МОДУЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ, УСТРОЙСТВО, ПРОЦЕССОР КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ, СИСТЕМА И СПОСОБЫ
EQUALISATION FILTER COEFFICIENT DETERMINATOR, APPARATUS, EQUALISATION FILTER COEFFICIENT PROCESSOR, SYSTEM AND METHODS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Некоторые варианты осуществления согласно изобретению относятся к модулю определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством частотного корректора (эквалайзера).
Некоторые варианты осуществления относятся к устройству, содержащему пользовательский интерфейс, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и частотный корректор.
Некоторые варианты осуществления согласно изобретению относятся к процессору коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Некоторые варианты осуществления относятся к системе, содержащей процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Некоторые варианты осуществления относятся к способу для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством частотного корректора.
Некоторые варианты осуществления согласно изобретению относятся к плавной регулируемой частотной коррекции наушников на основе анализа главных компонентов (PCA).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Преобразователи звука, такие как, например, наушники или громкоговорители, широко используются для представления аудиосигналов слушателям. В некоторых случаях, преобразователи звука продаются вместе с оборудованием, предоставляющим аудиосигналы, которые должны быть представлены посредством упомянутых преобразователей звука. Тем не менее, во многих случаях, преобразователи звука покупаются клиентами отдельно, что зачастую приводит к ухудшению качества звука.
Далее приводятся некоторые проблемы со ссылкой на наушники, которые являются одним возможным примером преобразователя звука.
Во-первых, описываются некоторые общие характеристики наушников. Предусмотрены различные типы наушников, используемых в бытовом и профессиональном аудиооборудовании: вставные наушники (внутри слухового канала), наушники-"капельки" (внутри ушной раковины), наушники "на ухе" (накладные) и наушники "поверх уха" (охватывающие). В мобильной связи наушники зачастую комбинируются с микрофонами в одном устройстве, чтобы выполнять речевые вызовы по громкой связи. Для простоты, эти "гарнитуры" также упоминаются как наушники в этом документе.
Наушники изготавливаются с использованием различных технологий и материалов с различными уровнями качества. Эти различия приводят к различным характеристикам звука.
Они, в основном, обусловлены варьирующимися частотными характеристиками, сформированными посредством различных наушников (см., например, фиг. 9, который показывает частотную характеристику различных наушников). Кроме того, также следует обратиться к документу [1]. Например, в графическом представлении 900 согласно фиг. 9, абсцисса 910 описывает частоту (в единицах Герц) логарифмическим способом. Ордината 920 описывает уровень (или относительный уровень) в единицах децибелов логарифмическим способом. Как можно видеть, кривая 930 описывает так называемую частотную характеристику "рассеянного поля" согласно международному стандарту ISO-11904-1. Вторая кривая 932 описывает частотную характеристику "высококачественного" наушника. Третья кривая 934 описывает частотную характеристику "недорогого" наушника. Как можно видеть, "высококачественный" наушник содержит частотную характеристику, которая аппроксимирует частотную характеристику "рассеянного поля" лучше частотной характеристики "низкокачественного" наушника.
Кроме того, следует отметить, что частотная характеристика наушника является важным компонентом его воспринимаемого качества (см., например, ссылочный материал[2]).
В идеале, наушники должны допускать предоставление частотной характеристики, которая соответствует заданной целевой кривой, например, частотной коррекции рассеянного поля (см., например, ссылочный материал [3]). Наушники, которые имеют частотную характеристику, которая сильно отличается от идеальной частотной характеристики, типично определяются как имеющие плохое качество звука.
Частотная характеристика наушника может быть идентифицирована, например, посредством измерения на заданном соединителе (см., например, ссылочный материал [4]). Частотная характеристика описывает то, насколько сильное звуковое давление формируется в слуховом канале, когда электрическое напряжение конкретного уровня подается в наушники. Уровень звукового давления является частотно-зависимым.
Измерение этих частотных характеристик наушников является довольно сложным. Муляж головы с микрофонами, оснащенный имитаторами ушей или акустическим соединителем, специальные аппаратные средства и программное обеспечение для аудиоизмерения и соответствующие знания очень рекомендуются или даже являются обязательными для надлежащих результатов. Следовательно, измерение частотных характеристик наушников предпочтительно должно выполняться профессионалами, а не потребителями и/или конечными пользователями.
Далее описываются некоторые традиционные фильтры для наушников. Тем не менее, следует отметить, что фильтры могут использоваться для любого типа преобразователя звука.
Качество звука наушников может значительно повышаться. Следовательно, сигнал, который позднее подается в наушники, может быть предварительно обработан. Каждый наушник показывает уникальную частотную характеристику (см., например, фиг. 10a). Конкретный фильтр для этого наушника (см., например, фиг. 10b) компенсирует неидеальную частотную характеристику, как описано, например, в ссылочном материале [5]. Этот процесс упоминается в качестве частотной коррекции наушников. Следовательно, идеальное качество этих наушников повышается посредством адаптации частотной характеристики к определенной цели проектирования (см., например, фиг. 10c).
Далее поясняются некоторые подробности со ссылкой на фиг. 10, которая показывает схему для формирования дискретных фильтров для конкретных наушников. Фиг. 10a показывает частотную характеристику наушника. Абсцисса 1010 описывает частоту в Герц, а ордината 1012 описывает абсолютную величину частотной характеристики, например, в логарифмической форме в децибелах. Кривая 1014 описывает частотную характеристику примерного наушника. Фиг. 10b показывает фильтр для частотной характеристики согласно фиг. 10a, чтобы достигать целевой кривой согласно фиг. 10c. Другими словами, фиг. 10b показывает частотную характеристику фильтра или частотного корректирующего фильтра, который может использоваться для того, чтобы достигать полной целевой частотной характеристики согласно фиг. 10c, при использовании для того, чтобы частотно корректировать аудиосигнал, предоставленный для наушника, имеющего частотную характеристику согласно фиг. 10a. Абсцисса 1020 описывает частоту (например, в Герц), а ордината 1022 описывает (относительную) величину характеристики фильтра (например, в единицах децибелов). Кривая 1024 описывает частотную характеристику частотного корректирующего фильтра. Фиг. 10c описывает кривую целевой частотной характеристики. Абсцисса 1030 описывает частоту в Герц, а ордината 1032 описывает абсолютную величину целевой частотной характеристики, например, в децибелах. Кривая 1034 описывает целевую частотную характеристику, которая, например, может аппроксимировать частотную характеристику рассеянного поля согласно ISO-11904-1.
Следует отметить, что частотная характеристика частотного корректирующего фильтра, который фильтрует (или частотно корректирует) аудиосигнал, который должен выводиться через конкретный наушник, может определяться в качестве "разности" (или, более точно, частного) между целевой частотной характеристикой (как описано, например, на фиг. 10c) и фактической (измеренной) частотной характеристикой текущего изучаемого наушника (как показано, например, на фиг. 10a). Другими словами, целевая частотная характеристика фильтра (частотного корректирующего фильтра) может определяться на основе сведений кривой целевой частотной характеристики и кривой фактической частотной характеристики изучаемого наушника. Поскольку кривые фактической частотной характеристики различных наушников отличаются, ассоциированные кривые частотной характеристики частотного корректирующего фильтра также отличаются.
Кроме того, следует отметить, что технология, описанная в ссылочном материале [5], может использоваться для того, чтобы создавать различные дискретные фильтры для различных наушников. Тем не менее, традиционные принципы для частотной коррекции наушников типично требуют высокой квалификации от оператора и, по сути, не могут применяться неопытными конечными пользователями.
WO2010/138309 [8] описывает управление обработкой динамической частотной коррекции аудиосигнала, которое, тем не менее, является вычислительно очень сложным и не обеспечивает возможность определения временно постоянной независимой от сигнала частотной коррекции.
Если обобщать, для конечного пользователя традиционно невозможно или очень трудно надлежащим образом регулировать коэффициенты фильтрации частотного корректирующего фильтра, с тем чтобы получать хорошее впечатление от прослушивания с использованием наушников.
Соответственно, желательно создавать принцип, который упрощает для конечного пользователя получение достаточно хорошего набора коэффициентов фильтрации для частотного корректирующего фильтра, чтобы улучшать (эффективную) частотную характеристику данного преобразователя звука (такого как, например, наушник) с использованием частотного корректора.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вариант осуществления согласно изобретению создает модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством частотного корректора, при этом целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, например, могут описывать частотную характеристику частотного корректора, или при этом целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, например, могут быть равны коэффициентам фильтрации частотного корректора. Модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем, чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Текущая настройка частотного корректора описывается посредством текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Число настроечных параметров меньше числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Этот вариант осуществления согласно изобретению основан на таких выявленных сведениях, что непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора в ответ на сравнительно небольшое число настроечных параметров, которое меньше числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, дает возможность даже неопытным пользователям находить достаточно хороший набор параметров частотного корректирующего фильтра.
