專利名稱：聲音發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
如權(quán)利要求的前敘部分中所述，本發(fā)明涉及這樣的一個系統(tǒng)，它通過轉(zhuǎn)換左聲道電信號的左前揚聲器和轉(zhuǎn)換右聲道的電信號的右前揚聲器來產(chǎn)生聲音。
可以從WO 99/41947了解到這樣一種在室內(nèi)產(chǎn)生聲音的系統(tǒng)。對電信號加以處理，可以省去空間后部揚聲器，由前部揚聲器產(chǎn)生一個環(huán)繞或三維聲音。
本發(fā)明的目的是為收聽者改進一個環(huán)繞聲音。
這一目的是通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)的。依照本發(fā)明，一個虛擬濾波器在收聽者的側(cè)面80-100度，最好是85-95度，特別是90的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生虛擬的發(fā)聲體。研究表明當(dāng)音源被安置在收聽者頭部的側(cè)面或當(dāng)三維聲音在聽者的側(cè)面產(chǎn)生時，人類的耳朵對周圍的聲音最敏感。因為前部的揚聲器通常是位于靠近音頻或視頻裝置的地方，所以在聽者頭部的側(cè)面產(chǎn)生兩個虛擬發(fā)聲體，即為兩只耳朵各產(chǎn)生一個虛擬的發(fā)聲體是具有優(yōu)勢的。
在一個簡單的方式中，一個濾波器包括一個具有無限脈沖響應(yīng)的六階濾波器。該六階濾波器在聽者頭部接近90度的側(cè)面產(chǎn)生三維聲音。為此，一個聲道的電信號被施加到該濾波器，再通過加法器將脈沖響應(yīng)增加到該聲道的電信號中。為兩個聲道的信號提供兩個相互獨立的六階濾波器。
有利的是，虛擬濾波器包括第二六階信號濾波器，將信號從一個聲道傳遞到另一個聲道，由此提高了三維聲音的音色。該第二濾波器利用與第一六階濾波器不同的系數(shù)運行。
有利的是，一個對應(yīng)于空間后部通道的信號在施加到濾波器之前被添加到一個聲道信號中。這樣，左后空間通道的信號被添加到左聲道中，右后空間通道的信號被添加到右聲道中。由此提高了三維聲音的音色。
有利的是，后部空間通道在添加到聲道信號之前被低通濾波。這意味著僅有低頻而沒有高頻信號被添加到聲道信號中。頻率越低，其源的確定越困難。
有利的是，后空間通道的信號在添加到聲道之前被傳送通過一個延遲電路。由此實現(xiàn)混響或回聲效果。
另外一種具有優(yōu)勢的方法是直接通過混響電路來提供信號。
為了更好地理解本發(fā)明，下面將參考附圖更詳細(xì)地解釋一個實施方案。


圖1顯示的是在收聽者頭部周圍安放的五個揚聲器，圖2顯示的是用于產(chǎn)生三維聲音的混音器，和圖3顯示的是用于產(chǎn)生偏移90度的虛擬揚聲器的虛擬濾波器。
圖1顯示了收聽者1，在其頭部2周圍環(huán)繞5個真實的揚聲器3、4、5、6和7。左前方的揚聲器3轉(zhuǎn)換左聲道的電信號。右前方的揚聲器4轉(zhuǎn)換右聲道的電信號。左后方的環(huán)繞揚聲器5轉(zhuǎn)換左后環(huán)繞通道的電信號，右后方的環(huán)繞揚聲器6轉(zhuǎn)換右后環(huán)繞通道的電信號。還有一個中心揚聲器7，再現(xiàn)一個中央聲道的電信號。所有這5個揚聲器被安放在一個對應(yīng)于聽者耳朵高度的一個平均高度上。由真實的揚聲器3和4按照某種方式產(chǎn)生音波和三維聲音，仿佛在聽者1周圍存在著虛擬揚聲器9和10。聽者1面對中心揚聲器，這樣規(guī)定了一個觀察方向11。前部揚聲器3和4被放置在與該觀察方向成+30度和-30度的方向上，后部環(huán)繞揚聲器5和6被放置在+110度和-110度的方向上。
圖2顯示了一個混音器15，連接在四個聲道的四個導(dǎo)電線16、17、18和19之間，還顯示了聲道線20和21，來控制一個低頻揚聲器和放置在中央的揚聲器7?；煲羝?5具有一個三級的結(jié)構(gòu)，第一混音器級22，第二混音器級23，和第三混音器級24。第一混音器級包括低通濾波器25和第二低通濾波器26，以及第一延遲電路27和第二延遲電路28?；蛘?，可以用一個混響單元來替代延遲電路27、28。第二級23包括兩個加法器29和30。第三混音器級由一個虛擬濾波器31和兩個另外的加法器32和33組成。通過另外的線34和35為虛擬濾波器31提供線16上的左聲道的電信號。通過另外的線36和37為虛擬濾波器31提供線17上的右聲道的電信號。在虛擬濾波器31中處理左和右聲道的信號，以便使得相應(yīng)的前端揚聲器3和4產(chǎn)生聲音，仿佛發(fā)聲體是位于聽者側(cè)面80-100度，最好是85-95度，特別是90度的區(qū)域中。這些發(fā)聲體或聲源是虛擬揚聲器9和10。通過兩個加法器32和33將這樣處理的電信號與線16和17上的左右聲道的電信號相混合。從線18和19得到線18上的左后環(huán)繞通道的信號和線19上的右后環(huán)繞通道的信號，通過另外的線38和39提供給兩個低通濾波器25和26。在低通濾波器25和26中濾掉高于2500Hz的高頻。從2500Hz起，高頻成分被限制為每倍頻程6dB。每個信號從低通濾波器25和26被分別單獨傳送到延遲電路27和28。在那里進行電信號的延遲。通過連接線40和41，將這樣處理的電信號從延遲電路27和28提供給加法器29和30，并與來自于左右聲道的信號混合。左聲道信號與左后環(huán)繞通道的信號混合，右聲道信號與右后環(huán)繞通道的信號混合。調(diào)節(jié)加法器29和30，使其能夠按照可調(diào)的混合率添加或混合信號。這樣，現(xiàn)在包含左后環(huán)繞通道的信號的左聲道的電信號到達虛擬濾波器31。類似地，現(xiàn)已與右環(huán)繞通道的信號混合的右聲道17的信號也到達虛擬濾波器31。通過輸出線42和43，處理過的信號從虛擬濾波器31到達加法器32和33。
圖3顯示的是虛擬濾波器31，包括四個六階濾波器50、51、52和53，還有兩個延遲電路54和55，還有兩個加法器56和57。濾波器50和51與濾波器52和53不同。在Ir.A.W.M.van den Enden和Ir.N.A.M Verhoecks所著的Delta Press B.V.，ISBN no.90 6674 7226，“Digitale Signaalbewerking”(數(shù)字信號處理)一書的204頁標(biāo)題為“De directe vorm I”(直接型I)的7.31章節(jié)中對這樣的濾波器進行了詳細(xì)的描述。由加法器29根據(jù)左聲道信號和左后環(huán)繞通道的信號混合的信號經(jīng)過線35到達第一六階濾波器50，并從那兒，通過另外一個的連接線58和加法器56被傳送到輸出線42。右聲道信號和右后環(huán)繞通道的信號在加法器30中進行混合，所混合的信號經(jīng)過線37被傳送到第二六階濾波器51，并通過另外一個的連接線59和加法器57被傳送到輸出線43。而且，在加法器29中混合的信號通過六階濾波器52、延遲電路54和加法器57與線59上的信號混合。類似地，在加法器30中混合的信號，通過濾波器53和延遲電路55利用加法器56與連接線58上的信號混合，并提供給輸出線42。通過濾波器52和53將左右聲道的信號彼此交叉混合。
如果傳輸數(shù)字信號，加法表示實現(xiàn)兩個值的簡單相加。所有的加法器都是可調(diào)節(jié)的，并能夠?qū)⒁氲男盘柊凑找粋€可調(diào)的比率彼此相加。
索引數(shù)字列表1 收聽者2 頭部3 左前揚聲器4 右前揚聲器5 左環(huán)繞揚聲器6 右環(huán)繞揚聲器7 中央揚聲器8 中平面9 左虛擬揚聲器10 右虛擬揚聲器11 觀察方向12131415 混音器16 左聲道線17 右聲道線18 左后環(huán)繞通道線19 右后環(huán)繞通道線20 中央揚聲器聲道21 低音揚聲器聲道22 第一混音器級23 第二混音器級24 第三混音器級25 低通濾波器26 低通濾波器27 延遲電路28 延遲電路29 加法器30 加法器31 虛擬濾波器
32 加法器33 加法器34 線35 線36 線37 線38 線39 線40 連接線41 連接線42 輸出線43 輸出線50 第一六階濾波器51 第一六階濾波器52 第一六階濾波器53 第一六級濾波器54 延遲電路55 延遲電路56 加法器57 加法器58 連接線59 連接線
權(quán)利要求
1.一種利用轉(zhuǎn)換左聲道的電信號的左前揚聲器(3)和轉(zhuǎn)換右聲道電信號的右前揚聲器(4)來產(chǎn)生聲音的系統(tǒng)，其特征在于虛擬濾波器(31)，其位于聽者(1)側(cè)面80-100度，最好是85-95度，特別是90度的區(qū)域產(chǎn)生虛擬的發(fā)聲體(9，10)。
2.依照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于虛擬濾波器(31)包括針對各聲道的六階濾波器(50，51)。
3.依照權(quán)利要求1和/或2的系統(tǒng)，其特征在于虛擬濾波器包括第二六階濾波器(52，53)，用于從一個聲道向另一聲道傳輸?shù)男盘枴?br> 4.依照前面的權(quán)利要求1-3中的一項或幾項要求的系統(tǒng)，其特征在于空間后部通道的信號被添加到聲道信號中。
5.依照權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于通過低通濾波器(25，26)來處理后部環(huán)繞通道的信號。
6.依照權(quán)利要求4或5的系統(tǒng)，其特征在于通過延遲電路(27，28)來處理信號。
7.依照權(quán)利要求4或5的系統(tǒng)，其特征在于通過混響電路來處理信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種利用轉(zhuǎn)換左聲道的電信號的左前揚聲器和轉(zhuǎn)換右聲道電信號的右前揚聲器來產(chǎn)生聲音的系統(tǒng)。這樣一個在室內(nèi)產(chǎn)生聲音的系統(tǒng)是已知的。對電信號加以處理，使得可以省去空間后部揚聲器，由前部揚聲器產(chǎn)生一個環(huán)繞或三維聲音。根據(jù)本發(fā)明，一個虛擬濾波器在聽者側(cè)面80－100度的區(qū)域產(chǎn)生虛擬的發(fā)聲體。實驗表明當(dāng)音源被安置在收聽者頭部的側(cè)面或當(dāng)三維聲音在聽者的側(cè)面產(chǎn)生時，人類的耳朵對周圍的聲音最為敏感。
文檔編號H04S3/02GK1541500SQ01802559
公開日2004年10月27日 申請日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月28日
發(fā)明者S·M·J·威廉斯, S M J 威廉斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司