非自然混响的制作方法

专利名称：非自然混响的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频系统，并且尤其涉及用于提供混响的改良的方法及设备。
背景技术：
在房间内的收听者听到自声源发出的直达声音和来自房间表面的一连串反射(其在不同的时间发生)的组合声音。由于梳状滤波的原因，在该收听者位置上的频率响应包括很多峰值和谷值，因为所有这种反射和直达声音矢量地相加在一起。早期在非吸收的房间内尝试以电子混响方式使用扬声器和传声器。后来，通过以一金属盘或弹簧替代该房间，节省了空间。当电子模拟延迟变得可用时，通过以稍微减少的增益将输出循环回输入，一列衰退脉冲可被产生。计算、模拟至数字以及数字至模拟转换器的发展允许相同列的衰退模拟脉冲在数字域中被产生。
混响可由其脉冲响应特性化。算术地卷积音乐信号与此脉冲响应产生混响信号。因此，混响的发展已聚焦在如何获得想要的脉冲响应。产生电子混响的最近方法(现在已变得流行)是利用采样。录音音乐厅内的脉冲响应且将其馈送入卷积器中，使得非混响音乐源听起来有些像是在那个音乐厅内产生的。
由于音乐厅较大、听众和表面的声音吸收以及大约每秒1090英尺的声速，从而使得即使在最佳的音乐厅内的收听者在首先显著的表面反射到达至少15毫秒之前才听到直达声音。被反射的声音的极高频率含量相对于直达声音被大幅衰减。在低频时，视座位位置而定，混响声音通常超出了该直达声音的响度。一些人喜欢在瓷砖铺设的淋浴隔间内唱歌，在该种淋浴隔间内被反射的声音非常快能到达且具有更高的频率含量。
用于现代录音技术中的电子混响系统具有类似的特性且提供多于15毫秒的初始延迟及衰减的高频。在声学或人工混响中的延迟及高频含量的缺乏使得在由传声器获得的直达声音中的任何噪声或缺陷被清楚地听到。
大部分人没有意识到他们正收听发生在多个仪器或发出相同音调的声音之间的拍频。依赖于频率、相位和谐波差异，收听者可能听到闪烁的效果或高频噪声。另外，弓弦乐器产生机械噪声及管乐器产生风噪声以及有时候令人讨厌的高和声。打击乐器具有拍击声，且在某些音调上声音可能是刺耳的。紧密的扬声器技术通常放大了这些缺陷。
录音、传输以及再现设备可能产生它们本身的缺陷或放大已存在的那些缺陷。例如，一些录音工程师不喜欢常规的脉冲编码调制(PCM)录音程序，这是由于他们认为不应呈现在直播传声器信号内的刺激的高频成分。有损耗的比特压缩系统(如MPEG-3)也被一些录音工程师认为会扭曲声音质量。通常被这些相同的工程师所接受的程序是老式的模拟磁带录音和用于录制超级音频压缩光盘(SACD)的新的直接数字流编码(DSD)录音。不同于在44.1KHz用于压缩光盘的16比特的PCM，DSD是在2.7MHz的1比特PCM。
不管高频源如何不理想，累积的结果是几乎所有的现有录音包括高频刺激时的瞬间，这足以使收听者将音量调低至收听其他节目的最大点之下-有时只能关掉。通过利用均衡器衰减这种高频，高频刺激可被减少。然而，充分衰减高频使得令人不满意地损失高频细节。
因此，需要的是一种系统和方法，用于减少这种缺陷、失真及/或由录音材料引起的刺激效果。

发明内容
依据本发明，一种方法和设备被披露用于凭借改良的人工混响来减少录音材料内的缺陷。当前被披露的系统产生平滑、无刺激的高频声音而不必牺牲高频细节或产生低沉的声音。
较明确地，被披露的系统接收一连串数字化的输入波形采样(已知为干信号或直接信号)且将每一输入波形采样暂时存储在具有预定数目的延迟线位置的循环延迟线内。该延迟线在概念上是先入先出(FIFO)缓冲器。该延迟线可被实现为计算机存储器中的循环延迟线或若在硬件中被实现为FIFO。计算部件利用一列增益值对产生包括一连串混响波形采样的混响信号，每一采样具有相关的幅度。每一增益值对包括第一值和第二值，该第一值识别相对于该当前采样位置在延迟线内的位置，该第二值指定增益系数。
每一混响采样被该计算部件实时计算。为了计算当前的混响采样，该计算部件访问该列增益值对中的每一增益值对。对于每一增益值对而言，通过从相应的增益值对内的第一值指定的相关延迟线位置访问在前的输入采样幅度，以及通过将该幅度乘以该相应增益值对内的第二值或增益系数，该计算部件计算中间值。通过对该列增益值对内被指定的每一延迟线位置执行此乘法该计算部件计算中间值，以及相加所有的中间值以产生当前混响波形采样。该混响信号是一连串的混响波形采样(已知为湿信号)。
通过衰减每一当前的混响波形采样以及将该已衰减的混响波形采样加到当前输入波形采样，由一连串具有相应采样幅度的复合波形采样组成的复合的数字音频信号被产生。
这种列增益值对可以各种方式被产生。在一个实施例中，操作者设定数个控件，这种控件建立用于产生该列增益值对的某些参数。该计算部件访问这些参数且根据由该用户建立的控件设定来计算这些增益值对。如果这些控件设定被改变，则该计算部件根据新的控件设定产生一列新的增益值对。因为这些控件设定的调整导致用于产生该混响信号的该列增益值对的更改，因此该操作者可通过调整这些控件而调整该混响信号的特性。
在另一实施例中，该混响部件利用一列预先产生的增益值对产生混响信号。产生变化的混响信号特性的一列或多列预先产生的增益值对可被提供。在多列预先产生的增益值对可用的境况下，该操作者可以通过介面选择这些列增益值对中的哪一列被用于产生该混响信号。
在该列增益值对中的第一和第二值描述了衰减曲线，包括前沿部分、平坦部分以及衰退部分，该第一值定义X轴值，该第二值定义Y轴值。与该衰减曲线的这些部分有关的参数可在这种控件被使用时经由该操作者控制被调整。
不同于常规的混响系统，在某些实施例中的该列增益值对包括具有第一值的初始增益值对，该第一值指定延迟线位置，该延迟线位置自当前时间延迟一段小于15毫秒的时间。在该列增益值对中的另外增益值对的第一值也可识别自当前时间延迟小于或等于15毫秒的延迟线位置。
在很多有用的波形中，在低频及中频时该混响能量小于直达声音的能量，且在非常高的频率时逐渐增加至超过该直达声音。在高频时该混响能量不必每秒都增加。如果当频率增加时该直达声音衰减，则其可超过该直达声音。
通过参考以下本发明的详细描述，本文中披露的系统和方法的其他特征、方面及优点对本领域普通技术人员而言是显而易见的。


通过连同附图参考本发明的详细描述，本发明可被完全理解，其中图1是描述依据本发明使用单一抽头延迟线和计算部件的系统的框图；图2是描述依据本发明用于计算当前混响波形采样幅度的方法的图式；图3是描述系统的框图，该系统使用第一计算部件连同第一延迟线产生第一混响信号，该第一混响信号馈入第二延迟线，该第二延迟线连同第二计算部件产生第二混响信号；
图4是用于设定参数的用户控件的表示，这些参数用于产生一列增益值对；图5a和5b是说明依据本发明用于实现处理器产生的混响的信号处理的框图；图6是描述图2a和图2b的部件中产生的示范性混响衰减曲线的图式；图7是对于在依据本发明操作的系统中的设定描述增益对时间的示意图；图8是对于在依据本发明操作的系统中的设定描述增益对时间的另一示意图；图9是对于在使用级联延迟线的混响系统中的两个延迟线的第二个的延迟线输出描述增益对时间的示意图；图10是对于在使用级联延迟线的混响系统中的两个延迟线的第一个的延迟线输出描述增益对时间的示意图。
具体实施例方式
名为“Unnatural Reverberation”且在2004年10月26日提交的美国临时专利申请案60/622,294以引用方式被并入本文。
用于产生混响的改良系统和方法被披露。该披露的系统接收输入信号，该输入信号具有一连串周期性的数字输入波形采样。每一采样具有相关的幅度。该系统被设计用于使用以每秒44100、48000、88200或96000个采样的普通音频采样率被采样的音频输入，且在一个实施例中每一声道的每一采样是代表瞬时信号幅度的一个32比特的浮点数。
系统操作依据本发明用于产生人工混响的系统在图1中被描述。参考图1，该系统包括均衡器1102，其在其输入处接收数字音频源。均衡器1102的输出被耦合到均衡器2104的输入，该均衡器2104的输出被耦合到抽头延迟线106的输入。在图1中的均衡器1102的输出馈入均衡器2104和求和器110，且在本文中被称作为输入信号、直接信号或干信号。计算部件108协同该抽头延迟线106产生混响信号，如下文所详细描述的。
