[发明专利]声音增强设备及方法

说明书

本申请要求于2009年12月9日提交的第10-2009-0121895号韩国专利申请的利益，该申请的内容通过引用全部包含于此。

技术领域

下面的描述涉及声音处理，更具体地讲，涉及一种用于利用心理声学效应来提供自然的听觉环境的设备及方法。

背景技术

近来，随着诸如电视(TV)、家庭影院系统、超薄移动电话等电子设备的逐步发展，对紧凑型扬声器的需求已增加。然而，多数紧凑型扬声器由于其尺寸的不足而在它们可产生的声音的频率区域上有限制。特别地，紧凑型扬声器在中频至低频区域中存在声音质量恶化的问题。

随着对紧凑型扬声器的需求，在未利用耳机或听筒便将声音传递给特定听众的“个人声音区”技术方面有越来越多的兴趣。此技术防止对邻近的人的噪声污染。个人声音区可利用从扬声器输出声音的方向来被实现。声音的方向可通过如下所述被产生：将声音信号经过诸如延时滤波器的功能滤波器来创建声束，从而在特定方向或特定位置上聚集声音。然而，现有的扬声器结构通常由多个扬声器组成，并要求单个扬声器的小型化，这限制频带利用率的因素。

发明内容

在一通常方面，本发明提供一种包括预处理器、低音增强(Bass Enhancement，BSE)信号产生器和增益控制器的声音增强设备，其中，所述预处理器用于将源信号划分为高频信号和低频信号，并用于分析低频信号以获得关于将由低频信号产生的失真度的预测信息；所述BSE信号产生器用于产生低频信号的高次谐波信号来作为用于代替低频信号的BSE信号，其中，基于关于失真度的预测信息调整高次谐波信号的阶数；所述增益控制器用于基于关于失真度的预测信息自适应地调整低频信号和BSE信号的合成率。

处理器可根据多个子带将低频信号分类，并可获得关于将由与每个子带相应的信号所产生的失真度的预测信息。

关于失真度的预测信息可包括音调信息和包络信息。

BSE信号产生器可利用包络信息将与子带相应的信号的幅度调整为统一，以产生归一化的信号，并可基于音调信息自适应地产生高次谐波信号来作为归一化的信号的BSE信号。

BSE信号产生器可包括第一调整单元、第二调整单元和非线性装置，其中，所述第一调整单元用于利用包络信息将与子带相应的信号的幅度调整为统一，并用于产生归一化的信号；所述第二调整单元用于将归一化的信号乘以音调信息；所述非线性装置用于产生高次谐波信号来作为乘以了音调信息的信号的BSE信号。

声音增强设备还可包括频谱锐化单元，所述频谱锐化单元用于对从第二调整单元输出的信号中的具有高音调的信号执行频谱锐化，其中，非线性装置产生频谱锐化后的信号的高次谐波信号。

如果基于音调信息确定低频信号具有低音调，则增益控制器可调整低频信号与BSE信号的合成率，以致低频信号的部分大于BSE信号的部分，从而产生增益调整后的信号。

增益控制器可将BSE信号的声压放大到在高频信号的掩蔽级以上，以致BSE信号的响度不被高频信号所掩蔽。

声音增强设备还可包括用于将高频信号与增益调整后的信号合成的后处理器。

后处理器可包括声束形成器和扬声器阵列，其中，所述声束形成器用于处理合成后的信号，以当合成后的信号被输出时形成辐射图，所述扬声器阵列用于输出处理后的信号。

在另一方面，本发明提供一种声音增强方法，所述方法包括：将源信号划分为高频信号和低频信号，并分析低频信号以获得关于将由低频信号产生的失真度的预测信息；产生低频信号的高次谐波信号来作为用于代替低频信号的BSE信号，其中，基于关于失真度的预测信息调整高次谐波信号的阶数；根据关于失真度的预测信息，自适应地调整低频信号和BSE信号的合成率。

产生关于失真度的预测信息的步骤可包括：根据多个子带将低频信号分类；获得关于将由与每个子带相应的信号所产生的失真度的预测信息。

关于失真度的预测信息可包括音调信息和包络信息。

产生高次谐波信号的阶数的步骤可包括：利用包络信息将与子带相应的信号的幅度调整为统一，以产生归一化的信号；根据音调信息自适应地产生归一化的信号的高次谐波信号。

根据音调信息自适应地产生归一化的信号的高次谐波信号的步骤可包括：将归一化的信号乘以音调信息；对乘以了音调信息的信号中的具有高音调的信号执行频谱锐化；产生频谱锐化后的信号的高次谐波信号来作为BSE信号。

如果基于音调信息确定低频信号具有低音调，则调整低频信号和BSE信号的合成率的步骤可包括：调整低频信号与BSE信号的合成率，以致低频信号的部分大于BSE信号的部分，从而产生增益调整后的信号。