專利名稱：來(lái)自于前置揚(yáng)聲器的多聲道音頻環(huán)繞聲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在一般被稱為“環(huán)繞聲”系統(tǒng)的多聲道系統(tǒng)中的聲音的重放。更具體地說(shuō)，涉及利用心理聲學(xué)原理來(lái)設(shè)計(jì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)，其可通過(guò)僅僅放置在聽(tīng)音者前方的揚(yáng)聲器，來(lái)重放一種環(huán)繞聲的體驗(yàn)。
背景技術(shù)：
利用耳間串音消除(interaural crosstalk cancellation IACC)和頭相關(guān)轉(zhuǎn)移函數(shù)(head related transfer function HRTF)，來(lái)擴(kuò)大兩聲道音頻系統(tǒng)的可聽(tīng)聲場(chǎng)，或者創(chuàng)造來(lái)自于不依賴于揚(yáng)聲器實(shí)際位置的幻像位置聲音的幻覺(jué)(illusion)的可能性，很久以前就已被人們認(rèn)識(shí)到了。在上個(gè)世紀(jì)七、八十年代，許多使用IACC來(lái)擴(kuò)大可聽(tīng)聲場(chǎng)的音頻元件已可買到。然而，由于準(zhǔn)確的HRTF合成的復(fù)雜性，所以直到可買到的上述元件不再昂貴，在特定位置利用高性能數(shù)字信號(hào)處理(digital signal processing DSP)來(lái)準(zhǔn)確創(chuàng)造一個(gè)幻像聲源還是非常困難和昂貴的。
最近DSP和改進(jìn)的濾波算法的可用性，使只利用典型地放置在聽(tīng)音者前方的單獨(dú)一對(duì)揚(yáng)聲器，產(chǎn)生一個(gè)幻像聲源成為可能。利用同樣技術(shù)的變化，就有可能在同一時(shí)間從典型地放置在聽(tīng)音者前方的單獨(dú)一對(duì)揚(yáng)聲器，創(chuàng)造出多個(gè)幻像聲源。該技術(shù)具有許多實(shí)際的應(yīng)用。例如，對(duì)在完整的5.1環(huán)繞聲音頻系統(tǒng)中具有的前、后、中間揚(yáng)聲器的體驗(yàn)，可利用單獨(dú)一對(duì)揚(yáng)聲器或耳機(jī)來(lái)模擬。
人類處理自己耳朵所收到的聲音，來(lái)確定這些聲音源的位置的方式，是這些技術(shù)的基礎(chǔ)。一般而言，我們基于兩個(gè)主要機(jī)理，即耳間時(shí)間延遲(interaural time delay ITD)和耳間級(jí)差(interaural leveldifference ILD)，來(lái)聽(tīng)出聲音的方向。ITD是指位于聽(tīng)音者頭部一側(cè)的聲音到達(dá)相對(duì)側(cè)耳，相比于其到達(dá)近側(cè)耳所需的時(shí)間，額外所需的時(shí)間。聲音的ITD值，使聽(tīng)音者可以相當(dāng)精確地確定側(cè)向的聲音。ILD是指從特定位置到達(dá)的聲音，在聽(tīng)音者兩耳間產(chǎn)生的可聽(tīng)強(qiáng)度差。例如，位于聽(tīng)音者左側(cè)的聲音，會(huì)相比于右耳，在其左耳中顯得更響，這是由于在聲音繞過(guò)聽(tīng)音者頭部傳播時(shí)的響度損失。耳間總的強(qiáng)度差通過(guò)ITD值，增強(qiáng)了聲音的側(cè)向定位。此外，從特定方向到達(dá)的聲音還會(huì)在每個(gè)耳內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的頻率響應(yīng)模式，其是該特定方向位置的特征。這些特征方向頻率響應(yīng)曲線以及與從該方向到達(dá)的聲音有關(guān)的ITD值的結(jié)合，被稱為頭相關(guān)轉(zhuǎn)移函數(shù)(HRTF)。HRTF的頻率響應(yīng)組成十分復(fù)雜，并且因個(gè)體不同而具有稍微的差異。在每個(gè)耳的HRTF頻率響應(yīng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，使得聽(tīng)音者可以確定聲音的仰角以及聲音是在前方還是后方。例如，一個(gè)位于聽(tīng)音者左前方60度的聲音源和一個(gè)位于聽(tīng)音者左后方60度的聲音源具有相同的ITD(約300毫秒)。但是，外耳的不對(duì)稱性產(chǎn)生了這兩個(gè)聲音源位置的、十分不同的HRTF函數(shù)，因此就使得聽(tīng)音者可以確定側(cè)向位置和前、后方位置。類似的機(jī)理使得聽(tīng)音者可以確定聲音源的大致方位角。一般而言，以ITD值為基礎(chǔ)、用于確定聲音側(cè)向位置的機(jī)理，在約150Hz到1200Hz的頻率范圍間起作用。而以HRTF頻率響應(yīng)為基礎(chǔ)、用于定位聲音的機(jī)理，在約500Hz到12000Hz的頻率范圍間起作用。
基于這些原理，已設(shè)計(jì)出許多方法，其包括在揚(yáng)聲器中消除耳間串音的方法；利用綜合的或標(biāo)準(zhǔn)的HRTF函數(shù)，由單耳信號(hào)產(chǎn)生幻像聲源的方法；以及利用HRTF函數(shù)從僅僅前方的一對(duì)揚(yáng)聲器，為音頻環(huán)繞聲系統(tǒng)產(chǎn)生幻像后方聲道的方法。
通常，利用HRTF來(lái)產(chǎn)生幻像后方聲源的方法，不論是模擬環(huán)繞聲音頻系統(tǒng)或是其它的應(yīng)用，都受到極大的實(shí)際限制。準(zhǔn)確表達(dá)HRTF函數(shù)的計(jì)算量很大，因此利用實(shí)用的和成本有效的DSP方法難于得到足夠的準(zhǔn)確度。例如，美國(guó)專利第6,173,061號(hào)描述了一種利用HRTF函數(shù)產(chǎn)生幻像聲音源的方法，該專利提到需要更有效的聲音處理算法，并對(duì)解決這一問(wèn)題進(jìn)行了探索。此外，在現(xiàn)有技術(shù)方法中使用的、特定的HRTF函數(shù)是以一些假定為基礎(chǔ)來(lái)被選定的，該假定關(guān)于所使用的揚(yáng)聲器的特性、揚(yáng)聲器和聽(tīng)音者之間的具體位置關(guān)系，以及聽(tīng)音者之間實(shí)際HRTF函數(shù)的變化。假定HRTF函數(shù)具有高度具體化和細(xì)節(jié)的特性，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到揚(yáng)聲器特性變化或聽(tīng)音者從假定的聽(tīng)音位置離開(kāi)而造成的位置變化，可輕易地破壞幻像聲音源幻覺(jué)。而且，一些聽(tīng)音者的實(shí)際HRTF函數(shù)可能與裝置中使用的HRTF函數(shù)不同，以致幻像無(wú)法產(chǎn)生。例如，美國(guó)專利第4,893,342號(hào)及其相關(guān)專利描述了基于HRTF的、用于增加位置適應(yīng)性的方法和用于確定聽(tīng)音者容忍HRTF函數(shù)的方法。前一方法是通過(guò)將HRTF表達(dá)的頻率范圍限定到約600Hz到10kHz來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
一些已知的方法，其以雙耳記錄的信號(hào)或其它特定的錄音信號(hào)作為輸入，來(lái)產(chǎn)生幻像聲音位置和源。這些方法可能會(huì)受到上面描述的限制，并且只有在使用由特殊錄音配置(scheme)構(gòu)成的輸入信號(hào)時(shí)才能正常工作。例如，美國(guó)專利第4,199,658號(hào)就描述了一種以雙耳錄音信號(hào)為輸入的方法。
最后，大多數(shù)已知的、用于產(chǎn)生幻像后方聲道聲音源的方法，是在實(shí)際揚(yáng)聲器位于聽(tīng)音者后方特定位置的情況下，來(lái)尋求重新產(chǎn)生幻像的。例如美國(guó)專利第6,052,470號(hào)及其相關(guān)專利就公開(kāi)了這樣的方法，其描述了使用HRTF函數(shù)來(lái)產(chǎn)生位于聽(tīng)音者后方的一對(duì)揚(yáng)聲器的幻像的各種方法。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員一般認(rèn)同的是，在音頻環(huán)繞聲系統(tǒng)的后方聲道聲音重放時(shí)，分散定位(diffuse localization)，優(yōu)選地是由實(shí)際在后方放置的直接輻射揚(yáng)聲器提供的特定類型的定位。此外，如會(huì)被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，由前和后成對(duì)揚(yáng)聲器組成的音頻環(huán)繞聲系統(tǒng)并不能有效地定位位于兩對(duì)揚(yáng)聲器中間的聽(tīng)音者正左和正右的大體區(qū)域內(nèi)的聲音。
因此，存在產(chǎn)生幻像后方環(huán)繞聲聲道的的方法的需求，該方法需要更低的信號(hào)運(yùn)算復(fù)雜度、更高的對(duì)揚(yáng)聲器性能和擺放或布置的容忍度、更高的對(duì)聽(tīng)音者位置以及聽(tīng)音者之間HRTF變化的容忍度、更有效地利用普通可用錄音的能力，以及在聽(tīng)音者周圍的區(qū)域內(nèi)，對(duì)音頻環(huán)繞聲系統(tǒng)的后向聲道聲音進(jìn)行分散定位的能力。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于從放置于聽(tīng)音者前方的一個(gè)或一對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)，來(lái)產(chǎn)生幻像后環(huán)繞聲聲道或幻像環(huán)繞聲效果的裝置和方法。本發(fā)明的另外的目標(biāo)通過(guò)使用簡(jiǎn)單的模擬濾波器或簡(jiǎn)單的DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是對(duì)揚(yáng)聲器特性、揚(yáng)聲器布置或擺放、聽(tīng)音者位置以及聽(tīng)音者之間的變化有更高的容忍度。本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是使用普通可利用的音頻環(huán)繞聲錄音，來(lái)產(chǎn)生有效的環(huán)繞聲重放。本發(fā)明的再一個(gè)目標(biāo)是產(chǎn)生幻像音源，其感覺(jué)上就像是源自聽(tīng)音者周圍或后方的區(qū)域，包括在聽(tīng)音者正左或正右的大體區(qū)域。
美國(guó)專利第4,489,432、4,497,064、4,569,074以及4,630,298號(hào)公開(kāi)了一種方法，其在立體聲重放系統(tǒng)中，使用普通可利用的立體聲錄音時(shí)，利用主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器的布置來(lái)消除IAC，并產(chǎn)生延伸超出揚(yáng)聲器位置的真實(shí)聲場(chǎng)。在這里，這些專利公開(kāi)的內(nèi)容以參考文獻(xiàn)的形式被全部合并到本文中。例如，現(xiàn)有技術(shù)圖1(美國(guó)專利第4,489,432號(hào)的圖10)具體顯示了一種主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器的布置，是如何被用于從兩個(gè)輸入信號(hào)來(lái)創(chuàng)造揚(yáng)聲器位置邊界之外的幻像聲源的?；诿绹?guó)專利第4,489,432、4,497,064、4,569,074以及4,630,298號(hào)的公開(kāi)，根據(jù)這些公開(kāi)來(lái)搭建一個(gè)系統(tǒng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，該系統(tǒng)能夠在或多或少不依賴揚(yáng)聲器位置的前提下，根據(jù)已經(jīng)包含在被用作輸入的兩路錄音信號(hào)中的定位信息，在聽(tīng)音者前方的任何位置產(chǎn)生幻像聲源。在被用作輸入的該兩路錄音信號(hào)中不存在定位信息時(shí)，這些專利中描述的方法也可用來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的聲像。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在具有至少四個(gè)輸入的音頻重放系統(tǒng)中，分別在右主揚(yáng)聲器和左主揚(yáng)聲器的位置上，沿著揚(yáng)聲器軸線，與標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置等距離地配備有右主揚(yáng)聲器和左主揚(yáng)聲器。所述重放系統(tǒng)的四個(gè)輸入用于接收至少四路音頻輸入信號(hào)，例如左前、右前、左環(huán)繞以及右環(huán)繞聲道信號(hào)。所述標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置一般定義為可使聽(tīng)音者的頭部沿著中央聽(tīng)音軸而面向主揚(yáng)聲器的空間位置，而右耳和左耳的位置沿著一根耳軸，這里右耳和左耳位置由最大耳間聲音距離Δtmax所分隔。而標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置的具體定義為耳軸上距離右耳和左耳相等的點(diǎn)。中央聽(tīng)音軸CLA被定義為一條直線，其穿過(guò)標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置，以及在揚(yáng)聲器軸上的、與右主揚(yáng)聲器和左主揚(yáng)聲器等距離的一點(diǎn)。在右副揚(yáng)聲器和左副揚(yáng)聲器的位置上，基本在右副揚(yáng)聲器和左副揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器軸線上，配備有右副揚(yáng)聲器和左副揚(yáng)聲器，它們與標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL間隔距離相等。通過(guò)對(duì)這些副揚(yáng)聲器相對(duì)于所述主揚(yáng)聲器仔細(xì)地定位，以及使用合適的左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)的修正和組合來(lái)產(chǎn)生主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的分量部分進(jìn)行適當(dāng)濾波，位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者將從僅僅布置在其前方的揚(yáng)聲器，獲得環(huán)繞聲的體驗(yàn)。


圖1是一幅圖表，其說(shuō)明一個(gè)視在聲源位置，該位置由美國(guó)專利第4,489,32號(hào)的圖10公開(kāi)的裝置產(chǎn)生。
