处理音频信号用于改进的复原的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于处理N.x声道的原始音频信号的方法，N大于1，x大于或等于0，包括以预定印记通过多声道卷积对输入的所述音频信号进行多声道处理的步骤，借助于布置在参考空间的一组扬声器通过参考声音的捕获来形成所述印记，其特征在于，所述方法包括从先前在不同声音背景中形成的多个印记中选择至少一个印记的附加步骤。
【专利说明】处理音频信号用于改进的复原的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及音频信号处理的领域，目的在于创建改进的听觉环境，尤其针对用耳机听。
现有技术
[0002]从现有技术已知，国际专利申请W0/2006/024850描述了使可听序列的复原虚拟化的方法和系统。根据这个已知的解决方案，听者可以以难以与真实扬声器相区分的真实度通过耳机听虚拟扬声器的声音。通过听者的头部的有限数量的位置，对于扬声器声源，获取个性化空间脉冲响应(PSPR)的集合。个性化空间脉冲响应被用于将用于扬声器的音频信号变换成用于耳机的虚拟输出。通过使变换基于听者头部位置，系统可以调节变换，以使听者移动他的头部时虚拟扬声器看起来不移动。
[0003]现有技术的缺点
[0004]现有技术中提出的解决方案不是特别令人满意，因为它不能够使参考声音环境个性化，不能够修改相对于要复原的序列类型的声音环境的类型。
[0005]此外，现有技术的解决方案导致使用需要大量计算资源的昂贵计算机处理操作对声音印记进行捕获的持续时间较显著。此外，这个已知解决方案不能够将立体声信号分解成N个声道，不能够提供开始不存在的声道的生成。
[0006]本发明提供的解决方案
[0007]本发明旨在提供该问题的解决方案。尤其，作为本发明主题的方法在可能选择特定声音背景的情况下，能够使用立体声文件或多声道文件将2D声音变换成3D声音，以通过虚拟化产生3D音频立体声。
[0008]因此，根据它最一般的含义，本发明涉及一种用于处理N.X声道的原始音频信号的方法，N大于1，X大于或等于0，该方法包括以预定印记通过多声道卷积对所述输入的音频信号进行多声道处理的步骤，通过布置在参考空间中的一组扬声器通过参考声音的捕获来形成所述印记，特征在于，该方法包括从先前在不同声音背景中形成的多个印记中选择至少一个印记的附加步骤。
[0009]这个解决方案，基于频率滤波、左声道和右声道之间的差分以形成中央声道以及相位的差别，能够从立体声信号创建大量立体声声道，其中每个虚拟扬声器是立体声文件。
[0010]能够将不同的印记应用到每个虚拟声道，且能够通过重新组合保持每个虚拟扬声器的3D印记的声道来创建新的最终的立体声音频文件。
[0011]有利的是，根据本发明的方法包括通过处理至少一个先前形成的印记来创建新印记的步骤。
[0012]根据一种变型，该方法还包括重新组合如此处理的N.X声道、从而产生M.y声道的输出信号的步骤，N.X不同于M.y, M大于1，y大于或等于O。
[0013]本发明的示例性实施方式的详细描述
[0014]下面将非限制性地描述本发明。[0015]根据本发明的方法被分解为一系列步骤:
[0016]创建若干系列的声音印记
[0017]通过印记库的组合来创建一系列虚拟化印记
[0018]原始声音信号的轨与一系列虚拟化印记相关联
[0019]1-印记的创律
[0020]信号的获取
[0021]创建声音印记包括在定义的环境中(例如音乐会礼堂、大厅或甚至自然空间(洞、露天场所等))布置一组以NxM声音点组织的声学印记。例如，“左-右”扬声器的简单对，或以已知方式复原参考声音信号的5.1声道或7.1声道或11.1声道扬声器。
[0022]布置一对麦克风，例如人工头部，或HRTF多向捕获麦克风，在正被讨论的环境中捕获扬声器的复原。在高频采样(例如192kHz，24位)之后，麦克风对所产生的信号被记录。
[0023]这个数字记录能够捕获表示给定声音环境的信号。
[0024]这个步骤不限于捕获扬声器产生的声音信号。也可以从放在人工头部上的耳机产生的信号实现捕获。这个变型将能够在另一组耳机上复原时，重新创建给定耳机的声音环境。
[0025]2~印记的计算