在典型的操作中，均衡器2104被设定为对混响信号增强高于2kHz的高频且衰减低于200Hz的频率。均衡器1102对混响信号和来自源输入的直接信号降低高频。在复合输出信号的频率响应上的净效应是相当一致的或由于梳状滤波而具有波纹的平坦响应。
由于均衡器804的原因，在20kHz的高频增加范围和在15Hz的衰减范围可能是非常极端的——例如，在20kHz时+40dB到在15Hz时-40dB。对于再平衡的声音由均衡器1802产生的对应高频衰减在20kHz时大约为30dB。在此范例中，在20kHz时复合信号的混响含量超过了直接信号成分约30dB。在15 Hz时，该直接信号成分超过了该混响约40dB。(该混响过程本身可能将低音增强10dB或大约10dB。)收听效果是干净的，具有低音的音乐高频不是混浊不清的。
更明确地，均衡器1的输出包括一个信号，该信号被认为是一具有一连串数字波形采样的输入信号。每一输入波形采样具有相关的幅度。这些输入波形采样被均衡器2104处理且被耦合到延迟线106，该延迟线106在概念上是先入先出缓冲器。根据该实现，该延迟线106可包括FIFO硬件缓冲器。该延迟线106还可被实现为在存储器内的预定长度的循环缓冲器。
在一个实施例中，该延迟线106是存储代表在88,200Hz采样率上6秒音频的采样幅度的529，200个24比特固定点或32比特浮动点数的存储器的连续部分。在一个说明性实施例中，来自均衡器2804填充的采样每11.337868微秒被按时输入或被存储在该延迟线106的第一位置内。本领域普通技术人员可以理解的是，特定采样率、缓冲器大小、时钟速度等均可被修改以供应特定的设计需求。
在该延迟线106已被填充之后到达的每一采样取代了被储存最久的采样。因此，在所示的实施例中，该延迟线106以88,200Hz供应连续的采样输入，且相对于当前的(最近的)采样位置总是保持采样6秒。当该延迟线106在存储器内被实现为循环缓冲器时，先前被存储的采样通过从当前采样的位置逆向计数而被访问，随后将对此举例说明。
计算部件108产生混响信号，其是一连串混响波形采样。每一混响波形采样具有混响采样幅度。该混响波形信号被馈入求和器110。该求和器110对自该计算部件108输出的混响波形采样的衰减或缩放版本及也可被随意缩放的输入波形采样求和。该求和器的输出是具有一连串复合波形采样的复合信号。每一复合波形采样具有复合的波形采样幅度。该求和器110的缩放以合适的比例混合该混响信号和来自均衡器1102的直接信号。
由该计算部件108产生的每一混响采样被实时计算。该计算部件利用一列增益对来计算每一当前混响波形采样的幅度。每一增益值对包括识别该延迟线106内位置的第一值和指定增益系数的第二值。
在参考图2的简化说明后，该延迟线或循环缓冲器106的操作方式以及该计算部件108协同该延迟线106以及这些列增益值对产生每一当前混响波形采样的幅度的方式可被更充分地理解。图2描述了延迟线106(图1所示)在存储器内被实现为循环缓冲器。出于讨论的目的，具有15个连续存储器位置(被标示为地址0-14)的循环缓冲器被显示。需要注意的是，实际上该循环缓冲器在存储器内可能占用上千个位置，且该循环缓冲器的大小是设计选择的问题。该循环缓冲器关于存储最近接收到的输入采样的操作在以下被描述。
在接收每一新的输入采样之后，该计算部件108(图1所示)使用当前的采样指针150且在该循环缓冲器的下一连续位置存储该新的采样。然后该计算部件108修改当前采样指针值以指向新的采样。例如，假定一连串输入采样1-17具有幅度a1-a17，且假定具有幅度a1的输入采样1首先到达，而具有幅度a17的采样17最后到达，则该计算部件108在地址0存储a1，在地址1存储a2等，以及在地址14存储a15。当下一个输入采样(即具有幅度a16的采样16)到达时，该计算部件108在循环缓冲器的下一逻辑位置(即地址0)存储该采样，该地址0包括该缓冲器内那时的最久(oldest)输入采样(即具有幅度a1的采样1)。当具有幅度a16的输入采样16被写入地址0时，具有幅度a1的采样1被重写且采样1有效地退出该循环缓冲器，如图2所示。类似地，在具有幅度a17的输入采样17到达之后，采样17被写入在缓冲器内那时保持最久采样的存储器地址(即地址1)。通过在地址1存储采样17，具有幅度a2的采样2被重写且有效地退出延迟线或缓冲器106。在地址1存储具有幅度a17的采样17之后，该当前采样指针150指向最近被接收到的采样，如图2所说明的。出于下文解释当前混响采样如何被计算出的目的，假定该循环缓冲器包括图2中描述的采样幅度，且该当前采样指针正指向地址1内的当前输入采样。
如前所述，该计算部件108协同该循环缓冲器和该列增益值对在单一采样间隔时期产生每一当前混响波形采样。每一当前混响波形采样Rc被计算出的方式也在图2中被描述出。
为了计算出当前混响波形采样，该计算部件108产生多个中间值。然后该计算部件108对所有这些中间值求和以获得当前混响波形采样Rc的幅度。这些中间值对应于该列增益值对内的数个条目(entry)。通过利用这些增益值对之一内的采样识别符获取该循环缓冲器内的这些幅度中被选择的一个，且通过将与该采样识别符有关的该增益值对内的增益系数乘以获取的幅度，计算出每一中间值。
通过举例方式，在说明的该列增益值对内的第一增益值对是3、1.2。值3是被用于在该循环缓冲器内逆向计数的数字，以识别在该循环缓冲器内被用于紧接计算的内容的位置。该增益值对内的第二值是增益系数。因此，为了计算出第一中间值，该计算部件108识别出当前采样指针的地址(在直接范例中是地址1)且在该缓冲器内逆向计数以识别出被用于产生相应中间值的缓冲器位置。通过在缓冲器内从当前值指针150逆向计数3个逻辑位置，该计算部件108识别出包括幅度a14的地址13。为了获得对应于该列增益值对内的第一增益值对的第一中间值，该计算部件108将第一增益值对内的增益系数1.2乘以该幅度a14。该计算部件108存储第一中间值且然后计算第二中间值。更特别地，为了计算第二中间值，该计算部件108利用来自第二增益值对的采样标识符的值4从当前采样指针150的地址逆向计数4个逻辑位置。该计算部件108以此方式识别出包括被用于计算第二中间值的内容a13的地址12。该计算部件108获取幅度a13且以在第二增益值对内发现的增益系数1.0乘以该幅度以获得第二中间值。此过程对于每一增益值对被重复，直到所有中间值已被计算出为止，如图2所示。然后所有中间值被求和以获得幅度值Rc，即当前混响波形采样。
在一个实施例中，该计算部件108每11.337868微秒计算新的混响波形采样成分，且以此时帧执行所有需要用于产生上述值Rc的乘法和加法。
另外，在图3所描述的实施例中(以下所描述的)，计算部件108.1和108.2以上文相对于计算部件108所描述的方式每11.337868微秒计算新的当前第一和第二混响波形采样且以此时帧执行所有必需的乘法和加法。
该计算部件106可包括执行被存储在存储器内被预先编程的指令的处理器、数字信号处理器(DSP)、定制或半定制的集成电路或以上被配置成执行此处所描述的功能的任何组合。
该求和器110可在该计算部件108内被实现为软件模块或可选择地为任何基于硬件或处理器的部件(可操作用于执行此处所描述的求和功能)。更特别地，参考图1，该求和器110将K1次当前混响采样幅度Y加到K2次输入采样幅度X，每秒88,200次，以产生复合的波形采样输出。
使用高速的奔腾(Pentium)处理器为该计算部件106，从取得输入采样到递送对应的复合输出的所有已描述的操作可发生在单一的11.337868微秒采样时期。其它系统可被设计使用另外的采样时期用于处理。
因为当前所描述的系统是线性系统，因此方框的顺序是可调整的。例如，均衡器2104可在该计算部件807之后，而不是在该延迟线106之前。均衡器2104也可被不同地设定且由输入直接馈送，而不是由均衡器1802的输出馈送。所显示的排列被选择便于在均衡器1102内具有音调控制以影响该直接信号和该混响信号以及最佳的信号噪声比。
在一个实施例中，该延迟线106每11.337868微秒存储一个采样且供应529,200个采样。这对应于以88,200Hz采样率的6秒音频。以此采样率，该计算部件108产生一连串混响波形采样，这些混响波形采样随着时间改变大小和极性。相应的混响波形采样的极性由相应的增益值对内的增益系数符号所管理。极性被指派的方式在下文被描述。
