用于低音增强的系统和方法技术方案

公开了一种用于增强音频信号的真实和/或感知的低音带的系统和方法。公开了一种用于在消费电子应用中使用的计算上简单还有效的低音带增强系统。公开了一种用于在移动音频系统中使用的包括低音增强功能的音频处理系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于低音增强的系统和方法
本公开涉及用于处理音频信号的系统和方法。特别地，本公开涉及用于增强音频信号的真实和感知的低音带的系统和方法。进一步，本公开涉及用于增强移动音频应用中的音频性能的系统和方法。
技术介绍
音频信号再生(特别是在音频谱(例如，低音谱)的低频部分中)一般性地受扬声器的性质和设计限制。为了提供具有足够低音响度的音频信号，人们一般需要大的喇叭区域、大的偏移界限、以及显著的输入功率，使得去除足够量的环境流体(例如，空气)以达到期望的可听响度。在受限的功率可用性和严格的尺寸限制的约束下，众多现代音频系统采用用于增强音频信号的低音谱的算法装置(例如，与利用大的扬声器相反)。在音频信号处理领域，众所周知，可以通过添加低音基音的谐波到音频信号中来增强音频信号中的低音印象，而不添加基音本身。即使声音缺少基频本身处的成分，谐音也暗示基音。听众的大脑一般性地不仅通过其基频而且还经由更高的谐波来感知音调的音高。因而，当登记谐音时，听众的大脑假设基音在那儿，并且因此，即使基频从音调中缺失，听众也可以感知同样的音高(可能具有不同的音质)。通常将这一现象称作缺失基频现象或者心理声学低音增强。当将要如上所述地通过小的扬声器来再生音频内容时，心理声学低音增强的算法实现可以是特别地有用的(例如，如同大多数现代移动音频应用的现实)。至今，心理声学低音增强本身并非没有显著的局限性。该处理增加感知失真到音频信号，其可以是显著的并且扰乱一些形式的音频内容(例如，器乐)。低音信号改进的更纯粹的形式是真实低音增强方法，其可以提供与心理声学低音增强相对的、优良的音频体验。但是，真实低音增强经常受音频处理系统中使用的扬声器的偏移界限和大的信号失真妨碍。因而，存在判定是否应该在音频流中实现心理声学低音增强和/或真实低音增强的问题，并且存在如果是这样则应该实现任一种或者两种方法到何种程度的问题。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种用于增强音频信号的真实和/或感知的低音带的系统和方法。另一目的是提供一种用于在消费电子应用中使用的计算上简单还有效的低音带增强系统。再一目的是提供一种用于在移动音频系统中使用的包括低音增强功能的音频处理系统。按照本公开，以上目的全部地或者部分地通过根据所附权利要求书的设备、系统、以及方法来满足。按照本公开，在所附权利要求书中、在以下描述中、以及在附图中阐述了多个特征和多个方面。根据第一方面，提供了一种用于根据输入信号来产生增强的输出信号的低音增强系统，所述低音增强系统包括：压缩器，其配置成接受输入信号或者由输入信号获得的信号，压缩器包括用以产生与输入信号相关的第一增强的信号的压缩器函数，以及用以产生与输入信号的一个或者更多个参数相关的内部控制信号的控制算法；心理声学低音增强块(PAB)，其配置成接受内部控制信号和输入信号或者由输入信号获得的信号，包括用以产生取决于输入信号和内部控制信号的第二增强的信号的PAB函数；以及组合块，其用于将第一增强的信号和第二增强的信号混合以形成增强的输出信号。在多个方面中，低音增强系统可以包括一个或者更多个滤波器(例如，低通、带通、和/或高通或者类似物)，配置成接受输入信号，从而从输入信号中获得信号并且将得到的信号传递给压缩器和/或PAB。在多个方面中，压缩器函数可以包括限制器。限制器可以包括门限参数并且可以配置成基于门限参数来限制第一增强的信号的功率水平。所述压缩器可以配置成接受外部控制信号并且门限参数可以取决于外部控制信号。