專利名稱：用于至少二種音頻信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于至少二種通過處理功能，尤其是通過轉(zhuǎn)換功能處理的音頻信號(hào)。
美國(guó)專利US 5,742,687公開了一種用于立體聲信號(hào)的方法，在這種方法中將過濾后的左立體聲信號(hào)加到立體聲裝置的左側(cè)揚(yáng)聲器，而過濾后的右立體聲信號(hào)加到右側(cè)揚(yáng)聲器。第一輸入和第一輸出間的第一信號(hào)通路具有第一種轉(zhuǎn)換特性，第二輸入和第二輸出間的第二信號(hào)通路具有第二種轉(zhuǎn)換特性。相差使立體聲效果增強(qiáng)。雖然左聲道和右聲道的單個(gè)信號(hào)維持其原始值，但在人耳邊的聲音效果可能下降。
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是改善耳邊的聲音效果。
本目標(biāo)是通過如權(quán)利要求1中所限定特征實(shí)現(xiàn)的。按照本發(fā)明，以該功能處理的音頻信號(hào)的高值在該功能之后按一種比率下降，而隨后所有部分下降信號(hào)的值都上升。在使用處理方法，特別是轉(zhuǎn)換方法對(duì)聲音處理時(shí)，因?yàn)樽蠛陀衣暤赖男盘?hào)中有著相位相反成分而輸入信號(hào)卻維持它們的原始值，所以會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)，聲壓和/或音響聲音效果的損失。這種損失通過放大應(yīng)當(dāng)被加以補(bǔ)償。不幸地是當(dāng)信號(hào)為0dB時(shí)，信號(hào)的放大不可能不引起干擾或飽和。在這種情況下，采用壓縮器對(duì)信號(hào)加以壓縮。應(yīng)當(dāng)如此選擇該壓縮器性能，使得0dB輸入信號(hào)產(chǎn)生的輸出信號(hào)的值等于或大于所希望的放大。這種所希望的放大是由上面所說的損失造成的。
有些音頻處理改變音頻信號(hào)的聲音水平但卻不改變它的信號(hào)電平。例如，在處理之后信號(hào)電平維持0dB，但聲音水平下降-18dB。聲音水平是人感覺到的水平。在許多領(lǐng)域內(nèi)，用戶無(wú)法接受在打開一種音響設(shè)備時(shí)要經(jīng)歷這種聲音損失或自己補(bǔ)償這種損失。一種可能的補(bǔ)償方法是調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量。這種聲音水平的損失應(yīng)當(dāng)由音頻系統(tǒng)本身來補(bǔ)償。最簡(jiǎn)單的方法是增大揚(yáng)聲器的音量或者將信號(hào)放大。在此前提到的例子中，該系統(tǒng)可以把揚(yáng)聲器的音量水平升高到18dB。但是這種方法并非總是可行，例如，在一個(gè)局限到0dB的系統(tǒng)內(nèi)這種補(bǔ)償可能引起峰值的削波。
本發(fā)明所建議的方法是在放大之前將信號(hào)加以壓縮使得避免數(shù)字峰的削波。當(dāng)要求補(bǔ)償XdB時(shí)，首先將信號(hào)壓縮使之該電平最大能達(dá)到-XdB，-XdB是在原始最大水平為0dB時(shí)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的水平。因而，該信號(hào)被放大使最大水平再次達(dá)到0dB。
采用該壓縮，較高的信號(hào)電平，即壓縮區(qū)內(nèi)的信號(hào)電平被加以降低，而聲音水平經(jīng)受有效損失。例如，在壓縮期間從-2XdB至0dB的較高信號(hào)電平被有效地降低2倍壓縮比率，而較小的信號(hào)，即小于-2XdB的信號(hào)不受影響。在XdB放大之后，較高的信號(hào)水平被復(fù)位到該水平補(bǔ)償不足以大到能補(bǔ)償該聲音損失的0dB極限。信號(hào)的原始值越高，其損失就越大。但是，比較小的信號(hào)只放大了XdB，所以既沒有聲音損失也沒有任何干擾發(fā)生。
