可构造用于单独使用或者作为一对使用的具有立体声声像增强的一体式有源声学扬声器箱的制作方法
【专利摘要】本申请公开可构造用于单独使用或者作为一对使用的具有立体声声像增强的一体式有源声学扬声器箱。扬声器箱（10）包括转向听众的中央信道（16）和彼此垂直定向的左侧和右侧侧面信道（18L，18R）。将要被再现的信号分为：i）在左侧和右侧信号之间关联的单声道分量；ii）在左侧和右侧信号之间无关联的左侧和右侧周围分量；iii）在单声道分量和左侧信号之间无关联的左侧分量；和iv）在单声道分量和右侧信号之间无关联的右侧分量。中央信道和侧面信道由这些分量的组合根据分布导频，该分布是扬声器箱在听众前面单独使用并且与另一个类似扬声器箱相关作为一对使用模式的功能，这两个扬声器箱被设置在听众的左侧和右侧。
【专利说明】可构造用于单独使用或者作为一对使用的具有立体声声像增强的一体式有源声学扬声器箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及由高保真设备对声频信号的再现，在听众面前渲染和增强立体声效果。
【背景技术】
[0002]惯例地，用于立体声收听的理想配置在于将双扬声器箱远离彼此放置，与听众形成等腰三角形。在这个配置中，在双扬声器箱之间形成立体声声像，即各种源(例如，不同仪器)会呈现为沿着连接双扬声器箱的轴分布。
[0003]此外，需要的是，扬声器箱的声环境是空的或者吸收性的，以免在房间的墙壁上的寄生反射，然后其形成新的源。在任何情况下，可以要求的是环境是对称的，其会至少不允许使立体声声像不均衡。
[0004]第一个问题在于用在听众前方放置的单个扬声器箱获得这种效果。
[0005]例如，在Jacob Schulman 的 2012 年 1 月 10 日在 www.theverge.com 上公开的标题为“Parrot Zikmu Solo Wireless Speaker by Philippe Starck Hands-on的XP055064354, XP055064341和XP055064344的文章中示出这种扬声器箱。
[0006]例如在US3 892 624A、US6 169 812B1 和 US7 412 380B1 中，以及在 ChristofFaller 的 2006年 11 月的N。llVol.54 的 Journal of Audio Engineering Society(声频工程技术协会杂志)中公开的标题为“Multiple-Loudspeaker Playback of Stereo Signals”的文章中也已经提出了许多配置，这些配置在同一扬声器箱中集合多个声换能器。
[0007]特别可能将扬声器放置在扬声器箱的边上，以便其向墙壁发射。特别是在高音调范围中，该扬声器是定向的，然而，会在单声道分量中损失精确度，然后这不能在扬声器箱的前方方向上精确渲染。如果用于滤波信号的装置(在其放大和应用至扬声器之前数字处理信号)可用，那么可以设想基于人类耳朵的音质属性来应用双耳渲染类型(binauralrendering type)的系统。这种技术是由双耳响应的串音抵消和滤波的技术，其允许将扬声器实质上放置在室内的任意位置。困难在于这些响应也将会被应用至单声道分量，其会使单声道分量失真。此外，这个解决方案需要相对于扬声器箱精确定位听众。
[0008]此外，使用单个扬声器箱的系统全都更加难以实现扬声器箱的“形状因子”狭窄，因为在侧面上放置的扬声器箱不能间隔比扬声器箱的宽度更多的距离。现在，需要的是能够提出艺术高雅并且易于调节的产品，其暗示使得扬声器箱具有极其狭窄的柱状的形式。
[0009]最终，单个一体式扬声器箱容易被放置在房间的一侧而不是墙壁的中间，其可以使得声环境不均衡，使得用于渲染均匀的立体声声像的处理操作的效果失败。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的是通过提出紧凑多信道一体式扬声器箱补偿这些各种限制，该扬声器箱能够最佳地渲染立体声声像，而没有声信号的显著失真，并且以参数化方式以便如果需要，能够适合于听音室的各种配置。
