[发明专利]用于数字信号处理的系统和方法

说明书

本申请公开用于数字信号处理的系统和方法。本发明提供用于对广播和/或传输应用中的音频信号进行数字处理的方法和系统。具体而言，本发明包括被构建且配置成产生经部分处理的信号的传输前处理模块。发射器被构建成将经部分处理的信号传输或广播至接收器，在接收器处信号被馈送至传输后处理模块。传输后处理模块被构建且配置成基于例如收听环境、分布图等进一步处理信号，并且产生最终输出信号。

本申请是申请日为2013年5月29日、中国国家申请号为201310207685.2、发明名称为“用于数字信号处理的系统和方法”的申请的分案申请。

发明领域

本发明提供用于对音频信号进行数字处理的方法和系统。具体而言，某些实施例涉及按能横跨音频设备的整个频谱来再现工作室品质的声音的方式对音频信号进行数字处理。

发明背景

历史上，工作室品质的声音(最好被描述为对工作室记录过程期间所利用的整个音频范围的完整再现)仅在音频记录工作室中能适当地实现。工作室品质的声音是以清晰度和明亮度来表征的，这仅在中高频率范围被有效地操纵和再现时才被获得的。尽管工作室品质的声音的技术支持可能只有有经验的制片人能完全理解，但一般收听者可容易地听出工作室品质的声音有所不同。

尽管已经作出各种尝试在记录工作室以外再现工作室品质的声音，但那些尝试的代价巨大(通常源于高级的扬声器设计、昂贵的硬件以及增加的功放)并且仅实现了混合的结果。由此，需要这样的过程：藉此可在工作室以外再现工作室品质的声音，且具有一致、高品质、低成本的结果。还需要实现这一过程的音频设备、以及实现这一过程的计算机芯片，该计算机芯片可嵌入音频设备内或者位于与音频设备分离且不嵌入音频设备内的设备中，并且在一个实施例中，该设备被定位为位于音频设备与其扬声器之间的独立设备。也需要能够通过不昂贵的扬声器来产生工作室品质的声音的能力。

在蜂窝电话中，对于增强并优化语音在对话期间或音频编程在回放期间的音频品质方面做得很少。在某些情况下，制造者已经尝试增强音频，但这一般是通过利用设备的音量控制来完成的。语音“声音”的一般清晰度保持固定。语音仅被放大和/或均衡。此外，放大和/或均衡的设置也是固定的且不能由用户更改。

进一步，车辆的音频系统设计涉及考虑许多不同因素。音频系统设计者选择扬声器在车辆中的位置和数量。还必须确定每一扬声器的期望频率响应。例如，位于仪表盘上的扬声器的期望频率响应可能不同于位于后门面板的较低部分的扬声器的期望频率响应。

音频系统设计者还必需考虑设备变化如何影响音频系统。例如，敞篷车中的音频系统可能不如相同音频系统在相同型号的硬顶盖式车辆中一样好。车辆的音频系统选项也可显著地变化。车辆的一个音频选项可包括基本4个扬声器的系统，每声道40瓦特放大，而另一音频选项可包括12个扬声器的系统，每声道200瓦特放大。音频系统设计者在设计车辆的音频系统时必需考虑所有这些配置。由于这些原因，音频系统的设计是耗时且成本昂贵的。音频系统设计者还必需在信号处理和均衡方面具有相对广泛的背景。

此外，在广播或音频传输应用中，具有分割的或共享的处理系统将是有益的，藉此音频信号在传输之前被至少部分地处理，并且在接收到所传输的信号之后，信号被进一步处理以产生输出信号。在多个实施例中，输出信号可针对输出环境、输出音频设备等等而量身定制。具体而言，本方案具有将动态范围控制、噪声降低和音频增强组合到单个系统中的优点，其中音频处理任务由编码侧和解码侧共享。

发明内容

本发明通过提供一种方法来满足上述存在的需要，该方法以使得可横跨音频设备的整个频谱再现出工作室品质的声音的方式来数字地处理音频信号。本发明还提供了一种可按该方式来对音频信号进行数字处理的计算机芯片并且提供了包括这种芯片的音频设备。