[发明专利]自动音色、响度以及均衡控制

说明书

技术领域

本公开涉及了一种用于处理信号、具体地是音频信号的系统和方法(一般称为“系统”)。

背景技术

收听者在房间中听到的声音是从声源笔直行进至收听者的耳朵的直接声音与间接反射声音(即，来自该声源的在其到达收听者的耳朵之前被墙壁、地板、天花板和房间中的物体回弹的声音)的组合。反射可为所需但不利的。这取决于它们的频率、级别、以及在声源所产生的直接声音后反射到达收听者的耳朵所花费的时间。反射声音可使音乐以及语音比它们原本饱满和响亮得多。反射声音还可以使原始声音增添令人愉悦的空灵感。然而，这些相同反射还可通过使得某些音符声音变得更响、同时抵消其他声音来使房间中的声音失真。反射还可在与来自声源的声音不同的时间到达收听者的耳朵，以使例如语音可识别度可以降低并且音乐无法被收听者感知。

反射受到房间的声学特性(即其“声波签名”)的严重影响。存在影响给定房间的“声波签名”的许多因素，最具影响的是房间大小、刚性、质量和反射率。房间尺寸(以及它们的比率)会对收听房间中的声音造成高度影响。房间高度、长度以及宽度确定空间以及在很大程度上声音感知最佳的地方的谐振频率。刚度和质量均在确定给定空间将如何对其内声音做出反应的方面具有重要作用。反射率简言之即为房间的外观“活跃度(liveness)”，也被称为混响时间，其为脉冲音调衰减至低于其原始强度的某些级别而花费的时间量。混响房间具有较为理想的反射率，并且因此具有较长混响时间。干燥房间具有极低的反射率，并且因此具有较短混响时间。如可看出，改变房间特性(例如，通过打开门或窗户，或者通过改变房间中的物体或人数量)可急剧地改变感知到的声音的声学的变化(例如，音品或音质)。

从心理声学的角度，音品和音质也称为“音色”，其为区分不同类型的发声(诸如话音以及乐器(弦乐器、管乐器、以及打击乐器))的音符、声音或音调的质量。声音的确定音色感知的物理特性包括频谱以及包络。简而言之，音色是使特定音乐声音不同于彼此的特性，即使是在这些音乐声音具有相同的音高和响度也是如此。例如，以相同响度来弹奏相同音符的吉他和钢琴之间存在差异。

具体来说，在小型房间(诸如车厢)内，房间签名变化对房间中生成且收听到的声音的音色的影响是显著的，并且常被收听者感知为恼人的。

发明内容

公开了一种用于自动控制收听房间中的声音信号的音色的系统。所述系统包括：时频变换区块，所述时频变换区块被配置来接收时域中的电声音信号并且生成频域中的电声音信号；频时变换区块，所述频时变换区块被配置来接收所述频域中的所述电声音信号并且生成所述时域中的再变换电声音信号；扬声器，所述扬声器被配置来从所述再变换电声音信号生成声音输出；麦克风，所述麦克风被配置来生成表示所述房间中的总声音的总声音信号，其中所述总声音包括来自所述扬声器的所述声音输出以及所述房间内的环境噪声；噪声提取区块，所述噪声提取区块被配置来从所述麦克风接收所述总声音信号并且从所述总声音信号提取表示所述房间中的所述环境噪声的估计环境噪声信号；以及均衡区块，所述均衡区块被配置来接收所述估计环境噪声信号以及所述频域中的所述电声音信号，并且被配置来根据所述估计环境噪声信号、所述电声音信号和房间相关增益信号调节所述频域中的所述电声音信号的频谱增益。所述房间相关增益信号从参考房间数据和估计房间数据确定。

还公开了一种用于自动控制收听房间中的声音信号的音色的方法。所述方法包括：从时域中的再变换电声音信号产生所述时域中的声音，其中所述时域中的电声音信号被变换成频域中的电声音信号，并且所述频域中的电声音信号再变换成所述再变换电声音信号；生成所述房间中的表示总声音的总声音信号，其中所述总声音包括来自扬声器的声音输出以及所述房间中的环境噪声；处理所述总声音信号以提取表示在所述房间中的所述环境噪声的估计环境噪声信号；以及根据所述估计环境噪声信号、所述电声音信号和房间相关增益信号，调节所述频域中的所述电声音信号的频谱增益。所述房间相关增益信号从参考房间数据和估计房间数据确定。