第二信号处理单元220包含第一滤波器单元222与第二滤波器单元224。第二信号处理单元220调整在第一信号处理单元210中混合的每个信号的频率特性。可以根据所希望的实现，改变第一增益单元212、第二增益单元216、以及第一延迟单元214、第二延迟单元218的顺序。即，在串音消除装置的另一实施例中，第一增益单元212与第二增益单元216可以分别与第一延迟单元214和第二延迟单元218调换。
参照图2，第一增益单元212利用第一预定增益值调整正在输入的左声道信号(BL)的增益。
第二增益单元216利用第二预定增益值调整正在输入的右声道信号(BR)的增益。
第一延迟单元214将在第一增益单元212中经过增益调整的左声道信号(BL)延迟第一预定延迟值。
第二延迟单元218将在第二增益单元216中经过增益调整的右声道信号(BR)延迟第二预定延迟值。
第一加法单元219-1将正在输入到第一信号处理单元210的左声道信号(BL)加到已经由第二增益单元216与第二延迟单元218进行了增益与延迟调整的右声道信号(BR)。
第二加法单元219-2将正在输入到第一信号处理单元210的右声道信号(BR)加到已经由第一增益单元212与第一延迟单元214进行了增益与延迟调整的左声道信号(BL)。
第一滤波器单元222具有为扬声器与听众双耳之间的声学转移函数的HRTF的逆HRTF形式，并且调整在第一加法单元219-1中混合的信号的频率特性。第一滤波器单元222的输出信号(SL)输出到左扬声器。
第二滤波器单元224具有为扬声器与听众双耳之间的声学转移函数的HRTF的逆HRTF形式，并且调整在第二加法单元219-2中混合的信号的频率特性。第二滤波器单元224的输出信号(SR)输出到右扬声器。
将参照图3到8更详细地描述具有图2的改进结构的消除串音的装置。
参照图3，在许多包括立体声的应用领域，会发生两个扬声器310与320以及听众双耳之间的串音现象。
串音消除器通过补偿紧接输出信号被输出到两个扬声器310与320之前的信号，消除串音现象。串音消除器被实现为两个扬声器310与320以及听众双耳之间的HRTF矩阵的逆矩阵，如以下等式1C(z)=H(z)-1=H11(z)H12(z)H21(z)H22(z)-1=H22(z)-H12(z)-H21(z)H11(z)/(H11(z)H22(z)-H12(z)H21(z))---(1)]]>其中H11(z)、H12(z)、H21(z)、以及H22(z)分别构成为两个扬声器与听众双耳之间的声学转移函数的HRTF，如图3所示。串音消除器具有次级方矩阵(secondary square matrix)，用来生成两个输出信号，以响应于两个输入信号，并且由此被实现为图4所示的结构。一般地，图4所示的结构被称为晶格结构。此处，K11(z)、K12(z)、K21(z)、以及K22(z)分别为等式1的次级方矩阵的元素。
基本上，立体声扬声器系统安装在当前的数字媒体产品上。在诸如个人多媒体播放器(PMP)或个人数字助理(PDA)等便携式设备以及TV中，两个扬声器相互邻近。图5显示具有相互邻近的两个扬声器310′、320′的立体声扬声器系统，从而声音近似地从同一位置发出。如图5所示，当扬声器310′、320′相互邻近时，由于两个扬声器310′、320′的声音近似地从同一位置发出这一实际情况，一个扬声器310′中的听众双耳之间的HRTF对(H1(z)，H2(z))具有类似的声学特性。两个扬声器310′、320′相互靠得越近，H1(z)与H2(z)之间的相关性越高。此处，H1(z)为靠近扬声器310′、320′的耳朵的HRTF，而H2(z)为远离扬声器310′、320′的耳朵的HRTF。
考虑到HRTF对(H1(z)，H2(z))之间的相关性较高，可以进行以下等式2的假定H2(z)≅αz-βH1(z)---(2)]]>即，假定在H1(z)与H2(z)之间只有增益与延迟之间的差异，则可以利用等式2通过调整增益与延迟，从H1(z)获得H2(z)。此处，增益值(α)为两个HRTF之间的电平差异，而延迟值(β)为两个HRTF之间的延迟差异。从两个扬声器310′、320′与听众双耳之间的两个HRTF(H1(z)，H2(z))的脉冲响应的最大值之间的差异、或者均方根(RMS)值之间的差异，获得两个HRTF之间的电平差异(α)。从两个扬声器310′、320′与听众双耳之间的两个HRTF(H1(z)，H2(z))的脉冲响应的互相关函数变为最大时的时间，获得两个HRTF(H1(z)，H2(z))之间的延迟差异(β)。
