用于音频系统的立体声增强的方法和装置的制作方法

专利名称：用于音频系统的立体声增强的方法和装置的制作方法
用于音频系统的立体声增强的方法和装置技术领域
本公开一般地涉及对音频信号的信号处理。更具体而言，本公开的各个实施例涉及适合用于增强音频系统的立体声音频输出的系统、处理装置和处理方法。
背景技术：
在产生立体声音频输出的音频系统中，通常希望通过向立体声音频输出提供立体声拓宽效果来提高音频系统的声音性能的方面。用于向立体声音频输出提供立体声拓宽效果的传统技术包括基于数字信号处理(DSP)的技术。例如，立体声音频输出可以通过算法在DSP系统中被进行数字操纵以提供立体声拓宽效果。另外，接近20Hz到20KHz的音频范围的低端和高端的音频频率通常被感知到与中间区域的音频频率相比有低劣的声音性能，例如在响度方面。这些被感知到的较差的性能可能是由于人耳对上述音频范围两端的音频频率的敏感度的限制。
此外，音频系统一般有相关联的系统噪声基底。该系统噪声基底可以与噪声信号相关联，这些噪声信号的响度水平在音频范围的两端的感知响度变得不能与噪声信号的响度水平区别开的情况下可能不利地影响声音性能。具体来说，噪声信号可能比音频范围的低端和高端附近的音频频率更容易听到。因而，音频系统的噪声性能可能会被不利地影响。
克服低劣声音性能的传统技术包括提供足够的增益来补偿人耳敏感性的限制，以提高在音频范围两端的音频频率的感知响度。例如，在音频范围的低端(从20Hz到120Hz) 的音频频率的感知响度低于中间范围的音频频率(从300Hz到5KHz)的感知响度。因此，与从300Hz到5KHz的音频频率相比，需要更大的增益来提升从20Hz到120Hz的音频频率的响度。
遗憾的是针对提高音频系统的声音性能所实现的传统技术不能以合适地高效的方式来实现对声音性能的提高。
此外，传统技术可能会以损害音频系统用户的收听体验的方式不利地影响音频系统的立体声音频输出的质量。
因而希望提供一种方案来解决用于提高音频系统的声音性能的传统技术的以上问题中的至少一个。发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种适合于与具有输入模块和输出模块中的至少一者的系统进行信号通信的处理装置。该处理装置可被配置为接收来自所述系统的输入模块的输入信号。该处理装置包括输入信号可传送到的第一声道处理部分。第一声道处理部分可被配置为接收并以如下方式处理输入信号使得低音频率的音频信号从输入信号中被提取。低音频率音频信号还可通过以下处理中的至少一者而被处理线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵。
第一声道处理部分包括低频处理部分和子声道组合器。
低频处理部分包括第一动态范围压缩器(DRC)、耦接到第一 DRC的分离器 (splitter)以及耦接到分离器的低频调节模块。第一 DRC接收并通过以下处理中的至少一者来处理低音频率音频信号线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵。分离器接收处理后的低音频率音频信号并将其进一步处理以产生第一低音部分和第二低音部分。低频调节模块接收并处理第二低音部分。
子声道组合器模块耦接到分离器和低频调节模块。该子声道组合器模块接收并处理第一低音部分和处理后的第二低音部分以产生可传送到输出模块的第一声道信号。
处理装置还可以包括输入信号可传送到的第二声道处理部分。第二声道处理部分可被配置为接收并通过对动态范围的扩展操纵来处理输入信号，从而产生第二声道信号。 除了第一声道信号以外，第二声道信号也可以被传送给输出模块。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于处理从音频源传送的信号的方法。从音频源传送的信号包括左声道音频信号和右声道音频源。左声道音频信号和右声道音频信号两者可被处理以产生至少一个输入组合信号。该方法包括信号处理步骤，该信号处理步骤包括第一声道处理步骤，在第一声道处理步骤中所述至少一个输入组合信号在第一声道处理部分处被接收并处理。
在第一声道处理部分处处理所述至少一个输入组合信号包括提取步骤、动态范围处理步骤、分离步骤、调节步骤和组合步骤。
在提取步骤中，低音频率音频信号被从所述至少一个输入组合信号中提取。在动态范围处理步骤中，低音频率音频信号可通过以下处理中的至少一者而被处理以产生处理后的低音频率音频信号线性动态范围处理、对动态范围的压缩操纵和对动态范围的扩展操纵。在分离步骤处，所述处理后的低音频率音频信号可以被处理以产生第一低音部分和第二低音部分。在调节步骤中，第二低音部分可以被处理以产生处理后 的第二低音部分。在组合步骤中，所述第一低音部分和所述处理后的第二低音部分可以被处理以产生第一声道信号。


下文中参考附图描述本公开的实施例，在附图中
图1a示出了根据本公开实施例的一种系统，该系统包括输入模块、处理装置和输出模块，产生左右声道音频信号的音频源可被耦接到所述输入模块，所述处理装置具有低频调节模块，并且左右输出信号可以通过输出模块被产生；
图1b示出了一种示例性情形，其中来自图1中所提到的音频源的左右声道音频信号可以被记录设备记录；
图1c示出了被包括在图1的系统的输出部分中的扬声器阵列，左右输出信号可以通过该扬声器阵列被图1的系统的用户体验到；
图2a示出了图1的系统的示例性实施例的概览；
图2b更详细地示出了图2a中所示的系统的示例性实施例的输入模块；
图2c和图2d更详细地示出了图2a中所示的系统的示例性实施例的处理装置；
图2e更详细地示出了图2a中所示的系统的示例性实施例的输出模块。
图3a到图3e示出了根据本公开实施例的通过图1的低频调节模块对基础低音频率信号的信号处理的示例；
图4示出了根据本公开实施例的响度动态范围压缩器(DRC)的曲线图，该曲线图包括第一到第五响度DRC曲线，第一到第三DRC的DRC设置可以通过所述DRC曲线而得到；
图5示出了根据本公开实施例的具有第一到第四DRC设置曲线的声场曲线图，第四DRC的DRC设置可以通过所述DRC设置曲线而得到；
图6示出了根据本公开实施例的DRC设置曲线图，该DRC设置曲线图包括分别与图4和图5中所提到的第一和第四DRC相对应的第一到第四DRC设置图7不出了与图5的第四DRC的DRC设置相关联的极坐标图8示出了描绘在图2a中所示的系统的示例性实施例的输出模块处的频率响应的输出曲线图；以及
图9a到图9c示出了根据本公开的另一实施例的结合图1的系统实现的处理方法。
具体实施方式
在下文中参考图1到图9描述用于解决与用于提高音频系统的声音性能的传统技术相关联的前述问题中的一个或多个的本公开的代表性实施例。
包括输入模块110、处理装置120和输出模块130的根据本公开实施例的系统100 在图1a中被示出。输入模块110耦接到处理装置120，处理装置120耦接到输出模块130。
输入模块110包括音频源输入部分112和耦接到音频源输入部分112的混合器部分114。音频源输入部分112可以耦接到产生左声道音频信号和右声道音频信号的音频源 (未被示出)。
左右声道音频信号中的每一个信号可与指示信号强度的幅度相关联，所述信号强度又可与响度水平相关联。音频源可以具有可调节增益模块，该模块针对左右声道音频信号中的每一个信号的幅度提供可调节增益。可调节增益可以被调节以改变参考增益水平， 该参考增益水平可以被用于提升或者衰减左右声道音频信号中的每一个信号的幅度。更具体而言，基于利用可调节增益模块对可调节增益的调节，针对左右声道音频信号中的每一个信号的幅度的参考增益水平可以被得到。利用可调节增益模块对可调节增益的多次调节得到相应的多个参考增益水平。可调节增益模块的一个示例是与音频源相关联的音量控制器。音量控制器可用于增大或减小可调节增益，并且从而相应地增大或减小参考增益水平。 如果参考增益水平被增大，则左右声道音频信号中的每一个信号的幅度被相应地提升。相反，如果参考增益水平被减小，则左右声道音频信号中的每一个信号的幅度被相应地衰减。
左右声道音频信号中的每一个信号(在下面的等式(I)和等式(2)中分别被标记为“L”和“R”)可以被音频源输入部分112接收。输入模块110通过混合器部分114处理所接收到的左右声道音频信号以形成一个或多个输入组合信号。所接收到的左右声道音频信号可以通过同相处理和异相处理中的一者或两者而被混合器部分114处理。
输入组合信号可以从输入模块110传送给处理装置120并被处理装置120接收。 根据所接收到的左右声道音频信号被混合器部分114通过同相处理还是异相处理来进行处理，每个输入组合信号可以是同相/相加输入组合信号(在等式(I)中被标记为“M”)或者异相/相减输入组合信号(在等式(2)中被标记为“S”)，分别由以下的等式(I)和等式(2)表不:
M=L+R (I)
S=L-R (2)
从等式(I)和(2)中可以看出，同相输入组合信号可以基于左声道音频信号和右声道音频信号的求和来形成，而异相输入组合信号可以基于左声道音频信号与右声道音频信号的相减来形成。