圖2是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖2a是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例的信號(hào)組合。
圖2b是一幅圖表，其顯示添加到本發(fā)明第一實(shí)施例的第五音頻輸入信號(hào)。
圖3顯示一族從不同角度方向入射的聲音的頻率響應(yīng)曲線。
圖4顯示在聽(tīng)音者近耳處的一族頻率響應(yīng)曲線，其顯示了從聽(tīng)音者前方和從聽(tīng)音者后方入射的聲音的頻率響應(yīng)差異。
圖5顯示在聽(tīng)音者最遠(yuǎn)耳處的一族頻率響應(yīng)曲線，其顯示了從聽(tīng)音者前方和從聽(tīng)音者后方入射的聲音的頻率響應(yīng)差異。
圖6顯示一族頻率響應(yīng)曲線，其代表了示于圖4中的近耳的前至后曲線和示于圖5中的遠(yuǎn)耳的前至后曲線之間的、每個(gè)鏡像前至后聲音位置對(duì)之間的差異。
圖7是一幅示意圖，其顯示位于聽(tīng)音者后方一點(diǎn)上的后向可聽(tīng)聲音。
圖8是一幅示意圖，其顯示當(dāng)使用本發(fā)明時(shí)，位于聽(tīng)音者后方的、在寬闊范圍內(nèi)的視在可聽(tīng)聲音位置。
圖9顯示一族曲線，其是通過(guò)從示于圖3中的在聽(tīng)音者最遠(yuǎn)耳的特定方向上到達(dá)的聲音的頻率響應(yīng)，減去在聽(tīng)音者最近耳的在同樣方向上到達(dá)的聲音的頻率響應(yīng)而得到的。
圖10是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖11是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第三實(shí)施例。
圖12是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第四實(shí)施例。
圖13是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第五實(shí)施例。
圖13a是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第五實(shí)施例的信號(hào)組合。
圖14是一幅圖表，其顯示當(dāng)使用本發(fā)明的第五實(shí)施例時(shí)，在聽(tīng)音者前方的、大致可聽(tīng)聲音位置和在聽(tīng)音者后方的、視在可聽(tīng)聲音位置。
圖15是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第六實(shí)施例。
圖16是一幅圖表，其顯示當(dāng)使用本發(fā)明的第六實(shí)施例時(shí)，在聽(tīng)音者前方的、大致可聽(tīng)聲音位置。
圖17是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第七實(shí)施例。
圖18是一幅圖表，其顯示當(dāng)使用本發(fā)明的第七實(shí)施例時(shí)，在聽(tīng)音者后方的、大致視在可聽(tīng)聲音位置。
圖19是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第八實(shí)施例。
圖20是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第九實(shí)施例的信號(hào)組合。
圖21是一幅圖表，其顯示本發(fā)明的第十實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，其中相同的參考標(biāo)記/標(biāo)號(hào)表示相同或功能類似的元件。當(dāng)討論特定的配置和排列時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解這樣做僅僅出于說(shuō)明的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，其它的配置和排列也可使用。
圖2和圖2a顯示本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例。參考圖2，其配備有四路與環(huán)繞聲系統(tǒng)的信號(hào)通道對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)輸入，其只是作為示例，并無(wú)意限定。應(yīng)當(dāng)理解這里可以是任何四路音頻輸入信號(hào)。然而，為了清晰和一致性的目的，這些信號(hào)在這里被稱為左環(huán)繞信號(hào)LS、左前信號(hào)LF、右前信號(hào)RF，以及右環(huán)繞信號(hào)RS。其還配備有左揚(yáng)聲器和右揚(yáng)聲器箱LSE和RSE。左揚(yáng)聲器箱LSE包括至少一個(gè)左主揚(yáng)聲器LMS和至少一個(gè)左副揚(yáng)聲器LSS。右揚(yáng)聲器箱RSE包括至少一個(gè)右主揚(yáng)聲器RMS和至少一個(gè)右副揚(yáng)聲器RSS。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的那樣，坐在所述揚(yáng)聲器之前的聽(tīng)音者感覺(jué)到的未經(jīng)修正的、由一對(duì)諸如在典型立體聲音頻系統(tǒng)中的揚(yáng)聲器重放的音頻信號(hào)，如同源自于兩個(gè)揚(yáng)聲器之間的聲音位置的區(qū)域范圍。所以，位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者，感覺(jué)到僅由主左揚(yáng)聲器LMS和主右揚(yáng)聲器RMS產(chǎn)生的聲音，如同源自于一個(gè)聲音位置的區(qū)域范圍，該范圍大致在、并被限制在主左揚(yáng)聲器LMS和主右揚(yáng)聲器RMS的實(shí)際位置之間。
正如圖2所示，一個(gè)位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者有左耳Le和右耳Re。左耳Le和右耳Re之間的中點(diǎn)沿中央聽(tīng)音軸CLA定位。正如美國(guó)專利第4,489,432號(hào)提到的，這里以參考文獻(xiàn)形式全部合并它的內(nèi)容，所述右耳和左耳位置由最大耳間聲音距離Δtmax所分隔。如在美國(guó)專利第4,489,432號(hào)中解釋的，并如圖2中所示，聲音距離t是聲音從左主揚(yáng)聲器LMS到達(dá)左耳Le的時(shí)間，而聲音距離t+Δt是聲音從左主揚(yáng)聲器LMS到達(dá)右耳Re的時(shí)間。類似地，聲音距離t也是聲音從右主揚(yáng)聲器RMS到達(dá)右耳Re所需的時(shí)間，而聲音距離t+Δt也是聲音從右主揚(yáng)聲器RMS到達(dá)左耳Le的時(shí)間。以類似的方式，聲音距離t+Δt還是聲音從右副揚(yáng)聲器RSS到達(dá)右耳Re的時(shí)間，以及聲音從左副揚(yáng)聲器LSS到達(dá)左耳Le的時(shí)間。
再次參考圖2，左環(huán)繞信號(hào)LS經(jīng)過(guò)前至后濾波器1，并在加法器3中與左前信號(hào)LF相組合，接著，組合后的信號(hào)被傳輸至左主揚(yáng)聲器LMS。類似地，右環(huán)繞信號(hào)RS經(jīng)過(guò)前至后濾波器2，并在加法器4中與右前信號(hào)RF相組合，接著，組合后的信號(hào)被傳輸至右主揚(yáng)聲器RMS。
前至后濾波器1和2修正所述環(huán)繞信號(hào)LS和RS，以便在某一頻率范圍內(nèi)，在聽(tīng)音者的雙耳處，盡管所述聲音是從聽(tīng)音者前方發(fā)射(project)的，但這些濾波器會(huì)把聲音信號(hào)的頻率響應(yīng)近似為就像這些信號(hào)是來(lái)自聽(tīng)音者的后方一樣。這種修正可參考圖3至6來(lái)解釋。圖3顯示一族頻率響應(yīng)曲線，其代表在聽(tīng)音者耳膜處相對(duì)于自由場(chǎng)情況的從水平面起的不同角度的聲音位置到達(dá)的聲音的頻率響應(yīng)。圖4顯示另一族頻率響應(yīng)曲線，該曲線的計(jì)算是通過(guò)從示于圖3中的聽(tīng)音者后方的鏡像聲音位置到達(dá)的聲音的頻率響應(yīng)，減去到達(dá)聽(tīng)音者最近耳處的聲音位置在聽(tīng)音者前方的聲音的頻率響應(yīng)而得到的。例如，參考圖3，用在聽(tīng)音者后方的、以135度的角度到達(dá)左耳的聲音的曲線，減去在聽(tīng)音者前方的、以45度的角度到達(dá)聽(tīng)音者左耳的聲音的曲線，就產(chǎn)生圖4中標(biāo)記為“45-135度(deg.)”的曲線。這樣，圖2中的前至后濾波器1和2，就具有與例如來(lái)自于圖4中標(biāo)記為“45-135度(deg.)”的前至后頻率響應(yīng)曲線的近似特性，以及將左主揚(yáng)聲器LMS和右主揚(yáng)聲器RMS放置在中央聽(tīng)音軸CLA的兩側(cè)之一約45度處時(shí)，一個(gè)位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者將近似感覺(jué)到環(huán)繞信號(hào)LS和RS在各自的最近耳的耳膜處的相同的頻率響應(yīng)，就像這些聲音源自于某些聲音位置一樣，該聲音位置位于聽(tīng)音者后方，并鏡像于聽(tīng)音者前方的、LMS和RMS的真實(shí)聲音位置，而環(huán)繞信號(hào)LS和RS正是從這些揚(yáng)聲器中被實(shí)際發(fā)射的。
圖5顯示一族類似的前至后頻率響應(yīng)曲線，該曲線的計(jì)算是通過(guò)從示于圖3中的聽(tīng)音者后方的鏡像聲音位置到達(dá)的聲音的頻率響應(yīng)，減去到達(dá)聽(tīng)音者最遠(yuǎn)耳的聲音位置在聽(tīng)音者前方的聲音的頻率響應(yīng)而得到的。具有這些特性的前至后濾波器應(yīng)用到從在聽(tīng)音者前方的實(shí)際聲音位置到達(dá)該聽(tīng)音者最遠(yuǎn)耳的聲音，這將復(fù)制在聽(tīng)音者后方的鏡像聲音位置到達(dá)在聽(tīng)音者的最遠(yuǎn)耳耳膜處的聲音的頻率響應(yīng)。例如，再次參考圖3，用在聽(tīng)音者后方的、以負(fù)135度的角度到達(dá)左耳的聲音的曲線，減去在聽(tīng)音者前方的、以負(fù)45度的角度到達(dá)聽(tīng)音者左耳的聲音的曲線，就產(chǎn)生圖5中標(biāo)記為“45-135deg.”的曲線。這樣，當(dāng)圖2的前至后濾波器1和2具有例如來(lái)自于圖5中標(biāo)記為“45-135deg.”的前至后頻率響應(yīng)曲線的近似特性的情況下，并且當(dāng)左主揚(yáng)聲器LMS和右主揚(yáng)聲器RMS位于中央聽(tīng)音軸CLA的任一側(cè)約45度處時(shí)，一個(gè)位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者將近似感覺(jué)到環(huán)繞信號(hào)LS和RS在各自的最遠(yuǎn)耳的耳膜處的相同的頻率響應(yīng)，就像這些聲音位于在聽(tīng)音者后方的聲音位置，并鏡像于聽(tīng)音者前方的LMS和RMS的真實(shí)聲音位置，而環(huán)繞信號(hào)LS和RS實(shí)際是從這些揚(yáng)聲器中發(fā)射的。
圖6顯示一族頻率響應(yīng)曲線，其表示對(duì)于每個(gè)鏡像前至后聲音位置對(duì)的示于圖4中的近耳的前至后曲線和示于圖5中的最遠(yuǎn)耳的前至后曲線之間的差異。觀察圖6可發(fā)現(xiàn)在頻率直到約2500Hz之前，近耳和遠(yuǎn)耳的前至后曲線基本一致。觀察圖4和圖5可發(fā)現(xiàn)在頻率直到約2500Hz之前，對(duì)于約在聽(tīng)音者前方的、中央聽(tīng)音軸CLA的任一側(cè)約為30度到60度之間的聲音位置，近耳和遠(yuǎn)耳的前至后頻率響應(yīng)曲線非常類似。如果前至后濾波器1和2在頻率直到約2500Hz之前，具有與例如來(lái)自于圖4的標(biāo)記為“45-135deg.”的近似的頻率響應(yīng)曲線的類似的特性，那么對(duì)于由所述前至后濾波器1和2修正的信號(hào)，一個(gè)位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者在雙耳的耳膜處將感覺(jué)到頻率直到2500Hz的基本相同的頻率響應(yīng)，就像該聲音位于聽(tīng)音者后方的聲音位置一樣，該聲音位置鏡像于在聽(tīng)音者前方的左主揚(yáng)聲器LMS和右主揚(yáng)聲器RMS的真實(shí)聲音位置，左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器LMS和RMS的位置在中央聽(tīng)音軸CLA的任一側(cè)約為30度到60度之間。正如示于圖7中的，如果前至后濾波器1和2的輸入信號(hào)是，例如，左環(huán)繞信號(hào)LS和右環(huán)繞信號(hào)RS，聽(tīng)音者將感覺(jué)到左環(huán)繞信號(hào)LS和右環(huán)繞信號(hào)RS是由在聽(tīng)音者后方的、位于鏡像位置的幻像左揚(yáng)聲器PLS和幻像右揚(yáng)聲器PRS產(chǎn)生的。
所以，在這個(gè)第一實(shí)施例中，圖2的前至后濾波器1和2可能具有將頻率范圍限制在約2500Hz以下的特性，其在低于約2500Hz以下，具有與圖4中的標(biāo)記為“45-135deg.”的曲線的近似的頻率響應(yīng)。正如前面所提到的以及示于圖6中的，由于前至后頻率響應(yīng)曲線在低于約2500Hz時(shí)，在一定的角度位置范圍內(nèi)，不論對(duì)近耳和最遠(yuǎn)耳，都非常類似，因此即使揚(yáng)聲器并不是放置在從中央聽(tīng)音軸CLA起正好45度的位置上，前至后濾波器1和2還是會(huì)使聽(tīng)音者感覺(jué)到聲音是來(lái)自于聽(tīng)音者后方的鏡像位置，這正如示于圖7中的。盡管有前面的討論，但試驗(yàn)顯示在一些對(duì)于本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)中，需要前至后濾波器1和2的頻率響應(yīng)擴(kuò)展至大幅超過(guò)2500Hz。在一些實(shí)現(xiàn)中，還發(fā)現(xiàn)需要包括在頻率約12kHz處大約有正4分貝(db)到正8分貝(db)的帶增強(qiáng)(bandemphasis)。