Другими словами, этот вариант осуществления согласно изобретению основан на таких выявленных сведениях, что даже неопытные пользователи типично имеют возможность находить достаточно хорошую настройку частотного корректора, если непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора является возможным на основе сравнительно небольшого числа настроечных параметров, при этом число настроечных параметров меньше числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Обнаружено, что сравнительно высокое число целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые должны использоваться для того, чтобы получать достаточно хороший частотный корректирующий фильтр, не может легко трактоваться пользователем. Соответственно, вышеописанный вариант осуществления согласно изобретению дает возможность пользователю выполнять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора (которые задаются посредством соответствующего текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) в зависимости только от сравнительно небольшого числа настроечных параметров, что значительно упрощает трактовку для пользователя. Кроме того, количество степеней свободы уменьшается посредством выполнения непрерывного или квазинепрерывного затухания между множеством различных настроек частотного корректора в зависимости от одного или более настроечных параметров, при этом число настроечных параметров меньше или даже значительно меньше числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Таким образом, пользователь может непосредственно регулировать настройки частотного корректора посредством варьирования одного или более настроечных параметров, без сталкивания с типично очень высоким числом параметров частотного корректирующего фильтра. Другими словами, изменение настроечного параметра непосредственно и однозначно управляет настройкой частотного корректора в том, что оно управляет затуханием между множеством различных настроек частотного корректора при поддержании небольшой сложности для пользователя (и количества степеней свободы). Соответственно, предоставляется удобный для пользователя принцип для регулирования целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, что, в свою очередь, приводит к хорошей удовлетворенности пользователей. Кроме того, вычислительная сложность является сравнительно небольшой, так что простых аппаратных средств типично достаточно. Кроме того, настройка целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации типично является независимой от аудиосигнала, что упрощает регулирование для пользователя.
Также следует отметить, что целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, например, могут представлять частотную характеристику частотного корректирующего фильтра. Например, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут представлять амплитуду характеристики фильтра для различных частот. Например, отдельные целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут (по отдельности) представлять амплитуду (и, опционально, также фазу) характеристики фильтра для множества соответствующих частот или частотных диапазонов. Другими словами, значения целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут непосредственно представлять амплитуды характеристики фильтра, при этом каждый из целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть ассоциирован с частотой или частотным диапазоном и представлять амплитуду (и, опционально, также фазу) для ее ассоциированной частоты или частотного диапазона. Другими словами, в некоторых случаях, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой коэффициенты фильтрации в частотной области, представляющие характеристику фильтра для различных частот, и могут быть непосредственно применимыми к компонентам частотной области аудиосигнала. Тем не менее, альтернативно, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой коэффициенты фильтрации во временной области, представляющие коэффициенты фильтра с конечной импульсной характеристикой или фильтра с бесконечной импульсной характеристикой, и могут быть непосредственно применимыми в фильтре с конечной импульсной характеристикой или фильтре с бесконечной импульсной характеристикой. Альтернативно, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут вводиться в процесс преобразования, при этом коэффициенты фильтрации для фильтра с конечной импульсной характеристикой или фильтра с бесконечной импульсной характеристикой рассчитываются на основе целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора в зависимости от одного настроечного параметра. Посредством использования одного настроечного параметра только для того, чтобы выполнять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора, пользовательский интерфейс для регулирования одного настроечного параметра может быть очень простым. Кроме того, даже неопытный пользователь может легко варьировать один настроечный параметр и определять то, для какой настройки одного настроечного параметра, настройка частотного корректора, заданная посредством упомянутого одного настроечного параметра, предоставляет достаточно хорошее впечатление от прослушивания. Таким образом, использование одного настроечного параметра, который управляет непрерывным или квазинепрерывным затуханием между множеством различных настроек частотного корректора (т.е. непрерывным или квазинепрерывным затуханием между различными наборами целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации), облегчает проектирование пользовательского интерфейса, упрощает пользовательское взаимодействие и повышает удовлетворенность пользователей.
В предпочтительном варианте осуществления, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации ассоциированы с различными частотами или частотными диапазонами. В этом случае, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации имеет такую конфигурацию, в которой изменение одного настроечного параметра варьирует целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации (набора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации), ассоциированные, по меньшей мере, с одной половиной всего частотного диапазона, охватываемого набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Другими словами, один настроечный параметр непосредственно изменяет набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в "широком" частотном диапазоне, что дает возможность выполнять затухание между практически различными настройками частотного корректора с использованием одного настроечного параметра. Соответственно, широкий спектр практически различных настроек частотного корректора может быть выбран с использованием одного настроечного параметра, что дает возможность адаптировать настройку частотного корректора ко множеству преобразователей звука. Следовательно, посредством регулирования целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в широком частотном диапазоне в зависимости от одного настроечного параметра, для пользователя нетрудно адаптировать текущую настройку частотного корректора, описанную посредством текущего набора параметров частотной коррекции, к текущему используемому преобразователю звука.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать один или более настроечных параметров из одного или более ползунков или получать один или более настроечных параметров из одной или более рукояток. Соответственно, настроечные параметры могут вводиться удобным для пользователя способом.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать один или более настроечных параметров из одного или более ползунков, реализованных с использованием сенсорного экрана. Эта конфигурация дает возможность удобного для пользователя регулирования настройки частотного корректора с использованием современных мультимедийных устройств.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать два или три настроечных параметра на основе информации двумерной позиции или информации трехмерной позиции, при этом информация двумерной позиции или информация трехмерной позиции получается с использованием устройства двумерного пользовательского ввода или устройства трехмерного пользовательского ввода. Соответственно, устройство двумерного пользовательского ввода или устройство трехмерного пользовательского ввода может использоваться для того, чтобы непосредственно задавать настройку частотной коррекции, т.е. множество целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Использование устройства двумерного пользовательского ввода предоставляет возможность определения двух настроечных параметров, что, в свою очередь, предоставляет две степени свободы для непрерывного или квазинепрерывного затухания между различными настройками частотного корректора. Соответственно, предусмотрена большая гибкость при пользовательском определении различных настроек частотного корректора по сравнению с использованием одного настроечного параметра. Кроме того, обнаружено, что устройство двумерного пользовательского ввода по-прежнему является удобным для пользователя и предоставляет возможность эффективного регулирования настроек частотного корректора для очень большого множества преобразователей звука. Использование устройства трехмерного пользовательского ввода также обеспечивает хорошие результаты, поскольку устройство трехмерного пользовательского ввода по-прежнему предоставляет возможность интуитивной трактовки. Кроме того, обнаружено, что три настроечных параметра по-прежнему могут управляться пользователем.
В предпочтительном варианте осуществления, число целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации больше 15 или больше 63, или больше 255, или даже больше 1023. Обнаружено, что число целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации должно быть выбрано сравнительно большим для того, чтобы иметь возможность компенсировать неидеальную частотную характеристику преобразователя звука. Также обнаружено, что использование сравнительно большого числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации является совместимым с обработкой звука в частотной области (например, кодированием/декодированием звука в частотной области), при этом целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой коэффициенты фильтрации в спектральной области, влияющие на различные спектральные элементы выборки. Кроме того, обнаружено, что число целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации должно быть выбрано достаточно большим для того, чтобы исключать нежелательные артефакты, которые получаются в результате недостаточно небольшого числа коэффициентов фильтрации.
В предпочтительном варианте осуществления, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации выбраны в частотных точках, которые являются релевантными для человеческого слуха. Известно, что частотное разрешение человеческого слуха не является линейным. Следовательно, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут задаваться на частотах, которые не являются одинаково распределенными на линейной частотной оси. Обнаружено, что может быть полезной третья октава или критическое разрешение полосы частот. Тем не менее, этот принцип, возможно, не должен использоваться в комбинации с фиксированной одинаково распределенной гребенкой фильтров, которая используется в некоторых реализациях частотного корректора (при этом частотная коррекция может применяться к представлению в частотной области входного аудиосигнала). Тем не менее, принцип может быть значимым для некоторых реализаций, таких как, например, реализации, в которых обработка во временной области выполняется посредством частотного корректора.
В предпочтительном варианте осуществления, число целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации больше, по меньшей мере, на коэффициент 16 или, по меньшей мере, на коэффициент 64 или, по меньшей мере, на коэффициент 256, числа настроечных параметров. Обнаружено, что принцип для того, чтобы выполнять затухание между множеством различных настроек частотной коррекции в зависимости от одного или более настроечных параметров способствует очень хорошим результатам и особенно большому преимуществу, если число целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации существенно больше числа настроечных параметров.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью суммировать взвешенную версию второго набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, взвешенного в зависимости от одного из одного или более (переменных) настроечных параметров, с первым набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Обнаружено, что такая простая комбинация первого набора параметров частотного корректирующего фильтра (который может рассматриваться как компонент первого набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) и второго набора параметров частотного корректирующего фильтра (который может рассматриваться как компонент второго набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) является вычислительно очень эффективной, но, тем не менее, обеспечивает достаточную гибкость при регулировании набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
В предпочтительном варианте осуществления, первый набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и второй набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации представляют собой главные компоненты более чем двух наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Обнаружено, что линейная комбинация двух или более наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (которые могут рассматриваться как компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации), которые представляют собой главные компоненты более чем двух наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, дает возможность получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который хорошо адаптирован к большому числу преобразователей звука. Обнаружено, что целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, которые представляют собой главные компоненты более чем двух наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, отражают наиболее значимые характеристики наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Соответственно, первый набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и второй набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (и возможно дополнительные наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) оптимально подходят для того, чтобы получать, с использованием линейной комбинации, текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который адаптирован к типичным характеристикам преобразователя звука. Например, первый набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может представлять либо аппроксимировать среднее значение (или среднее) наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Кроме того, второй набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, например, может представлять наиболее характерное отклонение различных наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из упомянутого среднего значения (или среднего). Таким образом, посредством суммирования переменно взвешенной версии второго набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с первым набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, может выполняться затухание текущего набора параметров частотного корректирующего фильтра из среднего наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации до другой настройки частотной коррекции, которая демонстрирует "типичное" (или "самое характерное") отклонение от упомянутого среднего (или среднего значения).
