音频设备及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及音频设备及其操作的方法，尤其但不完全涉及音频的渲染来支持多个 收听区（listeningzone)。
【背景技术】
[0002] 音频再现和渲染在当今的社会中是无处不在的并且多年以来已变得更高级和复 杂。特别地，提供比常规的单声道与立体声再现更好的空间体验的空间音频渲染在过去的 几十年里已变得更广泛。
[0003] 例如，超越简单立体声的多通道音频渲染、尤其多通道空间声音渲染通过诸如环 绕声家庭影院系统之类的应用而已变得司空见惯。通常，这样的系统使用相对于收听位置 而被定位在特定空间位置上的扬声器。例如，5. 1家庭影院系统经由定位的五个扬声器来提 供空间声音，其中一个扬声器位于收听位置（中央通道）的正前方，一个扬声器位于收听位 置的左前方，一个扬声器位于收听位置的右前方，一个扬声器位于收听位置的左后方，以及 一个扬声器位于收听位置的右后方。另外，时常提供非空间低频扬声器。
[0004] 这样的常规系统基于音频信号相对于收听位置在特定的标称位置上的再现。通常 为每一个音频通道提供一个扬声器，并因此扬声器必须被定位在与用于该系统的预定或标 称位置相对应的位置上。
[0005] 然而，这样的要求是相当限制的，并且在提供用户体验和扬声器的定位方面具有 增加灵活性的希望。
[0006] 例如，具有允许扬声器灵活地进行定位的希望，其中系统自动地适应于特定的扬 声器配置。也具有对于更灵活的用户场景和体验的希望。特别地，时常希望声音被渲染至 不同的区域并且对于每个区域具有不同的要求。例如，在开放式（openplan)居住区域中， 可能希望声音渲染为在例如起居室区域中和在厨房区域中的用户二者提供好的用户体验。 然而，这两种用户体验的要求可能是非常不同的。并且，为了在两个区域中提供声音，将时 常需要用户定位扬声器，以致这些扬声器覆盖两个区域，而这通常与常规的环绕声方案的 要求形成对比。
[0007] 因此，改进的音频渲染方案将是有利的，尤其允许增加灵活性、降低复杂度、改进 用户体验、更多封装声音体验、降低空间失真、对于多个收听区的改进支持和/或改进性能 的音频渲染方案将是有利的。
【发明内容】
[0008] 相应地，本发明寻求单个地或以任何组合来优选地减轻、缓解或消除上述缺陷之 中的一个或多个。
[0009] 根据本发明的一方面，提供一种音频设备，包括：接收机，用于接收音频信号；生 成器，用于从音频信号中生成多通道信号，多通道信号包括多个信号，多个信号包括至少一 个主要（primary)信号和至少一个辅助（secondary)信号；驱动器，用于生成一组驱动信 号，该组驱动信号包括用于一组扬声器中的扬声器的至少一个驱动信号，该组驱动信号至 少包括源自主要信号的第一信号分量和源自辅助信号的第二信号分量；位置电路，用于确 定扬声器的第一位置；其中驱动器被安排成相对于辅助信号分量的第二电平来调节主要信 号分量的第一电平，以响应相对于第一参考位置的第一位置。
[0010] 本发明在许多实施例中可以提供改进的音频体验。本发明在许多应用中可以允许 从扬声器中植染的声音对于扬声器的特定使用的改进适配（adaptation)。
[0011] 例如，多通道信号可以对应于环绕声信号的通道，并且利用扬声器所渲染的环绕 声和主要(声音）（例如中央通道声音)的数量可以基于扬声器的位置进行适配。例如，如果 扬声器被定位于常规的用于环绕声安排的后扬声器位置上，则扬声器可以被驱动来只渲染 环绕/环境声音，而如果远离环绕声安排来定位扬声器的话，则可以适配所渲染的声音以 包括环绕声以及主信号(例如，诸如包括对话的中心信号)。因而，当被用作环绕声安排的一 部分时，扬声器渲染环绕声，而如果它被个别地用于例如提供声音至辅助区域，则该扬声器 能够渲染环绕声信号的所有声音分量。因而，可以实现利用扬声器所提供的音频体验的自 动适配。
[0012] 参考位置可以是预定位置或可以由音频系统来确定或估计。在一些实施例中，参 考位置可以是该组扬声器中的另一扬声器的位置。在一些实施例中，参考位置可以对应于 (标称的）收听位置。位置电路可以直接确定第一位置为相对于参考位置的位置。因而，第 一位置可以利用相对于参考位置表明第一位置的一个(或多个）值来代表。