处理装置120处理输入组合信号以产生处理后的子信号。处理装置120包括第一声道处理部分122和第二声道处理部分124中的一者或两者，这两个声道处理部分中的每一个可以耦接到输入模块110。更具体地，第一和第二声道处理部分122/124可以分别耦接到输入模块110的混合器部分114。
第一和第二声道处理部分122/124分别从输入模块110接收至少一个同相输入组合信号和至少一个异相输入组合信号。
因而第一声道处理部分122与同相处理相关联，第二声道处理部分124与异相处理相关联。因此，经同相处理后的子信号(在下面的等式(3)中被标记为“Subl”)和经异相处理后的子信号(在下面的等式(4)中被标记为“Sub2”)分别由第一声道处理和第二声道处理部分122/124产生。此外，第一和第二声道处理部分122/124可以分别与被标记为“K1” 和“K2”的倍乘因子相关联。Subl和Sub2分别由等式(3)和等式(4)表示如下
Sub I =KI X M=KI X (L+R) (3)
Sub2=K2 X S=K2 X (L-R)(4)
分别针对于第一和第二声道处理部分122/124的倍乘因子Kl和K2可以分别是增益因子、衰减因子或单位因子。在一个示例中，Kl可以是将Subl的幅度加倍的增益因子(即 Kl=2), Κ2可以是将Sub2的幅度减半的衰减因子(即Κ2=0. 5)。在另一示例中，Kl和Κ2两者可 以是单位因子(即Κ1=Κ2=1)以使得Subl和Sub2两者的幅度都不受相应的Kl和K2的影响。
输出模块130接收来自处理装置120的处理后的子信号并进一步处理子信号以产生包括左输出信号(在下面的等式(5)中被标记为Lout)和右输出信号(在下面的等式(6) 中被标记为Rout)的输出信号。输出模块130包括组合器部分132和输出部分134。组合器部分132将处理装置120和输出部分134相耦接。
组合器部分132包括第一组合器132a和第二组合器132b。输出部分134包括与左输出信号相对应的第一输出端口 134a和与右输出信号相对应的第二输出端口 134b。第一和第二输出端口 134a/134b分别耦接到第一和第二组合器132a/132b。
输出模块130可以与例如在第一和第二输出端口 134a/134b中的每一个端口或者第一和第二组合器132a/132b中的每一个组合器处的倍乘因子相关联。例如，在输出模块 130可与在第一和第二输出端口 134a/134b中的每一个端口处的倍乘相关联的情况下，分别针对第一和第二输出端口的倍乘因子可以分别被标记为“G1”和“G2”。
此外，第一和第二组合器132a/132b中的每一个组合器可以通过求和来组合Subl 和Sub2 (即Subl+Sub2)或者通过相减来组合Subl和Sub2 (即Subl_Sub2)。
例如，在第一组合器132a通过求和来组合Subl和Sub2的情况下以及在第二组合器132b通过相减来组合Subl和Sub2的情况下，左输出信号(在下面的等式(5)中被标记为Lout)和右输出信号(在下面的等式(6)中被标记为Rout)可以分别用等式(5)和等式(6) 表示如下
Lout=GlX (Subl+Sub2)=GlX (ΚΙ X (L+R)+K2X (L-R)) (5)
Rout=G2X (Subl_Sub2)=G2X (ΚΙ X (L+R)-K2 X (L-R)) (6)
与前述Kl和K2 —样，Gl和G2可以分别是增益因子、衰减因子或单位因子。因此前面关于Kl和K2的描述类似地适用于Gl和G2。
假设K1、K2、G1和G2都是单位因子(即K1=K2=G1=G2=1 )，则以上示例中的等式(5) 和等式(6)可以被简化为分别如以下的等式(7)和等式(8)中所示
Lout=2L (7)
Rout=2R (8)
一般来说，左输出信号和右输出信号(在以上的等式7和8中分别被标记为“Lout” 和“Rout”)组合起来对应于系统100的立体声音频输出。
参考图lb，来自前述音频源的左右声道音频信号可以基于示例性情形141而被记录设备140记录，在示例性情形141中左右声道音频信号分别基于预定的右记录角度140a 和预定的左记录角度140b而被记录。
记录设备140可与记录入射轴142相关联。记录设备140还可与右记录轴144和左记录轴146相关联。预定的右记录角度140a基于记录入射轴142与右记录轴144之间的角度分离。预定的左记录角度140b基于记录入射轴142与左记录轴146之间的角度分离。预定的右和左记录角度140a/140b可以例如分别是30度的角。
参考图lc，输出部分134可以包括扬声器阵列150，该阵列包括分别针对右和左输出信号的右扬声器150a和左扬声器150b。系统100的用户160通过扬声器阵列150体验到右和左输出信号。·
为了优化的立体声音频体验，优选地保持声场音调。声场一般可能与以下考虑因素相关联，所述考虑因素例如在收听来自扬声器阵列150的立体声音频输出时用户160所体验到的对立体声音频输出(即左右输出信号)的宽度、深度和高度的感觉。
更具体而言，声场的音调表示记录设备140对与左右声道音频信号相关联的位置 (例如器械和歌手在记录期间的位置)的原始记录在扬声器阵列150处被真实再现的程度。
例如，假设与系统100相关联的诸如倍乘因子(例如前述K1、K2、G1和G2)之类的考虑因素被忽略掉，则声场的音调可能与最初由记录设备140记录的右和左声道音频信号真实再现为扬声器阵列150处的相应的右和左输出信号的程度相关联。
因此，当右和左声道音频信号被基本真实地再现为在扬声器阵列150处的相应的右和左输出信号时，声场的音调通常可认为是被保持的。相反，当右和左声道音频信号没有被基本真实地再现为在扬声器阵列150处的相应的右和左输出信号时,声场的音调通常可认为是被折损的。例如，如果与记录设备140最初记录的右和左声道音频信号相关联的对宽度、深度和高度中的任一个的感觉没有基本真实地在扬声器阵列150处被再现，则声场的音调可认为是被折损的。
声场的音调例如可以通过将右和左扬声器150a/150b安排或放置为与相应的预定的右和左记录角度140a/140b基本相一致而被保持。例如，根据其中预定的右和左记录角度140a/140b分别为30度的上述示例性情形141，右和左扬声器150a/150b可以被相应地放置在分别相对于用户160的30度角处。
系统100的示例性实施例将在下面参考图2a到图2e进行讨论。
图2a提供了系统100的示例性实施例的概览，在系统100中输入模块110、处理装置120和输出模块130被更详细地示出。输入模块110、处理模块120和输出模块130还分别单独在图2b、图2c到图2d和图2e中被示出。
参考图2a和图2b，在输入模块110处，音频源输入部分112包括输入端口部分 112a和声道分尚器部分112b。输入端口部分112a包括分别f禹接到声道分尚器部分112b 的第一输入端口 112c和第二输入端口 112d。分别通过第一和第二输入端口 112c/112d接收的左音频声道和右音频声道信号随后被馈送到声道分离器部分112b。
此外，混合器部分114包括具有至少一个混合器的混合器阵列。如图2b中所示， 混合器部分114包括例如具有第一混合器114a、第二混合器114b、第三混合器114c和第四混合器114d的混合器阵列。
基于所接收到的左音频声道和右音频声道信号，声道分离器部分112产生一组或多组左输入信号和右输入信号对，信号对的数目优选地对应于混合器部分114的混合器阵列中的混合器的数目。例如，对于第一到第四混合器114a/114b/114c/114d中的每一个混合器，一组左右输入信号对被产生。
混合器部分114的混合器阵列中的每个混合器处理所接收到的 一组左右输入信号对以产生输入组合信号，该输入组合信号可以是同相输入组合信号或异相输入组合信号。
参考图2a、图2c和图2d,在处理装置120处,在一个实施例中，第一声道处理部分 122包括低频处理部分125和具有多个输入端口和一输出端口的子声道组合器模块126。如图所示，低频处理部分125耦接到子声道组合器模块126。在另一实施例中，第一声道处理部分122还包括高频处理部分127和中频处理部分128中的至少一个。如图所示，高频处理部分127和中频处理部分128中的每一个可以耦接到子声道组合器模块126。第二声道处理部分124包括声场处理部分129。
下面将参考图2a和图2c更详细地描述第一声道处理部分122，而稍后将参考图 2a和图2d更详细地描述第二声道处理部分124。
如图2a和图2c中所示，低频处理部分125包括第一滤波器125a，滤波器125a耦接到混合器部分114的混合器阵列中的混合器，并且接收来自该混合器的输入组合信号。 低频处理部分125还包括具有输入端和输出端的第一动态范围压缩器(DRC) 125b、分离器 125c和低频调节模块125d。第一 DRC125b的输入端和输出端分别耦接到第一滤波器125a 和分离器125c。因而,第一 DRC125b将第一滤波器125a和分离器125c相f禹接。
