音频设备及其方法_5

文档序号:9264931阅读:来源:国知局

[0150] -旦记录了并分析了脉冲响应以及执行了至不同类别的空间划分,就能够优化用 于每一个扬声器通道的音频内容。目的是在所有的空间中提供好的可懂度和覆盖。如果 所有的扬声器位于相同的共享空间中(具体地,它们全部支持主要收听区103,并且不需要 特别考虑辅助收听区105),那么传统的优化方法可以用于优化针对给定最佳收听位置的回 放。
[0151] 在一些实施例中,将音频内容用作测试信号来确定脉冲响应,即,所渲染的音频信 号也被用作测试信号。以这种方式,能够实时执行音频内容的自动重新分发而不需要用户 提示的校准。这在用户希望匆忙地(onthefly)将扬声器移到另一区域时是特别有利的。 这能够使用自适应滤波处理来实现。
[0152] 将被用于生成用于特定扬声器的驱动信号的多通道信号的选择在一些实施例中 将取决于该扬声器属于哪个类别。例如,如果卫星扬声器属于第一类别(即,它只支持主要 收听区103),它将选择这些通道的子集。例如,它将仅仅包括环境或环绕信号并且将不包括 前或中心信号。然而,如果卫星扬声器属于第二类别(即,它只支持辅助收听区105),它将选 择所有的通道。例如,它将包括中央通道、任何前通道以及环绕通道二者。因此,对于属于 第一类别的扬声器,将仅包括由多通道信号生成器203生成的多通道信号的信号子集,而 对于属于第二类别的扬声器,将包括所有的信号。
[0153] 在许多实施例中,该系统此外可以被安排成依赖于哪些扬声器可用于支持收听区 来适配特定收听区的音频的渲染。
[0154] 具体地,驱动器205可以被安排成将多个信号分发到一组扬声器上,其中该组扬 声器只包括在支持主要收听区103的类别子集中的扬声器。
[0155] 例如,在分类之后,该系统可以着手确定哪些扬声器可用于支持主要收听区103。 这些扬声器将被分类到与主要收听区103的支持相关联的类别中。例如,在先前的示例中, 它将包括被分类到第一类别或第三类别中的扬声器。驱动器205随后将着手在这些扬声器 上分发多个通道。
[0156] 将意识到:可以使用任何合适的用于将数量N个空间通道分发到数量M个扬声器 上的算法或处理。将意识到:本领域技术人员知晓各种这样的算法,其包括M〈N、M>N和M=N 的算法。
[0157] 作为不例,可以使用例如在PulkkiV."VirtualSourcePositioningUsing VectorBaseAmplitudePanning",J.AudioEng.Soc. , 45(6):456-466,Jun. 1997中 所描述的称为VectorBaseAmplitudePanning的技术。
[0158] 将意识到:在一些实施例中,分发可以在只支持主要收听区103的扬声器上,即, 在该特定示例中仅在第一类别中的扬声器上。
[0159] 也将意识到:同一方案可以用于辅助收听区105,即驱动器205可以被安排成将多 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支持辅助收听区105的类别子 集中的扬声器。
[0160] 该系统在许多场景中可以提供非常灵活的方案并且可以允许改进的音频渲染。例 如,如果若干扬声器支持主要收听区103,但是一个或多个扬声器已被移到不同区域(例如, 以支持辅助收听区105),则该系统能够重新分发音频通道,以便优选地在主要收听区103 中和在辅助收听区105中二者提供改进的收听体验。作为特定示例,如果一个扬声器被移 除并被带入图1的邻接开放式厨房,那么这个扬声器将不再被合适地放置用于环绕声通道 的渲染。不希望在厨房中仅渲染环绕声信息,因为这个内容只包含环境(信号),并且厨房中 的任何收听者将因此接收到非常少的主要音频内容。取而代之,希望将缩混至单声道版本 的5. 1声轨馈送到位于厨房中的扬声器。以这种方式,即使视线被打断(interrupt),厨房 中的用户也能够清楚地听到相关的音频内容。
[0161] 为了避免减少在最佳收听区域中的收听者的立体声定位提示,能够给厨房中的扬 声器馈送具有预定响度的处理信号并且能够给该扬声器馈送预定滤波器或由用户确定的 滤波器和幅度。因而,厨房中的扬声器对于在最佳收听区域中所感知的音频体验的影响被 最小化,同时厨房中的收听者感知到清楚且完全的音频体验。