[0011 ] 本发明的另一个目的是提出新型一体式有源扬声器箱，其可以被灵活地用于两个可能配置:
[0012]-或者单独，单个扬声器箱在听音室中被放置在听众前方(在下文中“独唱模式”)，
[0013]-或者一对，分别将两个类似扬声器箱设置在听众的左侧和右侧(在下文中“二重唱模式”)。
[0014]本发明的一个目的是通过简单地更改由数字信号处理器中嵌入的算法执行的内部处理的配置的参数，允许在任一模式中使用单个扬声器箱或者两个扬声器箱，在两个模式中都无差异地用扬声器箱的相同模型。
[0015]此外，在两个扬声器箱(二重唱模式)的情形中，问题是由声音场景的宽度造成的，该宽度由扬声器箱的位置限定，该扬声器箱并不总是如立体声声像的良好渲染所期望的那样间隔。
[0016]本发明的另一个目的是以这种二重唱模式配置进一步通过使用在扬声器箱以外定位的空间(在左侧扬声器箱的左侧和在右侧扬声器箱的右侧)来放大所渲染的声音场
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[0017]为了该目的，本发明提出了在上面提到的Schulman的文章中所公开的一般类型的多信道一体式有源声学扬声器箱，即其包括具有中央扬声器的中央信道和分别在左侧和右侧每个都具有侧面扬声器的侧面信道`，中央信道自身的方向图的主轴在第一方向上定向，而侧面信道自身的方向图的主轴在垂直于第一方向的第二方向上定向，用于左侧扬声器和右侧扬声器的方向相反。声频处理装置接收将被再现的包括左侧信号和右侧信号的复合立体声信号作为输入，并且其根据预定分配方法在中央信道和侧面信道组合之间分配左侧和右侧信号。
[0018]在本发明的特性上，声频处理装置包括分离装置，其可操作从而接收复合立体声信号的左侧和右侧信号作为输入，并由此基于在频率域中的分析用复合立体声信号的左侧和右侧信号各自的光谱能级的比较来提取至少一个右侧或左侧分量。合并装置根据预定分配方法在中央信道和侧面信道组合之间分配包括右侧或左侧分量中的至少一个的信号。这种合并装置包括滤波装置，其可操作从而更改在每个侧面信道上渲染的方向图，以便在其上创建抵消的方向，其具有接收右侧或左侧侧面分量的至少一个作为输入的压力梯度滤波
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[0019]该合并装置可以进一步将时间延迟应用到该信号，其来源于单声道分量，并且分配给中央信道。
[0020]在第一操作模式中，扬声器箱预期为单独用于一个听众前方，第一方向集中在这个听众上。
[0021]在这种情况下，该分离装置可操作从而从复合立体声信号的左侧和右侧信号提取:单声道分量，左侧和右侧信号通用，纯粹的左侧侧面分量和纯粹的右侧侧面分量。压力梯度滤波是接收纯粹的左侧和右侧侧面分量的任一个作为输入并且将左侧滤波的信号和右侧信号两者都作为输出传送的双压力梯度滤波。该合并装置进一步可操作从而将:来源于单声道分量的信号分配到中央信道；左侧滤波的信号分配到左侧侧面信道；并且将右侧滤波的信号分配到右侧侧面信道。[0022]该合并装置也可以将来源于单声道分量的信号分配到具有不定向的低音扬声器的低音调信道(deep-pitch channel)。
[0023]抵消方向相对于第一方向的角度低于10°，优选地低于5°。
[0024]优选地仅仅低于枢轴频率应用压力梯度滤波，以便每个侧面信道自己的方向图被保持在高于枢轴频率。更确切地说，压力梯度滤波:将来源于左侧侧面分量的信号与来源于右侧侧面分量的信号的组合作为输出传送到左侧信道，低通滤波低于枢轴频率，然后应用时间延迟和反相(inversion);并且将来源于右侧侧面分量的信号与来源于左侧侧面分量的信号的组合作为输出传送到右侧信道，低通滤波低于枢轴频率，然后应用时间延迟和反相。
