用于多声道音频信号的下混合的方法和设备的制作方法
【专利摘要】描述了一种用于将m声道音频信号(L,R,C,Ls,Rs,Rss,Lss)下混合为n声道音频信号(Ro,Lo,Rso,Lso)的方法，其中m是整数，对于m，m>n成立，并且n是整数，对于n，n≥2成立，所述方法包括通过下述各项的组合产生收听者的一侧(右侧或左侧)的n声道音频信号(Ro,Lo,Rso,Lso)之一的步骤：第一项，仅包括同一侧的m声道音频信号的信号分量(R,L,Rs,Ls)；和第二项，依赖于m，仅包括乘以至少一个各滤波函数(H1,H2,H3,H4,H5,H6,H7,H8)的同一侧的m声道音频信号的另外的信号分量(C,Ls,Rs,Rss,Lss)中的一个或多个，所述滤波函数取决于：在m声道再现情况下的所述另外的m声道音频信号的各信号分量的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性；和在n声道再现情况下的所述n声道音频下混合信号(Ro,Lo,Rso,Lso)之一的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性。
【专利说明】用于多声道音频信号的下混合的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于多声道音频信号的下混合的方法和设备。
【背景技术】
[0002]用于将多声道音频信号转换为双声道信号的技术是已知的，并且通常被称为下混合技术。
[0003]利用下混合，可由具有两个声道和两个扬声器箱的普通立体声装备再现原始多声道音频信号。
[0004]公知的多声道音频信号的例子是所谓的环绕声系统。除了两个前立体声声道L和R之外，通道环绕表示还包括另外的前中央声道C和两个环绕后声道Ls、Rs。
[0005]这些环绕信号在再现期间被提供给位于收听室中的对应扬声器，例如如图1中所示，并且由位于位置Pl的收听者感知。
[0006]已知通过执行如例如下面的公式所给出的原始信号的线性组合来实现原始环绕信号(L, R, C，Ls, Rs)至立体声信号(Lo, Ro)的下混合:
Lo = L + a.C + β.Ls
Ro = R + α.C + β.Rs
其中α和β是小于I的常数，优选地都等于0.7。
[0007]两个立体声信号Lo、Ro中的每一个由同一侧的前信号和后信号以及中央声道C的线性组合给出。
[0008]Lo和Ro信号被提供给立体声扬声器装置的左扬声器和右扬声器以再现给收听者，参见图2。以这种方式，即使由两个扬声器Lo和Ro按照下混合形式再现环绕信号，位于位置P2的收听者也感知到(伪)环绕感觉。
[0009]然而，通过如此操作，收听者感知到下混合的信号中的失真。
[0010]应该注意的是,在Jean-Marc Jot等人所著的标题为“Binaural simulat1n ofcomplex acoustic scenes for interactive aud1(用于交互式音频的复杂声学场景的双声道立体声仿真)”的2006年I月卷121的AES的学报中的发表文章公开了一种用于声学场景的双声道立体声仿真的复杂的信号处理系统，这意味着提出了一种系统，其中声音能够来自于特定地选择的“特定方向”，从而获得经头戴式耳机听见该声音的收听者的“正确”感觉。此外，公开了经(两个，参见图8，或四个，参见图9)扬声器的呈现。然而，应该注意的是，在以上发表文章中两侧(左侧或右侧)中的一侧产生的信号分量总是包括来自另一侧(分别为右侧或左侧)的分量。与此相反，在本发明中，两侧完全分离，因为一侧(左侧或右侧)的信号分量不包括来自另一侧(分别为右侧或左侧)的信号分量。这意味着，在本申请中，既不使用位于左侧的位置和收听者的右耳之间的传递函数，也不使用位于右侧的位置和收听者的左耳之间的传递函数。这使根据本发明的系统中的信号处理更简单、更便宜和更快并且更少受到收听者的位置的变化的影响。
[0011]还应该注意的是，EP-A177790公开了一种用于通过左侧和右侧扬声器来创建虚拟中心声源的汽车音频再现系统。再一次，该系统使用位于左侧的位置和收听者的右耳之间的传递函数，并且使用位于右侧的位置和收听者的左耳之间的传递函数。这再一次与本申请相反。再一次，本申请公开了相对于在EP-A1777902中描述的已知电路的相同优点。
【发明内容】
[0012]因此，本发明的主要目的在于提供一种至少部分地避免这种失真的下混合方法和设备。
[0013]根据权利要求1，本发明的目的在于一种用于将m声道音频信号(L, R, C，Ls,Rs, Rss, Lss)下混合为η声道音频信号(Ro, Lo, Rso, Lso)的方法,其中m是整数,对于m, m>n成立，并且η是整数，对于η，η > 2成立，所述方法包括通过下述各项的组合产生收听者的一侧(右侧或左侧)的η声道音频信号(Ro, Lo, Rso, Lso)之一的步骤:
