音频设备及其方法_4

文档序号:9264931阅读:来源:国知局
驱动信号,以 致:
[0121] 在一些实施例中,操作可以(如上所述)包括对于这些信号应用延迟。延迟的目的 是确保:对于所有的收听者即对于与前立体声扬声器1〇9、111相比更靠近卫星扬声器113、 115的收听者,声音被感知成来源于前扬声器109、111。在一些实施例中,有可能使用能够 自由定位的手持装置(麦克风或声音致动器(soundactuator))来确定与主要收听区103 相关联的第一参考位置。例如,可以在扬声器109-115之间执行测量,以确定这些扬声器的 相对位置。例如,与主要收听区103相关联的参考位置的地点随后可以被确定为在前立体 声扬声器109、111之前假定3米的位置。
[0122] 另外,校准测量也可以用于确定这些信号的左/右分配参数,以致如果扬声器 位于收听区域的左手侧(诸如图1中的第一扬声器113),则该设备对分量信号应用增 益客# = 〇并对分量信号巧〇3)应用非零增益。在一些实施例中,左-右系数的值可以与卫 星扬声器的角方向相链接,以致:
[0123] 优选地处理中心信号,以便该系统在其他收听区域中(诸如在图1中的餐桌107 旁)提供改善的语音的清晰度和可懂度,并且在主要收听区103中仍提供中央内容的最佳清 晰度和自然定位。在图1的系统中,这可以利用中央内容在靠近餐桌的第一扬声器113中 的相对增加以及中心信号的电平在靠近主要收听区103的另一卫星扬声器115中的 衰减来实现。在一些实施例中,中心信号在卫星扬声器113、115中的幅度仅取决于卫星扬 声器与最佳收听位置相隔的距离ds。用于信号的常规增益利用下式来给出: 其中通常,^ = 2。
[0124] 在该示例中,用于卫星扬声器113、115的完整混合规则相应地可以是:
其中4是渲染滤波器的脉冲响应,并且星号表示时域信号的卷积。通常,4是补偿从 前立体声扬声器109、111到围绕卫星(扬声器)的区域的声音传播的时间以便改善声音至例 如位于前立体声扬声器109、111之间的电视机101的方向的定位的简单延迟滤波器。
[0125] 在先前的示例中,主要信号和辅助信号的相对增益/电平取决于扬声器与对应于 主要收听区103的参考位置之间的距离。在一些实施例中,这些电平可以取决于与一个以 上的参考位置的关系,并且可以具体地也取决于至与辅助收听区105相关联的第二参考位 置的距离。
[0126] 在这样的实施例中,除了与主要收听区103相关联的第一参考位置之外,位置处 理器207还可以确定被认为表明辅助收听区105的第二参考位置。在一些实施例中,可以 使用复杂的方案来确定第二参考位置,例如包括麦克风被定位于辅助收听区105中(例如, 位于餐桌107上)。在其他的实施例中,第二参考位置可以例如基于低复杂度用户输入来确 定。例如,用户可以只是提供表明辅助收听区105的中心与前立体声扬声器109、111的左 侧相隔假定4米以及在前立体声扬声器109、111之前2米的用户输入。
[0127] 驱动器205在这样的场景中可以依赖于扬声器位置、第一参考位置和第二参考位 置来确定主要信号和辅助信号的相对增益并相应地确定主要信号分量和辅助信号分量的 电平。
[0128] 用于基于这些参数来确定增益的功能在许多实施例中可以是这样的,以致:对于 朝向第二参考位置的减小距离,主要信号分量的电平增加。因而,该功能反映:对于至第一 参考位置的给定距离而言,随着朝向第二参考位置的距离减小,第一电平(主要信号分量的 电平)相对于第二电平(辅助信号分量的电平)增加。
[0129] 因而,该系统可以增加从卫星扬声器中渲染的声音中的中心信号,以致与进一步 远离辅助收听区105的卫星扬声器相比,对于靠近辅助收听区105的卫星扬声器而言,它 变得更加明显。该方案例如可以区分位于与主要收听区103相隔当量距离(equivalent distance)但是相对于辅助收听区105位于不同侧上的扬声器。例如,如果在图1的示例中 第二扬声器115被定位于与第一扬声器113-样远离主要收听区103,那么第二参考位置的 使用能够用于确保:第一扬声器113渲染包括主要信号分量和辅助信号分量二者的全音频 信号,而第二扬声器115将仅植染辅助信号。因而,该系统将自动配置第一扬声器113来提 供完全独立声音场景渲染,而第二扬声器115将只提供背景/环境声音。