相应地，当围绕听众对称地放置两个扬声器310、320时，如图3所示，通过以上等式1获得串音消除器。当围绕听众非对称地放置两个扬声器310′、320′时，如图5所示，可以根据等式2进行以下等式3与4的假定。关于远离扬声器310′、320′的耳朵的HRTF(H21(z)，H12(z))可以从关于靠近扬声器310′、320′的耳朵的HRTF(H11(z)，H22(z))获得，如以下等式3与4所示。
H21(z)≅α1z-β1H11(z)---(3)]]>H12(z)≅α2z-β2H22(z)---(4)]]>其中，α1、α2为两个HRTF之间的电平差异，而β1、β2为两个HRTF之间的延迟差异，如等式2中所述。
通过利用等式3与4，可以通过以下等式5近似等式1C(z)≅C11(z)-α2z-β2C11(z)-α1z-β1C22(z)C22(z)=C11(z)00C22(z)1-α2z-β2-α1z-β11]]>其中C11(z)=H22(z)H11(z)H22(z)-H12(z)H21(z)]]>
C22(z)=H11(z)H11(z)H22(z)-H12(z)H21(z)---(5)]]>表示近似的串音消除器的等式5可以表示为图6的方框图。
图6的串音消除器的方框图可以被扩展为图7的方框图。即，串音消除器包含第一与第二增益单元，第一与第二延迟单元，以及第一与第二滤波器。作为结果，虽然图4的晶格结构的串音消除器相对于四个滤波器进行了四次卷积运算，但是本实施例的串音消除器相对于两个滤波器只进行了两次卷积运算，从而可以减少计算量与存储器大小。
另外，当围绕听众对称地放置两个扬声器310、320时(图3)，对称串音消除器可以采用与在围绕听众非对称地放置两个扬声器310′、320′时(图5)使用的非对称串音消除器相同的方法。
一般串音消除器变为H11(z)＝H22(z)和H21(z)＝H12(z)。相应地，该串音消除器可以表示为以下等式6C(z)=H(z)-1=H1(z)H2(z)H2(z)H1(z)-1=H1(z)-H2(z)-H2(z)H1(z)/(H12(z)-H22(z))---(6)]]>通过利用等式7的假定，可以将等式6近似为等式8(以下)H2(z)≅αz-βH1(z)---(7)]]>C(z)≅C1(z)1-αz-β-αz-β1,]]>whereC1(z)=H1(z)H12(z)-H22(z)---(8)]]>等式8表示近似的对称串音消除器，并且可以表示为图8的方框图。图8的近似对称串音消除器的方框图可以扩展为图9的对称串音消除器的方框图。
参照图9，该对称串音消除器包含第一信号处理单元910与第二信号处理单元920。第一信号处理单元910包含第一与第二滤波器单元912、914，用来分别调整输入的左右声道信号BL、BR的频率特性。
第二信号处理单元920包含第一与第二增益单元922、926，用来以预定增益值分别调整第一与第二滤波器单元912、914的输出信号的增益。第二信号处理单元920还包含第一与第二延迟单元924、928，用来以预定延迟值分别延迟在第一与第二增益单元922、926经过增益调整的信号。第一加法单元929-1将第一滤波器单元912的输出信号与经过了增益与延迟调整的第二滤波器单元914的输出信号相加。第二加法单元929-2将第二滤波器单元914的输出信号与经过了增益与延迟调整的第一滤波器单元912的输出信号相加。
其中第一滤波器单元912(即，C1(z))连接到输入终端的对称串音消除器(如图8与9所示)以及其中第一与第二滤波器单元(即，C11(z)，C22(z))连接到输出终端的非对称串音消除器(如图7所示)会产生大致相同的结果。
作为结果，根据本发明总体构思的实施例的串音消除器由图7与9表示。如图7与9所示，在与常规晶格结构相比的本实施例的串音消除器中，滤波器的数目被减少(从4到2)，从而只进行两次卷积运算，并且可以利用简单的增益值与简单的延迟值处理剩余的信号。相应地，在根据本发明总体构思的实施例的串音消除器中，可以将常规串音消除器结构中所需的计算量减少50％。另外，因为减少了滤波器的数目，所以可以减少存储器的大小。