分离器125c具有耦接到子声道组合器模块126的输入端口中的一个端口的第一分离器输出端125e和耦接到低频调节模块125d的第二分离器输出端125f。
低频调节模块125d包括耦接到第二分离器输出端125f的谐波生成器125g、耦接到谐波生成器125g的第二滤波器125h和将第二滤波器125h耦接到子声道组合器模块126 的输入端口中的一个端口的移位器125i。
第一滤波器125a具有与其关联的滤波器特性，并且例如是低通滤波器，该低通滤波器可以被配置为对输入组合信号进行滤波，以使得诸如50Hz的音频信号之类的低音频率音频信号被第一 DRC125b接收和处理，而具有例如高于300Hz的频率的中频至高频音频信号被滤除并且因而可以阻止第一 DRC125b对中频至高频音频信号的接收。因此，第一滤波器125a可以被配置为使得低音频率的音频信号可以从输入组合信号中被提取以由第一 DRC125b进一步处理。
第一滤波器125a可以通过适当考虑其滤波器特性而被配置，如上所述。滤波器特性可以包括诸如滤波器类型、滤波器阶数和_3dB截止频率之类的参数。
低通滤波器的一个示例是_3dB截止频率在70Hz到300Hz的频率范围内的一阶低通巴特沃斯滤波器。低通滤波器的其它示例包括_3dB截止频率低于70Hz (例如-3dB截止频率为50Hz)的一阶低通巴特沃斯滤波器。
第一 DRC125b能够对在其输入端接收到的低音频率的音频信号进行线性动态范围处理，以在其输出端产生处理后的低音频率的音频信号。更具体而言，第一 DRC125b能够处理低音频率的音频信号以使得在第一 DRC125b的输入端的每个低音频率的音频信号的幅度与在第一 DRC125b的输出端的每个相应的处理后的低音频率的音频信号的幅度基本相似。
第一 DRC125b还能够处理在其输入端接收的低音频率的音频信号，以通过操纵动态范围在其输出端产生处理后的低音频率的音频信号，以使得在第一 DRC125b的输入端的每个低音频率的音频信号的幅度与在第一 DRC125b的输出端的每个相应的处理后的低音频率的音频信号的幅度之间的差异是可变的。上述第一 DRC125b的输入端的幅度与第一 DRC125b的输出端的幅度之间的差异可以通过由第一 DRC125b以压缩和扩展之一来操纵动态范围而被改变。
在一个实施例中，第一 DRC125b以压缩方式来操纵动态范围以在其输出端产生处理后的低音频率的音频信号。在另一实施例中，第一 DRC125b以扩展方式来操纵动态范围以在其输出端产生处理后的低音频率的音频信号。在此，与以扩展方式操纵动态范围相比， 通过以压缩方式操纵动态范围，在第一 DRC125b的输入端的每个低音频率的音频信号的幅度与在第一 DRC125b的输出端的每个相应的处理后的低音频率的音频信号的幅度之间的差异比较小。在另一实施例中，第一 DRC125b通过压缩和扩展来操纵动态范围以在其输出端产生处理后的低音频率的音频信号。
第一 DRC125b还将在后面参考图4和图6被进行更详细的讨论。
在第一 DRC125b的处理之后，处理后的低音频率的音频信号被传送给分离器125c 并且被进一步处理以使得处理后的低音频率的音频信号被分成第一低音部分和第二低音部分。第一低音部分通过分离器125c的第一分离器输出端125e被子声道组合器模块126 的输入端接收。第二低音部分通过分离器125c的第二分离器输出端125f被低频调节模块 125d接收。低频调节模块125d产生处理后的第二低音部分。
优选地，来自第一和第二分离器输出端125e/125f的第一和第二低音部分基本相同。更具体而言，低音频率的音频信号可以与第一和第二低音部分相关联，并且与第一和第二低音部分相关联的低音频率的音频信号优选地是基本相同的。例如，在第一低音部分可与频率为50Hz的低音频率的音频信号相关联的情况下，第二低音部分类似地可与频率为 50Hz的低音频率的音频信号相关联。
第二低音部分被馈送到谐波生成器125g并被处理以使得在与第二低音部分相关联的低音频率的音频信号内的基础低音频率信号的谐波被生成。所生成的谐波可以包括高阶谐波和低价谐波。所生成的谐波可以例如被第二滤波器125h处理以使得高阶谐波向移位器125i的传送被阻止，而低价谐波被移位器125i接收。
在所生成的谐波被第二滤波器125h处理之后，低价谐波可以被移位器125i处理以使得在基础低音频率信号的谐波和与第一低音部分相关联的低音频率的音频信号之间存在偏移。低价谐波可以由移位器125i例如通过时间移位来进行处理，并且所述偏移可以是例如基础低音频率信号的谐波和与第一低音部分相关联的低音频率的音频信号之间的时间延迟。
处理后的第二低音部分和第一低音部分都被随后馈送给子声道组合器126并被子声道组合器126处理，后面将更详细地描述。
谐波生成器125g例如可以是整流器，该整流器可以包括DC偏移去除器。该整流器例如可以由二极管、电容器和电阻器的组合来实现。第二滤波器125h例如可以是低通滤波器。
如前所述，克服在音频频率范围低端的低劣声音性能的传统技术可能会不利地影响立体声音频输出的质量。例如，与基础低音频率信号的谐波相关联的功率可以被用来提高在音频频率范围的低端的声音性能。但是，由于当与基础低音频率信号相关联的功率被利用时低音频率的音频信号的保真度被折损的效应，立体声音频输出的质量可能会受到不利的影响。低频调节模块125d减轻这种效应，从而在音频频率范围的低端的声音性能可以被提高，而不会不利地影响立体声音频输出的质量。
以上关于低频调节模块125d的内容将在后面参考图3a到图3e被更详细地讨论。
之前还提到，音频系统通常具有可能与不利地影响音频系统的噪声性能的噪声信号相关联的相关系统基底噪 声。鉴于此，低频处理部分125可以被配置为通过第一滤波器 125a和第一 DRC125b中的至少一者来减轻这种低劣的噪声性能。
更具体而言，在一个实施例中，低频处理部分125可以根据关于与第一滤波器 125a相关联的滤波器特性的适当考虑而被配置，以使得前述与系统噪声基底相关联的噪声信号可以被第一滤波器125a基本滤除。例如,第一滤波器的3dB截止频率可以基于与噪声信号相关的截止频率而被配置。因此，噪声信号向第一 DRC125b的传送可以被阻止。
在另一实施例中，低频处理部分125可以被配置为使得与低水平幅度相关联的低音音频信号可以被处理以产生处理后的低音音频信号，通过适当地配置第一 DRC125b以通过扩展操纵动态范围，所述处理后的低音音频信号可以与前述噪声信号区别开，如下面将参考图6进一步讨论的。
在另一实施例中，低频处理部分125可以被配置为通过第一滤波器125a和第一 DRC125b的组合来减轻上述低劣的噪声性能。
又如图2a和图2c中所示，高频处理部分127包括第三滤波器127a，滤波器127a 耦接到混合器部分114的混合器阵列中的混合器并且接收来自该混合器的输入组合信号。 高频处理部分127还包括第二移位器127b和具有输入端和输出端的第二 DRC127c。第二移位器127b将第三滤波器127a耦接到第二 DRC127c的输入端。第二 DRC127c的输出端耦接到子声道组合器模块126的输入端口中的一个端口。因而，第二 DRC127c将第二移位器 127b耦接到子声道组合器模块126。
第三滤波器127a具有与其关联的滤波器特性，并且例如是高通滤波器，该高通滤波器可以被配置为对输入组合信号进行滤波，以使得具有例如高于2KHz的音频频率的高音频信号被第二 DRC127c接收和处理，而具有例如低于2KHz的频率的低音至中频音频信号被滤除并且从而第二 DRC127C对这些信号的接收可以被阻止。高通滤波器的一个示例是-3dB截止频率为2KHz的一阶高通巴特沃斯滤波器。因此，第三滤波器127a可以被配置为使得高音频信号可以从输入组合信号中被提取以由第二 DRC127C进一步处理。
之前提到，滤波器特性可以包括诸如滤波器类型、滤波器阶数和_3dB截止频率之类的参数。
第二移位器127b例如是全通滤波器(APF)，该全通滤波器用于对从第二滤波器 127a接收的高音频信号进行相移以补偿由于例如在输入模块110处的信号处理期间引入的传输延迟而引起的位移。
第二 DRC127C接收来自第二移位器127b的相移后的高音频信号并按照与第一 DRC125b类似的方式处理这些信号，从而产生处理后的高音频信号。
第二 DRC127c将在后面参考图4和图6被进行更详细地讨论。
子声道组合器模块126随后接收并进一步处理所述处理后的高音频信号，如后面将更详细描述的。
再次参考图2a和图2c，中频处理部分128包括第四滤波器128a，滤波器128a耦接到混合器部分114的混合器阵列中的混合器并且接收来自该混合器的输入组合信号。中频处理部分128还包括第三移位器128b和具有输 入端和输出端的第三DRC128c。第三移位器128b将第四滤波器128a耦接到第三DRC128c的输入端。第三DRC128c的输出端耦接到子声道组合器模块126的输入端口中的一个端口。因而，第三DRC128c将第三移位器128b 耦接到子声道组合器模块126。
