一种三维虚拟环绕声的生成方法及生成系统技术方案

本发明专利技术提供了一种三维虚拟环绕声的生成方法及生成系统，涉及环绕声领域，本发明专利技术采用优异结构的串声消除技术以消除串音，增强空间定位感及语音清晰度；通过无限N级回声模拟的反射声来构造环绕声道，使产生的环绕声有较多的远方背景声，从而使虚拟环绕声有较强的空间感、距离感、弥散性及包围感，而非只是定位感；通过将延迟后的信号再反相叠加到直达信号上来构造后置声道，使环绕声的空间感明显增强，仿佛来自四面八方；通过分离技术保留原声低音，并自由调控各方向上的虚拟声，从而控制声音强度、音色明亮度及音色柔和度。音色明亮度及音色柔和度。音色明亮度及音色柔和度。

【技术实现步骤摘要】
一种三维虚拟环绕声的生成方法及生成系统


[0001]本专利技术涉及环绕声领域，特别是涉及一种三维虚拟环绕声的生成方法及生成系统。

技术介绍

[0002]音响设备是家庭中的重要影音设备，在人们对视频的回放追求逼真的效果、强调临场感的同时，对音频回放效果的要求也越来越高。现在单纯的音响效果已经不能满足用户的需要，环绕声是当前影音设备发展的主要方向之一。普通环绕声采用5个甚至更多的音箱分别设置于房间中以实现环绕效果，布线复杂；而各个音箱改用无线连接则又受制于网络传输，同步效果差，音质损耗严重。因此，听者希望在没有为了制造环绕声而增加后置扬声器所带来的不便的情况下享受聆听环绕声的乐趣。
[0003]由此，部分一体式音箱采用两侧设计侧向喇叭，与左右墙壁形成反射角，利用房间的左右两侧墙壁进行声音反射，从而达到虚拟环绕声的效果，这种利用反射物进行直接反射的反射式虚拟环绕声装置，不仅需多添加扬声器增加成本，也加大了产品的体积，更是由于其直接利用反射物进行反射的原理对于产品的摆放布局也有较高的要求，并不适宜现在人们对美观及便捷性有强烈追求的现代快生活。并且不同于耳机产品的两个扬声器在听觉空间中互相独立(被头部隔断)，位于三维立体空间的音响设备所营造的听觉环境将使人产生串扰感受。
[0004]移动通信系统自身的体积以及便携性要求，使其不可能通过多声道来获得3D的环绕声效果，虚拟环绕声技术是今后发展环绕声音频的重要技术之一。现有技术的虚拟音响生成系统仅利用两个扬声器来提供诸如5.1声道系统等环绕音响效果。在WO 99/49574(PCT/AU/00002，名为“Audio Signal Processing Method and Apparatus”)中公开了关于虚拟音响系统的实现方式，如图1和图2所示。然而该技术也存在诸多缺陷和问题，虚拟环绕声都是采用前置喇叭和软件算法进行声场扩展，并且大多数前置喇叭间距比较小，这样声音听起来比较混沌，声场不够宽，难以实现较好的虚拟声场。另外，多数虚拟环绕声技术都存在“耳压”——使人耳神经系统产生一种压迫感。故建立更加宽广的虚拟声场、更加丰富细腻的三维空间音效，适配在任意的双声道立体声音响产品上是亟待解决的事情。因此，本领域亟需一种能够提供声场宽广、环绕声丰富的虚拟环绕声的技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种声场宽广、环境音丰富的虚拟环绕声生成方案，以解决一般虚拟环绕声容易导致的听觉疲劳及声音浑浊环绕声不开阔等问题，
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种三维虚拟环绕声生成方法，包括：
[0008]将音频信号分解为高频信号和低频信号；
[0009]将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号进行求和取平均得到中置声道
信号；
[0010]将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号分别经过无限N级回声模块，构造左环绕声道和右环绕声道；
[0011]将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号经延迟后再反相叠加到原信号上构造后置左声道和后置右声道；
[0012]将所述中置声道信号经第一滤波器滤波得到左耳的虚拟中置信号；将所述中置声道信号经第二滤波器滤波得到和右耳的虚拟中置信号；
[0013]将所述主左声道信号经第三滤波器滤波得到主左声道方向的定位信号，再叠加主右声道信号经第四滤波器滤波后的信号得到主左声道方向消除串声的信号一；将主右声道信号经第五滤波器滤波得到主右声道方向的定位信号，再叠加主左声道经第六滤波器滤波后的信号得到主右声道消除串声的信号二；
[0014]将左环绕声道信号经第七滤波器滤波得到环绕左声道方向的定位信号，再叠加右环绕声道信号经第八滤波器滤波后的信号得到左环绕声道消除串声的信号三；将所述右环绕声道信号经第九滤波器滤波得到右环绕声道方向的定位信号，再叠加左环绕声道信号经第十滤波器滤波后的信号得到右环绕声道方向消除串声的信号四；
[0015]将所述后置左声道信号经第十一滤波器滤波得到后置左声道方向的定位信号，再叠加后置右声道信号经第十二滤波器滤波得到的信号得到后置左声道方向消除串声的信号五；将所述后置右声道信号经第十三滤波器滤波得到后置右声道方向的定位信号，再叠加后置左声道信号经第十四滤波器滤波后的信号得到后置右声道方向消除串声的信号六；
[0016]将所述信号三、信号四、信号五和信号六按照规定的比例混合；
