專利名稱：環(huán)繞聲系統(tǒng)及用于其的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)繞聲系統(tǒng)，特別地，但不排他地，涉及家庭影院環(huán)繞聲系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，來(lái)自兩個(gè)以上的聲道的空間聲音供應(yīng)變得日益流行，比如，舉例而言通過(guò)各種各樣的環(huán)繞聲系統(tǒng)的廣泛普及來(lái)證明的。例如，家庭影院系統(tǒng)的增加的普及性已導(dǎo)致環(huán)繞聲系統(tǒng)在許多私人家庭中很常見(jiàn)。然而，常規(guī)的環(huán)繞聲系統(tǒng)的問(wèn)題在于，它們需要很大數(shù)量的置于適當(dāng)位置的分開(kāi)的揚(yáng)聲器。例如，常規(guī)的杜比(Dolby)5. 1環(huán)繞聲系統(tǒng)需要右后和左后揚(yáng)聲器、以及前中、前右和前左揚(yáng)聲器。另外，可以使用低頻亞低音揚(yáng)聲器。很大數(shù)量的揚(yáng)聲器不僅僅增加成本，而且也導(dǎo)致對(duì)于用戶而言的降低的實(shí)用性和增加的不便性。特別地，以下情況通常被認(rèn)為是缺點(diǎn)，即需要有在收聽(tīng)者前面以及后面的多個(gè)不同位置處的擴(kuò)音器。后擴(kuò)音器由于所需要的布線和它們對(duì)房間內(nèi)部施加的物理影響而特別成問(wèn)題。為了緩和這個(gè)問(wèn)題，已進(jìn)行了研究，以便生成適合于重現(xiàn)或模擬環(huán)繞聲系統(tǒng)、但使用減小數(shù)目的揚(yáng)聲器位置的揚(yáng)聲器裝置。這樣的揚(yáng)聲器裝置使用定向聲音輻射，以向各方向引導(dǎo)聲音，其將導(dǎo)致聲音經(jīng)由來(lái)自聲音環(huán)境中的物體的反射而到達(dá)用戶。例如，音頻信號(hào)可被引導(dǎo)，以使得它們經(jīng)由側(cè)壁的反射到達(dá)收聽(tīng)者，由此向用戶提供印象聲音發(fā)源于收聽(tīng)者的側(cè)面(或甚至在后面)。然而，這樣的提供虛擬聲源的方法往往不及安置在收聽(tīng)者后面的真實(shí)源魯棒，且往往提供降低的音頻質(zhì)量和降低的空間體驗(yàn)。實(shí)際上，經(jīng)常難以精確地引導(dǎo)音頻信號(hào)來(lái)提供達(dá)到想要的虛擬聲源位置的想要的反射。而且，打算從用戶背后被接收的音頻信號(hào)也往往經(jīng)由直接路徑或替換的非計(jì)劃中的路徑到達(dá)用戶，由此使空間體驗(yàn)降級(jí)。因此，改進(jìn)的環(huán)繞聲系統(tǒng)將是有利的，且特別地，允許方便的實(shí)施、方便的設(shè)置、減小數(shù)目的揚(yáng)聲器、改進(jìn)的空間體驗(yàn)、改進(jìn)的音頻質(zhì)量和/或改進(jìn)的性能的系統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明尋求優(yōu)選地單個(gè)地或按任何組合地減輕、緩和或消除上面提到的缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了環(huán)繞聲系統(tǒng)，包括用于接收包括至少一個(gè)環(huán)繞聲道(surround channel)的多聲道空間信號(hào)的電路；定向超聲換能器(directional ultrasound transducer)，用于向表面發(fā)射超聲以經(jīng)由該表面的反射到達(dá)收聽(tīng)位置；以及第一驅(qū)動(dòng)電路，用于從環(huán)繞聲道的環(huán)繞信號(hào)生成用于定向超聲換能器的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明可以提供改進(jìn)的環(huán)繞聲系統(tǒng)。特別地，該系統(tǒng)可以提供虛擬環(huán)繞聲源，而不需要把揚(yáng)聲器置于收聽(tīng)者的后面或側(cè)面，并且可以減小系統(tǒng)中的揚(yáng)聲器或揚(yáng)聲器位置的數(shù)目?？梢蕴峁└倪M(jìn)的虛擬環(huán)繞聲源，因?yàn)槭褂玫氖歉叨榷ㄏ虻某曅盘?hào)，而不是不能相同程
4度地被控制的常規(guī)的聲頻帶信號(hào)。所述方法可以允許減小由于從定向超聲換能器到收聽(tīng)者的非計(jì)劃的信號(hào)路徑而導(dǎo)致的空間降級(jí)。例如，定向超聲換能器可被置于收聽(tīng)者的前面，但轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度離開(kāi)收聽(tīng)者而朝向壁以便反射。在這樣的情景中，被減小很多且經(jīng)常是微小的聲音量將被感知為源自于定向超聲換能器的實(shí)際位置。特別地，可以獲得用于生成虛擬環(huán)繞聲的、非常窄的和定義明確(well defined)的音頻束，由此允許生成改進(jìn)的控制和改進(jìn)的空間體驗(yàn)。本發(fā)明在許多實(shí)施例中可以允許容易的操作和實(shí)施。在許多情景中可以獲得低成本的環(huán)繞聲系統(tǒng)。環(huán)繞聲道可以是除了前聲道以外的任何空間聲道。特別地，它可以是除了前左聲道、前右聲道或前中聲道以外的任何聲道。環(huán)繞聲道特別地可以是用于由收聽(tīng)者側(cè)面或后面的聲源再現(xiàn)給的聲道，特別是打算以相對(duì)于到前中方向的方向(例如，對(duì)應(yīng)于從收聽(tīng)位置到前中聲道揚(yáng)聲器位置的方向)成大于45°的角度再現(xiàn)的聲道。定向超聲換能器可以置于收聽(tīng)者的前面。