音频信号处理的利记博彩app
【专利说明】
[0001] 相关申请夺叉引用
[0002] 本申请要求申请日为2013年11月27日、发明名称为"音频信号处理"、申请号为 201310629975. 6的中国专利申请的优先权。
技术领域
[0003] 本发明总体上涉及音频信号处理，更具体地，涉及用于低延迟的特定于设备的音 频信号处理的方法和系统。
【背景技术】
[0004] 为了以良好的质量回放音频信号，通常需要对音频信号进行处理。例如，可以根 据目标回放设备的特性或者参数来处理音频信号。这种处理称为特定于设备的（device specific)或者以设备为中心（device centric)音频信号处理。一般而言，特定于设备的 音频信号处理包括与根据回放设备和/或环境的呈现和校正有关的所有处理。通常，特定 于设备的音频信号处理可以包括均衡器（equalizer)处理、调节器（regulator)处理、峰值 限制（peak limiting)处理，等等。作为示例，如果回放设备重现音频信号中的高频分量的 能力有限，则可以对音频信号进行处理以相应地抑制高频分量，从而避免在回放中的任何 破音、失真或者其他可听到的瑕疵。当然，将会理解，可以出于任何其他目的来处理音频信 号。
[0005] 对于VoIP(网际语音）通信和游戏等某些情况而言，音频信号处理的延迟是一个 重要因素。较长的音频信号处理延迟很可能降低应用的总体性能，并且对用户体验造成不 良影响。然而目前，用于音频信号处理的方案通常出于保真度的考虑而无法使延迟最小化。 具体而言，音频信号处理通常包括在时域与频域之间的变换。例如，音频信号可以从时域被 变换到频域以获得一系列频率系数。这些频率系数可以根据回放设备的特性而被修改。继 而，具有经修改系数的音频信号被变换回时域以便回放。在音频处理延迟与计算效率之间 存在着权衡。为了实现滤波器频率响应中的高分辨率，已知的方案不得不以较高的计算代 价或者显著的延迟进行操作。而且，为了允许对所有频率参数的精细控制，现有方案通常将 会引入较高的失真或者较长的延迟。然而，在某些音频信号处理（例如，特定于设备的音频 处理）中，可能仅需要修改少数频带的带能量便能够满足多数用户的质量需求。
[0006] 由此，本领域中需要一种低延迟的音频信号处理的解决方案。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述以及其他潜在的问题，本发明提出一种用于处理音频信号的方法和 系统。
[0008] 在一方面，本发明的实施例提供一种用于处理音频信号的方法。该方法包括：针对 所述音频信号的当前帧，至少部分地基于所述当前帧的频率参数，确定多个预定义频带的 频带能量；通过处理所述频带能量，生成所述多个预定义频带的频带增益；以及使用预定 义的频带滤波器组，基于所述频带增益生成针对所述当前帧的频点增益，所述频带滤波器 组特定于所述多个预定义频带。
[0009] 在另一方面，本发明的实施例提供一种用于处理音频信号的系统。该系统包括：频 带能量确定单元，被配置为针对所述音频信号的当前帧，至少部分地基于所述当前帧的频 率参数，确定多个预定义频带的频带能量；频带增益生成单元，被配置为通过处理所述频带 能量，生成所述多个预定义频带的频带增益；以及频点增益生成单元，被配置为使用预定义 的频带滤波器组，基于所述频带增益生成针对所述当前帧的频点增益，所述频带滤波器组 特定于所述多个预定义频带。
[0010] 通过下文描述将会理解，根据本发明的实施例，可以简单地通过操作特定数目的 预定义频带的频带增益来实现音频信号处理，其中所述频带是实现根据例如人类听觉特性 或者模型而被定义和固定下来的。由于频带是事先固定的，因此可以使用预定义的频带滤 波器组，基于频带增益导出频点增益，从而降低音频信号处理的延迟。本发明的实施例所带 来的其他益处将通过下文描述而清楚。
【附图说明】
[0011] 通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明实施例的上述以及其他目的、特征和 优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出了本发明的若干实施例，其 中：
[0012] 图1示出了根据本发明的一个示例实施例的用于处理音频信号的方法的流程图；
[0013] 图2示出了根据本发明的另一示例实施例的用于处理音频信号的方法的流程图；
[0014] 图3示出了根据本发明的一个示例实施例的加窗信号的框图；
[0015] 图4A和图4B示出了根据本发明的一个示例实施例的对数扫略（log swe印）信号 的频带激励的框图；
[0016] 图5示出了根据本发明的示例实施例的示例对称的五个扬声器配置的示例的示 意图；
[0017] 图6示出了根据本发明的示例实施例的用于处理音频信号的系统的框图；以及
