音频信号处理方法、系统、芯片和电子设备与流程

本申请涉及数据处理，具体涉及一种音频信号处理方法、系统、芯片和电子设备。

背景技术：

1、伴随娱乐体验需求的不断提升，听众对于音频信号中的声场信息的感知要求越来越高。但为获得良好的声场体验，音效系统须放置标准且听众须处于音效系统的对称中心位置，例如听众和音效系统中各个扬声器之间的位置关系需参考图1a所示。但很多场景下，如在汽车空间或者剧场中，无论是听众还是扬声器并不能完全按照标准放置。此时听众感知到的声场信息或出现丢失、或出现偏差，例如参考图1b所示，在汽车中，如果听众1坐在靠近左侧扬声器1的位置，则来自扬声器1的声音将比来自右侧的扬声器2的声音稍早到达听众1，因此，本该被感知为来自听众1的正前方的信号，现在却被感知为几乎来自于其左前方，听众1感知到的声场信息出现偏差。可见，传统的音频处理方案在某些区域容易导致播放效果差，容易影响听众的听觉体验。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供一种音频信号处理方法、系统、芯片和电子设备，以解决传统的音频处理方案在某些区域容易导致播放效果差，容易影响听众的听觉体验的问题。

2、本申请提供的一种音频信号处理方法，包括：

3、对各个播放组件对应的第一音频信号进行第一滤波处理，得到各个播放组件对应的第二音频信号，所述第一滤波处理用于扩展音频信号的声场位置信息；

4、对各个所述第二音频信号进行第二滤波处理，得到各个第三音频信号，所述第二滤波处理用于修正各个听众区对应的声场感知偏差。

5、可选地，所述对各个播放组件对应的第一音频信号进行第一滤波处理，包括：将各个所述第一音频信号分别与各个听众区对应的一路声道滤波函数进行卷积运算，得到各个听众区对应的多路滤波信号，分别对各个听众区对应的各路滤波信号进行叠加，得到各个所述第二音频信号。

6、可选地，所述播放组件包括第一组件和第二组件，各个所述听众区分别对应左声道滤波函数和右声道滤波函数；所述将各个所述第一音频信号分别与各个听众区对应的一路声道滤波函数进行卷积运算，得到各个听众区对应的多路滤波信号，分别对各个听众区对应的各路滤波信号进行叠加，得到各个所述第二音频信号，包括：将所述第一组件对应的第一音频信号分别与各个所述听众区对应的左声道滤波函数进行卷积运算，得到各个所述听众区对应的第一滤波信号；将所述第一组件对应的第二音频信号分别与各个所述听众区对应的右声道滤波函数进行卷积运算，得到各个所述听众区对应的第二滤波信号；分别对各个所述听众区对应的所述第一滤波信号和所述第二滤波信号进行叠加，得到各个所述第二音频信号。

7、可选地，所述声道滤波函数包括头部传递函数。

8、可选地，所述头部传递函数的确定过程包括：测量得到各个听众区中各路声道对应的第一传递函数；将各个所述第一传递函数分别变换至频域，得到各个第二传递函数；对各个所述第二传递函数进行正则化处理，得到消除串扰后的各个第三传递函数；将各个所述第三传递函数分别变换至时域，得到各个所述头部传递函数。

9、可选地，所述对各个所述第二传递函数进行正则化处理，包括：hoptk＝[hk’*hk+b*i]-1*hk；式中，hoptk表示第三传递函数，hk表示第二传递函数，b表示正的标量正则化因子，上标’表示转置，上标-1表征求逆运算，符号*表示相乘。

10、可选地，所述对各个所述第二音频信号进行第二滤波处理，包括：将各个所述第二音频信号输入分别输入相应听众区对应的fir自适应滤波器进行第二滤波处理。

11、可选地，所述fir自适应滤波器的滤波器参数确定过程包括：将测试音频信号输入相应听众区对应的初始滤波器，获取所述初始滤波器中的左声道响应特征和右声道响应特征；获取所述左声道响应特征的左声道相位信息和所述右声道响应特征对应的右声道相位信息；根据所述左声道相位信息和所述右声道相位信息计算所述左声道响应特征和所述右声道响应特征之间的相位差，确定相位差大于90°的选定频率段；循环修正所述选定频率段之间的相位差；在所述相位差修正至90°以内后，根据当前的滤波器参数确定fir自适应滤波器的滤波器参数。

