[发明专利]一种针对移动终端设备并基于声源内容的全息音频方法和装置

摘要

一种针对移动终端设备并基于声源内容的全息音频方法和装置，能够根据声源音频内容的特点扩展音场、再现音响环境、补偿频域响应，全方位重构音频信号，以产生优质的听觉效果。本发明的全息音频技术依据人体听觉的主观感知原理、音频信号在空气媒介中的传输特性、以及所播放声源音频信号本身的特点，建立了多重辅助信息流，并由这些辅助信息流构建全息音频处理引擎，声源音频信号经本发明所建立的全息音频处理引擎处理即可产生全息音频信号。本发明所设计的全息音频技术既便于实施又能高效对人体听觉系统精确建模，颠覆性地改善音频播放的听觉感受。

主权项

针对移动终端设备并基于声源内容的全息音频方法，由以下步骤组成：a.将输入声源音频信号分割成数据块，并以分割后的数据块为单位进行频谱分析；b.使用步骤a的频谱分析结果，计算并确定低频扩展频率和高频扩展频率，并确定以低频扩展频率为截止频率的低通滤波器参数、和以高频扩展频率为截止频率的高通滤波器参数；计算并确定低频扩展音频信号的延时时长；综合上述计算结果，输出针对本数据块的音场扩展辅助流；c.使用步骤b输出的音场扩展辅助流，构建低通滤波器和高通滤波器，并分别对输入音频信号进行低通和高通滤波，生成低频和高频扩展音频信号；由低频扩展音频信号的延时时长确定声源音频信号、低频扩展音频信号、以及高频扩展音频信号的加权权重；低频扩展音频信号经延时后，与高频扩展音频信号和输入音频信号加权累加，输出本数据块的音场扩展音频信号；d.对步骤c的输出进行频谱分析；e.依据步骤d的频谱分析结果，确定实现环境再现的处理器模型；根据所选用的环境再现处理器模型，输出环境再现辅助流；f.使用步骤e输出的环境再现辅助流，依据所选用的环境再现处理器模型构建梳型滤波器、全通滤波器、延时器、和FIR滤波器，确定累加器各输入信号的加权权重，并对输入音频信号进行处理。具体为，1)选用模型1：输入音频信号通过六个并联的延时器后，加权累加，并使用后期散射FIR滤波器对累加后的音频信号进行滤波，输出环境再现的音频信号；2)选用 模型2：输入音频信号通过早期反射FIR滤波器，滤波后的音频信号进入六个并联的梳型滤波器，滤波后的音频信号加权累加，累加后的音频信号进入两个串联的全通滤波器，滤波后，输出环境再现的音频信号；3)选用模型3：输入音频信号通过六个并联的延时器后，分别进入六个并联的梳型滤波器，滤波后的音频信号加权累加，累加后的音频信号进入两个串联的全通滤波器，滤波后，输出环境再现的音频信号；g.对步骤f的输出进行频谱分析；h.依据步骤g的频谱分析结果，确定各子带的增益，输出频谱补偿辅助流；i.使用步骤h输出的频谱补偿辅助流，构建各子带滤波器。输入音频信号通过各子带滤波器并获得各子带的能量补偿，输出最终的全息音频信号。