[0162] 此外,该系统可以适配该处理,以便将音频内容重新分发到支持主要收听区103 的剩余扬声器上。重新分发确保:虽然从常规的多通道设置中遗漏一个扬声器,但是对总体 收听体验的影响被最小化。
[0163] 在许多实施例和场景中,主要信号至少部分地可以是语音信号,并且该系统可以 被适配成寻求给辅助收听区105中的用户提供某种清晰度的语音。实际上,驱动器205可 以为辅助收听区105确定语音清晰度指示,并且对于第一扬声器113,驱动器205随后可以 着手基于这个语音清晰度指示来相对于第二电平调节第一电平。例如,如果语音清晰度指 示表明所渲染的信号的语音的清晰度低于给定水平,则驱动器205可以着手增加主要信号 的增益,从而相对于环境声音来强调中央通道的语音。
[0164] 作为语音清晰度指示的特定示例,驱动器205可以确定语音可懂度或清晰度量 度,诸如语音传输指数(STI)或清晰度指数(C5(l)。这些可以从测量的脉冲响应中进行确定。
[0165] 相应地,通过评估是否可懂度或清晰度在辅助收听区105中是可接受的,可以调 节从扬声器113中渲染的中心信号的电平,以得到所希望的语音清晰度水平。在一些实施 例中,用于内容重新混合的公式能够动态地进行优化,以最大化或最小化某些客观测量。例 如,先前提到的算子F113和F115可以被优化,以致C5(|的值在收听区的特定部分中被最大化 或在整个房间环境中平均。
[0166] 在一些实施例中,该系统可以包括生成表明是否在给定区域中检测到用户的用户 存在指示的用户检测器。用户存在指示可以具体地表明是否用户位置落入主要收听区103 或落入辅助收听区105。该系统随后可以依赖于用户的存在来调节驱动信号的生成并因而 调节所渲染的声音。
[0167] 例如,如果用户存在指示表明没有用户存在于辅助收听区105中,那么对于第一 扬声器113而言,主要信号的增益/电平可以被设置为低,甚至设置为零。相应地,第一扬 声器113在这个场景中将仅协助提供环境声音给主要收听区103中的用户,而将不提供主 要信号的任何渲染给辅助收听区105。这对于主要收听区103中的用户将导致改进的音频 体验。
[0168] 相反,如果用户存在指示表明没有用户在主要收听区103中但是在辅助收听区 105中具有至少一个用户,那么驱动器205可以着手增加第一扬声器113的主要信号的增 益。具体地,该增益可以被设置成与环境信号相同,以提供包括原始音频信号(相等加权)的 所有声音的渲染声音信号。因而,可以给辅助收听区105中的用户提供改进的用户体验。
[0169] 如果用户存在指示表明在主要收听区103和辅助收听区105二者中具有用户,则 该系统可以着手在先前的场景之间折衷。例如,主要信号的增益可以被设置成辅助信号的 增益的一半,从而导致主要信号在辅助收听区105中的强调而不给主要收听区103引入不 可接受的干扰。
[0170] 在这些示例中,当用户存在指示表明用户存在于主要收听区103中时,驱动器205 相应地相对于辅助信号分量的电平来增加主要信号分量的电平。
[0171] 因而,用户至一个或两个卫星扬声器113、115的接近度(proximity)的检测可以 有益地用于控制该系统。例如,当检测到用户定位于靠近与主前扬声器相隔大距离的卫星 扬声器时,有可能这个用户将受益于这个卫星(扬声器)中的中心信号的升高电平,以便优 化可懂度。相比之下,当在该卫星(扬声器)的附近没有检测到用户时,最好从这个卫星扬声 器的信号中将该中心信号排除在外,因为没有用户将受益于它,而它可能实际上使得其他 用户的体验降级。
[0172] 类似地,检测用户在主要收听区103中的存在对于最佳系统控制可能是有益的。 例如,如果用户存在于主要收听区103中,则生成驱动信号,以致在这个区域中的体验尽可 能少地由于来自卫星扬声器的声音而被折衷。另一方面,如果检测到没有用户存在于这个 区域中,则能够配置该系统,以便优化接近卫星扬声器113、115的(一个或多个)用户的体验 而不考虑主要收听区103中的体验。
[0173] 使用任何合适的技术,用户的检测可以是自动的。例如,照相机可以勘查(survey) 房间,并且可以使用被安排成检测人们在视频图像的特定区域中的存在的视频算法来生成 用户存在指示。作为另一示例,用户检测可以牵涉简单的用户动作,例如,用户触摸卫星扬 声器113、115来表明:某人靠近该扬声器。
