專利名稱：用于增強(qiáng)立體聲信號(hào)的電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使適應(yīng)于增強(qiáng)包括左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)的立體聲信號(hào)的電路。
本發(fā)明還涉及一種增強(qiáng)包括左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)的立體聲信號(hào)的方法。
本發(fā)明還涉及一種用于再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的裝置。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種包括可以由處理器所執(zhí)行的指令的記錄載體。
背景技術(shù)：
這樣的電路從EP 0 664 661 A1中可知。如果左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)并不相等，則所公開(kāi)的電路產(chǎn)生一增強(qiáng)的立體聲信號(hào)。
在EP 0 664 661 A1中所說(shuō)明的電路具有這樣的缺陷，即如果左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)的相位相等但幅度不相同，則它還增強(qiáng)立體聲信號(hào)。如果立體聲信號(hào)包括其中左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)相等但是兩個(gè)信號(hào)的幅度不同的對(duì)話，則所述對(duì)話的立體像(stereo image)被EP0 664 661中所公開(kāi)的電路增強(qiáng)。用戶將其感受為一種不愉快的方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減輕現(xiàn)有技術(shù)的所述缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的是利用這樣的電路而取得的，即所述電路的特征在于它包括用于計(jì)算左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)之間的交叉相關(guān)的裝置；在交叉相關(guān)的基礎(chǔ)上用于產(chǎn)生包括被增強(qiáng)的左信號(hào)和被增強(qiáng)的右信號(hào)的被增強(qiáng)立體聲信號(hào)的裝置，其中當(dāng)交叉相關(guān)較小時(shí)所述被增強(qiáng)的立體聲信號(hào)更強(qiáng)；用于將左輸入信號(hào)和被增強(qiáng)的左信號(hào)相加到一起以便于獲得左輸出信號(hào)的第一加法裝置；以及用于將右輸入信號(hào)和被增強(qiáng)的右信號(hào)相加到一起以便于獲得右輸出信號(hào)的第二加法裝置。
這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即如果左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)具有小的(交叉)相關(guān)，則僅立體聲信號(hào)被增強(qiáng)。
根據(jù)本發(fā)明電路的實(shí)施例的特征在于使電路進(jìn)一步適應(yīng)于右輸入信號(hào)和左輸入信號(hào)彼此相減以便于獲得差分信號(hào)，取決于交叉相關(guān)和所述差分信號(hào)產(chǎn)生被增強(qiáng)的左信號(hào)，以及取決于交叉相關(guān)和所述差分信號(hào)產(chǎn)生被增強(qiáng)的右信號(hào)。
這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即如果左輸入信號(hào)和右輸出信號(hào)最大程度地不同，則加寬立體聲信號(hào)的效果-增強(qiáng)立體聲信號(hào)的效果變得更強(qiáng)。對(duì)于系統(tǒng)的使用者這產(chǎn)生額外的空間聲效果。
根據(jù)本發(fā)明電路的實(shí)施例的特征在于使所述電路進(jìn)一步適應(yīng)于產(chǎn)生為右輸入信號(hào)和被增強(qiáng)的右信號(hào)之和的右輸出信號(hào)，以及產(chǎn)生為右輸入信號(hào)和被增強(qiáng)的左信號(hào)之和的左輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明電路的進(jìn)一步實(shí)施例的特征在于使所述電路進(jìn)一步適合于相對(duì)于彼此比例縮放右輸入信號(hào)和被增強(qiáng)的右信號(hào)以及相對(duì)于彼此比例縮放左輸入信號(hào)和被增強(qiáng)的左信號(hào)。
這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即電路的使用者可以根據(jù)其自己的偏愛(ài)確定立體聲信號(hào)的增強(qiáng)。
根據(jù)本發(fā)明電路的進(jìn)一步實(shí)施例的特征在于使所述電路進(jìn)一步適應(yīng)于選取左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)的平均值以便于形成中心信號(hào)。
