用于产生具有至少两个输出通道的输出信号的装置和方法
【专利说明】
[0001 ] 本申请是国际申请号为PCT/EP2012/058433,国际申请日为2012年5月8日，并于 2014年1月3日进入中国国家阶段，申请号为2012800333511，发明名称为"采用分解器产生 输出信号的装置和方法"的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明有关于音频处理，特别是有关于运用分解器产生输出信号的装置和方法。
【背景技术】
[0003] 人类听觉系统从所有方向感觉声音。感知听觉(形容词"听觉"表示所感知的事物， 同时该词"声音"将用于叙述物理现象)环境产生环绕空间的声学性质及存在的声音事件的 印象（image)。考虑S种不同类型的信号：直传声(direct sound)、早期反射、及漫反射，可 将于特定声场中所感知的听觉印象(至少部分地)模型化。运些信号有助于感知听觉空间印 象的形成。
[0004] 直传声表示直接来自声源而没有干扰的首先达到听者的每一声音事件的波。此为 该声源的特征，并且提供最少破解的关于该声音事件入射角方向的信息。用于估量于水平 面的声源方向的主要线索在左右耳输入信号之间是不同的，亦即双耳时间差（ITD)及双耳 音强差（ILD)。随后，该直传声的许多反射从不同方向到达耳朵，并且具有不同的相对时间 延迟及音强。随着相对于该直传声的时间延迟的增加，该反射的密度亦增加直到该反射构 成统计杂波。
[0005] 反射的声音有助于距离感知W及听觉空间印象，听觉空间印象由至少两个成分组 成：主观声源宽广度(ASW)及环绕感化EVKASW被定义为声源的主观宽广度的增宽，并且主 要由早期侧向反射所判定。LEV设及听者被声音环绕的感觉，并且主要由延迟抵达的反射所 判定。电子原音立体声再生的目的是为了引起愉快的听觉空间意象的感知。此可具有自然 参考或建筑参考(例如，于大厅中记录一场音乐会），或者其可为不存在于现实中的声场(例 如，电子原音音乐）。
[0006] 从音乐厅的音场可W熟知的是，为了得到主观上愉快的声场，听觉的空间印象的 强烈感觉是重要的，连同LEV为一不可缺的部分。扬声器设置的通过再生漫声W再生环绕声 场的能力是感兴趣的。于合成声场中，不可能使用专属的转换器来再生所有自然发生的反 射。此情况对于漫射后的反射尤其为真。可通过使用"回响"信号作为扬声器的馈入来模拟 漫反射的时间及音强性质。若运些性质为充分不相关，使用于播放的该扬声器的数量及所 在地决定该声场是否于漫射时被感知到。目的为仅使用离散数量的转换器来引起连续的、 漫射的声场的感知。亦即，产生没有声音到达方向可被估计且尤其没有信号转换器可被局 部化的声场。
[0007] 立体声再生的目标为仅使用离散数量的转换器来引起连续声场的感知。最所需的 特征为局部化声源的方向的稳定性及环绕听觉环境的实际表现。现今使用来储存或传送立 体声录音的大多数的形式是W通道Channel，信道)为基础。每一通道传递意欲在位于特定 位置的相关联的扬声器上播放的信号。在录音或混成程序过程中设计特定的听觉印象。若 用于再生的扬声器设置类似设计录音所针对的目标设置，该印象会准确地再次产生。
[0008] 环绕系统包括多个扬声器。通常的环绕系统可例如包括五个扬声器。若传送通道 的数量少于扬声器的数量，则会出现哪些信号将提供至哪些扬声器的问题。举例来说，环绕 系统可包括五个扬声器，同时传送具有两个传送通道的立体声信号。在另一方面，即使可得 环绕信号，该可得的环绕信号可能会具有比用户的环绕系统的卿趴数量更少的通道。举例 来说，可得到具有5个环绕通道的环绕信号，然而意欲播放该环绕信号的该环绕系统可具有 例如9个扬声器。
