對不同重放揚聲器組的空間音頻信號的分段式調整的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明整體設及空間音頻信號處理，具體地，設及一種將旨在用于初始揚聲器組 的空間音頻信號適配成不同于初始揚聲器組的重放揚聲器組的裝置和方法。本發明的進一 步實施方式設及靈活的高品質多信道聲音情景轉換。
【背景技術】
[0002] 近年來，對現代音頻重放系統的需求已經改變。從單信道（單頻）至雙信道（立 體聲）、再至多信道系統，如5.l-Surround和7.ISurround或者甚至波場合成，所使用的揚 聲器信道的數目增加了。甚至在現代電影院中看到了具有架高揚聲器的系統。目的是讓收 聽者體會錄制或者人工創建的音頻情景相對于真實情景的音頻體驗、沉浸感、W及盡可能 接近真實音頻情景或可替代地最佳反應音響師的意圖的體驗環境（例如，參見M.Morimoto 在1997年第103屆AES會議上的"空間感中的后揚聲器的作用";D.Griesinger在1996 年第101屆AES會議上的"音樂聲學中的空間感和環繞感";K.Hamasaki、K.Hiyama、W及 R.Okumura在2005年第118屆AES會議上的"22. 2多信道聲音系統及其應用"）。然而， 存在至少兩個缺點；由于相對于所使用的揚聲器的數目及其推薦定位存在多個可用聲音系 統，所W所有該些系統之間缺少通用兼容性。而且，與推薦的揚聲器定位的任何偏離將導致 音頻情景被損壞，因此，使收聽者的空間音頻體驗W及由此空間品質降低。
[0003] 在現實世界應用中，多信道重放系統相對于揚聲器定位通常不被正確配置。為了 不使音頻情景的初始空間圖像因錯誤定位而失真，需要能夠補償該些設置失配的靈活高質 量系統。最先進的解決方法通常缺少描述復雜并且可能是人工生成的聲音情景的能力，例 如，每個頻帶和時刻出現一個W上直達源。
[0004] 因此，本發明的目的是提供一種用于適配空間音頻信號的改善概念，W使得如果 重放揚聲器組偏離初始揚聲器組，即，空間音頻信號的音頻內容最初顯示的揚聲器組，則保 持音頻情景的空間圖像大致相同。

【發明內容】

[0005] 通過根據權利要求1所述的裝置、根據權利要求14所述的方法、或者根據權利要 求15所述的計算機程序實現該目的。
[0006] 根據本發明的實施方式，裝置被設置成用于將初始揚聲器組的空間音頻信號適配 成不同于初始揚聲器組的重放揚聲器組。空間音頻信號包括多個信道信號。該裝置包括被 配置為將至少兩個信道信號分組成片段的分組器。該裝置還包括直達環境分解器，直達環 境分解器被配置為將該片段中的至少兩個信道信號分解成至少一個直達聲音分量和至少 一個環境分量。直達環境分解器可被進一步配置為確定該至少一個直達聲音分量的到達 方向。該裝置還包括直達聲音擅染器，直達聲音擅染器被配置為接收關于與該片段相關聯 的至少一個重放片段的重放揚聲器組信息并且利用該片段的重放揚聲器組信息調整至少 一個直達聲音分量，W使得與未經進行任何調整的情形相比較，重放揚聲器組中的至少一 個直達聲音分量的到達感知方向與該片段的到達方向相同或者接近于該至少一個直達聲 音分量的到達方向。而且，該裝置包括組合器，組合器被配置為將調整的直達聲音分量和環 境分量或者修改的環境分量組合，W獲得用于重放揚聲器組的至少兩個揚聲器的揚聲器信 號。
[0007] 本發明的底層基本理念是將相鄰的揚聲器信道分組成片段（例如，圓形扇段、圓 柱形扇段、或者球形扇段）并且將各個片段信號分解成對應的直達信號部分和環境信號部 分。直達信號導致各個片段內的幻象生源位置（或者若干個幻象生源位置），而環境信號對 應于擴散聲音并且負責收聽者的體驗環境（環繞感）。在擅染過程中，通過幻象生源位置 重新映射、加權、并且調整直達分量，從而配合實際重放揚聲器組并且保存該聲源的初始位 置。環境分量被重新映射和加權成在修改的收聽設置中產生相同的環繞感量。基于時頻二 進制可完成該過程中的至少一些。通過該方法論，甚至可W處理輸出設置中的增加或者減 少數目的揚聲器。
[0008] 為便于在下列描述中參考，初始揚聲器組的片段也可被稱為"初始片段"。同樣，重 放揚聲器組中的片段也可被稱為"重放片段"。通常，片段跨兩個或者多個揚聲器與收聽者 的位置或者由兩個或者多個揚聲器與收聽者的位置界定，即，片段通常對應于由兩個或者 多個揚聲器與收聽者界定的空間。可將給定揚聲器指定給兩個或者多個片段。在二維揚聲 器組中，通常將特定的揚聲器指定給"左"片段和"右"片段，即，揚聲器主要將聲音發射至 左片段和右片段。分組器（或者分組元件）被配置為聚集與給定片段相關聯的那些信道信 號。由于可將各個信道信號指定給兩個或者多個信道，所W通過分組器或者通過若干個分 組器可將其分發給兩個或者多個片段。
[0009] 直達環境分解器可被配置為確定各個信道的直達聲音分量和環境分量。可替代 地，直達環境分解器可被配置為確定每個片段的單直達聲音分量和單環境分量。通過對至 少兩個信道信號進行分析（例如，互關聯）可確定到達方向。可替代地，基于從該裝置的進 一步部件或者從外部實體提供給直達環境分解器的信息可確定到達方向。
[0010] 通常，直達聲音擅染器可考慮初始揚聲器組與重放揚聲器組之間的差異如何影響 初始揚聲器組的當前預期片段并且考慮采取哪些措施保持所述片段內的聲音分量的方向 感知。該些措施可包括（非窮盡列表）：
[0011] -修改所述片段的揚聲器之中的直達聲音分量的振幅權重；
[0012] -修改所述片段的揚聲器中的特定揚聲器直達聲音分量之間的相關系和/或延遲 關系；
[0013] -由于在重放揚聲器組中可使用更為合適的揚聲器，所W從具體揚聲器中除去用 于所述片段的直達聲音分量；
[0014] -因為所述揚聲器更為適合用于重新產生所述直達聲音分量（例如，由于片段邊 界在從初始揚聲器組轉換至重放揚聲器組時與幻象聲源的到達方向交叉），所W將用于初 始揚聲器組中的相鄰片段的直達聲音分量施加給當前預期片段中的揚聲器；
[0015] -將直達聲音分量施加給在重放揚聲器組中可用、而在初始揚聲器組中不可用的 附加揚聲器（額外揚聲器）；
[0016] -如下所述的進一步可能措施。
[0017] 直達聲音擅染器可包括多個分段擅染器，每個分段擅染器均執行一個片段的信道 信號的處理。
[0018] 組合器可將通過直達聲音擅染器（或者進一步的直達聲音擅染器）針對與當前預 期片段有關的一個或者多個相鄰片段產生的調整直達聲音分量、環境分量、和/或修改的 環境分量組合。根據一些實施方式，環境分量可與通過直達環境分解器確定的至少一個環 境分量大致相同。根據可替代的實施方式，考慮初始片段與重放片段之間的差異，基于通過 直達環境分解器確定的環境分量可確定修改的環境分量，
[0019] 根據進一步實施方式，重放揚聲器組可包括該片段內的額外揚聲器。因此，初始揚 聲器組的片段對應于重放揚聲器片段中的兩個或者多個片段，即，將初始揚聲器組中的初 始片段分割成重放揚聲器組中的兩個或者多個重放片段。直達聲音擅染器可被配置為產生 重放揚聲器組中的至少兩個揚聲器和額外揚聲器的調整直達聲音分量。
[0020] 相反情況也是可能的；根據進一步實施方式，與初始揚聲器組相比較，重放揚聲器 組可缺少揚聲器，因此，初始揚聲器組中的該片段與相鄰片段被合并成重放揚聲器組中的 一個合并片段。然后，直達聲音擅染器可被配置為將對應于重放揚聲器組中缺少的揚聲器 的信道信號的調整直達聲音分量分發給重放揚聲器組中的合并片段的至少兩個剩余揚聲 器。存在于初始揚聲器組中、但不存在于重放揚聲器組中的揚聲器也可被稱之為"缺少揚聲 BE" 器。
