專利名稱：音頻信號(hào)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)于語音和音樂信號(hào)的音頻信號(hào)處理裝置。
盡管語音和聲音信號(hào)來自于由揚(yáng)聲器的排列所確定的某個(gè)方向，然而有語音和音樂應(yīng)當(dāng)如聽眾所能感知到的看來是來自不同方向的要求。
為了達(dá)到這一目的，依照本發(fā)明的音頻信號(hào)處理裝置裝備有用于通過一個(gè)或多個(gè)(n)不同的輸入通道提供語音和音樂信號(hào)的信號(hào)提供裝置，用來充分分離語音和音樂信號(hào)的分離裝置，用來按照想要的虛擬空間展寬來轉(zhuǎn)換音樂信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換器裝置，通過它音樂信號(hào)能夠通過一個(gè)或多個(gè)(m)不同的輸出通道被聽到，和用于將語音信號(hào)和轉(zhuǎn)換后的音樂信號(hào)合并的合并裝置。
對(duì)于n＝2和m＝2的情況，即對(duì)于傳統(tǒng)的立體聲聲音再現(xiàn)來說，例如耳機(jī)的使用，通過依照本發(fā)明的音頻信號(hào)處理裝置的使用能夠聽到音樂帶有虛擬空間展開，而語音信號(hào)作為單一信號(hào)能夠通過兩個(gè)通道(左和右)被相等地分配，或能夠通過兩通道(左或右)中的一個(gè)被聽到，上述這些是確實(shí)的。以更寬的空間虛擬展開聽到的音樂在下文中為了簡(jiǎn)化稱為“展寬的”音樂。從而，依照本發(fā)明的裝置使得加寬音樂但并不加寬語音成為可能，并且對(duì)各語音和音樂信號(hào)以及對(duì)語音和音樂的同時(shí)再現(xiàn)都起作用。
因?yàn)樵谀承┣闆r下使語音從任何另外想要的方向出現(xiàn)會(huì)是所希望的，而且依照本發(fā)明提出確定語音信號(hào)發(fā)出方向的信號(hào)方向檢測(cè)裝置，和用來按照在語音信號(hào)能夠被聽到的方向想要的虛擬轉(zhuǎn)換來轉(zhuǎn)換語音信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換器裝置，轉(zhuǎn)換后的語音信號(hào)和轉(zhuǎn)換后的音樂信號(hào)在合并裝置中被結(jié)合在一起，上述這些是可能的。
例如，不論演講者是固定的或來回走動(dòng)的，或者即使存在幾個(gè)演講者連續(xù)地從不同的空間角度向聽眾席演說，本方法使得語音信號(hào)仍然從演講者的方向通過耳機(jī)被聽到成為可能。按照本發(fā)明的方法對(duì)視頻會(huì)議也可以是很重要的，其中語音也能夠被制成來源于顯示的視頻圖像上的演講者的方向，而不來源于圖像和聲音被記錄的方向。當(dāng)圖像和聲音被感知的方向不一致時(shí)，可能會(huì)特別不理想并反過來影響語音的易懂性。
上面提到的第二轉(zhuǎn)換器裝置可以配備一個(gè)或幾個(gè)附加的輸入通道，通過它語音和位置信號(hào)能夠從具有位置記錄裝置的話筒被提供。另外的演講者的語音信號(hào)能夠以這種方式插入并像來自該演講者的方向一樣被再現(xiàn)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及音頻再現(xiàn)系統(tǒng)，它裝備有上述的音頻信號(hào)處理裝置，并裝備有用于分離輸出通道產(chǎn)生放大的語音和音樂信號(hào)的聲音再現(xiàn)裝置。
本發(fā)明還涉及裝備有上述音頻信號(hào)處理裝置的視聽再現(xiàn)系統(tǒng)和圖像屏幕與聲音再現(xiàn)裝置一體化的單元。
現(xiàn)在，本發(fā)明將參照對(duì)應(yīng)的附圖