再次參考圖2，左環(huán)繞信號(hào)LS在經(jīng)過(guò)前至后濾波器1之后，經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器5和一個(gè)低通濾波器11。它接著經(jīng)過(guò)一個(gè)加法器10，在其中它和右環(huán)繞信號(hào)RS組合，所述信號(hào)RS已經(jīng)經(jīng)過(guò)前至后濾波器2和低通濾波器8，以便結(jié)果的組合信號(hào)由一個(gè)修正的右環(huán)繞信號(hào)RS’減去一個(gè)修正的左環(huán)繞信號(hào)LS’得到。然后，將該組合信號(hào)傳輸至位于右揚(yáng)聲器箱RSE中的右副揚(yáng)聲器RSS。類似地，右環(huán)繞信號(hào)RS在經(jīng)過(guò)前至后濾波器2之后，經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器6和一個(gè)低通濾波器12。接著，它經(jīng)過(guò)一個(gè)加法器9，在其中它和左環(huán)繞信號(hào)LS組合。所述信號(hào)LS已經(jīng)經(jīng)過(guò)前至后濾波器1和低通濾波器7，以便結(jié)果的組合信號(hào)由一個(gè)修正的左環(huán)繞信號(hào)LS’減去一個(gè)修正的右環(huán)繞信號(hào)RS’得到。然后，將該組合信號(hào)傳輸至位于左揚(yáng)聲器箱LSE中的左副揚(yáng)聲器LSS。低通濾波器7、8、11以及12可以具有將頻率響應(yīng)限制在約1kHz以下的特性，如在美國(guó)專利第4,630,298號(hào)公開(kāi)的，這主要是出于穩(wěn)定視在聲音位置、提高對(duì)聽(tīng)音者頭部移動(dòng)的容忍度(tolerance)、增強(qiáng)沒(méi)有位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者對(duì)視在聲音位置的幻覺(jué)(illusion)以及允許對(duì)主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器的位置的更大的容忍度的目的。然而，在本發(fā)明的一些實(shí)現(xiàn)中，需要所述低通濾波器具有擴(kuò)展至實(shí)際超過(guò)1kHz的頻率響應(yīng)，或者可為低通濾波器7和8選擇一個(gè)截止頻率，而同時(shí)為低通濾波器11和12選擇一個(gè)不同的截止頻率。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)中，低通濾波器7和8具有擴(kuò)展至約5kHz的頻率響應(yīng)，而低通濾波器11和12具有擴(kuò)展到約1.8kHz的頻率響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的此第一實(shí)施例，圖2a顯示了傳輸至每個(gè)揚(yáng)聲器的、修正的和組合的信號(hào)的合成，其中上標(biāo)“’”表示原始音頻輸入信號(hào)已由信號(hào)修正和組合裝置20適當(dāng)?shù)匦拚^(guò)。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可采用示于圖2a的任何合適的裝置，以獲得合適的信號(hào)修正和組合。此外，正如上面所討論的，試驗(yàn)顯示在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在這里描述許多對(duì)特定信號(hào)修正的改變，其作用在于僅從位于聽(tīng)音者前方的揚(yáng)聲器，提供一個(gè)可接受的環(huán)繞聲幻覺(jué)(illusion)。在這里描述的特定信號(hào)修正僅用作示例，而并非用于限制本發(fā)明。
在這個(gè)第一實(shí)施例中，左副揚(yáng)聲器LSS和右副揚(yáng)聲器RSS根據(jù)美國(guó)專利第4,489,432、4,497,064、4,569,074以及4,630,298號(hào)的精神，相對(duì)于左主揚(yáng)聲器LMS和右主揚(yáng)聲器RMS以及聽(tīng)音者來(lái)設(shè)置，其目的是消除IAC并產(chǎn)生一個(gè)超出揚(yáng)聲器位置而延伸的現(xiàn)實(shí)的聲場(chǎng)(acoustic field)。正如現(xiàn)有技術(shù)圖1中所示和在上述參考的美國(guó)專利中討論的，可以將左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器LSS和RSS放置在具有左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器LMS和RMS的共同的揚(yáng)聲器的軸上。然而，也正如在上述參考的美國(guó)專利第4,497,064號(hào)中討論的，可將該副揚(yáng)聲器放置在任何位置上，只要該位置可相對(duì)于各自的主揚(yáng)聲器產(chǎn)生正確的、以聽(tīng)音者的耳朵為目標(biāo)的聲音的延遲時(shí)間。正如示于圖2中和在美國(guó)專利第4,489,432、4,497,064以及4,569,074號(hào)中討論的，在主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器沿著共同的揚(yáng)聲器軸被布置的情況下，在不脫離本發(fā)明的精神和功能前提下，在每一邊的各自的主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器之間的優(yōu)選間距大致處在最大聲音間隔距離Δtmax到大約150％的該Δtmax之間，從而導(dǎo)致?lián)P聲器之間的延遲Δt’的相應(yīng)的變化。正如現(xiàn)有技術(shù)圖1中所示，在美國(guó)專利(專利號(hào)為4,489,432、4,497,064、4,569,074以及4,630,298)中公開(kāi)的方法具有以下的能力其可從諸如表現(xiàn)為普通立體聲錄音的兩路音頻輸入信號(hào)中，在聽(tīng)音者前方的中央聽(tīng)音軸CLA的左和右大約等于90度的范圍內(nèi)，產(chǎn)生一個(gè)視在聲音位置。正如前面所描述的，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，選擇圖2中的前至后濾波器1和2，以在限定的頻率范圍內(nèi)，將在聽(tīng)音者前方的聲音位置的頻率響應(yīng)轉(zhuǎn)換成位于聽(tīng)音者后方的鏡像位置上的聲音位置的、在聽(tīng)音者雙耳的耳膜處的頻率響應(yīng)。美國(guó)專利第4,489,432、4,497,064、4,569,074以及4,630,298號(hào)公開(kāi)的方法，可以如同在這里說(shuō)明的被修正，其結(jié)合前述的信號(hào)操作，將可從左環(huán)繞聲輸入信號(hào)和右環(huán)繞聲輸入信號(hào)LS和RS中，創(chuàng)造出聲音位置的幻像，該幻像位于聽(tīng)音者后方的中央聽(tīng)音軸的左和右約90度的范圍內(nèi)。參考圖8，左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS的信號(hào)通道，僅連同來(lái)自于左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS的可聽(tīng)到的后向聲音位置PRSL的大致范圍一起被顯示。參考圖2，來(lái)自左前和右前的聲音，即輸入信號(hào)LF和RF將被感覺(jué)到分別保持在揚(yáng)聲器LMS和RMS大致的聲音位置上。因此，在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，僅僅將揚(yáng)聲器布置在前方，而聽(tīng)音者感覺(jué)到視在聲源在前方和到后方，這種感覺(jué)類似于代表性地使用四個(gè)實(shí)際位于聽(tīng)音者前方和后方的揚(yáng)聲器的傳統(tǒng)的環(huán)繞聲揚(yáng)聲器系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例具有優(yōu)勢(shì)，其超過(guò)傳統(tǒng)環(huán)繞聲揚(yáng)聲器系統(tǒng)和諸如美國(guó)專利第5,799,094、6,052,470以及5,579,396號(hào)產(chǎn)生幻像后聲道的現(xiàn)有技術(shù)方法。所述優(yōu)勢(shì)在于聽(tīng)音者將感覺(jué)到視在聲音位置PRSL在他們后方很寬闊的區(qū)域范圍內(nèi)存在，如圖8中所示，與其說(shuō)PRSL依賴于被特定視在后揚(yáng)聲器位置所限制的視在后方聲音位置，倒不如說(shuō)其主要依賴于對(duì)所錄音的信號(hào)的合成，如圖7所示，其主要依賴于前揚(yáng)聲器的位置。此外，本發(fā)明受益于其具有的聽(tīng)音者位置的靈活性優(yōu)勢(shì)，該優(yōu)勢(shì)超過(guò)產(chǎn)生環(huán)繞聲幻覺(jué)的幾種純電子的現(xiàn)有技術(shù)方法。根據(jù)本發(fā)明，使用主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器不需要在主揚(yáng)聲器和聽(tīng)音者之間保持特定的固定距離，也不需要在兩個(gè)主揚(yáng)聲器之間保持特定的固定距離。此外，試驗(yàn)顯示，只要聽(tīng)音者大體位于揚(yáng)聲器前方的區(qū)域內(nèi)而不需位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL，這里描述的這種布置與信號(hào)修正相結(jié)合就能夠產(chǎn)生寬闊的視在聲音位置區(qū)域范圍。試驗(yàn)還顯示即使聽(tīng)音者進(jìn)一步離開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL，還是可體驗(yàn)到一種愉快的環(huán)繞聲幻覺(jué)，只是視在聲音位置的定位比較模糊。
簡(jiǎn)要參考圖2b，其顯示第一實(shí)施例的一個(gè)變化，除了一個(gè)諸如在環(huán)繞聲系統(tǒng)中提供的中置聲道信號(hào)C的第五音頻輸入信號(hào)以外，其與在圖2中示出的實(shí)施例相同。該實(shí)施例中還配備有一個(gè)中置聲道揚(yáng)聲器箱CSE，其包括至少一個(gè)中置揚(yáng)聲器CS。所述中置聲道的中置信號(hào)輸入C被傳輸至中置揚(yáng)聲器CS。位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者感覺(jué)從中置揚(yáng)聲器CS產(chǎn)生的聲音，就像是從中置揚(yáng)聲器CS的大致聲音位置發(fā)出的聲音。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)或其它實(shí)施例，一種來(lái)自于前置揚(yáng)聲器的環(huán)繞聲體驗(yàn)可以僅僅使用四路音頻輸入信號(hào)來(lái)產(chǎn)生，正如圖2和圖2b中所示。而諸如典型地出現(xiàn)在環(huán)繞聲系統(tǒng)中的中置聲道信號(hào)的第五音頻輸入信號(hào)，是任選而非必需的。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例示于圖10中。該第二實(shí)施例除了增加了左至右濾波器13和右至左濾波器14以外，其與圖2和圖2a中描述的第一實(shí)施例是相同的。左至右濾波器13被添加到左環(huán)繞信號(hào)LS的通道上，其在LS經(jīng)過(guò)前至后濾波器1、反相器5以及低通濾波器11之后，以及LS在加法器10中與右環(huán)繞信號(hào)RS組合之前被添加。類似地，右至左濾波器14被添加到右環(huán)繞信號(hào)RS的通道上，其在RS經(jīng)過(guò)前至后濾波器2、反相器6以及低通濾波器12之后，以及RS在加法器9中與左環(huán)繞信號(hào)LS組合之前被添加。左至右濾波器13和右至左濾波器14的目的將在后文中參考圖9加以描述。
圖9顯示一族曲線，其通過(guò)從示于圖3中的在聽(tīng)音者最遠(yuǎn)耳處的從特定方向上到達(dá)的聲音的頻率響應(yīng)，減去在聽(tīng)音者最近耳處的從同樣方向上到達(dá)的聲音的頻率響應(yīng)而得到。因此，這些曲線表示聲音從左至右或從右至左通過(guò)聽(tīng)音者頭部時(shí)，其頻率響應(yīng)的改變。通過(guò)參照?qǐng)D9，可發(fā)現(xiàn)在頻率直到約為2000Hz時(shí)，這些曲線在形狀和幅度上是類似的。再次參考示于圖10中的本發(fā)明的第二實(shí)施例，左至右濾波器13可能大致具有例如圖9中標(biāo)記為“45to-45”的曲線的特性。這樣，出于消除IAC目的而由右副揚(yáng)聲器RSS產(chǎn)生的、經(jīng)取反和低通濾波后的左環(huán)繞信號(hào)，在它到達(dá)聽(tīng)音者右耳Re時(shí)，將更好地與由左主揚(yáng)聲器LMS產(chǎn)生的、同相的左環(huán)繞信號(hào)的頻率響應(yīng)相匹配，并且這將會(huì)因此更有效地消除IAC。右至左濾波器14可具有類似的特性，以使在聽(tīng)音者左耳Le的IACC的有效性將會(huì)類似地提高。其結(jié)果將是在聽(tīng)音者后方的寬闊范圍內(nèi)的位置，提高對(duì)視在聲音位置的感覺(jué)或感知。
本發(fā)明的第三實(shí)施例示于圖11中。該第三實(shí)施例除了增加了高通濾波器15和16以外，其與圖10中描述的第二實(shí)施例是相同的。高通濾波器15被添加在左環(huán)繞信號(hào)LS的通道上，其在左環(huán)繞信號(hào)LS經(jīng)過(guò)前至后濾波器1、反相器5、低通濾波器11以及左至右濾波器13之后，以及左環(huán)繞信號(hào)LS在加法器10中與右環(huán)繞信號(hào)RS組合之前被添加。類似地，高通濾波器16被添加在右環(huán)繞信號(hào)RS的通道上，其在右環(huán)繞信號(hào)RS經(jīng)過(guò)前至后濾波器2、反相器6、低通濾波器12以及右至左濾波器14之后，以及右環(huán)繞信號(hào)RS在加法器9中與左環(huán)繞信號(hào)LS組合之前被添加。通常在低頻段，左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS之間的差異很小。參考圖10，除了信號(hào)中被取反，并在加法器9和10中被加到對(duì)側(cè)的環(huán)繞信號(hào)并被傳輸至它們各自的副揚(yáng)聲器LSS和RSS中的那一分量之外，第二實(shí)施例中描述的信號(hào)處理對(duì)頻率低于約150Hz的信號(hào)影響很小。因此，這些分量的低頻響應(yīng)在它們加在一起時(shí)，基本互相抵消，只留下主要由中頻和較高頻率的信息構(gòu)成的信號(hào)，留下的信號(hào)由副揚(yáng)聲器LSS和RSS重放。正如在前面討論的，以ITD值為基礎(chǔ)的方向性聽(tīng)音只有在頻率降到約150Hz時(shí)才會(huì)有效。參考圖11，低于約150Hz的頻率可通過(guò)高通濾波器15和16，被從有取反的左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)的那些通道中去除，而不會(huì)危害到IACC的有效性。因此，左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)的同相部分的低頻響應(yīng)將不會(huì)被清除，系統(tǒng)的低頻性能從整體上將會(huì)得到提高。