该列增益值对代表混响产生器的脉冲响应。通过访问在该列增益值对内被识别出的延迟线106的整列采样，该计算部件108产生单一混响采样。对于一增益值对的每一采样时间而言，当该延迟线106在存储器内组成循环缓冲器时，该计算部件108自存储器内的当前采样位置减去增益值对的第一值，以取得适当较久的采样的幅度。如果被寻找的位置在该延迟线106起始之前，则计数从另一末端继续。每一被取得的幅度与该列中其相应的增益相乘，且所有乘积被一起相加以形成如上所述的单一混响采样。在88,200Hz时，混响计算对于每一音频声道进行总计19,668,600(223×88,200)的乘法累积及其它操作。
通过在相加直接信号和混响信号之前分别均衡化这些信号，可产生该混响信号和该直接信号之间的能量关系。为了获得密集的声音，初始延迟非常短，近似小于或等于15毫秒，不同于真实的或现有的人工混响。更特别地，在当前时间和接收最近被存储的采样(被用于当前混响波形采样的计算中)的时间之间的时间近似小于或等于15毫秒。较短的初始延迟有助于澄清及平滑对高频打击乐器(例如铙钹、三角铃及手鼓)的再现。其也有助于嗓音再现且在播放DVD电影时是有用的。很多由当前被披露的系统产生的有用的混响波形具有尽可能短如40微秒的初始延迟。
最有效混响波形的另一特性是紧接该初始延迟之后的极高密度的延迟，不同于真实的或先前的人工混响。尽可能小到30微秒的延迟隔开及随着逐渐增加的间隔交互的极性产生具有大量峰值和谷值(范围大如16.7kHz)的梳状滤波效果。在产生高频的频率响应中的这些峰值和波谷显得宏亮且悦耳。
在脉冲响应中的单一延迟对应于来自声室内表面的反射。不同于在室内，无论是相同极性还是相反极性内，每一延迟是在时间上输入延迟的理想宽带复制。
级联混响信号的产生图3一般描述了一种如图1所示的系统。但是级联混响波形产生器被使用。更特别地，参考图3，该系统包括第一混响波形产生器，用于产生包括第一延迟线106.1和第一计算部件108.1的第一混响波形信号。该系统也包括第二混波形产生器，用于产生包括第二延迟线106.2和第二计算部件108.2的第二混响波形信号。功能性地，该第一混响波形产生器的输出被馈入该第二混响波形产生器的输入，而该第二混响波形产生器的输出被耦合到求和器110。这些第一和第二混响波形产生器107.1和107.2可利用相同的增益值对列，这些列增益值对之一列中的增益系数的极性可做出调整。另外，这些第一和第二波形产生器107.1和107.2可利用分别的增益值对列，这些列可包括或不包括相同的增益值对。此外，如果分别的增益值对列被用于两个混响波形产生器107.1和107.2，则分别的用户控件(例如如下所描述的)可被提供以允许控制每一列增益值对的产生。
这些计算部件108.1和108.2均可产生其相应列的增益值对。需要注意的是，这些计算部件108.1和108.2可包括可再使用的软件模块及/或例行程序。此外，该第一计算部件108.1可包括一个处理器，利用第一列增益值对执行一个或多个软件模块及/或例行程序以产生第一混响波形采样。此外，该第二计算部件108.2可包括相同的处理器，利用第二列增益值对执行相同的模块及/或例行程序以产生第二混响波形采样。此外，由这两个混响波形采样产生器使用的这些列增益值对可以是具有增益系数的极性调整的相同列。
当该第一混响波形产生器107.1使用具有p个增益值对的一列增益值对而该第二混响波形产生器107.2使用具有q个增益值对的一列增益值对时，这有效地增加混响延迟的数目至p*q。该系统可选择地以低密度模式或高密度模式操作，在该低密度模式下仅使用单一混响子系统，而在该高密度模式下将第一子系统的输出馈送到第二子系统以增加第二混响波形采样中的有效延迟数。
由级联混响波形子系统(如上所描述的)产生的混响特性由不同组控件所决定，这些控件指定被用于对每一混响波形产生器计算多列增益值对的参数。另外，一组公共控件可产生两列增益值对，这些增益值对相同，除了它们的第二值的极性不同。
控件这些混响控件允许用户修改被用于产生该列增益值对的参数。
这些列增益值对可在混响系统操作之前被预先产生及存储或可选择地立即被产生。在所述列增益值对被预先产生的事例中，以下描述的大部分用户控件对于运行时间系统不是必需的。
另外，当这些列增益值对被预先产生时，一列或多列增益值对可被提供。每一列增益值对定义特定的混响特性。在多组增益值对可用的情形下，被使用的特定列可由用户通过图形用户界面或通过任何其它适合的选择技术被选择出。在预先产生的多组增益值对被使用的情形下，需要注意的是，上述的混响控件没有被使用。
以下描述的控件主要被提供用以通过修改该列增益值对，允许用户调整该运行系统的混响特性。
以下讨论描述了一种用于根据这些用户控件设定产生一列增益值对的示范性技术。
混响系统控件在个人计算机上被提供作为一图形用户界面8，如图4一般性描述的。控件10a-10h的设定用于定义混响衰减曲线的特性。该混响衰减曲线指定该列增益值对的增益系数的大小为延迟时间的函数。
控件12a-12h决定到这些混响控件的输入频率响应。湿DB和干DB控件14a和14b分别控制混响(湿)信号输出和直接(干)信号输出的混合。更特别地，该图形用户界面8包括以下形式的控件前沿时间控件10a、平坦时间控件10b、最小时间控件10c、最大时间控件10d、延迟数控件10e、前沿DB控件10f、最大衰减控件10g以及衰减线性控件10h。参考图5a，该系统使用时间标度表202，该时间标度表202对每一延迟(在当前范例中1793个延迟点)指定从时间0到有关延迟点的延迟时间。单独控件的描述在下文被提供。由各种控件产生的延迟时间值指的是混响的脉冲响应且对应于与当前采样相关的循环延迟线内的先前采样位置。
前沿时间(LEADING EDGE TIME)(mSec)——前沿时间控件10a指定在零延迟和混响衰减曲线开始衰减至零DB或平坦部分的时间之间的时间量(图6所示)。参考图5a，通过举例说明的方式，该前沿时间控件10a被设定为9.376(读出舍入为9.38)毫秒。
平坦时间(FLAT TIME)(mSec)——被施加到输入信号的延迟衰减曲线可包括一具有0DB衰减或不同于0DB的被指定的固定参考衰减的平坦部分(图6所示)。平坦时间衰减部分的长度可由用户通过平坦时间控件10b被调整。平坦衰减部分在使用该前沿时间控件10a的时期设定的末端开始，在等于由该前沿时间控件10a指定的时间加上由该平坦时间控件10b指定的时间(以mSec为单位)之和的延迟时间时结束。
最小延迟(MIN DELAY)(mSec)——最小延迟控件10c指定以毫秒为单位的延迟时期，该延迟时期被加到时间标度表202内的所有延迟时间(图5a所示)。
最大延迟(MAX DELAY)(mSec)——最大延迟控件10d指定到最后延迟线位置所使用的延迟时间。在一个示范性实施例中，到最后延迟线位置的最大延迟时间是5.1秒。
延迟(DELAYS)(#)——延迟控件10e指定将被用于计算当前混响波形采样的延迟线位置数目。在所示的实施例中，需被使用的延迟线位置数目自最小为1到最大为1611的范围内被选择出。
前沿DB(DB)——前沿DB控件10f(图5b所示)指定在混响衰减曲线(图6所示)的前沿期间的以DB为单位的最大增益。在一个实施例中的前沿DB控件10f允许在-40及+40DB之间调整前沿最大增益。
衰退DB(DB)-衰退DB控件10g指定在被用于计算当前混响波形采样的最后延迟线位置上的信号最大衰减。该衰退DB控件10g允许在最后延迟线位置上的衰减在+10DB到-90db之间被调整。
衰退线性(DECAY LINEARITY)——衰退线性控件10h(图5b所示)修改在衰减曲线(图6所示)的平坦部分之后的混响衰减曲线形状。
高密度/低密度选择(High Density/Low Density Selection)——该系统允许选择高密度或低密度混响模式。在低密度模式下，由该延迟控件10e指定的延迟数未被级联。在高密度模式下，第一混响信号产生器的输出与第二混响信号产生器级联以产生大量混响波形采样，如随后所讨论的。该选择可通过复选框(图4所示)或任何其它适合的选择技术而做出。通过举例方式，如果该延迟控件10e被设定为指定23个采样，且该高密度模式被选择，则这23个延迟的每一个均产生额外的23个延迟，从而导致23*23＝529个混响延迟。产生一列增益值对的处理技术当前被披露的系统内利用来自用户控件的参数产生一列增益值对的信号处理技术在图5a-5b内被说明。
用于产生一列增益值对的系统200包括时间标度表202，其包括延迟或采样数以及从输入信号到混响衰减曲线上的点的对应时间。延迟是由循环缓冲器产生的输入信号的延时复制品，该循环缓冲器在存储器内作为抽头延迟线106(图1所示)。听起来良好的混响具有在延迟之间单调增加的时间。固定间隔产生嗡嗡或铃声效果，随意间隔产生噪声，而在混响信号几乎不衰减时太多间隔变化产生音调快速降低的感觉。如果一个人仔细收听鼓掌声，当反射从越来越远距离的表面上到达时，其显得在真实室内的混响产生降低的音调。太多此种效果通常被认为是不悦耳的。
通过利用任意数字、指数增加间隔的公式或延迟不同部分的分别公式，或通过绘制曲线且沿着该曲线测量不同点上的值，该时间标度表202可被产生。在图5a所描述的示范性时间标度表202中，首先三个和最后两个延迟的时间显示了该间隔在近似12微秒时开始而在5毫秒时结束，其中最后延迟(数1793)在6秒时出现，间隔率是417/1。此间隔率不同于现有的电子混响和在真实室内产生的混响，典型地在后一种情形下在直接或输入信号之后的首先15毫秒期间没有反射信号被观测到。
在示出的实施例中，最大混响延迟(在低密度模式下，如随后所描述的)是6秒。尽管在示出的实施例中该最大混响延迟是6秒(在低密度模式下)，但需要理解的是，对于给定系统的最大混响时间是一个设计选择问题。通过利用鼠标驱使的最大时间控件10d(图4和图5a所示)在计算机显示器选择仅使用6秒时间标度的一部分的实际混响持续时间。此总的混响时期被分成四个时期，即最小时间、前沿时间、平坦时间和剩余的衰退时间。在图6中说明了示范性衰减曲线。如图所示，该衰减曲线包括由该最小时间控件10c(图4和图5a所示)确定的偏移时间。在一个实施例中，该衰减曲线的前沿部分(被指定为LE)包括一般在90度至270度之间延伸的正弦波形的一部分。该衰减曲线之前沿部分的长度由该前沿时间控件10a(图4和图5a所示)所确定。该衰减曲线的前沿部分的峰值增益由该前沿DB控件10f(图4和图5b所示)所设定。该峰值增益对应于该衰减曲线的前沿部分开始处(或最左边沿)的增益。在该前沿部分之后，该衰减曲线包括一个平坦时间(FT)部分，在此期间该混响衰减曲线显示固定增益，例如单位增益。为了防止混响波形信号覆写输入信号，该衰减曲线的平坦部分的增益小于单位一。该衰减曲线的平坦时间部分的长度由该平坦时间控件10b(图4和图5a所示)指定。在该衰减曲线的平坦时间部分之后，该衰减曲线包括衰退时间(DT)部分。该衰退时间部分自该衰减曲线的平坦时间部分的末端延伸至该混响波形的末端，其等于由该最大时间控件10d(图4和图5a所示)指定的时期。
参考图5a，该前沿时间表204显示了前沿时期的首先三个和最后两个延迟，在说明性的范例中，该前沿时期被该前沿时间控件10a设定在9.376毫秒。在该前沿(LE)时间部分(图6所示)，在示出的范例中，增益自最大增益6.3DB减少到0DB或在该前沿时期末端的延迟数147时的单位增益。该前沿时间表204可被包括在不同于时间标度表202的表格中，或作为该时间标度表202内的条目，被指定为组成该前沿时间表204条目。
平坦时间表206显示了在9.376毫秒开始且在59.377毫秒、延迟数278处结束的平坦时期的首先三个和最后两个延迟。如图5a中示范性描述的，该平坦时期被指定为50毫秒，且该平坦时期在9.376毫秒时开始，其对应于该衰减曲线的前沿部分的末端。在该平坦时期期间，该曲线展示固定增益(即在所示的范例中为0DB)。因为在所示的范例中，该平坦时间控件10b指定平坦时期(FT)为50.00毫秒，该平坦时期在近似舍入到59.377毫秒处结束，对应于在平坦时间表206内描述的59.377毫秒时的采样278。在一个实施例中，前沿时间控件10a和平坦时间控件10b的实际全标度范围随着最大时间控件10d的设定而改变，以使最大时间设定尽可能短到10毫秒。
最小时间控件10c指定时间偏移，该时间偏移被加到时间标度表202内的所有时间上。在说明性的实施例中，对于该时间标度表202内的所有时间该最小时间控件10c允许从40微秒到100毫秒的任何偏移时间。如图5a所举例说明的，将由该最小时间控件10c指定的最小时间(3毫秒)加到该时间标度表202从而产生了相加最小时间表208。在本范例中，该相加最小时间表208说明在该时间标度表202内的时间已都增加了由该最小时间控件10c指定的3毫秒。在该平坦时间部分之后的剩余时间是延伸至由该最大时间控件10d指定的衰减曲线的末端的衰减曲线的部分，在此期间混响信号增益衰退。
如前所提到的，延迟控件10e设定被使用的总延迟数。在本范例中，延迟或采样数可能在21和1611之间，依赖于由该最大时间控件10d确定的最大时间设定。
在图5a所描述的说明性范例中，最大时间控件10d被设定在1003毫秒。此选择在延迟769处切断了相加最小时间表208，以产生最大时间表210。需要注意的是，该最大时间表210可被提供作为该相加最小时间表208的选项或子集。
该延迟控件10e实际上是延迟密度控件但读出总延迟数。其满标度范围被最大时间控件设定所影响，对于较长的时间提供较多的延迟。在该最大时间控件10d的满标度设定时，该延迟控件10e的范围是202至1611个延迟。1611个延迟对应于时间标度表202上的5秒。在最短的最大时间和最小时间设定合计仅为10毫秒时，在所示的范例中的延迟控件的范围在21至138之间。单一延迟的设定也可被提供。
通过在最大时间表210内跳跃一些行，该延迟控件10e运行以产生较少延迟表212。在由该最大时间控件10d设立的1003毫秒最大值时，延迟控件10e设定具有223个延迟，该结果被显示在该较少延迟表212内。在该较少延迟表212内，通过舍入到最近的采样，延迟时间以假定的采样率88200Hz被转换为采样时间。每11.338微秒采样重现。更特别地，这些223个采样的第一采样在3.011毫秒时出现。以11.337868微秒的采样时间除3.011毫秒的结果近似等于266，指示第一延迟采样对应于第266个采样时间。类似地，第223个延迟时间在由该最大时间控件10d设立的最大时间时出现，在本发明范例中该最大时间是1003毫秒。1003毫秒对应于以采样率88200Hz采样的第88465个采样。
通过使用在该最大时间表210内在被包括在该最大时间表210内的那些采样之间跳跃2或3个采样之后剩余的那些采样，特定采样可被减少。在该最大时间表210内，最后延迟是数769，然而在较少延迟表212内，延迟数仅是223个延迟，最后的延迟出现在延迟数769的时间(即1003毫秒)。比率769/223等于3.448。因此，通过在该最大时间表210内每3.448-1＝2.448个采样进行跳跃，采样数从769减少到223。因为不可能跳跃小数的采样数，因此必须舍入为最接近的采样数，该被跳过的数变成2或3(平均接近2.448)。
该前沿DB控件10f、该衰退DB控件10g以及该衰退线性控件10h(图5b所示)修改在前沿时间和衰退时期出现的每一采样增益。这些控件仅对该较少延迟表212内(图5a所示)被选择出的延迟通过跳跃行而进行操作。更特别地，这些控件在本发明范例中仅对223个被选择出的延迟进行操作。在本范例中的该前沿DB控件10f已以+6.3DB设定第一延迟的增益。此后，每一连续延迟的增益较低，在延迟43(对应于该前沿时间表204内的延迟147)时达到了0.0DB，是该混响衰减曲线的前沿(LE)部分的末端。前沿DB表214(图5b所示)显示了在该混响衰减曲线的前沿部分首先三个和最后两个延迟的增益。此衰退对延迟数的形状可再次被设计者所指定。可使用线性延迟。为了更强调首先的一些延迟，在一个实施例中，一个半正弦波形被使用。该前沿DB控件10f的全范围从40DB过冲到40DB下冲。
在本范例中自延迟43延伸到延迟81的平坦时间部分，对于每一延迟该增益是1.00(或如可被指定的其它小于单位一的固定增益)。在本范例的延迟81和延迟223之间，增益逐渐减少由该衰退DB控件10g设立的增益，从0DB到-48.6DB，如在该衰退DB表216内所示的(图5b所示)。如果该增益线性减少，即在每一连续的延迟是-0.34DB，则中点延迟数152具有-24.3DB的增益，其是最大衰减的一半。
为了产生想要的混响效果，该混响衰减曲线的衰退部分的形状可利用该衰退线性控件10h(图5b所示)从直线被修改成凸出或凹陷曲线(或其它想要的曲线)(图6所示)。在此范例中设定该控件在直线之下以产生凹陷衰退的结果被显示在该衰退线性表218内(图5b所示)。如图5b和图6所描述的，在连续延迟之间的DB变化在该衰退时期开始时增加，而在该衰退时期结束时减少。现在该中点延迟152具有-30.4的减少的增益。收听效果在较长时间的混响增加，而在较短时间的混响降低。
对于示范性控件设定的增益对延迟数被描述在DB对延迟表220内，且对于每一延迟的示范性极性指派在极性表222(图5b所示)内被指定。随后将详细讨论对相应延迟选择极性的基础。
该DB对延迟表220的输出是一组系数，被发送到该抽头延迟线106(图1所示)且需要转化为采样数及具有指定极性的增益。在极性表222内的一列极性对每一采样定义极性。典型地对于如图5b所示的低密度混响，首先大约25％的延迟被指定为交变的极性，而剩余的75％被指定与直接信号相同的正极性。对于特定设置而言反转一些极性是必要的，以避免频率响应中的突出峰值且提供相当一致的梳状滤波器。
在一个v实施例中，被显示在输出方框224(图5b所示)内的该列示范性增益值对被指定以产生输入信号的一连串延时版本，相对于由均衡器802和804设定的输入信号增益而言，该输入信号在高频(即＞2千赫)时的增益比低频(即＜200赫)时的增益大(图8所示)。在相对该输入信号的频率响应和该混响波形信号的频率响应之间的关系已被观察出，以对某些音乐源产生普遍所期望的混响特性。
该输出方框224包括采样标识符和该列中每一增益值对的增益系数。出于简化说明的目的，仅每一部分的开始和结束采样数连同对于每一增益值对可用的增益被显示出。该衰退部分也显示出中点采样的增益。
这些控件的调整导致产生数个表格。在各自表格中的条目在运行时间被使用以提供与特定采样数有关的固定常数。
如先前所述增加中间值可产生相对于直接信号而言太大的混响波形信号。因此，衰减是必需的。湿增益控件14a(图4所示)与该输出方框224(图5b所示)有关且提供必要的衰减。此控件也可提供在该求和器110内使用的标量以提供期望的衰减。通过在收听时调整该控件，其通常可被设定。每一滑块控件具有混响响度上的效果及其特性。滑块控件对于8个滑块中的每一个具有相关的凭经验改良的增益校正，从而滑块设定对增益的影响非常小。当调整被施加到单独的滑块控件时，该输出方框224的湿增益据此被修改。然而，收听者仔细调整混响增益对于每一段音乐是需要的，因为混响对直接信号的平衡必需在0.5DB内。增益调整不必在该输出方框224内完成。其同样可在到混响系统的输入信号上被执行。
当被用于高密度(级联)配置中时，有两个几乎同样的输出方框224，一个递送系数给延迟线106.1，而另一个递送系数给延迟线106.2(图3所示)。如随后所讨论的，在第一输出方框内的列表具有交变的增益极性，而在第二输出方框内的所有列表具有正极性。合并地，该第一输出方框的微分效果和该第二输出方框的积分效果产生具有数个延迟平方的相当一致的梳状滤波输出。这没有消除均衡化的需要，但减少了所需均衡的数量。
被提供给用户的控件可控制多个声道或个别声道。例如，一组控件可为前中央的声道指定混响特性，而另一组控件可为前左和前右的声道指定混响特性。另外，在用户选择之后，用于前左及前右声道的相同控件也可被用于前中央声道。此外，另一组控件可被提供给后左及后右声道，且在用户选择之后，相同的控件也可被用于侧左及侧右声道或使用一个个别组。
混响衰减曲线当直接信号的延迟版本被加到该直接信号时，发生梳状滤波。对于正弦波形输入而言，延迟信号的相移与其延迟及其频率二者成比例。当频率增加时，其相位从与直接信号同相循环到异相，该总和导致频率响应内的交变峰值和谷值。
由于直接信号的向量加和所有反射(延迟)的原因，在开始由短的初始延迟和高密度反射引起的问题是不舒适的音响、在梳状滤波频率响应内的较大、较慢的变化。三种方法被披露用于通过控制单独延迟的极性而有效地调出这些变化。影响调音的其它因素是混响衰退的形状和时间以及总的延迟数。
如果这些延迟的极性所有都是正的(意思是与该直接信号同相)，如在该极性表222内所指定的，则效果类似于信号的积分。频率响应朝向高频衰落，类似于积分器。这使得声音在低音部时非常重。如果极性改变从而延迟的一半是正而另一半是负，则该效果类似于信号的微分。频率响应朝向高频增加，类似于微分器，使得声音非常微弱。在每一情形中，详细的频率响应不是直线；由于梳状滤波的原因该频率响应具有波纹。
通过使得首先近似25％的延迟极性交变而剩余的延迟极性都为正，而组合这两种效果，以产生具有低音增强和高音增强的混响。此极性配置在图7中被描述。当将适当量加入到该直接信号时，此效果产生悦耳的声音混响。将个别的音调控制均衡加入到该混响和该直接信号以进一步净化声音。
有效地调出在梳状滤波频率响应内的主要变化的第二种方法是使用两个级联混响产生器，一个具有交变极性，另一个具有单一极性。级联混响产生器(在本领域是已知的)具有以下优点使所有产生器内的延迟数彼此相乘以在长延迟时获得高密度。使用具有上升频率响应的一个产生器馈送另一具有下降频率响应的产生器，以产生具有相当水平的梳状滤波器响应的高密度系统。与少量均衡相组合，此系统在从短到长的混响广范围之上运行良好。
调出梳状滤波频率响应内的主要变化的第三种方法是单独地选择每一延迟的极性。例如通过使用包括数百个复选框的计算机屏幕，这可以被容易地实现。当收听到粉红噪声(在每一八度音阶中具有相同的噪声功率)且调出听得见的峰值时，极性可被调整。可以使用1/3的八度音阶噪声频带或频谱分析的其它方式测量平均增益。选择很多极性是耗时的。这具有进一步的缺点，当收听变成已调制的纯低频音调时，结果的极性反转的相当的随机顺序产生可听得见的噪声。因此，此方法最佳被用于对首先的两种方法进行微调。有时，其仅需要一个或两个极性反转以减少其它方法剩下的较小峰值。
在先前的人工混响系统中，除模拟真实的混响之外，在再现敲击瞬态时避免短初始延迟的两个原因是尖峰平均的频率响应和清晰度的损失。当高频混响超过该直接信号时，通过定形幅度衰退对时间，存在增强敲击瞬态的机会。如果首先一些毫秒的延迟比随后的延迟(过冲)大数个DB增益，则效果类似于前沿音量扩大器，可给出更有影响力的敲击瞬态。此外，高频混响的约首先50毫秒具有及时展宽瞬态的效果，使得它们更容易被听得见。
定形衰退曲线的另一益处是可以获得密集声音和持续1秒或超过1秒的热烈的长混响。对于演唱者而言，这是类似于突然在浴室、在中等大小的室内以及在较大的音乐厅歌唱。通过在首先的100毫秒内提供固定的或近似固定的延迟增益区域，可实现较小空间的清晰度。
原则上，通过使用三个不同的混响系统，对于三个不同大小房间的混响可被同时实现，所述三个不同的混响系统连接到它们输出和的相同输入。通过定形衰退曲线，当前被披露的系统消除了此复杂度。当混响的极高频内容通过均衡每一信号来有效地替代直接信号的高频内容时，其尤其工作良好。对于房间大小的变化，正确的形状是可实现的。
在图7、8、9和图10中描述的波形图阐明了上面的描述。图7显示了对于示范性单一的延迟线系统(例如在图5a-5b中所示的)典型的每一延迟的幅度和极性对时间。需注意的是，时间标度类似于但并非是精确的对数。时间标度的选择允许单独延迟乍看是同等间隔分开地出现。然而，参考实际的时间，延迟间隔在350到1范围之上从50微秒连续增加到17.5毫秒。出于说明的目的，对于488.6毫秒的混响波形，显示的延迟数接近最小的可用数。
在本说明性范例中，至少488.6毫秒长的延迟线产生所有延迟线位置。每一垂直线的高度代表特定延迟的增益系数(正的或负的)。延时的波形的所有采样可以被求和以产生混响波形信号。如果每一垂直线的宽度接近零，则图7代表抽头延迟线的脉冲响应。
在该抽头延迟线806的输出处的所有抽头的向量加产生梳状滤波且在图7的情形中产生低音增强和高音增强。该系统的总频率响应进一步被两个均衡器的增益和相移以及求和器808的向量加所修改。当这些均衡器被设定成系统听起来被平衡时在，总输出处发生的是由高于2KHz的混响逐渐替代该直接信号。在300Hz以下，该混响可能低于该直接信号12DB或更多以防止模糊的低音。当由于梳状滤波而使得详细响应具有摆动时，平均频率响应可能仅偏离平坦部分一些DB。
在图7中，延迟的首先近似25％显示了交变极性。剩余的延迟全都是正的。如先前所解释的，交变延迟趋向对信号求微分，使得增加高频响应。具有相同极性的延迟趋向对信号求积分，使得增加低频响应。被组合的效果是低音增强及高音增强，且在中间频率的下降接近500Hz。该系统向量加及频率响应进一步被以下各项所影响从2.4毫秒至488.6毫秒的衰退形状、2.4毫秒的短初始延迟的选择以及这些均衡器中的相移。
在图7中描述的衰退曲线具有三个区域仅持续5毫秒的过冲、在5和42毫秒之间的固定增益以及从42毫秒至488.6毫秒的衰退。该过冲区域增强了敲击瞬态。该固定增益区域平滑高频而不引起低沉声音。该衰退区域增加较小房间的热烈度。
在该举例说明的范例中需注意的是，具有交变极性的延迟的近似25％在2.4毫秒初始延迟之后的7.4毫秒内出现，不同于真实的或先前的人工混响。这些延迟在图式中以50微秒但典型地在实际系统中以30微秒开始紧密地间隔。这是实际上所遗失的但实现真实清晰地平滑声响高频而不损失细节所必需的。
图7代表在平均频率响应内调出不想要的峰值的第一种方法。具有交变极性(随后所有都是正极性)的混响波形采样DE组合产生梳状滤波器频率响应，其平均可被均衡器在大范围的最大和最小延迟之上适当地平衡。对于未能被均衡器完全补偿的组合而言，衰退曲线的形状的小变化、总延迟数以及初始及最大延迟一般能够实现悦耳的结果。在少量组合中，最后的调音可通过改变一些延迟的极性而被辅助完成。
对于具有较高密度延迟的较长混响而言，图1中描述的单一混响波形采样产生器可被第一和第二混响波形采样产生器107.1和107.2(图3所示)所替代。
图8显示了代表由第一混响产生器107.1(图3所示)使用的衰减曲线的具有交变极性的增益值对的图式。
图9显示了代表由第二混响波形采样产生器107.2(图3所示)使用的一列示范性增益值对的所有正增益值对。当该第一波形采样产生器产生第一当前波形采样时，这些采样被输入到该第二混响波形采样产生器107.2(图3所示)。如果被用于产生这些第一和第二当前混响波形采样的这些列增益值对相同，则效果是对第二串混响波形采样的脉冲响应内的脉冲数求平方。该第一混响波形产生器107.1使用的该列增益值对的交变极性的微分效果，以及随后由该第二混响波形采样产生器107.2使用的第二列增益值对的正极性的积分效果减少，但未能消除均衡的需求。需注意的是，当两个级联的混响产生器107.1和107.2被使用时，假定相同的控件被用于产生这些列增益值对，则总的初始及最大延迟可被加倍。
在图8和图9中的每一图中，幅度连续衰退而没有过冲及固定增益区域。如果在首先的100毫秒期间存在足够快的衰退，则此类型的曲线可产生清晰的声音。否则至少需要一些过冲。
图10显示了在首先的50毫秒内的较慢速率的衰退。此类型的曲线对于故意增加低沉的声音到元音是有用的。为了增强清晰度，优选地增加一些过冲。
相关性在真实的房间内，由于反射表面的自然不对称，左声道的混响不同于右声道的混响。左及右混响成分不相关。听得见的去相关效果放宽了声像。如果所有声道的时间标度表都相同，导致影像匹配直接信号，则此处描述的系统产生相关的混响。对于一些音乐而言，一定程度上去相关会使声响更悦耳的。在此系统的一个实施例中，额外的滑块控件(图未示)调整声道时间标度表的所有延迟时间，从而它们以可控数量不同于彼此，产生可控的去相关。例如，对于产生稍微较宽立体声影像的稍微去相关而言，左声道时间可乘以1.005，而同时右声道时间可乘以0.995。对于非常高度的去相关而言，当右声道时间乘以0.90时，左声道时间可乘以1.1。类似控件以各种组合形式可在前、后及侧声道之间产生时间差异，用于有效控制收听者感觉到的声学空间形状。
上述数字处理功能可通过使用在存储器之外执行指令的编程的计算机、在执行此处描述的功能的硬件控制器内或在硬件及软件组合内被执行。此外，由计算部件和求和器执行的操作可由诸如预先被编程的处理器、DSP之类的单一部件或以单独的或组合形式出现的任何其它适合的硬件或软件部件来执行。
本文描述了用于提供改良混响的系统和方法，本领域普通技术人员需要注意的是，可对上述系统和方法做出各种各样修改和变化，而不脱离本文披露的本发明观念。因此，本发明仅由所附的权利要求书的范围和精神所限制。
权利要求
1.一种系统，用于根据输入波形电子地产生人工混响波形，所述输入波形包括一连串具有相关输入采样幅度的数字采样，所述系统包括第一数字延迟线，用于接收且存储所述输入采样幅度，所述第一延迟线具有多个延迟线位置；至少一个存储器，包括第一列增益值对，所述增益值对中的每一对包括与时间延迟相关的第一值及对应于增益值的第二值，其中所述增益值对包括第一、第二及第三组增益值对，其中所述第一组内的第一值小于所述第二组内的第一值，且所述第二组内的第一值小于所述第三组内的第一值，其中所述第二组内的所述第二值的大小一般等于参考值，所述第一组内的所述第二值的大小大于所述参考值的大小，而所述第三组内的所述第二值的大小小于所述参考值；以及第一计算部件，用于产生具有第一串混响采样幅度的第一混响波形，所述第一计算部件在与至少一些已接收到的输入采样相关的时期操作，以通过以下各步骤计算每一第一当前混响采样幅度利用所述第一列增益值对内的所述第一值识别所述第一延迟线位置中的特定一些第一延迟线位置，对于每一被识别出的第一延迟线位置，根据包括在所述相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第一中间采样幅度值，以及对多个第一中间采样值求和，以获得相应的第一当前混响采样幅度。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括求和器，通过对每一第一当前混响采样的缩放幅度和当前输入波形采样的缩放幅度求和，以产生具有第一复合波形采样幅度的第一复合波形采样。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一计算部件以等于接收到的输入采样速率的速率周期性地计算所述第一当前混响波形采样幅度。
4.如权利要求1所述的系统，其中，在所述第一组增益值对内的最小时间延迟值小于或等于15毫秒。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一计算部件进一步用于将指定的时间延迟值加上用于产生每一增益值对的所述第一值的值。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一计算部件通过将与被用于识别所述相应延迟线位置的所述第一值相关的所述第二值乘以被包括在所述相应第一延迟线位置内的所述幅度而产生所述第一中间采样值。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一列增益值对中的至少一些连续增益值对具有相同极性的第二值，以及所述第一列增益值对中的至少一些连续增益值对具有交变极性的第二值。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一计算部件通过以下各方式中的至少一种方式产生所述增益值对的所述第二值从至少一个表格中选择所述值；使用至少一个公式产生所述值；根据表示图表的数据产生所述值；以及根据测量结果产生所述值。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一计算部件包括处理器，执行来自所述至少一个存储器的指令。
10.如权利要求1所述的系统，进一步包括第一用户可设定控件，用于指定增益值对的数目；第二用户可设定控件，用于指定在所述第二组增益值对内的最大时间延迟值；第三用户可设定控件，用于指定在所述第一组增益值对内第一和最后时间延迟值之间的时间间隔。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述存储器包括多列可访问的增益值对，所述系统进一步包括选择器，用于由用户选择被用作所述第一列增益值对的所述多列可访问的增益值对之一。
12.如权利要求1所述的系统，进一步包括均衡器，被插在所述输入波形采样的信源和所述第一延迟线之间，所述均衡器用于产生输入信号给高频增益增加的所述第一延迟线，以产生第一混响波形，相对于所述输入波形，所述第一混响波形在高于2千赫频率的增益比在低于200赫频率的增益高。
13.如权利要求1所述的系统，进一步包括第二数字延迟线，与所述第一计算部件相通信且接收所述第一串混响波形采样，所述第二数字延迟线具有多个延迟线位置；所述至少一个存储器包括第二列增益值对，在所述第二列中所述增益值对中的每一对包括与时间延迟相关的第一值和对应于增益值的第二值，其中所述增益值对包括第一、第二及第三组增益值对，其中，所述第一组内的第一值小于所述第二组内的第一值，而所述第二组内的第一值小于所述第三组内的第一值，其中所述第二组内的所述第二值的大小一般等于参考值，所述第一组内的所述第二值的大小大于所述参考值的大小，而所述第三组内的所述第二值的大小小于所述参考值；第二计算部件，用于产生第二串混响采样幅度，所述第二计算部件在与至少一些已接收到的输入采样相关的时期通过以下各步骤计算每一第二当前混响采样幅度利用所述第二列增益值对内的所述第一值识别所述第二延迟线条目中的特定的一些第二延迟线条目，对于每一被识别出的第二延迟线位置，根据包括在相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第二中间采样幅度值，以及对多个第二中间值求和，以获得相应的第二当前混响采样幅度。
14.如权利要求13所述的系统，进一步包括求和器，通过对缩放的当前输入采样幅度和缩放的第二当前混响采样幅度求和，产生一连串复合波形采样幅度。
15.如权利要求13所述的系统，其中，在所述第一和第二列增益值对中的对应条目内的所述第二值的大小是相同的。
16.如权利要求13所述的系统，其中，所述第一和第二计算部件包括相同的计算部件。
17.如权利要求13所述的系统，其中，所述第二列增益值对中的至少一些连续增益值对具有相同极性的第二值，以及所述第一列增益值对中的至少一些连续增益值对具有交变极性的第二值。
18.如权利要求13所述的系统，其中，所述第一和第二列增益值对中一个的所有所述第二值具有相同极性，而所述第一和第二列增益值对中另一个的所有所述第二值具有交变极性。
19.一种系统，用于根据输入波形电子地产生人工混响波形，所述输入波形包括一连串具有相关输入采样幅度的数字采样，所述系统包括第一数字延迟线，用于接收且存储所述输入采样幅度，所述第一延迟线具有多个延迟线位置；至少一个存储器，包括第一列增益值对，所述增益值对的每一对包括与时间延迟相关的第一值及对应于增益值的第二值，其中所述第一值中的至少一个与小于或等于15毫秒的时间延迟相关；以及第一计算部件，用于产生第一串混响采样幅度，所述第一计算部件在与至少一些已接收到的输入采样相关的时期操作，以通过以下各步骤计算每一第一当前混响采样幅度利用所述第一列增益值对内的所述第一值识别所述第一延迟线位置中的特定一些第一延迟线位置，对于每一被识别出的第一延迟线位置，根据包括在相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第一中间采样幅度值，以及对多个第一中间采样值求和，以获得相应的第一当前混响采样幅度。
20.如权利要求19所述的系统，进一步包括求和器，用以对每一第一当前混响采样的缩放幅度和每一当前输入波形采样的缩放幅度求和，以产生具有第一复合波形采样幅度的第一复合波形采样。
21.如权利要求19所述的系统，其中，所述第一计算部件以等于接收到的输入采样速率的速率周期性地计算所述当前混响波形采样幅度。
22.如权利要求19所述的系统，其中，所述第一计算部件进一步用于将指定的时间延迟值加上用于产生每一增益值对的所述第一值的值。
23.如权利要求19所述的系统，其中，所述第一计算部件通过将与被用于识别所述相应延迟线位置的所述第一值相关的所述第二值乘以被包括在所述相应第一延迟线位置内的所述幅度而产生所述第一中间采样值。
24.如权利要求19所述的系统，其中，所述第一列增益值对中的至少一些连续增益值对具有相同极性的第二值，以及所述第一列增益值对中的至少一些连续增益值对具有交变极性的第二值。
25.如权利要求19所述的系统，其中，所述第一计算部件通过以下各方式中的至少一种方式产生所述增益值对的所述第二值从至少一个表格中选择所述值；使用至少一个公式产生所述值；根据表示图表的数据产生所述值；以及根据测量结果产生所述值。
26.如权利要求19所述的系统，其中，所述第一计算部件包括处理器，执行来自所述至少一个存储器的指令。
27.如权利要求19所述的系统，其中，所述存储器包括多列可访问的增益值对，所述系统进一步包括选择器，用于由用户选择被用作所述第一列增益值对的所述多列可访问的增益值对之一。
28.如权利要求19所述的系统，进一步包括均衡器，被插在所述输入波形采样的信源和所述第一延迟线之间，所述均衡器用于产生输入信号给高频增益增加的所述第一延迟线，以产生第一混响波形，相对于所述输入波形，所述第一混响波形在高于2千赫频率的增益比在低于200赫频率的增益高。
29.如权利要求19所述的系统，进一步包括第二数字延迟线，与所述第一计算部件相通信且接收所述第一串混响波形采样，所述第二数字延迟线具有多个延迟线位置；所述至少一个存储器包括第二列增益值对，在所述第二列中所述增益值对中的每一对包括与时间延迟相关的第一值和对应于增益值的第二值；第二计算部件，用于产生第二串混响采样幅度，所述第二计算部件在与至少一些已接收到的输入采样相关的时期通过以下各步骤计算每一第二当前混响采样幅度利用所述第二列增益值对内的所述第一值识别所述第二延迟线位置中的特定的一些第二延迟线位置，对于每一被识别出的第二延迟线位置，产根据包括在相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第二中间采样幅度值，以及对多个第二中间值求和，以获得相应的第二当前混响采样幅度。
30.如权利要求29所述的系统，进一步包括求和器，通过对每一第一当前混响采样的缩放幅度和当前输入波形采样的缩放幅度求和，以产生具有第一复合波形采样幅度的第一复合波形采样。
31.如权利要求29所述的系统，其中，在所述第一和第二列增益值对中的对应条目内的所述第二值的大小是相同的。
32.如权利要求29所述的系统，其中，所述第一和第二计算部件被包括在单一的计算部件内。
33.如权利要求29所述的系统，其中，所述第二列增益值对中的至少一些连续增益值对具有相同极性的第二值，以及所述第二列增益值对中的至少一些连续增益值对具有交变极性的第二值。
34.如权利要求29所述的系统，其中，在所述列增益值对的一个中的所有第二值具有相同极性，而在所述列增益值对的另一个中的所有第二值具有交变极性。
35.一种系统，用于根据输入波形电子地产生人工混响波形，所述输入波形包括一连串具有相关输入采样幅度的数字采样，所述系统包括第一数字延迟线，用于接收且存储所述输入采样幅度，所述第一延迟线具有多个第一延迟线位置；至少一个存储器，包括第一和第二列增益值对，所述增益值对的每一对包括与时间延迟相关的第一值及对应于增益值的第二值，在所述第一和第二列的一个中的至少一些连续增益值对包括交变极性的第二值，而在所述第一和第二列的另一个中的至少一些连续增益值对包括相同极性的第二值；以及第一计算部件，用于产生第一串混响采样幅度，所述第一部件在与至少一些已接收到的输入采样相关的时期操作，以通过以下各步骤计算每一第一当前混响采样幅度利用所述第一列增益值对内的所述第一值识别所述第一延迟线位置中的特定一些第一延迟线位置，对于每一被识别出的第一延迟线位置，根据包括在所述相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第一中间采样幅度值，以及对多个第一中间采样值求和，以获得相应的第一当前混响采样幅度；第二数字延迟线，用于接收且存储所述混响采样幅度；第二计算部件，用于产生第二串混响采样幅度，所述第二计算部件在与至少一些已接收到的输入采样相关的时期操作以通过以下各步骤计算每一第二当前混响采样幅度利用所述第二列增益值对内的所述第一值识别所述第二延迟线条目中的特定一些第二延迟线条目，对于每一被识别出的第二延迟线位置，根据包括在所述相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第二中间采样幅度值，以及对多个第二中间值求和，以获得相应的第二当前混响采样幅度。