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью переменно комбинировать N' главных компонентов N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, где N'≥2, и где N>N'. Посредством переменного комбинирования (например, линейного комбинирования) N' главных компонентов сравнительно большого числа N наборов опорных коэффициентов частотной корректирующей фильтрации наиболее значимые характеристики N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые типично ассоциированы с опорными преобразователями звука, могут рассматриваться при определении текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, поскольку наиболее важные и/или наиболее значимые характеристики N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации отражаются в N' главных компонентов (при этом каждый из N' главных компонентов типично представляет собой набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и могут рассматриваться как компонент набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации). Таким образом, информация относительно (или включенная) сравнительно большого числа N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть использована, даже если комбинируется только сравнительно меньшее число N' главных компонентов (что, в свою очередь, требует только сравнительно небольшого числа настроечных параметров, например, N'-1 настроечных параметров или N' настроечных параметров). Следовательно, можно использовать информацию, содержащуюся в сравнительно большом числе N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, даже если используется только сравнительно небольшое (и, следовательно, удобное для пользователя) число настроечных параметров.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью переменно комбинировать первый набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который является средним значением множества N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, и второй набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который является первым главным компонентом множества N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, в зависимости от одного настроечного параметра (или даже в зависимости от одного настроечного параметра), с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. При использовании такой комбинации, текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть хорошо адаптирован к большому числу различных преобразователей звука с использованием небольшого числа настроечных параметров (например, только одного настроечного параметра или только нескольких настроечных параметров).
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом первый из различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации основан на первом кластере наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, и при этом второй из различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации основан на втором кластере наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Обнаружено, что затухание между такими различными наборами целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации дает возможность предоставлять текущие наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые хорошо адаптированы к большому числу различных преобразователей звука. Обнаружено, что целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, которые находятся "между" кластерами (или центрами кластеров) наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированных с опорными преобразователями звука, хорошо адаптированы ко многим различным преобразователям звука, поскольку множество различных преобразователей звука имеют характеристики, которые находятся "между" характеристиками "типичных" опорных преобразователей звука. Соответственно, этот принцип предоставляет возможность удобной для пользователя настройки целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые хорошо адаптированы к преобразователям звука.
В предпочтительном варианте осуществления, первый из различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации представляет собой репрезентативный набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, представляющий наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации первого кластера, а второй из различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации представляет собой репрезентативный набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, представляющий наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации второго кластера. Например, первый из различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может представлять собой "центральный" набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации первого кластера либо может представлять собой средний (или усредненный) набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации первого кластера. Аналогично, второй набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может представлять собой центральный набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации второго кластера либо средний (или усредненный) набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации второго кластера. Соответственно, может достигаться значимое затухание между различными наборами целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые представляют собой репрезентативные наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированных с различными типами преобразователей звука, в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Посредством выполнения общего затухания между множеством различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые представляют собой репрезентативные наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированных с различными типами преобразователей звука (например, с различными моделями преобразователей звука или даже с различными конструктивными формами преобразователей звука), можно добиться того, что текущий набор параметров частотной коррекции может быть адаптирован к множеству различных преобразователей звука, только с помощью простого пользовательского взаимодействия (например, модификации небольшого числа настроечных параметров).
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью регулируемо комбинировать множество различных наборов коэффициентов фильтрации, которые описывают частотные корректирующие фильтры, ассоциированные с компенсацией различных характерных признаков (или, эквивалентно, характерные неидеальности) преобразователей звука, в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Посредством комбинирования (например, посредством линейного комбинирования) множества различных наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые описывают частотные корректирующие фильтры, ассоциированные с компенсацией различных характерных признаков преобразователей звука, в зависимости только от небольшого числа настроечных параметров, даже неопытный пользователь может находить надлежащий текущий набор параметров частотной коррекции, который адаптирован к различным характерным признакам (или неидеальностям) текущего используемого преобразователя звука. Например, первый набор параметров частотного корректирующего фильтра может быть выполнен с возможностью компенсации характерного признака (или неидеальности) преобразователя звука (либо его передаточной функции) в низкочастотном диапазоне, а второй набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть выполнен с возможностью компенсировать конкретную характеристику (или неидеальность) высокочастотного диапазона преобразователя звука. Соответственно, пользователь может выполнять регулируемое затухание между первым набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, приводящим (или адаптированным) к компенсации конкретного признака низкочастотного диапазона, и вторым набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, приводящим (или адаптированным) к компенсации конкретного признака высокочастотного диапазона, чтобы идентифицировать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который предоставляет надлежащий компромисс между компенсацией характерного признака низкочастотного диапазона и компенсацией характерного признака высокочастотного диапазона и который адаптирован к характеристикам текущего используемого преобразователя звука. Другими словами, посредством использования этого принципа, может быть найден компромисс между наборами целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые выполнены с возможностью компенсации различных характерных признаков (или неидеальностей) преобразователей звука, при этом пользователь может легко трактовать настройку.
В другом предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью регулируемо комбинировать один или более наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые описывают частотные корректирующие фильтры, ассоциированные с компенсацией различных характерных признаков преобразователей звука, с базовым набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Посредством рассмотрения как базового набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, так и одного или более наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые описывают частотные корректирующие фильтры, ассоциированные с компенсацией различных характерных признаков преобразователей звука (таких как, например, характерные признаки низкочастотного диапазона, характерные признаки высокочастотного диапазона, характерные признаки резонанса и т.д.), могут получаться очень хорошие результаты по настройке. Посредством рассмотрения базового набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (который, например, может описывать набор средних целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированных с множеством опорных преобразователей звука), может достигаться небольшая частотная коррекция, что исключает то, что текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации вводит неприемлемо плохое качество звука. Тем не менее, базовый набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть адаптирован к одной или более конкретных характеристик текущего используемого преобразователя звука посредством приписывания сравнительно высокого весового коэффициента одному или более наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые описывают целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, ассоциированные с компенсацией одного или более различных характерных признаков преобразователей звука (например, посредством надлежащего регулирования настроечных параметров).
Вариант осуществления согласно изобретению создает модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством частотного корректора. Модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью линейно комбинировать множество компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Текущая настройка частотного корректора описывается посредством текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Число настроечных параметров меньше числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Этот вариант осуществления согласно изобретению основан на таких выявленных сведениях, что линейная комбинация множества компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (т.е. компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) предоставляет возможность указываемого пользователем регулирования текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с небольшими вычислительными затратами, но при этом с хорошим результатом. Следует отметить, что могут использоваться различные типы компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Например, компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированные с различными опорными преобразователями звука. Тем не менее, альтернативно, компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, полученные с использованием анализа главных компонентов или кластерного анализа множества наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Например, компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой главные компоненты, извлеченные из множества наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированных с опорными преобразователями звука. Таким образом, один из компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может представлять собой первый главный компонент или среднее множества наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Другой из компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может представлять собой второй главный компонент наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Тем не менее, альтернативно, компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой наборы коэффициентов фильтрации, представляющие множество кластеров, идентифицированных на основе множества наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Таким образом, посредством линейного комбинирования множества компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (т.е. наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые формируют основу линейной комбинации или которые формируют базисные векторы линейной комбинации), может получаться текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который хорошо адаптирован к текущему используемому преобразователю звука в зависимости только от небольшого числа переменных настроечных параметров. В некоторых случаях, один настроечный параметр может быть достаточным для того, чтобы задавать линейную комбинацию компонента набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации непосредственно получен в качестве результата упомянутой линейной комбинации компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью линейно комбинировать множество компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от одного настроечного параметра. Таким образом, текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации получается, например, в качестве непосредственного результата очень простой линейной комбинации только с одной степенью свободы. Тем не менее, обнаружено, что наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые хорошо адаптированы ко многим общим преобразователям звука, могут получаться на основе всего только одного переменного настроечного параметра.
В предпочтительном варианте осуществления, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации ассоциированы с различными частотами или частотными диапазонами. В этом случае, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации имеет такую конфигурацию, в которой изменение одного настроечного параметра варьирует целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированного, по меньшей мере, с одной половиной всего частотного диапазона, охватываемого набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Обнаружено, что текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть адаптирован к различным типам преобразователей звука с использованием только одного настроечного параметра посредством варьирования целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации "широкого" частотного диапазона (например, для двух третей всего диапазона звуковых частот) в зависимости от упомянутого одного настроечного параметра.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать один настроечный параметр из одного ползунка или получать один настроечный параметр из одной рукоятки. Это делает принцип особенно удобным для пользователя.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью суммировать взвешенную версию второго набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, взвешенного в зависимости от одного из одного или более переменных настроечных параметров, с первым набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. С использованием этого принципа может получаться особенно простая линейная комбинация. Например, первый набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может представлять собой постоянный набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Соответственно, текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может получаться посредством наложения упомянутого (постоянного и предпочтительно постоянно взвешенного) первого набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и переменно взвешенной версии второго набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Таким образом, первый набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может определять "средний" набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, а второй набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может определять отклонение от упомянутого среднего. Тем не менее, вычислительно простой и удобный для пользователя механизм для регулирования текущего набора параметров частотного корректирующего фильтра получается посредством использования этого принципа.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью суммировать взвешенную версию второго набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, взвешенного в зависимости от одного переменного настроечного параметра, с первым набором целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. В этом случае, взвешивание первого набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть фиксированным.