[0013] 主要信号可以是例如空间多通道信号中的中心信号、空间多通道信号中的前信 号、非扩散（diffuse)信号和/或语音信号。在许多实施例中，主要信号对应处于一个方向 中（或一个位置上）的声源。
[0014] 辅助信号例如可以是空间多通道信号中的后信号、空间多通道信号中的侧信号、 扩散信号、背景信号和/或环境信号。在许多实施例中，辅助信号对应于多个方向中的声 源，尤其在许多情况下包括至少一个分布式声源，具体地，诸如不具有任何相关联位置的声 源(例如，扩散环绕背景噪声)。
[0015] 第一电平相对于第二电平的调节可以具体地通过调节第一电平、第二电平或第一 和第二电平二者来实现。第一电平相对于第二电平的调节可以具体地通过调节主要信号/ 主要信号分量的增益、调节辅助信号/辅助信号分量的增益或调节主要信号/主要信号分 量的增益和辅助信号/辅助信号分量的增益二者来实现。
[0016] 该组驱动信号在一些实施例中可以包括用于至少一个扬声器的一个以上的驱动 信号。在其他的实施例中，该组驱动信号对于该组扬声器中的每一个扬声器可以包括一个 驱动信号。主要信号分量和辅助信号分量在一些实施例中可以是一个驱动信号的分量或在 其他的实施例中可以是提供给同一扬声器的不同的驱动信号。
[0017] 第一参考位置可以是单个位置或是一组位置(或从该组位置中进行确定)，诸如区 域或地区。具体地，第一参考位置可以对应于收听区。
[0018] 根据本发明的任选特征，驱动器包括用于将主要信号和辅助信号组合成用于扬声 器的单个驱动信号的组合器，主要信号相对于辅助信号的加权取决于相对于第一参考位置 的第一位置。
[0019] 这在许多场景中可以便于操作和/或降低复杂度。特别地，这可以允许为扬声器 生成单个驱动信号，从而允许这个(扬声器）只是渲染包括主要信号分量和辅助信号分量二 者的一个音频信号。
[0020] 组合器可以例如包括被安排成将主要信号和辅助信号一起混合以形成驱动信号 的混合器。在许多实施例中，驱动器可以进一步包括应用于主要信号、辅助信号或组合的驱 动信号的一个或多个滤波器或延迟。在许多应用中，该组合可以包括其他信号，诸如其他的 辅助信号。
[0021] 根据本发明的任选特征，驱动器被安排成：对于在第一位置与第一参考位置之间 增加的距离，相对于第二电平来增加第一电平。
[0022] 这在许多场景中可以提供改进的音频体验。其通常可以允许渲染对于扬声器的特 定使用的改进适配。例如，增加的距离时常表明扬声器较少被用作环绕声安排的组成部分 而更多被用作用于提供完整音频体验的独立扬声器。
[0023] 第一电平相对于第二电平的比率可以是第一位置与第一参考位置之间的距离的 单调递增函数。
[0024] 根据本发明的任选特征，驱动器进一步被安排成响应于相对于第二参考位置的第 一位置来相对于第二电平调节第一电平。
[0025] 这可以提供增加的灵活性并且时常提供改进的用户体验。特别地，这可以在其中 给多个区提供音频的场景中提供改进的适配。
[0026] 在许多实施例中，第一参考位置与主要收听位置、区域或区相关联，而辅助参考位 置与辅助收听位置、区域或区相关联。
[0027] 根据本发明的任选特征，驱动器被安排成：对于在第一位置与第一参考位置之间 增加的距离，相对于第二电平来增加第一电平，以及对于在第一位置与第二参考位置之间 减小的距离，相对于第二电平来增加第一电平。
[0028] 这可以提供增加的灵活性并且时常提供改进的用户体验。特别地，这可以在其中 给多个区提供音频的场景中提供改进的适配。
[0029] 根据本发明的任选特征，音频信号是环绕音频信号，并且生成器被安排成从环绕 音频信号的中央通道中生成主要信号以及从环绕音频信号的至少一个非中央通道中生成 辅助信号。
[0030] 这在许多实施例中可以提供特别有利的音频体验。特别地，这可以在独立扬声器 与支持环绕声配置的扬声器之间提供扬声器的功能的有效适配。
[0031] 根据本发明的任选特征，位置电路被安排成确定该组扬声器中的至少一个扬声器 的扬声器位置以及根据该扬声器位置来确定参考位置。