[0009] 尤其是在汽车环绕系统中，该环绕系统可包括多个扬声器，例如9个扬声器。运些 卿趴的某几个可配置于相对于听者座位的水平位置，同时其他卿趴可配置于相对于该听者 之座位的高架位置。必须利用化mix算法W从输入信号的可得通道而产生额外的通道。有关 具有多个水平及多个高架卿趴的环绕系统，会出现哪些声音部分将由该高架卿趴播放W及 哪些声音部分将由该水平卿趴播放的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的为提供改良的观念，用W提供用来产生具有至少两个通道的输出信 号的装置。通过根据权利要求1的装置、根据权利要求15的方法、根据权利要求4的方法、及 根据权利要求7的计算机程序W解决本发明的目的。
[0011] 本发明基于W下发现，为了高质量信号修改、增强、适合的播放、及感知编码 (perceptual coding),将音频信号分解为感知上不同的成分是必要的。应操作并/或提取 来自具有两个W上输入通道的输入信号之感知上不同的信号成分。
[0012] 根据本发明，提供一种装置，用W从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有 至少两个输出通道的输出信号。该装置包括环境/直接分解器，其适用于将第一输入通道分 解为环境信号组的第一环境信号及直接信号组的第一直接信号。该装置还适用于将第二输 入通道分解为该环境信号组的第二环境信号及该直接信号组的第二直接信号。此外，该装 置包括环境修改单元，其适用于修改该环境信号组的环境信号或者从该环境信号组的环境 信号所导出的信号，W得到作为输出至第一扬声器的第一输出通道的修改环境信号。此外， 该装置包括组合单元，其用W组合该环境信号组的环境信号或者从该环境信号组的环境信 号所导出的信号、与该直接信号组的直接信号或者从该直接信号组的直接信号所导出的信 号，W得到作为输出至第二扬声器的第二输出通道的组合信号。
[0013] 本发明基于W下另外的发现，环境/直接分解器、环境修改单元、及组合单元可被 用于从输入信号的至少两个输入通道产生分解的、修改的、或组合的输出通道。通过该环 境/直接分解器将该输入信号的每一通道分解为环境信号组的环境信号及直接信号组的直 接信号。因此，该环境信号组及该直接信号组共同表征该输入信号通道的声音特性。由此， 通道的环境信号部分的特定量可输出至特定的扬声器，同时，例如另一扬声器可接收该通 道的该环境信号部分的剩余量加上该直接信号部分。因而，可能的是可操纵馈入至第一扬 声器的输入信号的环境信号部分的量、W及与该输入信号的直接信号部分共同馈入至一第 二扬声器的该输入信号的环境信号部分的量。
[0014] 根据一个实施方式，该环境/直接分解器分解该输入信号的该通道，W形成包括该 输入信号的该通道的环境信号部分的环境信号组、及包括该输入信号通道的直接信号部分 的直接信号组。于运样的实施方式中，该环境信号组的该环境信号及该直接信号组的该直 接信号表征该输入信号通道的不同信号成分。
[0015] 于一种实施方式中，通过滤波、增益修改、或去相关该环境信号组的环境信号，而 从该环境信号组的该环境信号导出信号。此外，通过滤波、增益修改、或去相关该直接信号 组的直接信号，而从该直接信号组的该直接信号导出信号。
[0016] 于进一步的实施方式中，提供第一环境增益修改器，其中。该环境增益修改器适用 于增益修改该环境信号组的环境信号或者从该环境信号组的环境信号所导出的信号，W得 到增益修改后的环境信号。此实施方式的该组合单元适用于组合该增益修改环境信号、与 该直接信号组的直接信号或者从该直接信号组的直接信号所导出的信号，W得到作为该第 二输出信号的该组合信号。由该组合单元所组合的两个信号皆已从该输入信号的同一通道 所产生。因此，于运样的实施方式中，可能会产生具有已包括于该输入通道中的所有信号成 分的输出通道，但其中，已通过该环境增益修改器来增益修改例如环境信号成分的某些信 号成分，藉此提供具有特定的、增益修改后的信号成分特性的输出通道。
