音频通道空间转换的制作方法_3

文档序号:8514910阅读:来源:国知局
的中间平衡电平。因此,任何输入信号条件可被分成公共信号、"主导"信号和在减去公 共信号的贡献之后剩余的输入信号分量,包括"所有其余"信号分量("非主导"或残余信 号能量)。如上所说,公共或"主导"信号幅值不一定比残余或非主导信号电平响亮。
[0044] 例如,考虑被映射到单个Lt/Rt(左总体和右总体)对的成弧形的五个通道 (L(左)、Mi化(中间左侧)、C(中屯、)、MidR(中间右侧)、R(右侧))的情况,希望在该单 个Lt/化对中恢复原始的五个通道。如果所有五个通道具有等幅值的独立信号,然后Lt和 Rt的幅值将相等,具有对应于在0和1之间的互相关性的中间值的公共能量的中间值(由 于Lt和化是非独立的信号)。可在不利用来自Mi化和MidR的信号的情况下通过合适地 选择L、C和R的电平而实现相同的电平。因此,二输入、五输出模块可能仅馈送对应于主导 方向的输出通道(在此情况下,C),W及对应于在从Lt和化输入去除C能量之后的输入信 号残余的输出通道a,时,而没有向Mi化和MidR输出通道供给信号。该种结果是不希望 的,不必要地关闭通道几乎总是一个坏的选择,该是因为信号条件中的小的扰动将造成"关 闭"通道在开通和关闭之间反复,导致烦人的颤动声音("颤动"是通道快速开通和关闭), 当"关闭"通道被隔离地收听时尤其如此。
[0045] 因此,当对于给定的一组模块输入信号值存在多种可能的输出信号分布时,从个 体通道质量的角度考虑的守恒方法是与信号条件一致地在模块的输出通道中尽可能均匀 地扩散非主导信号分量。本发明的一个方面根据S路拆分、而不是"主导"对比"非主导" 两路拆分在服从信号条件的情况下均匀地扩散可用信号能量。优选地,=路拆分包含主导 (公共)信号分量、填充(均匀扩散)信号分量、和输入信号分量残余。不幸的是,仅存在足 W进行两路拆分(主导信号分量和所有其它信号分量)的信息。文中描述了一种用于实现 =路拆分的合适方法,其中对于高于特定值的相关值,两路拆分采用主导和扩散非主导信 号分量;对于低于该值的相关值,两路拆分采用扩散的非主导信号分量和残余。公共信号在 "主导"和"均匀扩散"之间被分开。"均匀扩散"分量包括"主导"和"残余"信号分量两者。 因此,"扩散"包含公共(相关)和残余(不相关)信号分量的混合。
[0046] 在处理之前,对于给定模块的给定输入/输出通道配置,对应于接收相同信号幅 值的所有输出通道计算相关值。该相关值可被称为"random_xcor"值。对于单个、居中导 出的中间输出通道和两个输入通道,random_xcor值可计算为0. 333。对于=个相等地扩散 的中间通道W及两个输入通道,random_xcor值可计算为0. 483。尽管已发现该样的时间值 提供了令人满意的结果,但是它们不是关键的。例如,分别为大约0.3和0.5的值可用。换 句话说,对于具有M个输入和N个输出模块,存在可被认为代表所有N个输出中的相等能量 的特定的M个输入的相关度。该可通过将M个输入考虑它们好像已使用接收N个相等能量 的独立信号的被动N到M矩阵被导出来得出,但是当然,可通过其它手段导出实际输出。此 阔值相关值是"random_xcor",并且其可代表两个操作区之间的分割线。
[0047] 然后,在处理期间,如果模块的互相关值大于或等于random_xcor值,则其被缩放 到1. 0至0的范围;
[0048]scaled_xcor=(相关值_random_xcor) / (1 _random_xcor)
[0049] "scalecLxcor"值代表高于均匀扩散电平的主导信号的量。所有剩下的可被均匀 分布到模块的其它输出通道。
[0050] 但是,存在附加的应被考虑的因子,即当输入信号的标称前进主方向变得越来越 多地偏离中屯、时,如果维持对于所有输出通道的相等分布,则扩散能量的量应被逐渐减少, 或者可替换地,扩散能量的量应被维持,但是分布到输出通道的能量应相对于主导能量的 "偏屯、度"而被减少一一换句话说,沿输出通道的能量渐缩。在后一种情况下,需要附加的处 理复杂度W维持输出功率等于输入功率。应注意,文中对于"功率"的一些引用从严格的观 点看指的是"能量"。对"功率"的引用在文献中被普遍使用。
[0051] 另一方面,如果当前相关值小于random_xcor值,贝Ij主导能量被认为是0,均匀扩 散的能量被逐渐减小,并且残余信号(所有剩下的)被允许在输入处累积。在相关值=0 时,不存在内部信号,仅有直接映射到输出通道的独立的输入信号。
[0052] 本发明的此方面的操作可被如下地进一步解释:
[0053] a)当实际相关值大于random_xcor时,存在足够的能量,使得认为存在将在两个 相邻输出之间被引导(扫调)(或者,当然,如果其方向恰好与一个输出重合,则被提供给该 个输出)的主导信号;从输入中减去分配给该主导信号的能量W得到在所有输出之间(优 选地均匀地)分布的残余。
[0054]b)当实际相关值正好为random_xcor时,输入能量(可被认为全部是残余)在所 有输出之中均匀地分布(该是random_xcor的定义)。
