[发明专利]耳机虚拟环绕声信号处理方法、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，涉及一种立体声耳机重放的虚拟环绕声信号处理方法、装置及系统。

背景技术

为了全面反映声场的空间信息，通常利用环绕听音者的若干方位扬声器实现声信号的三维音效回放，常见的环绕声系统有5.1通路环绕声系统、6.1通路环绕声系统、7.1通路环绕声系统等。虽然这些环绕声系统能够再现原声场中各声源的方位信息，使听音者有一种被来自不同方向的声音包围的感觉，犹如身临其境，但是这些环绕声系统一般需要5至8个扬声器，成本高且需要占据一定空间，难以在手机或平板电脑等小型设备上使用。

随着环绕声技术的发展与应用，出现了其他种类的环绕声系统，比如虚拟环绕声系统。由于虚拟环绕声系统只需两个独立的扬声器或耳机，硬件上较为简单。

在杂志《电声技术》第2/2000期中，文献《虚拟环绕声信号的原理与误区》记载了SRS公司开发的SRS 3D系统，如图1所示，其对声信号的处理过程包括：（1）对左声道输入信号L_in与右声道输入信号R_in进行和差处理，即相加获得和信号M=L_in+R_in，和信号M包含前方的声场信息，相减获得差信号S=L_in-R_in，差信号S包含环绕周围环境的声场信息，（2）对和信号M进行放大处理并输出第一左声道信号L₁，对S信号进行频率补偿处理并输出第一右声道信号R₁，（3）将左声道输入信号L_in、第一左声道信号L₁及第一右声道信号R₁混合并输出左声道输出信号L_out= L_in+ L₁+ R₁，将右声道输入信号R_in、第一左声道信号L₁及第一右声道信号R₁的反相信号混合并输出右声道输出信号R_out= R_in+ L₁- R₁。

该虚拟环绕声系统算法简单并能够增强声音的包围感，但是其会使左右方向的声源方位往中间偏移，并且，并未有效地解决头中定位的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有效地增加声音包围感的同时，削弱声音头中定位现象的耳机虚拟环绕声信号处理方法；

本发明的另一目的是提供一种有效地增加声音包围感的同时，削弱声音头中定位现象的耳机虚拟环绕声信号处理装置；

本方明的再一目的是提供一种以上述耳机虚拟环绕声信号处理装置构建的耳机虚拟环绕声信号处理系统。

为了实现上述主要目的，本发明提供的耳机虚拟环绕声信号处理方法包括和差处理步骤、串声反馈步骤、前期反射声生成步骤及混合步骤。和差处理步骤包括对左声道输入信号与右声道输入信号进行和差处理得到第一左声道信号与第一右声道信号。串声反馈步骤包括对第一左声道信号与第一右声道信号进行串声反馈处理得到第二左声道信号与第二右声道信号。前期反射声生成步骤包括对第二左声道信号与第二右声道信号进行前期反射声处理以生成左声道前期反射声信号与右声道前期反射声信号。混合步骤包括第二左声道信号与左声道前期反射声信号相加得到左声道输出信号，第二右声道信号与右声道前期反射声信号相加得到右声道输出信号。

由以上方案可见，通过和差处理步骤，对左声道信号与右声道信号进行求和处理，得到前方声场的信息；对左声道信号与右声道信号进行求差处理，得到环绕周围环境的声场信息。通过串声反馈步骤以虚拟出串声信号，在声信号中引入适量的串声信息。通过前期反射声生成步骤以虚拟出前期反射声。通过混合步骤将串声信号与前期反射声信号叠加至经过和差处理的左右声道信号中，从而在增加声场包围感的同时，削弱虚拟环绕声的头中定位现象。