特別地，定向超聲換能器可以以相對(duì)于到前中方向的方向(例如，對(duì)應(yīng)于從收聽(tīng)位置到前中聲道揚(yáng)聲器位置的方向)成小于45°的角度放置。定向超聲換能器例如可以被放置成與左前揚(yáng)聲器位置和右前揚(yáng)聲器位置分別相比，不會(huì)更向側(cè)面。按照本發(fā)明的可選的特征，該環(huán)繞聲系統(tǒng)還包括音頻范圍擴(kuò)音器(audio range loudspeaker);和用于從環(huán)繞信號(hào)生成用于音頻范圍擴(kuò)音器的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)電路。這可以在許多實(shí)施例中提供改進(jìn)的性能，且特別是可以在許多情景中提供改進(jìn)的聲音質(zhì)量。定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器可以合作來(lái)提供例如更好質(zhì)量的聲音和/或增加的聲級(jí)(sound level)。音頻范圍擴(kuò)音器可以在許多應(yīng)用中特別地提供改進(jìn)的較低頻率的音頻質(zhì)量。定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器可以合作來(lái)提供對(duì)于環(huán)繞聲聲道的改進(jìn)的組合的方向性和音頻質(zhì)量。來(lái)自定向超聲換能器的聲音信號(hào)可以把主要的空間線索(spatial cue)提供給用戶，而音頻范圍擴(kuò)音器可以通過(guò)提供比典型地從定向超聲換能器可得到的質(zhì)量更高的聲音，來(lái)提供改進(jìn)的音頻質(zhì)量，尤其是在低頻。定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器可以特別地被置于一處。例如，定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器的中心可以在互相1米內(nèi)，或例如50厘米內(nèi)。定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器可以被組合在單個(gè)擴(kuò)音器箱中。在一些實(shí)施例中，對(duì)于定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器的同軸(on-axis)方向可以是互相成一個(gè)角度(比如說(shuō)，大于10°)。這可以允許超聲信號(hào)朝向表面的改進(jìn)的方向，以便例如從側(cè)面或后面方向到達(dá)收聽(tīng)者，而同時(shí)對(duì)于來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器的信號(hào)提供更直接的路徑。音頻范圍擴(kuò)音器特別地可以是常規(guī)的音頻揚(yáng)聲器，諸如電-動(dòng)態(tài)(典型地前射式 (front firing))擴(kuò)音器。音頻范圍擴(kuò)音器特別地可以具有低于10 kHz的工作頻率范圍。 對(duì)于其中音頻范圍擴(kuò)音器僅僅當(dāng)呈現(xiàn)環(huán)繞信號(hào)時(shí)才被使用于補(bǔ)充定向超聲換能器的情景特別地可能是這種情況。然而，在諸如當(dāng)音頻范圍擴(kuò)音器也被使用于其它用途時(shí)(比如，舉例而言呈現(xiàn)前側(cè)聲道)的情景中，工作頻率范圍可以擴(kuò)展到更高的頻率。按照本發(fā)明的可選的特征，該環(huán)繞聲系統(tǒng)還包括延遲電路，用于引入源自環(huán)繞信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二信號(hào)分量相對(duì)于源自環(huán)繞信號(hào)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一信號(hào)分量的延遲。這可以提供改進(jìn)的性能，且特別是通過(guò)以下方式來(lái)允許有改進(jìn)的空間感知，即達(dá)到使環(huán)繞信號(hào)被更明顯地感知為是源自超聲信號(hào)的方向，即來(lái)自典型地可以是收聽(tīng)者的側(cè)面、背面或上面的反射方向。延遲特別地可以是使得來(lái)自定向超聲換能器的信號(hào)在來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器的信號(hào)之前被接收，由此提供更多的空間線索。該方法可以使用領(lǐng)先(precedence)或哈斯(Haas)效應(yīng)來(lái)提供改進(jìn)的空間體驗(yàn)和改進(jìn)的環(huán)繞聲定向感知，而同時(shí)維持高的音頻質(zhì)量。延遲特別地可以是在從1毫秒到100 毫秒的間隔內(nèi)。按照本發(fā)明的可選的特征，所述延遲比從定向超聲換能器到收聽(tīng)位置的傳輸路徑與從音頻范圍擴(kuò)音器到收聽(tīng)位置的直接路徑之間的傳輸路徑延遲差高出不多于40毫秒。這可以提供改進(jìn)的性能，且特別是可以提供被感知為是在所接收的超聲信號(hào)的方向上的單個(gè)源的環(huán)繞信號(hào)。因此，它可以允許定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器表現(xiàn)為被安置于超聲信號(hào)被接收的方向上的單個(gè)擴(kuò)音器。在一些實(shí)施例中，對(duì)于小于16毫秒或甚至小于5毫秒的對(duì)應(yīng)的相對(duì)延遲，可以獲得改進(jìn)的性能。按照本發(fā)明的可選的特征，延遲電路被安排成響應(yīng)于傳輸路徑延遲值而改變延遲，傳輸路徑延遲值指示從定向超聲換能器到收聽(tīng)位置的傳輸路徑的延遲。