用于數(shù)字信號處理的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開用于數(shù)字信號處理的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明提供用于對廣播和/或傳輸應(yīng)用中的音頻信號進(jìn)行數(shù)字處理的方法和系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明包括被構(gòu)建且配置成產(chǎn)生經(jīng)部分處理的信號的傳輸前處理模塊。發(fā)射器被構(gòu)建成將經(jīng)部分處理的信號傳輸或廣播至接收器，在接收器處信號被饋送至傳輸后處理模塊。傳輸后處理模塊被構(gòu)建且配置成基于例如收聽環(huán)境、分布圖等進(jìn)一步處理信號，并且產(chǎn)生最終輸出信號。
【專利說明】用于數(shù)字信號處理的系統(tǒng)和方法
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供用于對音頻信號進(jìn)行數(shù)字處理的方法和系統(tǒng)。具體而言，某些實施例涉及按能橫跨音頻設(shè)備的整個頻譜來再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音的方式對音頻信號進(jìn)行數(shù)字處理。
[0002]發(fā)明背景
[0003]歷史上，工作室品質(zhì)的聲音(最好被描述為對工作室記錄過程期間所利用的整個音頻范圍的完整再現(xiàn))僅在音頻記錄工作室中能適當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)。工作室品質(zhì)的聲音是以清晰度和明亮度來表征的，這僅在中高頻率范圍被有效地操縱和再現(xiàn)時才被獲得的。盡管工作室品質(zhì)的聲音的技術(shù)支持可能只有有經(jīng)驗的制片人能完全理解，但一般收聽者可容易地聽出工作室品質(zhì)的聲音有所不同。
[0004]盡管已經(jīng)作出各種嘗試在記錄工作室以外再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音，但那些嘗試的代價巨大(通常源于高級的揚(yáng)聲器設(shè)計、昂貴的硬件以及增加的功放)并且僅實現(xiàn)了混合的結(jié)果。由此，需要這樣的過程:藉此可在工作室以外再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音，且具有一致、高品質(zhì)、低成本的結(jié)果。還需要實現(xiàn)這一過程的音頻設(shè)備、以及實現(xiàn)這一過程的計算機(jī)芯片，該計算機(jī)芯片可嵌入音頻設(shè)備內(nèi)或者位于與音頻設(shè)備分離且不嵌入音頻設(shè)備內(nèi)的設(shè)備中，并且在一個實施例中，該設(shè)備被定位為位于音頻設(shè)備與其揚(yáng)聲器之間的獨(dú)立設(shè)備。也需要能夠通過不昂貴的揚(yáng)聲器來產(chǎn)生工作室品質(zhì)的聲音的能力。
[0005]在蜂窩電話中，對于增強(qiáng)并優(yōu)化語音在對話期間或音頻編程在回放期間的音頻品質(zhì)方面做得很少。在某些情況下，制造者已經(jīng)嘗試增強(qiáng)音頻，但這一般是通過利用設(shè)備的音量控制來完成的。語音“聲音”的一般清晰度保持固定。語音僅被放大和/或均衡。此外，放大和/或均衡的設(shè)置也是固定的且不能由用戶更改。
[0006]進(jìn)一步，車輛的音頻系統(tǒng)設(shè)計涉及考慮許多不同因素。音頻系統(tǒng)設(shè)計者選擇揚(yáng)聲器在車輛中的位置和數(shù)量。還必須確定每一揚(yáng)聲器的期望頻率響應(yīng)。例如，位于儀表盤上的揚(yáng)聲器的期望頻率響應(yīng)可能不同于位于后門面板的較低部分的揚(yáng)聲器的期望頻率響應(yīng)。
[0007]音頻系統(tǒng)設(shè)計者還必需考慮設(shè)備變化如何影響音頻系統(tǒng)。例如，敞篷車中的音頻系統(tǒng)可能不如相同音頻系統(tǒng)在相同型號的硬頂蓋式車輛中一樣好。車輛的音頻系統(tǒng)選項也可顯著地變化。車輛的一個音頻選項可包括基本4個揚(yáng)聲器的系統(tǒng)，每聲道40瓦特放大，而另一音頻選項可包括12個揚(yáng)聲器的系統(tǒng)，每聲道200瓦特放大。音頻系統(tǒng)設(shè)計者在設(shè)計車輛的音頻系統(tǒng)時必需考慮所有這些配置。由于這些原因，音頻系統(tǒng)的設(shè)計是耗時且成本昂貴的。音頻系統(tǒng)設(shè)計者還必需在信號處理和均衡方面具有相對廣泛的背景。