這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即電路以簡(jiǎn)單的方式直接地從已經(jīng)可用的信號(hào)中直接地計(jì)算中心信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于所述裝置包括如權(quán)利要求1所定義的電路。
根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于所述方法包括下述步驟計(jì)算左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)之間的交叉相關(guān)；取決于交叉相關(guān)，產(chǎn)生被增強(qiáng)的右信號(hào)，以及取決于交叉相關(guān)，產(chǎn)生被增強(qiáng)的左信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的記錄載體的特征在于指令使處理器能夠執(zhí)行如權(quán)利要求8中所定義的方法。
從此后所說(shuō)明的實(shí)施例中本發(fā)明的這些和其它方面是顯而易見(jiàn)的且參考所述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的這些和其它方面加以闡明。


在所述附圖中
圖1是作為本發(fā)明實(shí)施例的第一電路的方框圖，圖2是用在根據(jù)本發(fā)明電路中的相關(guān)裝置的方框圖，圖3是作為本發(fā)明實(shí)施例的第二電路的方框圖，圖4是作為本發(fā)明實(shí)施例的第三電路的方框圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的裝置，圖6示出根據(jù)本發(fā)明的記錄載體的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出作為本發(fā)明實(shí)施例的電路100。電路100包括相關(guān)裝置110、環(huán)繞信號(hào)處理裝置120、第一加法裝置130和第二加法裝置140。圖1還示出左揚(yáng)聲器150和右揚(yáng)聲器160。左揚(yáng)聲器150被連接到電路100的左輸出且右揚(yáng)聲器160被連接到電路100的右輸出。
左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R被施加到電路100。左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R被施加到相關(guān)裝置110。相關(guān)裝置110產(chǎn)生與左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R的交叉相關(guān)有關(guān)的環(huán)繞信號(hào)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，如果左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R被完全相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為1)，則它保持環(huán)繞信號(hào)S具有最小值。在本發(fā)明的相同優(yōu)選實(shí)施例中如果兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)系數(shù)為0，則環(huán)繞信號(hào)S具有最大值。
環(huán)繞信號(hào)S被施加到環(huán)繞信號(hào)處理器120。這樣的環(huán)繞信號(hào)處理器本身從WO 99/41947中已知。這個(gè)文件中的環(huán)繞信號(hào)處理器將環(huán)繞信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)進(jìn)一步的環(huán)繞信號(hào)，以便于將虛聲源與左和右揚(yáng)聲器鄰接放置。所述進(jìn)一步的環(huán)繞信號(hào)通過(guò)借助于濾波器將環(huán)繞信號(hào)分裂而建立。這個(gè)濾波器將環(huán)繞信號(hào)的至少被選擇的頻率帶分裂成具有主要不相連的頻率帶的兩個(gè)信號(hào)。不相連的頻率帶是互補(bǔ)的且聯(lián)合地構(gòu)成環(huán)繞信號(hào)的所選擇的頻率帶。所述進(jìn)一步的環(huán)繞信號(hào)之一例如通過(guò)加法被與左信號(hào)組合，并且另一進(jìn)一步的環(huán)繞信號(hào)被與右信號(hào)組合。經(jīng)組合的信號(hào)被施加到左和右揚(yáng)聲器用于再現(xiàn)。WO 99/41947的內(nèi)容在此被引入作為參考。
環(huán)繞信號(hào)處理器120基于環(huán)繞信號(hào)S產(chǎn)生被增強(qiáng)的左信號(hào)SL和被增強(qiáng)的右信號(hào)SR。在如圖1所示的本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)第一加法裝置130被增強(qiáng)的左信號(hào)SL被相加到左輸入信號(hào)L，以及通過(guò)第二加法裝置140被增強(qiáng)的右信號(hào)SR被相加到右輸入信號(hào)R。通過(guò)這種方式，產(chǎn)生左輸出信號(hào)LO和右輸出信號(hào)RO。在所示的實(shí)施例中，左輸出信號(hào)被直接地施加到左揚(yáng)聲器且右輸出信號(hào)被直接地施加到右揚(yáng)聲器160。電路100的輸出信號(hào)可被進(jìn)一步加以處理，其當(dāng)然并不減損本發(fā)明的范圍。進(jìn)一步處理的實(shí)例是放大或低音增強(qiáng)。