[0017] 于另一实施方式中，该环境修改单元包括去相关器、第二增益修改器、及/或滤波 单元。该滤波单元可为低通滤波器。因此，该修改单元可通过对该环境信号组的信号去相 关、增益修改、及/或例如低通滤波的滤波而提供输出通道。于一实施方式中，该环境信号组 可包括该输入信号的该通道的环境信号部分。因此，可能可修改该输入信号的该通道的该 环境信号部分。
[0018] 于进一步的实施方式中，该环境修改单元根据上述概念来修改该输入信号的多个 输入通道，W得到多个修改信号。
[0019] 于另一实施方式中，提供一种装置，用W从具有至少两个输入通道的输入信号产 生具有至少四个输出通道的输出信号。该装置包括环境提取器，其适用于从该至少两个输 入通道提取至少两个带有环境信号部分的环境信号。此外，该装置包括环境修改单元，其适 用于修改该至少两个环境信号，W得到至少第一修改环境信号及第二修改环境信号。此外， 该装置包括至少四个卿趴。该至少四个卿趴中的两个卿趴放置于联听环境中相对于听者的 第一高度。该至少四个卿趴中的另外的两个卿趴放置于联听环境中相对于听者的第二高 度，第二高度与第一高度不同。该环境修改单元适用于将该第一修改环境信号当作第=输 出通道W馈入至该另外的两个卿趴中的第一卿趴。此外，该环境修改单元适用于将该第二 修改环境信号当作第四输出通道W馈入至该另外的两个卿趴中的第二卿趴。此外，用W产 生输出信号的该装置适用于将带有直接与环境信号部分的该第一输入通道当作第一输出 通道，W馈入至放置于第一高度的第一卿趴。此外，该环境提取器适用于将带有直接与环境 信号部分的该第二输入通道当作第二输出通道，W馈入至放置于第二高度的第二卿趴。
【附图说明】
[0020] 接着系关于所附图式W讨论本发明的较佳实施方式，其中：
[0021] 图1例示说明根据一个实施方式的装置的方块图；
[0022] 图2描述根据进一步的实施方式的装置的方块图；
[0023] 图3示出根据另一实施方式的装置的方块图；
[0024] 图4例示说明根据进一步的实施方式的装置的方块图；
[0025] 图5例示说明根据另一实施方式的装置的方块图；
[0026] 图6显示根据另一实施方式的装置的方块图；
[0027] 图7描述根据进一步的实施方式的装置的方块图；
[0028] 图8例示说明一个实施方式的扬声器配置；
[0029] 图9为用W例示说明根据一个实施方式的利用降混音器(downmixer)的环境/直接 分解器的方块图；
[0030] 图10为例示说明根据一个实施方式的环境/直接分解器的实施的方块图，该环境/ 直接分解器具有使用带有预先计算的依频相关曲线分析器的至少=个输入通道；
[0031] 图11例示说明根据实施方式的W频域处理来降混、分析、及信号处理的环境/直接 分解器的进一步的较佳实施方式；
[0032] 图12例示说明范例的预先计算的依频相关曲线，用于根据实施方式的环境/直接 分解器的图9或图10中所指示的分析的参考曲线；
[0033] 图13例示说明方块图，例示说明为了提取用于根据实施方式的环境/直接分解器 的独立成分的进一步的处理；
[0034] 图14例示说明对于根据实施方式的环境/直接分解器的将降混音器实施作为分析 信号产生器的方块图；
[0035] 图15例示说明对于根据实施方式的环境/直接分解器的用于指示图9或图10的信 号分析器中的处理方法的流程图；
[0036] 图16A到图16E例示说明对于根据实施方式的环境/直接分解器的不同的预先计算 的依频相关曲线，其可使用作为不同数量及位置的声源(例如扬声器)的多个不同设置的参 考曲线。
【具体实施方式】
[0037