[0021] 根據進一步實施方式，當從初始揚聲器組轉換至重放揚聲器組時，如果該片段與 相鄰片段之間的邊界侵占或者交叉于確定到達方向，則直達聲音擅染器可被配置為將具有 確定到達方向的直達聲音分量從初始揚聲器組中的片段重新分配給重放揚聲器組中的相 鄰片段。
[0022] 根據進一步實施方式，直達聲音擅染器可進一步被配置為將具有確定到達方向的 直達聲音分量從該至少一個第一揚聲器重新分配給至少一個第二揚聲器，該至少一個第一 揚聲器被指定給初始揚聲器組中的片段，而非被指定給重放揚聲器組中的相鄰片段，并且 該至少一個第二揚聲器被指定給重放揚聲器組中的相鄰片段。
[0023] 根據進一步實施方式，直達聲音擅染器可被配置為產生重放揚聲器組的至少兩個 有效揚聲器片段對、提及重放揚聲器組中的同一揚聲器的至少兩個有效揚聲器片段對與兩 個相鄰片段的揚聲器片段特定直達聲音分量。組合器可被配置為將提及同一揚聲器的至少 兩個有效揚聲器片段對的揚聲器片段特定直達聲音分量組合，W獲得關于重放揚聲器組中 的至少兩個揚聲器的揚聲器信號中的一個。有效揚聲器片段對指揚聲器和將該揚聲器指定 給其的片段中的一個。如果將該揚聲器指定給進一步的片段（通常是該種情況），則該揚聲 器可W是進一步有效揚聲器片段對的一部分。同樣，該片段可W是（并且通常是）進一步 有效揚聲器片段對的一部分。直達聲音擅染器可被配置為考慮每個揚聲器的矛盾性并且提 供該揚聲器的片段特定直達聲音分量。組合器可被配置為從將該具體揚聲器指定給其的各 個片段中聚集旨在用于重放揚聲器組的具體揚聲器的不同片段特定直達聲音分量（W及 可能的片段特定環境分量，視情況而定）。應注意，在重放揚聲器組中添加或者除去揚聲器 可對有效揚聲器片段對產生影響；添加揚聲器通常將初始片段分割成至少兩個重放片段， 因此，受影響的揚聲器被指定給重放揚聲器組中的新片段。除去揚聲器可導致將兩個或者 多個初始片段合并成一個重放片段并且對有效揚聲器片段對產生相應的影響。
[0024] 本發明的進一步實施方式提供一種將旨在用于初始揚聲器組的孔徑音頻信號適 配成不同于初始揚聲器組的重放揚聲器組的方法。空間音頻信號包括多個信道。該方法包 括；將至少兩個信道信號分組成片段，并且將該片段中的至少兩個信道信號分解成至少一 個直達聲音分量和至少一個環境分量。該方法進一步包括確定該至少一個直達聲音分量的 到達方向。該方法還包括利用關于該片段的重放揚聲器組信息調整該至少一個直達聲音分 量，W使得重放揚聲器組中的直達聲音分量的到達的感知方向與該片段的到達方向大致相 同。至少與未經進行任何調整的情形相比較，該至少一個直達聲音分量的到達的感知方向 接近于該片段的到達方向。該方法進一步包括將調整的直達聲音分量與環境分量或者修改 的環境分量組合，W獲得關于重放揚聲器組的至少兩個揚聲器的揚聲器信號。
【附圖說明】
[00巧]在下文中，將參考附圖對本發明的實施方式進行說明，其中：
[0026] 圖1示出了可能應用情景的示意性框圖；
[0027] 圖2示出了用于調整空間音頻信號的裝置和方法的系統概述的示意性框圖；
[0028] 圖3示出了具有被移動/移位的一個揚聲器的修改揚聲器組的實施例的示意圖；
[0029] 圖4示出了具有增加數目的揚聲器的另一修改揚聲器組的實施例的示意圖；
[0030] 圖5示出了具有減少數目的揚聲器的另一修改揚聲器組的實施例的示意圖；
[0031] 圖6A和圖6B示出了具有移位揚聲器的進一步修改揚聲器組的實施例的示意圖；
[0032] 圖7示出了用于調整空間音頻信號的裝置的示意性框圖；并且
[0033] 圖8示出了用于調整空間音頻信號的方法的示意性流程圖。
【具體實施方式】
[0034] 在使用附圖進一步詳細地討論本發明之前，指出了在圖中，相同元件、具有相同功 能或者相