[0174] 在一些实施例中,第一扬声器113可以被安排成使用不同的辐射图案来辐射主要 信号和辅助信号。例如,可以作为两个独立的信号提供主要信号和辅助信号给第一扬声器 113。第一扬声器113可以包括具有不同辐射图案的两个音频换能器,并且每一个音频换能 器可以利用信号之一来驱动。作为另一示例,第一扬声器113可以包括音频换能器阵列,其 被驱动来为主要信号和辅助信号提供不同的音频图案。
[0175] 这些图案具体地可以是不同的,以致利用比主要信号更宽的图案来渲染辅助信 号。例如,为中央语音信号的主要信号可以朝向辅助收听区105在相对窄的图案中进行渲 染。相反,为环境信号的辅助信号可以利用宽的图案来渲染。相应地,语音将集中于在辅助 收听区105中的用户,但是提供一般环境信号的分布式且更扩散的渲染。由于能够减少源 自从第一扬声器113中渲染的主要信号的干扰,所以这可以在辅助收听区105中提供改进 的体验,但是也可以改善在主要收听区103中的音频体验。
[0176] 因而,在一些实施例中,可以优化卫星扬声器的声学辐射图案,以便给用户提供改 进的体验。通常,将为中心信号和环境信号选择不同的辐射图案。
[0177] 在一个示例中,卫星扬声器可以具有允许再现环境信号的多个驱动器,以致除了 卫星扬声器的正面(轴)方向(其通常面对靠近它定位的用户)之外,在所有方向上辐射这些 环境信号。对此互补,中心信号可以利用通常面对用户的前扬声器驱动器来再现。这具有 若干益处:对于靠近卫星扬声器的用户来说,由于中心信号不被没有直接朝向用户辐射的 环境信号所遮盖(mask),所以中心信号的清晰度和可懂度得到改善。这意味着:能够以较 低电平来再现中心信号,同时仍实现改进的清晰度和可懂度。对于主要收听区103中的用 户来说,这也具有益处:其体验最少受到来自卫星扬声器的中心信号的影响。另外,给主要 收听区103中的用户提供源自卫星扬声器的"扩散"环境信号,从而增强其体验。
[0178] 在另一示例中,卫星扬声器可以包含沿着垂直轴(垂直线阵)配置的多个驱动器。 如果对于所有的驱动器而言利用相同的信号来驱动垂直线阵,则从该阵列辐射柱面声波。 这样的柱面波的一个特性是:与利用单个驱动器生成的普通球面波相比,其幅度在电平方 面作为距离的函数而更逐渐地下降。能够有利地使用垂直线阵和单个扬声器驱动器的这些 不同的电平-距离属性。如果从所有的扬声器驱动器中渲染环境信号,与使用单个驱动器 时相比,实现在整个房间中更加均匀的环境声音电平。另外,如果中心信号从唯一一个驱动 器中进行再现的话,则其电平随着距离更快下降,以致与源自环境信号的声音相比,该声音 被更局限于在扬声器周围的区域。这是有益的,因为这意味着:对于在主要收听区103中的 用户的中心信号体验不太受到卫星扬声器的影响。因为用于垂直线阵中的所有驱动器的驱 动信号是相同的,所以这个解决方案原则上不需要附加的处理或放大器通道。相反,例如, 环境信号能够被动地在这些驱动器之间简单地进行划分。
[0179] 在一些实施例中,第一扬声器113可以是可调的多通道扬声器,其被安排成依赖 于扬声器的分类来配置多通道渲染特性。具体地,第一扬声器113可能能够操作在不同的 渲染模式中。在一种模式中,第一扬声器113作为单通道音频换能器来操作并且均匀地再 现所有的声音。在另一种模式中,第一扬声器113可以作为多通道扬声器系统来操作,其 中不同的音频信号在不同的方向进行渲染。具体地,第一扬声器113可以被安排成操作在 垂直环绕声模式中,其中不同空间通道的辐射从同一扬声器单元中但是在不同的方向中发 生。这个方案利用墙壁等等的反射来提供虚拟环绕扬声器的感知。
[0180] 在这样的系统中,第一扬声器113的操作可以取决于其被认为属于哪个类别。具 体地,如果它属于第一类别并且相应地支持主要收听区103,则它有可能作为环绕扬声器来 驱动。相应地,它将在单通道模式中被驱动并且只是渲染环境信号。
[0181] 然而,如果它属于第二类别并且相应地支持辅助收听区105,则它可以在多通道模 式中进行操作,其中不同的通道在不同的方向中进行辐射。具体地,第一扬声器113可以作 为虚拟环绕声扬声器来操作。例如,这
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