Другой вариант осуществления согласно изобретению создает модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством частотного корректора. В этом варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от информации двумерной позиции или информации трехмерной позиции, полученной с использованием устройства двумерного или трехмерного пользовательского ввода. Модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора в зависимости от двух или трех настроечных параметров, с тем, чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, или линейно комбинировать множество компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (как задано выше) в зависимости от двух или трех настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Этот вариант осуществления согласно изобретению предоставляет интуитивный пользовательский интерфейс для регулирования целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Посредством предоставления двух или трех степеней свободы для регулирования набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации достаточно подробное регулирование является возможным без введения в заблуждение неопытного пользователя.
В предпочтительном варианте осуществления, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью извлекать два настроечных параметра из информации двумерной позиции или извлекать три настроечных параметра из информации трехмерной позиции. В этом случае, модуль определения параметров частотной коррекции выполнен с возможностью получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации на основе двух настроечных параметров или на основе трех настроечных параметров. Например, два настроечных параметра или три настроечных параметра могут использоваться для того, чтобы непосредственно извлекать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации посредством комбинирования множества компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Вариант осуществления согласно изобретению создает устройство, содержащее пользовательский интерфейс, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и частотный корректор. Пользовательский интерфейс выполнен с возможностью получать один или более настроечных параметров в ответ на пользовательское взаимодействие. Модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть эквивалентным одному из модулей определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, описанных выше. В частности, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть выполнен с возможностью принимать один или более настроечных параметров из пользовательского интерфейса. Кроме того, частотный корректор выполнен с возможностью принимать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и частотно корректировать аудиосигнал, который должен выводиться посредством преобразователя звука, на основе принимаемого набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Соответственно, устройство предоставляет возможность немедленной обратной связи с пользовательским взаимодействием, предоставляемым через пользовательский интерфейс. Например, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, используемые посредством частотного корректора, могут быть адаптированы своевременно (т.е. максимально быстро) в ответ на пользовательский ввод через пользовательский интерфейс. Соответственно, пользователь может иметь мгновенную или квазимгновенную обратную связь в отношении того, как ввод из пользовательского интерфейса влияет на частотную коррекцию, выполняемую посредством частотного корректора. В частности, простое определение целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которое выполняется посредством модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, приводит к очень быстрому и эффективному по ресурсам вычислению целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством частотного корректора в ответ на пользовательский ввод. Пользовательский ввод из пользовательского интерфейса, например, может задавать настроечные параметры, поясненные выше, при этом модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполняет затухание между различными настройками частотного корректора в зависимости от настроечных параметров. Например, настроечные параметры могут определять линейную комбинацию компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может извлекаться очень простым и быстрым способом посредством этой переменной линейной комбинации компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Таким образом, можно видеть, что устройство, содержащее пользовательский интерфейс, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и частотный корректор, очень хорошо адаптировано к своевременному регулированию текущего набора параметров частотной коррекции, и, следовательно, дает возможность даже неопытным пользователям добиваться рациональной настройки частотного корректора за счет небольших усилий и с использованием простого пользовательского интерфейса.
Вариант осуществления согласно изобретению создает процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать (например, принимать или формировать) N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации также выполнен с возможностью определять N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, представляющих множество характерных признаков N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для извлечения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Предпочтительно, N' превышает или равен двум, и N превышает N'. Этот процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляет базовые целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, которые могут использоваться посредством модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, как описано выше. N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять характерные признаки N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации множеством различных способов. Например, N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять среднее значение N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и также могут представлять одно или более характерных отклонений от этого среднего значения. Это может получаться, например, если N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляются в качестве главных компонентов N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Тем не менее, N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации также могут представлять кластеризацию N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом кластеры рассматриваются как характерные признаки N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Тем не менее, различные характерные признаки также могут описываться посредством базовых характеристик частотной корректирующей фильтрации, таких как, например, характерное развитие настройки частотного корректора в низкочастотном диапазоне, характерное развитие настройки частотного корректора в высокочастотном диапазоне, характерная настройка частотного корректора в окружении резонансной частоты и т.п. Таким образом, процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть выполнен с возможностью предоставлять наборы базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации таким образом, что сравнительно небольшое число базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации описывает множество характерных признаков сравнительно большего числа наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Таким образом, число наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, требуемых для того, чтобы аппроксимировать, с достаточно хорошей точностью, большое число наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, поддерживается небольшим, что упрощает регулирование текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
В предпочтительном варианте осуществления, процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять анализ главных компонентов на основе N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем, чтобы получать N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Как пояснено выше, использование главных компонентов N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в качестве базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (также обозначенных в качестве компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) предоставляет возможность вычислительно эффективного регулирования текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации на основе предоставленных пользователями настроечных параметров.
В другом предпочтительном варианте осуществления, процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять кластерный анализ на основе N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем чтобы получать N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, так что N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации ассоциированы с N' кластеров. Базовые целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, которые ассоциированы с кластерами (или, эквивалентно, представляют кластеры), являются очень эффективной основой для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Например, базовый коэффициент частотной корректирующей фильтрации, который представляет "центральное" или "среднее значение" кластера, может быть хорошей основой для линейной интерполяции. Таким образом, кластерный анализ представляет собой хороший принцип для предоставления базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для извлечения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, описанного выше.
В предпочтительном варианте осуществления, процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью извлекать N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из измеренных опорных передаточных характеристик множества опорных преобразователей звука с использованием одной или более целевых передаточных характеристик. Другими словами, опорные целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации могут извлекаться из измеренных опорных передаточных характеристик множества опорных преобразователей звука, при этом наборы опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации описывают то, какие настройки частотного корректора должны использоваться в комбинации с опорными преобразователями звука для того, чтобы получать полную передаточную характеристику, которая совпадает с целевой передаточной характеристикой. Таким образом, наборы опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации хорошо адаптированы к опорным преобразователям звука и компенсируют неидеальности передаточных характеристик опорных преобразователей звука. Соответственно, N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации формируют очень хорошую основу для простого извлечения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, описанного выше.
Вариант осуществления согласно изобретению создает систему, содержащую процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, как описано выше, и модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, как описано выше. Как уже упомянуто, взаимодействие процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляет возможность удобной для пользователя настройки текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, поскольку наборы базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, предоставленные посредством процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, оптимально подходят для использования посредством модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Дополнительные варианты осуществления согласно изобретению предоставляют способы для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством частотного корректора, а также способы для предоставления наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Дополнительные варианты осуществления согласно изобретению создают компьютерные программы для осуществления упомянутых способов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее описываются варианты осуществления согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 показывает блок-схему модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 2 показывает блок-схему другого модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, согласно другому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 3 показывает блок-схему другого модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, согласно другому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 4 показывает принципиальную блок-схему устройства, согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 5 показывает блок-схему процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 6 показывает принципиальную блок-схему системы, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 7 показывает графическое представление примера для пула из 13 конкретных для наушника фильтров, извлекаемых из измерений на муляже головы с микрофонами;
Фиг. 8 показывает краткое описание обязательных этапов обработки для того, чтобы создавать конечную кривую фильтрации;
Фиг. 9 показывает графическое представление частотных характеристик различных наушников; и
Фиг. 10 показывает графическое представление схемы для формирования дискретных фильтров для конкретных наушников.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
1. МОДУЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ СОГЛАСНО ФИГ. 1
Фиг. 1 показывает блок-схему модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, согласно варианту осуществления изобретения. Модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно фиг. 1 обозначен полностью с помощью 100.
Модуль 100 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью принимать один или более настроечных параметров 110, например, из пользовательского интерфейса. Модуль 100 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации также выполнен с возможностью предоставлять текущий набор 120 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который может описывать текущую настройку частотного корректора. Модуль 100 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора в зависимости от одного или более настроечных параметров 110, с тем, чтобы получать текущий набор 120 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Число настроечных параметров 110 типично меньше числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из текущего набора 120 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Относительно функциональности модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации следует отметить, что один или более настроечных параметров 110 предпочтительно, но не обязательно, непосредственно задают затухание между множеством различных настроек частотного корректора. Таким образом, один или более настроечных параметров могут непосредственно задавать независимо от характеристик аудиосигнала то, как предоставлять текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации на основе ранее определенного диапазона затухания, при этом упомянутый диапазон затухания, например, может задаваться посредством ранее определенных (фиксированных) компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации или, эквивалентно, наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
В качестве заключения, посредством выполнения непрерывного или квазинепрерывного затухания между множеством различных настроек частотного корректора на основе одного или более настроечных параметров, текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может предоставляться с использованием простого пользовательского интерфейса и на основе независимого от сигнала линейного правила.
Следует отметить, что модуль 100 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть улучшен посредством любых из признаков и функциональностей, описанных в данном документе, используемых как по отдельности, так и в комбинации.
2. МОДУЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ СОГЛАСНО ФИГ. 2
Фиг. 2 показывает принципиальную схему модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно варианту осуществления изобретения.
Модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно фиг. 2 обозначен полностью с помощью 200. Модуль 200 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью принимать один или более настроечных параметров 210, например, из пользовательского интерфейса. Модуль 200 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять текущий набор 220 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который может описывать текущую настройку частотного корректора частотного корректора, при этом частотный корректор может соединяться с модулем 200 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, как описано ниже.