圖2示出相關(guān)裝置110的實(shí)施例。在所呈現(xiàn)的相關(guān)裝置的實(shí)施例中，左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R通過(guò)減法裝置210被彼此相減，以便于形成差分信號(hào)D。左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R也被施加到相關(guān)單元220。相關(guān)單元220計(jì)算左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R之間的交叉相關(guān)。這優(yōu)選地以從本身可知的“滑移”間隔而得以實(shí)現(xiàn)。交叉相關(guān)可作為選擇地以不相連的時(shí)間間隔加以計(jì)算，其并不減損本發(fā)明的范圍。
相關(guān)單元220的輸出是具有這樣值的信號(hào)CR，所述值與兩個(gè)輸入信號(hào)的相關(guān)系數(shù)成比例。差分信號(hào)D和相關(guān)信號(hào)CR在乘法裝置230中彼此相乘以便于形成環(huán)繞信號(hào)S。輸入信號(hào)和環(huán)繞信號(hào)S之間的相關(guān)可以優(yōu)選地以關(guān)系式(1)中所示的方法被表示。在關(guān)系式(1)中，ρ是左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R之間的相關(guān)系數(shù)且α是任選標(biāo)量。在所示的實(shí)施例中通過(guò)放大裝置240可實(shí)現(xiàn)與標(biāo)量α的相乘。優(yōu)選地標(biāo)量α具有√2的額定值。
圖3示出作為本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的電路300。電路300包括相關(guān)裝置310、環(huán)繞信號(hào)處理裝置320、第一加法裝置330和第二加法裝置340。圖3還示出左揚(yáng)聲器350和右揚(yáng)聲器360。左揚(yáng)聲器350被連接到電路300的左輸出且右揚(yáng)聲器360被連接到電路300的右輸出。電路300還包括第一放大裝置370和第二放大裝置380。
電路300的操作大體上與電路100(圖1)的操作相同。差別在于被增強(qiáng)的左信號(hào)SL和被增強(qiáng)的右信號(hào)SR在分別被相加到左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)之前它們可以被系數(shù)α比例縮放。對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將明顯地是系數(shù)α還可大于1，以為了在被增強(qiáng)的信號(hào)被相加到輸入信號(hào)之前它們得到放大。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，放大系數(shù)α是可調(diào)節(jié)的。所述調(diào)節(jié)可由使用者進(jìn)行但也可由另外的設(shè)備進(jìn)行。對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將明顯地是，在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，左輸入信號(hào)L可以相對(duì)于被增強(qiáng)的左信號(hào)SL被比例縮放且右輸入信號(hào)R可以相對(duì)于被增強(qiáng)的右信號(hào)SR被比例縮放。
圖4示出作為本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的電路400。電路400包括用于計(jì)算兩個(gè)信號(hào)之間的交叉相關(guān)的相關(guān)裝置410、環(huán)繞信號(hào)處理裝置420、第一加法裝置430和第二加法裝置440。圖4還示出左揚(yáng)聲器450和右揚(yáng)聲器460。左揚(yáng)聲器被連接到電路400的左輸出且右揚(yáng)聲器被連接到電路400的右輸出。
電路400的操作大體上與電路100(圖1)的操作相同。電路400還包括使適應(yīng)于將左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R相加到一起以便于形成中心信號(hào)C的第三加法裝置445。中心信號(hào)C作為被施加到中央揚(yáng)聲器490的中心輸出信號(hào)CO從電路400被輸出。
在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，中心信號(hào)在從電路400被輸出之前它被進(jìn)一步加以處理。電路400包括用于從中心信號(hào)中去除具有高于200Hz頻率的全部信號(hào)組分的任選低通濾波器485。由于當(dāng)?shù)托盘?hào)組分由揚(yáng)聲器再現(xiàn)時(shí)它們給出少的方向性信息，所以這并不減損輸入信號(hào)增強(qiáng)的質(zhì)量。在這個(gè)實(shí)施例中，中心輸出信號(hào)CO可被施加到亞低音揚(yáng)聲器。