[00巧]C)当实际相关值小于random_xcor时,不存在对于主导信号足够的公共能量,从 而输入的能量被按依赖于重要程度的比例在输出之中分布。该就好像将相关部分作为残余 处理W在所有输出中均匀分布,并且将不相关部分就好像要被发送给对应于输入的方向的 输出的多个主导信号。在相关值为0的极端情况下,每个输入仅被馈送到一个输出位置(通 常为多个输出中的一个输出,但是其可是两个输出之间的扫调位置)。
[0056] 因此,在完全相关到零相关之间存在连续性,在完全相关的情况下,根据输入的相 对能量单个信号在两个输出之间被扫调,通过random_xcor,输入在所有输出之中均匀地分 布,在零相关的情况下,M个输入被独立地馈送给M个输出位置。
[0057] 相互作用补偿
[0058] 如上文所述,根据本发明的一个方面的通道转换可被认为设及"模块"的网格。由 于多个模块可共享给定的输入通道,因此在模块之间可存在相互作用,并且除非采取一些 补偿,否则该相互作用可能使性能劣化。尽管通常不能根据信号将"去往"的模块而在输入 处对信号进行分离,但是估计信号被每个连接的模块所使用的量可改进得到的相关性和方 向估计,得到改进的总体性能。
[0059] 如上所述,存在两种模块相互作用;设及处于共同的或较低的层级水平的模块 (即具有相似数量的输入或较少输入的模块)的模块相互作用,该模块被称为"邻居",W及 设及与给定模块相比处于较高层级水平(具有较多输入)但是共享一个或多个公共输入的 模块的模块相互作用,该种模块被称为"高等级邻居"。
[0060] 考虑在共同层级水平的第一邻居补偿。为了理解由邻居相互作用造成的问题,考 虑具有相同的L/R(左和右)输入信号的隔离的两输入模块。该对应于在输入之间的中途的 单个主导(公共)信号。公共能量为A2,并且相关值为1.0。假设第二二输入模块,具有在 其的L/R输入处的公共信号B、公共能量B2,W及也具有相关值1. 0。如果该两个模块连接在 公共输入处,则在该输入处的信号将是A+B。假设信号A和B是独立的,则然后AB的平均乘 积将为0,从而第一模块的公共能量将为A(A+B) =A2+AB=A2,并且第二模块的公共能量将 为B(A+B) =B2+AB=B2。因此,公共能量未受相邻模块影响,只要它们处理独立信号即可。 该通常是正确的假设。如果信号不是独立的,是相同的或者至少基本共享公共信号分量,贝U 该系统将W与人耳的响应一致的方式进行反应一一即公共输入将较大,导致得到的音频图 像被朝公共输入牵引。在此情况下,由于公共输入比任何外部输入多信号幅值(A+B),各模 块的L/R输入幅值比偏移,该使得方向估计偏向公共输入。在该情况下,两个模块的相关值 现在稍小于1. 0,该是因为在成对输入处的波形是不同的。由于相关值确定非主导信号分量 的扩散程度W及主导(公共信号分量)与非主导(非公共信号分量)能量的比,未被补偿 的公共输入信号使得各模块的非公共信号分布扩散。
[0061] 为了进行补偿,估计可归因于各模块的各输入的"公共输入电平"的度量,然后,每 个模块被告知在各模块输入处的相同层级水平的所有相邻电平的该样的公共输入电平能 量的总量。文中描述了计算可归因于模块的各输入的公共输入电平的度量的两种方式:一 种方式基于模块的输入的公共能量(在下一段中描述),另一种方式更精确但是需要更大 的计算资源,其基于模块的内部输出的总能量(下文结合图6A的布置进行描述)。
[0062] 根据计算可归因于模块的各输入的公共输入电平的度量的第一方式,模块的输入 信号的分析不能使得直接求出在各输入处的公共输入电平,仅求出总公共能量的一部分, 其是公共输入能量电平的几何平均值。由于在各输入处的公共输入能量电平不能超过该输 入处的总能量电平,该总能量电平被测量并且已知,因此将总公共能量乘W因子W得到与 观测的输入电平成比例的估计的公共输入电平,随后进行量化。一旦对于网格中的所有模 块计算了公共输入电平的总体(不管公共输入电平的度量是基于第一计算方式还是基于 第二计算方式)、各模块被告知在各输入处的所有相邻模块的总的公共输入电平,被称为模 块的在其各输入处的"邻居电平"的量。模块然后从在其各输入处的输入电平中减去邻居电 平W得到经补偿的输入电平,其被用于计算相关性和方向(输入信号的标称前进主方向)。
[0063] 对于上述例子,相邻电平最初为0,从而由于公共输入具有比任一端部输入更多的 信号,因此第一模块在该输入处要求超过A2的公共输入功率电平,并且第二模块在同一输 入处要求超过B2的公共输入电平。由于该两个要求都多于在该电平的可用能量,因此该要 求被分别限制为A2和B2。由于不存在与该公共输入连接的其它模块,因此各公共输入电平 对应于领域模块的邻居电平。因此,由第一模块看到的经补偿的输入功率电平为
[0064] (a2+b2)-W=A2
[006引并且,由第二模块看到的经补偿的输入功率电平为
[0066] (A'+B')-A' =
[0067] 但是,该些正好是将在模块被隔离的情况下被看到的电平。因此,得到的相关值将 为1. 0,并且如所希望的,在合适的幅值下,主导方向将在中屯、。然而,被恢复的信
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