-第一项，仅包括同一侧的m声道音频信号的信号分量(R，L, Rs, Ls)，和-第二项，依赖于m，仅包括乘以至少一个各滤波函数(HI, H2, H3, H4, H5, H6, H7,H8)的同一侧的m声道音频信号的另外的信号分量(C，Ls, Rs, Rss, Lss)中的一个或多个，所述滤波函数取决于:
-在m声道再现情况下的所述另外的m声道音频信号的各信号分量的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性，和
-在η声道再现情况下的所述η声道音频下混合信号(Ro, Lo, Rso, Lso)之一的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性。
[0014]本发明的另一目的在于根据权利要求2的一种用于将m声道音频信号(L, R, C，Ls, Rs, Rss, Lss)下混合为η声道音频信号(Ro, Lo)的设备,其中m是整数,对于m,m>n成立，并且η是整数，对于η，η彡2成立，所述设备包括:
-输入，用于接收m声道数字音频信号，
-下混合电路，用于将m声道音频信号转换为η声道立体声音频信号，
-输出，用于将η声道立体声音频信号提供给各扬声器，
其特征在于，所述下混合电路被提供有用于通过下述各项的组合产生收听者的一侧(右侧或左侧)的η声道音频信号(Ro，Lo, Rso, Lso)之一的装置:
-第一项，仅包括同一侧的m声道音频信号的信号分量(R，L, Rs, Ls)，和-第二项，依赖于m，仅包括乘以至少一个各滤波函数(HI, H2, H3, H4, H5, H6, H7,H8)的同一侧的m声道音频信号的另外的信号分量(C，Ls, Rs, Rss, Lss)中的一个或多个，所述滤波函数取决于:
-在m声道再现情况下的所述另外的m声道音频信号的各信号分量的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性，和
-在η声道再现情况下的所述η声道音频下混合信号(Ro, Lo, Rso, Lso)之一的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性。
[0015]应该注意的是，在权利要求1和2中针对组合中的第一和第二项的定义，即“第一项，仅包括同一侧(分别为左侧或右侧)的m声道音频信号的信号分量”和“第二项，依赖于m，仅包括同一侧(分别为左侧或右侧)的m声道音频信号的另外的信号分量中的一个或多个”，意味着第一和第二项不包括来自另一侧(分别为右侧或左侧)的信号分量，因为左侧和右侧分离。然而，这未解决如下的可能性:第一或第二项包括来自前中央声道(C)的信号分量。
[0016]另外的目的是符合以上定义的设备的特性的设备，其中m=3，或m=4，或m=5，或m=6,或 m=7,以及 n=2,或 n=4。
[0017]通过如形成本描述的组成部分的所附权利要求中所述的用于将多声道音频信号下混合为双声道音频信号的设备和方法来实现这些和另外的目的。
[0018]本发明基于这样的认识:分别组合例如Ls和Rs信号分量与例如左前和右前信号，在下混合过程中，现在分别从“左前”和“右前”方向感知那些Ls和Rs信号，而通常(在五声道再现情况下)分别从“左后”和“右后”方向感知它们。
[0019]这导致感知的下混合的信号中的失真，这不允许收听者识别真实物理声源，其通常通过利用多声道再现系统再现原始多声道信号来实现。通过经由要求保护的预滤波对来自在下混合过程中“丢失”的那些位置的信号进行预处理，能够获得再定位，再定位改进收听者的感知，以使得来自在下混合过程中“丢失”的所述位置的信号分量能够至少基本上被从它们的原始位置感知。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]通过参照附图阅读的经由仅示例性的并且非限制性的例子给出的下面的详细描述，本发明将会变得完全清楚，其中:
-图1显示用于环绕声信号的再现的五个扬声器的布置的例子，m=5 ；
-图2显示用于下混合的双声道声音信号再现的两个扬声器的布置的例子，n=2 ；
-图3显示用于m声道声音信号的再现的七个扬声器的布置的例子，m=7 ；
-图4、5、6和7显示在n=2并且n=3、4、5和7的各情况下的根据本发明的设备的实施例的例子的方框图；
-图8显示在n=4的情况下的根据本发明的设备的实施例的另一例子的方框图。
[0021]附图中的相同标号和字母表示相同的或在功能上等同的部分。
【具体实施方式】
[0022]本发明的方法旨在通过在m声道信号分量被分别组合为Lo和Ro信号之前对m声道信号分量进行预处理来校正上述失真。
[0023]典型结构提供像以上参照图1和2描述的情况一样的情况，其中(m=5):L、R、C、Ls和Rs分别是以上已经提及的由各扬声器再现的多声道音频信号的左前、右前、中央、左后和右后分量。
[0024]具有在输入多声道音频信号中存在不同数量的声道的许多可能的情况，即m=3，其中具有R、L、C信号分量；m=4，具有R、L、Rs, Ls ； m=5,具有所有的L、R、C、Ls和Rs信号分量，以及具有更闻的m的值等等。
