[发明专利]扬声器重放的双声道信号处理方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理技术领域，具体地说，涉及一种双扬声器立体声重放的双声道信号处理方法、装置及系统。

背景技术

在采用双扬声器重放立体声或虚拟特定方位的声像时，我们总是期望左耳只听到左扬声器播放的声音，右耳只听到右扬声器播放的声音。然而，双扬声器在播放时会存在所谓的“串声”问题，即左耳既能听到左扬声器播放的声音，又能听到右扬声器播放的声音，反之亦然。这种交叉串声的存在，使得声像被限制在两扬声器之间，严重影响重放声音的声像准确度。

为了使左扬声器播出的声音只能被左耳听到，右扬声器播放的声音只能被右耳听到，需在双扬声器的立体声重放系统中引入串声消除装置，用于消除或衰减串声的影响，能有效地修正声像方位，以增强声音的空间立体感。

公告号为CN1942017A的专利文献中公开了一种消除两个扬声器与听众双耳之间串音的装置，即双声道信号处理装置，其包括第一信号处理单元与第二信号处理单元。第一信号处理单元用来交叉混合第一、第二声道信号与经过增益及延时调整的第一、第二声道信号。第二信号处理单元包括第一滤波器单元与第二滤波器单元；第一滤波器单元为头相关传播函数HRTF的逆形式，用来调整在第一信号处理单元中第一加法单元混合的信号的频率特性；第二滤波器单元为头相关传播函数HRTF的逆形式，用来调整第一信号处理单元中第二加法单元混合的信号的频率特性。

虽然该串声消除装置的处理方法对传统串声消除方法进行了简化，把与头相关传播函数（HRTF）逆形式的卷积次数由4次减少到2次，但是还依赖于头相关传播函数(HRTF），HRTF是空间中某一声音到左右耳朵的脉冲响应函数，当选定了HRTF后，扬声器和听音者相对位置和所选HRTF一致，大大限制了有效听音区的范围。并且，左右声道与逆HRTF卷积的运算量较大，需要做两次较大运算的卷积，导致整个串声消除过程的计算量依旧不小。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有效地消除串声干扰及改善输出声信号的音色的扬声器重放的双声道信号处理方法；

本发明的另一目的是提供一种有效地消除串声干扰及改善输出声信号的音色的扬声器重放的双声道信号处理装置；

本发明的再一目的是提供一种以上述双声道信号处理装置构建的扬声器重放的双声道信号处理系统。

为了实现上述主要目的，本发明提供的扬声器重放的双声道信号处理方法包括串声消除步骤与音色还原步骤，通过音色还原步骤对经串声消除步骤处理的声信号进行音色还原。串声消除步骤包括对左声道输入信号进行串声消除得到第一左声道信号，及对右声道输入信号进行串声消除得到第一右声道信号；其中，对左声道输入信号的串声消除是将第一右声道信号延时及以预定增益衰减得到第一串音消除信号，并从左声道输入信号减去第一串音消除信号得到第一左声道信号；对右声道输入信号的串声消除是将第一左声道信号延时及以预定增益衰减得到第二串音消除信号，从右声道输入信号减去第二串声消除信号得到第一右声道信号。

由以上方案可见，在串声消除步骤中对声信号进行了递归反馈式串声消除，其不依赖于头相关传播函数（HRTF），与现有技术相比，对听音者位置的鲁棒性更好，有效听音范围更大。而且不需要做任何卷积运算，使得该方法计算量比现有技术的计算量小很多。

具体的方案为音色还原步骤包括对第一左声道信号进行延时及以预定增益衰减得到第一音色还原信号，从第一左声道信号减去第一音色还原信号得到第二左声道信号；对第二左声道信号中的预定频带信号的能量进行提升处理，得到左声道输出信号；及对第一右声道信号进行延时及以预定增益衰减得到第二音色还原信号，从第一右声道信号减去第二音色还原信号得到第二右声道信号；对第二右声道信号中的预定频带信号的能量进行提升处理，得到右声道输出信号。通过音色还原步骤中的延时、衰减及频带能量提升，对进行音色还原，以补充串声消除造成声信号音色的损失。

一个更具体的方案为在串声消除步骤中，对第一左声道信号及第一右声道信号的延时时间相等；在音色还原步骤中，对第一左声道信号及第一右声道信号的延时时间为串声消除步骤中延时时间的两倍。由于音色还原步骤中的延时时间为串声消除步骤中延时时间的两倍，使在音色还原步骤中形成与串声消除步骤相反的频率响应曲线，进而消除串声消除步骤所带来的音色改变，以达到音色还原的效果。

另一个更具体的方案为在串声消除步骤中，对第一左声道信号与第一右声道信号的衰减增益相等；在音色还原步骤中，对第一左声道信号与第一右声道信号的衰减增益相等。