這種方法提供的補(bǔ)償沒有削波或干擾較小信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)。而壓縮只對(duì)于較高信號(hào)電平有效，對(duì)于較高的信號(hào)電平存在細(xì)小的聲音損失是必然的。這實(shí)際上是不可避免的。
有益地是對(duì)音頻信號(hào)的高值的壓縮比率為2。因而在非變化范圍和下降范圍之間可以獲得一種合適的壓縮。
有益地是該高值為0dB至-40dB范圍。當(dāng)用轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行聲音處理時(shí)，在輸入信號(hào)維持其原始值，即高至0dB的同時(shí)，產(chǎn)生的音響聲音效果的損失高達(dá)18dB。該損失應(yīng)能被18dB的放大加以補(bǔ)償。因此對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮。應(yīng)當(dāng)如此選擇該壓縮器的性能，使得0dB的輸入信號(hào)產(chǎn)生的輸出信號(hào)為-18dB。例如，這一點(diǎn)可以用在-40dB處的一壓縮斷點(diǎn)和壓縮比率2.0加以實(shí)現(xiàn)。該壓縮比率是從I/CR或CF得到的。
在一種簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中，壓縮器將功能處理音頻信號(hào)的高值在該處理功能之后和放大之前降低一個(gè)比率。這種方法的主要權(quán)利要求是使用壓縮器以補(bǔ)償聲音損失。
參照以下描述的實(shí)施方案，將進(jìn)一步闡述和明了本發(fā)明的這些和其它方面。
在附圖中

圖1是示出轉(zhuǎn)換器，壓縮器和放大器的方框圖，圖2是轉(zhuǎn)換曲線，顯示變換器的輸出電平同其輸入電平的相依關(guān)系，圖3是壓縮曲線和放大曲線圖，和圖4是全部曲線圖。
圖1示出了具有轉(zhuǎn)換器2、壓縮器3和放大器4的電路布局圖。將二種音頻信號(hào)A1和A2加到轉(zhuǎn)換器2上，該轉(zhuǎn)換器2將該音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換，因而擴(kuò)大了它的立體聲效果。轉(zhuǎn)換器2將輸出信號(hào)A3供給壓縮器3作為壓縮器的輸入信號(hào)A3。該信號(hào)A3具有最大值為0dB的信號(hào)電平和最大值為-XdB的聲音水平。隨后的壓縮器3將處于高值范圍中的音頻信號(hào)A3的峰值加以降低。壓縮器3把音頻信號(hào)A4加到放大器4作為輸入的信號(hào)A4，并具有最大值為-XdB的信號(hào)電平。然后放大器4將音頻信號(hào)A4放大至預(yù)定水平使得該信號(hào)A4具有的頂峰值最大為0dB。
圖2示出的是轉(zhuǎn)換曲線5。曲線5顯示輸出信號(hào)A3同用輸入信號(hào)A2過濾后的輸入信號(hào)A1的相依關(guān)系。信號(hào)A1是左聲道的立體聲信號(hào)，而A2是右聲道的立體聲信號(hào)。曲線5的比率為1∶1。
圖3所示是壓縮曲線6和放大曲線7。曲線6顯示壓縮器3的輸出信號(hào)A4同該壓縮器3的輸入信號(hào)A3的相依關(guān)系。輸入信號(hào)A3以X方向?yàn)闄M坐標(biāo)，而輸出信號(hào)A4以Y方向?yàn)榭v坐標(biāo)。曲線6表征該輸入信號(hào)A3的電平6以及該輸出信號(hào)A4的相關(guān)電平6。該電平6隨后記作值6。該曲線6的上部電平范圍8降低2倍，并在X方向的橫軸上從-40dB延伸至0dB。水平范圍8表征從-40dB至0dB的范圍8內(nèi)的輸入信號(hào)A3的上部值8，以及輸出信號(hào)A4從-20dB至-40dB范圍8內(nèi)它的降低值。從-40dB至-20dB的該高電平范圍8在Y方向的縱軸上延伸。顯然，在壓縮之后該輸出信號(hào)A4被限制到-20dB。現(xiàn)在有足夠的余地用以補(bǔ)償18dB的聲音損失。在低電平范圍9內(nèi)，輸入和輸出信號(hào)A3和A4相同。
