使用被组织为任意n边形的网格的扬声器呈现音频的制作方法_5

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器13、15、16、11、12和17构成的子集),然后可以确定要施加于每个所选择的扬声器子 集的扬声器馈送的增益。
[0096] 对于网格的被选作起作用的N边形的每个N边形的每个顶点(并且因此对于其位 置与这些顶点之一重合的每个扬声器),如果起作用的N边形是平面N边形,则通常通过计 算关于目标源点的(即,从听者位置到目标源点的线与起作用的N边形的交点的或该起作 用的N边形内的点的)起作用的N边形的广义重心坐标来确定增益。可以将重心坐标Id 1(其 中,i是范围1彡i彡N内的标记)或者重心坐标h的幂(例如,b i2)或者其重新规范化的 版本(以保幂或保幅)用作移位增益。因此,如果(要呈现的基于对象的音频节目的)对 象声道包括每个目标源点的一系列音频样本,则可以根据这一系列音频样本生成N个扬声 器馈送(用于对被感知为从目标源点发出的音频进行呈现)。通过以下处理可以生成N个 扬声器馈送中的每个:将移位增益中的不同的移位增益(例如,重心坐标中的不同的重心 坐标或者重心坐标的缩放版本)施加于这一系列音频样本。
[0097] 已知如何计算某个点关于平面N边形的广义重心坐标。如(例如)在以下论文中 所描述的,某个点关于N边形的一组广义重心坐标必须满足已知的仿射组合、平滑和凸组 合要求:Meyer等人,"Generalized Barycentric Coordinates on Irregular Polygons',, Journal of Graphic Tools,第 7 卷,第 1 期,第 13 页至第 22 页,2002 年 11 月。
[0098] 如果起作用的N边形是非平面N边形(例如,基本上是平面的但不完全是平面的 多边形),例如通过以下操作可以类似地确定起作用的N边形的每个顶点的增益:对计算广 义重心坐标的常规方法的变型,或者将非平面N边形分成平面N边形或者将平面N边形拟 合到非平面N边形然后确定平面N边形的广义重心坐标。优选地,确定每个起作用的N边 形的计算将对微小的浮点/算术误差鲁棒,这些误差将导致起作用的N边形不是完全平面 的。
[0099] 图11是扬声器阵列的图,该扬声器阵列包括(布置在空间的地板上的)一层轴对 准的扬声器 100、101、102、103、104、105和 106 以及扬声器 110、111、112、113、114和 115 (作 为扬声器的另一层,其被布置在空间的天花板上并且不是轴对准的)。根据本发明的实施方 式,扬声器110至115被组织为扬声器的凸3D网格,该网格的面包括三角形面T20和T21、 四边形面QlO和其他面(图11中未示出)。
[0100] 在本发明的一个示例实施方式中,为了使用图11的扬声器阵列对声源的移位进 行呈现,可以假定扬声器被组织为图11的网格。为了回放音频节目使得从扬声器阵列发出 的声音被感知为从相对于假定的听者位置的源位置处的音频源发出,可以将网格的每个层 的包括源位置在网格的所述层上的投影的面确定为起作用的N边形。然后,可以确定要施 加于每个这样的面的顶点处的扬声器(例如,在起作用的面是T20的情况下,图11的扬声 器110、111和112 ;或者在起作用的面是QlO的情况下,图11的扬声器112、113、114和115) 的扬声器馈送的增益,以使从这些扬声器发出的声音被感知为从源位置发出。
[0101] 在本发明的另一示例实施方式中,为了使用图11的扬声器阵列对声源的移位进 行呈现,可以假定扬声器被组织为图11的网格。可以采用上面参照图2、图3和图4描述的 类型的双平衡移位方法对声源在扬声器100、101、102、103、104、105和106的平面中的移位 进行呈现。为了对声源在扬声器11〇、111、112、113、114和115的平面中的移位进行呈现, 可以将图11的网格的包括源位置在网格上的投影的面(例如,与从假定的听者位置到源位 置的线相交的面)确定为起作用的N边形。然后,可以确定要施加于该面的顶点处的扬声 器(例如,在起作用的面是T20的情况下,图11的扬声器IlOUll和112 ;或者在起作用的 面是QlO的情况下,图11的扬声器112、113、114和115)的扬声器馈送的增益,以使从这些 扬声器发出的声音被感知为从源位置发出。