[0025]在第二种操作模式中，扬声器箱是第一扬声器箱，其预期为与第二类似的扬声器箱结合使用，两个扬声器箱被分别设置在听众的左侧和右侧。
[0026]在这种情况下，对于被预期为被放置在听众的左侧的扬声器箱(并且加以必要的变更，对于被预期为被放置在同一听众右侧的扬声器箱)，该分离装置从复合立体声信号的左侧和右侧信号提取形成所述左侧侧面分量的左侧包围分量。该压力梯度滤波是接收左侧周围分量作为输入并且将左侧经滤波信号和右侧经滤波信号两者都作为输出传送的简单压力梯度滤波。该合并装置将:复合立体声信号的左侧信号分配到中央信道；左侧经滤波信号分配到左侧侧面信道；并且将右侧经滤波信号分配到右侧侧面信道。
[0027]有利地是，该合并装置从分配给中央信道的左侧信号减去左侧周围分量。
[0028]右侧侧面信道的抵消方向特别是向着所述第二类似扬声器箱定向的方向，该第二类似扬声器箱被预期为被放置在听众的右侧。
[0029]优选地仅仅低于枢轴频率应用该压力梯度滤波，以便每个侧面信道自己的方向图被保持在高于枢轴频率。更确切地说，该压力梯度滤波可操作从而将:直接来源于左侧周围分量的信号作为输出传送到左侧信道；将来源于左侧周围分量的信号作为输出传送到右侧信道，其中低通滤波低于枢轴频率，然后应用时间延迟和反相。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]现在将参考附图描述本发明的设备的实现的示例，在附图中，自始至终相同的参考数字标明相同的或功能类似的元件。
[0031]图1是示出所使用的各种扬声器的声学构造的根据本发明的扬声器箱的等比例透视总视图。
[0032]图2作为方框图说明了在具有单个扬声器箱的配置中操作的处理步骤。
[0033]图3更详细地描述了图2的双压力梯度滤波器所实行的处理。
[0034]图4a到4d示出可以通过更改双压力梯度滤波器的一些参数从用于侧面信号的扬声器箱获得的不同的方向图。
[0035]图5作为方框图说明了在具有一对扬声器箱的配置中操作的处理步骤。
[0036]图6更详细地说明了图5的双压力梯度滤波器所实行的处理。
[0037]图7说明了可以为左侧扬声器箱和右侧扬声器箱获得的方向图的示例，其允许为位于这两个扬声器箱前方的听众放大声音场景。【具体实施方式】
[0038]扬声器箱的一般配置
[0039]图1是示出所使用的各种扬声器的声学构造的根据本发明的扬声器箱的总视图。
[0040]该扬声器箱10在外表上具有在其下部的柱状喇叭形的形式，其具有基座12，该基座支撑截面大约3x12cm的展平形状的升高部分14。
[0041]该展平的升高部分14具有第一扬声器16，该第一扬声器16的主要传播方向Dl是水平的并且垂直于升高部分14的矩形截面的最大尺寸。这个扬声器16在下文中将被称为“中央扬声器”，其相应于多信道扬声器箱的“中央信道”。
[0042]该扬声器箱10也包括在升高部分14的边缘上的左侧扬声器18L和右侧扬声器18R,即在最窄侧面上的左侧扬声器18L和右侧扬声器18R。这些扬声器各自的主要传播方向D2L和D2R水平定向并且相对于Dl方向垂直定向。这些扬声器在下文中将被称为“侧面扬声器”，其相应于多信道扬声器箱的左侧和右侧“侧面信道”。
[0043]中央扬声器16有利地是结合分布式模式和活塞模式操作的扬声器,例如HiWave技术的BMR模型。侧面扬声器18L和18R有利地是分布式模式扬声器，其具有高形状因子(即具有非常伸长的并且非常狭窄的形状)，例如HiWave技术的HARP模型。
[0044]基本上，在分布式模式或DML (分布式模式扬声器)类型的扬声器中,根据复杂的图将平膜片(flat diaphragm)置于振动，其中膜片的各点的振幅和相位以非相关方式分布，即，该膜片在其表面的范围上似乎以任意方式置于振动，这允许在整个光谱范围上获得优异的声学渲染且具有最小失真。另一方面，在常规的活塞模式操作中，该膜受到相干振动，该相干振动即其位移振幅和相位在整个膜片范围上原则上是常数的移动。
