通过包括左和右输出通道的输出设备将音频信号输出到内部的方法与流程

本发明涉及一种用于经由包括左和右声输出通道的声输出设备将音频信号输出到形成机动车辆的乘客舱的一部分的内部的方法。

众所周知，现代机动车辆配备有声输出设备，其包括分布在乘客舱中的多个声输出通道。

在乘客舱的前部区域中，至少一个输出通道通常存在于驾驶员侧(即通常是左输出通道)，一个输出通道(即通常是右输出通道)存在于乘客侧，中心输出通道存在于驾驶员侧输出通道和乘客侧输出通道之间的中心。中心输出通道用于确保即使在车辆的纵向中心线之外也能获得最佳的可能立体声宽度。如果不存在中心输出通道，则在听者方感知的音频信号的中心部分“迁移”到驾驶员侧或乘客侧的最近输出通道。

存在一种实用技术方案的需求，即能够通过仅包括具有两个相当的立体声宽度的输出通道(即右和左输出通道)的输出设备输出音频信号。特别是关于用于机动车辆的低成本输出设备的开发的需求上升了，其仅包括两个输出通道，即驾驶员侧的输出通道和乘客侧的输出通道，而没有中心输出通道。

因此，本发明的目的是提供一种方法，用于通过包括左和右声输出通道的声输出设备将音频信号输出到形成机动车辆乘客舱的一部分的内部，该声输出设备便于在不使用中心输出通道的情况下以最佳可能立体声宽度输出音频信号。

该目的通过根据权利要求1的方法实现。从属权利要求涉及该方法的可能实施例。

本文描述的方法用于经由包括左和右声输出通道(相应的输出通道通常由扬声器形成)的声输出设备(“输出设备”)将音频信号输出到形成机动车辆的乘客舱的一部分的内部。输出设备通常安装在机动车辆中。输出设备的两个输出通道通常布置在机动车辆的乘客舱中，使得可以通过其输出的信号可以输出到乘客舱中。该方法的目的是能够通过仅包括两个输出通道(即右输出通道和左输出通道，没有中心输出通道)的输出设备以最佳可能立体声宽度输出音频信号。可以以这种方式创建虚拟中心输出通道。

在第一方法步骤中，提供声学音频信号(“音频信号”)。音频信号通常是立体声信号。可以以各种方式提供音频信号。例如，音频信号可以通过音频载体(即例如cd)、数据载体(即例如硬驱存储器)、或者数据网络(即例如因特网)提供。音频信号可以是例如一段音乐、一段文字等。

在第二方法步骤中，所提供的音频信号分成几个，即如下所述，特别是感知方向相关的三个音频信号分量(“音频信号分量”)。为此，通过关于各个音频信号分量的合适的检查设备或算法来检查音频信号，所述各个音频信号分量对应或将对应于通过输出设备(仅包括两个输出通道，即左和右声输出通道)实际输出到听者所感知的输出方向或位置的音频信号，所述听者定位在相对于输出相应音频信号的输出设备的限定位置。听者相对于输出音频信号的输出设备的适当限定的位置可以是例如立体三角形的顶点，在此听者与输出通道形成等边三角形。

相应的音频信号分量可以是中心音频信号分量(其对应于通过包括两个输出通道的输出设备实际输出音频信号中的听者于中心感知的输出方向或位置)、左音频信号分量(其对应于通过包括两个输出通道的输出设备实际输出音频信号中的听者于(更)左侧(相较于中心音频信号分量)感知的输出方向或位置)、右音频信号分量(其对应于通过包括两个输出通道的输出设备实际输出音频信号中的听者于(更)右侧(相较于中心音频信号分量)感知的输出方向或位置)。

根据该方法，借助于适当的分离设备或算法执行的音频信号的分离通常提供(精确地)三个音频信号分量；因此，音频信号通常根据该方法分成(精确地)三个音频信号分量，即左音频信号分量(其包含感知于输出中心左侧或定位于输出中心左侧的音频信号的全部或仅部分)、右音频信号分量(其包含感知于输出中心右侧或位于输出中心右侧的音频信号的全部或仅部分)、和中心音频信号分量(其包含感知于输出中心或位于输出中心的音频信号的全部或仅部分)。

在第三方法步骤中，混合包括右和左输出通道的输出设备的右和/或左输出通道上的音频信号分量。因此，从分离音频信号获得的每个音频信号分量混合到包括两个输出通道的输出设备的特定输出通道。换句话说，每个音频信号分量与输出设备的两个输出通道中的一个相关联，通过该输出通道随后输出相应的音频信号分量。对于中心音频信号分量，情况是这可以混合(成比例地分离)到两个输出通道。