本發(fā)明的第四施例示于圖12中。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，中置揚(yáng)聲器被從示于圖2b以及在前面描述的第一實(shí)施例中去除。參考圖12，中置信號(hào)輸入C被分離，并由加法器3和4，與左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF以及經(jīng)修正的左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS相加。結(jié)果生成的信號(hào)被分別傳輸至左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器LMS和RMS。因此，聽(tīng)音者將會(huì)在沒(méi)有使用中置揚(yáng)聲器的情況下，感覺(jué)到一個(gè)幻像中置聲音位置PCS，對(duì)于來(lái)自中置信號(hào)輸入C的聲音，該幻像中置聲音位置PCS位于中央聽(tīng)音軸CLA的正前方和就在該中央聽(tīng)音軸CLA上。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，上面描述的用于產(chǎn)生幻像中置聲音位置并去除實(shí)體或真實(shí)中置揚(yáng)聲器的技術(shù)，可作為這里描述的其它任何實(shí)施例的一部分使用。
本發(fā)明的第五實(shí)施例示于圖13和圖13a中。除了左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF經(jīng)過(guò)特定的濾波器和信號(hào)處理后，施加到左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器LSS和RSS以外，本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例與圖2中描述的第一實(shí)施例是相同的。這樣做是為了消除IAC和在前面的第一實(shí)施例中討論過(guò)的后方聲音位置的可感覺(jué)范圍之外，額外地創(chuàng)造出一個(gè)擴(kuò)展的前方可感覺(jué)聲音位置的范圍。參考圖13，在左環(huán)繞信號(hào)LS由前至后濾波器1修正后，左前信號(hào)LF與左環(huán)繞信號(hào)LS在加法器3中相組合。類似地，在右環(huán)繞信號(hào)RS由前至后濾波器2修正后，右前信號(hào)RF與右環(huán)繞信號(hào)RS在加法器4中相組合。左前信號(hào)LF和修正的左環(huán)繞信號(hào)LS的組合，被傳輸至左主揚(yáng)聲器LMS。該左前信號(hào)LF與修正的左環(huán)繞信號(hào)LS組合后的信號(hào)被從右前信號(hào)RF和修正的右環(huán)繞信號(hào)RS的組合中減去，其步驟是首先將組合后的左前信號(hào)加修正的左環(huán)繞信號(hào)在反相器5中取反，在其經(jīng)過(guò)了任選的低通濾波器11之后，其通過(guò)加法器10與組合的并進(jìn)一步經(jīng)過(guò)任選的低通濾波器8的右前信號(hào)加修正的右環(huán)繞信號(hào)相加。作為結(jié)果的差信號(hào)被傳輸至右副揚(yáng)聲器RSS。類似地，右前信號(hào)RF和修正的右環(huán)繞信號(hào)RS的組合，被傳輸至右主揚(yáng)聲器RMS。該右前信號(hào)RF和修正的右環(huán)繞信號(hào)RS組合后的信號(hào)也被從左前信號(hào)LF和修正的左環(huán)繞信號(hào)LS的組合中減去，其步驟是首先將組合后的右前信號(hào)加修正的右環(huán)繞信號(hào)在反相器6中取反，在其經(jīng)過(guò)了任選的低通濾波器12之后，其通過(guò)加法器11與組合的并進(jìn)一步經(jīng)過(guò)任選的低通濾波器7的左前信號(hào)加修正的左環(huán)繞信號(hào)相加。作為結(jié)果的差信號(hào)被傳輸至左副揚(yáng)聲器LSS。正如上面所討論的，在左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS通道上的前至后濾波器1和2的作用，使得聽(tīng)音者感覺(jué)到信號(hào)如同位于其后方。如果在左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF通道上不存在這些濾波器，聽(tīng)音者會(huì)感覺(jué)到上述信號(hào)位于其前方。主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器LMS、RMS、LSS以及RSS的布置擺放，結(jié)合圖13中示出的信號(hào)處理，使得聽(tīng)音者可以感覺(jué)到一個(gè)施加到主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器上的全部信號(hào)的擴(kuò)大的聲音位置范圍，其中正如示于圖14中的，聽(tīng)音者會(huì)感覺(jué)到來(lái)自左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF的聲音位置在其前方；并且聽(tīng)音者感覺(jué)到來(lái)自左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS的聲音位置在其后方。
根據(jù)這個(gè)第五實(shí)施例，圖13a顯示了傳輸至每個(gè)揚(yáng)聲器的、修正的和組合的信號(hào)的總的合成，其中上標(biāo)“’”表示原始音頻輸入信號(hào)已由信號(hào)修正和組合裝置20合適地修正過(guò)。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可采用如圖13a所示的任何合適的裝置，以獲得合適的信號(hào)修正和組合。
本發(fā)明的第六實(shí)施例示于圖15中。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)信號(hào)格式檢測(cè)裝置22被添加到示于圖13的和前面所描述的作為第五實(shí)施例的方法中，并且加法器17和18被切換器19和19a所替代。當(dāng)信號(hào)格式檢測(cè)裝置22確定至少有四路音頻輸入信號(hào)存在時(shí)，切換器19和19a就被啟動(dòng)，以選擇起始于左和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS的信號(hào)通道。在這種情況下，結(jié)果就是如上面的第一實(shí)施例描述的那樣。當(dāng)信號(hào)格式檢測(cè)裝置確定左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS不存在時(shí)，切換器19和19a就被啟動(dòng)，以選擇起始于左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF的信號(hào)通道。在這種情況下，結(jié)果就是一個(gè)在聽(tīng)音者前方的、擴(kuò)大的可感覺(jué)的聲音位置的范圍，其重放的聲音與左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF相關(guān)，正如示于圖16的那樣。應(yīng)當(dāng)理解，為了達(dá)到在聽(tīng)音者前方或后方產(chǎn)生更寬闊聲音位置的可感覺(jué)范圍的目的，信號(hào)格式檢測(cè)和合適的切換可用來(lái)改變?nèi)魏我粚?duì)輸入信號(hào)的路線。
本發(fā)明的第七實(shí)施例示于圖17中。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，后中置聲道信號(hào)輸入RC被添加到圖11中描述的實(shí)施例中。后中置聲道在被稱為“6.1”環(huán)繞聲系統(tǒng)中已經(jīng)變得越來(lái)越普通。后中置信號(hào)RC經(jīng)過(guò)中置前至后濾波器21而被修正，在被傳遞至左主揚(yáng)聲器LMS之前，該修正的信號(hào)在一側(cè)通過(guò)加法器3與左前信號(hào)LF和左環(huán)繞信號(hào)LS相組合；在其被傳輸至右主揚(yáng)聲器RMS之前，該修正的信號(hào)在另一側(cè)通過(guò)加法器4與右前信號(hào)RF和右環(huán)繞信號(hào)RS相組合。如果中置前至后濾波器21具有例如大致類似于前至后濾波器1和2的特性，則從左主揚(yáng)聲器LMS和右主揚(yáng)聲器RMS發(fā)射的后中置聲道信號(hào)，會(huì)使位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者，感到其具有大致就像這些聲音源于聽(tīng)音者后方的、鏡像于左和右主揚(yáng)聲器LMS和RMS的位置的頻率響應(yīng)，這些位置如示于簡(jiǎn)圖18中的位置PLMS和PRMS。由于來(lái)自PLMS和PRMS位置的幻像后方聲音是相同的，因此位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者將感覺(jué)到該后中置信號(hào)就像是從幻像后中置位置PRCL中被發(fā)射的一樣，該位置也示于圖18中，其在聽(tīng)音位置的正后方。
本發(fā)明的第八實(shí)施例類似于圖2所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例，只是沒(méi)有使用前至后濾波器。參考圖19，所顯示的左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS的信號(hào)通道不包含前至后濾波器。其它的信號(hào)通道和示于圖2中的相同。由于沒(méi)有前至后濾波器，位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者將感覺(jué)到左和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS似乎是從聽(tīng)音者前方的位置范圍發(fā)射出的，該范圍即示于圖19中的PSSL。如在第一實(shí)施例中，左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF被供給左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器LMS和RMS。作為結(jié)果，位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者將感覺(jué)到左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF似乎源自于所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器LMS和RMS之間的聲音位置的范圍PFSL內(nèi)，并且聽(tīng)音者將感覺(jué)到左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS是從聽(tīng)音者前方的、超出揚(yáng)聲器位置的位置范圍PSSL內(nèi)發(fā)射的。試驗(yàn)顯示，由于環(huán)繞信號(hào)LS和RS寬闊的可感覺(jué)的聲音位置的范圍，這種布置產(chǎn)生了一種可接受的偽環(huán)繞聲體驗(yàn)，盡管感覺(jué)上該環(huán)繞信號(hào)是從聽(tīng)音者的前方和從側(cè)面發(fā)射的，而不是從后方發(fā)射的。
本發(fā)明的第九實(shí)施例示于圖20中。該第九實(shí)施例類似于第一實(shí)施例，只是配備有用于產(chǎn)生左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF的分離的左和右前揚(yáng)聲器LFS和RFS。左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器LFS和RFS可被放置在聽(tīng)音者前方任何的位置，用于僅分別接收左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF。結(jié)果，位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者將感覺(jué)左前信號(hào)和右前信號(hào)LF和RF是從聽(tīng)音者前方的、左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器LFS和RFS之間的聲音位置的范圍PFSL發(fā)射的。在這個(gè)第九實(shí)施例中，信號(hào)的修正和組合通過(guò)信號(hào)修正和組合裝置20施加在左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS上，以產(chǎn)生圖20中的每個(gè)揚(yáng)聲器的信號(hào)組合。信號(hào)修正可包括在前面其它實(shí)施例中討論過(guò)的任何的修正；僅僅是為了示例而非限定，前至后濾波器、左至右濾波器、低通濾波器或高通濾波器，這樣，根據(jù)所采用的信號(hào)修正，聽(tīng)音者感覺(jué)到左環(huán)繞信號(hào)和右環(huán)繞信號(hào)LS和RS的視在聲音位置的廣闊的范圍可能在聽(tīng)音者之前，也可能在聽(tīng)音者之后。
本發(fā)明的第十實(shí)施例示于圖21中。這個(gè)第十實(shí)施例類似于描述于圖2和圖2a中的第一實(shí)施例，只是至少四路輸入信號(hào)LS、LF、RF以及RS是來(lái)源于兩路諸如在立體聲音頻系統(tǒng)中典型存在的、原始輸入信號(hào)L和R。在這個(gè)第十實(shí)施例中，配備有兩聲道至多聲道轉(zhuǎn)換裝置22，其以某種方式處理兩路原始輸入信號(hào)L和R，以提供至少四路信號(hào)輸出LS、LF、RF以及RS。諸如DolbyTMpro-LogicTM的用于完成兩聲道到多聲道的轉(zhuǎn)換的許多方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。接著，這些至少四路信號(hào)輸出LS、LF、RF以及RS可作為前面其它實(shí)施例中描述的信號(hào)修正和組合裝置20的輸入使用。結(jié)果，類似于在其它實(shí)施例中所描述的那樣，位于標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音位置LL的聽(tīng)音者，僅通過(guò)放置在前方的揚(yáng)聲器并且僅從兩個(gè)原始輸入聲道L和R，就將獲得環(huán)繞聲的體驗(yàn)。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述兩聲道至多聲道轉(zhuǎn)換裝置22也可產(chǎn)生諸如中置聲道C的第五個(gè)聲道，或者諸如后中置聲道RC的第六個(gè)聲道，如前面其它實(shí)施例中描述的，這些聲道也可作為信號(hào)修正和組合裝置20的輸入來(lái)使用。