[0045]中央扬声器16和侧面扬声器18L和18R用于一起渲染光谱的中/高调部分，例如声谱的350-2000HZ波段。
[0046]为了光谱的低的部分的渲染，例如30-350HZ波段的渲染，提供具有低音扬声器20的低音调信道，为了最深的频率(亚低音扬声器)的再现，其可以具有常规的活塞类型。例如，这个低音扬声器20是在闭合凹槽中安装的扬声器,其被转向地面从而在基座和地面(该基座具有基脚)之间所包括的间隔中传播，这种配置没有呈现出特定困难，该困难是在所考虑的频率波段中考虑该声波的非常低的方向性。
[0047]刚刚已经参考图1描述的声学构造将与具体到每个信道的数字处理操作结合使用，根据扬声器箱是用于仅仅一个扬声器箱转向该听众的“独唱”模式或者用于在听众的左侧和右侧上听众的前方放置一对扬声器箱的“二重唱”模式，这些处理操作是不同的。
[0048]“独唱”操作模式，具有单个扬声器箱
[0049]图2作为方框图说明了在用于独唱模式的单个扬声器箱情形中的处理步骤。
[0050]将会注意，尽管这个方案被示为互连电路，但是多种功能的实现基本上是基于软件的，并且仅仅通过例示给出这个表示。通过在专用于数字信号处理的DSP类型的芯片内执行的计算算法，可以特别以迭代的方式在采样频率下为连续的信号帧实现该软件。
[0051]另一方面，这里以及在下面，将仅仅描述具体在独唱模式或在二重唱模式中的使用的处理情况。对于其它的扬声器箱的非具体情况，诸如放大倍数、均衡化链(equalization chains)等等的描述,将会参考 W02008/139047A2 (Parrot),其描述了诸如由法国巴黎Parrot在名字Zikmu下销售的有源声学扬声器箱。在这个文件中所述的扬声器箱是多信道有源扬声器箱，在这个情形中，在由DSP滤波和处理之后，用数字化声频信号供给两个信道，每个信道都具有其自己的用将再现的数字信号的相应频率分量直接供给的功率级的链。
[0052]第一个步骤在于操作信道分离或upmix，这种upmix技术已知其本身在于从包括混合在一起的单声道和立体声分量的复合输入信号L、R分离立体声分量L’和R’的单声道分量C。这种分离(框22)暗示了用在信号L和R之间的相对光谱能级的比较和阈值处理分析在频率域或者时间-频率域中信号L和R的分析。这样，在给定瞬时下，相同频率能够仅仅在三个信道L’、R’或C中的一个上。更确切地说，在给定瞬时:
[0053]-无论其相位是什么，在两个信道L和R上相同能量的频率会在单声道分量C上:因此在立体声分量L’和R’中将不存在单声道，和
[0054]-高于信道R(相应地是L)上的在信道L (相应地是R)的能量的纯粹频率将在立体声分量L’(相应地是R’)中，并且将不会在单声道分量C中；因此在单声道分量C中将不存在立体声。
[0055]在给定瞬时的范围内，相同频率能够仅仅在三个信道L’、R’或C中的一个上，确定的是，除了由立体声的处理提供的声互作用，将不存在声互作用，特别是在分派给单声道分量C的再现的中央扬声器16和分派给立体声分量L’和R’的再现的侧面扬声器18L和18R之间不能存在相互作用。因此避免了由立体声分量造成的单声道分量的任何失真，该立体声分量受到对其适当的具体处理。
[0056]更确切地说,在分离级(separating stage) 22的输出处获得的立体声分量L’和R’受到由双压力梯度类型(参考图3更详细地描述)的级24的滤波，从而给出被应用至左侧和右侧信道18L和18R的扬声器的两个相应的经滤波分量L"和R"。
[0057]至于单声道分量C,后者由分频滤波器(crossover filter)26、28分离,将单声道分量C的光谱的中/高音调部分和这个同一分量C的低音部分分离，将该光谱的中/高音调部分应用至中央扬声器16并且将其低音部分应用至低音调信道20的扬声器。
[0058]为了增强立体声效果，有可能将延迟(框30)应用至由信道分离级22传送的信号C，从而作用于“领先效应”，这种技术在于相对于该立体声信道(侧面信道)延迟单声道信号(中央信道和低音信道):立体声分量相对于单声道分量预先到达，加强该立体声的感受。