電路400還被提供有放大裝置480，其具有放大系數(shù)β用于相對(duì)于左輸出信號(hào)LO和右輸出信號(hào)RO比例縮放中心信號(hào)C。對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將明顯地是放大系數(shù)β還可小于1以便于中心信號(hào)C得到衰減。通過(guò)將左輸入信號(hào)L和右輸入信號(hào)R相加到一起而產(chǎn)生中心信號(hào)C，中心信號(hào)C將總體上是大于對(duì)聽(tīng)眾也許是自然的√2的系數(shù)。出于這個(gè)原因，放大系數(shù)β優(yōu)選地等于√2。
對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將顯然地是根據(jù)本發(fā)明的電路可是數(shù)字的和模擬的兩種。
圖5示出作為本發(fā)明實(shí)施例的用于再現(xiàn)音頻信號(hào)的裝置500。所述裝置包括作為本發(fā)明實(shí)施例的輸入裝置501、輸出裝置502和電路505。輸入裝置的可能實(shí)施例可是RF天線，帶有例如MP3文件的SACD，DVD，CD，CD-ROM，磁帶，聚乙烯唱片或裝置500的電或光輸出信號(hào)，使適合于將記錄載體上的信息轉(zhuǎn)換成光或電信號(hào)。然而，正如對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將顯然地是裝置的這個(gè)數(shù)量并不是限制性的。輸出裝置可能的實(shí)施例是CD燒錄機(jī)、電信號(hào)或RF信號(hào)。正如對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將顯然地是，裝置的這個(gè)數(shù)量也不是限制性的。
如果輸出裝置502表示電信號(hào)，則它們可以被耦合到揚(yáng)聲器510。本領(lǐng)域中的那些普通技術(shù)人員將理解到如果裝置505例如是5通道環(huán)繞聲系統(tǒng)，則這還可是一組揚(yáng)聲器。
圖6示出作為根據(jù)本發(fā)明記錄載體的實(shí)施例的磁盤610，其包括可以由處理器加以執(zhí)行并且使它能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的指令。記錄載體610可被用在計(jì)算機(jī)620中。這可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)但也可以是例如個(gè)人數(shù)字助理或UNIX工作站。計(jì)算機(jī)620包括被連接到處理器622的磁盤站621。處理器622被進(jìn)一步連接到具有輸入624和輸出625的信號(hào)處理電路623。使磁盤站621適應(yīng)于從磁盤610讀取信息并且將它傳遞到處理器622。所述信息包括這樣的指令，其可以由處理器622加以執(zhí)行并且使處理器622能夠借助于根據(jù)本發(fā)明的方法經(jīng)由信號(hào)處理電路623對(duì)在信號(hào)處理電路623的輸入624處的輸入信號(hào)進(jìn)行處理。經(jīng)處理的信號(hào)隨后經(jīng)由信號(hào)處理電路623的輸出625被傳遞到揚(yáng)聲器630用于再現(xiàn)。
在所呈現(xiàn)的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的記錄載體是磁盤610。然而，記錄載體610可作為選擇地是CD-ROM或閃卡但也可是被耦合到WAN如互聯(lián)網(wǎng)的海量存儲(chǔ)設(shè)備。然而，根據(jù)本發(fā)明載體的不同實(shí)施例是可能的并且并不減損本發(fā)明的范圍。
概括地，本發(fā)明涉及用于增強(qiáng)由左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)所表示的立體聲信號(hào)的電路(100)。通過(guò)僅使用部分并不彼此相關(guān)的左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)，例如對(duì)話的所不希望的立體聲增強(qiáng)得到消除。另一方面，聲音效果像爆炸的立體像將得到增強(qiáng)。對(duì)此大多數(shù)電影被適當(dāng)?shù)鼗旌稀Ｔ诒景l(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)進(jìn)行平均，則產(chǎn)生中心信號(hào)。本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)立體聲信號(hào)的方法。本發(fā)明還涉及一種用于再現(xiàn)聲音的裝置(500)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行碼的記錄載體(610)，從而使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
權(quán)利要求