在一个实施例中，第四滤波器128a是具有高通截止部分和低通截止部分的带通滤波器，所述高通截止部分的_3dB截止频率对应于第一滤波器125a的_3dB截止频率，并且所述低通截止部分的_3dB截止频率对应于第三滤波器127a的_3dB截止频率。在另一实施例中，第四滤波器128a是低通滤波器和高通滤波器的组合，所述低通滤波器的_3dB截止频率对应于第三滤波器127a的-3dB截止频率，并且所述高通滤波器的_3dB截止频率对应于第一滤波器125a的-3dB截止频率。
鉴于此，之前关于第一和第三滤波器125a/127a的讨论类似地适用。
因此，第四滤波器128a对输入组合信号进行滤波以使得具有例如70Hz与2KHz之间的音频频率的中频音频信号被第三DRC128c接收并处理，而分别具有例如低于70Hz和高于2KHz的频率的低音和高音频信号被滤除，并且从而第三DRC128C对这些信号的接收可以被阻止。因此，第四滤波器128a可以被配置为使得中频音频信号可以从输入组合信号中被提取以由第三DRC128c进一步处理。
第三移位器128b与第二移位器127b类似。鉴于此，之前关于第二移位器127b的讨论类似地适用。
第三DRC128c接收来自第三移位器128b的相移后的中频音频信号并按照与第一和第二 DRC125b/127c中的任一个相类似的方式处理这些信号，从而产生处理后的中频音频信号。
第三DRC128c将在后面参考图4和图6被进行更详细地讨论。
子声道组合器模块126随后接收并进一步处理所述处理后的中频频信号，如后面将更详细描述的。
在一个实施例中，子声道组合器模块126在其输入端口处接收来自低频处理部分 125的第一低音部分和处理后的第二低音部分。所接收到的第一低音和处理后的第二低音部分可以通过同相/求和被子声道组合器模块126处理，以在其输出端口产生第一声道信号。
在另一实施例中，子声道组合器模块126还在其输入端口处接收来自高频处理部分127的处理后的高音频信号或者来自中频处理部分128的处理后的中频音频信号。所接收到的处理后的高音频信号或者所接收到的处理后的中频音频信号可以通过同相/求和与所接收到的第一低音部分和所接收到的处理后的第二低音部分组合在一起被子声道组合器模块126处理，以在其输出端口产生第一声道信号。
在另一实施例中，子声道组合器模块126还在其输入端口处接收分别来自高频处理部分127和中频处理部分128的处理后的高音频信号和处理后的中频音频信号。所接收到的处理后的高音频信号和所接收到的处理后的中频音频信号可以通过同相/求和与所接收到的第一低音部分和所接收到的处理后的第二低音部分组合在一起被子声道组合器模块126处理，以在其输出端口产生第一声道信号。
之后被输出模块130接收的第一声道信号对应于前述图1的Subl。
包括前述声场处理部分129的第二声道处理部分124将在下面参考图2a和图2d 进行更详细的描述。
参考图2a和图2d，声场处理部分129包括第五滤波器129a，滤波器129a耦接到混合器部分114的混合器阵列中的混合器并且接收来自该混合器的输入组合信号。声场处理部分129还包括第四移位器129b和具有输入端和输出端的第四DRC129C。第四移位器 129b将第五滤波器129a 耦接到第四DRC129c的输入端。第四DRC129c的输出端耦接到输出模块130。因而，第四DRC129c将第四移位器129b耦接到输出模块130。
第五滤波器129a和第四移位器12%分别跟与第四滤波器128a相关联的高通截止部分和第二移位器127b类似。鉴于此，之前关于第四滤波器128a和第二移位器127b的讨论类似地适用。
第四DRC129C在其输入端接收来自第四移位器12%的相移后的音频信号并按照与第一、第二和第三DRC125b/127c/128c中的任一个相类似的方式处理这些信号，从而在其输出端产生第二声道信号。
之前提到，通过向立体声音频输出提供立体声拓宽效果来提高声音性能的传统技术可能会影响立体声音频输出的质量。
例如，虽然立体声拓宽效果可以被提供给立体声音频输出，但是立体声音频输出的质量可能会由于声场的音调被折损的效应而受到不利影响。
第四DRC129C可以被配置为减轻声场的音调被折损的效应而同时向系统100的立体声音频输出提供立体声拓宽效果，如后面将参考图4到图6讨论的。第四DRC129c还可以被配置为改善系统100的立体声音频输出在输出端口 134处的方向性，这也将在后面参考图7进行讨论。
之后被输出模块130接收的第二声道信号对应于之前所描述的图1的Sub2。
参考图2a和图2e，在输出模块130处，组合器部分132还包括耦接到处理装置120 的接收器部分132c。接收器部分132c包括第一接收器输入端口 132d、第二接收器输入端口 132e和耦接到第一和第二组合器132a/132b的多个接收器输出端口 132f。第一和第二接收器输入端口 132d/132e分别接收第一声道和第二声道信号。
接收器部分132c以如下方式(例如通过信号分离技术)处理所接收到的第一声道和第二声道信号使得第一声道和第二声道信号两者被第一和第二组合器132a/132b中的每一个所接收。
第一和第二组合器132a/132b中的每一个处理从接收器部分132c接收到的第一声道和第二声道信号，以分别产生图1的左输出信号和右输出信号(即分别为Lout和 Rout)ο
左输出和右输出信号随后可以分别在输出部分134的第一和第二输出端口 134a/134b处被接收。
参考图3a到图3e，之前关于图2a和图2c的低频调节模块125d的内容将通过可以被包括在第二低音部分中的基础低音频率信号的示例而被进一步讨论。
如图3a中所示，基础低音频率信号例如是50Hz的正弦信号310。
参考图3b，谐波生成器125g处理50Hz的正弦信号310以产生该50Hz的正弦信号 310的整流后信号320，从而产生其谐波。可以从图3b中看出，针对整流后信号320的DC 偏移被去除了。
因而，第二滤波器125h可以用具有141Hz的截止频率和24dB的滚降的低通滤波器来实现，以使得与大约15 0Hz以下的频率相关联的谐波被移位器125i处理。更具体而言，50Hz的信号可以具有可以被移位器125i处理的与IOOHz频率相关联的谐波，而移位器 125 对在与IOOHz频率相关联的谐波以上的该50Hz的信号的谐波的接收可以被第二滤波器125h阻止。鉴于此，在与IOOHz频率相关联的谐波以上的该50Hz的信号的谐波可以是前述高阶谐波的示例，而与IOOHz频率相关联的该50Hz的信号的谐波可以是前述低价谐波的示例。
图3c示出了在第二滤波器125h的输出端的滤波处理后的信号330。滤波处理后的信号330与低音频率的音频信号332进行比较，所述低音频率的音频信号332与通过分离器125c的第一分离器输出端125e被子声道组合器模块126的输入端接收的第一低音部分相关联。
滤波处理后的信号330包括波峰330a和波谷330b，并且低音频率的音频信号332 包括波峰332a和波谷332b。波峰330a/332a和波谷330b/332b分别表示相应的滤波处理后的信号和低音频率音频信号330/332的正波幅和负波幅。
从图3c中可以观察到，滤波处理后的信号330和低音频率音频信号332是异相的。更具体而言，低音频率音频信号332的波峰332a和波谷332b分别与滤波处理后的信号330的波谷330b和波峰330a相一致。因此，滤波处理后的信号330与低音频率音频信号332之间的破坏性干涉可以以如下方式发生，即滤波处理后的信号和低音频率音频信号 330/332各自的正波幅和负波幅被减小。
在一个示例中，滤波处理后的信号330的波峰330a可以与低音频率的音频信号332的波谷332b相一致。因而，滤波处理后的信号330的正波幅可以被减小例如与低音频率的音频信号332的负波幅相对应的幅度。
在另一示例中，滤波处理后的信号330的波谷330b可以与低音频率的音频信号 332的波峰332a相一致。因而，低音频率的音频信号332的正波幅可以被减小例如与滤波处理后的信号330的负波幅相对应的幅度。
滤波处理后的信号330对应于与50Hz正弦信号310相关联的谐波。低音频率的音频信号332例如是IOOHz的信号。因而，如果50Hz的正弦信号310的谐波与IOOHz的低音频率信号发生破坏性干涉，则IOOHz的低音频率信号的真实度可能会被不利地折损，虽然与50Hz的正弦信号310的谐波相关联的功率被利用了。
图3d示出了由于前述破坏性干涉的效应所得到的减小后信号340的示例，其中由于滤波处理后的信号330的破坏性干涉，与图3c中所示的低音频率的音频信号332相比， 低音频率的音频信号332的正负波幅被减小。
因此，例如通过由移位器125i对滤波处理后的信号330的生成谐波进行时间移位，如之前参考图2a和图2c讨论的，使得在滤波处理后的信号330的谐波和与第一低音部分相关联的低音频率的音频信号之间存在时间延迟，图3d中所示的破坏性干涉的效果可以被减轻。
在一个实施例中，滤波处理后的信号330的生成谐波被移位器125i移位以使得滤波处理后的信号330的波峰330a和波谷330b不会与低音频率的音频信号332的波峰332a 和波谷332b发生破坏性干涉。