[0025]在下面，将描述本发明的方法的实施例的一些特定非限制例子。
[0026]图4中示出的本发明的第一实施例(其中m=3 (L, R, C)和n=2 (Lo, Ro))在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前提供m声道音频信号的前中央环绕信号分量C的第一 Hl和第二 H2信号预处理。关于前中央环绕信号分量C的预处理步骤等同于分别由第一 Hl和第二 H2滤波函数预滤波，其至少基本上满足下面的公式:
H(c-re) = Hl * H(fr-re),和
H(c-le) = H2 * H(fl-le)
其中H(C-re)和H(c-le)分别是在m声道环绕再现情况下的前中央扬声器的位置与收听者的右耳和左耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且
H(fr-re)是在η声道立体声再现情况下的“右前”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且
H(fl-le)是在η声道立体声再现情况下的“左前”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性。
[0027]本发明的另一实施例(其中m= 4 (L, Ls, R, Rs)和n=2 (Lo, Ro))被示出在图5中，并且提供下面的预处理。
[0028]更精确地讲，通过由第三滤波函数H3对Rs进行预滤波来对信号Rs进行预处理，第三滤波器满足下面的公式:
H(br-re) = H3 * H(fr-re)
并且通过由第四滤波器H4对Ls进行预滤波来对Ls进行预处理，第四滤波器满足下面的公式:
H(bl-le) = H4 * H(fl-le)，
其中H(bl-le)是在m声道环绕再现情况下的“左后”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性，
H(br-re)是在m声道环绕再现情况下的“右后”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，
H(fl-le)和H(fr-re)在以上被定义。
[0029]通过如此操作，在立体声再现情况(n=2)下，收听者可在其右耳接收到下面的Rs信号分量:
Rs.H3.β.H(fr-re) = Rs.H(br-re) / H(fr-re).β.H(fr-re) = β.Rs.H(br-re)，
其可以是在m声道环绕再现情况(m=5)下收听者的右耳将会感知到的内容。
[0030]由于H3的精确解通常不可行或不存在，所以使用近似H3’，其中 H3’.H(fr-re) ^ H(br-re)。
[0031]对于Ls信号分量的由收听者的左耳的感知，等同的计算当然能够是有效的。
[0032]Ls.H4.β.H(fl-le) = Ls.H(bl-le) / H(fl-le).β.H(fl-le) = β.Ls.H(bl-le),
以及等同的近似
H4’.H(fl-le) ^ H(bl-le)。
[0033]通常，下混合方法以下面的方式产生η声道音频信号的右手声道分量(Ro):
Ro = δ.R + β.Η3.Rs + A (m)
其中R是m声道音频信号的右前信号分量，δ和β是优选地< I的乘法因数，并且A(m)是依赖于m的方程。
[0034]以类似的方式，下混合单元以下面的方式产生η声道音频信号的左手声道分量(Lo):
Lo = δ.L + β.Η4.Ls + B (m)
其中L是m声道音频信号的左前信号分量，δ和β是优选地< I的乘法因数，并且B(m)是依赖于m的方程。
[0035]对于m=3 (图4的实施例)，存在分量L、R、C，而不存在分量Rs和Ls，因此具有下面的公式:
Ro = δ.R + a.Hl.C
Lo = δ.L + α.Η2.C
其中A(m) =α.Hl.C并且B(m) =α.Η2.C，并且不存在与Rs和Ls相关的贡献。
[0036]对于m=4(图5的实施例)，存在分量L、R、Ls、Rs，而不存在分量C，因此在以上的Lo、Ro 的公式中 A(m) = B(m) = O。
[0037]对于m=5(图6的实施例)，存在分量L、R、C、Ls、Rs，在以上的Lo、Ro的公式中A (m)=α.Hl.C并且B(m) =α.Η2.C，其中C是以上定义的在m=5的情况下的m声道音频信号的中央信号分量，α是小于I的乘法因数，并且H1、Η2是以上定义的第一和第二滤波器。
[0038]在具有m=7个输入声道的输入多声道音频信号的情况下，应用本发明的方法的另一实施例(参见图7)。
[0039]参照图3，在这种情况下，仍然具有像是针对m=5的多声道音频信号的五个分量L、R、C、Ls和Rs (分别为左前、右前、中央、左后和右后)加上由右侧Rss声道和左侧Lss声道给出的两个另外的分量。