[0102] 在一种示例实施方式中,为了呈现沿着图11的网格内的3D轨迹的移位,其中该 3D轨迹具有沿着天花板的第一部分以及作为网格内的朝着地板上的连接扬声器104和扬 声器105的线的任意3D路径的第二部分,呈现系统可以首先以在先前的段落中描述的方式 (即,为了使用仅天花板扬声器110至115的一系列子集对声音进行呈现)通过天花板扬声 器110、111、112、113、114和115的子集进行移位直到到达拐点(从扬声器101朝着扬声器 104与扬声器105之间的线的特定距离)。然后,可以执行移位步骤(例如,对上面参照图 3至图5描述的方法的变型)来确定一系列增益,这一系列增益继而确定天花板扬声器110 至115的子集和较低扬声器100至106的子集的一系列混合,以继续进行移位(使得当源 移动至地板上的连接扬声器104和扬声器105的线时,源被感知为向下降)。
[0103] 在另一类实施方式中,本发明是对指示至少一个源的音频节目进行呈现的方法, 包括通过生成扬声器馈送用于使扬声器阵列沿着包括一系列源位置的轨迹将源移位,所述 方法包括以下步骤:
[0104] (a)确定其面F1是凸N边形的3D网格,其中N边形的顶点的位置对应于扬声器的 位置,i是范围1彡i彡M内的索引,M是大于2的整数,每个面F 1是具有N i个边的凸多边 形,N1是大于2的任意整数,并且对于至少一个面,N i大于3 (这样的3D网格是多面体,该 多面体的顶点对应于扬声器的位置);以及
[0105] (b)确定3D网格的顶点的一系列顶点子集(每个这样的顶点子集确定以下多面 体:其面是凸N边形并且其顶点与扬声器子集的位置相对应;或者其确定3D网格的多边形 面之一),其中每个子集包围(围绕)源位置之一,或者每个子集是或者包括与从假定的听 者位置到源位置之一的线相交的多边形面,并且确定扬声器中位置与3D网格的顶点的一 系列顶点子集中的顶点子集的顶点的位置相对应的每个子集的一组增益。
[0106] 在一些实施方式中,步骤(a)包括以下步骤:确定其面是三角形面的初始网格,其 中三角形面的顶点的位置对应于扬声器的位置;以及用非三角形的、凸N边形的至少一个 替换面替换初始网格的至少两个三角形面,从而生成3D网格。在一些实施方式中,在步骤 (b)中确定的扬声器的所述每个子集(其位置对应于一系列顶点子集中的顶点子集的顶点 的位置)的增益是源位置之一关于相应顶点子集中的顶点的广义重心坐标。
[0107] 在典型的实施方式中,本发明的系统是或者包括用软件(或固件)编程成和/或 以其他方式配置成执行本发明的方法的实施方式的通用处理器或专用处理器(例如,图12 的处理子系统501的实现)。在其他实施方式中,通过以下操作来实现本发明的系统:适当 地配置(例如,通过编程)可配置的音频数字信号处理器(DSP)以执行本发明的方法的实 施方式。音频DSP可以是能够被配置成(例如,能够通过适当的软件或固件编程成,或者响 应于控制数据能够以其他方式配置成)对输入音频数据执行多种操作中的任何操作的常 规音频DSP。
[0108] 在一些实施方式中,本发明的系统是或者包括以下通用处理器,其被耦合以接收 输入音频数据(指示音频节目),并且被耦合以接收(或者被配置成存储)指示扬声器阵 列中的扬声器的位置的扬声器阵列数据,并且被编程成通过执行本发明的方法的实施方式 响应于输入音频数据和扬声器阵列数据来生成指示增益值的输出数据和/或扬声器馈送。 通常,处理器用软件(或固件)编程成和/或以其他方式配置成(例如,响应于控制数据) 对输入数据执行多种操作中的任何操作,包括本发明的方法的实施方式。在典型的实现中, 图12的系统是这样的系统的示例。图12的系统包括被编程成对输入音频数据执行多种操 作中的任何操作,包括本发明方法的实施方式的处理子系统501 (在一种实现中,其是通用 处理器)。输入音频数据指示音频节目。通常,音频节目是包括一组一个或更多个对象声 道(并且可选地还包括至少一个扬声器声道)的基于对象的音频节目,每个对象声道包括 音频样本以及指示至少一个音频对象(源)的至少一个轨迹的元数据,其中至少一个音频 对象(源)发出由至少一个对象声道的音频样本指示的声音。