在该方法的第四步骤中，音频信号分量的输出最终通过输出设备的两个输出通道进行。因此，对于位于驾驶员侧或乘客侧的听者而言，可以实现最佳可能立体声宽度-输出发生在形成机动车辆乘客舱的一部分的内部-而不需要(专用)中心输出通道。

在该方法的一个实施例中，可以借助源分离设备来执行将提供的音频信号分离成各个音频信号分量。例如，通过源分离算法可以实现合适的源分离设备。例如，德国专利de102012025016b3中描述了用于源分离的合适方法和合适的源分离算法，对其公开内容进行明确参考。

如上所述，所提供的音频信号通常分成左音频信号分量、右音频信号分量和中心音频信号分量。左音频信号分量通常通过输出设备的左输出通道输出、右音频信号分量通常通过输出设备的右输出通道输出、中心音频信号分量通常通过输出设备的左和/或右输出通道输出。因此，中心音频信号分量可以通过输出设备的右输出通道和左输出通道两者输出。

还如上所述，中心音频信号分量可以通过两个输出通道成比例分离地输出。特别地，可以通过输出设备的右输出通道输出由加权因子确定的中心音频信号分量的第一部分，并通过输出设备的左输出通道输出由加权因子确定的中心音频信号分量的第二部分。因此，中心音频信号分量的第一部分可以通过右输出通道与右音频信号分量混合输出，并且中心音频信号分量的第二部分可以通过输出设备的左输出通道与左音频信号分量混合与输出。中心音频信号分量的部分的加权可以相等或不等地进行；因此，中心音频信号分量的第一部分可以大于中心音频信号分量的第二部分，反之亦然。

根据本发明可以使用静态或动态(可变)加权因子。在后一种情况下，加权因子可以改变，例如，作为可定义或定义的边界条件的函数。例如，加权因子可以作为与车辆乘员占用乘客舱的某些边界条件的函数而变化。因此，中心音频信号分量的加权可以根据位于乘客舱内的车辆乘员的分布的函数来进行。如果大多数车辆乘员位于驾驶员侧，则例如可以以更高的权重通过相应的驾驶员侧输出通道输出中心音频信号分量，如果大多数车辆乘员位于乘客侧，则例如可以以更高的权重通过相应的乘客侧输出通道输出中心音频信号分量。

除了该方法之外，本发明还涉及一种用于经由包括左和右声输出通道的声输出设备将音频信号输出到形成机动车辆的乘客舱的一部分的内部的设备。该设备的区别之处为，硬件和/或软件方式实现的分离设备、硬件和/或软件方式实现的混合设备和包括两个输出通道的输出设备，所述分离设备适于将所提供的音频信号分成多个音频信号分量，所述混合设备适于将每个音频信号分量混合到包括右和左输出通道的输出设备的右或左输出通道，所述输出设备适于通过右和/或输出通道输出音频信号分量。该设备适于执行该方法。因此，与本文描述的方法有关的所有解释都类似地适用于该设备。

除了方法和设备之外，本发明还涉及机动车辆，其包括相应的设备。因此，与本文所述方法相关的所有解释都类似地适用于机动车辆。

借助于附图中的示例性实施例更详细地解释本发明。这里唯一的图示出了根据示例性实施例的设备的示意图。

唯一的图示出了根据示例性实施例的设备1的示意图。设备1适于经由包括左和右声输出通道5、6的声输出设备7将音频信号输出到形成机动车辆3的乘客舱2的一部分的内部4中。

设备1包括作为功能组件的硬件和/或软件方式实现的分离设备8、硬件和/或软件方式实现的混合设备9、以及包括左和右输出通道5、6(扩音器)的输出设备7。分离设备8适于将所提供的音频信号s(即例如一段音乐)分成几个音频信号分量s.1-s.3。混合设备9适于将音频信号分量s.1-s.3混合到输出设备7的输出通道5、6。结合以下对方法的说明更详细地描述设备1的所述功能部件的功能性相互作用，该方法可以使用设备1实现，设备1用于将音频信号输出到形成乘客舱2的一部分的机动车辆3的内部4中。

因此，设备1适于执行一种方法，该方法用于经由包括左和右输出通道5、6的输出设备7将音频信号s输出到形成机动车辆3的乘客舱2的一部分的内部4中。该方法的目的是能够通过输出设备7以最佳可能立体声宽度输出音频信号s，所述输出设备7仅包括两个输出通道5、6，即右和左输出通道，没有中心输出通道。