這可以提供改進(jìn)的性能，且特別是可以提供被感知為是在所接收的超聲信號(hào)的方向上的單個(gè)源的環(huán)繞信號(hào)。因此，它可以允許定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器表現(xiàn)為被安置于超聲信號(hào)被接收的方向上的單個(gè)擴(kuò)音器。通過(guò)改變延遲以便特別地匹配于傳輸路徑延遲值，可以獲得改進(jìn)的空間和單個(gè)源感知。傳輸路徑延遲值例如可以通過(guò)測(cè)量(例如，使用在收聽(tīng)位置處的話筒)確定，或例如可以被人工地校準(zhǔn)，例如通過(guò)由用戶指示從音頻范圍擴(kuò)音器到收聽(tīng)位置的距離。按照本發(fā)明的可選的特征，延遲電路被安排成響應(yīng)于聲源位置值而改變延遲。延遲可被改變，以調(diào)節(jié)要由來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器和定向超聲換能器的信號(hào)確定的空間感知。特別地，由兩個(gè)信號(hào)提供的空間線索可被組合來(lái)提供介于音頻范圍擴(kuò)音器的方向與反射的超聲信號(hào)的到達(dá)方向中間的聲源方向的空間感知。按照本發(fā)明的可選的特征，用于從環(huán)繞信號(hào)生成第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一通帶頻率間隔不同于用于從環(huán)繞信號(hào)生成第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二通帶頻率間隔。這在許多情景中可以提供改進(jìn)的音頻質(zhì)量，且特別是可以被使用來(lái)向收聽(tīng)者提供改進(jìn)的和更同源(homogenous)的組合信號(hào)。按照本發(fā)明的可選的特征，對(duì)于第一通帶頻率間隔的上截止頻率高于對(duì)于第二通帶頻率間隔的上截止頻率。這在許多情景中可以改進(jìn)音頻質(zhì)量。按照本發(fā)明的可選的特征，第二驅(qū)動(dòng)電路包括低通濾波器。這在許多情景中可以改進(jìn)音頻質(zhì)量。在許多情景中，低通濾波器可以有利地具有在從600Hz到1 kHz的間隔中，或特別是在從750Hz到850Hz的間隔中的上(例如，6dB)截止頻率。按照本發(fā)明的可選的特征，第二驅(qū)動(dòng)電路還被安排成從多聲道空間信號(hào)的前聲道生成第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這在許多實(shí)施例中可以提供改進(jìn)的和/或減小復(fù)雜性的環(huán)繞聲系統(tǒng)。特別地，它可以允許使用減小數(shù)目的揚(yáng)聲器，因?yàn)橄嗤膿P(yáng)聲器可被使用于前聲道和當(dāng)提供環(huán)繞聲道時(shí)補(bǔ)充定向超聲換能器。前聲道特別地可以是前左、前右或前中聲道。按照本發(fā)明的可選的特征，該環(huán)繞聲系統(tǒng)還包括用于相對(duì)于音頻范圍擴(kuò)音器的同軸方向而改變定向超聲換能器的同軸方向的裝置。這在許多情景中可以提供改進(jìn)的性能，且特別是可以通過(guò)以下方式而允許改進(jìn)的空間體驗(yàn)，即允許超聲信號(hào)的方向最佳化以提供最好的反射路徑而同時(shí)允許音頻范圍擴(kuò)音器例如通過(guò)直接路徑到達(dá)收聽(tīng)者。用于改變同軸方向的裝置可以是用于改變同軸方向的電路。按照本發(fā)明的可選的特征，該環(huán)繞聲系統(tǒng)還包括用于接收來(lái)自話筒的測(cè)量信號(hào)的電路；和用于響應(yīng)于測(cè)量信號(hào)，相對(duì)于源自環(huán)繞信號(hào)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一信號(hào)分量，來(lái)適配源自環(huán)繞信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二信號(hào)分量的電平的電路。這在許多情景中可以提供改進(jìn)的性能，且特別是可以允許改進(jìn)的音頻質(zhì)量。特別地，它可以允許在由音頻范圍擴(kuò)音器占優(yōu)勢(shì)地支持的頻率范圍與由定向超聲換能器占優(yōu)勢(shì)地支持的頻率范圍之間的更平滑的交疊(cross-over)。按照本發(fā)明的可選的特征，源自環(huán)繞信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二信號(hào)分量與源自環(huán)繞信號(hào)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一音頻信號(hào)分量的歸一化延遲補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)性不小于0. 50。這在許多實(shí)施例中可以提供改進(jìn)的性能和/或減小的復(fù)雜性。在一些情景中，第一和第二信號(hào)分量可以基本上是相同的。延遲補(bǔ)償特別地可以補(bǔ)償?shù)诙盘?hào)分量相對(duì)于第一信號(hào)分量的故意的延遲。延遲補(bǔ)償可以對(duì)應(yīng)于找出最高延遲補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)性(當(dāng)改變延遲時(shí))。相關(guān)性可以相對(duì)于第一和/或第二信號(hào)分量的振幅、功率和/或能量被歸一化。按照本發(fā)明的可選的特征，該環(huán)繞聲系統(tǒng)還包括用于接收來(lái)自話筒的測(cè)量信號(hào)的電路；和用于響應(yīng)于測(cè)量信號(hào)而適配定向超聲換能器的同軸方向的電路。