[0109] 图12的系统还包括与处理子系统501 (有时被称为处理器501)耦合的输入装置 503 (例如,鼠标和/或键盘)、与处理器501耦合的存储介质504、与处理器501耦合的显 示装置505、与处理器501耦合的扬声器馈送生成子系统506 (在图12中被标记为"呈现系 统")和扬声器507。子系统506被配置成响应于输入音频以及由处理器501响应于该输入 音频生成的一系列增益值生成用于驱动扬声器507的扬声器馈送(例如,为了发出指示由 输入音频指示的至少一个源的移位的声音)或指示这样的扬声器馈送的数据。
[0110] 例如,在输入音频指示基于对象的音频节目的情况下,其中该基于对象的音频节 目包括对象声道,该对象声道包括(沿着由基于对象的音频节目的元数据指示的轨迹的一 系列源位置的)每个源位置的一系列音频样本,子系统506可以被配置成根据每个源位置 的一系列音频样本生成N个扬声器馈送(用于对扬声器507的N个扬声器子集进行驱动以 发出被感知为从一个所述源点发出的声音)。子系统506可以被配置成通过以下处理(针 对每个源位置)生成N个扬声器馈送中的每个:包括将由处理器501针对网格的与源位置 对应的N边形面(即,与从假定的听者位置到源位置的线相交的面)确定的N个增益中的 不同增益施加于源位置的一系列音频样本。在一些实施方式中,针对每个源位置由处理器 501确定的N个增益(一组N个增益值)可以是源点关于网格的与源位置相对应的N边形 面的顶点的重心坐标(或者该重心坐标的缩放版本)。
[0111] 处理器501被编程成在假定扬声器507被组织为凸(并且通常,平面的)N边形的 网格的情况下生成用于使得子系统506能够生成用于驱动扬声器507的扬声器馈送的增益 值(用于设定至子系统506)。处理器501被编程成响应于指示扬声器507的位置的数据和 指示假定的听者位置(相对于扬声器507的位置)的数据,(根据本发明方法的实施方式) 确定凸N边形的网格。处理器501被编程成响应于由用户操纵输入装置503输入的指令和 数据(例如,指示扬声器507的位置的数据)和/或以其他方式提供至处理器501的指令 和数据来实现本发明的方法。处理器501可以通过在显示装置505上生成相关参数的显示 (例如,网格描述)来实现GUI或其他用户接口。在一些实施方式中,处理器501可以响应 于指示扬声器507的位置的输入数据来确定N边形的网格和假定的听者位置(相对于扬声 器507的位置)。
[0112] 在一些实现中,图12的系统的处理子系统501和/或子系统506是音频数字信号 处理器(DSP),其能够操作用于响应于输入音频(和指示扬声器507的位置的数据)生成用 于生成扬声器馈送的增益值、和/或指示扬声器馈送的数据、和/或扬声器馈送。
[0113] 计算机可读存储介质504 (例如,光盘或其他有形物体)存储有计算机代码,该计 算机代码适合于对处理器501进行编程以执行本发明方法的实施方式。在操作中,例如当 源沿着由输入音频中包括的元数据指示的轨迹移位时,处理器501执行计算机代码以根据 本发明对指示输入音频的数据(和指示扬声器507的位置的数据)进行处理来生成指示增 益的输出数据,子系统506采用该增益来生成扬声器馈送,这些扬声器馈送用于驱动扬声 器507对至少一个声源(由输入音频指示)进行成像。
[0114] 本发明的方面是被编程成执行本发明方法的任何实施方式的计算机系统和存储 用于实现本发明方法的任何实施方式的计算机可读代码的计算机可读介质。
[0115] 虽
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