[0059]由扬声器16、18L、18R和20再现的信号每个都受到具有线性滤波的均衡化(框32)，从而修正扬声器的可能声学故障并且将适当的相对增益应用至不同的信道，以便增加或减少其相对电平，特别是由侧面信道再现的立体声信号相对于中央信道和低音信道的电平，以便补偿扬声器的灵敏度的差异和/或增加或减少立体声效果。
[0060]图3解释了由框24操作的双压力梯度滤波。
[0061]这结合了立体声分量L’和R’，从而给出被分别应用至左侧和右侧信道18L和18R的新的分量L"和R"。
[0062]该分量L’被应用于直接滤波器34 (简单增益级)。对于其的部分，左侧分量R’被应用于具有4kHz典型截止频率的低通滤波器36。在于42处被重新结合至框34的输出信号之前，这个滤波器36的输出信号受到可调延迟(框38)并且受到反相(框40)，从而给出在放大和均衡化之后将由左侧侧面扬声器18L再现的经滤波分量L"。
[0063]至于右侧信道，在通过与上述级34到42以相同方式操作的级34’、36’、38’、40’和42’处理之后，该右侧扬声器18R用来源于分量R’和L’的经滤波立体声分量R"供给。
[0064]双压力梯度滤波处理(B卩，每个经滤波立体声分量都来源于在输入处应用的两个立体声分量L’和R’)允许通过调节延迟38、38’以受控方式更改每个侧面扬声器的方向图。
[0065]双压力梯度滤波允许以这样的方式来执行方向图，即为位于单个扬声器箱前方的观众并且为听音室的不同配置(单声道分量C由转向听众的中央扬声器16和亚低音扬声器20渲染)最佳地渲染立体声分量。
[0066]在图4a到4d已经说明了可以通过更改双压力梯度滤波的一些参数从例如左侧侧面扬声器18L的侧面扬声器获得的不同的方向图。
[0067]在缺乏任何滤波的情况下，左侧扬声器18L的方向图是在图4a中所说明的，其中应当注意，该扬声器在光谱的高音调部分(图A以实线，用于超过4000Hz的频率)中是定向的并且在中/低音调部分(图B以虚线，用于在350 -4000Hz范围中的频率)是无定向的。
[0068]能够示出，通过调节由框38应用的延迟的值，并且由于框40实行的反相，对于仅仅在左侧播放的信号，通过两个右侧和左侧信号L’和R’的结合L"产生的方向图相应于图4b中所说明的:在中/低音调范围中，该图包括由限定抵消方向△的凹部分离的两个侧面凸起B和B’。另一方面，在高音调范围中，一般超过4000Hz，低通滤波器36停止信号，以便双压力梯度滤波器在这个光谱区域中没有特定动作(图A未更改)。
[0069]通过下列关系式给出在抵消方向Λ和相应于听众的方向的轴Dl (垂直于扬声器18L的主要方向D2L的方向)之间的角度Θ:
[0070]sin Θ =c*D/a,
[0071]其中a是扬声器箱的宽度(即在两个扬声器18L和18R之间的间距，一般大约12cm), c是声音的波速，并且D是由延迟级38引入的延迟。这个关系式在与扬声器箱距离远远高于a处是正确的，这个条件在实践中一直得到证实，听众通常距离扬声器箱几米。
[0072]对于由右侧扬声器18R在右侧播放的信号，该方向图当然是对称的。
[0073]具有抵消方向允许以多种方式放大立体声。
[0074]在图4b中说明的第一情形中，角度Θ低，大约3到4°，以便如果听众44在扬声器箱的主要方向上，那么用于左侧信道的抵消方向Λ位于听众右耳46R的附近，并且同样，右侧信道的抵消方向在听众左耳46L附近。因此，左耳会主要收集立体声分量L’，并且右耳主要收集右侧分量R’ ；听众会清楚地听到立体信息，好像扬声器位于他的头的两侧上。
[0075]这个第一情形特别适合于其中不存在声反射或者其中声反射对称的情况。