应该理解虽然参照听众与听众的双耳描述了本发明总体构思的实施例，但是本发明总体构思的实施例的串音消除器可以用来消除在立体声生成系统和/或虚拟环绕系统的聆听点附近发生的串音。聆听点可以指听众感知到最优立体声效果的位置，并且这可以使用(例如)假人头来近似。由此，当串音消除器与立体声生成系统运行时，听众不需要一定在场。
在本发明总体构思的另一实施例中，串音消除器中的增益单元、延迟单元、以及滤波器单元不仅可以使用等式1至8从HRTF直接获得，而且可以从常规的晶格结构获得。例如，如图4所示，如果有预先设计的晶格结构的四个滤波器系数(K11(z)，K12(z)，K21(z)，K22(z))，则可以从这四个滤波器系数(K11(z)，K12(z)，K21(z)，K22(z))获得增益单元、延迟单元、以及滤波器单元。即，参照图7，第一滤波器单元变为K11(z)，而第二滤波器单元变为K22(z)。第一增益单元与第一延迟单元从滤波器系数K22(z)与K21(z)、以及滤波器系数K22(z)与K21(z)的互相关函数之间的最大值(或者RMS值)的差异变为最大时的时间获得。第二增益单元与第二延迟单元从滤波器系数K11(z)与K12(z)、以及滤波器系数K11(z)与K12(z)的互相关函数之间的最大值(或者RMS值)的差异变为最大时的时间获得。
在本发明总体构思的另一实施例中，通过进行立体声生成系统中的双耳声合成部分以及串音消除器的卷积，设计基于无限脉冲响应滤波器(IIR)的展宽滤波器。当虚拟扬声器的数目为2N时，双耳声合成部分可以为尺寸为2的方矩阵，并且串音消除器部分也可以为尺寸为2的方矩阵，从而展宽滤波器变为尺寸为2的方矩阵，其为通过将对应于双耳声合成部分以及串音消除器部分的两个矩阵相乘而获得的矩阵形式。相应地，图7与9所示的结构也可以用于立体声生成装置，以进行关于双声道输入信号的尺寸为2的方矩阵结构的卷积。
本发明总体构思也可以实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。该计算机可读记录介质为可以存储此后能由计算机系统读取的数据的任意数据存储设备。计算机可读记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随即存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储设备、以及载波(例如通过因特网的数据传送)。计算机可读记录介质也可以分布于网络耦合的计算机系统上，从而可以分布方式存储与执行计算机可读代码。另外，本发明总体构思相关领域的程序员可以容易地构造用来实现本发明总体构思的功能程序、代码、以及代码段。
根据上述的本发明总体构思的实施例，消除了两个扬声器与听众双耳之间的串音现象，从而可以最大化包含立体声系统的许多应用领域中所希望的性能。另外，在根据本发明总体构思的实施例的串音消除器中，滤波器数目从常规晶格结构的4减少到2，并且只进行两次卷积，从而可以从常规晶格结构将计算量与存储器尺寸减少50％。
虽然已经显示并且描述了本发明总体构思的几个实施例，但是本领域技术人员应该理解在不脱离本发明总体构思的精神与原理的前提下，可以对这些实施例进行修改，本发明的范围由权利要求书及其等价物限定。
权利要求
1.一种消除两个扬声器与听众双耳之间的串音的装置，该装置包含第一信号处理单元，用来交叉混合第一、第二声道信号与经过增益与延迟调整的第一、第二声道信号；以及第二信号处理单元，用来调整在第一信号处理单元中混合的信号的频率特性。
2.如权利要求1所述的装置，其中第一信号处理单元包含第一增益单元，用来用第一预定增益值调整第一声道信号的增益；第二增益单元，用来用第二预定增益值调整第二声道信号的增益；第一延迟单元，用来用第一预定延迟值延迟第一增益单元的输出信号；第二延迟单元，用来用第二预定延迟值延迟第二增益单元的输出信号；第一加法单元，用来将由第一延迟单元延迟调整过的信号加到正在输入的第二声道信号；以及第二加法单元，用来将由第二延迟单元延迟调整过的信号加到正在输入的第一声道信号。