Модуль 200 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью линейно комбинировать множество компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от одного или более настроечных параметров, с тем чтобы получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. В этом случае, число настроечных параметров предпочтительно меньше числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Соответственно, модуль 200 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием небольших вычислительных затрат. Компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут предварительно вычисляться, так что линейное комбинирование со взвешиванием упомянутых предварительно вычисляемых компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации является достаточным для того, чтобы определять текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом взвешивание различных компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации непосредственно определено посредством одного или более настроечных параметров (при этом взвешивание может быть пропорциональным значению, заданному посредством настроечных параметров, например, пропорциональным значению, заданному посредством пользовательского интерфейса). Соответственно, линейный переход между двумя или более различными настройками частотного корректора может получаться легко посредством варьирования одного или более настроечных параметров, при этом различные настройки частотного корректора, между которыми возникает переход, задаются посредством множества компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Следует отметить, что компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, между которыми выполняется линейная интерполяция. Тем не менее, альтернативно, один из компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может задавать среднее значение нескольких наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом другой компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может задавать наиболее характерное отклонение из упомянутого среднего значения наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, и при этом текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации получается посредством переменной комбинации, в зависимости от одного или более настроечных параметров упомянутых компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Например, компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут представлять собой главные компоненты множества наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом взвешивание, по меньшей мере, некоторых главных компонентов может определяться посредством одного или более настроечных параметров 210. Альтернативно, компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут описывать (или представлять) различные кластеры наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированных с опорными преобразователями звука. Альтернативно, первый из компонентов наборов частотных корректирующих фильтров может задавать "начальную точку", в то время как один или более других компонентов наборов частотных корректирующих фильтров описывают одно или более направлений изменения, при этом один или более других компонентов наборов частотных корректирующих фильтров взвешены в зависимости от одного или более соответствующих настроечных параметров и суммированы (во взвешенной форме) с первым из компонентов наборов частотных корректирующих фильтров.
В качестве заключения, модуль 200 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляет возможность прямой инициализации текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от сравнительно небольшого числа одного или более настроечных параметров 210. Текущий набор параметров частотного корректирующего фильтра может быть прямым результатом линейной комбинации множества компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом взвешивание различных компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в этой линейной комбинации определяется посредством одного или более настроечных параметров (при этом взвешивание может линейно зависеть от настроечных параметров). Таким образом, может получаться линейный переход между различными настройками частотного корректора, тем не менее, при этом требуется только небольшой объем входной информации (а именно, один или более настроечных параметров, определяющих линейную комбинацию).
Дополнительно, следует отметить, что модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может дополняться посредством любых из признаков и функциональностей, раскрытых в данном документе, отдельно или в комбинации.
3. МОДУЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ СОГЛАСНО ФИГ. 3
Фиг. 3 показывает принципиальную схему модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, согласно варианту осуществления изобретения. Модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно фиг. 3 обозначен полностью с помощью 300.
Модуль 300 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать (или принимать) информацию 310 двумерной или трехмерной позиции, например, из устройства двумерного пользовательского ввода или из устройства трехмерного пользовательского ввода. Модуль 300 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять текущий набор 320 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который может описывать текущую настройку частотного корректора. Модуль 300 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать текущий набор 320 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от информации 310 двумерной позиции или информации трехмерной позиции, полученной с использованием устройства двумерного или трехмерного пользовательского ввода. С этой целью, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществлять непрерывное или квазинепрерывное затухание между множеством различных настроек частотного корректора в зависимости от двух или трех настроечных параметров, извлекаемых или определенных посредством информации 310 двумерной или трехмерной позиции. Два или три настроечных параметра могут непосредственно определять позицию затухания между различными настройками частотного корректора, так что текущий набор параметров частотной коррекции получается посредством непрерывного или квазинепрерывного затухания (при этом позиция затухания может линейно зависеть от двух или трех настроечных параметров). Альтернативно, модуль 300 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью линейно комбинировать множество компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (как описано выше) в зависимости от двух или трех настроечных параметров, извлекаемых или заданных посредством информации двумерной или трехмерной позиции. Соответственно, текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может получаться посредством этой линейной комбинации. Например, весовые коэффициенты могут линейно зависеть от настроечных параметров (или даже линейно зависеть от позиции) либо могут быть идентичными настроечным параметрам.
Соответственно, модуль 300 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять текущий набор параметров частотной коррекции на основе очень интуитивной управляющей информации, а именно, информации двумерной или трехмерной позиции, полученной из устройства двумерного пользовательского ввода или устройства трехмерного пользовательского ввода. Таким образом, даже неопытный пользователь может интуитивно регулировать и настраивать текущую настройку частотного корректора, описанную посредством текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Изменение позиции, заданное посредством устройства двумерного пользовательского ввода или устройства трехмерного пользовательского ввода, приводит к затуханию между различными настройками частотного корректора. Кроме того, изменение позиции, заданное посредством устройства двумерного или трехмерного пользовательского ввода, может приводить к изменению (например, к пропорциональному изменению) линейной комбинации множества целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, так что пользователь может воспринимать изменение настройки частотного корректора в ответ на изменение позиции, заданное с использованием устройства двумерного или трехмерного пользовательского ввода. Соответственно, пользователь может интуитивно идентифицировать позицию, заданную с использованием устройства двумерного или трехмерного пользовательского ввода, что приводит к достаточно хорошему результату частотной коррекции.
В качестве заключения, модуль 300 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации обеспечивает интуитивное решение регулировать настройку частотного корректора, при этом определение текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации на основе информации 310 двумерной или трехмерной позиции требует небольшой трудоемкости вычислений.
4. УСТРОЙСТВО СОГЛАСНО ФИГ. 4
Фиг. 4 показывает принципиальную блок-схему устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Устройство согласно фиг. 4 обозначено полностью с помощью 400.
Устройство 400 выполнено с возможностью принимать входной аудиосигнал 410 и предоставлять, на его основе, частотно скорректированный аудиосигнал 412. Устройство 400 также выполнено с возможностью принимать пользовательское взаимодействие 420, которое определяет (или задает) настройку частотного корректора для извлечения частотно скорректированного аудиосигнала 412 из входного аудиосигнала 410.
Устройство 400 содержит пользовательский интерфейс 430, при этом пользовательский интерфейс выполнен с возможностью получать один или более настроечных параметров 432 в ответ на пользовательское взаимодействие 420. Устройство 400 также содержит модуль 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который выполнен с возможностью принимать один или более настроечных параметров 432 из пользовательского интерфейса. Следует отметить, что модуль 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть идентичным модулю 100 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно фиг. 1, модулю 200 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно фиг. 2 или модулю 300 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно фиг. 3. Модуль 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять текущий набор 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации на основе одного или более настроечных параметров 432. Устройство 400 также содержит частотный корректор 450, который выполнен с возможностью принимать текущий набор 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из модуля 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и частотно корректировать входной аудиосигнал 410 на основе принимаемого текущего набора 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем чтобы получать частотно скорректированный аудиосигнал 412. Соответственно, входной аудиосигнал, который имеет намерение выводиться посредством преобразователя звука, частотно корректируется посредством частотного корректора 452, который использует текущий набор 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, чтобы за счет этого получать частотно скорректированный аудиосигнал 412. Частотная коррекция, выполняемая посредством частотного корректора 450, например, может служить цели компенсировать неидеальности частотной характеристики преобразователя звука (например, наушника), который выводит частотно скорректированный аудиосигнал.
Например, частотный корректор может быть выполнен с возможностью осуществлять частотную коррекцию в частотной области. В этом случае, целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации, которые могут непосредственно представлять амплитуды целевой характеристики частотного корректирующего фильтра для множества различных частот, могут применяться, например, в качестве коэффициентов усиления или весовых коэффициентов, к коэффициентам частотной области, представляющие аудиосигнал. Например, каждый из целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может определять усиление или взвешивание одного или более компонентов частотной области, представляющих аудиосигнал.
Альтернативно, частотный корректор может быть выполнен с возможностью осуществлять частотную коррекцию во временной области, т.е. выполнять фильтрацию с конечной импульсной характеристикой входного аудиосигнала во временной области, либо может выполнять фильтрацию с бесконечной импульсной характеристикой входного аудиосигнала во временной области. В этом случае, частотный корректор опционально может (см., например, ссылку с номером 452) извлекать, например, посредством расчета фильтра коэффициенты для фильтра с конечной импульсной характеристикой или коэффициентов для фильтра с бесконечной импульсной характеристикой из текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, если целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации представляют целевую характеристику частотного корректирующего фильтра в частотной области, т.е. представляют амплитуды целевой характеристики частотного корректирующего фильтра для множества различных частот. Тем не менее, если целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации представляют собой коэффициенты фильтрации во временной области (т.е. коэффициенты фильтра с конечной импульсной характеристикой или фильтра с бесконечной импульсной характеристикой), частотный корректор может непосредственно использовать целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации в качестве коэффициентов фильтра временной области.
Соответственно, устройство 400 предоставляет простое решение для того, чтобы задавать частотную коррекцию входного аудиосигнала 410 на основе пользовательского взаимодействия 420. Модуль 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации типично выполнен с возможностью предоставлять текущий набор 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в зависимости от одного или более настроечных параметров 432 таким образом, что текущий набор 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации хорошо адаптирован к различным типам преобразователей звука в зависимости от одного или более настроечных параметров. Другими словами, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации преобразует сравнительно небольшое число одного или более настроечных параметров 442, которые задаются посредством пользовательского взаимодействия 420, в соответствующие наборы 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом модуль 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации оценивает типично линейное правило для того, чтобы преобразовывать один или более настроечных параметров 432 в текущий набор 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Соответственно, сложность модуля 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации типично является очень небольшой. Кроме того, следует отметить, что изменение одного настроечного параметра, которое может легко осуществляться через пользовательское взаимодействие 420, типично варьирует большое число целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из текущего набора 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, так что можно эффективно и типично плавно переходить между различными наборами целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Предпочтительно, устройство предоставляет возможность мгновенной обратной связи, так что задержка между пользовательским взаимодействием 420 и изменением текущего набора 442 параметров частотного корректирующего фильтра типично составляет меньше 100 мс. Соответственно, пользователь может сразу получать акустическую обратную связь в отношении того, как изменение текущего набора 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, осуществляемое посредством его пользовательского взаимодействия 420, влияет на впечатление от прослушивания частотно скорректированного аудиосигнала 412, который типично воспроизводится с использованием преобразователя звука. Соответственно, пользователь может управлять текущим набором 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации через пользовательский ввод 420 (пользовательское взаимодействие) таким образом, что впечатление от прослушивания частотно скорректированного аудиосигнала 412, подготовленного посредством рендеринга посредством конкретного текущего используемого преобразователя звука, удовлетворяет его ожиданиям.