在另一实施例中，滤波处理后的信号330的生成谐波被移位器125i移位以使得低音频率的音频信号332的正负波幅被增大与滤波处理后的信号330的相应的正负波幅的一部分相对应的幅度。
在另一实施例中，滤波处理后的信号330的生成谐波被移位器125i移位以使得低音频率的音频信号332的正负波幅被增大与滤波处理后的信号330的相应的正负波幅的幅度相对应的幅度。
图3e示出了放大后信号350的示例，其中与图3c的低音频率的音频信号332相比，低音频率的音频信号332的正负波幅被增大与图3c的滤波处理后的信号330的正负波幅相对应的幅度。
因而，如图3a到图3e所示，通过滤波处理后的信号330和低音频率信号332，低频调节模块125d实现了在利用与基础低音频率信号相关联的功率的同时对低音频率的音频信号的真实度的保持。
此外，低频调节模块125d实现了对低音频率的音频信号的放大，如图3e的放大后信号350所示。因而，不需要额外的增益电路或组件来补偿人耳在低音频率处的敏感性的限制。
第一到第四DRC125b/127c/128c/129c可以根据DRC设置而被配置，所述DRC设置可以基于分别如图4和图5中所示的响度DRC曲线图400和声场曲线图500而得到。更具体而言，与第一到第三DRC125b/127c/128c相关联的DRC设置可以基于图4中所示的响度 DRC曲线图400而得到，与第四DRC129c相关联的DRC设置可以基于图5中所示的声场曲线图500而得到。
参考图4，响度DRC曲线图400被示出，该响度DRC曲线图可以基于针对等响度水平轮廓的国际标准(IS0226:2003)。响度DRC曲线图400包括第一响度DRC曲线410a、第二响度DRC曲线410b、第三响度DRC曲线410c、第四响度DRC曲线410d和第五响度DRC曲线410e。第一到第五响度DRC曲线410a到410e中的每一个与在例如50Hz到IOKHz的范围内以赫兹(Hz)为单位测量的频率相对应。例如，第一到第五响度DRC曲线410a到410e 分别对应于50Ηζ、70Ηζ、1ΚΗζ、3ΚΗζ和IOKHz的频率。
响度DRC曲线图400还包括以dB SPL为单位测量声压水平的声压轴420和以方 (phon)为单位测量响度水平的响度轴430。
响度DRC曲线图400可以被用于得到与第一到第三DRC125b/127c/128c相关联的 DRC设置，这将在后面参考图6更详细地讨论。
参考图5,声场曲线图500被不出。该声场曲线图可以基于各种情形，例如图1b中所提到的示例性情形141。更具体而言，声场曲线图500可以与前述经异相处理后的子信号 (在等式4中被标记为“sub2”)相关联。
声场曲线图500包括增益轴510和相位轴520。增益轴510可以表示在输出部分 134的第一和第二组合器132a/132b中的每一个处接收到的第二声道信号的增益。相位轴 520可以表示在输出部分134的相应的第一和第二输出端口 134a/134b处接收到的左输出和右输出信号之间的相位差。
更具体而言，增益轴510可以与在等式4中被标记为“K2”的倍乘因子相关联，而相位轴520可以与预定的右和左记录角度140a/140b相关联。
声场曲线图500还包括第一 DRC设置曲线530a、第二 DRC设置曲线530b、第三DRC 设置曲线530c和第四DRC设置曲线530d。声场曲线图500还包括原始声场指示轴540。原始声场指示轴540对应于之前提到的声场的音调。
声场曲线图500可以被用于得到与第四DRC129c相关的DRC设置。例如，第一到第四DRC设置曲线530a到530d中的每一个对应于针对与第四DRC129c相关的DRC设置的扩展比率。更具体而言，例如，第一到第四DRC设置曲线530a/530b/530c/530d分别对应于扩展比率1: 1、1. 2:1、1. 5:1 和 2:1。
如前所述，基于响度DRC曲线图400和声场曲线图500，与第一到第四DRC125b/127c/128c/129c相关联的DRC设置可以被得到。与第一到第四 DRC125b/127c/128c/129c相关联的DRC设置将在下面参考图6被更详细地讨论。
图6示出了DRC设置曲线图600，其中第一 DRC设置图600a、第二 DRC设置图600b、 第三DRC设置图600c和第四DRC设置图600d被示出。第一 DRC设置图600a包括第一设置部分602a、第二设置部分602b和第三设置部分602c。DRC设置曲线图600包括指示音频信号输入的幅度的输入轴610和指不音频信号输出的幅度的输出轴620。音频信号输入和输出都以分贝(dB)为单位来测量。
第一到第四DRC设置图600a/600b/600c/600d分别对应于第一到第四 DRC125b/127c/128c/129c。第一到第四 DRC 设置图 600a/600b/600c/600d 中的每一个表示针对每个相应的第一到第四DRC125b/127c/128c/129c的DRC设置。
因此，DRC设置曲线图600的输入和输出轴610/620 —般来说与分别在第一到第四DRC125b/127C/128c/129c的输入端和输出端的音频信号的幅度有关。
在一个不例中，就第一 DRC设置图600a而言,输入轴610所表不的音频信号输入的幅度和输出轴620所表不的音频信号输出的幅度分别对应于在第一 DRC125b的输入端的低音频率的音频信号的幅度和在第一 DRC125b的输出端的处理后的低音频率的音频信号的幅度。
在另一不例中，就第四DRC设置图600d而言,输入轴610所表不的音频信号输入的幅度和输出轴620所表不的音频信号输出的幅度分别对应于在第四DRC129c的输入端的前述相移后的音频信号的幅度和在第四DRC129c的输出端的前述第二声道信号的幅度。
针对第一和第四DRC设置图600a/600d的以上关于DRC设置曲线图600的输入和输出轴610/620的讨论类似地适用于第二和第三DRC设置图600b/600c中的每一个。
与第一到第四DRC125b/127c/128c/129c中的每一个DRC相对应的DRC设置可以包括扩展比率、压缩比率和线性比率中的至少一个。线性比率、扩展比率和压缩比率分别对应于线性动态范围处理、以扩展方式对动态范围的操纵和以压缩方式对动态范围的操纵， 如之前参考图2a到图2d所讨论的。
第一到第三DRC设置图600a到600c基于图4的响度DRC曲线图400。第四DRC 设置图600d基于图5的声场曲线图500。
参考在各个频率处的图4的第一到第五响度DRC曲线410a到410e，与前述各个频率相对应的第一到第三DRC125b/127c/128c中的每一个DRC的DRC设置可以被得到。
例如，与第一 DRC125b相对应的第一 DRC设置图600a可以参考与低音音频信号相关联的响度DRC曲线而被得到，第一 DRC设置图600a与在处理装置120的低频处理部分125 中的低音音频信号的处理相关联。这些DRC响度曲线包括分别与低音频率50Hz和70Hz相关联的图4的第一和第二响度DRC曲线410a/410b。
以上与第一 DRC125b相对应的第一 DRC设置图600a的示例类似地适用于分别与第二和第三DRC127c/128c相对应的第二和第三DRC设置图600b/600c。
参考第一 DRC设置图600a,第一设置部分602a是高级别输入部分,其中音频信号输入的幅度大约例如从_25dB到OdB变化。第二设置部分602b是中等级别输入部分，其中音频信号输入的幅度大约例如从_90dB到-25dB变化。第三设置部分602c是低级别输入部分，其中音频信号输入的幅度大约例如从_130dB到-90dB变化。第一设置部分602c可以对应于参考图2a和图2c讨论的与低级别幅度相关联的前述低音音频信号。
因而，在第一设置部分602a处，既不需要以压缩方式操纵动态范围也不需要以扩展方式操纵动态范围。因此，可以将第一 DRC125b配置为具有与在第一设置部分602a处的线性比率相对应的DRC设置。
此外，可能希望操纵动态范围以使得与第三设置部分602c相比，在第二设置部分 602b处第一 DRC125b的输入端和输出端的音频信号的幅度之间的差异较小。为此,第三设置部分602c的动态范围高于第二设置部分602b的动态范围。
更具体而言，在第二设置部分602b和第三设置部分602c处分别希望以压缩方式来操纵动态范围和以扩展方式来操纵动态范围。因此，可以将第一 DRC125b配置为具有与分别在第二和第三设置部分602b/602c处的压缩比率和扩展比率相对应的DRC设置。
通过以使得第三设置部分602c具有比第二设置部分602b更高的动态范围的方式配置第一 DRC125b，在低级别输入部分的低音音频信号可以被处理以产生处理后的低音音频信号，该处理后的低音音频信号可以跟与系统噪声基底相关联的前述噪声信号区分开来。从而减轻由于与系统噪声基底相关联的噪声信号而造成的低劣噪声性能。