[0032] 这可以提供改进的和/或便利的操作。例如，参考位置可以被确定为诸如相对于 一个或多个现有扬声器的相对位置。
[0033] 根据本发明的任选特征，驱动器被安排成为从扬声器中渲染的声音确定语音清晰 度指示，以及相对于第二电平来调节第一电平，以响应语音清晰度指示。
[0034]这在许多场景中可以提供改进的音频体验。特别地，该方案可以允许该系统自动 地适应于在辅助收听区中提供清楚可感知的语音。
[0035]根据本发明的任选特征，该音频设备进一步包括用于生成表明在收听区中的用户 存在的用户存在指示的用户检测器；以及驱动器被安排成相对于第二电平来调节第一电 平，以响应用户存在指示。
[0036] 这可以允许改进的音频适配，并且可以特别地允许针对当前使用场景的适配，和/ 或如果只有一个收听区被占用，允许在提供给不同收听区中的用户的音频体验之间的权衡 (trade-off)而不危害性能。
[0037] 根据本发明的任选特征，用户存在指示表明用户位置；以及其中驱动器被安排成 相对于第二电平来降低第一电平，以响应表明在主要收听区中的用户位置的用户存在指 不〇
[0038] 这可以利用在主要收听区中的用户的优先级来允许改进的音频体验。
[0039] 根据本发明的任选特征，用户存在指示表明用户位置；以及其中驱动器被安排成 相对于第二电平来增加第一电平，以响应表明在辅助收听区域中的用户位置的用户存在指 不〇
[0040] 这对于在辅助收听区中的用户而言可以允许改进的音频体验，同时在辅助收听区 未被占用时允许在主收听区中的音频体验的优化。
[0041] 根据本发明的任选特征，该音频设备进一步包括扬声器，并且该扬声器被安排成 利用与用于辅助信号的辐射图案不同的辐射图案来渲染主要信号。
[0042] 这在许多场景中可以允许改进的音频体验并且具体地可以允许改进的用户体验。 用于主要信号的辐射图案具体地可以是比用于辅助信号的辐射图案更窄的图案。该方案可 以例如允许环境或背景信号的更扩散渲染而对于主(例如，语音）信号的渲染没有影响。 [0043] 根据本发明的任选特征，位置电路被安排成将该组扬声器中的至少一些扬声器分 类到至少包括与支持主要收听区的扬声器相关联的第一类别以及与支持辅助收听区的扬 声器相关联的第二类别的类别；以及其中驱动器被安排成相对于第二电平来确定第一电 平，以响应扬声器的分类。
[0044] 这可以允许改进的音频渲染并且具体地可以允许该系统通过依赖于扬声器与多 个收听区的关系适配这些扬声器的声音渲染来支持多个收听区。
[0045] 根据本发明的任选特征，第一类别与不支持辅助收听区的扬声器相关联，而第二 类别与不支持主要收听区（103)的扬声器相关联，以及这些类别进一步包括与支持主要收 听区和辅助收听区二者的扬声器相关联的第三类别。
[0046] 根据本发明的任选特征，驱动器被安排成：与当扬声器在第一类别中时相比，当扬 声器在第二类别中时，相对于第二电平，将第一电平设置得更高。
[0047] 这可以允许针对主要和辅助收听区中的特定偏好的扬声器的使用的有效适配。例 如，这可以允许扬声器当被定位来支持主要收听区时自动地被提供用于环绕声配置的环绕 信号以及当被定位来支持辅助收听区时被提供环绕和例如语音分量二者。
[0048] 根据本发明的任选特征，驱动器被安排成从多个通道信号中的一组信号中为该扬 声器生成单个驱动信号，该组信号取决于该扬声器属于哪个类别。
[0049] 这可以允许改进的适配。例如，当该扬声器属于第一类别时，驱动信号可以被生成 来直接对应于多通道信号中的一个通道，而如果该扬声器属于第二类别，可以通过组合多 通道信号中的多个通道以及可能地所有的通道来生成驱动信号。因而，该方案可以允许扬 声器从是单通道扬声器至是单个独立扬声器的自动适配，其中单通道扬声器与其他扬声器 一起支持空间多通道渲染，而单个独立扬声器渲染完整的多通道信号。
[0050] 具体地，驱动器可以被安排成：当该扬声器属于第二类别时，将多个通道信号中的 所有信号组合成用于该扬声器的单个驱动信号。
[0051] 根据本发明的任选特征，驱动器被安排成将多个通道信号分发到一组扬声器上， 其中该组扬声器只包括在与支持主要收听区的扬声器相关联的类别的子集中的