压缩器可以包括真实低音增强函数。在多个方面中，内部控制信号可以与从输入信号或者由输入信号获得的信号中获得的强度信号(例如，功率信号、瞬时功率信号、平均功率信号、频带平均信号、峰值信号、包络、经滤波的包络、经卡尔曼滤波的功率估计技术、噪声功率谱密度、扬声器偏移估计器、自相关参数等)相关。在多个方面中，PAB函数可以包括谐波泛音生成器(HOG)，其配置成从输入信号中获得一个或者更多个谐波并且配置成取决于内部控制信号而添加一定比例的谐波到第二增强的信号中。PAB函数可以包括消波器、积分器、乘法器、卷积器、整流器、分段线性整形函数、非线性传递函数、和/或不对称多项式函数，以计算第二增强的信号的至少一部分。在多个方面中，低音增强系统可以包括带生成器，具有一个或者更多个滤波器。滤波器中的一个或者更多个可以配置成根据输入信号来生成一个或者更多个经滤波的信号。压缩器和/或PAB可以配置成接受经滤波的信号中的一个或者更多个。滤波器可以包括一个或者更多个截止频率，其可以取决于外部控制信号和/或内部控制信号。在多个方面中，低音增强系统可以包括控制器，控制器配置成接受输入信号并且配置成生成外部控制信号。控制器可以配置成接受反馈信号，并且外部控制信号可以取决于反馈信号。根据另一方面，提供了一种用于根据输入信号来产生具有改进的低音的增强的输出信号的方法，该方法包括如下步骤：压缩输入信号或者由输入信号获得的信号以形成第一增强的信号；根据输入信号或者由输入信号获得的信号来生成一个或者更多个谐波以形成第二增强的信号的至少一部分；监控输入信号或者由输入信号获得的信号的一个或者更多个参数以形成强度信号；以及取决于强度信号来按比例混合第一增强的信号和第二增强的信号，以形成增强的输出信号。在多个方面中，该方法可以包括基于门限参数(例如，信号强度参数、用户输入、控制信号值、音量大小、功率设定[例如，超低功率、低功率、全功率等]、音频质量与功率之间的平衡、滤波器频率等)来限制第一增强的信号。在多个方面中，该方法可以包括接受外部控制信号，以及基于外部控制信号来设定门限参数。根据再一方面，提供了一种用于对音频输入信号进行低音增强以产生增强的输出信号的方法，该方法包括：从音频输入信号中分离出一个或者更多个带信号；使用可调增益参数来放大带信号中的一个或者更多个以形成第一增强的信号；将心理声学音频增强算法应用到一个或者更多个带信号，以形成第二增强的信号；延迟一个或者更多个带信号，以形成经延迟的信号；以及将经延迟的信号、第一增强的信号以及第二经增强的信号混合，以产生增强的输出信号。该方法可以包括监控一个或者更多个带信号，以产生强度信号。所述混合、所述放大和/或所述心理声学音频增强算法可以取决于所述强度信号。根据另一方面，提供了在消费电子设备中的按照本公开的低音增强系统的用途。合适的消费电子设备的某些非限制性的示例包括：扬声器驱动器、蜂窝电话、平板电脑、膝上型电脑、便携媒体播放器、电视机、便携游戏设备、游戏控制台、游戏控制器、遥控器、器具、电动工具、机器人、玩具、贺卡、家庭娱乐系统、以及类似物。根据再一方面，提供了在音频处理系统中的按照本公开的低音增强系统的用途。根据再一方面，提供了一种用于增强音频信号的系统，该系统包括：用于从音频信号中分离出一个或者更多个频带(例如，带-1、带-2、带-3、带-m、带-n信号等)的装置；可调增益增强(AGE)函数，其配置成修改一个或者更多个带信号(例如，带-n信号)；心理声学增强块(PAB)，其配置成作用在带信号中的一个或者更多个(例如，带-m信号)上；以及自适应控制器，其配置成对PAB块和/或AGE函数的输出加权，以产生增强的音频信号。