[0130] 在一些实施例中,位置处理器207被安排成将该组扬声器109-115分类到不同的 类别,其中驱动信号的生成则取决于个别扬声器被分配到哪个类别。
[0131] 具体地,位置处理器207可以被安排成将扬声器109-115分类到至少两个类别,其 中第一类别与支持主要收听区103的扬声器相关联,而第二类别与支持辅助收听区的扬声 器相关联。在一些实施例中,这些类别可以只包括这两种类别,并因而一些扬声器可能潜在 地属于两个类别,即,这些扬声器可以支持主要收听区103和辅助收听区105二者。
[0132] 这种分类因而是分类到类别,其中每一个类别包括被认为支持特定收听区的扬声 器。然后将基于这种分类来生成驱动信号,并且具体地,被认为属于第一类别的扬声器的驱 动信号被生成为适合于向主要收听区103提供声音,而被认为属于第二类别的扬声器的驱 动信号被生成为适合于向辅助收听区105提供声音。被认为属于第一和第二类别二者的扬 声器的驱动信号被生成为适合于向主要收听区103和辅助收听区105二者提供声音。
[0133] 将意识到:类别的描述反映该设备的处理。即,第一类别与被假定支持主要收听区 103的扬声器相关联并且具体地与能够渲染在主要收听区103中感知到的声音的扬声器相 关联。因而,第一类别可以与对其而言(假定)从扬声器位置到主要收听区103的声学传递 函数具有低于给定阈值的衰减的扬声器相关联。
[0134] 类似地,第二类别与被假定支持辅助收听区105的扬声器相关联并且具体地与能 够渲染在辅助收听区105中感知到的声音的扬声器相关联。因而,第二类别可以与对其而 言(假定)从扬声器位置到辅助收听区105的声学传递函数具有低于给定阈值的衰减的扬声 器相关联。
[0135] 将意识到:分类可以基于任何合适的算法、参数或方案。例如,在低复杂度实施例 中,分类可以基于手动用户输入,例如,诸如在每一个扬声器与主要收听区103和辅助收听 区105之间的距离的显式指示。因而,将意识到:没有必要显式测量例如传播条件等等来确 定是否特定的扬声器提供足够的声音至给定的收听区以便被认为支持它。相反,任何合适 的指示或估计可以用于确定被认为或被假定支持主要收听区103和辅助收听区105的扬声 器的类别。
[0136] 在该示例中,对于不同类别中的扬声器,不同地生成驱动信号。例如,第一扬声器 113可以被分类成属于第二类别,而第二扬声器115可以被分类成属于第一类别。在这种情 况下,可以生成用于第一扬声器113的驱动信号,以致与第二扬声器115相比,主要信号分 量相对于辅助信号分量的增益/电平是显著更高的。例如,对于第二扬声器115来说,用于 主要信号的增益可以被设置成零,并且用于辅助信号的增益可以被设置成1。这将导致只有 环境信号被植染,并因而第二扬声器115作为环绕扬声器操作。相比之下,对于第一扬声器 113来说,用于主要信号和辅助信号二者的增益可以被设置成1,从而导致全音频信号的渲 染。因而,第一扬声器113被配置成给辅助收听区105中的人们提供完整声音场景的独立 扬声器。
[0137] 在一些实施例中,该系统可以进一步考虑是否给定扬声器属于一个以上的类别。 例如,如果第一扬声器被分类为支持主要收听区103和辅助收听区105二者,可以将增益设 置到中间水平,例如,主要信号的增益被设置到假定0.4,而辅助信号的增益仍然是1。因 而,在这样的示例中,扬声器被配置成在辅助收听区105中提升(boost)中央通道,同时寻 求降低其对主要收听区103的影响。
[0138] 在许多实施例中,这些类别可以是不相交的,即给定扬声器只可以属于一个类别。 在这样的情况下,第一类别可以与支持主要收听区103但是不支持辅助收听区105的扬声 器相关联,而第二类别可以与支持辅助收听区105但是不支持主要收听区103的扬声器相 关联。此外,这些类别可以包括与支持主要收听区103和辅助收听区105二者的扬声器相 关联的第三类别。
[0139] 对于每一个类别,可以存储用于主要信号和辅助信号的组合的特定集合的增益, 并且随后在生成个别驱动信号时可以应用这些增益。
[0140] 作为特定示例,将考虑包括同一房间环境(例如,对应于图1)中的两个区域的系 统。在该示例中,每一个区域对应于收听区。在该方案中,进行测量处理,以便检测或估计是 否多通道扬声器系统中的个别扬声器位于分别对应于第一类别、第三类别和第二类别的同 一空间(声学区)、连接空间或不同空间中。这个信息随后用于适配音频内容的渲染。例如, 对于被隔离的扬声器,音频内容应该代表整个电影声轨且不限于5. 1声轨中的一个通道。
[0141] 在该示例中,音频系统包括被安排成生成随后被馈送至扬声器的测试信号的测试 生成器。另外,包括提供随后被分析的麦克风信号的麦克风。在一些实施例中,麦克风可以 是能够被移动到不同位置并且例如能够被定位在主要收听区103和/或辅助收听区105内 的单独的麦克风,其中该麦克风的位置随后被用作参考位置。在其他的实施例中,可以提供 多个麦克风,并且具体地每一个扬声器109-115可以包括麦克风。
[0142] (一个或多个)麦克风可以记录测试信号,并且例如基于检测的信号以及所发送的 测试信号的知识,可以确定声学传递函数。基于这些测量,可以执行个别扬声器的分类。
[0143] 例如,可以使得音频系统进入其中只生成测试信号的测试模式。可以指令用户将 麦克风定位在主要收听区103的中心。然后可以从每一个扬声器中顺序地生成测试信号, 并且可以确定每一个扬声器的麦克风信号的平均电平。如果检测到的给定扬声器的电平高 于给定阈值,则认为该扬声器支持主要收听区103。该处理随后可以针对在辅助收听区105 中的扬声器进行重复,以确定被估计支持辅助收听区105的扬声器。这些扬声器随后可以 被分类成只支持主要收听区103的扬声器、只支持辅助收听区105的扬声器以及支持主要 收听区103和辅助收听区105二者的扬声器。
[0144] 因而,一旦针对给定扬声器识别了传递函数/脉冲响应,则相对于预定量度来分 析该传递函数/脉冲响应,以识别是否该扬声器位于主要收听区103、辅助收听区105或二 者中。这个处理可以针对所有的扬声器进行重复。以这样的方式,这些类别可以对应于声 学区,诸如在预定距离内或在动态估计的混响半径内围绕扬声器的区域。连接声学区可以 是在两个声学区之间的区域,其中扬声器将在其他声学区中的两者中是可闻的。示例可以 是在同一房间中的两个位置,其中这两个位置的分离度远大于混响半径或者这两个位置被 诸如大片家具或墙壁之类的障碍物部分遮蔽。
[0145] 单独的声学区可以是由于诸如墙壁或门之类的物理障碍物而与主空间隔离的区 域。扬声器在这里有效地与其他扬声器相隔离,并且虽然内容可能是相同的,但是在这个房 间中的回放被感知为完全独立于其他房间中的回放。
[0146] 至不同类别的分类可以允许考虑这样的声学环境并且可以允许该系统相应地适 配该操作。
[0147] 如何可以分析检测到的脉冲响应的特定示例包括: 如果没有脉冲响应被检测到,或者如果脉冲响应的幅度低于预定阈值,则假定发送扬 声器位于与接收麦克风完全不同的空间中。具体地,如果脉冲响应的幅度低于主要收听区 103的给定电平,那么发射测试信号的扬声器将不属于与支持主要收听区103的扬声器相 关联的任何类别。相同的情况适用于辅助收听区105。
[0148] 如果麦克风位于邻接空间内、位于大距离上或者没有直接视线至测试扬声器,那 么有可能距离其他扬声器太远而无法作为衔接的多通道再现系统来有效地操作。飞行时 间数据能够用于估计麦克风与所有其他扬声器之间的距离。大于假定8米的距离可以被 视为单独的空间。用于确定是否扬声器位于单独声学空间中的另一量度是脉冲响应的轮廓 (profile)。相邻空间中的扬声器有可能具有比共享空间中的麦克风高得多的混响声-直 达声之比。这在显示分别在相邻空间(图4)和与测试扬声器相同的空间(图5)中记录的脉 冲响应的图4和5中进行举例说明。在前一种情况中,脉冲响应展示小脉冲和相对大的指 数衰减,而在后一种情况中,脉冲响应展示相对大的初始脉冲和相对较小的指数衰减。直 达-混响(声)之比是用于确定是否麦克风位于与发送扬声器相同的空间中或位于邻接空间 中的好标记(marker)。第三标记可能是混响半径;S卩,与其中直达声和反射声变得相等的 源相隔的距离。
[0149] 将意识到:具有许多不同的检测是否扬声器位于与另一扬声器(或麦克风)相同的 声学空间中的方法。其他的示例包括在短时间窗口上的频率响应分析以及分析脉冲响应的 包络的形状等等
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