應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，許多上述實(shí)施例以外的改變是可能的。例如，作為第二和第三實(shí)施例描述的增強(qiáng)，可被組合到第四、五和第六實(shí)施例中?；蛘?，在第四實(shí)施例中描述的幻像中置聲道方法，可被結(jié)合到其它任何的實(shí)施例中。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，輸入信號(hào)不僅限于這些可在典型的音頻環(huán)繞聲系統(tǒng)中用到的左環(huán)繞、右環(huán)繞、左前、右前和中置，而且還可能是至少兩路信號(hào)的任意組合，其中，可期待在聽(tīng)音者前方或在聽(tīng)音者后方產(chǎn)生可感覺(jué)到的聲音位置的廣闊的范圍。
權(quán)利要求
1.一種音頻重放系統(tǒng)，其包括第一音頻輸入信號(hào)，第二音頻輸入信號(hào)，第三音頻輸入信號(hào)以及第四音頻輸入信號(hào)；左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，沿著揚(yáng)聲器軸線，這些揚(yáng)聲器分別間隔開(kāi)地被設(shè)置在左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置上，所述揚(yáng)聲器軸線是一條經(jīng)過(guò)所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的直線，在聽(tīng)音區(qū)域包括位于所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置之前的大體區(qū)域的情況下，當(dāng)從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看時(shí)，所述左主揚(yáng)聲器位置在左邊，所述右主揚(yáng)聲器位置在右邊，其中，所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器重放與由所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相關(guān)的聲音；左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器，其分別被設(shè)置在左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置上，其中希望的左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置大致位于所述揚(yáng)聲器軸線上，以便從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看，所述左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置分別位于所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的左邊和右邊，并且分別與所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置間隔一段距離d，所述距離d大致是在人雙耳穿過(guò)頭部的直線所測(cè)量的平均距離的50％至150％的范圍內(nèi)，其中所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器重放與它們接收的信號(hào)相關(guān)的聲音；以及信號(hào)修正和組合裝置，其中所述信號(hào)修正和組合裝置包括用于修正和將所述第一音頻輸入信號(hào)與第二音頻輸入信號(hào)組合并且將所述修正的第一音頻輸入信號(hào)與所述第二音頻信號(hào)的組合傳輸至所述左主揚(yáng)聲器的裝置；用于修正和將所述第四音頻輸入信號(hào)與所述第三音頻輸入信號(hào)組合并且將所述修正的第四音頻輸入信號(hào)與所述第三音頻信號(hào)的組合傳輸至所述右主揚(yáng)聲器的裝置；用于從所述修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第四音頻輸入信號(hào)的裝置，并且該裝置將結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述左副揚(yáng)聲器；以及用于從所述修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第一音頻輸入信號(hào)的裝置，并且該裝置將結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述右副揚(yáng)聲器，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)或聽(tīng)到的聲音源自于大致位于所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器之間的聲音位置的范圍，與所述第二和第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的該聲音由所述系統(tǒng)重放；其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到的聲音源自超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置寬闊的聲音位置的范圍，與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的該聲音由所述系統(tǒng)重放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第五音頻輸入信號(hào)；中置前揚(yáng)聲器，其準(zhǔn)備放置在所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置之間，其中所述中置前揚(yáng)聲器重放與它接收的信號(hào)相關(guān)的聲音；以及傳輸裝置，其用于將所述第五音頻輸入信號(hào)傳輸至所述中置前揚(yáng)聲器，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到的聲音源自于大致位于所述中置前揚(yáng)聲器的位置，而與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的該聲音由所述系統(tǒng)重放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻重放系統(tǒng)，其中在所述各自的主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器之間的距離d大致等于平均耳間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括第一前至后濾波器，其用于修正所述第一音頻輸入信號(hào)和第二前至后濾波器，其用于修正所述第四音頻輸入信號(hào)，以便位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音源自于包括聽(tīng)音者后方區(qū)域的超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的廣闊的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一音頻輸入信號(hào)、所述第二音頻輸入信號(hào)、所述第三音頻輸入信號(hào)以及所述第四音頻輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于環(huán)繞聲音頻系統(tǒng)的后左、前左、前右以及后右信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一和第二前至后濾波器的帶限在低于約2500Hz。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一和第二前至后濾波器包括在約12kHz的帶增強(qiáng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括第一低通濾波器和第二低通濾波器，其中前者用于修正將被傳輸至左副揚(yáng)聲器的所述修正的第一音頻輸入信號(hào)中的那一部分，后者用于修正將被傳輸至右副揚(yáng)聲器的所述修正的第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分，其中，由所述系統(tǒng)重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一低通濾波器和第二低通濾波器將頻率響應(yīng)限制在約5kHz以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一低通濾波器和第二低通濾波器將頻率響應(yīng)限制在約1.8kHz以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一低通濾波器和第二低通濾波器將頻率響應(yīng)限制在約1kHz以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括第三低通濾波器和第四低通濾波器，其中前者用于修正將從修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去的修正的第一音頻輸入信號(hào)中的那一部分，后者用于修正將從修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去的修正的第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分，其中，由所述系統(tǒng)重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者所感覺(jué)時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括第一高通濾波器，其用于在信號(hào)被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器之前，修正將從修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去的修正的第一音頻輸入信號(hào)中的那一部分；以及第二高通濾波器，其用于在信號(hào)被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器之前，修正將從修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去的修正的第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分，其中，由所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器接收的結(jié)果信號(hào)所具有的低頻內(nèi)容，主要分別由僅來(lái)自于第一和第四音頻輸入信號(hào)的信息組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第五音頻輸入信號(hào)，其中，所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括用于將所述第五音頻輸入信號(hào)與被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合的裝置；和其中，除了權(quán)利要求1所規(guī)定的信號(hào)以外，所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器還接收大致與所述第五音頻輸入信號(hào)相等量的信號(hào)，以及其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致等間距于所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器之間的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第六音頻輸入信號(hào)，其中，所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括前至后濾波器，其用于修正所述第六音頻輸入信號(hào)；和用于將所述修正的第六音頻輸入信號(hào)與將由所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合的裝置，其中，除了權(quán)利要求14所規(guī)定的信號(hào)以外，所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器還接收大致與所述修正的第六音頻輸入信號(hào)相等量的信號(hào)；以及其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第六音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音源自于大體位于聽(tīng)音者后方的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括用于將所述第二音頻輸入信號(hào)與通過(guò)第一前至后濾波器修正后的所述第一音頻輸入信號(hào)組合的裝置；用于將所述第三音頻輸入信號(hào)與通過(guò)第二前至后濾波器修正后的所述第四音頻輸入信號(hào)組合的裝置；用于從所述修正的第一音頻輸入信號(hào)和所述第二音頻輸入信號(hào)的組合中減去所述修正的第四音頻輸入信號(hào)和所述第三音頻輸入信號(hào)的組合的裝置，該裝置還將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述左副揚(yáng)聲器；以及用于從所述修正的第四音頻輸入信號(hào)和所述第三音頻輸入信號(hào)的組合中減去所述修正的第一音頻輸入信號(hào)和所述第二音頻輸入信號(hào)的組合的裝置，該裝置還將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述右副揚(yáng)聲器；其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第二和第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大體位于聽(tīng)音者位置前方的、超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的廣闊的聲音位置范圍；其中，位于所述聽(tīng)音位置內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于包括聽(tīng)音者后方區(qū)域的、超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括第一低通濾波器，其用于修正被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器的被組合和被修正的第一和第二音頻信號(hào)中的那一部分；以及第二低通濾波器，其用于修正被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器的被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分，其中，由所述系統(tǒng)重放的與所述第一、第二、第三以及第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一和第二低通濾波器的頻率響應(yīng)被限制在約5kHz以下。