附图说明图1a示出了按照本公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于根据输入信号产生增强的输出信号的低音增强系统，包括：‑压缩器，其配置成接受所述输入信号或者由输入信号获得的信号，包括产生与输入信号相关的第一增强的信号的压缩器函数以及产生与输入信号的一个或者更多个参数相关的内部控制信号的控制算法；‑心理声学低音增强块(PAB)，其配置成接受所述内部控制信号和所述输入信号或者由输入信号获得的信号，包括取决于所述输入信号和所述内部控制信号而产生第二增强的信号的PAB函数；以及‑组合块，其用于将所述第一增强的信号和所述第二增强的信号混合，以形成增强的输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.22 US 61/562,5421.一种用于根据输入信号产生增强的输出信号的低音增强系统，包括：压缩器，其配置成接受所述输入信号或者由输入信号获得的信号，所述压缩器包括产生与输入信号相关的第一增强的信号的压缩器函数以及产生与输入信号的一个或者更多个参数相关的内部控制信号的控制算法，其中所述内部控制信号呈现为扬声器偏移估计的形式；心理声学低音增强块，其配置成接受所述内部控制信号和所述输入信号或者由输入信号获得的信号，所述心理声学低音增强块包括取决于所述输入信号和所述内部控制信号而产生第二增强的信号的心理声学低音增强块函数；以及组合块，其用于将所述第一增强的信号和所述第二增强的信号混合，以形成增强的输出信号。2.按照权利要求1所述的低音增强系统，其中所述压缩器函数包括限制器，所述限制器包括门限参数，所述限制器配置成基于所述门限参数来限制第一增强的信号的功率水平。3.按照权利要求2所述的低音增强系统，其中所述压缩器配置成接受外部控制信号，所述门限参数取决于所述外部控制信号。4.按照权利要求2所述的低音增强系统，其中所述压缩器函数包括用以形成第一增强的信号的非线性算法。5.按照权利要求4所述的低音增强系统，其中所述非线性算法从由分段线性函数、指数函数、软限幅函数组成的组中选择。6.按照权利要求1-5中的一项所述的低音增强系统，其中所述内部控制信号与输入信号或者由输入信号获得的信号的功率水平相关。7.按照权利要求1-5中的一项所述的低音增强系统，其中心理声学低音增强块函数包括谐波泛音生成器，所述谐波泛音生成器配置成从输入信号中获得一个或者更多个谐波并且配置成取决于内部控制信号而添加一定比例的谐波到所述第二增强的信号中。8.按照权利要求1-5中的任一项所述的低音增强系统，其中所述心理声学低音增强块函数包括消波器、积分器、乘法器、卷积器、整流器、分段线性整形函数、非线性传递函数、和/或不对称多项式函数，用以计算所述第二增强的信号的至少一部分。9.按照权利要求1-5中的任一项所述的低音增强系统，其中所述心理声学低音增强块函数包括：高通滤波器，其根据输入信号或者由输入信号获得的信号来生成高通滤波信号；以及延迟，其配置成延迟所述高通滤波信号，以形成经延迟的信号，所述组合块配置成将经延迟的信号与第一增强的信号和第二增强的信号混合以形成增强的输出信号。10.按照权利要求1-5中的任一项所述的低音增强系统，其中所述压缩器和/或心理声学低音增强块包括作用于输入信号或者由输入信号获得的信号上的一个或者更多个滤波器。11.按照权利要求1-5中的任一项所述的低音增强系统，其中所述压缩器包括真实低音增强函数。12.按照权利要求1-5中的任一项所述的低音增强系统，包括带生成器，所述带生成器包括一个或者更多个滤波器，每一个滤波器配置成根据所述输入信号来生成一个或者更多个经滤波的信号，所述压缩器和/或心理声学低音增强块配置成接受经滤波的信号中的一个或者更多个。13.按照权利要求12所...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕埃尔·贡纳斯·里斯贝里，
申请(专利权)人：ACTIWAVE公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE