专利名称：用于处理音频信号的方法和用于实现该方法的音频处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理音频信号的方法以及适于实现该方法的音频处理系统。
背景技术：
音频信号可以在例如互联网上电传输。为了降低传输带宽的需要的原因，音频信号也可以以例如MP3，MP3Pro，WMA或者REAL音频格式的压缩格式传输。压缩比例可以是变化的，从而造成了音频信号流比特率的变化，例如从16kbit/s向上变化到196kbit/s，采样频率从8kHz向上变化到48kHz。在许多情况下，解码的音频信号在知觉上与源材料并不相同。通常，对于较低的比特率，例如广泛使用的标准128bit/s，假象变得可听见。例如64kbit/s的较低比特率，会表现出相当大的假象。假象可以在相关信号(M信号)或者不相关信号(S信号)中发生。相关信号通常表现为一个降低的带宽，例如降低到10kHz，因此在高音区域(高频区域)会损失细节，而不相关信号在1kHz以上表现出严重的不规则漏失(比特损失)。这些漏失会引起立体图像的不稳定以及完全(立体声)声场内的明显的假声。
发明内容
本发明的目的是避免这些缺点并且提供一种处理音频信号的方法以及一种音频处理系统，在该系统中实现对声场中的漏失结果的补偿。
因此，根据本发明，建议一种处理音频信号的方法，其中由左(L)和右(R)音频信号导出合成音频信号(L+R)和(L-R)，测量大于一个预定的频率值的合成(L-R)音频信号的能量内容，该能量与一个预定的门限值相比较，之后，当该能量内容落在所述的门限值之下时，从合成(L+R)音频信号导出的并且与合成(L+R)音频信号去相关的信号被加到合成(L-R)信号从而获得一个改进的合成(L-R)信号，并且再次根据合成的(L+R)音频信号和改进的(L-R)音频信号获得左(L)右(R)音频信号。这意味着，由于漏失所损失的部分，即合成(L-R)信号由部分合成(L+R)信号补偿。
已经说明，本发明也涉及一种音频处理系统。根据本发明，该音频处理系统具有第一合并装置，用于从左(L)和右(R)音频信号导出合成音频信号(L+R)和(L-R)，检测和比较装置，用于测量大于一个预定的频率值的合成(L-R)音频信号的能量内容，并且将该能量与一个预定的门限值相比较，第二合并装置，用于当该能量内容落在所述的门限值之下时，从根据合成(L+R)音频信号和合成(L-R)音频信号获得的并且与合成(L+R)音频信号和合成(L-R)音频信号去相关的信号导出一个改进的合成(L-R)信号，以及第三合并装置，用于再次根据合成的(L+R)音频信号和改进的(L-R)音频信号获得左(L)右(R)音频信号。
在下面参照附图中所描述的实施例进行的阐述中，本发明将变得清楚明了。
在附图中，该图表明了根据本发明的一个音频处理系统的一个实施例。
该图表明了用于从左(L)和右(R)音频信号导出合成音频信号(L+R)和(L-R)的第一合并装置1和2。
具体实施例方式
合成(L-R)信号被提供给检测和比较装置3，用于测量高于一个预定的能量值的合成(L-R)信号的能量内容，并且将该能量内容与一个预定的门限值相比较。为实现此，检测和比较装置3包括一个滤波器4，滤波器4是一个具有截止频率为大约3kHz的第2顺序巴特沃斯高通滤波器，还包括一个能量测量装置5，用于测量滤波的合成(L-R)信号的能量内容，以及一个比较器6，用于表明测量的能量内容是否高于所述的预定门限值。比较器6将一个控制信号P提供给转换装置7。如果测量的能量内容高于该门限值，P＝0，而如果测量的能量内容高于该值，P＝1。
合成(L+R)音频信号被提供给装置8，装置8包括一个延迟单元9以及由具有截止频率为大约1kHz的高通第4顺序巴特沃斯滤波器10和具有截止频率为大约6kHz的低通第1顺序巴特沃斯滤波器11构成的带通滤波装置，从而获得一个高频信号Lhd+Rhd，该信号是与合成(L+R)输入音频信号去相关的信号。该高频信号Lhd+Rhd被提供给转换装置7，并且如果P＝1，进一步将其提供给第二合并装置12，并且在那里将其提供给合成(L-R)音频信号。第二合并装置12的输出形成了一个改进的合成(L-R)音频信号。
如果P＝0，将合成(L+R)音频信号和第二合并装置的输出信号，即合成(L-R)信号，或者如果P＝1，将和成(L-R)音频信号提供给第三合并装置13和14从而再次获得左L’和右R’信号。这些信号L’和R’能够例如被提供给扬声器。