[0040]在m=7的这种情况下，本发明的方法在将m声道音频信号下混合为η声道立体声音频信号之前利用用于对m声道音频信号的右侧信号分量(Rss)进行预处理的滤波函数(H5)提供第五信号预处理，关于右侧信号分量的预处理步骤等同于预滤波步骤；滤波函数H5至少基本上满足下面的公式:
H(sr-re) = H5 * H(fr-re),
其中H(sr-re)是在七声道环绕再现情况下的“右侧”扬声器Rss的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且
H(fr-re)是以上定义的在η声道立体声再现情况下的“右前”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性。
[0041]另外，本发明的方法在将m声道音频信号下混合为η声道立体声音频信号之前利用用于对m声道音频信号的左侧信号分量(Lss)进行预处理的滤波函数(H6)提供第六信号预处理，关于左侧信号分量的预处理步骤等同于预滤波步骤；滤波函数H6至少基本上满足下面的公式:
H(sl-le) = H6 * H(fl-le)，
其中H(sl-le)是在m=7的情况下的“左侧”扬声器Lss的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且
H(fl-le)是以上定义的在η声道立体声再现情况下的“左前”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性。
[0042]在m=7 的情况下，A(m) = α.Hl.C +.Η5.Rss 和 B (m) = α.Η2.C +.H6.Lss0
[0043]在m声道音频信号的“右侧”信号分量和“左侧”信号分量的信号被预处理并且随后与“右后”信号分量和“左后”信号分量组合并且被提供给η声道音频再现装置的右环绕扬声器和左环绕扬声器的情况下，应用本发明的方法的另外的实施例。这被示出在图8的实施例中。在这些情况下，本发明的方法在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前利用用于对m声道音频信号的右侧信号分量(Rss)进行预处理的滤波函数(H7)提供第七信号预处理，关于右侧信号分量的预处理步骤等同于预滤波步骤；滤波函数H7至少基本上满足下面的公式:
H(sr-re) = H7 * H(br-re),
其中H(sr-re)是在m声道环绕再现情况下的“右侧”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且
H(br-re)是在η声道再现情况下的“右后”扬声器Rso的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性。
[0044]在这些情况下，本发明的方法另外在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前利用用于对m声道音频信号的左侧信号分量(Lss)进行预处理的滤波函数(HS)提供第八信号预处理，关于左侧信号分量的预处理步骤等同于预滤波步骤；滤波函数HS至少基本上满足下面的公式:
H(sl-le) = H8 * H(bl-le),
其中H(sl-le)是在m声道环绕再现情况下的“左侧”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且
H(bl-le)是在η声道再现情况下的“左后”扬声器Lso的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性。
[0045]在以上情况下，产生η声道信号的另外的分量，SP:
Rso = ε.Rs + ζ.Η7.Rss 和
Lso = ε.Ls + ζ.H8.Lss，其中
Rso是应用于右后扬声器的复合信号，Lso是应用于左后扬声器的复合信号，ε和ζ是优选地< I的乘法因数。
[0046]在这种情况下，优选地:
Ro = δ.R
Lo = δ.L
在这个实施例中，下混合是其中左侧扬声器信号和右侧扬声器信号分别被添加到左后扬声器和右后扬声器的下混合。因此，假设m=6 (R, Rs, Rss, L, Ls, Lss),下混合导致n=4 (R, Rso, L, Lso),如图 8 中所示。
[0047]在另一实施例中，从先前实施例开始，另外的中央分量C存在于m声道信号中，所述另外的中央分量C被应用于η声道信号的Ro和Lo分量，分别乘以上述提及的系数Η1、Η2，获得:
Ro = δ.R + H1.C ；
Lo = δ.L + Η2.C
通常，各种公式中的乘法因数U，β, δ, η, γ, ε, ζ)的存在考虑到通过成比例地减少原始声音分量的贡献来控制由下混合的信号产生的全局声音水平的需要。因此，它们中的每一个被设置为低于I的值。
[0048]用于实现滤波函数H1、H2、H3、H4、H5、H6的滤波器功能的优选方式是实现其滤波器系数固定并且已被预先计算的离散时间有限脉冲响应(FIR)滤波器。
[0049]能够分别从滤波器的预期脉冲响应K1、K2、K3、K4、K5、K6获得滤波器系数。
[0050]例如，对于非递归直接形式滤波器，系数向量与脉冲响应函数相同。如随后所述计算Kl和K2。
[0051]Kl的计算基于传输路径脉冲响应K(fr-re)和K(br_re), K(fr-re)和K(br_re)是对应传输路径频率特性H(fr-re)、H(br_re)的时域对应部分。
[0052]这同样适用于基于K (fΙ-le)和K(bl-le)的K2的计算，K(fl_le)和K(bl_le)分别对应于 H(fl-le)和 H(bl-le)。
[0053]计算结果Kl和K2分别是滤波函数Hl和H2的时域对应部分。
[0054]用于确定所述传输路径脉冲响应的常见方法是在合适地位于房间(优选地，消声室)中的具有扬声器和麦克风的测量装置中直接记录它们。
[0055]仿真人头麦克风的使用是用于获得头相关脉冲响应(HRIR)的常见(并且在这种情况下是优选)的方式，HRIR是头相关传递函数(HRTF)的时域对应部分。
[0056]用于计算Kl的优选方法使用已知的表示利用输出信号识别的滤波器与输入信号的卷积的线性方程组的最小二乘近似的概念。
[0057]这种方法属于也被称为逆滤波或去卷积的概念并且简短描述如下。
[0058]这里应用:
K(fr-re) (*) Kl = K(br-re),
其中(*)是卷积运算符(表示离散卷积)。
[0059]当扩展至矩阵形式的方程组时，左方程侧变为由乘以等同于Kl的向量的K (fr-re)形成的Toeplitz矩阵,并且右方程侧是等同于K (br_re)的向量。
[0060]对于这个线性方程组，随后执行已知的最小二乘近似解方法之一，例如奇异值分解(SVD)。这导致Kl的合适的解。
[0061]利用下面的方程分别对K2执行相同的计算:
K(fl-le) (*) K2 = K(bl-le)。
[0062]就设备的一些例子而言，为了实现本发明的用于将m声道音频信号转换为η声道音频信号的方法，下面的情况能够适用。
[0063]在原始m声道信号的传输的情况下，本发明的方法能够被实现在消费者音频装备中，该消费者音频装备被合适地修改以包括用于实现所述方法的装置。
[0064]参照图4、5、6和7，描述了在n=2并且m=3、4、5和7的各情况下的根据本发明的设备的实施例的例子的四个方框图。在图8中，示出实施例的另一例子，其中m=6并且n=4。
[0065]能够通过计算机的程序有益地实现本发明的方法，计算机包括用于当这个程序在计算机上运行时实现所述方法的一个或多个步骤的程序编码装置。因此，应理解，保护的范围扩展至这种计算机的程序并且另外扩展至其中具有所记录消息的计算机可读装置，所述计算机可读装置包括用于当这个程序在计算机上运行时实现所述方法的一个或多个步骤的程序编码装置。
[0066]在考虑公开其优选实施例的说明书和附图之后，主题发明的许多改变、修改和变化以及其它使用和应用将会对于本领域技术人员而言变得显然。
[0067]将不会描述另外的实现细节，因为本领域技术人员能够从以上描述的教导开始执行本发明。
【权利要求】
1.用于将m声道音频信号(L,R, C，Ls, Rs, Rss, Lss)下混合为η声道音频信号(Ro, Lo, Rso, Lso)的方法,其中m是整数,对于m,m>n成立,并且η是整数,对于η,η彡2成立，所述方法包括通过下述各项的组合产生收听者的一侧(右侧或左侧)的η声道音频信号(Ro, Lo, Rso, Lso)之一的步骤: -第一项，仅包括同一侧的m声道音频信号的信号分量(R，L, Rs, Ls)，和-第二项，依赖于m，仅包括乘以至少一个各滤波函数(HI, H2, H3, H4, H5, H6, H7,H8)的同一侧的m声道音频信号的另外的信号分量(C，Ls, Rs, Rss, Lss)中的一个或多个，所述滤波函数取决于: -在m声道再现情况下的所述另外的m声道音频信号的各信号分量的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性，和 -在η声道再现情况下的所述η声道音频下混合信号(Ro, Lo, Rso, Lso)之一的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性。
2.用于将m声道音频信号(L,R, C，Ls, Rs, Rss, Lss)下混合为η声道音频信号(Ro, Lo)的设备，其中m是整数，对于m，m>n成立，并且η是整数，对于n，n彡2成立，所述设备包括: -输入，用于接收m声道数字音频信号， -下混合电路，用于将m声道音频信号转换为η声道立体声音频信号， -输出，用于将η声道立体声音频信号提供给各扬声器， 其特征在于，所述下混合电路被提供有用于通过下述各项的组合产生收听者的一侧(右侧或左侧)的η声道音频信号(Ro，Lo, Rso, Lso)之一的装置: -第一项，仅包括同一侧的m声道音频信号的信号分量(R，L, Rs, Ls)，和-第二项，依赖于m，仅包括乘以至少一个各滤波函数(HI, H2, H3, H4, H5, H6, H7,H8)的同一侧的m声道音频信号的另外的信号分量(C，Ls, Rs, Rss, Lss)中的一个或多个，所述滤波函数取决于: -在m声道再现情况下的所述另外的m声道音频信号的各信号分量的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性，和 -在η声道再现情况下的所述η声道音频下混合信号(Ro, Lo, Rso, Lso)之一的扬声器的位置和收听者的右耳或左耳的各位置之间的传输路径的频率特性。
