[发明专利]用于增强音频信号的装置和方法、声音增强系统

说明书

一种用于增强音频信号的装置包括：信号处理器，用于处理音频信号以便减少或消除处理后的信号的瞬变和音调部分，以及解相关器，用于根据处理后的信号产生第一解相关信号和第二解相关信号。该装置还包括组合器，用于通过使用时变加权因子来加权组合第一和第二解相关信号以及音频信号或通过相干增强从音频信号导出的信号，并获得双声道音频信号。该装置还包括控制器，用于通过分析音频信号来控制时变加权因子，使得音频信号的不同部分乘以不同的加权因子并且双声道音频信号具有时变的解相关度。

技术领域

本申请涉及音频信号处理，具体涉及单声道或双单声道信号的音频处理。

背景技术

听觉场景可以被建模为直接声音和环境声音的混合。直接(或定向) 声音由声源(例如乐器、歌唱者或扬声器)发出，并以最短可能路径到达接收器，例如收听者的耳朵或麦克风。当使用一组间隔的麦克风捕获直接声音时，接收的信号是相干的。相比之下，环境(或漫射)声音由许多间隔的声源或声音反射边界发出，声音反射边界造成了例如室内混响、掌声或嗡嗡声。当使用一组间隔的麦克风捕获环境声场时，接收到的信号至少部分地不相干。

单声道声音再现被认为适用于一些再现场景(例如舞蹈俱乐部)或某些类型的信号(例如语音记录)，但是大多数音乐记录、电影声音和电视声音是立体声信号。立体声信号可以产生环境(或漫射)声音的感觉以及声源的方向感和宽度感。这通过用空间线索编码的立体声信息实现。最重要的空间线索是声道间声级差(ICLD)、声道间时间差(ICTD)和声道间相干性(ICC)。因此，立体声信号和相应的声音再现系统具有多于一个的声道。ICLD和ICTD产生方向感。ICC引发声音的宽度感，并且在环境声音的情况下，感觉到声音来自所有方向。

尽管存在各种格式的多声道声音再现，但是大多数音频记录和声音再现系统仍然具有两个声道。双声道立体声是娱乐系统的标准，听众也习惯了它。然而，立体声信号不限于仅有两个声道信号，而是可以具有多于一个的声道信号。类似地，单声道信号不限于仅具有一个声道信号，而是可以具有多个但相同的声道信号。例如，包括两个相同声道信号的音频信号可被称为双单声道信号。

单声道信号而非立体声信号可用于收听者有着各种原因。首先，旧式录音是单声道的，因为当时没有使用立体声技术。第二，传输带宽或存储介质的限制可能导致立体声信息的损失。一个显著的例子是使用频率调制(FM)的无线电广播。这里，干扰源、多路失真或其他传输损伤可能导致有噪声的立体声信息，其用于传输通常被编码为两个声道之间的差信号的双声道信号。当接收条件差时，通常的做法是部分或完全丢弃立体声信息。

立体声信息的损失可能导致声音质量的降低。一般来说，与包括较少数量声道的音频信号相比，包括较多数量声道的音频信号可能具有较高的音质。收听者可能更喜欢收听具有高音质的音频信号。出于效率的原因，例如在介质中传输或存储的数据速率，通常降低音质。

因此，需要提高(增强)音频信号的音质。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于增强音频信号和/或增加对再现音频信号的感觉的装置或方法。

该目的通过根据权利要求1的用于增强音频信号的装置、根据权利要求14的用于增强音频信号的方法、或根据权利要求13的声音增强系统或根据权利要求15的计算机程序来实现。

本发明基于如下发现：通过将接收到的音频信号分成至少两个份额并对接收信号的份额中的至少一个份额进行解相关来人为产生空间线索，可以增强接收到的音频信号。份额的加权组合允许接收被感知为立体声的音频信号，因此音频信号被增强。控制所应用的权重允许不同的解相关度，因此允许不同的增强度，使得当解相关可能导致降低音质的烦人效果时增强度可以较低。因此，可以增强变化音频信号，其包括应用了低解相关或没有应用解相关的部分或时间段(例如语音信号)，并且包括应用了更多或高度解相关的部分或时间段(例如音乐信号)。