基于对象的音频的虚拟渲染的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年8月31日提交的美国临时优先权申请No. 61/695, 944的优先 权，该申请的全部内容通过引用并入此。
技术领域
[0003] 一种或多种实现总体涉及音频信号处理，更具体地，涉及基于对象的音频的虚拟 渲染和均衡。
【背景技术】
[0004] 背景部分中所讨论的主题不应仅由于其在背景部分中被提及而被假定为现有技 术。类似地，在背景部分中提及的或者与背景部分的主题相关联的问题不应被假定为以前 已经在现有技术中被认识到。背景部分中的主题仅表示不同方法，这些方法本身也可以是 发明。
[0005] 空间音频通过扬声器对的虚拟渲染通常涉及立体声双耳信号的创建，该立体声双 耳信号然后被馈送通过串音消除器以产生左扬声器信号和右扬声器信号。双耳信号表示到 达收听者的左耳和右耳的期望声音，并且被合成以模拟三维（3D)空间中的特定音频场景， 该特定音频场景可能包含在不同位置处的大量源。串音消除器试图消除或减小立体声扩音 器回放中固有的自然串音，以使得双耳信号的左声道基本上仅被递送到收听者的左耳，右 声道基本上仅被递送到收听者的右耳，从而保留双耳信号的意图。通过这样的渲染，音频对 象被"虚拟地"放置在3D空间中，这是因为扩音器不必物理地位于所渲染的声音看似是从 其发出的点处。
[0006] 串音消除器的设计基于从扬声器到收听者的耳朵的音频传输的模型。图1例示了 目前已知的用于串音消除器的音频传输模型。信号\和S!^表示从左扬声器104和右扬声 器106发送的信号，信号^和e1；表示到达收听者102的左耳和右耳的信号。每个耳朵信号 被建模为左扬声器信号和右扬声器信号之和，每个扬声器信号被单独的线性时不变传递函 数H滤波，该传递函数H对从每个扬声器到该耳朵的声学传输进行建模。这四个传递函数 108通常使用头部相关传递函数（HRTF)来进行建模，这些HRTF根据所假定的相对于收听者 102的扬声器布置被选择。通常，HRTF是表征耳朵如何从空间中的点接收声音的响应；用于 两个耳朵的HRTF对可以用于合成看似从空间中的特定点发出的双耳声音。
[0007] 图1中所描绘的模型可以写成如下的矩形方程形式：
【主权项】
1. 一种用于虚拟渲染基于对象的音频的方法，包括： 将对象信号和相应的对象信号位置应用于双耳滤波器对以产生双耳信号，其中，所述 对象信号和所述对象信号位置与所述基于对象的音频的音频对象相关联； 将所述双耳信号乘以平移系数以产生缩放双耳信号，所述平移系数是基于所述对象信 号位置而计算的； 在多个串音消除器之间平移从所述双耳滤波器对产生的所述双耳信号，其中，串音消 除器之间的所述平移由与每个音频对象相关联的位置控制； 对所述缩放双耳信号求和；和 将串音消除处理应用于求和的缩放双耳信号以产生用于通过扬声器对回放的扬声器 信号对。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述双耳滤波器对利用所述对象信号在三维空 间中相对于收听区域中的收听者的期望位置的头部相关传递函数（HRTF)对。
3. -种用于虚拟渲染基于对象的音频的方法，包括： 将双耳滤波器函数对应用于一个或多个对象信号中的每个对象信号以产生各自的双 耳信号，其中，每个双耳滤波器根据各自的对象信号的对象位置被选择； 基于对象位置计算用于每个对象信号的多个平移系数，其中，所述多个平移系数中的 每个平移系数乘以各自的双耳信号以产生多个缩放双耳信号； 将用于所述多个平移系数中的每个平移系数的相应的缩放双耳信号求和以产生多个 和信号；和 将串音消除处理应用于所述多个和信号中的每个和信号以产生用于通过各自的扬声 器对输出的扬声器信号对。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述双耳滤波器函数对利用所述对象信号在三 维空间中相对于收听区域中的收听者的期望位置的头部相关传递函数（HRTF)对，并且进 一步其中，所述对象信号的至少一部分包括时变对象。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于对象的音频包括传统内容，所述传统内 容被配置用于在包括按所定义的环绕声配置设置的扬声器阵列的环绕声系统中回放，并且 其中，所述传统内容的固定声道位置包括所述一个或多个对象信号的各自对象。
6. -种虚拟渲染基于对象的音频以用于在具有多个扬声器对的收听区域中回放的方 法，包括： 通过将双耳滤波器函数对应用于一个或多个对象信号中的每个对象信号来产生用于 每个对象信号的双耳信号； 在多个串音消除器处理之间平移所述双耳信号以产生每个双耳信号的串音消除的输 出；以及 将所述串音消除的输出发送到所述多个扬声器对的相应扬声器对。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述一个或多个对象信号中的每个对象信号是 时变信号，并且每个对象信号与三维空间中的位置相关联。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述平移步骤由与所述对象信号相关联的位置 控制。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，应用于对象信号的所述双耳滤波器函数对是基 于与所述对象信号相关联的位置的。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述双耳滤波器函数对利用对象信号在三维空 间中相对于收听区域中的收听者的期望位置的头部相关传递函数（HRTF)对之一。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述平移步骤由平移函数执行，所述平移函数 被配置为以将各个对象信号的期望位置传递到收听区域中的多个收听者中的每个收听者 的方式将所述多个对象信号中的每个对象信号分发给所述多个扬声器对中的每个扬声器 对。
12. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个扬声器对包括在扬声器外壳内的多个 驱动器阵列。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个驱动器包括一个或多个前发射驱动 器、一个或多个侧发射驱动器、以及一个或多个向上发射驱动器。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述对象信号的期望位置包括感知上在收听 者上方的位置，并且其中，对象信号由下列之一回放：物理地置于收听者上方的扬声器、以 及被配置为使声波朝向收听区域的天花板投射以便向下反射到收听者的向上发射驱动器。
15. -种用于在收听环境下通过多个扬声器对虚拟渲染基于对象的音频的系统，包 括： 接收器级，所述接收器级接收多个对象信号； 多个双耳滤波器，被配置为将双耳滤波器函数对应用于一个或多个对象信号中的每个 对象信号以产生各自的双耳信号，其中，对象信号的至少一部分包括时变对象，并且其中， 每个双耳滤波器根据各自的对象信号的对象位置被选择； 多个平移电路，被配置为基于对象位置计算用于每个对象信号的多个平移系数，其中， 所述多个平移系数中的每个