3.如权利要求1所述的装置，其中第一信号处理单元包含第一延迟单元，用来用第一预定延迟值延迟第一声道信号；第二延迟单元，用来用第二预定延迟值延迟第二声道信号；第一增益单元，用来用第一预定增益值调整第一延迟单元的输出信号的增益；第二增益单元，用来用第二预定增益值调整第二延迟单元的输出信号的增益；第一加法单元，用来将由第一增益单元增益调整过的信号加到正在输入的第二声道信号；以及第二加法单元，用来将由第二增益单元增益调整过的信号加到正在输入的第一声道信号。
4.如权利要求3所述的装置，其中第二信号处理单元包含第一滤波器单元，用来调整第一加法单元混合的信号的频率特性；以及第二滤波器单元，用来调整第二加法单元混合的信号的频率特性。
5.如权利要求4所述的装置，其中第一滤波器单元为头部相关转移函数HRTF的逆形式，该头部相关转移函数HRTF为扬声器与双耳之间的声学转移函数。
6.如权利要求4所述的装置，其中第二滤波器单元为头部相关转移函数HRTF的逆形式，该头部相关转移函数HRTF为扬声器与双耳之间的声学转移函数。
7.如权利要求2所述的装置，其中通过扬声器与双耳之间的两个HRTF的脉冲响应的最大值之间的差异确定第一与第二预定增益值。
8.如权利要求2所述的装置，其中由扬声器与双耳之间的两个HRTF的脉冲响应的互相关函数变为最大时的时间确定第一与第二预定延迟值。
9.如权利要求2所述的装置，其中由预先设计的晶格结构的两个滤波器的脉冲响应的最大值之间的差异确定第一与第二预定增益值。
10.如权利要求2所述的装置，其中由预先设计的晶格结构的两个滤波器的脉冲响应的互相关函数变为最大时的时间确定第一与第二预定延迟值。
11.一种消除两个扬声器与听众双耳之间的串音的装置，该装置包含延迟单元，用来用相应的预定延迟值延迟第一与第二声道输入信号；增益单元，用来调整在延迟单元中延迟的第一与第二声道输入信号中每一个的输出增益；第一加法单元，用来将第一声道输入信号加到与经过增益与延迟调整的第二声道信号；第一滤波器单元，用来调整从第一加法单元输出的信号的频率特性；第二加法单元，用来将第二声道输入信号加到与经过增益与延迟调整的第一声道信号；以及第二滤波器单元，用来调整从第二加法单元输出的信号的频率特性。
12.一种消除两个扬声器与听众双耳之间的串音的装置，该装置包含第一与第二滤波器单元，用来调整第一与第二声道信号的频率特性；延迟单元，用来用相应的预定延迟值延迟第一与第二滤波器单元的输出信号；增益单元，用来调整延迟单元中延迟的每个信号的输出电平；第一加法单元，用来将第一滤波器单元的输出信号加到经过增益与延迟调整的第二滤波器单元的输出信号；以及第二加法单元，用来将第二滤波器单元的输出信号加到经过增益与延迟调整的第一滤波器单元的输出信号。
13.如权利要求12所述的装置，其中通过扬声器与双耳之间的两个HRTF的脉冲响应的最大值之间的差异确定增益值。
14.如权利要求12所述的装置，其中由扬声器与双耳之间的两个HRTF的脉冲响应的互相关函数变为最大时的时间确定所述相应的预定延迟值。
15.一种立体声生成系统，用来在处理双声道信号之前，通过计算关于双声道信号的双耳声合成器以及串音消除器，进行预定尺寸的两个矩阵结构的卷积，该系统包含延迟单元，用来用相应的预定延迟值延迟第一与第二声道输入信号；增益单元，用来调整在延迟单元中延迟的第一与第二声道输入信号中每一个的输出增益；第一加法单元，用来将第一声道输入信号加到与经过增益与延迟调整的第二声道信号；第一滤波器单元，用来调整从第一加法单元输出的信号的频率特性；第二加法单元，用来将第二声道输入信号加到与经过增益与延迟调整的第一声道信号；以及第二滤波器单元，用来调整从第二加法单元输出的信号的频率特性。
16.一种串音消除装置，包含增益/延迟处理单元，用来接收第一与第二输入声道信号；对第一输入声道信号进行第一增益与第一延迟处理；对第二输入声道信号进行第二增益与第二延迟处理；将经过增益/延迟的第一声道信号加到第二输入声道信号，以获得第一相加信号；将经过增益/延迟的第二声道信号加到第一输入声道信号，以获得第二相加信号；以及输出第一与第二相加信号；以及滤波器单元，用来对第一相加信号进行第一卷积运算；对第二相加信号进行第二卷积运算；以及分别输出第一与第二经过卷积的信号到第一与第二扬声器。
