[发明专利]一种用于空间化声音的音频信号处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理领域，尤其是涉及一种用于空间化声音的音频信号处理方法及装置。

背景技术

所谓声音空间化声音系统其关键在于体现声音源与声波辐射的空间属性。声音具有很多属性，其最基本的属性包括和时间相关的波长、频率，以及和响度相关的响度、声压级等参数。人类听觉之所以能够对这一系列声音特性进行判断，最基本的一点便是人类拥有一对耳朵。两只耳朵分别位于头部的左侧及右侧。人脑通过两只耳朵之间的响度、频率及时间的差别来定位声音，使得人们能够感知出声源的位置。

对于声音的左右定位，有两点最明显的差别：

(1)在高频范围，由于声源到双耳的距离差别，使响度产生差别，即ILD(Interaural Level Differences，双耳水平差)或IID(Interaural Intensity Differences，双耳响度差)。

(2)在所有频率范围内，由于双耳本身的距离差别，使时间产生差别，即ITD(Interaural Time Differences，双耳时间差)。

通常情况下，响度差和时间差的共同作用使得人能够判断声音位置。更深层次研究发现在不同的频率上，这两种差别有不同的作用。Lord Rayleigh在1907年提出的Duplex Theory指出低频定位依靠时间差，而高频定位依靠响度差。

空间化声音可以通过使用2只传声器进行拾取，再通过2只扬声器进行回放。例如OTRF拾音制式，即使用2只单指向传声器，振膜相距17厘米，互成110度的角度。17厘米的差距使得时间产生差别；110度的角度配合单指向传声器使得响度产生差别。回放时，使用2只扬声器独立回放2只话筒记录的声音，即可将空间化的声音再现。正是因为以2只传声器对空间化声音进行拾取，同时记录了响度差别和时间差别，使得目前的现场演出录音具有非常真实的空间感。

空间化声音也可通过人为产生响度差和时间差来模拟。这种情况在使用单声道拾音或音乐制作中非常常见。例如，同一个声音，送至2只扬声器，但两只扬声器的响度如果有差别，则人为的产生了音量差别。同理，如果2只扬声器的响度相同，但是存在时间差，则人为的产生了时间差。

目前产生响度差的方法很容易实现。例如在调音台或数字音频工作站软件上的“声像控制”和“平衡控制”可以实现对双声道中两个声道的响度比例控制。声像控制通常用于单声道通道。通过声像控制，单声道声音可以按一定比例分配到两条总线。由此产生了响度差；平衡控制通常用于立体声通道。通过平衡控制可以改变立体声左右通道的响度比例，也在一定程度上产生了响度差。

但目前产生时间差的方法比较复杂，主要难点有以下几点：

(1)产生时间差的办法是使用延迟效果器。但目前大多数延迟效果器仍然以效果处理器形式存在，用于模拟声音在空间的反射，延迟时间的最小单位为ms，以Steinberg ModDelay为例，其延迟时间显示最小单位为1ms，可输入的最小单位为0.1ms。相对于用于产生时间差的典型数值例如0.26ms，精度已经显得很低。

(2)通常的延迟处理器无法方便、直观的显示及调整左右通道之间的延迟时间。以Avid Pro Tools的Mod Delay II延迟处理器为例，其左通道与右通道的延迟时间由两个独立的控制完成，而不像用于响度差的声像控制，仅由一个控制来完成。

由于以上原因，在常见的音乐制作过程中对声音进行空间化时，由于仅仅应用了响度差，导致最终结果无法达到2只传声器拾取的空间化声音所具有的临场感和真实感。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种空间化效果好、算法简单有效的用于空间化声音的音频信号处理方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于空间化声音的音频信号处理方法，该方法具体为：

接收待处理音频信号，获取声音在空间中的位置控制参数、响度差控制强度和时间差控制强度，采用独立控制模式或一体化控制模式对待处理音频信号进行空间化处理。

所述独立控制模式具体为：

根据获取的声音在空间中的位置控制参数、响度差控制强度和时间差控制强度分别对待处理音频信号进行控制，获取空间化后的音频信号。

所述一体化控制模式具体为：

根据获取的声音在空间中的位置控制参数、响度差控制强度和时间差控制强度在2维控制界面中对待处理音频信号进行一体化控制，获取空间化后的音频信号。

2维控制界面中，X轴控制声音空间化的位置，