[0008]此外，在廣播或音頻傳輸應(yīng)用中，具有分割的或共享的處理系統(tǒng)將是有益的，藉此音頻信號在傳輸之前被至少部分地處理，并且在接收到所傳輸?shù)男盘栔?，信號被進(jìn)一步處理以產(chǎn)生輸出信號。在多個實施例中，輸出信號可針對輸出環(huán)境、輸出音頻設(shè)備等等而量身定制。具體而言，本方案具有將動態(tài)范圍控制、噪聲降低和音頻增強(qiáng)組合到單個系統(tǒng)中的優(yōu)點，其中音頻處理任務(wù)由編碼側(cè)和解碼側(cè)共享。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明通過提供一種方法來滿足上述存在的需要，該方法以使得可橫跨音頻設(shè)備的整個頻譜再現(xiàn)出工作室品質(zhì)的聲音的方式來數(shù)字地處理音頻信號。本發(fā)明還提供了一種可按該方式來對音頻信號進(jìn)行數(shù)字處理的計算機(jī)芯片并且提供了包括這種芯片的音頻設(shè)備。
[0010]本發(fā)明還通過允許在對工作室品質(zhì)的聲音的再現(xiàn)中使用不昂貴的揚(yáng)聲器來滿足上述需要。此外，本發(fā)明通過提供一種移動音頻設(shè)備來滿足上述存在的需要，該移動音頻設(shè)備可在車輛中被用于使用車輛的現(xiàn)有揚(yáng)聲器系統(tǒng)通過對音頻信號進(jìn)行數(shù)字操縱來再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音。實際上，甚至是車輛的廠家安裝的揚(yáng)聲器也可用于使用本發(fā)明來實現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音。
[0011]在一個實施例中，本發(fā)明提供一種方法，該方法包括以下各步驟:輸入音頻信號，第一次調(diào)整該音頻信號的增益，用第一低架濾波器來處理該信號，用第一高架濾波器來處理該信號，用第一壓縮器來處理該信號，用第二低架濾波器來處理該信號，用第二高架濾波器來處理該信號，用圖形均衡器來處理該信號，用第二壓縮器來處理該信號，以及第二次調(diào)整音頻信號的增益。在這一實施例中，操縱該音頻信號，使得工作室品質(zhì)的聲音被產(chǎn)生。進(jìn)一步，這一實施例補(bǔ)償在各音頻源或節(jié)目內(nèi)容之間可能存在的任何固有的音量差異，并且產(chǎn)生恒定輸出水平的豐富、完整的聲音。
[0012]這一實施例還允許在高噪聲環(huán)境(諸如移動的汽車)中再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音。本發(fā)明的某些實施例允許在任何環(huán)境中再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音。這包括針對在聲學(xué)方面設(shè)計良好的環(huán)境，諸如(不限于)音樂廳。這還包括針對在聲學(xué)方面設(shè)計較差的環(huán)境，諸如(不限于)傳統(tǒng)的起居室、車輛的內(nèi)部等等。進(jìn)一步，本發(fā)明的某些實施例允許再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音，而不管與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)地使用的電子組件和揚(yáng)聲器的品質(zhì)。由此，本發(fā)明可用于對最高端和最低端的電子裝置和揚(yáng)聲器兩者以及之間的所有東西再現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音。
[0013]在某些實施例中，本發(fā)明可用于在高噪聲環(huán)境中播放音樂、電影、或視頻游戲，高噪聲環(huán)境諸如(不限于)汽車、飛機(jī)、輪船、俱樂部、劇院、游樂園或購物中心。此外，在某些實施例中，本發(fā)明設(shè)法通過處理人耳和音頻換能器兩者的效率范圍(大約600Hz與大約1，000Ηζ之間)以外的音頻信號來提高聲音呈現(xiàn)。通過處理該范圍以外的音頻，可獲取更完整且更廣泛的呈現(xiàn)。
[0014]在某些實施例中，可在壓縮之前降低音頻信號的低音部分，并在壓縮之后增強(qiáng)音頻信號的低音部分，由此確保呈現(xiàn)給揚(yáng)聲器的聲音具有低音音調(diào)豐富的頻譜，并且免受常規(guī)壓縮遇到的消聲影響。此外，在某些實施例中，由于音頻信號的動態(tài)范圍已通過壓縮而降低，因此可在有限的音量范圍內(nèi)呈現(xiàn)所得輸出。例如，本發(fā)明可在具有SOdB噪聲最低限度和IlOdB聲音閾值的高噪聲環(huán)境中舒適地呈現(xiàn)工作室品質(zhì)的聲音。
[0015]在某些實施例中，以上指定的方法可與其它數(shù)字信號處理方法結(jié)合，這些其它數(shù)字信號處理方法在上述方法之前執(zhí)行、在上述方法之后執(zhí)行、或與上述方法間歇地執(zhí)行。
[0016]在另一具體實施例中，本發(fā)明提供可執(zhí)行以上指定的方法的計算機(jī)芯片。在一個實施例中，計算機(jī)芯片可以是數(shù)字信號處理器或DSP。在其他實施例中，計算機(jī)芯片可以是能夠執(zhí)行上述方法的任何處理器，諸如(不限于)計算機(jī)、計算機(jī)軟件、電路、被編程用于執(zhí)行這些方法的電子芯片、或用于執(zhí)行所述方法的任何其他裝置。[0017]在另一實施例中，本發(fā)明提供包括這樣的計算機(jī)芯片的音頻設(shè)備。音頻設(shè)備可包括，例如且不限于:收音機(jī)；CD播放器；磁帶播放器；MP3播放器；蜂窩電話；電視機(jī)；計算機(jī)；公共地址系統(tǒng)；諸如Playstation3 (索尼公司一日本東京)、X-Box360 (微軟公司一華盛頓州雷蒙德市)、任天堂的Wii (任天堂有限公司一日本東京)之類的游戲站；家庭影院系統(tǒng)；DVD播放器；視頻卡帶播放器；或藍(lán)光播放器。
[0018]在這樣的一個實施例中，在音頻信號通過源選擇器之后且在它到達(dá)音量控制之前，可向本發(fā)明的芯片傳送該音頻信號。具體而言，在某些實施例中，本發(fā)明的芯片(位于音頻設(shè)備中)處理來自一個或多個源的音頻信號，這些源包括但不限于:收音機(jī)、⑶播放器、磁帶播放器、DVD播放器等等。本發(fā)明的芯片的輸出可驅(qū)動其他信號處理模塊或揚(yáng)聲器，在該情況下常常采用信號放大。[0019]具體而言，在一個實施例中，本發(fā)明提供包括這樣的計算機(jī)芯片的移動音頻設(shè)備。這樣的移動音頻設(shè)備可放置在汽車中，且可包括，例如且不限于:收音機(jī)、⑶播放器、磁帶播放器、MP3播放器、DVD播放器或視頻卡帶播放器。[0020]在這一實施例中，可將本發(fā)明的移動音頻設(shè)備具體地調(diào)諧至可在其中使用該移動音頻設(shè)備的每一車輛，以獲取最優(yōu)性能并且考慮每一車輛中的獨(dú)特聲學(xué)屬性(諸如揚(yáng)聲器放置、乘客隔間設(shè)計、以及背景噪聲)。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可對全部4個獨(dú)立控制的聲道提供精確的調(diào)諧。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可傳送10瓦特或更多的功率。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可使用車輛的現(xiàn)有(有時是廠家安裝的)揚(yáng)聲器系統(tǒng)來產(chǎn)生工作室品質(zhì)的聲音。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可包括USB端口來允許播放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字格式的歌曲。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可包括與衛(wèi)星無線電一起使用的適配器。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可包括與現(xiàn)有數(shù)字音頻播放設(shè)備(諸如且不限于MP3播放器)一起使用的適配器。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可包括遙控器。同樣在這一實施例中，本發(fā)明的移動音頻設(shè)備可包括可分開的面板。