[0018] 图7示出了适于实现本发明的示例实施例的计算机系统的框图。
[0019] 在各个附图中，相同或对应的标号表不相同或对应的部分。
【具体实施方式】
[0020] 下面将参考附图中示出的若干示例实施例来描述本发明的原理。应当理解，描述 这些实施例只是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方 式限制本发明的范围。
[0021] 本发明的基本思想是：通过控制频域中的一组预定义频带的频带增益来处理音频 信号。根据本发明的实施例，待操作的频带可以根据例如人类听觉特性或者模型而被事先 定义和固定。而且，由于频带是事先固定的，因此可以使用预定义的频带滤波器组以频带增 益为基础生成频点增益，从而缩短音频信号处理中的延迟。另外，由于所要处理的频率系数 的减少，与时频变换（时域向频域的变换）和频时变换（频域向时域的变换）相关联的时 间代价将会显著降低。
[0022] 首先参考图1，其示出了根据本发明的示例实施例的用于处理音频信号的方法 100的流程图。
[0023] 在步骤S101，对于待处理的音频信号的当前帧或者块，至少部分地基于当前帧的 频率参数来确定多个预定义频带的频带能量。在某些实施例中，音频信号可以作为频域信 号被输入。例如，音频信号的形式可以是一系列频点，每个频点例如被表示为一个复数。备 选地，输入音频信号可以处于时域中，并且因此需要被变换到频域中，这将在下文详述。
[0024] 根据本发明的实施例，频带可以事先定义，例如根据人类听觉特性或者模型来定 义。例如，已经证明：人类用户对特定范围内的频率是敏感的，例如0到24kHz的范围。相 应地，将仅对处于该范围内的频带进行频域处理。这样，本发明的实施例利用了一种遵循人 类听觉系统的方便、高效的简化，以有助于降低延迟。例如，在某些实施例中，〇到24kHz范 围内的频率可以被划分为20个频带。应当注意，这仅仅是出于说明目的，任何其他适当的 频率范围和/或频带数目均可被使用。
[0025] 对于当前帧的每个预定义频带，可以存在与之关联的频率参数。频率参数可以通 过各种不同的方式获得。例如，在上文描述的某些实施例中，频域音频信号可以包括多个频 点，每个频点被表示为一个复数。在这样的实施例中，每个复数的实部和虚部可以被用作频 率参数。备选地或附加地，可以通过对音频信号的任何适当的频率分析或者处理来获得频 率参数。
[0026] 每个频带的频带能量可以基于当前帧的关联频率参数而确定。给定频率参数，可 以将频带能量计算为例如频率参数的和或者平方和，这方面的示例实施例将在下文详述。
[0027] 接下来，方法100进行到步骤S102,在此处理频带能量以生成预定义频带的频带 增益。根据本发明的实施例，对一个或多个频带能量的处理可以通过任何适当的频域音频 处理技术来实现，包括但不限于均衡器处理、调节器处理、峰值限制处理，等等。相应地，均 衡器、调节器、峰值限制器或者任何其他设备均可与本发明的实施例结合使用，不论它们是 目前已知的还是将来开发的。特别地，在某些实施例中，为了生成频带增益，可以根据用于 回放音频信号的回放设备的一个或多个参数来处理频带能量，从而实现特定于设备的音频 信号处理。通过处理频带能量而生成频带增益的很多技术是已知的并且可以用于本发明的 实施例。本发明的范围在这方面不受限制。
[0028] 继而，在步骤S103,生成当前帧的频点增益。根据本发明的实施例，可以使用特定 于所述多个预定义频带的多个预定义频带滤波器组，以基于频带增益生成频点增益。例如， 可以针对每个预定义频带而设计一个滤波器组。如上所述，频带是预定义的。相应地，特定 于每个频带的频带滤波器组也可以被事先设计。通过向频带增益应用这样的频带滤波器 组，可以获得多个频点增益，其形式例如是滤波器系数。
[0029] 给定频点增益，例如可以通过将频点增益与相应的频点相乘来确定当前帧的频域 输出。特别地，在某些实施例中，当前帧的频域输出可以仅仅基于当前帧的频点来确定。在 某些备选实施例中，当前帧的频域输出不仅可以基于当前帧的频点增益、而且还可以基于 音频信号的至少一个先前帧的频点增益而被确定。
[0030] 通过执行方法100,本发明的实施例能够以较低的延迟来处理音频信号。具体而 言，如上所述，已知的方案需要获得和处理大量的频率系数以满足质量要求，这将导致变换 中的较长延迟。相反，根据本发明的实施例，只需要针对特定数目的预定义的、固定的频带 来控制频带增益。由此，时频变换和频时变换的时间代价将会被显著降低。而且，生成的频 率增益可以通过预定义的频带滤波器组而被转换为频点增益，这些频带滤波器组是特定于 预定义频带的。因为这些频带滤波器组可以根据频带的定义而被设计，因此快速地实现频 点增益和频域输出的生成。
[0031] 图2示出了根据本发明的示例实施例的用于处理音频信号的方法200的流程图。 将会理解，方法200可以被视为上文描述的方法100的