36.如权利要求35所述的系统，进一步包括求和器，通过对每一第二当前混响采样的缩放幅度和每一当前输入波形采样的缩放幅度求和，以产生具有第一复合波形采样幅度的第一复合波形采样。
37.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一和第二计算部件以等于接收到的输入采样速率的速率周期性地计算相应的第一和第二当前混响波形采样幅度。
38.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一和第二计算部件通过将与相应的增益值对中的第一值相关的相应第二值乘以被包括在相应的第一和第二延迟线位置内的幅度，而产生相应的第一和第二中间采样值。
39.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一列增益值对中的至少一些连续的增益值对具有相同极性的第二值，以及所述第一列增益值对中的至少一些连续的增益值对具有交变极性的第二值。
40.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一和第二计算部件通过以下各方式中的至少一种方式产生所述增益值对的所述第二值从至少一个表格中选择所述值；使用至少一个公式产生所述值；根据表示图表的数据产生所述值；以及根据测量结果产生所述值。
41.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一和第二计算部件包括至少一个处理器，执行来自所述至少一个存储器的指令。
42.如权利要求35所述的系统，其中，所述存储器包括多组可访问的增益值对，每一组包括第一列增益值对和第二列增益值对，所述系统进一步包括选择器，用于由用户选择需被所述系统使用的所述组增益值对之一。
43.如权利要求35所述的系统，进一步包括均衡器，被插在所述输入波形采样的信源和所述第一延迟线之间，所述均衡器用于产生输入信号给高频增益增加的所述第一延迟线，以产生第二混响波形，相对于所述输入波形，所述第二混响波形在高于2千赫频率的增益比在低于200赫频率的增益高。
44.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一和第二列均具有相同数目的增益值对，且在所述第一和第二列增益值对的对应条目内的第二值的大小是相同的。
45.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一和第二计算部件被包括在单一计算部件内。
46.如权利要求35所述的系统，其中，所述第一和第二列增益值对中一个的所有第二值具有相同极性，而所述第一和第二列增益值对中另一个的所有第二值具有交变极性。
47.一种计算机程序产品，包括被存储在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序用于根据输入波形产生人工混响波形，所述输入波形包括一连串具有相关输入采样幅度的数字采样，所述计算机程序可在处理器上执行且包括第一程序代码，用于在第一数字延迟线内存储输入采样幅度，所述第一延迟线具有多个延迟线位置；第二程序代码，用于提供第一列增益值对，所述增益值对中的每一对包括与时间延迟相关的第一值以及对应于增益值的第二值，其中所述增益值对包括第一、第二和第三组增益值对，其中所述第一组内的第一值小于所述第二组内的第一值，而所述第二组内的第一值小于所述第三组内的第一值，其中所述第二组内的所述第二值的大小一般等于参考值，所述第一组内的所述第二值的大小大于所述参考值的大小，而所述第三组内的所述第二值的大小小于所述参考值；以及第三程序代码，用于产生第一串混响采样幅度，所述第三程序代码可在与至少一些接收到的输入采样相关的时期操作，以通过以下各步骤计算每一第一当前混响采样幅度利用所述第一列增益值对内的所述第一值识别所述第一延迟线位置中的特定一些第一延迟线位置，对于每一被识别出的第一延迟线位置，根据包括在所述相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第一中间采样幅度值，以及对多个第一中间采样值求和，以获得相应的第一当前混响采样幅度。
48.一种计算机程序产品，包括被存储在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序根据输入波形产生人工混响波形，所述输入波形包括一连串具有相关输入采样幅度的数字采样，所述计算机程序可在处理器上执行且包括第一程序代码，用于在第一数字延迟线内存储输入采样幅度，所述第一数字延迟线具有多个延迟线位置；第二程序代码，用于提供第一列增益值对，所述增益值对中的每一对包括与时间延迟相关的第一值以及对应于增益值的第二值，其中所述第一值的至少一个与小于或等于15毫秒的时间延迟相关；以及第三程序代码，用于产生第一串混响采样幅度，所述第三程序代码可在与至少一些接收到的输入采样相关的时期操作，以通过以下各步骤计算每一第一当前混响采样幅度利用所述第一列增益值对内的所述第一值识别所述第一延迟线位置中的特定一些第一延迟线位置，对于每一被识别出的第一延迟线位置，根据包括在所述相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第一中间采样幅度值，以及对多个第一中间采样值求和，以获得相应的第一当前混响采样幅度。
49.一种计算机程序产品，包括被存储在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序根据输入波形产生人工混响波形，所述输入波形包括一连串具有相关输入采样幅度的数字采样，所述计算机程序可在处理器上执行且包括第一程序代码，用于在第一数字延迟线内存储输入采样幅度，所述第一数字延迟线具有多个延迟线位置；第二程序代码，用于提供第一和第二列增益值对，所述增益值对中的每一对包括与时间延迟相关的第一值以及对应于增益值的第二值，所述第一和第二列中一个的至少一些连续增益值对包括交变极性的增益值，而所述第一和第二列中另一个的至少一些连续增益值对包括相同极性的增益值；第三程序代码，用于产生第一串混响采样幅度，所述第三程序代码可在与至少一些接收到的输入采样相关的时期操作，以通过以下各步骤计算每一第一当前混响采样幅度利用所述第一列增益值对内的所述第一值识别所述第一延迟线位置中的特定一些第一延迟线位置，对于每一被识别出的第一延迟线位置，根据包括在所述相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第一中间采样幅度值，以及对多个第一中间采样值求和，以获得相应的第一当前混响采样幅度；第四程序代码，用于在第二数字延迟线内存储所述第一当前混响采样幅度，所述第二数字延迟线具有多个第二延迟线位置；以及第五程序代码，用于产生第二串混响采样幅度，所述第五程序代码可在与至少一些接收到的输入采样相关的时期操作，以通过以下各步骤计算每一第二当前混响采样幅度利用所述第二列增益值对内的所述第一值识别所述第二延迟线条目中的特定一些第二延迟线条目，对于每一被识别出的第二延迟线位置，根据包括在所述相应第一延迟线位置内的幅度和与所述第一值相关的第二值产生第二中间采样幅度值，以及对多个第二中间值求和，以获得相应的第二当前混响采样幅度。
全文摘要
一种电子混响系统，使用处理器产生多个延迟采样，将这些延迟采样附加到直接信号上以产生混响声音。所披露的系统产生或使用一列增益值对，该列增益值对基于控件设定而产生或被提供作为固定系数。通过应用这些系数以延迟采样且对它们的幅度求和以产生混响波形采样，该处理器产生混响采样。将这些混响波形采样附加到该直接信号上。
文档编号H03G3/00GK101091309SQ200580044787
公开日2007年12月19日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年10月26日
发明者R·S·布尔温 申请人:R·S·布尔温