Если обобщать, устройство 420 дает возможность компенсировать неидеальности частотной характеристики преобразователя звука, при этом простой пользовательский интерфейс 430, который, например, может содержать один ползунок или одну рукоятку либо возможность для двумерного ввода или возможность для трехмерного ввода, может использоваться для того, чтобы регулировать текущий набор 442 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, используемый для частотной коррекции входного аудиосигнала, с тем чтобы получать частотно скорректированный аудиосигнал 412, который должен выводиться посредством текущего используемого преобразователя звука. Посредством использования модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, как описано выше, вычислительная сложность может поддерживаться небольшой при одновременном предоставлении возможности пользователю выбирать надлежащую частотную коррекцию и даже подстраивать частотную коррекцию.
5. ПРОЦЕССОР КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ СОГЛАСНО ФИГ. 5
Фиг. 5 показывает принципиальную схему процессора 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации согласно варианту осуществления изобретения. Процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации обозначен полностью с помощью 500.
Процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью получать (например, принимать или формировать) N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Кроме того, процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью определять и предоставлять N' наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, представляющих (отражающих или описывающих) множество характерных признаков N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (например, как пояснено выше) для извлечения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Предпочтительно, число N' наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации превышает или равно двум, в то время как число N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации превышает число N' наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Другими словами, процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять сокращенное число наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации на основе большего числа наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять наборы 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации таким образом, что наборы 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации представляют, по меньшей мере, приблизительно, некоторые наиболее характерные признаки наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Таким образом, наборы 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляются таким образом, что они могут использоваться для того, чтобы аппроксимировать наборы 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Иными словами, наборы 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляются таким образом, что комбинация наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в итоге обеспечивает, в качестве результата комбинации и в зависимости от взвешивания, различные наборы параметров частотной коррекции, которые имеют, по меньшей мере, приблизительно, некоторые характерные признаки, общие с одним или более наборов 510 параметров опорного частотного корректирующего фильтра.
Например, процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть выполнен с возможностью осуществлять анализ главных компонентов на основе N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем чтобы получать N' наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут, в этом случае, представлять (или быть равными) главные компоненты N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
В альтернативном варианте осуществления, процессор коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть выполнен с возможностью осуществлять кластерный анализ на основе N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, с тем идентифицировать множество кластеров, в которые могут группироваться N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Соответственно, N' наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляются в этом случае таким образом, что N' наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации ассоциированы с N' кластеров. Например, N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут описывать или представлять N' кластеров. Например, каждый из N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть ассоциирован с одним кластером и представлять, например, центр кластера множества наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации или среднее значение множества наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, ассоциированных с соответствующим кластером.
Кроме того, следует отметить, что процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может принимать N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из внешнего узла или может извлекать N наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из измеренных опорных передаточных характеристик для множества опорных преобразователей звука с использованием одной или более целевых передаточных характеристик. Например, процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может определять наборы 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации таким образом, что наборы 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации задают настройки частотного корректора, чтобы компенсировать отклонение измеренных опорных передаточных характеристик множества опорных преобразователей звука от одной или более целевых передаточных функций. Другими словами, каждый набор 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может задавать настройку частотного корректора, которая достигает того, что передаточная функция соответствующего опорного преобразователя звука частотно корректируется таким образом, что она соответствует надлежащей целевой передаточной характеристике.
В качестве еще одного заключения, процессор 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляет сравнительно небольшое число наборов 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, которые, тем не менее, переносят наиболее важную информацию сравнительно большего числа наборов 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Соответственно, наборы 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации формируют хорошую основу для эффективного извлечения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, как описано в данном документе.
6. СИСТЕМА СОГЛАСНО ФИГ. 6
Фиг. 6 показывает принципиальную блок-схему системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система обозначена полностью с помощью 600.
Система 600 содержит процессор 610 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который выполнен с возможностью принимать или формировать N наборов 612 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Процессор 610 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять, на их основе, N' наборов 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Следует отметить, что процессор 610 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть эквивалентным процессору 500 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, и что набор 612 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть эквивалентным набору 510 опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Кроме того, набор 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть эквивалентным набору 520 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Система 600 также содержит модуль 620 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который выполнен с возможностью принимать N' наборов 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Кроме того, модуль 620 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью принимать один или более настроечных параметров 622 из пользовательского интерфейса 624, который опционально также может быть частью системы 600. Модуль 620 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации выполнен с возможностью предоставлять, на основе одного или более настроечных параметров 622 и также на основе N' наборов 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, текущий набор 626 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Следует отметить, что модуль 620 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может быть эквивалентным модулям 100, 200, 300, 440 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, описанным в данном документе. Кроме того, следует отметить, что набор 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может задавать множество различных настроек частотного корректора и/или может играть роль компонентов наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Система 600 опционально содержит частотный корректор 630, который выполнен с возможностью принимать текущий набор 626 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Кроме того, опциональный частотный корректор 630 типично принимает входной аудиосигнал 632 и предоставляет, на его основе, частотно скорректированный аудиосигнал 634, при этом функциональность частотной коррекции частотного корректора 630 выполняется в зависимости от текущего набора 626 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Другими словами, текущий набор 626 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может задавать функцию фильтра, применяемую посредством частотного корректора 630 к входному аудиосигналу 632, чтобы получать частотно скорректированный аудиосигнал 634.
Система 600 дает возможность легко регулировать частотный корректор 630 таким образом, чтобы компенсировать неидеальности текущего используемого преобразователя звука. Сравнительно небольшое число N' наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляются посредством процессора 610 коэффициентов частотной корректирующей фильтрации на основе сравнительно большего числа N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Модуль 620 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может определять текущий набор 626 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием относительно простого и удобного для пользователя пользовательского интерфейса, при этом вычислительные затраты для извлечения текущего набора 626 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации из набора 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут быть небольшими. Кроме того, небольшое число настроечных параметров, которые могут варьироваться пользователем, может быть достаточным, поскольку наборы 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации содержат наиболее релевантную информацию относительно фактических наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Соответственно, система, которая может работать распределено (при этом, например, наборы 614 базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации предоставляются посредством сервера в пользовательское устройство, которое содержит модуль 620 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и частотный корректор 630), упрощает адаптацию настройки частотного корректора к текущему используемому преобразователю звука (например, к текущему используемому наушнику) и, следовательно, повышает удовлетворенность потребителя. Только вычислительно простой модуль 620 определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации и частотный корректор 630 должны реализовываться в конечном пользовательском устройстве, что обеспечивает дешевую и эффективную по мощности реализацию.
7. ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ СОГЛАСНО ФИГ. 7 И 8
Далее описывается другой пример реализации согласно варианту осуществления. Тем не менее, идеи, раскрытые в этом разделе, могут использоваться в комбинации с любыми из вариантов осуществления, описанных в данном документе.
Вариант осуществления согласно изобретению основан на выполнении анализа главных компонентов (PCA-анализа) для данных фильтрации в преобразователе звука (например, данных фильтрации в наушнике). Этот вариант осуществления согласно настоящему изобретению позволяет легко сопоставлять перцептивно корректный фильтр (или, по меньшей мере, фильтр, который предоставляет достаточно хорошее качество звука) с наушником (или другим преобразователем звука) независимо от того, он ранее измерен или нет. Это становится возможным посредством извлечения наиболее значимых признаков пула фильтров (соответствующих различным моделям наушников) и предоставления возможности пользователю управлять этими признаками. На фиг. 7 приведен пример для 13 фильтров, который показывает пример для пула из 13 конкретных для наушника фильтров, извлекаемых из измерений на муляже головы с микрофонами.
Со ссылкой теперь на фиг. 7, следует отметить, что абсцисса 710 описывает частоту в единицах Герц, при этом используется логарифмическая шкала. Ордината 712 описывает абсолютную величину (или относительную величину) в единицах децибелов. 14 различных кривых описывают характеристику фильтра по частоте. Другими словами, кривые по фиг. 7 представляют характеристики фильтра частотных корректирующих фильтров, которые могут использоваться для того, чтобы компенсировать неидеальные передаточные характеристики опорных наушников (опорных преобразователей звука). Другими словами, кривые по фиг. 13 представляют настройки частотного корректора, которые приводят к полной передаточной функции частотного корректора и наушника таким образом, что полная передаточная функция аппроксимирует (или равна) целевую передаточную характеристику.
