空间音频处理系统和方法_3

文档序号:9872787阅读:来源:国知局
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[0060] 运可W由N个信号形式的对于环的音频表示。如果虚拟扬声器的数量N大于或等于 频率分量的数量F,那么满足奈奎斯特采样定理,运是因为一组N个扬声器将形成环周围的 音频的完整的空间采样。
[0061] 空间带受限的任何平移曲线不能在其空间支撑中是紧凑的。换句话说,运些平移 曲线将伸展开宽的角度范围,如可W在图8中的曲线例如81的'阻带波纹'例如82中看到的。 运个术语借用滤波器设计理论,其中术语'阻带波纹'指的是在其中增益预期掉至零的滤波 操作的区域中(不期望的)非零的增益。在运种情况下,术语'阻带波纹'指的是在其中图7的 '理想'曲线掉至零的角度区域72中图8的平移曲线中发生的(不期望的)非零的增益82。通 过满足奈奎斯特采样准则,运些平移曲线(例如81)遭受更少'分立'(换句话说,它们比图7 的'理想'曲线伸展开更多)。
[0062] 然而,由于使用运些曲线存在一个重要的好处。通过适当地'奈奎斯特采样',运些 平移曲线可W移到可替代扬声器位置。运意味着已经对于(均匀地间隔排列在圆圈中的)N 个扬声器的特别布置产生的一组扬声器信号可W(通过NXN矩阵)被再混合到在不同角度 位置处的可替代的一组N个扬声器(即扬声器阵列可W被旋转到新的一组角度的扬声器位 置,并且可W将原始的N个扬声器信号重新利用到该新的一组N个扬声器)。
[0063] 通常,运个'可重新利用性'特性允许通过S X N矩阵将N个扬声器信号重新映射到S 个扬声器,假设对于其中S〉N的情况,新的扬声器馈送不会再像原始的N个声道那样'分立'。
[0064] 运把我们引到下面的定义:可重新利用的平移曲线:被奈奎斯特采样,从而允许在 后续处理阶段处目标针对可替代扬声器布置的平移曲线;不可重新利用的平移曲线:针对 分立性优化的但是不能毫不损失分立性地可重新利用到可替代扬声器布局的平移曲线。史 间虚拟扬声器声道(虚拟扬声器):根据可重新利用的平移曲线产生的扬声器信号。
[0065] 所描述的实施例利用如下系统,其中已知扬声器布局,则不可重新利用的平移曲 线能够被用来提供更好(更分立)的终端用户收听体验,否则使用可重新利用的平移曲线。
[0066] 所描述的实施例提供堆叠环中间空间格式,其通过下面的步骤根据其(时变的) (X,y,Z)位置表示每个对象:
[0067] 1、对象i位于(xi,yi,zi)处,并且运个位置被假定位于立方体内(因此Ixil含l,|yi 。并且I Zi I。),或位于单位球体内(Xi2+yi2+Zi2< = 1)。
[0068] 2、垂直位置(Zi)被用来根据不可重新利用的平移曲线将用于对象i的音频信号平 移到多个(R)空间区域中的每一个。
[0069] 3、每个空间区域(即,区域r:l非如)(按照图4,其表示位于空间的环形区域内的 音频分量)WNr个标称扬声器信号的形式表示,使用作为对象i的方位角度((60的函数的可 重新利用的平移曲线产生。对于零尺寸环(按照图4,顶点环)的特殊情况,上面步骤3被简 化,因为该环将至多包含一个声道。
[0070] 运些步骤可W被执行作为空间化的音频信号到中间空间格式的初步擅染。
[007。解码堆叠环中间空间格式
[0072]对于堆叠环ISF格式的解码处理可W操作作为矩阵混合器,因此每个扬声器馈送 由ISF信号的加权和组成。例如,B朋.5.0.0格式经由下面的矩阵混合器被解码到N个扬声 器:
[0074] 在实践中,可W将扬声器约束到位于若干平面中的一个中。例如,如果第一Nm个扬 声器位于中间(耳朵水平)平面,并且其它N-Nm个扬声器位于天花板平面周围,矩阵变得更 稀疏。下面矩阵示出其中堆叠环格式由仅2个环构成,并且全部扬声器位于对应于那两个环 的2个水平面中的情况:
[0076]图9示出其中顶点环也存在于堆叠环ISF格式(B朋.5.0.1)中并且顶点扬声器被包 括在回放扬声器阵列中的解码器结构的示例。顶点数据经过91直接到输出扬声器。顶点位 置可W被认为是仅由一个扬声器位置构成的特殊种类的'扬声器平面'。天花板和中间水平 扬声器被分别进给到矩阵混合解码器92、93。
[0077] 图9中示出的处理元件是线性矩阵混合器,其中在该示例中矩阵的名字被定义为: Du,5,NU是NuX5的矩阵,其将来自ISF信号的上环的5个声道解码到Nu个输出扬声器。
[0078] 如果缺少顶点扬声器,则ISF信号的Zl声道必须被'解码'到其它(非顶点)天花板 扬声器。在图10中示出了运种布置100,其中顶点信号被解码101成Nu个输出信号102,该输 出信号102被增加103到来自天花板解码器104的输出。
[0079] 在图11中示出的另一个例子中,如果回放扬声器阵列不包含天花板上的扬声器, 则所有声道可W被混合112到中间层扬声器中。
[0080] 可W看出,所描述的实施例允许音频擅染处理分离成两个不同分量。最初,空间化 的音频输入源可W被擅染成具有一系列预定扬声器平面的中间空间化格式,其中每个平面 具有虚拟扬声器布局。随后,可W利用用于输出扬声器阵列的定制可变形式的分离的解码 单元对中间空间化格式进行解码。解码单元可W被并入DSP类型环境中并且与全空间化的 音频源解码器相比具有减少的计算需求,同时仍然维持空间化的音频源的感知。
[0081] 中间空间格式一般在方位角中可重新利用并且在仰角中不可重新利用。
[0082] 中间空间格式还具有另一优点,在于它适合于用在回声抵消系统中。在动态的音 频对象的全空间化(例如图2)的情况下,存在回声抵消系统不能对音频源进行操作的困难。 然而,中间空间格式提供空间音频源的虚拟化的扬声器擅染。虚拟化的扬声器擅染产生W 线性时间不变方式解码到回放扬声器的虚拟扬声器信号。因而,然后信号可W被进给到回 声抵消器作为一系列的虚拟扬声器输出并且回声抵消器可W基于虚拟扬声器输出进行回 声抵消操作。
[0083] 解释
[0084] 在整个本说明书中提及"一个实施例"、"一些实施例"或者"实施例"意指,与实施 例结合描述的特定的特征、结构或者特性被包括在本发明的至少一个实施例内。因此,在整 个本说明书中的各个地方中的短语"在一个实施例中"、"在一些实施例中"或者"在实施例 中"的出现不一定都指的是同一个实施例,但是可能指的是同一个实施例。此外,如本领域 技术人员根据本公开会清楚的,可W在一个或更多个实施例中W任何合适的方式结合特定 的特征、结构或者特性。
[0085] 除非另有规定,如本文中使用的,用于描述共同的对象的顺序形容词"第一"、"第 二"、"第立"等的使用仅仅指示正在提及相似的对象的不同的例子,并且不意图暗示如此描 述的对象必须时间地、空间地、分等级地或者W任何其它方式具有给出的序列。
[0086] 在下面的权利要求W及本申请中的说明中,术语"包括"、"由...组成"或者"其包 括"中的任一个是开放术语,其意指至少包括随后的元件/特征,但不排除其它。因此,在权 利要求中使用时,术语"包括"不应该被解释为限制其后列出的部件或者元件或者步骤。例 如,表述"装置包括A和B"的范围不应该被限于仅由元件A和B组成的装置。如本文中使用的 术语"包含"或者"其包含"或者"包含……的"中的任一个也是开放术语,其也意指至少包含 该术语之后的元件/特
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