1.一種使適應(yīng)于增強(qiáng)包括左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)的立體聲信號(hào)的電路(100)，其特征在于所述電路包括-用于計(jì)算左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)之間的交叉相關(guān)的裝置(110)；-在交叉相關(guān)(CR)的基礎(chǔ)上用于產(chǎn)生包括被增強(qiáng)的左信號(hào)(SL)和被增強(qiáng)的右信號(hào)(SR)的被增強(qiáng)立體聲信號(hào)的裝置(120)，其中當(dāng)交叉相關(guān)(CR)較小時(shí)所述被增強(qiáng)的立體聲信號(hào)更強(qiáng)，-用于將左輸入信號(hào)(L)和被增強(qiáng)的左信號(hào)(SL)相加到一起以便于獲得左輸出信號(hào)(LO)的第一加法裝置(130)，以及-用于將右輸入信號(hào)(R)和被增強(qiáng)的右信號(hào)(SR)相加到一起以便于獲得右輸出信號(hào)(RO)的第二加法裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電路(100)，其特征在于使所述電路進(jìn)一步適應(yīng)于-右輸入信號(hào)(R)和左輸入信號(hào)(L)彼此相減以便于獲得差分信號(hào)(D)，-取決于交叉相關(guān)(CR)和所述差分信號(hào)(D)產(chǎn)生被增強(qiáng)的左信號(hào)(SL)，以及-取決于交叉相關(guān)(CR)和所述差分信號(hào)(D)產(chǎn)生被增強(qiáng)的右信號(hào)(SR)。
3.如權(quán)利要求1的電路，其特征在于使所述電路(300)進(jìn)一步適應(yīng)于-在將右輸入信號(hào)(R)和被增強(qiáng)的右信號(hào)(SR)相加到一起之前其相對(duì)于彼此進(jìn)行比例縮放，以及-在將左輸入信號(hào)(L)和被增強(qiáng)的左信號(hào)(SL)相加到一起之前其相對(duì)于彼此進(jìn)行比例縮放。
4.如權(quán)利要求1的電路，其特征在于使所述電路(400)進(jìn)一步適應(yīng)于選取左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)的平均值以便于形成中心信號(hào)(C)。
5.如權(quán)利要求1的電路，其特征在于使所述電路(400)進(jìn)一步適應(yīng)于選取被增強(qiáng)的左信號(hào)(SL)和被增強(qiáng)的右信號(hào)(SR)的平均值以便于形成中心信號(hào)(C)。
6.如權(quán)利要求4或5的電路，其特征在于所述電路進(jìn)一步包括濾波器(480)、使所述濾波器(480)適應(yīng)于以如此方式對(duì)中心信號(hào)(C)進(jìn)行濾波以便于較高的頻率組分被從中心信號(hào)(C)中去除。
7.一種增強(qiáng)包括左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)的立體聲信號(hào)的方法，其特征在于所述方法包括下述步驟-計(jì)算左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)之間的交叉相關(guān)(CR)；-產(chǎn)生包括被增強(qiáng)的左信號(hào)(SL)和被增強(qiáng)的右信號(hào)(SR)的被增強(qiáng)立體聲信號(hào)，其中當(dāng)交叉相關(guān)(CR)較小時(shí)所述被增強(qiáng)的立體聲信號(hào)更強(qiáng)，-將左輸入信號(hào)(L)和被增強(qiáng)的左信號(hào)(SL)相加到一起以便于獲得左輸出信號(hào)(LO)，以及-將右輸入信號(hào)(R)和被增強(qiáng)的右信號(hào)(SR)相加到一起以便于獲得右輸出信號(hào)(RO)。
8.一種用于再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的裝置(500)，其特征在于所述裝置(500)包括如權(quán)利要求1的電路。
9.一種包括可以由處理器(622)加以執(zhí)行的指令的記錄載體(610)，其特征在于所述指令使處理器(622)能夠執(zhí)行如權(quán)利要求7所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于增強(qiáng)由左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)所表示的立體聲信號(hào)的電路(100)。通過(guò)僅使用彼此并不相關(guān)的部分左輸入信號(hào)(L)和右輸入信號(hào)(R)，例如對(duì)話中所不希望的立體聲增強(qiáng)得到消除。另一方面，聲音效果如爆炸的立體圖像將得到增強(qiáng)。為此大多數(shù)電影被適當(dāng)?shù)丶右曰旌?。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將左輸入信號(hào)和右輸入信號(hào)進(jìn)行平均產(chǎn)生中心信號(hào)。本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)立體聲信號(hào)的方法。本發(fā)明還涉及一種用于再現(xiàn)聲音的裝置(500)。本發(fā)明還涉及包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行碼的記錄載體(610)，從而使計(jì)算機(jī)(620)能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
文檔編號(hào)H04S1/00GK1600046SQ02824249
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月5日
發(fā)明者R·艾旺, R·M·阿特斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司