专利名称：三维空间音响系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三维空间音响系统，特别是涉及一种使用四个喇叭来增强收听者的后方音感效果的三维空间音响系统。
一般三维空间音响系统是利用与音源位置相关的人头相关转移函数(head related transfer function-HRTF)的技术来处理原始音信号，HRTF的技术是模拟人耳判别音源位置的方式，将原始音信号处理成为具有时间差别(interaural time differences)、强度差别(interaural intensity differences)与频率响应(frequency response)差别的两个左、右耳音响信号，再利用两个喇叭传入收听者的耳朵。
请参考
图1。图1为现有三维空间音响系统10的方块图。三维空间音响系统10包括有两前方喇叭12、14，一音响处理器16，一音响分配器18以及一前方干扰消除器20。两前方喇叭12、14是分别设于一收听者位置前方的左右两侧，用来向该收听者位置播放声音。音响处理器16是用来将一原始音信号根据一音源位置来做一三维空间音响处理，其利用一与该音源位置相关的HRTF来处理该原始音信号，以产生该收听者的左右耳位置所应收到的音响信号。
音响分配器18是电连接于音响处理器16以及两前方喇叭12、14之间，用来根据该收听者至该音源位置的方向与该收听者的正前方方向间的夹角，来决定音响处理器16所产生的左右耳音响信号应如何分配至两前方喇叭12、14以使该收听者的左右耳可以收到类似该原始音信号于该音源位置所传来的三维空间音响。前方干扰消除器20是电连接于两前方喇叭12、14的输入端以及音响分配器18之间，用来消除两前方喇叭12、14对该收听者的左右耳位置所产生的交互干扰，以使左耳音响信号传至左耳，右耳音响信号传至右耳，而不会产生串音(cross talk)。
由于现有三维空间音响系统10只在收听者位置前方的左右两侧设置两个前方喇叭12、14，当原始音信号的音源位置是在收听者的后方时，由前方喇叭12、14所模拟出来的效果相当有限，因此收听者对于后方音源的感受并不强烈。
本发明的目的在于提供一种使用四个喇叭来增强收听者后方音感效果的三维空间音响系统。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种三维空间音响(3D sound)系统，其包括有两前方喇叭，分别设于一收听者位置前方的左右两侧，用来向该收听者位置播放声音；两后方喇叭，分别设于一收听者位置后方的左右两侧，用来向该收听者位置播放声音；一音响处理器，用来将一原始音信号根据一音源位置来做一三维空间音响处理，以产生该收听者的左右耳位置所应收到的音响信号；以及一音响分配器，电连接于该音响处理器以及该两前方及后方喇叭之间，用来将该音响处理器所产生的左右耳音响信号根据该音源位置来分配至该两前方喇叭以及后方喇叭以使该收听者的左右耳可以收到类似该原始音信号于该音源位置所传来的三维空间音响。
下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中图1为现有三维空间音响系统的方块图；图2为本发明三维空间音响系统的方块图。
请参考图2。图2为本发明三维空间音响系统30的方块图。三维空间音响系统30包括有两前方喇叭32、34，两后方喇叭36、38，一音响处理器40，一音响分配器42，一前方干扰消除器44，以及一后方干扰消除器46。两前方喇叭32、34是分别设于一收听者位置前方的左右两侧，用来向该收听者位置播放声音。两后方喇叭36、38则是分别设于一收听者位置后方的左右两侧，用来向该收听者位置播放声音。
音响处理器40是用来将一原始音信号根据一音源位置来做一三维空间音响处理，其利用一与该音源位置相关的人头相关转移函数(head relatedtransfer function-HRTF)来处理该原始音信号，以产生该收听者的左右耳位置所应收到的音响信号。
音响分配器42是电连接于音响处理器40以及两前方32、34及后方喇叭36、38之间，用来根据该收听者至该音源位置的方向与该收听者的正前方方向间的夹角来决定音响处理器40所产生的左右耳音响信号应如何分配至两前方喇叭32、34以及后方喇叭36、38，以使该收听者的左右耳可以收到类似该原始音信号于该音源位置所传来的三维空间音响。
前方干扰消除器44是电连接于两前方喇叭32、34的输入端以及音响分配器42之间，用来消除两前方喇叭32、34对该收听者的左右耳位置所产生的交互干扰，以使左耳音响信号传至左耳，右耳音响信号传至右耳，而不会产生串音。而后方干扰消除器46是电连接于两后方喇叭36、38的输入端以及音响分配器42之间，用来消除两后方喇叭36、38对该收听者的左右耳位置所产生的交互干扰，以使左耳音响信号传至左耳，右耳音响信号传至右耳，而不会产生串音。