這在許多情景中可以提供改進(jìn)的性能，且特別是可以通過(guò)允許超聲信號(hào)的方向最佳化以提供到收聽(tīng)者的最佳反射路徑，而允許改進(jìn)的空間體驗(yàn)。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了對(duì)于環(huán)繞聲系統(tǒng)的操作的方法，所述環(huán)繞聲系統(tǒng)包括用于向表面發(fā)射超聲以經(jīng)由該表面的反射到達(dá)收聽(tīng)位置的定向超聲換能器，所述方法包括接收包括至少一個(gè)環(huán)繞聲道的多聲道空間信號(hào)；和從環(huán)繞聲道的環(huán)繞信號(hào)生成用于定向超聲換能器的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的這些和其它方面、特征與優(yōu)點(diǎn)將從下文描述的實(shí)施例中明白，并將參照這些實(shí)施例來(lái)闡明。


本發(fā)明的實(shí)施例將參照附圖，僅僅作為例子來(lái)描述，其中 圖1是用于常規(guī)的環(huán)繞聲系統(tǒng)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)置的圖解說(shuō)明；
圖2是用于按照本發(fā)明的環(huán)繞聲系統(tǒng)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)置的例子的圖解說(shuō)明； 圖3是按照本發(fā)明的環(huán)繞聲系統(tǒng)的單元的例子的圖解說(shuō)明； 圖4是按照本發(fā)明的環(huán)繞聲系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路的單元的例子的圖解說(shuō)明；圖5是按照本發(fā)明的環(huán)繞聲系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路的單元的例子的圖解說(shuō)明； 圖6是用于按照本發(fā)明的環(huán)繞聲系統(tǒng)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)置的例子的圖解說(shuō)明； 圖7A是動(dòng)態(tài)增益函數(shù)的頻域圖的例子的圖解說(shuō)明，對(duì)于該動(dòng)態(tài)增益函數(shù)在低振幅處交疊頻率被選擇為盡可能低；
圖7B是動(dòng)態(tài)增益函數(shù)的頻域圖的例子的圖解說(shuō)明，對(duì)于該動(dòng)態(tài)增益函數(shù)交疊頻率被增加以允許更高的輸出SPL;
圖8A是創(chuàng)建對(duì)于低振幅設(shè)置的心理聲學(xué)最佳動(dòng)態(tài)增益的示例性方法的頻域表示的圖；以及
圖8B是創(chuàng)建對(duì)于高振幅設(shè)置的心理聲學(xué)最佳動(dòng)態(tài)增益的示例性方法的頻域表示的圖解說(shuō)明；以及
圖9是按照本發(fā)明的、具有動(dòng)態(tài)增益函數(shù)的環(huán)繞聲系統(tǒng)的單元的例子的圖解說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式以下的說(shuō)明集中在可應(yīng)用于五個(gè)空間聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)的本發(fā)明的實(shí)施例。然而， 將會(huì)意識(shí)到，本發(fā)明不限于這個(gè)應(yīng)用，而是可以應(yīng)用于許多其它的環(huán)繞聲系統(tǒng)，包括例如具有七個(gè)或甚至更多的空間聲道的系統(tǒng)。圖1圖示在常規(guī)的五聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)——諸如家庭影院系統(tǒng)——中的揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)置。該系統(tǒng)包括提供中央前聲道的中央揚(yáng)聲器101、提供左前聲道的左前揚(yáng)聲器103，提供右前聲道的右前揚(yáng)聲器105，提供左后聲道的左后揚(yáng)聲器107以及提供右后聲道的右后揚(yáng)聲器109。五個(gè)揚(yáng)聲器101-109 —起提供在收聽(tīng)位置111處的空間聲音體驗(yàn)，并且允許在這個(gè)位置處的收聽(tīng)者體驗(yàn)環(huán)繞的和沉浸的聲音體驗(yàn)。在許多家庭影院系統(tǒng)中，該系統(tǒng)還可以包括用于低頻效果(LFE)聲道的亞低音揚(yáng)聲器(subwoofer)。對(duì)于要把擴(kuò)音器置于收聽(tīng)位置側(cè)面或后面的要求典型地被認(rèn)為是非常不利的，因?yàn)樗粌H需要在不方便的位置處放置額外的擴(kuò)音器，而且還需要把這些連接到驅(qū)動(dòng)源，這典型地是家庭影院功率放大器。在典型的系統(tǒng)設(shè)置中，需要把線從環(huán)繞擴(kuò)音器位置107、109 延伸到放大器單元，放大器單元典型地放置為靠近前揚(yáng)聲器101、103、105。這對(duì)于類似家庭影院系統(tǒng)那樣的產(chǎn)品是特別不利的，它們是打算在沒(méi)有對(duì)于聲音體驗(yàn)進(jìn)行最佳化或未被專用于聲音體驗(yàn)的環(huán)境中具有廣泛的吸引力和應(yīng)用的。圖2圖示按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)置的例子。在該例子中，前擴(kuò)音器，即左前擴(kuò)音器103、中央擴(kuò)音器101和右前擴(kuò)音器105，在收聽(tīng)位置111的前面提供聲像(sound image)。然而，在圖2的系統(tǒng)中，環(huán)繞聲信號(hào)不是由安置于用戶后面的單獨(dú)的擴(kuò)音器提供的，而是由被安置于收聽(tīng)位置111前面的擴(kuò)音器201、203提供的。在特定的例子中，左環(huán)繞揚(yáng)聲器201被放置為靠近左前揚(yáng)聲器103，而右環(huán)繞揚(yáng)聲器203被放置為靠近右前揚(yáng)聲器105。在該例子中，環(huán)繞揚(yáng)聲器201、203被安排來(lái)輻射聲音信號(hào)205、207，所述聲音信號(hào)被側(cè)壁209、211和后壁213反射，以從收聽(tīng)者后面的方向到達(dá)收聽(tīng)位置111。因此，后環(huán)繞揚(yáng)聲器201、203提供環(huán)繞信號(hào)205、207，這兩個(gè)環(huán)繞信號(hào)對(duì)于收聽(tīng)者表現(xiàn)為是源自背后的。 這個(gè)效果是通過(guò)輻射后聲音信號(hào)205、207，使得它們被壁209、211、13反射而達(dá)到的。在具體的例子中，環(huán)繞聲信號(hào)205、207主要經(jīng)由兩個(gè)壁反射，即側(cè)壁209、211的反射和后壁213反射，而到達(dá)收聽(tīng)位置。然而，將會(huì)意識(shí)到，其它實(shí)施例和情景可包括更多或更少的反射。 例如，環(huán)繞信號(hào)205、207可被輻射成通過(guò)側(cè)壁209、211的單次反射來(lái)到達(dá)收聽(tīng)位置111，由此在用戶的側(cè)面提供感知的虛擬聲源。然而，在圖2的系統(tǒng)中，環(huán)繞聲信號(hào)205、207不是常規(guī)的音頻聲信號(hào)，而是作為超聲信號(hào)被輻射的。因此，該系統(tǒng)利用了輻射超聲環(huán)繞聲信號(hào)205、207的超聲擴(kuò)音器。這樣的超聲換能器具有高方向性聲波束。通常，擴(kuò)音器的方向性(窄度)取決于擴(kuò)音器相比于波長(zhǎng)的尺寸?？陕?tīng)見(jiàn)的聲音具有范圍從幾英寸到幾英尺的波長(zhǎng)，因?yàn)檫@些波長(zhǎng)是與大多數(shù)擴(kuò)音器的尺寸可比的，所以聲音通常全向地傳播。然而，對(duì)于超聲換能器，波長(zhǎng)小得多，因此，有可能創(chuàng)建比所輻射的波長(zhǎng)大得多的聲源，由此，導(dǎo)致非常窄的和高度定向的波束的形成。這樣的高度定向的波束可以更加好地被控制，且在圖2的系統(tǒng)中，它可以經(jīng)由房間壁209-213的定義明確的反射而被引導(dǎo)到收聽(tīng)位置111。反射的聲音將到達(dá)耳朵，給收聽(tīng)者以聲源被置于房間的后面的感知。同樣地，通過(guò)把超聲波束引導(dǎo)到側(cè)壁或天花板，有可能生成分別在收聽(tīng)者的側(cè)面和上面的感知的聲源。因此，圖2的系統(tǒng)使用有很具方向性的聲波束的超聲換能器作為置于收聽(tīng)位置 111的前面的環(huán)繞揚(yáng)聲器201、203或作為它們的一部分。這個(gè)超聲波束可以容易地被引導(dǎo)到房間的側(cè)壁或后壁209-213，以使得反射的聲音將到達(dá)收聽(tīng)者的耳朵，以便提供將聲源放在房間的后面的感知。超聲信號(hào)205、207特別地通過(guò)用環(huán)繞聲道的音頻信號(hào)來(lái)對(duì)超聲載波信號(hào)調(diào)幅而被生成。這個(gè)被調(diào)制的信號(hào)然后從環(huán)繞揚(yáng)聲器201、203輻射。超聲信號(hào)不直接被人類收聽(tīng)者感知，但調(diào)制的音頻信號(hào)可以自動(dòng)變?yōu)榭陕?tīng)見(jiàn)的，而不需要任何特定的功能性、接收機(jī)或聽(tīng)覺(jué)設(shè)備。特別地，從換能器到收聽(tīng)者的音頻路徑的任何非線性可以充當(dāng)解調(diào)器，由此重新創(chuàng)建被使用來(lái)調(diào)制超聲載波信號(hào)的原始音頻信號(hào)。這樣的非線性可以在傳輸路徑中自動(dòng)地出現(xiàn)。特別地，空氣作為傳輸介質(zhì)固有地展現(xiàn)非線性特性，其導(dǎo)致超聲變?yōu)榭陕?tīng)見(jiàn)的。因此， 在所述例子中，空氣本身的非線性屬性造成從高強(qiáng)度超聲信號(hào)的音頻解調(diào)。因此，超聲信號(hào)可以自動(dòng)地被解調(diào)，以將音頻聲音提供給收聽(tīng)者。替換地或另外地，非線性可以通過(guò)附加的手段來(lái)提供。例如，音調(diào)超聲信號(hào)也可以被輻射到收聽(tīng)位置(例如，從上面，以提供相對(duì)限制的收聽(tīng)區(qū)域)。兩個(gè)超聲信號(hào)的混合然后可以導(dǎo)致音頻信號(hào)的解調(diào)和重新創(chuàng)建。用于音頻輻射的超聲換能器的使用的例子和進(jìn)一步的說(shuō)明例如可以在2002年麻 ItSXi^ΡλW F. Joseph Pompei Wff"Sound from Ultrasound: The Parametric Array as an Audible Sound Source，，中找至Ij0環(huán)繞聲道的超聲輻射的使用提供非常窄的波束。這允許反射被更好地定義和控制，且特別是可以提供在收聽(tīng)位置處到達(dá)角的更精確的控制。因此，該方法可以允許更加好地定義和控制環(huán)繞聲源的虛擬感知的位置。而且，超聲信號(hào)的使用可以允許將這樣的位置感知為是更接近于點(diǎn)源的，即，是不那么模糊的(smeared)。另外，超聲換能器的窄波束減小了沿其它路徑的聲音的輻射，且特別地減小了任何聲音通過(guò)直接路徑達(dá)到收聽(tīng)位置的聲級(jí)。因此，所描述的方法提供由用戶感知的顯著更好地定義的虛擬環(huán)繞聲位置。特別地，被提供給收聽(tīng)者的空間方向線索是顯著地更精確的和更同源的，并且是與后面(或收聽(tīng)者的側(cè)面)的聲源位置一致的。在特定的例子中，環(huán)繞擴(kuò)音器201、203不僅僅包含超聲換能器或只是輻射超聲信號(hào)。而是，每個(gè)環(huán)繞擴(kuò)音器201、203包括揚(yáng)聲器裝置，其包括用于向壁205、207發(fā)射超聲的定向超聲換能器，以及輻射在音頻范圍(比如說(shuō)在5-10 kHz以下)中的聲音的音頻范圍擴(kuò)音
ο特別地，在一些實(shí)施例和情景中，從這樣的超聲方法的使用得到的音頻聲音質(zhì)量不是最佳的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)其解調(diào)超聲載波以使調(diào)制的音頻信號(hào)可聽(tīng)見(jiàn)的過(guò)程往往是低效的以及是固有地非線性的。所以，超聲擴(kuò)音器往往產(chǎn)生典型地次最佳的聲音質(zhì)量，也往往具有低功率操控容量，由此使得難以產(chǎn)生高的聲級(jí)。在圖2的系統(tǒng)中，這個(gè)效應(yīng)通過(guò)超聲換能器被補(bǔ)充以電動(dòng)態(tài)前射式擴(kuò)音器而被減輕，該電動(dòng)態(tài)前射式擴(kuò)音器還輻射來(lái)自環(huán)繞聲道的該聲音的某一些。這個(gè)聲頻帶信號(hào)輻射可以經(jīng)由直接路徑到達(dá)收聽(tīng)位置111。因此，除了反射的超聲信號(hào)205、207以外，環(huán)繞擴(kuò)音器201、203還可以生成聲頻帶信號(hào)215、217，它們可以特別地通過(guò)直接路徑到達(dá)收聽(tīng)者。因此，在該系統(tǒng)中，在收聽(tīng)位置111處由收聽(tīng)者感知的左環(huán)繞聲道的聲音是解調(diào)的超聲信號(hào)205和直接的聲頻帶信號(hào)215的組合。同樣地，在收聽(tīng)位置處由收聽(tīng)者感知的右環(huán)繞聲道的聲音是解調(diào)的超聲信號(hào)207和直接的聲頻帶信號(hào)217的組合。在許多實(shí)施例中，使用音頻范圍擴(kuò)音器補(bǔ)充定向超聲換能器提供了改進(jìn)的聲音質(zhì)量。特別地，它可以在較低的頻率上提供改進(jìn)的聲音質(zhì)量。這樣的較低頻率可能典型地不提供像較高頻率那樣多的空間線索，所以，收聽(tīng)者仍舊可以感知從后面到達(dá)的環(huán)繞聲，即， 仍舊可以感知后面有虛擬聲源。然而，在圖2的特定的實(shí)施例中，從音頻范圍擴(kuò)音器輻射的環(huán)繞聲信號(hào)相對(duì)于從定向超聲換能器輻射的環(huán)繞聲信號(hào)被進(jìn)一步延遲。因此，在所述例子中，引入了音頻范圍擴(kuò)音器的聲音相對(duì)于超聲信號(hào)的延遲，以便保證可以維持聲音僅僅是從反射的超聲波束的方向到達(dá)的感知。這個(gè)方法是基于被稱為所謂的“領(lǐng)先效應(yīng)”(也被稱為“哈斯效應(yīng)”或“第一波前定律(law of the first wavefront)")的心理聲學(xué)現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象指示當(dāng)同樣的聲音信號(hào)從處于不同位置的兩個(gè)源以足夠小的延遲被接收時(shí)，聲音被感知為僅僅來(lái)自于在前的聲源的方向，即，來(lái)自于首先到達(dá)的信號(hào)。因此，該心理聲學(xué)現(xiàn)象是指人腦從首先接收的信號(hào)分量得到大部分空間線索。因此，通過(guò)協(xié)同操作的音頻范圍擴(kuò)音器補(bǔ)充定向超聲換能器的結(jié)果是獲得聲源在反射的位置處的使人信服的、魯棒的感知，而同時(shí)提供如典型地與常規(guī)的擴(kuò)音器相關(guān)聯(lián)的
高質(zhì)量聲音。在一些實(shí)施例中，定向超聲換能器和經(jīng)典擴(kuò)音器可以重現(xiàn)被輻射信號(hào)的相同的音頻分量，即，未處理的環(huán)繞聲輸入信號(hào)(除了對(duì)于音頻范圍擴(kuò)音器施加的延遲外)可以從兩個(gè)源被輻射。在其它實(shí)施例中，定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器例如可以重現(xiàn)輸入信號(hào)的頻率范圍的不同的可能重疊的部分，以便進(jìn)一步改進(jìn)空間錯(cuò)覺(jué)的魯棒性。圖3圖示按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的環(huán)繞揚(yáng)聲器裝置和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)功能性的例子。為了清晰和概略起見(jiàn)，例子將參照?qǐng)D3的例子的左環(huán)繞聲道描述的。然而，將會(huì)意識(shí)至IJ，所述例子和原理同樣可應(yīng)用于右環(huán)繞聲道，或者實(shí)際上可應(yīng)用于任何環(huán)繞聲道。
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圖3圖示接收諸如5. 1環(huán)繞信號(hào)那樣的多聲道空間信號(hào)的接收機(jī)301。多聲道空間信號(hào)例如可以是模擬信號(hào)的匯集，對(duì)每個(gè)聲道有一個(gè)音頻信號(hào)，或可以是數(shù)字編碼的多聲道空間信號(hào)。在后者的情形下，多聲道空間信號(hào)可被編碼，以及接收機(jī)301可被安排來(lái)譯碼所述信號(hào)。將會(huì)意識(shí)到，多聲道空間信號(hào)可以從任何適當(dāng)?shù)脑幢唤邮?，諸如外部源或內(nèi)部源。多聲道空間信號(hào)包括至少一個(gè)環(huán)繞聲道。特別地，多聲道空間信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)前聲道(在這個(gè)具體的例子中是三個(gè)前聲道)，其打算從正向被呈現(xiàn)給收聽(tīng)者。另外，包括有至少一個(gè)環(huán)繞聲道，其與在收聽(tīng)者的側(cè)面或后面的聲源位置相關(guān)聯(lián)。因此，該環(huán)繞聲道與不是前面位置的聲源位置相關(guān)聯(lián)，特別地，它是在由(最)左和(最)右前揚(yáng)聲器提供的角度之外的。在這個(gè)具體的例子中，多聲道空間信號(hào)包括兩個(gè)環(huán)繞聲道，即，左后聲道和右后聲道。圖3還圖示環(huán)繞聲道之一的處理。特別地，圖3圖示與左后揚(yáng)聲器位置相關(guān)聯(lián)的功能性的單元。接收機(jī)301被耦合到第一驅(qū)動(dòng)單元303，該第一驅(qū)動(dòng)單元被耦合到定向超聲換能器305且該第一驅(qū)動(dòng)單元能夠?yàn)槠渖沈?qū)動(dòng)信號(hào)。另外，接收機(jī)301被耦合到第二驅(qū)動(dòng)單元 307，該第二驅(qū)動(dòng)單元被耦合到音頻范圍擴(kuò)音器309且該第二驅(qū)動(dòng)單元能夠?yàn)槠渖沈?qū)動(dòng)信號(hào)。因此，在所述的例子中，所接收的左后環(huán)繞聲道信號(hào)被饋送到第一驅(qū)動(dòng)電路303和第二驅(qū)動(dòng)電路307。驅(qū)動(dòng)電路303、307分別驅(qū)動(dòng)定向超聲換能器305和音頻范圍擴(kuò)音器309， 以使得左后環(huán)繞聲道被從定向超聲換能器305和音頻范圍擴(kuò)音器309兩者輻射，即，既作為超聲信號(hào)又作為音頻信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)電路303可以簡(jiǎn)單地包括超聲調(diào)制器，它把左后音頻信號(hào)調(diào)制到超聲載頻上，后面跟隨功率放大器，該功率放大器將信號(hào)放大到用于定向超聲換能器305的適當(dāng)?shù)碾娖?，以生成適當(dāng)?shù)穆曇糨敵黾?jí)別。在典型的應(yīng)用中，超聲載頻高于 20kHz (例如，約為40kHz)，以及聲壓級(jí)高于IlOdB (經(jīng)常約為130_140dB)。第二驅(qū)動(dòng)電路307可以簡(jiǎn)單地包括適當(dāng)?shù)墓β史糯笃?，其直接?qū)動(dòng)音頻范圍擴(kuò)音器 309。因此，實(shí)質(zhì)上可將相同的音頻信號(hào)饋送到定向超聲換能器305和音頻范圍擴(kuò)音器 309。特別地，在第一驅(qū)動(dòng)電路303與音頻范圍擴(kuò)音器309的輸出信號(hào)的音頻信號(hào)分量之間的相關(guān)性可以是相當(dāng)高的，且特別地是能量歸一化的相關(guān)性可以大于0.5。在其中來(lái)自兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路303、307的音頻信號(hào)被彼此相對(duì)延遲的情景中，相關(guān)性可以在對(duì)于這樣的延遲進(jìn)行補(bǔ)償之后被確定。相關(guān)性特別地可被確定為在來(lái)自兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路303、307的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的音頻信號(hào)之間的最大相關(guān)性。然而，在其它實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)電路303和/或第二驅(qū)動(dòng)電路307可包括導(dǎo)致音頻信號(hào)分量在兩條路徑上被不同地處理的處理。特別地，如前面提到的，用于音頻范圍擴(kuò)音器309的音頻信號(hào)可以被延遲和/或?yàn)V波。圖4特別地圖示既包括延遲又包括濾波操作的第二驅(qū)動(dòng)電路307的例子。在所述例子中，環(huán)繞信號(hào)首先在延遲器401中被延遲，然后在低通濾波器403中被濾波。延遲的和低通濾波的音頻信號(hào)然后被饋送到功率放大器405，該功率放大器把信號(hào)放大到對(duì)于音頻范圍擴(kuò)音器309的適當(dāng)?shù)碾娖健?br> 因此，在所述例子中，延遲被加到用于音頻范圍擴(kuò)音器309的信號(hào)，以便保證收聽(tīng)者感知所有的或大多數(shù)的聲音是源自于反射的聲波束205的方向、而不是源自于來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器309的音頻信號(hào)215的方向。結(jié)果是聲源處于從后壁213反射的位置處的使人信服的、魯棒的感知，但具有音頻范圍擴(kuò)音器309的改進(jìn)的聲音質(zhì)量。在兩個(gè)擴(kuò)音器輻射相同的信號(hào)、但一個(gè)信號(hào)以相對(duì)于另一個(gè)信號(hào)的短的延遲被接收時(shí)，出現(xiàn)這種領(lǐng)先(或哈斯)效應(yīng)。所述效應(yīng)通常對(duì)于范圍在約1毫秒到典型的5-40 毫秒上限中的相對(duì)延遲出現(xiàn)。