[发明专利]对立体声音频信号进行加权的装置和方法

说明书

一种信号发生器具有一个滤波器组，用于：接收至少两个音频信号，向所述音频信号施加权重，并且将所述音频信号的加权版提供给至少两个扬声器。所述信号发生器中的所述滤波器组用于施加权重，所述权重通过识别第一约束条件来推导出，所述第一约束条件限制可以向将要提供给第一扬声器的音频信号施加的权重。还确定第二扬声器的特征，所述特征影响用户相对于所述第一扬声器输出的音频信号如何感知所述第二扬声器输出的音频信号。基于所述确定的特征和所述第一约束条件来确定第二约束条件。然后确定所述权重，以便使当所述扬声器输出所述加权信号时预期用户会听到的每个信号的实际平衡与目标平衡之间的差异最小化。向将要提供给所述第一扬声器的音频信号施加的所述权重进一步根据所述第一约束条件来确定。向将要提供给所述第二扬声器的音频信号施加的所述权重进一步根据所述第二约束条件来确定。所述信号发生器可以同时实现最佳点校正和音场加宽。还通过施加权重来实现平衡音场，所述权重基于影响现实生活中的扬声器的约束条件来确定。还通过考虑各扬声器的约束条件如何影响用户对所述扬声器输出的音频信号的感知来进一步增强所述平衡音场，尤其是在这些扬声器具有某种形式的不对称排列的情况下。

技术领域

本发明涉及一种对音频信号进行加权的装置和方法，从而在用户听到这些音频信号时获得期望的音频效果。

背景技术

立体声播放常用于娱乐系统中，通过两个或更多独立的音频通道来再现声音，从而产生从不同方向听到声音的感觉，如同自然听觉。立体声优选通过相对于用户对称放置的一对立体声扬声器进行播放。然而，现实中不可避免地会遇到不对称或不平衡的立体声扬声器。例如，汽车内相对于驾驶员位置的立体声结构和小型移动设备上的不平衡扬声器设置。不对称扬声器设置不会产生良好的空间效果。这是因为，如果听众不在最佳点上，那么立体声图像就会被破坏。作为响应，许多声音图像都集中在最近的扬声器位置。这导致声场分布狭窄且空间效果不佳。

不对称扬声器排列的一个常见示例出现在智能手机等移动设备中。在移动设备中配备立体声扬声器越来越受欢迎。然而，由于硬件存在约束条件(例如尺寸、电池)，很难嵌入一双对称扬声器，特别是对智能手机而言。一种方案是使用嵌入式耳机接收器作为扬声器单元。然而，接收器和扬声器的频率响应必然会有所不同(例如，由于挡板大小不同)，这导致立体声效果差并且立体声图像不平衡。接收器/扬声器响应的均衡化可以解决立体声图像不平衡的问题，但不能实现音场加宽。

一种创建加宽音场的选择是实现支持串音消除的虚拟声源渲染。先前的研究探究了通过‘非常规’扬声器排列进行虚拟声源渲染的可能性(例如，参见Glasgel在第123次AES大会上发表的“通过4.x RACE处理进行的360度定位(360localisation via 4.x RACEprocessing)”以及Kahana等人在关于空间声音再现的第16次国际会议上发表的“关于汽车内饰中虚拟声源合成的实验(Experiments on the synthesis of virtual acousticsources in automotive interiors)”)。此研究仅限于单一虚拟声源的渲染，不考虑平衡立体音场的优化。此外，这两种方法都只考虑几何不对称的情况，无法减少由于其它不对称而造成的差异，例如两个扬声器的自然频率响应差异。因此，这些方法无法优化智能手机上的不对称扬声器设置，而且播放质量差(包括滤波器设计中的重要预回声)，并且声场加宽效果的鲁棒性受到限制，特别是在汽车环境恶劣时。本发明的目标是提供用于通过不平衡扬声器设置改进音频信号播放的概念。

发明内容

前述和其它目标通过独立权利要求的特征来实现。其它实施形式从从属权利要求、描述内容和附图中显而易见。