在下面被更詳細(xì)地說明，該附圖是表示依照本發(fā)明的音頻信號(hào)處理裝置的功能的方框圖。
在附圖中表示的圖形示出一個(gè)n路輸入信號(hào)Sn(M+S)被濾波的語音濾波器1，語音信號(hào)Sn(S)只在輸出時(shí)出現(xiàn)。音樂信號(hào)Sn(M)通過差分裝置2從輸入信號(hào)和語音信號(hào)中獲得。實(shí)際上，語音濾波器和差分裝置共同形成分離裝置，該分離裝置用來從音樂信號(hào)中充分地分離語音信號(hào)。這樣的分離裝置本質(zhì)上由卡拉OK(karaoke)技術(shù)而公知，并且基于以下的效果，例如，語音出現(xiàn)在某個(gè)頻帶或通過輸入信道用固定的加權(quán)或隨揚(yáng)聲器的移動(dòng)而改變的加權(quán)被分配。
在(第一)轉(zhuǎn)換器3中，音樂信號(hào)Sn(M)按照想要的虛擬空間加寬被轉(zhuǎn)換為所謂的加寬音樂信號(hào)Sm′(M)，由此音樂信號(hào)能夠通過各個(gè)通道被聽到。輸入通道數(shù)n顯然不需要等于輸出通道數(shù)m。這樣的音樂加寬技術(shù)也已經(jīng)公知，例如從US-A-5,742,687中可知。最終，通過合并裝置4語音信號(hào)Sn(S)能夠再次與加寬的音樂信號(hào)合并。以這種方式音樂信號(hào)被加寬，而語音信號(hào)象來自原始方向一樣被感知。如果存在兩個(gè)信道，并且音樂信號(hào)和語音信號(hào)通過兩個(gè)揚(yáng)聲器L(左)和R(右)被放大和再現(xiàn)，用該系統(tǒng)能夠達(dá)到音樂象來自兩個(gè)虛擬的揚(yáng)聲器一樣被感知，而語音象來自兩個(gè)揚(yáng)聲器的兩者或兩者中的一個(gè)一樣被感知。
因?yàn)檎Z音信號(hào)也能夠象來自可調(diào)整的方向一樣被感知會(huì)是所希望的，如圖所示的音頻信號(hào)處理裝置另外配備有信號(hào)方向檢測(cè)裝置5和第二轉(zhuǎn)換器裝置6。語音信號(hào)所來源的方向在信號(hào)方向確定裝置中被確定，例如通過公知的PCA(主分量分析)技術(shù)的使用。語音信號(hào)在語音信號(hào)能夠被聽到的方向上按照想要的虛擬轉(zhuǎn)換在轉(zhuǎn)換器裝置6中被轉(zhuǎn)換為語音信號(hào)Sm′(S)。以公知的方式信號(hào)經(jīng)過矩陣乘法，對(duì)于想要的虛擬通道的矩陣系數(shù)通過校準(zhǔn)被確定，從而實(shí)現(xiàn)通過實(shí)際通道傳送的信號(hào)好像來自虛擬通道一樣被感知。如果存在兩個(gè)通道，并且語音以放大的形式通過兩個(gè)揚(yáng)聲器L(左)和R(右)被傳送，例如都同樣地強(qiáng)，這樣的矩陣乘法實(shí)現(xiàn)了感知較強(qiáng)的信號(hào)象來自一只揚(yáng)聲器而不是另一只揚(yáng)聲器，這意味著與由揚(yáng)聲器確定的原始方向相比較，語音是由矩陣系數(shù)確定的不同的(虛擬的)方向被感知。
上面提到的第二轉(zhuǎn)換器裝置6可以另外配備有一個(gè)或幾個(gè)附加的輸入通道7，通過它語音和位置信號(hào)能夠從具有位置檢測(cè)裝置的話筒被提供。另外的演講者的語音信號(hào)從而能夠如同它們來自該演講者的方向一樣被插入和再現(xiàn)。
轉(zhuǎn)換的語音和音樂信號(hào)可以通過合并裝置4再次被結(jié)合在一起成為信號(hào)Sm′(M+S)。音樂信號(hào)從而被展寬，而語音信號(hào)象來自可以被調(diào)整的方向一樣被感知。如果存在兩個(gè)通道，并且音樂和語音以放大的形式通過兩個(gè)揚(yáng)聲器L(左)和R(右)被傳送，通過該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)音樂象來自兩個(gè)虛擬揚(yáng)聲器一樣被感知而語音象來自某個(gè)選定的方向一樣被感知是有可能的。