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一和第二低通濾波器的頻率響應(yīng)被限制在約1.8kHz以下。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述第一和第二低通濾波器的頻率響應(yīng)被限制在約1kHz以下。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括第三低通濾波器，其用于修正將從被組合和被修正的第三和第四音頻信號(hào)中減去的、被組合和被修正的第一和第二音頻信號(hào)中的那一部分；以及第四低通濾波器，其用于修正將從被組合和被修正的第一和第二音頻信號(hào)中被減去的、被組合和被修正的第三和第四音頻信號(hào)中的那一部分，其中，由所述系統(tǒng)重放的與所述第一、第二、第三以及第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻重放系統(tǒng)，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括第一高通濾波器，其用于在信號(hào)由所述右副揚(yáng)聲器重放之前，修正將從被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中被減去的、被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中的那一部分；以及第二高通濾波器，其用于在信號(hào)由所述左副揚(yáng)聲器重放之前，修正將從被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中被減去的、被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分，其中，由所述左副揚(yáng)聲器接收的結(jié)果信號(hào)所具有的低頻內(nèi)容，主要由僅來(lái)自于被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)的信息組成；以及其中，由所述右副揚(yáng)聲器接收的結(jié)果信號(hào)所具有的低頻內(nèi)容，主要由僅來(lái)自于被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)的信息組成。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第五音頻信號(hào)輸入，其中所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括用于將所述第五音頻輸入信號(hào)與將被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合的裝置，其中，除了在權(quán)利要求16中規(guī)定的信號(hào)以外，所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器還接收大致與所述第五音頻輸入信號(hào)相等量的信號(hào)；以及其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致等間距地位于所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器之間的位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第六音頻輸入信號(hào)，其中，所述信號(hào)修正和組合裝置包括前至后濾波器，其用于修正所述第六音頻輸入信號(hào)；和用于將所述修正的第六音頻輸入信號(hào)與將由所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合的裝置，其中，除了權(quán)利要求23所規(guī)定的信號(hào)以外，所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器還接收大致與所述修正的第六音頻輸入信號(hào)相等量的信號(hào)，以及其中，頭部一般位于所述聽(tīng)音位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第六音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大體位于聽(tīng)音者后方的位置。
25.一種音頻重放系統(tǒng)，其包括第一音頻輸入信號(hào)，第二音頻輸入信號(hào)，第三音頻輸入信號(hào)以及第四音頻輸入信號(hào)；左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，沿著揚(yáng)聲器軸線，它們分別間隔開(kāi)地設(shè)置在左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置上，所述揚(yáng)聲器軸線是一條經(jīng)過(guò)所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的直線，在聽(tīng)音區(qū)域包括位于所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置之前的大體區(qū)域的情況下，以便從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看時(shí)，所述左主揚(yáng)聲器位置在左邊，所述右主揚(yáng)聲器位置在右邊，其中，所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器重放與由它們接收的信號(hào)相關(guān)的聲音；左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器，它們分別設(shè)置在左前揚(yáng)聲器位置和右前揚(yáng)聲器位置上，上述位置一般位于聽(tīng)音者前方的聽(tīng)音位置，其中，所述左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器重放與它們接收的信號(hào)相關(guān)的聲音；左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器，其準(zhǔn)備分別設(shè)置在左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置上，其中希望的左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置大致位于所述揚(yáng)聲器軸線上，以便從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看時(shí)，所述左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置分別在所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的左邊和右邊，并且分別與所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置間隔一段距離d，所述距離d大致是在人雙耳穿過(guò)頭部的直線所測(cè)量的平均距離的50％至150％的范圍內(nèi)，其中所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器重放與它們接收的信號(hào)相關(guān)的聲音；以及信號(hào)修正和組合裝置，其中所述信號(hào)修正和組合裝置包括用于將所述第二音頻輸入信號(hào)傳輸至左前揚(yáng)聲器并將第三音頻輸入信號(hào)傳輸至右前揚(yáng)聲器的裝置；用于修正所述第一音頻輸入信號(hào)并將所述修正的第一音頻輸入信號(hào)傳輸至所述左主揚(yáng)聲器的裝置；用于修正所述第四音頻輸入信號(hào)并將所述修正的第四音頻輸入信號(hào)傳輸至所述右主揚(yáng)聲器的裝置；用于從所述修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第四音頻輸入信號(hào)并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述左副揚(yáng)聲器的裝置；用于從所述修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第一音頻輸入信號(hào)并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述右副揚(yáng)聲器的裝置，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第二和第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致位于所述左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器之間的聲音位置范圍，以及其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第五音頻輸入信號(hào)，其中，所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括用于將所述第五音頻輸入信號(hào)與將被所述左前揚(yáng)聲器和所述右前揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合的裝置，其中，除了權(quán)利要求25中規(guī)定的信號(hào)以外，所述左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器還接收和重放大致與所述第五音頻輸入信號(hào)相等量的信號(hào)，以及其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致等間距于左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器之間的位置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第六音頻輸入信號(hào)，其中，所述信號(hào)修正和組合裝置進(jìn)一步包括前至后濾波器，其用于修正第六音頻輸入信號(hào)；以及用于將所述修正的第六音頻輸入信號(hào)與將被所述左前揚(yáng)聲器和所述右前揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合的裝置，以便除了權(quán)利要求26中規(guī)定的信號(hào)以外，所述左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器還接收大致與所述修正的第六音頻輸入信號(hào)相等量的信號(hào)，以及以便頭部一般位于所述聽(tīng)音位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第六音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致位于聽(tīng)音者后方的位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求1或16所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括接收裝置，其用于接收兩聲道音頻輸入信號(hào)；和兩聲道至多聲道轉(zhuǎn)換裝置，其用于將所述兩聲道音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為包含至少四路音頻輸出信號(hào)的多聲道音頻輸出；以及傳輸裝置，其用于將所述至少四路音頻輸出信號(hào)，傳輸至所述信號(hào)修正和組合裝置的至少四個(gè)音頻信號(hào)輸入。
29.根據(jù)權(quán)利要求1或16所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括接收裝置，其用于接收兩聲道音頻輸入信號(hào)；和兩聲道至多聲道轉(zhuǎn)換器，其用于將所述兩聲道音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為包含5路音頻輸出信號(hào)的多聲道音頻輸出；傳輸裝置，其用于將四路所述音頻輸出信號(hào)，傳輸?shù)礁鶕?jù)權(quán)利要求1的信號(hào)修正和組合裝置的所述四路音頻信號(hào)輸入；以及中置前揚(yáng)聲器，其設(shè)置在聽(tīng)音位置之前，其中，所述第五音頻輸入信號(hào)被傳輸至所述中置前揚(yáng)聲器，并被所述中置前揚(yáng)聲器重放，以便位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致位于所述中置前揚(yáng)聲器的位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻重放系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括信號(hào)格式檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)所述至少四路音頻輸入信號(hào)的格式；和切換裝置，其用于斷開(kāi)第一和第四音頻輸入信號(hào)，以及用于改變第二和第三音頻輸入信號(hào)的信號(hào)通道，以便當(dāng)確定只有第二和第三音頻輸入信號(hào)是有效的時(shí)，所述切換裝置開(kāi)始工作，以從所述信號(hào)修正和組合裝置上斷開(kāi)所述第一和第四音頻信號(hào)，并重新將所述第二和第三音頻輸入信號(hào)連接到所述信號(hào)修正和組合裝置的位置上，所述位置就是之前由第一和第四音頻輸入信號(hào)所占據(jù)的位置，以繞開(kāi)在新的信號(hào)通道上的任何前至后濾波器，所述前至后濾波器是用于所述第二和第三音頻輸入信號(hào)的，以便在所述差信號(hào)中的所述第二和第三音頻輸入信號(hào)被分別替換為所述第一和第四音頻信號(hào)，該差信號(hào)被傳輸?shù)剿鲎蟾睋P(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器，再由所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器來(lái)重放，以便位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到由所述系統(tǒng)重放的與所述第二和第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍。
31.一種用于從位于聽(tīng)音者前方的揚(yáng)聲器系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生幻像環(huán)繞聲效果的方法，其包括以下步驟配備左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，沿著揚(yáng)聲器軸線，它們分別間隔開(kāi)地設(shè)置在左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置上，所述揚(yáng)聲器軸線是一條經(jīng)過(guò)所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的直線，在聽(tīng)音區(qū)域包括位于所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器位置之前的大體區(qū)域的情況下，當(dāng)從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看時(shí)，所述左主揚(yáng)聲器位置在左邊，所述右主揚(yáng)聲器位置在右邊；配備左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器，這些揚(yáng)聲器分別設(shè)置在左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置上，其中希望的左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置大致位于所述揚(yáng)聲器軸線上，以便當(dāng)從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看時(shí)，所述左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置分別在所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的左邊和右邊，并且分別與所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置間隔一段距離d，以便所述距離d大致是在人雙耳穿過(guò)頭部的直線所測(cè)量的平均距離的50％至150％的范圍內(nèi)；修正第一音頻輸入信號(hào)，并將所述修正的第一音頻輸入信號(hào)與第二音頻輸入信號(hào)相組合，再將所述修正的第一音頻輸入信號(hào)和所述第二音頻信號(hào)的組合傳輸至所述左主揚(yáng)聲器，并在所述左主揚(yáng)聲器中，重放與所述修正的第一音頻輸入信號(hào)和所述第二音頻信號(hào)的所述組合相關(guān)的聲音；修正第四音頻輸入信號(hào)，并將所述修正的第四音頻輸入信號(hào)與第三音頻輸入信號(hào)相組合，再將所述修正的第四音頻輸入信號(hào)和所述第三音頻信號(hào)的組合傳輸至所述右主揚(yáng)聲器，并在所述右主揚(yáng)聲器中，重放與所述修正的第四音頻輸入信號(hào)和所述第三音頻信號(hào)的所述組合相關(guān)的聲音；從所述修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第四音頻輸入信號(hào)，并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述左副揚(yáng)聲器，并在所述左副揚(yáng)聲器中，重放與所述差信號(hào)相關(guān)的聲音；以及從所述修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第一音頻輸入信號(hào)，并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述右副揚(yáng)聲器，并在所述右副揚(yáng)聲器中，重放與所述差信號(hào)相關(guān)的聲音；其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第二和第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致在左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器之間的聲音位置的范圍，以及其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟配備中置前揚(yáng)聲器，這些揚(yáng)聲器設(shè)置在所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置之間；和傳輸?shù)谖逡纛l輸入信號(hào)到所述中置前揚(yáng)聲器，并在所述中置前揚(yáng)聲器中，重放與所述第五信號(hào)相關(guān)的聲音，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致所述中置前揚(yáng)聲器的位置。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其中在各自的主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器之間的距離d大致等于平均耳間距。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述修正第一音頻輸入信號(hào)的步驟包括使用第一前至后濾波器，以及所述修正第四音頻輸入信號(hào)的步驟包括使用第二前至后濾波器，以便位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部一般朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于包括聽(tīng)音者后方區(qū)域的超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍。
35.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其中所述第一音頻輸入信號(hào)、第二音頻輸入信號(hào)、第三音頻輸入信號(hào)以及第四音頻輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于環(huán)繞聲音頻系統(tǒng)的前左、前右、后左以及后右信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其進(jìn)一步包括將第一和第二前至后濾波器帶限在低于約2500Hz以下的步驟。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第一和第二前至后濾波器包括在約12kHz的帶增強(qiáng)。
38.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟將被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器的修正的第一音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下；以及將被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器的修正的第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下，其中，與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的重放的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)或感知時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中修正的第一和第四音頻輸入信號(hào)的所述那一部分的頻率響應(yīng)被限制在約5kHz以下。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述方法，其中修正的第一和第四音頻輸入信號(hào)的那一部分的頻率響應(yīng)被限制在約1.8kHz以下。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中修正的第一和第四音頻輸入信號(hào)的所述那一部分的頻率響應(yīng)被限制在約1kHz以下。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟使將要從修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去的、修正的第一音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下；以及使將要從修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去的、修正的第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下，其中，重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
43.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟在信號(hào)被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器之前，將從修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去的、修正的第一音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以上；以及在信號(hào)被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器之前，將從修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去的、修正的第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以上，其中，由所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器接收的結(jié)果信號(hào)所具有的低頻內(nèi)容，主要分別由僅來(lái)自于所述第一和第四音頻輸入信號(hào)的信息組成。
44.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟，將第五音頻輸入信號(hào)與被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合，以便除了權(quán)利要求31所規(guī)定的信號(hào)以外，大致相等量的所述第五音頻輸入信號(hào)被傳輸至所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，并被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器重放，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致等間距于所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器之間的位置。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟使用前至后濾波器來(lái)修正第六音頻輸入信號(hào)；將所述修正的第六音頻輸入信號(hào)與將由所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合，以便除了權(quán)利要求44所規(guī)定的信號(hào)以外，大致相等量的所述修正的第六音頻輸入信號(hào)被傳輸至所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，并被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器重放，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第六音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大體位于聽(tīng)音者后方的位置。
46.根據(jù)權(quán)利要求34所述方法，其進(jìn)一步包括以下步驟將所述第二音頻輸入信號(hào)與通過(guò)所述第一前至后濾波器修正所述第一音頻輸入信號(hào)后產(chǎn)生的第一音頻輸入信號(hào)相組合；將所述第三音頻輸入信號(hào)與通過(guò)所述第二前至后濾波器修正所述第四音頻輸入信號(hào)后產(chǎn)生的第四音頻輸入信號(hào)相組合；從所述修正的第一音頻輸入信號(hào)和所述第二音頻輸入信號(hào)的組合中減去所述修正的第四音頻輸入信號(hào)和所述第三音頻輸入信號(hào)的組合，并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述左副揚(yáng)聲器，再在所述左副揚(yáng)聲器中重放所述差信號(hào)；以及從所述修正的第四音頻輸入信號(hào)和所述第三音頻輸入信號(hào)的組合中減去所述修正的第一音頻輸入信號(hào)和所述第二音頻輸入信號(hào)的組合，并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述右副揚(yáng)聲器，再在所述右副揚(yáng)聲器中重放所述差信號(hào)，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第二和第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大體位于聽(tīng)音者位置前方的并擴(kuò)展超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍，以及其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于包括聽(tīng)音者后方區(qū)域的并擴(kuò)展超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟使將被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下；以及使將被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下，其中，重放的與所述第一、第二、第三以及第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中將被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，和將被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中的頻率響應(yīng)，限制在約5kHz以下。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中將被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，和將被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中的頻率響應(yīng)，限制在約1.8kHz以下。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中將被傳輸至所述左副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，和將被傳輸至所述右副揚(yáng)聲器的、被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中的頻率響應(yīng)，限制在約1kHz以下。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟使將要從被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中減去的、被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下；以及使將要從被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中減去的、被組合和被修正的第三和第四音頻信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以下，其中，重放的與所述第一、第二、第三以及第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音的視在聲音位置，被位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)時(shí)，其對(duì)于所述聽(tīng)音者頭部的移動(dòng)會(huì)更穩(wěn)定和具有更高容忍度。