在一个示例中，第一 DRC125b可以基于图4的第一和第二响度DRC曲线410a/410b 参考85至90dB SPL每米的声压阈值而被配置。第一 DRC125b的DRC设置包括线性比率1:1 和介于1. 2:1与2:1之间的压缩比率。第一 DRC125b的DRC设置还包括基本与第四DRC设置图600d的扩展比率类似的扩展比率。第四DRC设置图600d将在后面更详细地讨论。
参考第二 DRC设置图600b，第二 DRC127c可以被配置为以压缩方式来操纵动态范围。
在一个实施例中，第二 DRC127c可以基于图4的第四和第五响度DRC曲线 410d/410e参考85至90dB SPL每米的声压阈值而被配置。第二 DRC127c的DRC设置包括压缩比率1.2:1ο
参考第三DRC设置图600c，第三DRC128c可以被配置用于线性动态范围处理。因而第三DRC128c的DRC设置包括线性比率1:1。
如前所述，第四DRC设置图600d基于图5的声场曲线图500。因此，参考图5的第一到第四DRC设置曲线530a到530d，针对第四DRC129c的与第四DRC设置图600d相关的 DRC设置可以被得到，下面将进行讨论。
如参考图2a和图2d讨论的，第四DRC129c可以被配置为在向立体声音频输出提供立体声拓宽效应的同时减轻声场音调被折损的效应。
参考图2a和图2d进一步讨论，声场通常可能与以下考虑因素相关联，所述考虑因素例如用户在收听系统100的立体声音频输出时所体验到的对立体声音频输出的宽度、 深度和高度的感觉。因而，与声场相关联的考虑因素可以包括与预定的右和左记录角度 140a/ 140b相关的考虑因素。因而参考声场曲线图500，相对于在相位轴520处所表示的60到120度的范围内的相位差，在增益轴510处所表示的增益表示系统100的立体声拓宽效果。
记录设备140对与左右声道音频信号相关联的位置的原始记录被真实再现的程度由在相位轴520处所表不的30度相位差与原始声场轴540之间在增益轴510上所表不的增益差来表示。
更具体而言，参考例如在相位轴520处的90度的相位差，相应地在增益轴510处所表示的增益应当理想地尽可能地高，以得到系统100的理想的立体声拓宽效果性能。在相位轴520处所表示的30度相位差与原始声场轴540之间在增益轴510上所表示的增益差应当理想地尽可能低以表示对记录设备140的原始记录的真实再现。因而，当在相位轴 520处所表示的30度相位差与原始声场轴540之间的增益差接近零值时，声场音调被认为是基本被保持的。
再次参考声场曲线图500，与第二到第四DRC设置曲线530b/530c/530d相比，第一 DRC设置曲线530a提供相对于在相位轴520上所表示的90度相位差的在增益轴510上所表示的最大增益。因此，与扩展比率1:1相对应的第一 DRC设置曲线530a就系统100的理想立体声拓宽效果性能方面而言是理想的。
然而，与第二到第四DRC设置曲线530b/530c/530d相比，第一 DRC设置曲线530a 中在相位轴520上所表示的30度相位差与原始声场轴540之间的增益差也是最高的。
因而，虽然系统100的理想的立体声拓宽效果性能可以通过根据第一 DRC设置曲线530a配置第四DRC129C来实现，但是可以理解声场的音调被折损了。
再次参考声场曲线图500，与第一、第三和第四DRC设置曲线530a/530c/530d相比，第DRC设置曲线530b提供了在相位轴520上所表示的30度相位差与原始声场轴540 之间的最小增益差。
此外，还要注意对于第DRC设置曲线530b，针对在相位轴520上表示的90度相位差的在增益轴510上表示的增益与第一 DRC设置曲线530a的相应增益是相当的。
因而，通过根据第二 DRC设置曲线530b配置第四DRC129c，对应于扩展比率1. 2:1，对立体声音频输出的立体声拓宽效果可以在基本不折损声场音调的情况下被提供。
因此，如图6中所示，第四DRC设置图600d可以根据第二 DRC设置曲线530b与扩展比率1. 2:1相对应。因而，基于第四DRC设置图600d，第四DRC129c可以被配置为通过与扩展比率1. 2:1相对应的扩展来操纵动态范围。
与第四DRC129c的DRC设置和第一到第三DRC125b/127c/128c的DRC设置中的每一个DRC设置相关联的图形表示被提供，分别如图7和图8中所示。
参考图7，与第四DRC129c的DRC设置相关联的极坐标图700被示出。极坐标图 700可以基于图1b的示例性情形141和图5的声场曲线图。
极坐标图700示出了针对各个音频频率的结合声场音调的输入/输出比值。输入 /输出比值可以是对被音频源输入部分112接收的右和左声道音频信号的幅度相对于相应地在输出部分134处接收的右和左输出信号的幅度的比值的测量。
极坐标图700包括多个同心轴,每个同心轴与以dB (相对的)(dBR)为单位测量的输入/输出比 值相对应。更具体而言，极坐标图700包括第一到第十同心轴700a到700j， 每个同心轴对应于在3dBR到-27dBR之间变化的输入/输出比值。例如，第二同心轴700b 对应于输入/输出比值OdBR，第五同心轴700e对应于输入/输出比值_9dBR。
极坐标图700还包括与声场音调相对应的多个音调轴。在多个音调轴内的音调轴可以对应于例如记录入射轴142、预定的右记录角度140a或预定的左记录角度140b。更具体而言，极坐标图700包括与O度角相关联的第一音调轴702a，对应于记录入射轴142。极坐标图700还包括与30度角相关联的第二音调轴702b，以及与-30度角相关联的第三音调轴702c。第二和第三音调轴702b/702c分别对应于预定的右和左记录角度140a/140b，该右和左记录角度140a/140b分别具有预定的30度角。极坐标图700还可以包括第四音调轴702d和第五音调轴702e。
如极坐标图700中所示，第二和第四音调轴702b/702c分别与30度的角度和_30 度的角度相关联。角度的极性差异表示第二和第三音调轴702b/702c相对于第一音调轴 702a的相对位置。
极坐标图700还包括与第一音频频率相对应的第一极坐标曲线710和与第二音频频率相对应的第二极坐标曲线720。第一音频频率例如是4KHz的正弦波，第二音频频率例如是8KHz的正弦波。
如图所不，结合声场音调的输入/输出比值针对第一和第二极坐标曲线710/720 被示出。
如前所述，输入/输出比值可以是对被音频源输入部分112接收的右和左声道音频信号的幅度相对于相应地在输出部分134处接收的右和左输出信号的幅度的比值的测量。
因而，右声道音频信号的幅度与右输出信号的幅度的比值可以是与第二音调轴 702b相对应的输入/输出比值。左声道音频信号的幅度与左输出信号的幅度的比值可以是与第三音调轴702c相对应的输入/输出比值。
输入/输出比值提供了对与在输出部分134处的立体声音频输出的方向性相关联的系统100的性能的指不。
当第四DRC129c根据第二 DRC设置曲线530b被配置时，第一和第二极坐标曲线710/720对应于就系统100的立体声音频输出的方向性而言的、在输出部分134的 4KHz/8KHz音频信号的响应。
该响应将在后面参考第一极坐标曲线710被更详细地描述。因为针对第一和第二极坐标曲线710/720的响应是基本类似的，所以下面针对第一极坐标曲线710的讨论类似地适用于第二极坐标曲线720。
如图所示，第一极坐标曲线710分别在第一交点710a和第二交点710b处与第二和第三音调轴702b/702c相交。第一极坐标曲线710还分别在第三交点710c和第四交点 710d处与第四和第五音调轴702d/702e相交。
图中还不出，第一和第二交点710a/710b定义第一输入/输出范围710f。第一和第三交点710a/710c定义第二输入/输出范围710g。第二和第四交点710b/710d定义第三输入/输出范围710h。第一输入/输出范围710f内的输入/输出比值比第二输入/输出范围710g或第三输入/输出范围710h内的输入/输出比值更高。
例如，第一输入/输出范围710f内的输入/输出比值可以基本在O到3dBR之间变化，而在第二输入/输出范围710g内，·接近第三交点710c处，输入/输出比值可以基本在-9到OdBR之间变化。
因而,与第二或第三输入/输出范围710g/710h内的输入/输出比值相比，第一输入/输出范围710f内的输入/输出比值表明在输出部分134处系统100的立体声音频输出的更好的方向性。
因此，当第四DRC129c根据第二 DRC设置曲线530b被配置，对应于扩展比率1. 2:1，与方向性相关联的系统100的性能可以被提高。
参考图8，表示在系统100的输出模块130处的频率响应的输出曲线图800被示出。更具体而言，输出曲线图800表示与在输出部分134的第一输出端口 134a处接收到的左输出信号相关联的频率响应。
输出曲线图800可以被一般地分成第一频率响应部分800a、第二频率响应部分 800b和第三频率响应部分800c。此外，输出曲线图800包括指示以dBSPL为单位测量的输出声压级别(SPL)的输出级别轴810和指示以Hz或KHz为单位测量的输出音频频率的频率轴820。