Следует отметить, что кривые частотной корректирующей фильтрации, показанные на фиг. 7, содержат сравнительно сильные варьирования по частоте. Соответственно, кривые частотной корректирующей фильтрации согласно фиг. 7 предпочтительно, но не обязательно, должны быть представлены посредством сравнительно большого числа целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации в системе обработки цифровых сигналов, чтобы надлежащим образом отражать варьирования по частоте. Также следует отметить, что кривые частотной корректирующей фильтрации, показанные на фиг. 7, могут быть представлены посредством опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, упомянутых в описании. Кроме того, следует отметить, что наборы опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, представляющие кривые частотной корректирующей фильтрации по фиг. 7, могут использоваться посредством процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, описанного в данном документе.
Обнаружено, что посредством применения анализа главных компонентов (PCA) (на предмет подробностей следует обратиться, например, к ссылочному материалу [6]), число кривых фильтрации (или, эквивалентно, число наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) может быть существенно уменьшено без потери значительного объема информации. Кривые фильтрации, каждая из которых является конкретной для одного наушника, в силу этого преобразуются в общие кривые фильтрации и конкретные для наушника весовые коэффициенты (тем не менее, при этом опционально в некоторых вариантах осуществления согласно изобретению определять упомянутые конкретные для наушника весовые коэффициенты).
Если M является разрешением точек частотной оси для каждой из кривых фильтрации (например, M=1024) а N является числом кривых фильтрации (например, N=13), может быть создана матрица с размерностями M×N. Следует отметить, что M=1024, и N=13 являются примерами, при этом любые положительные и целые числа могут назначаться M и N.
Другими словами, N=13 кривых частотной корректирующей фильтрации могут представляться посредством N=13 наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, при этом каждый из наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может содержать M=1024 коэффициента фильтрации. Соответственно, может быть создана матрица с размерностями M×N, содержащая N=13 столбцов M=1024 целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Эта функциональность, например, может выполняться посредством процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, описанного в данном документе.
В последующей обработке может уменьшаться число размерностей, например, упомянутой матрицы. Например, число размерностей может уменьшаться с N=13 до N=2 (при этом следует отметить, что сокращенное число размерностей также обозначено в данном документе с помощью N').
Другими словами, посредством применения анализа главных компонентов, размерности N (или число размерностей) могут уменьшаться с 13, например, до 2. Тем не менее, разрешение M=1024 на частотной оси предпочтительно остается идентичным.
Например, эти два вектора (, ) называются "главными компонентами".
При использовании, например, двух главных компонентов (также обозначенных как "PC", например, главных компонентов , ), имеется одна степень свободы, регулирующая кривые с весовым коэффициентом W:
=+W∙
Выше,  является вектором, элементы (или вводы) которого представляют собой целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации. Другими словами, вектор  представляет текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.  представляет, например, среднее значение всех наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Например,  представляет среднее значение множества векторов, элементы которых представляют (наборы) целевые коэффициенты частотной корректирующей фильтрации различных опорных частотных корректирующих фильтров (ассоциированных с различными опорными преобразователями звука).  представляет первый главный компонент N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Тем не менее, следует отметить, что в литературе иногда используются различные системы обозначений, так что  должен обозначаться как "первый главный компонент" в некоторых публикациях, а  должен обозначаться как "второй главный компонент" в некоторых публикациях.
Тем не менее,  равен сумме среднего значения всех кривых фильтрации () и взвешенного первого главного компонента (PC) (W∙). W является весовым коэффициентом и может быть эквивалентным настроечному параметру, как описано выше. Например, W может быть (непосредственно) пропорциональным настройке ползунка или рукоятки.
Вместо сохранения каждой из 13 уникальных кривых фильтрации (или, эквивалентно, 13 наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации), могут сохраняться две общих кривые (векторы , ) и 13 уникальных скалярных весовых коэффициентов. Тем не менее, следует отметить, что в вариантах осуществления согласно настоящему изобретению, опционально сохранять 13 уникальных скалярных весовых коэффициентов W (или любые скалярные весовые коэффициенты).
Тем не менее, следует отметить, что посредством выполнения суммирования и умножения с использованием одного из 13 уникальных весовых коэффициентов W в формуле =+W∙, результирующая кривая (или набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации)  предоставляет наилучшее приближение (или, по меньшей мере, достаточно хорошее приближение) для того, чтобы восстанавливать исходную кривую.
Другими словами, формула =+W∙ может использоваться для того, чтобы эффективно восстанавливать наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (описанные посредством вектора ), которые аппроксимируют N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации при условии, что главные компоненты  и  и 13 различных значений для весового параметра W сохраняются, при этом 13 различных значений для весовых параметров W ассоциированы с различными наборами опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления согласно изобретению, может быть достаточным извлекать два (или, опционально, больше) главных компонента ,  из множества, например, N наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации. Эта задача может выполняться, например, посредством процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который может предоставлять N' главных компонентов ,  в качестве наборов базовых целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации для использования посредством модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Далее описываются реализация и пользовательский интерфейс, которые могут использоваться, например, для определения текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
Например, в устройстве пользователя, один или более весовых коэффициентов W, возможно, должны быть выбраны пользователем (например, с использованием пользовательского интерфейса). В случае одного весового коэффициента (как описано в вышеприведенном примере для уменьшения числа размерностей с N=13 до N'=2), соответствующий пользовательский интерфейс может представлять собой ползунок или рукоятку настройки (при этом позиция ползунка или рукоятки настройки, например, может задавать весовой коэффициент W). Для двух весовых коэффициентов (например, в случае если три главных компонента ,  и  извлекаются и линейно комбинируются), может использоваться область, такая как экран смартфона (при условии двух осей [x, y] и в силу этого возможности регулировать два весовых коэффициента).
Весовые коэффициенты, представляющие частотную характеристику, наиболее легко применяются к сигналу в частотной области посредством применения усиления в расчете на полосу частот. Для сигнала временной области они, возможно, должны преобразовываться в соответствующий фильтр (например, фильтр временной области).
Другими словами, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, который может быть частью пользовательского устройства, может получать (например, загружать из внешней базы данных, заполняемой посредством процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, или извлекать из внутренней базы данных) главные компоненты, и, например, может получать вектор  (представляющий набор текущих целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) согласно уравнению =+W∙. Весовой коэффициент W может задаваться в соответствии с настроечным параметром, принимаемым для пользовательского интерфейса, либо даже может быть равен настроечному параметру, принимаемому из пользовательского интерфейса. Соответственно, модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации может получать текущий набор целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации с использованием простого комбинирования со взвешиванием двух главных компонентов. Если используются более двух главных компонентов, дополнительные весовые коэффициенты (извлекаемые из дополнительных настроечных параметров или равные дополнительным настроечным параметрам) могут применяться в этой линейной комбинации.
Далее описывается пример использования. Например, после подключения нового наушника к устройству воспроизведения (например, конечному пользовательскому устройству, содержащему модуль определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации), может начинаться воспроизведение звукового материала. Пользователь затем может активировать частотную коррекцию наушников и может изменять один или более весовых коэффициентов W при слушании музыки и за счет этого может находить перцептивную оптимальную настройку для присоединенного наушника.
Далее обобщенно описывается возможная реализация принципа согласно настоящему изобретению со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа по фиг. 8, который показывает краткое описание этапов обработки для того, чтобы создавать конечную кривую фильтрации.
На этапе 810, который может выполняться не в реальном времени (например, посредством процессора коэффициентов частотной корректирующей фильтрации), выполняется предварительная обработка и создание общих параметров фильтрации. На этапе 820, который может выполняться "в реальном времени" (например, посредством модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации), выполняется формирование фильтра на лету посредством пользовательского ввода.
Этап 810 предварительной обработки и создания общих параметров фильтрации содержит выполнение 812 измерения N наушников (или других преобразователей звука) на акустическом соединителе.
Этап 810 также содержит создание 814 N кривых фильтрации для N наушников (или других преобразователей звука) с использованием измерений (например, измерений, выполняемых на этапе 812) и целевой функции. Соответственно, опорные кривые частотной корректирующей фильтрации или наборы опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации могут формироваться на этапе 814.
Этап 810 также содержит уменьшение 816 N кривых фильтрации (например, кривых фильтрации, созданных на этапе 814) до N' кривых фильтрации, при этом N' типично меньше N (где N' и N являются целыми числами). Соответственно, компоненты наборов целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации (например, главные компоненты или наборы целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации, представляющие множество кластеров) могут получаться на этапе 816.
Этап 820, который может выполняться посредством конечного пользовательского устройства (например, мобильного телефона или любого другого устройства, выводящего аудиосигнал через преобразователь звука), должен выполняться "в реальном времени" или "на лету", например, во время воспроизведения аудиосигнала.
Этап 820 может содержать использование пользовательского интерфейса для того, чтобы вводить N'-1 весовых коэффициентов W (которые могут рассматриваться как настроечные параметры). Этап 820 также содержит вычисление конечной кривой фильтрации на основе N' кривых фильтрации, предоставленных на этапе 816, и в зависимости от N'-1 весовых коэффициентов W, введенных с использованием пользовательского интерфейса на этапе 820. Соответственно, получается конечная кривая фильтрации, которая, например, может быть представлена посредством текущего набора целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
На этапе 820 может реализовываться функциональность, описанная выше относительно модуля определения коэффициентов частотной корректирующей фильтрации.
8. ЗАКЛЮЧЕНИЯ
Если обобщать вышеупомянутое, варианты осуществления согласно изобретению создают "оформление и функциональность", которое дает возможность плавно модифицировать целевую кривую в частотной области с использованием одного ползунка или небольшого числа ползунков либо одной круговой ручки регулировки (или рукоятки) или небольшого числа круговых ручек регулировки (или рукояток), либо двумерной области, такой как экран мобильного устройства (и т.п.). Настройки (фильтрации), предпочтительно, но не обязательно, должны задаваться слышимыми непосредственно при изменении элемента управления (ползунка и т.д.).