52.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟在信號(hào)由所述右副揚(yáng)聲器重放之前，使將要從被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中減去的、被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以上；以及在信號(hào)由所述左副揚(yáng)聲器重放之前，使將要從被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)中減去的、被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)中的那一部分的頻率響應(yīng)，限制在某一頻率以上，其中，由所述左副揚(yáng)聲器接收的結(jié)果信號(hào)所具有的低頻內(nèi)容，主要由僅來(lái)自于被組合和被修正的第一和第二音頻輸入信號(hào)的信息組成；以及其中，由所述右副揚(yáng)聲器接收的結(jié)果信號(hào)所具有的低頻內(nèi)容，主要由僅來(lái)自于被組合和被修正的第三和第四音頻輸入信號(hào)的信息組成。
53.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟將第五音頻輸入信號(hào)與將被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合，以便除了在權(quán)利要求46中規(guī)定的信號(hào)以外，大致相等量的所述第五音頻輸入信號(hào)被傳輸至所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，并被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器重放，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致等間距于左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器之間的位置。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其進(jìn)一步包括步驟使用前至后濾波器，來(lái)修正第六音頻輸入信號(hào)；和將所述修正的第六音頻輸入信號(hào)與將由所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合，以便除了權(quán)利要求53規(guī)定的信號(hào)以外，大致相等量的所述第六音頻輸入信號(hào)被傳輸至所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，并被所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器重放，其中，頭部大體位于所述聽(tīng)音位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的并與所述第六音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大體位于聽(tīng)音者后方的位置。
55.一種用于從位于聽(tīng)音者前方的揚(yáng)聲器系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生幻像環(huán)繞聲效果的方法，其包括以下步驟配備左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器，沿著揚(yáng)聲器軸線，這些揚(yáng)聲器被分別間隔開(kāi)地設(shè)置在左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置上，所述揚(yáng)聲器軸線是一條經(jīng)過(guò)所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的直線，在聽(tīng)音區(qū)域包括位于所述左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器位置之前的大體區(qū)域的情況下，當(dāng)從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看時(shí)，所述左主揚(yáng)聲器位置在左邊，所述右主揚(yáng)聲器位置在右邊；配備左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器，它們一般被設(shè)置在位于聽(tīng)音者前方的聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)；配備左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器，它們分別設(shè)置在左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置上，其中希望的左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置大致位于所述揚(yáng)聲器軸線上，以便從所述聽(tīng)音區(qū)域來(lái)看時(shí)，所述左副揚(yáng)聲器位置和右副揚(yáng)聲器位置分別在對(duì)應(yīng)的所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置的左邊和右邊，并且分別與所述左主揚(yáng)聲器位置和右主揚(yáng)聲器位置間隔開(kāi)一段距離d，以便所述距離d大致是在人雙耳穿過(guò)頭部的直線所測(cè)量的平均距離的50％至150％的范圍內(nèi)；修正第一音頻輸入信號(hào)，并將所述修正的第一音頻輸入信號(hào)傳輸至所述左主揚(yáng)聲器，并在所述左主揚(yáng)聲器中，重放與所述修正的第一音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音；修正第四音頻輸入信號(hào)，并將所述修正的第四音頻輸入信號(hào)傳輸至所述右主揚(yáng)聲器，并在所述右主揚(yáng)聲器中，重放與所述修正的第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音；傳輸?shù)诙纛l輸入信號(hào)到所述左前揚(yáng)聲器，并在所述左前揚(yáng)聲器中，重放與所述第二音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音；傳輸?shù)谌纛l輸入信號(hào)傳輸?shù)剿鲇仪皳P(yáng)聲器，并在所述右前揚(yáng)聲器中，重放與所述第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音；從所述修正的第一音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第四音頻輸入信號(hào)，并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述左副揚(yáng)聲器，并在所述左副揚(yáng)聲器中，重放與所述差信號(hào)相關(guān)的聲音；從所述修正的第四音頻輸入信號(hào)中減去所述修正的第一音頻輸入信號(hào)，并將得到的結(jié)果差信號(hào)傳輸至所述右副揚(yáng)聲器，并在所述右副揚(yáng)聲器中，重放與所述差信號(hào)相關(guān)的聲音；其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第二和第三音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致位于所述左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器之間的聲音位置的范圍，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第一和第四音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于擴(kuò)展超出所述左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器位置的寬闊的聲音位置范圍。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟將第五音頻輸入信號(hào)與將被所述左前揚(yáng)聲器和所述右前揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合，以便除了權(quán)利要求55中規(guī)定的信號(hào)以外，大致相等量的所述第五音頻輸入信號(hào)被傳輸至所述左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器，并被所述左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器重放，其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的并且頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致等間距于左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器之間的位置。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟使用前至后濾波器修正第六音頻輸入信號(hào)；以及將所述修正的第六音頻輸入信號(hào)與將被所述左前揚(yáng)聲器和所述右前揚(yáng)聲器接收的信號(hào)相組合，以便除了權(quán)利要求56中規(guī)定的信號(hào)以外，大致相等量的所述修正的第六音頻輸入信號(hào)被傳輸至第二左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器，并被所述第二左前揚(yáng)聲器和右前揚(yáng)聲器重放，其中，頭部位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第六音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致位于聽(tīng)音者后方的位置。
58.根據(jù)權(quán)利要求31或46所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟將兩聲道音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為包含至少四路音頻輸出信號(hào)的多聲道音頻輸出，其中所述至少四路音頻輸出信號(hào)是權(quán)利要求31或46中的第一音頻輸入信號(hào)、第二音頻輸入信號(hào)、第三音頻輸入信號(hào)以及第四音頻輸入信號(hào)。
59.根據(jù)權(quán)利要求31或46所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟將兩聲道音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為包含五路音頻輸出信號(hào)的多聲道音頻輸出；傳輸所述五路音頻輸出信號(hào)中的四路輸出，以使所傳輸?shù)氖堑谝灰纛l輸入信號(hào)、第二音頻輸入信號(hào)、第三音頻輸入信號(hào)以及第四音頻輸入信號(hào)；傳輸所述第五音頻輸出信號(hào)，以便是第五音頻輸入信號(hào)被中置前揚(yáng)聲器重放；其中，位于所述聽(tīng)音區(qū)域內(nèi)的頭部大體朝向所述揚(yáng)聲器位置的聽(tīng)音者感覺(jué)到重放的與所述第五音頻輸入信號(hào)相關(guān)的聲音，源自于大致位于所述中置前揚(yáng)聲器的位置。
全文摘要
一種環(huán)繞聲重放系統(tǒng)，其使用一系列濾波器和一個(gè)具有主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器的系統(tǒng)，所述環(huán)繞聲重放系統(tǒng)從放置于聽(tīng)音者前方的一個(gè)或一對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)，來(lái)產(chǎn)生幻像后環(huán)繞聲道或幻像環(huán)繞聲效果。所述聲音系統(tǒng)包括左環(huán)繞和右環(huán)繞輸入信號(hào)，以及左前和右前輸入信號(hào)。左副揚(yáng)聲器和右副揚(yáng)聲器，以及左主揚(yáng)聲器和右主揚(yáng)聲器位于聽(tīng)音位置的前方。在各自的主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器之間的距離約等于平均的人耳間距。所述左副揚(yáng)聲器的輸入包括從所述左環(huán)繞信號(hào)減去的所述右環(huán)繞信號(hào)，在此之前，所述每個(gè)信號(hào)已經(jīng)過(guò)了一個(gè)前至后濾波器和一系列高通和低通濾波器。所述左主揚(yáng)聲器的輸入包括在所述左環(huán)繞信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)前至后濾波器之后，加到所述左環(huán)繞信號(hào)中的左前信號(hào)。所述右副揚(yáng)聲器的輸入包括從所述右環(huán)繞信號(hào)中減去的左環(huán)繞信號(hào)，在此之前，所述每個(gè)信號(hào)已經(jīng)過(guò)一個(gè)前至后濾波器和一系列高通和低通濾波器。所述右主揚(yáng)聲器的輸入包括在所述右環(huán)繞信號(hào)已經(jīng)過(guò)一個(gè)前至后濾波器之后，加到該右環(huán)繞信號(hào)中的右前信號(hào)。
文檔編號(hào)H04R5/00GK1875656SQ200480031770
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者小馬修·S·波爾克 申請(qǐng)人:大不列顛投資有限公司