在第一方法步骤中，提供音频信号s。音频信号s通常是立体声信号。可以以不同方式提供音频信号s。例如，音频信号s可以通过声音载体(即例如cd)、数据载体(即例如硬驱存储器)、或者数据网络(即例如因特网)提供。音频信号s可以是例如一段音乐、一段文字等的录音。

在第二方法步骤中，所提供的音频信号s借助分离设备8分成感知方向相关的三个音频信号分量s.1-s.3。为此，通过适当的检查算法检查音频信号s，所述检查算法可以借助关于各个音频信号分量s.1-s.3的分离设备8相关联或者所述检查算法借助关于各个音频信号分量s.1-s.3的分离设备8相关联，所述音频信号分量s.1-s.3在音频信号s的经由包括两个输出通道(即左和右输出通道)的输出设备的实际输出中，对应于或将对应于听者感知的输出方向或位置。音频信号s实际分成音频信号分量s.1-s.3是通过属于分离设备8的源分隔设备10进行的，并且包括一个或多个源分隔算法。

根据该方法，音频信号s分成左音频信号分量s.1、中心音频信号分量s.2和右音频信号分量s.3。中心音频信号分量s.2对应于在音频信号s通过包括两个输出通道的输出设备的实际输出中听者于中心感知的输出方向或位置。左音频信号分量s.1对应于在音频信号s通过包括两个输出通道的输出设备的实际输出中听者于(更)左侧(与中心音频信号分量相比)感知的输出方向或位置。右音频信号分量s.3对应于在音频信号s通过包括两个输出通道的输出设备的实际输出中听者于(更)右侧(与中心音频信号分量相比)感知的输出方向或位置。

根据该方法，因此音频信号s的分离传送(精确地)三个音频信号分量，即左音频信号分量s.1(其包含音频信号s的全部或仅部分，感知于输出中心左侧或位于输出中心左侧)、右音频信号分量s.3(其包含音频信号s的全部或仅部分，感知于输出中心右侧或位于输出中心右侧)、中心音频信号分量s.2(其包含音频信号s的全部或仅部分，感知于输出中心或位于输出中心)。

在第三方法步骤中，音频信号分量s.1-s.3借助混合设备9混合到输出设备7的右和/或左输出通道5、6。因此，每个音频信号分量s.1-s.3混合到输出设备的某个输出通道5、6。对于中心音频信号分量s.2，情况是这可以成比例分离地混合到两个输出通道5、6。

在第四方法步骤中，音频信号分量s.1-s.3的输出通过输出设备7的两个输出通道5、6进行。左音频信号分量s.1通过输出设备7的左输出通道5输出，右音频信号分量s.3通过输出设备7的右输出通道6输出，中心音频信号分量s.2通过输出设备7的左和/或右输出通道5、6输出。对于位于驾驶员侧或乘客侧的听者而言，无需专用的中心输出通道便可实现最佳可能立体声宽度。

如上所述，中心音频信号分量可以成比例分离地混合到两个输出通道5、6，并因此通过两个输出通道5、6成比例分离地输出。在这种情况下，由加权因子g确定的中心音频信号分量s.2的第一部分s.2.1可以通过输出设备7的左输出通道5输出，由加权因子g确定的中心音频信号分量s.2的第二部分s.2.2可以通过输出设备7的右输出通道6输出。因此，中心音频信号分量s.2的第一部分s.2.1可以通过左输出通道5与左音频信号分量s.1混合输出，中心音频信号分量s.2的第二部分s.2.2可以通过输出设备7的右输出通道6与右音频信号分量s.3混合并输出。中心音频信号分量s.2的部分s.2.1、s.2.2的加权可以相等或不等地进行；因此，中心音频信号分量s.2的第一部分s.2.1可以大于中心音频信号分量s.2的第二部分s.2.2，反之亦然。

根据该方法可以使用静态或动态(可变)加权因子g。在后一种情况下，加权因子g可以变化，例如，作为可定义或定义的边界条件的函数。例如，加权因子g可以作为车辆乘员占用乘客舱2的某些边界条件的函数而变化。因此，中心音频信号分量s.2的加权可以作为位于乘客舱2内的各个车辆乘员的分布的函数来进行。如果大多数车辆乘员位于驾驶员侧，则例如可以通过相应的驾驶员侧输出通道5、6以更高的权重输出中心音频信号分量s.2，如果大多数车辆乘员位于乘客侧，则例如可以通过相应的乘客侧输出通道5、6以更高的权重输出中心音频信号分量s.2。