放大曲線7顯示放大器4的輸出信號(hào)A5同壓縮器3的輸入信號(hào)A3的相依關(guān)系。壓縮器3的輸出電平6同放大器4的輸入電平6相同。放大器4將信號(hào)A4放大，將總的電平提高+18dB。
圖4中的曲線5顯示轉(zhuǎn)換器2輸入信號(hào)的值，曲線6是壓縮器3的壓縮輸出曲線，曲線7是放大器4的放大壓縮輸出曲線。輸出值0(0＝輸出)按十進(jìn)制畫在縱軸上，輸入值I(I＝輸入)畫在橫軸上。曲線6中的壓縮轉(zhuǎn)折點(diǎn)10和曲線7中的壓縮轉(zhuǎn)折點(diǎn)11是在-40dB處。補(bǔ)償12表示信號(hào)增大18dB。壓縮增益13和14表示信號(hào)A3和A5之間值的改變。角15的大小為45°，角16的大小為22.5°，其特征是值I/CR＝CF。R是電阻，C是電容器的電容，F(xiàn)代表法拉。
可以看出對(duì)于電平低于壓縮轉(zhuǎn)折點(diǎn)的輸入信號(hào)其聲音效果的損失已經(jīng)得到補(bǔ)償。在該壓縮轉(zhuǎn)折點(diǎn)之上，隨著輸入信號(hào)的增大其壓縮減小。對(duì)于0dB的輸入信號(hào)沒有補(bǔ)償，因?yàn)樵?8dB已經(jīng)被放大之前已經(jīng)使用了-18dB的余地。平均而言，該聲音或多或少地被補(bǔ)償18dB。
參考符號(hào)表1 電路布局2 轉(zhuǎn)換器3 壓縮器4 放大器5 轉(zhuǎn)換曲線6 壓縮曲線7 放大曲線8 高值范圍9 低值范圍10 第一壓縮轉(zhuǎn)折點(diǎn)11 第二壓縮轉(zhuǎn)折點(diǎn)12 增大13 第一壓縮增益14 第二壓縮增益15 第一角16 第二角
權(quán)利要求
1.一種用于至少二種音頻信號(hào)(A1，A2)的方法，每種信號(hào)利用處理功能，尤其是利用轉(zhuǎn)換功能加以處理，其特征在于-采用所述功能處理的音頻信號(hào)(A3)的高值(8)在該功能之后降低一個(gè)比率，并且-隨后，增大所有部分降低的信號(hào)(A)的值(8，9)。
2.權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的方法，其特征在于，針對(duì)該音頻信號(hào)(A3)高值的所述比率是2。
3.權(quán)利要求1和/或2中所要求保護(hù)的方法，其特征在于，該高值(8)處于0dB至-40dB的高值范圍(8)。
4.一種用于至少二種音頻信號(hào)(A1，A2)的電路布局，其中每種信號(hào)采用處理功能，尤其是轉(zhuǎn)換功能加以處理，其特征在于，壓縮器(3)按一定比率將功能處理的音頻信號(hào)(A)的高值(8)加以降低。
5.權(quán)利要求4中要求保護(hù)的電路布局，其特征在于，被壓縮的音頻信號(hào)(A4)通過放大器(4)加以放大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于至少二種音頻信號(hào)(A1，A2)的方法，其中每種信號(hào)用處理功能，特別是轉(zhuǎn)換功能加以處理。按照本發(fā)明，功能處理過的音頻信號(hào)(A3)的高值部分(8)按一定比率降低，而隨后，增大所有部分降低信號(hào)(A4)的值(8，9)。
文檔編號(hào)H04S1/00GK1496664SQ02802959
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2002年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月19日
發(fā)明者R·E·A·羅伊森斯, J·C·拉勒曼德, R·庫(kù)曼斯, S·L·Y·雷斯勒, R E A 羅伊森斯, Y 雷斯勒, 拉勒曼德 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司