[发明专利]一种用于手持式播放装置的立体声扩展方法

权利要求书

1.一种用于手持式播放装置的立体声扩展方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，读入原始的双通路立体声信号，包括左通路信号L和右通路信号R；

步骤S2，将左通路信号L和右通路信号R分别进行相加和相减，得到和信号M＝L+R以及差信号S＝L-R；

步骤S3，将和信号M以及差信号S分别用一对听觉传输滤波器∑(f)和Δ(f)滤波，得到滤波后的和信号∑(f)M和滤波后的差信号Δ(f)S；

步骤S4，对滤波后的和信号∑(f)M以及滤波后差信号Δ(f)S分别进行相加和相减，得到新的左通路信号L`和新的右通路信号R`，馈给手持式播放装置重放。

2.根据权利要求1所述的用于手持式播放装置的立体声扩展方法，其特征在于，步骤S3中所述的听觉传输滤波器Σ(f)和Δ(f)，是通过刚性头部模型的2.5°到5°声源方向、0.2-0.5米距离的近场头相关传输函数和30°声源方向远场头相关传输函数得到，所述刚性头部模型在任意声源距离的头相关传输函数可由下式计算：

H(r,Γ,f)=-rexp(jkr)ka2Σl=0∞(2l+1)hl(kr)Pl(cosΓ)dhl(ka)/d(ka),]]>

其中r是声源到头中心的距离；Γ是声源方向与耳位置方向之间的夹角；f是频率；k＝2πf/c是波数，c＝343米/秒是声速；a＝0.0875米是平均头部半径；j是虚数单位；h_l(ka)是第二类球汉克尔函数；P_l(cosΓ)是勒让德多项式，

在远场，即声源距离r远大于头部半径a的远场情况，所述头相关传输函数将和距离r无关，并可由下式计算：

H(Γ,f)=-1(ka)2Σl=0∞(2l+1)jl+1Pl(cosΓ)dhl(ka)/d(ka),]]>

其具体步骤包括：

步骤S201，获取标准立体声扬声器布置时的声重放在双耳处产生的声压，即当倾听者在一对张角为2θ₀＝60°的标准立体声扬声器布置中的左、右对称的位置时，扬声器到同侧耳的头相关传输函数满足扬声器到异侧耳的头相关传输函数设馈给扬声器的原始立体声信号是L和R，那么声重放在双耳处产生的声压为：

PLPR=HLL1HLR1HRL1HRR1LR=α1β1β1α1LR;]]>

步骤S202，获取在手持式播放装置中声重放在双耳处产生的声压，即为在手持式播放装置中，一对近距离、窄张角扬声器到同侧耳的头相关传输函数为H_LL＝H_RR＝α，到异侧耳的头相关传输函数为H_RL＝H_LR＝β，馈给扬声器的信号为L`和R`，那么声重放在双耳处产生的声压为：

PL'PR'=HLLHLRHRLHRRL'R'=αββαL'R';]]>

步骤S203，令手持式播放装置中声重放在双耳处产生的声压与标准立体声扬声器布置时的声重放在双耳处产生的声压相等，得到：

L'R'=αββα-1α1β1β1α1LR=G1(f)G2(f)G2(f)G1(f)LR,]]>

其中，

G1(f)=αα1-ββ1α2-β2]]>G2(f)=αβ1-βα1α2-β2;]]>

步骤S204，信号处理中再引入为改善重放音色的音色均衡处理，即在信号L`和R`中，乘上一个公共的与频率有关的因子：

EQ=|α2-β2||αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2,]]>

将EQ代入G₁(f)和G₂(f)，得到：

G'1(f)=αα1-ββ1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2]]>

G'2(f)=αβ1-βα1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2;]]>

步骤S205，根据步骤S203及步骤S204中所述公式得出等价式：

L'R'=111-1Σ'(f)00Δ'(f)1001,]]>

即得出∑`(f)和Δ`(f)为：

Σ'(f)=0.5[G'1(f)+G'2(f)]]]>

=0.5αα1-ββ1+αβ1-βα1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2]]>

Δ'(f)=0.5[G'1(f)-G'2(f)]]]>

=0.5αα1-ββ1-αβ1+βα1|αα1-ββ1|2+|αβ1-βα1|2|α2-β2|α2-β2]]>

步骤S206，对Σ`(f)和Δ`(f)进行200Hz～300Hz以上的高通滤波，用以滤除在200Hz或300Hz以下的低频成分，即得到听觉传输滤波器Σ(f)和Δ(f)。