音频处理系统的操作如下-在能量测量装置5的输出信号高于预定的门限值的情况下，即P＝0，L’＝2，R’＝2R。
-在能量测量装置5的输出信号低于预定的门限值，并且没有应用根据本发明的测量的情况下，对于低频，即低于1kHz的频率，可以用下面的等式描述L’和R’Ll’＝(Ll+Rl)+(Ll-Rl)＝2Ll，以及Rl’＝(Ll+Rl)-(Ll-Rl)＝2Rl，其中脚标l表示低频(＜1kHz)，而对于低高频，就是高于1kHz的频率，可以用下面的等式描述L’和R’Lh’＝(Lh+Rh)+0＝(Lh+Rh)，以及Rh’＝(Lh+Rh)-0＝(Lh+Rh)，其中脚标h表示高频(＞1kHz)，这样L’＝2Ll+(Lh+Rh)，以及R’＝2Rl+(Lh+Rh)。
高频信号可以在单声道再生，换句话说，由于漏失结果，立体声信号比编码之前窄。
-在能量测量装置5的输出信号低于预定的门限值并且应用根据本发明的测量的情况下，对于低频，可以用下面的等式描述L’和R’Ll’＝2Ll，以及Rl’＝2Rl，而对于高频，L’和R’被表示为Lh’＝(Lh+Rh)+(Lhd+Rhd)，以及Rh’＝(Lh+Rh)-(Lhd+Rhd)，
这样L’＝2Ll+(Lh+Rh)+(Lhd+Rhd)，以及R’＝2Rl+(Lh+Rh)-(Lhd+Rhd)。
现在高频信号可以立体再生，换句话说，尽管存在漏失，立体声质量也能够被充分保持。
本发明并不局限于上述的实施例；在下列的权利要求范围内作出各种改变都是可能的。特别是，可以选择不同的滤波器，并且截止频率的各种变化也是可能的。也可以使用一个Lauridsen去相关器或者一些梳状滤波器来代替一个延迟单元来生成一个将被提供给转换装置7的去相关信号。而且，应当注意，当利用立体声信号L’和R’作为输入信号，用于一个例如使用2-5个解码器的更为复杂的环绕声再生时，假象会更为严重。这样本发明的设备将更为重要。
权利要求
1.一种处理音频信号的方法，其中从左右音频信号导出合成音频信号，测量大于一个预定的频率值的合成音频信号的能量内容，比较将该能量内容与一个预定的门限值比较，之后，当该能量内容落在所述的门限值之内下时，从合成音频信号导出的，并且与合成音频信号去相关的信号被加入到合成信号从而获得一个改进的合成音频信号，然后再次从合成信号和改进的合成音频信号获得左右音频信号。
2.根据权利要求1所述的方法，特征在于去相关信号是通过延迟和滤波合成信号获得的。
3.一种音频处理系统，具有第一合成装置合并装置，用于从左右音频信号导出合成的音频信号，以及检测和比较装置，用于测量高于一个预定的频率值的合成音频信号的能量内容并且将该能量内容与一个预定的门限值像比较，第二合成装置合并装置，与哦努当该能量直落在所述的门限值之内下时，从一个根据合成音频信号和合成信号获得的，并且与上述信号去相关的信号中导出一个改进的合成音频信号，以及第三合成装置合并装置，用于从合成信号和改进的合成信号再次获得左右音频信号。
4.根据权利要求3所述的音频处理系统，特征在于检测和比较装置包括一个高通滤波器，一个用于检测滤波的合成音频信号的能量内容的能量测量装置，以及一个用于表明测量的能量内容是否高于所述的预定门限值的比较器。
5.根据权利要求4所述的音频处理系统，特征在于高通滤波器具有一个大约3kHz的截止频率。
6.根据权利要求3-5所述的音频处理系统，特征在于该装置包括一个延迟单元和带通滤波器，用于从合成音频信号导出所述的改进合成音频信号。
7.根据权利要求6所述的音频处理装置，特征在于带通滤波器装置由一个具有大于1kHz的截止频率的高通滤波器以及一个具有大约6kHz的低通滤波器构成。
全文摘要
在一种用于处理音频信号的方法中，由左(L)和右(R)音频信号导出合成音频信号(L+R)和(L－R)。测量大于一个预定的频率值的合成(L－R)音频信号的能量内容，并且将其与一个预定的门限值相比较。之后，当该能量内容落在所述的门限值之下时，从合成(L+R)音频信号导出的并且与合成(L+R)音频信号去相关的信号被加到合成(L－R)信号从而获得一个改进的合成(L－R)音频信号，并且再次根据合成的(L+R)音频信号和改进的(L－R)音频信号获得左(L)右(R)音频信号。
文档编号H04S1/00GK1685764SQ03822892
公开日2005年10月19日 申请日期2003年8月8日 优先权日2002年9月26日
发明者S·M·J·维勒姆斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司