[0026]然后，这个信号经受如下处理:该处理包括施加相同条件下数字化的应用到扬声器的参考信号和麦克风捕获的信号之间的差别。这个差别通过计算机一方面接收应用到每个扬声器的参考信号的.vaw或音频文件以及另一方面接收捕获的信号作为输入来形成，从而为每个用于产生参考信号的扬声器产生“IR-脉冲响应”类型的信号。这个处理被应用到捕获的每个扬声器的每个输入信号。
[0027]该处理被应用到所捕获的每个扬声器的每个输入信号。
[0028]该处理产生一组文件，每个与定义的环境中的一个扬声器的印记相对应。
[0029]印记族的形成
[0030]对于各种声音环境和/或各种扬声器布局，再现上述步骤。对于每个新的布置，进行获取步骤，然后进行处理步骤，以产生表示新声音环境的新印记系列。
[0031]以这种方式，构造了表示给定的已知声音环境的声音印记系列的库。
[0032]虚拟环境的创建
[0033]通过结合若干系列的印记和添加与选择的印记相对应的文件，上述库被用于产生表示虚拟环境的新系列的印记，从而减少上述获取步骤期间声音环境没有扬声器的区域。
[0034]尤其通过更好地三维占据声音空间，创建虚拟环境的这个步骤使得能够提高由给定记录的应用产生的声音的一致性和动态范围。
[0035]这相当于使用很大量的扬声器的模拟环境。
[0036]这个步骤的结果是可以被应用于任何声音序列的新虚拟化的大厅印记，以改进演不(rendition)。
[0037]声音序列的处理
[0038]然后，相同的优选条件下选择、采样已知的音频序列。
[0039]如果没能做到这一点，对虚拟化的印记进行适应性改变以对要处理的音频信号减少采样和频率。[0040]已知信号例如是立体声信号。其是频率斩波的对象且斩波基于右信号和左信号之间的相位差。
[0041]从这个信号，通过将一个虚拟化的印记应用到这些斩波的组合，提取N轨。
[0042]因此，通过结合斩波的结果，以及将一个印记应用到每个轨，能够产生可变数量的轨，以创建NxM轨，N和M不必是在印记创建步骤期间使用的声道的数量。有可能例如产生较大数量的轨，用于更动态的复原，或较小数量的轨，例如用于通过耳机复原。
[0043]这个步骤的结果是一系列音频信号，所述信号随后被变换成传统立体声信号以与标准设备上的复原兼容。
[0044]自然地，还能够应用诸如信号相位旋转的处理操作。
[0045]处理声音序列的步骤可以以延迟模式进行，以产生可以在任何时刻被广播的记录。
[0046]也可以实时地执行该步骤，以在音频流被产生时处理音频流。该变型尤其适于将在流中获取的声音变换成丰富的音频声音从而以更好的动态范围来进行复原。
[0047]根据变型使用，处理使得能够产生如下信号，该信号产生有关中央声音信号的任何不确定的提升，人类大脑可能错误地将其“想象”为在后面然而其是在前面的信号。因此，进行水平运动以使大脑能够重新调整，随后重新调整重心。这个步骤包括轻微地增加中央前置虚拟扬声器的出现的水平。
[0048]无论何时音频信号被主要集中都应用这个步骤，这通常是针对音乐记录的“声音”部分的情形。优选地当中心的音频序列出现时，暂时地应用该出现增加处理。
【权利要求】
1.一种用于处理N.X声道的原始音频信号的方法，N大于1，X大于或等于O，所述方法包括以预定印记通过多声道卷积对输入的所述音频信号进行多声道处理的步骤，借助于布置在参考空间的一组扬声器通过参考声音的捕获来形成所述印记，其特征在于，所述方法包括从先前在不同声音背景中形成的多个印记中选择至少一个印记的附加步骤。
2.如权利要求1所述的处理音频信号的方法，其特征在于，所述方法包括通过处理至少一个先前形成的印记来创建新印记的步骤。
3.如权利要求1或2所述的处理音频信号的方法，其特征在于，所述方法还包括重新组合如此处理的N.X声道、从而产生M.y声道的输出信号的步骤，N.X不同于M.y，M大于1，y大于或等于O。
4.如权利要求1或2所述的处理音频信号的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤，该步骤包括声音信号被集中时暂时增加中央前置虚拟扬声器的出现水平。
【文档编号】H04S3/00GK103636237SQ201280029358
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月16日
【发明者】让-吕克·豪赖斯, 弗兰克·罗塞 申请人:让-吕克·豪赖斯, 弗兰克·罗塞