3.如权利要求2所述的用于将m声道音频信号(L，C，R)转换为η声道音频信号(Ro，Lo)的设备，其中: 所述下混合电路被提供有用于在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前对m声道音频信号的前中央环绕信号分量(C)进行预处理的第一和第二信号预处理单元(H1，H2)，关于前中央环绕信号分量的预处理步骤分别等同于第一和第二预滤波函数Hl和H2，第一和第二滤波函数Hl和H2至少基本上满足下面的公式:
H(c-re) = Hl * H(fr-re),和
H(c-le) = H2 * H(fl-le) 其中H(C-re)和H(c-le)分别是在m声道环绕再现情况下的前中央扬声器的位置与收听者的右耳和左耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(fr-re)是在η声道立体声再现情况下的“右前”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(fl-le)是在η声道再现情况下的“左前”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性。
4.如权利要求2所述的用于将m声道音频信号(L，R,Ls, Rs)转换为η声道音频信号(Ro, Lo)的设备，其中 所述下混合电路被提供有用于在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前对m声道音频信号的右后环绕信号分量(Rs)进行预处理的第三信号预处理单元(H3)，关于右后环绕信号分量的预处理步骤等同于第三预滤波函数H3，第三滤波函数H3至少基本上满足下面的公式:
H(br-re) = H3 * H(fr-re), 其中H(br-re)是在m声道环绕再现情况下的“右后”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(fr-re)是在η声道再现情况下的“右前”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性。
5.如权利要求2所述的用于将m声道音频信号(L，R,Ls, Rs)转换为η声道音频信号(Ro, Lo)的设备,其中: 所述下混合电路被提供有用于在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前对m声道音频信号的左后环绕信号分量(Ls)进行预处理的第四信号预处理单元(H4)，关于左后环绕信号分量的预处理步骤等同于第四预滤波函数H4，第四滤波函数H4至少基本上满足下面的公式:
H(bl-le) = H4 * H(fl-le) 其中H(bl-le)是在m声道环绕再现情况下的“左后”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(fl-le)是在η声道再现情况下的“左前”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性。
6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述下混合电路适应于以下面的方式产生η声道音频信号的右手声道分量(Ro):
Ro = δ.R + β.Η3.Rs + A (m) 其中R是m声道音频信号的右前信号分量，δ和β是优选地< I的乘法因数，并且A(m)是依赖于m的方程。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述下混合单元适应于以下面的方式产生η声道音频信号的左手声道分量(Lo):
Lo = δ.L + β.Η4.Ls + B (m) 其中L是m声道音频信号的左前信号分量，δ和β是优选地< I的乘法因数，并且B(m)是依赖于m的方程。
8.如权利要求6和7所述的设备,其特征在于,对于m= 4和n = 2,A(m) = B(m)= O。