在频率轴820处被指示的输出音频频率对应于与在输出部分134的第一输出端口 134a处所接收的左输出信号相关联的频率。此外，在输出级别轴810处被指示的输出SPL 对应于与在输出部分134的第一输出端口 134a处所接收的左输出信号相关联的幅度。
与在输出部分134的第一输出端口 134a处所接收的左输出信号相关联的频率响应可以通过第一响应曲线830、第二响应曲线840、第三响应曲线850和第四响应曲线860 在输出曲线图800中被示出。一般来说，第一到第四响应曲线830/840/850/860所表示的频率响应是彼此相似的，只是在输出SPL方面是不同的。
第一到第四响应曲线830/840/850/860可以基于例如之前图1a中所提到的与音频源相关联的参考增益水平。第一到第四响应曲线830/840/850/860的输出SPL的差异对应于例如基于利用音频源的可调节增益模块对可调节增益进行的相应调节的相应的参考增益水平。例如，第一响应曲线830与第二到第四响应曲线840/850/860中的任一个相比对应于更高的参考增益水平。第四响应曲线860与第二到第四响应曲线830/840/850中的任一个相比对应于更低的参考增益水平。
鉴于此，输出曲线图800将在下面针对第一响应曲线830被进行讨论。可以理解针对第一响应曲线830的讨论类似地适用于第二到第四响应曲线840/850/860。
如前所述，输出曲线图800可以一般地被分为第一、第二和第三频率响应部分800a/800b/800c。因而，第一响应曲线830可以根据第一、第二和第三频率响应部分 800a/800b/800c被类似地分割。第一响应曲线830包括第一响应点830a、第二响应点830b 和第三响应点830c。
如图所示，第一频率响应部分800a可以是具有包括IOOHz到200Hz的输出音频频率的频率范围的低频响应部分。第二频率响应部分800b可以是具有包括500Hz到 2KHz的输出音频频率的频率范围的中频响应部分。第三频率响应部分800c可以是具有包括5KHz到20KHz的输出音频频率的频率范围的高频响应部分。第一、第二和第三响应点 830a/830b/830c可以分别对应于 第一、第二和第三频率响应部分800a/800b/800c内的输出音频频率。例如，第一响应点830a对应于160Hz的输出音频频率，第二响应点830b对应于900Hz的输出音频频率，且第三响应点830c对应于IOKHz的输出音频频率。
从输出曲线图800中可以看出，与第一和第三响应部分800a/800c相关联的输出 SPL显著高于与第二响应部分800b相关联的输出SPL。具体而言，第一响应点830a和第三响应点830c分别对应于95和90dBSPL的输出SPL，而第二响应点830b对应于低于85dBSPL 的输出SPL。因而，与第一和第三响应点830a/830c中的每一个响应点相关联的输出SPL与第二响应点830b相比更高。
因而，利用如参考图2a和图2c所讨论的以上述方式被配置的第一、第二和第三 DRC125b/127c/128c，与第一和第三响应部分800a/800c相关联的输出SPL可以显著高于与第二响应部分800b相关联的输出SPL。因此，在音频范围两端处的音频频率的感知响度可以被提高，从而补偿了在音频范围两端处人耳敏感性的限制。
鉴于以上描述，可以理解包括低频处理部分125的系统100的各种实施例一般来说能够在利用与基础低音频率信号相关联的功率的同时实现了对低音音频信号的真实度的保持。此外，低频处理部分125实现了对低音音频信号的放大，而无需包括附加的增益电路或组件来补偿在低音音频频率处人耳敏感性的限制。此外，低频处理部分125还帮助减轻由于与系统噪声基底相关联的噪声信号而引起的低劣噪声性能。
此外，包括声场处理部分129的系统100的各个实施例还一般能够在基本不折损声场音调的情况下向立体声音频输出提供立体声拓宽效果。此外，声场处理部分129帮助提高与在输出部分134处的立体声音频输出的方向性相关联的系统100的性能。
参考图9a到9c，根据本公开的另一实施例的处理方法900优选地结合系统100被实现。图9a提供了包括输入步骤910、信号处理步骤920和输出步骤930的方法900的概览。信号处理步骤920包括第一声道处理步骤942和第二声道处理步骤944中的至少一个。 图9b和图9c分别更详细地示出了第一和第二声道处理步骤942/944。
参考图9a，在输入步骤910处，来自音频源的左右声道音频信号在输入模块110处被接收。在信号处理步骤920处，左右声道音频信号可以在输入模块110处被处理并且作为一个或多个输入组合信号被传送给处理装置120，在处理装置120处信号被进一步处理。
在一个实施例中，在信号处理步骤920处，一个或多个输入组合信号可以在第一声道处理步骤942处被处理。在另一实施例中，在信号处理步骤920处，所述一个或多个输入组合信号可以在第二声道处理步骤944处被处理。在另一实施例中，在信号处理步骤920 处，所述一个或多个输入组合信号可以在第一声道处理步骤942和第二声道处理步骤944 处被处理。
在将在后面参考图9b被更详细讨论的第一声道处理步骤942处，至少一个输入组合信号可以在第一声道处理部分122处被处理以产生第一声道信号。在将在后面参考图9c 被更详细讨论的第一声道处理步骤944处，至少一个输入组合信号可以在第二声道处理·部分124处被处理以产生第二声道信号。
在输出步骤930处,第一和第二声道信号中的任一者或者两者可以被传送给输出模块130并且在输出模块130处被接收。第一和第二声道信号因此可以被进一步处理以产生左右输出信号。
参考图9b，第一声道处理步骤942包括提取步骤942a、动态范围处理步骤942b、分离步骤942c、调节步骤942d和组合步骤942e。
在提取步骤942a处，低音频率的音频信号可以通过第一滤波器125a从至少一个输入组合信号中被提取。
在动态范围处理步骤942b处，低音频率的音频信号可以通过以下处理中的至少一者而被第一 DRC125b处理以产生处理后的低音频率的音频信号线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵。
在分离步骤942c处，处理后的低音频率的音频信号可以被分离器125c处理以产生第一低音部分和第二低音部分。
在调节步骤942d处，第二低音部分可以被低频调节模块125d处理以产生处理后的第二低音部分。
在组合步骤942e处，第一低音部分和处理后的第二低音部分可以被子声道组合器126处理以产生第一声道信号。
参考图9c，第二声道处理步骤944包括动态范围操纵步骤944a，其中至少一个输入组合信号可以被第四DRC129C通过与扩展比率相对应的对动态范围的扩展操纵来处理， 从而产生第二声道信号。扩展比率可以是1. 2:1的扩展比率。
按照前述方式，本公开的各种实施例被描述用于解决前述缺点中的至少一个。这些实施例希望是通过所附权利要求定义的，而不局限于所描述的部件的特定形式或布置， 并且本领域技术人员将明白考虑到本公开，可以在所附权利要求所定义的范围内进行各种改变和/或修改。
权利要求
1.一种适合于与具有输入模块和输出模块中的至少一者的系统进行信号通信的处理装置，该处理装置可配置为接收来自所述系统的输入模块的输入信号，所述处理装置包括 第一声道处理部分，所述输入信号可传送到所述第一声道处理部分，所述第一声道处理部分可配置为接收并处理所述输入信号，所述输入信号被以使得低音频率的音频信号被从所述输入信号中提取的方式处理，所述低音频率的音频信号还通过以下处理中的至少一者而被处理线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵，所述第一声道处理部分包括 低频处理部分，该低频处理部分包括 第一动态范围压缩器(DRC)，所述第一动态范围压缩器接收并通过以下处理中的至少一者处理所述低音频率的音频信号以产生处理后的低音频率的音频信号线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵； 分离器，所述分离器耦接到所述第一 DRC并且接收并进一步处理所述处理后的低音频率的音频信号以产生第一低音部分和第二低音部分；以及 低频调节模块，所述低频调节模块耦接到所述分离器并且接收并处理所述第二低音部分以产生处理后的第二低音部分，以及耦接到所述分离器和所述低频调节模块的子声道组合器模块，所述子声道组合器模块接收并处理所述第一低音部分和所述处理后的第二低音部分以产生第一声道信号， 其中所述第一声道信号可传送到所述输出模块。
2.根据权利要求1所述的处理装置，还包括 第二声道处理部分，所述输入信号可传送到所述第二声道处理部分，所述第二声道处理部分可配置为接收并通过以与扩展比率相对应的扩展对动态范围的操纵来处理所述输入信号，从而产生第二声道信号， 其中所述第二声道信号可传送到所述输出模块。