[0021]在各個實施例中，一種方法包括:接收包括多個濾波器均衡系數(shù)的分布圖，用來自分布圖的多個濾波器均衡系數(shù)來配置圖形均衡器的多個濾波器，接收第一信號以供處理，使用第一增益來調(diào)整多個濾波器，使用圖形均衡器的多個濾波器來均衡第一信號，輸出第一信號，接收第二信號以供處理，使用第二增益來調(diào)整先前用來自分布圖的濾波器均衡系數(shù)配置的多個濾波器，用圖形均衡器的多個濾波器來均衡第二信號的第二多個頻率，以及輸出第二信號。分布圖可從通信網(wǎng)絡(luò)和/或從固件中接收。
[0022]多個濾波器可使用多個濾波器均衡系數(shù)來配置，以便修改第一信號來使語音的聲音在電話通信期間清晰，以便修改第一信號來使語音的聲音在高噪聲環(huán)境中清晰，和/或以便修改第一信號來為手持式設(shè)備調(diào)整與媒體文件相關(guān)聯(lián)的聲音。
[0023]在均衡第一信號之前，該方法還包括:調(diào)整第一信號的增益，用低架濾波器對經(jīng)調(diào)整的第一信號進(jìn)行濾波，以及用壓縮器來壓縮經(jīng)濾波的第一信號。此外，該方法還包括:在
均衡第一信號之后，用壓縮器來壓縮經(jīng)均衡的第一信號，以及調(diào)整經(jīng)壓縮的第一信號的增益。
[0024]在某些實施例中，該方法還包括:用第一低濾波器對第一信號進(jìn)行濾波，在用壓縮器壓縮經(jīng)濾波的信號之前，用第一高架濾波器對從第一低架濾波器接收到的第一信號進(jìn)行濾波，在用圖形均衡器來均衡第一信號之前，用第二低架濾波器對第一信號進(jìn)行濾波，以及在用第二低架濾波器對第一信號進(jìn)行濾波之后，用第二高架濾波器對第一信號進(jìn)行濾波。
[0025]在某些實施例中，數(shù)字信號表示可被無線地接收的音頻信號，例如以允許當(dāng)與有線實施例相比時收聽者具有更多的運(yùn)動自由度。該信號可被輸入到個人音頻收聽設(shè)備，諸如一副頭戴式受話器，并且這些頭戴式受話器可耦合至驅(qū)動器電路。另外，多個實施例創(chuàng)建車輛的聲音分布圖，其中個人音頻收聽設(shè)備將被使用。
[0026]某些實施例使用第一增益放大器第一次調(diào)整接收到的信號的增益，并且使用第二增益放大器第二次調(diào)整該信號的增益?？墒褂枚喾N截止頻率。例如，第一低架濾波器可具有1000Hz的截止頻率，并且第一高架濾波器可具有1000Hz的截止頻率。在某些示例中，圖形均衡器包括十一個級聯(lián)的二階濾波器.二階濾波器中的每一個可以是鐘形濾波器。在某些實施例中，這十一個濾波器中的第一個具有30Hz的中心頻率，并且這十一個濾波器中的第十一個濾波器具有16000Hz的中心頻率。第二個到第十個濾波器彼此以大約一倍頻程(one-octave)間隔為中心。在多個實施例中，第二低架濾波器是幅度補(bǔ)償?shù)图転V波器。
[0027]在某些實施例中，音頻系統(tǒng)包括個人音頻收聽設(shè)備，諸如音頻頭戴式耳機(jī)。該實施例還可包括耦合至頭戴式耳機(jī)的數(shù)字處理設(shè)備。數(shù)字處理器設(shè)備可包括配置成放大信號的第一增益放大器、配置成對經(jīng)放大的信號進(jìn)行濾波的第一低架濾波器以及配置成壓縮經(jīng)濾波的信號的第一壓縮器。多個實施例可包括配置成處理經(jīng)濾波的信號的圖形均衡器、配置成利用第二壓縮器壓縮經(jīng)處理的信號的第二壓縮器、以及配置成放大經(jīng)壓縮的信號的增益且將輸出信號輸出的第二增益放大器。音頻系統(tǒng)可進(jìn)一步包括頭戴式耳機(jī)驅(qū)動器，該頭戴式耳機(jī)驅(qū)動器耦合至數(shù)字處理設(shè)備的輸出并且被配置成驅(qū)動頭戴式耳機(jī)使其發(fā)出聲音。
[0028]音頻系統(tǒng)也可包括第一高架濾波器，該第一高架濾波器被配置成在利用第一壓縮器壓縮經(jīng)濾波的信號之 前對從第一低架濾波器接收的信號進(jìn)行濾波。也可包括被配置成在利用圖形均衡器處理接收到的信號之前對接收到的信號進(jìn)行濾波的第二低架濾波器、以及被配置成在利用第二低架濾波器對接收到的信號進(jìn)行濾波之后對接收到的信號進(jìn)行濾波的第二高架濾波器。