[0017]将所述主左声道信号、左环绕声道信号、后置左声道信号、信号一、信号三和信号五加权求和得到具有三维音效的左声道信号；将所述主右声道信号、右环绕声道信号、后置右声道信号、信号二、信号四和信号六加权求和得到具有三维音效的右声道信号；
[0018]将所述低频信号经延时处理得到的信号与所述具有三维音效的左声道信号和具有三维音效的右声道信号按照一定比例合并得到虚拟环绕信号。
[0019]优选的，所述将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号经延迟后再反相叠加到原信号上构造后置左声道和后置右声道，用于增强环绕声的空间感。
[0020]优选的，所述将所述信号三、信号四、信号五和信号六按照规定的比例混合，用于获得120
°
～240
°
声像范围的改变。
[0021]优选的，所述第一至十四滤波器均不相同。
[0022]优选的，所述无限N级回声模块的数量为两个。
[0023]优选的，通过将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号分别经过两个无限N级回声模块，构造左环绕声道和右环绕声道，使每个左环绕声道和右环绕声道均由两个不同时延及增益的回声模块构成，得到差异化的左右环绕声。
[0024]本专利技术还提供了一种三维虚拟环绕声的生成系统，包括：
[0025]分解模块，用于将音频信号分解为高频信号和低频信号；
[0026]中置声道信号生成模块，用于将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号进行求和取平均得到中置声道信号；
[0027]无限N级回声模块，用于将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号分别经
过无限N级回声模块，构造左环绕声道和右环绕声道；
[0028]反向叠加模块，用于将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号经延迟后再反相叠加到原信号上构造后置左声道和后置右声道；
[0029]滤波模块，用于对信号进行滤波；
[0030]具有三维音效的左、右声道信号生成模块：用于生成具有三维音效的左声道信号和右声道信号；
[0031]虚拟环绕信号生成模块，用于将所述低频信号经延时处理得到的信号与所述具有三维音效的左声道信号和具有三维音效的右声道信号按照一定比例合并得到虚拟环绕信号。
[0032]优选的，所述滤波模块包括十四个滤波器。
[0033]优选的，所述滤波器均不相同。
[0034]优选的，所述无限N级回声模块的数量为两个。
[0035]本专利技术采用优异结构的串声消除技术以消除串音本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维虚拟环绕声的生成方法，其特征在于，包括：将音频信号分解为高频信号和低频信号；将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号进行求和取平均得到中置声道信号；将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号分别经过无限N级回声模块，构造左环绕声道和右环绕声道；将所述高频信号的主左声道信号和主右声道信号经延迟后再反相叠加到原信号上构造后置左声道和后置右声道；将所述中置声道信号经第一滤波器滤波得到左耳的虚拟中置信号；将所述中置声道信号经第二滤波器滤波得到右耳的虚拟中置信号；将所述主左声道信号经第三滤波器滤波得到主左声道方向的定位信号，再叠加主右声道信号经第四滤波器滤波后的信号得到主左声道方向消除串声的信号一；将主右声道信号经第五滤波器滤波得到主右声道方向的定位信号，再叠加主左声道信号经第六滤波器滤波后的信号得到主右声道消除串声的信号二；将左环绕声道信号经第七滤波器滤波得到环绕左声道方向的定位信号，再叠加右环绕声道信号经第八滤波器滤波后的信号得到左环绕声道消除串声的信号三；将所述右环绕声道信号经第九滤波器滤波得到右环绕声道方向的定位信号，再叠加左环绕声道信号经第十滤波器滤波后的信号得到右环绕声道方向消除串声的信号四；将所述后置左声道信号经第十一滤波器滤波得到后置左声道方向的定位信号，再叠加后置右声道信号经第十二滤波器滤波得到的信号得到后置左声道方向消除串声的信号五；将所述后置右声道信号经第十三滤波器滤波得到后置右声道方向的定位信号，再叠加后置左声道信号经第十四滤波器滤波后的信号得到后置右声道方向消除串声的信号六；将所述信号三、信号四、信号五和信号六按照规定的比例混合；将所述主左声道信号、左环绕声道信号、后置左声道信号、信号一、信号三和信号五加权求和得到具有三维音效的左声道信号；将所述主右声道信号、右环绕声道信号、后置右声道信号、信号二、信号四和信号六加权求和得到具有三维音效的右声道信号；将所述低频信号经延时处理得到的信号与所述具有三维音效的左声道信号和具有三维音效的右声道信号按照一定比例合并得到虚拟环绕信号。2.根据权利要求1所述的三维虚拟环绕声的生成方法，其特征在于，所述将所述高频信号的主左声道信...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁霖，胡一梅，
申请(专利权)人：武汉市芯中芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：