12、可选地，所述选定频率段包括左声道频率段和右声道频率段；所述循环修正所述选定频率段之间的相位差，包括：循环控制所述左声道频率段相移dp，所述右声道频率段相移-dp，dp表示相移步长。

13、可选地，所述音频信号处理方法还包括：分别对各个所述第三音频信号进行增益处理，得到供各个所述播放组件播放的第四音频信号。

14、本申请还提供一种音频信号处理系统，包括：

15、第一滤波模块，用于对各个播放组件对应的第一音频信号进行第一滤波处理，得到各个播放组件对应的第二音频信号，所述第一滤波处理用于扩展音频信号的声场位置信息；

16、第二滤波模块，用于对各个所述第二音频信号进行第二滤波处理，得到各个第三音频信号，所述第二滤波处理用于修正各个听众区对应的声场感知偏差。

17、本申请还提供一种音频信号处理芯片，包括处理电路，所述处理电路用于执行上述任一种音频信号处理方法。

18、本申请还提供一种电子设备，包括上述任一种音频信号处理芯片。

19、可选地，上述电子设备还包括多个播放组件；各个所述播放组件分别用于播放所述音频信号处理芯片输出的一个第四音频信号。

20、本申请还提供一种电子设备，包括上述任一种马达驱动装置。

21、本申请提供的上述音频信号处理方法、系统、芯片和电子设备，对各个播放组件对应的第一音频信号进行第一滤波处理，以对第一音频信号进行粗调，得到声场位置信息更全面的第二音频信号，再对各个第二音频信号进行第二滤波处理，以修正各个听众区对应的声场感知偏差，使各个第三音频信号或各个第三音频信号对应的后续音频信号经播放组件播放时更为连贯，从而达到改善播放效果的目的。

22、进一步地，第一滤波处理通过第一音频信号分别与各个听众区对应的头部传递函数进行卷积运算实现，滤波过程在心理声学层面覆盖到双耳时间差、双耳声级差以及声音频谱结构等因素，在物理声学层面可以包含声源方位的有关信息，能够有效扩展第一音频信号的声场位置信息。

23、进一步地，第二滤波处理通过各个听众区对应的fir自适应滤波器实现，能够对第二音频信号进行相位细调，准确修正位于对应听众面临的声场感知偏差。

24、可见上述音频信号处理方法能够从多方面提升对应音频的播放效果。

技术特征：

1.一种音频信号处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述对各个播放组件对应的第一音频信号进行第一滤波处理，包括：

3.根据权利要求2所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述播放组件包括第一组件和第二组件，各个所述听众区分别对应左声道滤波函数和右声道滤波函数；

4.根据权利要求3所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述声道滤波函数包括头部传递函数。

5.根据权利要求4所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述头部传递函数的确定过程包括：

6.根据权利要求4所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述对各个所述第二传递函数进行正则化处理，包括：

7.根据权利要求3所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述对各个所述第二音频信号进行第二滤波处理，包括：

8.根据权利要求7所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述fir自适应滤波器的滤波器参数确定过程包括：

9.根据权利要求7所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述选定频率段包括左声道频率段和右声道频率段；

10.根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述音频信号处理方法还包括：

11.一种音频信号处理系统，其特征在于，包括：

12.一种音频信号处理芯片，其特征在于，包括处理电路，所述处理电路用于执行权利要求1至10任一项所述的音频信号处理方法。

13.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求12所述的音频信号处理芯片。

14.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，还包括多个播放组件；各个所述播放组件分别用于播放所述音频信号处理芯片输出的一个第四音频信号。

技术总结
本申请公开一种音频信号处理方法、系统、芯片和电子设备，音频信号处理方法包括：对各个播放组件对应的第一音频信号进行第一滤波处理，得到各个播放组件对应的第二音频信号，所述第一滤波处理用于扩展音频信号的声场位置信息；对各个所述第二音频信号进行第二滤波处理，得到各个第三音频信号，所述第二滤波处理用于修正各个听众区对应的声场感知偏差。本申请能够提高播放音频的效果。

技术研发人员：安绎文
受保护的技术使用者：上海艾为电子技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13