3.根据权利要求2所述的处理装置，其中所述第一声道处理部分还包括高频处理部分和中频处理部分中的至少一者，所述高频和中频处理部分中的每一个都可配置为接收并处理所述输入信号，所述输入信号被以使得高音频信号和中音频信号分别被所述高频和中频处理部分从所述输入信号中提取的方式而处理。
4.根据权利要求3所述的处理装置， 其中所述高频处理部分包括第二 DRC并且所述中频处理部分包括第三DRC， 其中所述高音频和中音频信号分别被所述第二和第三DRC接收和处理以分别产生处理后的高音频信号和处理后的中音频信号，并且 其中所述第二 DRC被配置为通过以与压缩比率相对应的压缩对动态范围的操纵来处理所述高音频信号，并且所述第三DRC被配置为通过线性动态范围处理来处理所述中音频信号。
5.根据权利要求4所述的处理装置，其中所述第二DRC被配置为通过以与压缩比率1.2:1相对应的压缩对动态范围的操纵来处理所述高音频信号，并且所述第三DRC被配置为通过与线性比率1:1相对应的线性动态范围处理来处理所述中音频信号。
6.根据权利要求3所述的处理装置，其中所述第二声道处理部分包括第四DRC，在所述第四DRC中，所述输入信号通过以扩展方式对动态范围的操纵而被处理，从而基本保持声场音调。
7.根据权利要求3所述的处理装置，其中所述处理后的高频音频信号和所述处理后的中频音频信号中的至少一者还可被所述子声道组合器接收以处理产生所述第一声道信号。
8.根据权利要求2所述的处理装置， 其中所述第二声道处理部分被配置为接收并通过以与扩展比率1. 2:1相对应的扩展对动态范围的操纵来处理所述输入信号，并且 其中所述第一动态范围压缩器(DRC)接收并通过以下处理中的至少一者来处理所述低音频率的音频信号与线性比率1:1相对应的线性动态范围处理、以与介于1. 2:1与2:1之间的压缩比率相对应的压缩对动态范围的操纵和以与扩展比率1. 2:1相对应的扩展对动态范围的操纵。
9.根据权利要求1所述的处理装置，其中所述第二低音部分包括基础低音频率信号并且所述低频调节模块包括 谐波生成器，该谐波生成器接收并以使得所述基础低音频率信号的谐波被生成的方式处理所述第二低音部分，所生成的谐波包括高阶谐波和低阶谐波； 耦接到所述谐波生成器的滤波器，用于处理所生成的谐波以使得高阶谐波的传送被阻止；以及 耦接到所述滤波器的移位器，所述移位器被配置为接收并以如下方式处理所述低阶谐波使得在所述基础低音频率信号的谐波和与所述第一低音部分相关联的低音频率的音频信号之间存在偏移。
10.根据权利要求9所述的处理装置，其中所述移位器被配置为对所述低阶谐波进行时间移位，并且所述偏移是时间延迟。
11.根据权利要求1所述的装置， 其中所述系统可与系统基底噪声相关联，噪声信号可与所述系统基底噪声相关联，并且 其中当所述第一 DRC被配置为以扩展方式操纵动态范围时，与低级别幅度相关联的低音音频信号可与噪声信号区别开。
12.根据权利要求1所述的装置， 其中所述系统可与噪声信号可相关联的系统基底噪声相关联，并且 其中所述低频处理部分还包括耦接到所述第一DRC的低通滤波器(LPF)，所述LPF可配置为进行以下处理中的至少一者处理所述输入信号以使得低音频率的音频信号被从所述输入信号中提取出来以及基本滤除所述噪声信号从而阻止噪声信号传送到所述第一 DRC。
13.根据权利要求1所述的装置， 其中所述系统可与噪声信号可关联的系统基底噪声相关联， 其中所述低频处理部分还包括耦接到所述第一 DRC的低通滤波器(LPF)，所述LPF可配置为进行以下处理中的至少一者处理所述输入信号以使得低音频率的音频信号被从所述输入信号中提取出来以及基本滤除所述噪声信号从而阻止噪声信号传送到所述第一 DRC，并且 其中当所述第一 DRC被配置为以扩展方式操纵动态范围时，与低级别幅度相关联的低音音频信号可与噪声信号区别开。
14.一种用于处理从音频源传送的信号的方法，所述从音频源传送的信号包括左声道音频信号和右声道音频源，所述左声道音频信号和右声道音频源两者可被处理以产生至少一个输入组合信号，所述方法包括 信号处理步骤，该信号处理步骤包括第一声道处理步骤，在所述第一声道处理步骤中所述至少一个输入组合信号在第一声道处理部分处被接收并处理，在所述第一声道处理部分处处理所述至少一个输入组合信号包括 通过提取步骤从所述至少一个输入组合信号中提取低音频率的音频信号； 通过动态范围处理步骤通过以下处理中的至少一者来处理所述低音频率的音频信号以产生处理后的低音频率的音频信号线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵； 通过分离步骤处理所述处理后的低音频率的音频信号以产生第一低音部分和第二低音部分； 通过调节步骤处理所述第二低音部分以产生处理后的第二低音部分；以及通过组合步骤处理所述第一低音部分和所述处理后的第二低音部分以产生第一声道信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述信号处理步骤还包括第二声道处理步骤，在该第二声道处理步骤中所述至少一个输入组合信号进一步被第二声道处理部分接收并处理，并且 其中所述第二声道处理部分对所述至少一个输入组合信号的处理包括通过动态范围操纵步骤以与扩展比率相对应的扩展对动态范围的操纵，从而产生第二声道信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述扩展比率为1.2:1。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二低音部分包括基础低音频率信号，并且处理所述第二低音部分以产生处理后的第二低音部分包括 通过谐波生成器以使得所述基础低音频率信号的谐波被生成的方式处理所述第二低音部分，所生成的谐波包括高阶谐波和低价谐波； 通过滤波器处理所生成的谐波以使得高阶谐波的传送被阻止；以及通过移位器以如下方式处理所述低价谐波使得在所述基础低音频率信号的谐波和与所述第一低音部分相关联的低音频率的音频信号之间存在偏移。
18.根据权利要求17所述的方法，其中通过移位器处理所述低价谐波包括对所述低价谐波进行时间移位，以使得在所述基础低音频率信号的谐波和与所述第一低音部分相关联的低音频率的音频信号之间存在时间延迟。
19.根据权利要求14所述的方法，其中通过所述第一DRC处理所述低音频率的音频信号包括以下处理中的至少一者 与线性比率1:1相对应的线性动态范围处理； 通过与介于1. 2:1与2:1之间的压缩比率相对应的压缩来操纵动态范围；以及 通过与扩展比率1. 2:1相对应的扩展来操纵动态范围。
20.一种适合于与具有输入模块和输出模块中的至少一者的系统进行信号通信的处理装置，该处理装置可配置为接收来自所述系统的输入模块的输入信号，所述处理装置包括 第一声道处理部分，所述输入信号可传送到所述第一声道处理部分，所述第一声道处理部分可配置为接收并处理所述输入信号，所述输入信号被以使得低音频率的音频信号从所述输入信号中提取的方式处理，所述低音频率的音频信号还通过以下处理中的至少一者而被处理线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵，所述第一声道处理部分包括 低频处理部分，该低频处理部分包括 第一动态范围压缩器(DRC)，所述第一动态范围压缩器接收并通过以下处理中的至少一者处理所述低音频率的音频信号以产生处理后的低音频率的音频信号线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵； 分离器，所述分离器耦接到所述第一 DRC，并且接收并进一步处理所述处理后的低音频率的音频信号以产生第一低音部分和第二低音部分；以及 低频调节模块，所述低频调节模块耦接到所述分离器，并且接收并处理所述第二低音部分以产生处理后的第二低音部分，以及 耦接到所述分离器和所述低频调节模块的子声道组合器模块，所述子声道组合器模块接收并处理所述第一低音部分和所述处理后的第二低音部分以产生第一声道信号，以及第二声道处理部分，所述输入信号可传送到所述第二声道处理部分，所述第二声道处·理部分可配置为接收并通过以与扩展比率相对应的扩展对动态范围的操纵来处理所述输入信号，从而产生第二声道信号， 其中所述第一和第二声道信号可传送到所述输出模块。
全文摘要
一种适合于与具有输入模块和输出模块中的至少一者的系统进行信号通信的处理装置。该处理装置可被配置为接收来自系统的输入模块的输入信号。该处理装置包括输入信号可传送到的第一声道处理部分。第一声道处理部分可配置为接收并以使得低音频率的音频信号被从输入信号中提取的方式处理输入信号。低音频率的音频信号还可通过以下处理中的至少一者而被处理线性动态范围处理、以压缩方式对动态范围的操纵和以扩展方式对动态范围的操纵。
文档编号H04R3/04GK103004237SQ201180034656
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月17日 优先权日2010年7月12日
发明者王国汉 申请人:创新科技有限公司