[发明专利]声音合成

说明书

本发明涉及声音的合成。更具体地，本发明涉及一种合成声音的 设备和方法，其中声音由参数集表示，每个集合包括表示声音的噪声 分量的噪声参数和表示其他分量的其他参数。

用参数集表示声音是众所周知的。所谓的参数编码技术被用于高 效地编码声音，用一系列参数表示声音。合适的解码器能够利用这一 系列参数充分地重建原始声音。这一系列参数可被划分为集合，每个 集合对应于个别的声音源(声道)，诸如(人)说话者或乐器。

流行的MIDI(乐器数字接口)协议允许音乐通过乐器指令的集合 表示。将每个指令分配给特定乐器。每个指令能够利用一个或更多声 道(在MIDI中称作“声部(voices)”)。将可以同时使用的声道数 目称作复调级(polyphony level)或复调(polyphony)。MIDI指令可 被高效传输和/或存储。

合成器通常包括声音定义数据，例如声音库(sound bank)或音 色(patch)数据。在声音库中，乐器声音的样本被存储为声音数据， 而音色数据为声音发生器定义控制参数。

MIDI指令使合成器从声音库中检索声音数据，并合成由该数据表 示的声音。正如普通的波表(wavetable)合成一样，这些声音数据可 以是实际的声音样本，是数字化的声音(波形)。然而，声音样本通 常需要大量存储器，这在相对较小的设备中是不可行的，特别是在诸 如移动(蜂窝)电话的手持用户设备中。

可替换地，声音样本可以由包括振幅、频率、相位和/或包络形状 参数的参数以及允许重建声音样本的参数表示。存储声音样本参数所 需要的存储量通常大大低于存储实际的声音样本所需要的存储量。然 而，声音的合成可能具有庞大的计算量。当需要对表示不同声道(MIDI 中的“声部”)的很多参数集合进行同时合成(高度的复调)时，尤 其是这样。计算负担通常随着要被合成的通道(“声部”)数量而线 性增长，也就是说，随着复调的程度线性增长。这就使得在手持设备 中使用这种技术非常困难。

由M.Szczerba，W.Oomen和M.Klein Middelink完成的论文 “Parametric Audio Coding Based Wavetable Synthesis”，Audio Engineering Society Convention Paper No.6063，柏林(德国)， 2004年5月，公开了一种SSC(正弦编码)波表合成器。SSC编码器 将音频输入分解为瞬时、正弦和噪声分量，并为这些分量的每一个生 成参数表示。这些参数表示被存储在声音库中。SSC解码器(合成器) 利用该参数表示重建原始音频输入。为了重建噪声分量，个别声道的 时间包络与各自的增益结合并相加，然后将白噪声与该组合的时间包 络相混合，以产生在时间上整形的噪声信号。利用个别声道的频谱包 络参数产生滤波器系数，该滤波器系数用于对时间上整形的噪声信号 进行滤波，从而产生在时间上和频谱上均被整形的噪声信号。

尽管这种已知的配置非常有效，然而，为很多声道确定时间包络 和频谱包络需要大量的计算负荷。在很多现代的声音系统中，能够使 用64声道，并且正在设想数量更多的声道。这就使得该已知的配置不 适宜用在计算能力有限的相对较小的设备中。

另一方面，对在诸如移动电话的手持用户设备中实现声音合成的 需求正在增加。消费者现在希望他们的手持设备可以产生范围较广的 声音，诸如不同的铃声。

因此，本发明的目的是克服现有技术的这些和其他问题，并提供 一种合成声音的噪声分量的设备和方法，该设备和方法更高效，并能 降低计算负荷。

因此，本发明提供一种合成声音的设备，其中声音由参数集表示， 每个集合包括表示声音的噪声分量的噪声参数，该设备包括：

-选择装置，基于感知相关值(perceptual relevance value)， 从全部集合中选择有限数目的集合，

-合成装置，只利用所选择集合的噪声参数合成噪声分量。

通过选择有限数目的参数集并只利用这些有限数目的参数集进行 合成，有效地丢弃剩余集合，能够大大降低合成的计算负荷。通过利 用感知相关值选择集合，没有使用某些参数集的感知效果惊人地小。