[发明专利]音频信号处理方法及设备

说明书

本发明涉及用于音频链中的音频信号处理的方法和设备/装置，该方法和装置通过以受控方式在音频链中添加非线性，来校正音频链中电声换能器的非线性，也考虑人耳的非线性心理声学特性，以便通过在某些范围内使用二次和五次多项式函数的近似来在再现声音时获得更好的声学图像和更多细节。根据本发明，该方法包括用非线性五次多项式函数近似人耳的心理声学特性，并在音频链中至少一个电声换能器的前面添加至少一个非线性元件(4)，从而非线性元件(4)具有在音频链中添加非线性的功能，该非线性校正至少一个电声换能器的非线性和/或针对高达p_Δ的人耳的压力改变的人耳的近似心理声学特性的非线性。本发明的音频信号处理装置(19)包括音频链中的至少一个非线性元件(4)，其具有向音频链添加非线性的功能，该非线性校正至少一个电声换能器的非线性和/或针对高达p_Δ的人耳的压力改变的人耳的近似心理声学特性的非线性。本方法和装置(19)通过添加非线性来减少对电声换能器以及人耳的限制，该非线性最终减少整个音频链与人耳的非线性，即在音频链中添加非线性，使得音频链特性减少了人耳多项式近似对压力改变p_Δ＝±1Pa的非线性。

技术领域

本发明涉及一种用于增强音频信号的质量和/或其他特性的音频信号处理方法。该方法通过以受控方式在音频链中添加非线性，来通过考虑到入耳的非线性心理声学特性而校正音频链中电声换能器的非线性。此外，本发明涉及一种用于实现所述方法和音频链的设备/装置，其被配置为校正电声换能器的非线性，还考虑到人耳的非线性心理声学特性。音频链包含用于实现该音频信号处理方法的至少一个装置。

背景技术

技术问题

如今，电声转换器之前的音频链显示出无可挑剔的特征。不知道为什么一些具有较大失真的音频链组件比具有较低失真的组件产生更好的声音。一些放大器合并了真空管以便更好地发出声音，而其他放大器则采用小反馈回路来强化(intensify)组件的非线性。电声换能器之前的音频链失真并不意味着它听起来会更好或更糟。两个不同的电声换能器在它们的音频链上听起来不错，但当它们交换位置时听起来会更糟。其原因之一是电声换能器之前的音频链具有非线性，这减少了其非线性，使其听起来比在其他音频链上更好。

本发明所要解决的技术问题是一种用于音频链中音频信号处理的方法和装置，其校正音频链中电声换能器的非线性，也考虑人耳的非线性心理声学特征。

现有技术

已知电声换能器的非线性已有一段时间了。非线性失真表征整个电声再现链，从录音介质上的录音过程一直到录音介质、放大器和扬声器本身的声音再现。有许多出版物记录了这些非线性。在乐器中应用非线性来改变声音也早已为人所知。声音中的某些非线性不会被人们感知到，而其他非线性会被感知到，即使它们具有与Jean Hiraga撰写的文章“放大器音乐性-放大器谐波失真频谱分析研究(Amplifier Musicality-A Study ofAmplifier Harmonic Distortion Spectrum Analysis)”中描述的相同的声能。文献US5133015公开了用于音频信号处理的过程和装置，更准确地说，允许各种音频信号失真等级的技术，其包括到一定等级的音频信号失真。文献US2011255701公开了电子电路和音频增强方法，特别是这样的电子电路，其可以引入随着信号幅度增加而增加的可预测和可控的谐波失真。文献US2015249889公开了通过扩展扬声器频率响应和减少或消除非线性扬声器失真来进行数字音频信号处理的系统和方法。基于修改后的扬声器频率响应，可以通过应用数字线性滤波器来扩展音频信号。基于扬声器的反向参数模型，数字非线性滤波器可以消除或减少扬声器的非线性失真。

大多数与音频信号处理相关的以增强音频信号的质量和/或其他特性为目的的已知常规方法没有也考虑入耳的非线性心理声学特性。

发明内容