[0029]某些實施例包括被配置成從發(fā)射器無線地接收音頻信號的無線接收器。在多個實施例中，音頻系統(tǒng)進(jìn)一步包括分布圖產(chǎn)生電路，該分布圖產(chǎn)生電路被配置成允許用戶通過在某區(qū)域中收聽音樂并調(diào)整音頻系統(tǒng)來創(chuàng)建該區(qū)域的聲音分布圖。也可使用作為幅度補(bǔ)償?shù)图転V波器的第二低架濾波器對音頻信號進(jìn)行濾波。
[0030]在某些實施例中，本文描述的方法和系統(tǒng)處理音頻信號。這可通過以下步驟來完成:接收音頻信號，使用位于無線電頭戴式單元和揚(yáng)聲器之間的單獨(dú)數(shù)字處理設(shè)備第一次調(diào)整該音頻信號的增益，以及使用該數(shù)字處理設(shè)備利用第一低架濾波器處理該音頻信號。多個實施例使用數(shù)字處理設(shè)備用第一高架濾波器來處理音頻信號，使用數(shù)字處理設(shè)備用第一壓縮器來處理音頻信號，以及使用數(shù)字處理設(shè)備用第二低架濾波器來處理音頻信號。這些實施例也可使用數(shù)字處理設(shè)備用第二高架濾波器來處理音頻信號，使用數(shù)字處理設(shè)備用圖形均衡器來處理音頻信號，使用數(shù)字處理設(shè)備用第二壓縮器來處理音頻信號。另外，這些實施例可使用數(shù)字處理設(shè)備第二次調(diào)整音頻信號的增益，并且將來自數(shù)字處理設(shè)備的音頻信號輸出至頭戴式耳機(jī)驅(qū)動器。多個實施例可將該驅(qū)動器連接至一副頭戴式受話器，為其中將使用頭戴式受話器的車輛描繪分布圖，以及無線地接收音頻信號。[0031]圖形均衡器的多個濾波器可包括十一個級聯(lián)二階濾波器。二階濾波器的每一個可以是鐘形濾波器。
[0032]在某些實施例中，系統(tǒng)包括圖形均衡器。圖形均衡器可包括濾波器模塊、分布圖模塊、以及均衡模塊。濾波器模塊包括多個濾波器。分布圖可被配置成接收包括多個濾波器均衡系數(shù)的分布圖。均衡模塊可被配置成:用來自分布圖的多個濾波器均衡系數(shù)來配置多個濾波器，接收第一和第二信號，使用第一增益來調(diào)整多個濾波器，使用圖形均衡器的多個濾波器來均衡第一信號，輸出第一信號，使用第二增益來調(diào)整先前用來自分布圖的濾波器均衡系數(shù)配置的多個濾波器，使用圖形均衡器的多個濾波器來均衡第二信號，以及輸出第二信號。
[0033]在各個實施例中，一種方法包括:用多個濾波均衡系數(shù)配置圖形均衡器，使用第一增益來調(diào)整圖形均衡器，用圖形均衡器來處理第一信號，從圖形均衡器輸出第一信號，使用第二增益來調(diào)整圖形均衡器，用圖形均衡器來處理第二信號，圖形均衡器是先前用多個濾波器均衡系數(shù)來配置的，以及從圖形均衡器輸出第二信號。
[0034]在某些實施例中，一種計算機(jī)可讀介質(zhì)可包括可執(zhí)行指令。這些指令可由處理器執(zhí)行以執(zhí)行一種方法。該方法可包括:接收包括多個濾波器均衡系數(shù)的分布圖，用來自分布圖的多個濾波器均衡系數(shù)來配置圖形均衡器的多個濾波器，接收第一信號以供處理，使用第一增益來調(diào)整多個濾波器，使用圖形均衡器的多個濾波器來均衡第一信號，輸出第一信號，接收第二信號以供處理，使用第二增益來調(diào)整先前用來自分布圖的濾波器系數(shù)配置的多個濾波器，用圖形均衡器的多個濾波器來均衡第二信號的第二多個頻率，以及輸出第二信號。
[0035]在本發(fā)明的又一實施例中，系統(tǒng)和/或方法被配置成用于廣播或傳輸應(yīng)用，藉此在傳輸前處理模塊與傳輸后處理模塊之間共享對音頻信號的處理。具體地，在某些實施例中，音頻信號可被廣播或傳輸至一個或多個接收音頻設(shè)備，該一個或多個接收音頻設(shè)備又將播放該音頻信號。具體而言，在某些應(yīng)用中，廣播或傳輸可以是長距離的，例如經(jīng)由無線電信號傳輸或無線電廣播。在其它實施例中，傳輸可以是短距離的，例如在普通工作室、音樂廳、汽車等內(nèi)部。
[0036]在任一不例中，對音頻信號的處理在傳輸或廣播之前于傳輸前處理模塊處開始，并且于傳輸后處理模塊處結(jié)束，在某些實施例中，傳輸后處理模塊位于諸如接收收音機(jī)、揚(yáng)聲器、揚(yáng)聲器系統(tǒng)、擴(kuò)音器、蜂窩電話等的音頻設(shè)備處。
