技術領域

本發明涉及音頻信號（尤其是聲變換信號）及用于獲得、傳輸、變換與再現該音頻信號的裝置和方法。

背景技術

通常，這些系統嘗試為人耳投射或提示可分解的空間信息。這要么通過添加人工的第一反射或人工的擴散聲而再現兩個或多個不同地獲得的最終信號來實現，要么通過借助于HRTF模擬與人頭有關的聲學場景來實現。這些解決措施尤其被用來將單聲音頻信號變換成給耳朵傳授實際空間性或虛空間性的音頻信號。這些方法被稱為“偽立體聲”。

相較于常規立體聲信號，偽立體聲信號通常具有缺點。尤其是，由于心理聲學的原因，聲源的可定位性譬如在將頻譜經不同的移相后分配到最終信號的方法中是受到限制的。因同樣的緣故，采用傳播時間差也通常會導致矛盾的定位。同樣由于心理聲學的原因，人工消音在聽筒上會引起疲勞現象。尤其是Gerzon（見下文）已經給出了一系列的建議，應該在聲源的立體聲投射中克服這種矛盾性。然而，即便在復雜的應用中，通常也不象它們能投射傳統立體聲信號那樣進行原始空間場景的再現。

尤其是，以強度立體聲方法的仿真為基礎的偽立體聲學存在特別的問題，即：以8字形方向特性為基礎的單聲音頻信號不能被立體聲化，這是因為沒有投射旁面入射的聲音。

下面的文獻構成了現有技術：

US5173944考慮了在恒定90度、120度、240度和270度方位角下借助于HRTF從被不同延遲的但統一放大的基信號中獲得的信號，該信號與所述基信號疊加。這里，電平和傳播時間校正與原錄音情況無關。

US6636608建議了要被立體聲化的單信號的根據頻率確定的相移，該相移在不同的（同樣與錄音情況無關的！）增益的情況下既在左信道又在右信道與原單聲音頻信號疊加。

上面已提到的文獻US5671287（Gerzon）改善了Orban所建議的方法（該方法從單聲音頻信號中獲取具有依賴于頻率的相移的和信號和差信號-與錄音情況無關），其中所述的改善同樣是基于依賴于頻率的相移或在容易改變求和或求差信號的情況下基于（與錄音情況無關的！）增益。

本人的歐洲申請號06008455.5通過采用依賴于角φ的傳播時間差和電平差，建議了有計劃地考慮用人工或測量技術獲得的、包圍了主軸和聲源的角φ。只要角度φ等于0，無論如何也不能實現兼容的立體聲投射。

下文闡述的發明體現了單聲投射的聲源的立體聲再現的明顯改善，這考慮了錄音情況。同時，針對上面講述的迄今對于強度立體聲仿真存在問題的8字形方向特性，應提供立體聲化的可靠方法。另外，對于包圍主軸和聲源的角φ等于0時，也應能實現兼容的立體聲投射。

發明內容

本發明主題被描述如下：

（本人的歐洲申請號06008455.5所建議的）通過采用依賴于角φ的傳播時間差和電平差而有計劃地考慮包圍了主軸和聲源的角φ的技術方案，包括MS矩陣化，其中對于輸入信號M和S以及結果信號L和R適用以下關系：

經典的S信號(這對于MS技術是特定的)具有8字形方向特性，其中該信號相對于M信號向左偏置90度。如果此時S信號的電平相對于M信號被提高，所謂的開角2α被愈加縮小（該開角由M系統或S系統的疊加極坐標圖的交點得出，并且如同S系統的8字形方向特性一樣總是相對于M信號的主軸對稱的）。

在第一步，也可以在一種裝置或方法中參數化一個虛開角2α，其考慮了包圍單聲信號的主軸和聲源的角φ。于是，計算出的仿真旁信號既依賴于角φ，也依賴于虛半開角α。

在第二步，增益系數僅被應用于相加得出旁信號的信號。

在第三步，參數化描述M信號方向特性的、依賴于角的極距f。因此現在通過考慮虛開角2α可以立體聲化任意方向特性的單聲信號。

發明內容

本發明在于參數化虛開角α+β。這里，α表示左虛開角（位于要立體聲化的單聲音頻信號的主軸的左邊），β表示右虛開角（位于要立體聲化的單聲音頻信號的主軸的右邊），其中可以α≠β。于是考慮了在經典MS矩陣化中不會出現的、可能相對于要立體聲化的單聲音頻信號的主軸不對稱的虛開角α+β的情況。

據此，除了φ和f外，還使得仿真旁信號的按三角法測出的電平差與傳播時間差依賴于左虛角α或右虛角β，其中只要聲源要歸入主軸的左邊，就必須適用關系φ≤α，或者只要聲源要歸入主軸的右邊，就必須適用關系φ≤β。在任何情況下都要為α和β排除零或零附近，因為通過參數化α或β所計算出的電平或傳播時間差收斂于無窮，也即在技術上無法實現。