[0076]通过增加延迟，可能使抵消方向Λ从轴Dl处(图4c)远离，或者甚至达到Θ =90°(图4b):在如图所说明的后一个情形中，然后传播的图完全位于扬声器箱的一侧上，传播在一侧上最大。这个情形很好地适合于呈现在扬声器箱10的一个侧面上重要的声反射的危险的配置，例如如果扬声器箱10被放置在听音室的壁48附近。
[0077]“二重唱”操作模式，具有一对扬声器箱
[0078]图5到7说明了当根据本发明的扬声器箱与另一个类似扬声器箱一起使用时可以更改信号的处理的方式，这对扬声器箱左侧10和右侧10’根据常规配置(图7中示意地说明)被分别设置在听众44的两侧上，其中两个扬声器箱被分别设置在听众前方的左侧和右侧。[0079]应当注意，在这个情形中，没有更改图1中所说明的声学构造，即不同扬声器的各自配置，并且在独唱模式或在二重唱模式中的操作仅仅由于DSP内操作的数字信号处理的更改。
[0080]从一个工作模式到另一个的切换因此会是极其简单的，并且不需要扬声器箱的物
理更改。
[0081]在二重唱模式中所应用的处理具有丰富在两个扬声器箱10和10’之间形成的常规立体声声像的目的，特别是通过放大声音场景(当将两个扬声器箱10和10’相对彼此接近放置时，这特别有利)，并且这没有在所渲染的信号中引入失真，特别没有损坏单声道分量。
[0082]通过这个配置，该分离级或者upmix (框50)操作周围信道的提取，扬声器箱10的左侧周围分量SL被放置在听众的左侧，并且同样扬声器箱10’的右侧周围分量SR位于听众的右侧。
[0083]周围分量通过对在输入处应用的信号L、R的立体声内容的分析获得，从而提取含有在左侧L和右侧R信号之间非常无关联的信息的新信号。在这些周围分量中存在:
[0084]-信息片段，其已经在右侧是非常混合的，或者左侧非常混合，以及
[0085]-混响，和
[0086]-在狭窄意义内的周围”信息的片段，例如在级上记录的情形中公众的噪音。
[0087]如上，这些分量是通过在频率域内的分析和在输入处应用的信号L、R的各自光谱能级的比较来提取的。
[0088]对于扬声器箱10,周围信号SL(相应地是SR)被应用于简单的压力梯度滤波级52,从而给出分别由这个扬声器箱10 (本身被放置在听众的左侧)的左侧扬声器18L和由右侧扬声器18R再现的两个经滤波周围分量SLL和SLR。
[0089]同样，对于扬声器箱10’，将右侧周围分量SR滤波,从而给出分别由这个扬声器箱10’(本身被放置在听众的右侧)的左侧扬声器18L和右侧扬声器18R再现的两个经滤波分量 SRL 和 SRR。
[0090]对于扬声器箱10，扬声器16的中央信道用来自左侧信号L的分量供给，框54和56已经从该左侧信号L减去周围分量SL。同样,对于扬声器箱10’，用来自右侧信号R的分量供给扬声器16的中央信道，框54和56已经从该右侧信号R减去该周围分量SR。
[0091]因此，周围分量由侧面信道(扬声器18L和18R)再现，然而不是周围分量的立体声信号的分量由中央信道(扬声器16)再现，该再现以常规的方式，但该信号的周围分量和不是周围分量的这个信号的分量之间没有干扰。
[0092]如在独唱模式中，为了增强立体声，有可能通过将左侧(相应地为右侧)信道相对于左侧(相应地为右侧)周围信道延迟来作用于领先效应，这依靠由框30引入延迟:周围分量相对于标准立体声分量预先到达，因此能够加强周围的感受。
[0093]如果需要，线性滤波级32允许修正不同的扬声器的声学故障，并且相对于单声道中央信道和单声道低音信道增加或减少立体声侧面信道的电平，补偿扬声器的灵敏度的差异并增加或减少立体声效果。
[0094]图6更详细地说明了(简单的)压力梯度滤波器52所实行的处理。
[0095]后者包括直接滤波器34，即简单增益级，其传送从在输入处应用的周围分量SL滤波的SLL分量(相应地为，从在输入处应用的分量SR滤波的分量SRL)。至于分量SLR (相应地为SRR)，其源于将周围分量SL (相应地为SR)应用至低通滤波器36，然后应用到延迟级38和反相级40。
[0096]级34、36、38和40的操作与已经为独唱模式参考图3陈述的相同，唯一差别是在这里滤波器是单输入滤波器。