[0037]本方案具有將動態(tài)范圍控制、噪聲降低和音頻增強(qiáng)組合到單個輕型系統(tǒng)中的優(yōu)點，其中音頻處理任務(wù)由編碼/傳輸(傳輸前)側(cè)和解碼/接收(傳輸后)側(cè)共享。系統(tǒng)的最終頻率響應(yīng)可以是基本平坦的，即使在編碼(傳輸前)側(cè)進(jìn)行重自動增益控制期間也是如此。在大多數(shù)實施例中，所得音頻信號比源更有效率并且可針對具體收聽環(huán)境而量身定制。此外，傳輸后處理模塊可被配置成以積極主動的方式來均衡信號以補(bǔ)償回放系統(tǒng)或環(huán)境中的缺陷，這些缺陷至少部分地歸因于經(jīng)由傳輸前處理模塊對動態(tài)范圍的控制。
[0038]通過結(jié)合作為示例示出的根據(jù)本發(fā)明的實施例的特征的附圖，本發(fā)明的其他特征和方面在以下詳細(xì)描述中將變得明顯。本概述不旨在限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
[0039]附圖簡沭[0040]根據(jù)一個或多個各種實施例，本發(fā)明是參考以下附圖來詳細(xì)描述的。僅出于示出目的以及僅描述本發(fā)明的典型或示例實施例來提供附圖。提供這些附圖以便于讀者理解本發(fā)明，且不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的廣度、范圍或應(yīng)用性的限制。應(yīng)注意，為了示出的清楚和方便，這些附圖不一定是按比例繪制的。
[0041]圖1示出本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例的框圖。
[0042]圖2示出本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中所使用的低架濾波器(low-shelf filter)的效果。
[0043]圖3示出可如何使用高通和低通濾波器來創(chuàng)建低架濾波器。
[0044]圖4示出本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中使用的高架濾波器(high-shelf filter)的效果。
[0045]圖5示出本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中所使用的鐘形濾波器的頻率響應(yīng)。
[0046]圖6示出本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中所使用的圖形均衡器的一個實施例的框圖。
[0047]圖7示出示意可如何使用Mitra-Regalia實現(xiàn)來構(gòu)建濾波器的框圖。
[0048]圖8示出可在本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中使用的幅度補(bǔ)償?shù)图転V波器的效果。
[0049]圖9示出可在本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中使用的幅度補(bǔ)償?shù)图転V波器的實現(xiàn)的框圖。
[0050]圖10示出在本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中使用的壓縮器的靜態(tài)傳遞特性(輸出級和輸入級之間的關(guān)系)。
[0051]圖11示出在本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中使用的二階傳遞函數(shù)的直接形式類型I的實現(xiàn)的框圖。
[0052]圖12示出在本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中使用的二階傳遞函數(shù)的直接形式類型I的實現(xiàn)的框圖。
[0053]圖13是本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中所使用的圖形均衡器的框圖。
[0054]圖14是用于在本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中用多個濾波器系數(shù)來配置圖形均衡器的流程圖。
[0055]圖15是用于在本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法的一個實施例中選擇一個或多個分布圖來配置圖形均衡器的示例性圖形用戶界面。
[0056]圖16是包括傳輸前處理模塊和傳輸后處理模塊的本發(fā)明又一實施例的框圖。