顯然，本發(fā)明不限于僅存在兩個(gè)輸入和輸出通道的應(yīng)用。實(shí)際上任何希望的輸入和輸出通道的數(shù)目都是可能的。從而，單聲道信號(hào)S1(M+S)可以通過一個(gè)輸入通道提供給音頻處理裝置，而一個(gè)指定的語音信號(hào)則可以通過附加的輸入通道，而輸出信號(hào)以單通道或以立體聲被再現(xiàn)，例如在視頻會(huì)議的情況下。這樣的情況可以與信號(hào)S2(M+S)通過兩個(gè)分離的輸入通道被提供給該音頻信號(hào)處理裝置的情況相比。
權(quán)利要求
1.一種音頻信號(hào)處理裝置，設(shè)有用來通過一個(gè)或幾個(gè)(n)不同的輸入通道提供語音和音樂信號(hào)的信號(hào)提供裝置，用來充分地分離語音和音樂信號(hào)的分離裝置，用來按照想要的虛擬空間展寬轉(zhuǎn)換音樂信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換器裝置，通過它音樂信號(hào)能夠通過一個(gè)或多個(gè)(m)不同的輸出通道被聽到，以及用來合并語音信號(hào)和轉(zhuǎn)換后的音樂信號(hào)的合并裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理裝置，其特征在于，還設(shè)有用來確定語音信號(hào)來源方向的信號(hào)方向檢測(cè)裝置，和按照在語音信號(hào)能夠被聽到的方向上想要的虛擬變化來轉(zhuǎn)換語音信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換器裝置，轉(zhuǎn)換后的語音信號(hào)和轉(zhuǎn)換后的音樂信號(hào)在合并裝置中被結(jié)合在一起。
3.如權(quán)利要求2所述的音頻信號(hào)處理裝置，其特征在于，第二轉(zhuǎn)換器裝置配有一個(gè)或多個(gè)附加的輸入通道，通過這些通道語音和位置信號(hào)能夠由具有位置記錄裝置的話筒提供。
4.設(shè)有權(quán)利要求1、2或3所述音頻信號(hào)處理裝置和設(shè)有用于各個(gè)輸出通道再現(xiàn)放大的語音和音樂信號(hào)的聲音再現(xiàn)裝置的一種音頻再現(xiàn)系統(tǒng)。
5.設(shè)有權(quán)利要求1、2或3所述音頻信號(hào)處理裝置和設(shè)有圖象屏幕與聲音再現(xiàn)裝置一體化的單元的視聽再現(xiàn)系統(tǒng)。
全文摘要
一種音頻信號(hào)處理裝置，包括通過一個(gè)或多個(gè)輸入通道以提供語音和音樂信號(hào)的信號(hào)提供裝置。該裝置還包括分離語音和音樂信號(hào)的分離裝置。第一轉(zhuǎn)換器裝置被用來從一個(gè)或多個(gè)輸入通道把音樂信號(hào)轉(zhuǎn)換為要求的虛擬展寬。合并裝置被用來合并語音信號(hào)和轉(zhuǎn)換后的音樂信號(hào)。
文檔編號(hào)G10K15/04GK1478371SQ00804172
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2000年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月24日
發(fā)明者R·M·阿爾茨, R·T·J·托寧德克爾斯, G·C·P·洛克霍夫, J 托寧德克爾斯, P 洛克霍夫, R M 阿爾茨 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司