[0097]通过调节由框38应用的延迟值D，并且由于由框40的反相，能够示出，在被放置在听众44的左侧处的扬声器箱10上的周围信号的方向图与在上文中图4b到4d中所说明的是可比较的，抵消方向Λ与扬声器箱的主要方向Dl形成角度Θ，角度Θ是以在上文中已经关于独唱模式陈述的相同方法由关系式sin Θ =c*D/a确定。
[0098]如图7中所说明的，在二重唱模式中，特别有利的是给角度Θ以90°的值，以便在左侧设置的扬声器箱10的图B的抵消方向Δ向右转向在听众右侧设置的扬声器箱10’，并且同样，在右侧设置的扬声器箱10的图B’的抵消方向Λ ’被向左转向在听众左侧设置的扬声器箱10。
[0099]然后，在低/中音调范围(Α或Α’)中或者在高音调范围(B或B’)中周围混合的传播图将完全位于扬声器箱的一侧，最大传播超过两个扬声器箱所在的区域，因此允许通过渲染在这个区域以外的内容来放大声音场景。
[0100]最终，为了适合于其中墙壁将在扬声器箱的侧面的情形，有可能调节周围信号的电平，从而减少源于这种邻近性的混响效应。
【权利要求】
1.一种多信道一体式有源声学扬声器箱(10,10’),其包括:中央信道，其具有中央扬声器(16)，所述信道自己的方向图的主轴在第一方向(D1)上定向；侧面信道，分别为左侧和右侧，各自具有侧面扬声器(18L、18R)，所述侧面信道自己的方向图的主轴被定向在第二方向(D2L、D2R)上,其垂直于所述第一方向，所述左侧扬声器和所述右侧扬声器在相反方向上；和声频处理装置，可操作用于接收要被再现的复合立体声信号作为输入，所述立体声信号包括左侧信号(L)和右侧信号(R)，并且用于在所述中央信道和所述左侧和右侧信号(L、R)的结合的侧面信道之间根据预定分配方法来分配。 其特征在于，所述声频处理装置包括:分离装置(22 ;50)，其可操作用于接收所述复合立体声信号的所述左侧和右侧信号(L、R)作为输入，并且基于在频率域内的分析，用所述复合立体声信号的左侧和右侧(L、R)信号的各自的光谱能级的比较来从此提取至少一个右侧(R’ ;SR)或左侧(L’ ；SL)侧面分量;合并装置(24、52、26、28)，其可操作用于根据预定分配方法，在所述中央信道和所述侧面信道结合之间分配包括所述右侧(R’ ；SR)或左侧(L’ ；SL)侧面分量中至少一个的信号，所述合并装置包括滤波装置，其可操作用于更改在每个侧面信道上渲染的方向图(B，B’)，以便在其上创建抵消方向(Λ，Λ ’)，所述滤波装置是压力梯度滤波装置，其接收所述右侧(R’ ；SR)或左侧(L’ ；SL)侧面分量中的至少一个作为输入。
2.根据权利要求1所述的有源声学扬声器箱，其中所述合并装置进一步适合于将时间延迟(30)应用到所述信号，所述信号来源于所述单声道分量(C)，被分配给所述中央信道。
3.根据权利要求1所述的有源声学扬声器箱，供第一种操作模式中使用，在这种模式中所述扬声器箱(10)被预期为在听众(44)前方单独使用，所述第一方向(D1)集中到所述听众，所述扬声器箱(10)特征在于:所述分离装置(22)可操作用于从所述复合立体声信号的左侧和右侧信号(L、R)中提取:对所述左侧和右侧信号通用的单声道分量(C)，纯粹的左侧侧面分量(L’)和纯粹的右侧侧面分量(R’)；所述压力梯度滤波是双压力梯度滤波，其接收所述纯粹左侧(L’)和右侧(R’)侧面分量中的任一个作为输入，并且传送左侧经滤波信号(L〃)和右侧信号(R〃)两者作为输出，和所述合并装置(24，26，28)进一步可操作用于将:来源于所述单声道分量(C)的信号分配到所述中央信道；所述左侧经滤波信号(L〃)分配到所述左侧侧面信道；和所述右侧经滤波信号(R〃)分配到所述右侧侧面信道。
4.根据权利要求3所述的有源声学扬声器箱，其进一步包括具有非定向低音扬声器(20)的低音调信道，并且其中所述合并装置可操作用于将来源于所述单声道分量(C)的信号分配到这个低音调信道。