[0057]這些圖不旨在是窮盡性的或?qū)⒈景l(fā)明限于所公開的確切形式。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用修改和變更來實踐，且本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等效物來限定。
[0058]優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述
[0059]要理解本發(fā)明不限于在此所描述的特定方法學(xué)、混合物、材料、制造技術(shù)、用途、以及應(yīng)用，因為這些可有變化。還要理解本文中所使用的術(shù)語僅出于描述特定實施的目的，而不旨在限定本發(fā)明范圍。必需注意到，如本文以及所附實施例中所使用地，單數(shù)形式的“一”、“一個”以及“該”包括復(fù)數(shù)引用，除非上下文另外明確地指出相反情況。因此，例如，對“音頻設(shè)備”或單獨(dú)設(shè)備的引用是對實施本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的一個或多個音頻設(shè)備或單獨(dú)設(shè)備的引用，無論其集成與否，且包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的其等效物。類似地，舉另一示例，提及“一步驟”或“一手段”是對一個或多個步驟或手段的提及，且可包括子步驟和從屬手段。所使用的所有連接詞要以可能的最大涵蓋方式來理解。因此，詞語“或”應(yīng)當(dāng)理解為具有邏輯“或”的定義而非邏輯“異或”的定義，除非在上下文中另外明確指出相反情況?？山忉尀楸硎窘频恼Z言應(yīng)當(dāng)如此理解，除非上下文中另外明確指出相反情況。
[0060]除非另外定義，否則在本文中所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的一名普通技術(shù)人員所通常理解相同的含義。描述了優(yōu)選方法、技術(shù)、裝置和材料，但是在本發(fā)明的實踐或測試中可使用與本文所描述的相似或等效的任何方法、技術(shù)、裝置、或材料。本文中所描述的結(jié)構(gòu)應(yīng)理解為也提及這種結(jié)構(gòu)的功能性等效物。
[0061]1.0 概述
[0062]首先，線性時間不變系統(tǒng)的某些背景是有幫助的。通過以下差分方程來描述輸入為x[k]和輸出為y[k]的N階、線性時間不變(LTI)離散時間濾波器:
[0063]y [k] =b0x [k] +Id1X [k_l] +...+bNx [k_N] +aj [k~l] +a2y [k_2] +
[0064]+aNy [k_N]
[0065]其中，選擇系數(shù){b0, bl，…，bN, al, a2，…，aN}，使得濾波器具有期望的特性(其中術(shù)語“期望的”可指代時域行為或頻域行為)。 [0066]上述差分方程可由脈沖函數(shù)δ [k]來激發(fā)，該脈沖函數(shù)δ [k]的值如下給出:
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理信號的方法，包括: 使用傳輸前處理模塊處理所述信號以產(chǎn)生經(jīng)部分配置的信號， 傳輸所述經(jīng)部分配置的信號， 接收經(jīng)傳輸?shù)男盘枺? 使用傳輸后處理模塊處理所述經(jīng)傳輸?shù)男盘栆援a(chǎn)生被配置成在預(yù)定環(huán)境中輸出的最終信號，所述傳輸后處理模塊是相對于所述傳輸前處理模塊至少部分相反的配置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳輸所述經(jīng)部分配置的信號包括經(jīng)由數(shù)據(jù)壓縮準(zhǔn)備所述經(jīng)部分配置的信號以供傳輸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，接收所述經(jīng)傳輸?shù)男盘柊▽?jīng)數(shù)據(jù)壓縮的信號進(jìn)行解碼。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述傳輸前處理模塊包括至少兩個架式濾波器。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述傳輸前處理模塊進(jìn)一步包括至少一個動態(tài)范圍修改組件。