9.如权利要求3、6、7所述的设备,其特征在于,对于m= 5和η = 2, A(m) = α.Hl.C并且B(m) =α.Η2.C，其中C是五声道音频信号的前中央环绕信号分量，α是小于I的乘法因数。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述下混合电路被提供有用于在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前对m声道音频信号的右侧信号分量(Rss)进行预处理的第五信号预处理单元(H5)，关于右侧信号分量的预处理步骤等同于第五预滤波函数H5，第五滤波函数H5至少基本上满足下面的公式:
H(sr-re) = H5 * H(fr-re), 其中H(sr-re)是在m声道环绕再现情况下的“右侧”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(fr-re)是在η声道再现情况下的“右前”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性。
11.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述下混合电路被提供有用于在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前对m声道音频信号的左侧信号分量(Lss)进行预处理的第六信号预处理单元(H6)，关于左侧信号分量的预处理步骤等同于第六预滤波函数H6，第六滤波函数H6至少基本上满足下面的公式:
H(sl-le) = H6 * H(fl-le)， 其中H(sl-le)是在m声道环绕再现情况下的“左侧”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(fl-le)是在η声道再现情况下的“左前”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性。
12.如权利要求3、10、11所述的设备，其特征在于，对于m= 7，A(m) =α.Hl.C + Y.H5.Rss 并且 B(m) =α.Η2.C + Y.H6.Lss。
13.如权利要求3至7和10至12中任何一项所述的设备，其特征在于，η= 2。
14.如权利要求2所述的用于将m声道音频信号(L，Ls,Lss, R, Rs, Rss)转换为η声道音频信号(Ro，Lo)的设备，其中: 所述下混合电路被提供有用于在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前对m声道音频信号的右侧信号分量(Rss)进行预处理的第七信号预处理单元(H7)，关于右侧信号分量的预处理步骤等同于第七预滤波函数H7，第七滤波函数H7至少基本上满足下面的公式:
H(sr-re) = H7 * H(br-re), 其中H(sr-re)是在m声道环绕再现情况下的“右侧”扬声器的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(br-re)是在η声道再现情况下的“右后”扬声器(Rso)的位置和收听者的右耳的位置之间的传输路径的频率特性。
15.如权利要求2所述的用于将m声道音频信号(L，Ls,Lss, R, Rs, Rss)转换为η声道音频信号(Ro，Lo)的设备，其中: 所述下混合电路被提供有用于在将m声道音频信号下混合为η声道音频信号之前对m声道音频信号的左侧信号分量(Lss)进行预处理的第八信号预处理单元(HS)，关于左侧信号分量的预处理步骤等同于第八预滤波函数HS，第八滤波函数HS至少基本上满足下面的公式:
H(sl-le) = H7 * H(bl-le)， 其中H(sl-le)是在m声道环绕再现情况下的“左侧”扬声器的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性，并且 H(bl-le)是在η声道再现情况下的“左后”扬声器(Lso)的位置和收听者的左耳的位置之间的传输路径的频率特性。
16.如权利要求14和15所述的设备，其特征在于，所述下混合电路适应于产生包括右前(Ro)、左前(Lo)、右后(Rso)和左后(Lo)分量的η声道音频信号，其中:_ Ro = δ.R；
-Lo = δ.L ；
-Rso = ε.Rs + ζ.Η7.Rss ;和
-Lso = ε.Ls + ζ.Η8.Lss0
17.如权利要求14和15所述的设备，其特征在于，所述下混合电路适应于产生包括右前(Ro)、左前(Lo)、右后(Rso)和左后(Lo)分量的η声道音频信号，其中:
-Ro = δ.R + H1.C;
-Lo = δ.L + Η2.C ;
-Rso = ε.Rs + ζ.Η7.Rss ;和
-Lso = ε.Ls + ζ.Η8.Lss0
【文档编号】H04S3/00GK104396279SQ201380023656
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年3月5日 优先权日:2012年3月5日
【发明者】S.戈斯森斯, J.格罗, C.哈特曼, J.克纳佩 申请人:无线电广播技术研究所有限公司