5.根据权利要求3所述的有源声学扬声器箱，其中所述抵消方向相对于所述第一方向(D1)的角度(θ )低于10°，优选地低于5°。
6.根据权利要求3所述的有源声学扬声器箱，其中所述压力梯度滤波是仅仅低于枢轴频率应用的滤波，以便每个侧面信道自己的方向图都被保持在高于所述枢轴频率。
7.根据权利要求6所述的有源声学扬声器箱，其中所述压力梯度滤波(24)是可操作用于传送下列作为输出的滤波:将结合(L〃)传送到所述左侧信道:将来源于所述左侧侧面分量(L’ )的信号与下列的组合(L〃)传送到所述左侧信道将来源于所述左侧侧面分量(L’)的信号与来源于所述右侧侧面分量(R’)的信号的组合(L〃)传送到所述左侧信道，其中低通滤波(36)低于所述枢轴频率，然后应用时间延迟(38)以及反相(40)，和将结合(R〃)传送到所述右侧信道:将来源于所述右侧侧面分量(R’ )的信号与下列的组合(R〃)传送到所述右侧信道将来源于所述右侧侧面分量(R’)的信号与来源于所述左侧侧面分量(L’)的信号的组合(R〃)传送到所述右侧信道，其中低通滤波(36’)低于所述枢轴频率，然后应用时间延迟(38，)以及反相(40，)。
8.根据权利要求1所述的有源声学扬声器箱，其供第二操作模式中使用，在第二模式中，所述扬声器箱(10)被预期为用作在与第二类似扬声器箱(10’)关联的听众(44)的左侧或相应地右侧放置的扬声 器箱，所述第二类似扬声器箱(10’)预期被放置在同一个听众(44)的右侧或相应地为左侧，所述扬声器箱(10)特征在于:所述分离装置(22)可操作用于从所述复合立体声信号的左侧和右侧信号(L、R)提取形成所述左侧侧面分量的左侧周围分量(SL)，或者相应地形成所述右侧侧面分量的右侧周围分量(SR)；所述压力梯度滤波是简单压力梯度滤波，其接收所述左侧(SL)或相应地为右侧(SR)周围分量作为输入，并且传送左侧经滤波信号(SLL ；SRL)和右侧经滤波信号(SLR ；SRR)两者作为输出；和所述合并装置(24，26，28)进一步可操作用于分配:将所述复合立体声信号的左侧(L)或相应地为右侧(R)信号分配到所述中央信道，和将所述左侧经滤波信号(SLL ；SRL)分配到所述左侧侧面信道；和将所述右侧经滤波信号(SLR ；SRR)分配到所述右侧侧面信道。
9.根据权利要求8所述的有源声学扬声器箱，其中:所述合并装置进一步可操作用于从分配给所述中央信道的所述左侧信号(L)减去所述左侧周围分量(SL)，或者相应地为从分配给所述中央信道的所述右侧信号(R)减去所述右侧周围分量(SR)。
10.根据权利要求8所述的有源声学扬声器箱，其中所述右侧信道的抵消方向(△)，相应地为所述左侧信道的抵消方向(Λ’)，是向着所述第二类似扬声器箱(10’)定向的方向，所述第二类似扬声器箱(10’ )被预期为放置在所述听众(44)的右侧或相应地为所述听众的左侧。
11.根据权利要求8所述的有源声学扬声器箱，其中所述压力梯度滤波是仅仅低于枢轴频率应用的滤波，以便每个侧面信道自己的方向图(A)都被保持在高于所述枢轴频率。
12.根据权利要求11所述的有源声学扬声器箱，其中所述压力梯度滤波(52)是可操作用于传送下列作为输出的滤波:将直接来源于所述左侧周围分量(SL)的信号(SLL)传递到所述左侧信道；和将来源于所述左侧周围分量(SL)的信号(SLR)传送到所述右侧信道，其中低通滤波(36)低于所述枢轴频率，然后应用时间延迟(38)以及反相(40)，或，相应地为:将直接来源于所述右侧周围分量(SR)的信号(SRR)传递到所述右侧信道；和将来源于所述右侧周围分量(SR)的信号(SRL)传送到所述左侧信道，其中低通滤波 (36)低于所述枢轴频率，然后应用时间延迟(38)以及反相(40)。
【文档编号】H04R5/02GK103686545SQ201310425785
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】J·德米恩克, B·波琼, T·德罗梅 申请人:鹦鹉股份有限公司