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述傳輸前處理模塊被配置成在所述信號的高頻和低頻之間產(chǎn)生24dB的差異。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述傳輸后處理模塊包括至少兩個架式濾波器。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，`其特征在于，所述傳輸后處理模塊的所述至少兩個架式濾波器包括相對于所述傳輸前處理模塊的所述至少兩個架式濾波器至少部分相反的增益值。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述傳輸后處理模塊的所述至少兩個架式濾波器包括與所述傳輸前處理模塊的所述至少兩個架式濾波器的頻率值相等的頻率值。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信號是音頻信號。
11.一種音頻系統(tǒng)，包括: 傳輸前處理模塊，其被配置成接收音頻信號并輸出經(jīng)部分處理的音頻信號， 發(fā)射器，其被構(gòu)建成傳輸所述經(jīng)部分處理的音頻信號， 接收器，其被構(gòu)建成接收所述經(jīng)傳輸?shù)囊纛l信號， 傳輸后處理模塊，其被配置成進(jìn)一步處理所述經(jīng)部分處理的音頻信號并產(chǎn)生輸出信號，以及 所述傳輸后處理模塊包括相對于所述傳輸前處理模塊至少部分相反的配置。
12.如權(quán)利要求11所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸前處理模塊被配置成減小所述音頻信號的動態(tài)范圍以產(chǎn)生所述經(jīng)部分處理的音頻信號。
13.如權(quán)利要求12所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸后處理模塊被配置成增大所述經(jīng)部分處理的音頻信號的動態(tài)范圍以產(chǎn)生所述輸出信號。
14.如權(quán)利要求13所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸前處理模塊包括至少兩個架式濾波器和至少一個動態(tài)范圍修改組件。
15.如權(quán)利要求14所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸前處理模塊的所述至少兩個架式濾波器被構(gòu)建成在高頻和低頻之間產(chǎn)生大約24dB的差異。
16.如權(quán)利要求14所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸后處理模塊包括至少兩個架式濾波器。
17.如權(quán)利要求16所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸后處理模塊的所述至少兩個架式濾波器包括相對于所述傳輸前處理模塊的所述至少兩個架式濾波器至少部分相反的增益值。
18.如權(quán)利要求17所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸后處理模塊的所述至少兩個架式濾波器包括與所述傳輸前處理模塊的所述至少兩個架式濾波器的頻率值大致相等的頻率值。
19.如權(quán)利要求13所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射器包括數(shù)據(jù)壓縮器，所述數(shù)據(jù)壓縮器被配置成在傳輸之前壓縮所述經(jīng)部分處理的音頻信號。
20.如權(quán)利要求19所述的音頻系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器包括數(shù)據(jù)編碼器，所述數(shù)據(jù)編碼器被配置成 在接收到經(jīng)壓縮且傳輸?shù)男盘栔髮ζ溥M(jìn)行編碼。
【文檔編號】G10L21/0208GK103886866SQ201310207685
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】A·邦吉奧維, P·福勒, G·澤爾尼克, J·布特拉三世 申請人:邦吉?dú)W維聲學(xué)有限公司