17.一种串音处理装置，包含滤波器单元，用来分别对与左右声道扬声器相关的左右声道信号进行滤波；以及增益/延迟单元，用来通过近似对于左声道扬声器的第一头部相关转移函数，并且预先确定相对于左声道扬声器的音响空间中右耳位置与左耳位置之间的第一增益差异与第一延迟差异，来处理经过滤波的左声道信号；以及通过近似对于右声道扬声器的第二头部相关转移函数，并且预先确定相对于右声道扬声器的音响空间中右耳位置与左耳位置之间的第二增益差异与第二延迟差异，来处理经过滤波的右声道信号。
18.如权利要求17所述的串音处理装置，其中使用两个卷积运算来处理左右声道信号。
19.一种利用左右声道扬声器每一个的声学转移函数之间的以下预定关系生成没有左右声道扬声器之间串音的虚拟音响的串音消除装置，H2(z)≅αz-βH1(z)]]>其中H1(z)表示左右声道扬声器中所选择的一个扬声器与靠近所选择扬声器的耳朵之间的第一声学转移函数，H2(z)表示所选择的扬声器与远离所选择扬声器的耳朵之间的第二声学转移函数，α表示所选择扬声器与靠近和远离的耳朵之间的增益差异，β表示所选择扬声器与靠近和远离的耳朵之间的延迟差异。
20.如权利要求19所述的串音消除装置，其中对于靠近和远离的耳朵两者，根据第一声学转移函数、所述增益差异、以及所述延迟差异，处理对应于所选择扬声器的所选择声道信号。
21.一种立体声生成系统，包含第一与第二扬声器；以及消除第一、第二扬声器与听众双耳之间的串音的串音消除装置，包含第一信号处理单元，用来交叉混合第一、第二声道信号与经过增益与延迟调整的第一、第二声道信号；以及第二信号处理单元，用来调整在第一信号处理单元中混合的信号的频率特性，并且向第一与第二扬声器提供具有经过调整后的频率特性的信号。
22.如权利要求21所述的系统，其中第一与第二扬声器被相对于彼此以及系统的聆听点对称地放置。
23.如权利要求21所述的系统，其中第一与第二扬声器被彼此邻近地、相对于系统的聆听点非对称地放置。
24.一种利用双声道扬声器在聆听点上生成声音的方法，该方法包含分别接收对应于第一与第二扬声器的第一与第二声道信号；根据第一扬声器与听众的第一耳之间的第一头部相关转移函数、对应的第一延迟值、以及对应的第一增益值，来近似第一扬声器与听众的第二耳之间的第二头部相关转移函数；根据第二扬声器与听众的第二耳之间的第三头部相关转移函数、对应的第二延迟值、以及对应的第二增益值，来近似第二扬声器与听众的第一耳之间的第四头部相关转移函数；以及根据第一、近似的第二、第三、以及近似的第四头部相关转移函数，来处理第一与第二声道信号，以消除第一与第二扬声器之间的串音。
25.一种消除两个扬声器与听众双耳之间的串音的方法，该方法包含以下步骤输入由头部相关转移函数HRTF进行了双耳声合成的左右声道信号；调整左声道输入信号的增益与延迟；调整右声道输入信号的增益与延迟；将左声道输入信号加到经过增益与延迟调整的右声道信号，以获得第一混合信号；按逆HRTF形式，调整第一混合信号的频率特性，并且将结果输出到左扬声器；将右声道输入信号加到经过增益与延迟调整的左声道信号，以获得第二混合信号；以及按逆HRTF形式，调整第二混合信号的频率特性，并且将结果输出到右扬声器。
26.一种计算机可读介质，包含可执行代码，用来消除两个扬声器与听众双耳之间的串音，该介质包含第一可执行代码，用来交叉混合第一、第二声道信号与经过增益与延迟调整的第一、第二声道信号；以及第二可执行代码，用来调整在第一信号处理单元中混合的信号的频率特性。
全文摘要
一种消除双声道扬声器与听众双耳之间的串音的装置与方法。该串音消除装置包含第一信号处理单元，用来交叉混合第一、第二声道信号与经过增益与延迟调整的第一、第二声道信号；以及第二信号处理单元，用来调整在第一信号处理单元中混合的信号的频率特性。
文档编号H04R3/02GK1942017SQ20061015951
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月25日 优先权日2005年9月26日
发明者金善民 申请人:三星电子株式会社