当收听者至该音源位置的方向与该收听者的正前方方向之间的夹角接近于90度时，音响分配器42会以内插法或查表法的方式将音响处理器40所产生的左右耳音响信号依据该夹角的角度分配至两前方喇叭32、34以及后方喇叭36、38。当该夹角还小于90度时，音响分配器42会将音响处理器40所产生的左右耳音响信号分配至两前方喇叭32、34。而当该夹角远大于90度时，音响分配器42会将音响处理器40所产生的左右耳音响信号分配至两后方喇叭36、38。
三维空间音响系统30不但在收听者位置前方的左右两侧设置两个前方喇叭32、34，而且还在收听者位置后方的左右两侧设置两个后方喇叭36、38，因此当原始音信号的音源位置是在收听者的后方时，音响处理器40所产生的左右耳音响信号会分配至两后方喇叭36、38，由后方喇叭36、38所模拟出来的效果将增强了收听者的后方音感效果，因此使收听者的左右耳可以收到类似原始音信号于收听者的后方所传来的三维空间音响。
与现有三维空间音响系统10相比，本发明三维空间音响系统30设有两前方喇叭32、34以及两后方喇叭36、38，音响处理器40所产生的左右耳音响信号可以根据音源位置来分配至两前方喇叭以及后方喇叭，因此使收听者的左右耳可以收到类似原始音信号的三维空间音响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡按本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属于本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种三维空间音响(3D sound)系统，其包括有两前方喇叭，分别设于一收听者位置前方的左右两侧，用来向该收听者位置播放声音；两后方喇叭，分别设于一收听者位置后方的左右两侧，用来向该收听者位置播放声音；一音响处理器，用来将一原始音信号根据一音源位置来做一三维空间音响处理，以产生该收听者的左右耳位置所应收到的音响信号；以及一音响分配器，电连接于该音响处理器以及该两前方及后方喇叭之间，用来将该音响处理器所产生的左右耳音响信号根据该音源位置来分配至该两前方喇叭以及后方喇叭以使该收听者的左右耳可以收到类似该原始音信号于该音源位置所传来的三维空间音响。
2.如权利要求1所述的三维空间音响系统，其另包括有一前方干扰消除器，电连接于该两前方喇叭的输入端以及该音响分配器之间，用来消除该两前方喇叭对该收听者的左右耳位置所产生的交互干扰。
3.如权利要求1所述的三维空间音响系统，其另包括有一后方干扰消除器，电连接于该两后方喇叭的输入端以及该音响分配器之间，用来消除该两后方喇叭对该收听者的左右耳位置所产生的交互干扰。
4.如权利要求1所述的三维空间音响系统，其中该音响处理器根据该音源位置所做的三维空间音响处理是依据一与该音源位置相关的人头相关转移函数来处理该原始音信号以产生该收听者的左右耳位置所应收到的音响信号。
5.如权利要求1所述的三维空间音响系统，其中该音响分配器是根据该收听者至该音源位置的方向与该收听者的正前方方向间的夹角来决定该音响处理器所产生的左右耳音响信号应如何分配至该两前方喇叭以及后方喇叭，以使该收听者的左右耳可以收到类似该原始音信号于该音源位置所传来的三维空间音响。
6.如权利要求5所述的三维空间音响系统，其中该夹角若接近于90度时，该音响分配器会以内插法或查表法的方式将该音响处理器所产生的左右耳音响信号依据该夹角的角度分配至该两前方喇叭以及后方喇叭，若该夹角远小于90度时，该音响分配器会将该音响处理器所产生的左右耳音响信号分配至该两前方喇叭，而当该夹角还大于90度时，该音响分配器会将该音响处理器所产生的左右耳音响信号分配至该两后方喇叭。
全文摘要
一种三维空间音响系统,包括两前方喇叭,两后方喇叭,音响处理器及音响分配器,两前方喇叭及两后方喇叭分别设于收听者位置前方左右两侧及收听者位置后方左右两侧,音响处理器将原始音信号根据音源位置做三维空间音响处理,以产生收听者左右耳位置所应收到的音响信号,音响分配器电连接于音响处理器及两前方及后方喇叭之间,将音响处理器所产生的左右耳音响信号根据音源位置来分配至两前方喇叭及后方喇叭,使收听者收到三维空间音响。
文档编号H04R5/02GK1274254SQ99106610
公开日2000年11月22日 申请日期1999年5月14日 优先权日1999年5月14日
发明者韦至修, 林进为, 李世炘 申请人:财团法人资讯工业策进会