Кроме того, варианты осуществления согласно изобретению основаны на такой идее, что плавно перестраиваемые фильтры компенсируют или уменьшают неидеальности электроакустических преобразователей, при этом управление и/или мониторинг выполняется непосредственно пользователем через его слух.
В некоторых вариантах осуществления согласно изобретению, реализуется анализ главных компонентов. Тем не менее, в альтернативных реализациях, в принципе может использоваться каждая возможность извлекать наиболее важные характеристики (или признаки) и/или сокращать число кривых фильтрации. Например, может использоваться кластерный анализ, который разделяет пул кривых (например, опорных кривых частотной корректирующей фильтрации или наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) на несколько кластеров, в которых так же интегрированы (либо сконцентрированы или комбинированы) кривые, которые являются максимально аналогичными. Соответственно, можно выполнять плавное перекрестное затухание между этими кривыми (или наборами опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации).
Кроме того, следует отметить, что для пользователя предусмотрены различные возможности управлять признаками. В одной реализации (которая использует анализ главных компонентов), пользователь управляет взвешиванием главных компонентов 1-n перед сложением (например, наложением главных компонентов). Тем не менее, также можно выполнять плавное перекрестное затухание между дискретными фильтрами.
Например, могут использоваться следующие способы (в порядке возрастания сложности):
- Взвешивание одного фильтра между 0 процентами и 100 процентами, что может регулироваться с использованием ползунка, круговой ручки регулировки и т.п.;
- Выполнение перекрестного затухания между двумя фильтрами (которое может обнаруживаться, например, посредством разделения пула (например, наборов опорных целевых коэффициентов частотной корректирующей фильтрации) на кластеры и усреднения); или
- Другие способы.
Вообще говоря, в некоторых вариантах осуществления, пользовательское устройство выполняет линейную комбинацию двух или более кривых фильтрации, при этом комбинация определяется посредством ползунка или другого (например, одного) элемента интерфейса пользователя.
Относительно анализа главных компонентов также следует обратиться к документу [7].
В качестве еще одного заключения, варианты осуществления согласно изобретению создают принцип для повышения воспринимаемого качества звука наушников. Лучшее качество звука основано на фильтрах, которые специально рассчитаны для наушников. Эти фильтры компенсируют неточности, которые являются уникальными для каждого наушника. Варианты осуществления согласно изобретению предоставляют возможность плавного перехода между различными фильтрами и в силу этого обеспечивают возможность пользователю легко находить требуемые параметры фильтрации без априорного знания типа наушника.
Вариант осуществления согласно изобретению создает решение на основе одного ползунка, которое может использоваться для регулирования частотного корректора.
Некоторые варианты осуществления согласно изобретению способствуют одному или более следующих конкретных улучшений:
- Наиболее важное преимущество для пользователя заключается в повышенном качестве звука вследствие лучшей частотной характеристики наушника (поскольку неточности наушников компенсируются);
- Пользователь не должен тратить много денег на дорогие наушники для того, чтобы достигать высокого качества звука;
- Устройства с использованием изобретения просты в использовании; пользователь не должен вдаваться в подробности (такие как настроечные параметры частотного корректора) или измерять частотные характеристики наушника. Посредством простого средства, такого рукоятка или ползунок, пользователь может настраивать кривые фильтрации до тех пор, пока результат не будет удовлетворительным;
- Качество звука дешевых (и неидеальных) наушников может повышаться; и
- Производители мультимедийного программного обеспечения могут разрабатывать приложения, которые включают в себя частотную коррекцию наушников для аудиосигналов.
Варианты осуществления согласно изобретению могут использоваться, например, в следующих технических областях применения:
- смартфоны;
- персональные музыкальные проигрыватели;
- планшетные устройства;
- Blu-Ray/DVD/CD-плееры;
- приемные A/V-устройства;
- телевизоры;
- автомобильные/бортовые электронные мультимедийные системы;
- профессиональное аудиообрудование;
- звуковые карты;
- усилители наушников.
9. АЛЬТЕРНАТИВЫ РЕАЛИЗАЦИИ
Хотя некоторые аспекты описаны в контексте устройства, очевидно, что эти аспекты также представляют описание соответствующего способа, при этом блок или устройство соответствует этапу способа либо признаку этапа способа. Аналогично, аспекты, описанные в контексте этапа способа, также представляют описание соответствующего блока или элемента, или признака соответствующего устройства. Некоторые или все этапы способа могут быть выполнены посредством (или с использованием) устройства, такого как, например, микропроцессор, программируемый компьютер либо электронная схема. В некоторых вариантах осуществления, некоторые из одного или более самых важных этапов способа могут выполняться посредством этого устройства.
В зависимости от определенных требований к реализации, варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в аппаратных средствах или в программном обеспечении. Реализация может выполняться с использованием цифрового носителя хранения данных, например, гибкого диска, DVD, Blu-Ray, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM или флэш-памяти, имеющего сохраненные электронно считываемые управляющие сигналы, которые взаимодействуют (или допускают взаимодействие) с программируемой компьютерной системой, так что осуществляется соответствующий способ. Следовательно, цифровой носитель хранения данных может быть машиночитаемым.
Некоторые варианты осуществления согласно изобретению содержат носитель данных, имеющий электронночитаемые управляющие сигналы, которые допускают взаимодействие с программируемой компьютерной системой таким образом, что осуществляется один из способов, описанных в данном документе.
В общем, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы как компьютерный программный продукт с программным кодом, при этом программный код выполнен с возможностью осуществления одного из способов, когда компьютерный программный продукт работает на компьютере. Программный код, например, может быть сохранен на машиночитаемом носителе.
Другие варианты осуществления содержат компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, сохраненную на машиночитаемом носителе.
Другими словами, следовательно, вариант осуществления изобретаемого способа представляет собой компьютерную программу, имеющую программный код для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, когда компьютерная программа работает на компьютере.
Следовательно, дополнительный вариант осуществления изобретаемых способов представляет собой носитель хранения данных (цифровой носитель хранения данных или машиночитаемый носитель), содержащий записанную компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе. Носитель данных, цифровой носитель хранения данных или носитель с записанными данными типично является материальным и/или энергонезависимым.
Следовательно, дополнительный вариант осуществления изобретаемого способа представляет собой поток данных или последовательность сигналов, представляющих компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе. Поток данных или последовательность сигналов, например, может быть выполнена с возможностью передачи через соединение для передачи данных, например, через Интернет.
Дополнительный вариант осуществления содержит средство обработки, например, компьютер или программируемое логическое устройство, выполненное с возможностью осуществлять один из способов, описанных в данном документе.
Дополнительный вариант осуществления содержит компьютер, имеющий установленную компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе.
Дополнительный вариант осуществления согласно изобретению содержит устройство или систему, выполненную с возможностью передавать (например, электронно или оптически) компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, в приемное устройство. Приемное устройство, например, может представлять собой компьютер, мобильное устройство, запоминающее устройство и т.п. Устройство или система, например, может содержать файловый сервер для передачи компьютерной программы в приемное устройство.
В некоторых вариантах осуществления, программируемое логическое устройство (например, программируемая пользователем вентильная матрица) может быть использовано для того, чтобы выполнять часть или все из функциональностей способов, описанных в данном документе. В некоторых вариантах осуществления, программируемая пользователем вентильная матрица может взаимодействовать с микропроцессором, чтобы осуществлять один из способов, описанных в данном документе. В общем, способы предпочтительно осуществляются посредством любого устройства.
Вышеописанные варианты осуществления являются просто иллюстративными в отношении принципов настоящего изобретения. Следует понимать, что модификации и изменения компоновок и подробностей, описанных в данном документе, должны быть очевидными для специалистов в данной области техники. Следовательно, они подразумеваются как ограниченные только посредством объема нижеприведенной формулы изобретения, а не посредством конкретных подробностей, представленных посредством описания и пояснения вариантов осуществления в данном документе.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Møller, H. Jensen, C. Hammershøi, D. И Sørensen, M. "Design Criteria for Headphones", J. Audio Eng. Soc, 1995 год, 43, 218-232.
[2] Lorho, Gaëtan: "Subjective Evaluation of Headphone Target Frequency Respones". In: Audio Engineering Society Convention 126 # 7770, Мюнхен, Германия, май 2009 года.
[3] Bestimmung der Schallimmission von ohrnahen Schallquellen Teil 1: Verfahren mit Mikrofonen in menschlichen Ohren (MIRE-Verfahren), DIN EN ISO 11904-1, Deutsches Institut für Normung e.V., февраль 2003 года.
[4] Akustik "Simulatoren des menschlichen Kopfes und Ohres - Teil 1: Ohrsimulator zur Kalibrierung von supra-auralen und circumauralen Kopfhörern" (IEC 60318-1:2009); Deutsche Fassung EN 60318-1:2009, Deutsches Institut für Normung e.V., июль 2010 года.
[5] Fleischmann, Silzle, Plogsties: "Headphone Equalization - Measurement, Design and Psychoacoustic Evaluation", Microelectronic Systems, Springer Verlag, 2011 год, стр. 301-312.
[6] Jolliffe I.T. "Principal Component Analysis", Series: Springer Series in Statistics, второе издание, Springer, NY, 2002 год, XXIX, 487 стр., 28 иллюстр. ISBN 978-0-387-95442-4.
[7] SUNGMOK HWANG AND YOUNGJIN PARK, "HRIR CUSTOMIZATION IN THE MEDIAN PLANE VIA PRINCIPAL COMPONENTS ANALYSIS", AES 31st International Conference, Лондон, Великобритания, 2007 год, 25-27 июня.
[8] WO2010/138309.