在這樣的情景中，聲音被感知為從未被延遲的擴(kuò)音器的方向到達(dá)。該上限強(qiáng)烈地依賴于信號(hào)的類型。約5毫秒的最低值對(duì)于非常短的、像滴答聲或像脈沖的聲音是有效的，而對(duì)于語(yǔ)音則出現(xiàn)高達(dá)40毫秒的高值。如果延遲增加到高于上限，則不再出現(xiàn)聲源處于未被延遲的源的位置處的感知融合，因此兩個(gè)源被分開(kāi)地感知 (回聲)。另一方面，如果延遲小于領(lǐng)先效應(yīng)的下限(約1毫秒)，則發(fā)生“求和定位(summing localization)”，以及單個(gè)聲源被感知為處于兩個(gè)源之間的一個(gè)位置。在所述例子中，延遲被設(shè)置成使得來(lái)自定向超聲換能器305的信號(hào)稍微地在來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器309的信號(hào)之前被接收。為了達(dá)到最佳領(lǐng)先效應(yīng)，必須非常仔細(xì)地設(shè)置延遲，且特別地是必須在第二驅(qū)動(dòng)電路307中施加延遲τ，該延遲包括兩個(gè)分量。第一延遲分量Tt1補(bǔ)償由于分別源自定向超聲換能器305和音頻范圍擴(kuò)音器309的聲波到收聽(tīng)者耳朵的不同路徑長(zhǎng)度而造成的傳播時(shí)間差。正如從圖2很清楚的，傳輸路徑延遲對(duì)應(yīng)于從定向超聲換能器305到側(cè)壁209上的反射點(diǎn)的距離(Dui)加上從后壁213上的反射點(diǎn)到側(cè)壁209上的反射點(diǎn)的距離(Du2)加上從后壁213上的反射點(diǎn)到收聽(tīng)位置111的距離(DU3)。然后可以通過(guò)減去從音頻范圍擴(kuò)音器 309到收聽(tīng)位置111的路徑長(zhǎng)度(DC)，而找出距離差。這個(gè)距離差因此是Dm+DU2+DU3-Dc，所以為了補(bǔ)償這個(gè)，需要τ t1=(Dul+DU2+DU3-Dc)/c秒的延遲(c是聲音速度)。施加這個(gè)延遲導(dǎo)致了來(lái)自定向超聲換能器305的反射的聲音與來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器309的直接聲音同時(shí)到達(dá)收聽(tīng)者的耳朵。除了這個(gè)補(bǔ)償延遲以外，為了達(dá)到領(lǐng)先效應(yīng)，需要附加的延遲分量τ、。施加到音頻范圍擴(kuò)音器309的信號(hào)的總延遲因此是 τ = τ、+ τ t2。正如前面提到的，τ t2的值不是非?？量?critical)的，只要它在1毫秒與領(lǐng)先效應(yīng)的上限之間即可，該上限依賴于信號(hào)類型。對(duì)于大多數(shù)關(guān)鍵類型的信號(hào)，短的滴答聲，τ t2的上限是5毫秒，所以在一些情景中，在1-5毫秒的范圍中選擇延遲τ、可以是有利的。這樣的延遲例如可以以下情景中使用，即在其中有可能仔細(xì)建立配置，其中傳輸路徑延遲是熟知的和靜態(tài)的。然而，對(duì)于補(bǔ)償延遲τ、(傳輸路徑延遲)所需要的值則非常依賴于房間、擴(kuò)音器布置和收聽(tīng)位置的幾何布局，且在典型的配置中是在幾毫秒到幾十毫秒的范圍內(nèi)(比如說(shuō)， 3-30 ms)。這意味著，對(duì)于在l-5ms之間的τ t2的小的值，總的需要的延遲τ很大程度上是由τ tl的精確值確定的，必須仔細(xì)地設(shè)置τ tl的值，以便對(duì)應(yīng)于實(shí)際的幾何配置。在一些實(shí)施例中，延遲401因此可以是這樣的延遲，即其可以響應(yīng)于對(duì)于從定向超聲換能器305到收聽(tīng)位置111的傳輸路徑的傳輸路徑延遲值而變化?？梢允褂糜诙ㄏ虺晸Q能器305的傳輸路徑延遲值減少用于從音頻范圍擴(kuò)音器309到收聽(tīng)位置111的傳輸路徑的傳輸路徑延遲值，由此生成傳輸路徑延遲差值，這個(gè)差值被使用來(lái)抵消路徑變化。
傳輸路徑延遲補(bǔ)償可以由用戶人工地執(zhí)行，例如，人工設(shè)置相對(duì)傳輸路徑延遲 τ、。這個(gè)設(shè)置例如可以是基于用戶對(duì)兩個(gè)物理路徑長(zhǎng)度的測(cè)量，或是通過(guò)讓用戶人工地調(diào)節(jié)延遲控制，直至感知到想要的效果為止。作為另一個(gè)例子，話筒可被放在收聽(tīng)位置111處，并被耦合到驅(qū)動(dòng)功能性。來(lái)自話筒的測(cè)量信號(hào)然后可被使用來(lái)適配延遲401，以使得它既補(bǔ)償傳輸路徑延遲差，又提供想要的領(lǐng)先效應(yīng)。例如，測(cè)程測(cè)量過(guò)程可以通過(guò)從定向超聲換能器305和音頻范圍擴(kuò)音器309 輻射校準(zhǔn)信號(hào)而被執(zhí)行。因此，在描述的例子中，系統(tǒng)被安排成引入延遲，該延遲比從定向超聲換能器305 到收聽(tīng)位置111的傳輸路徑與從音頻范圍擴(kuò)音器309到收聽(tīng)位置111的路徑之間的傳輸路徑延遲差高出不多于40毫秒。實(shí)際上，在許多實(shí)施例中，延遲有利地是比這個(gè)傳輸路徑延遲差高出不多于15毫秒，或甚至5毫秒。實(shí)際上，這可以通過(guò)根據(jù)傳輸路徑延遲差的確定， 對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)和適配而達(dá)到，和/或可以通過(guò)對(duì)于特定房間特性來(lái)控制揚(yáng)聲器的位置而達(dá)到。為了使系統(tǒng)對(duì)于實(shí)際的幾何配置不太敏感和保證在大范圍的使用情形下在定向超聲換能器305的被反射聲音的方向上魯棒的定位，在一些實(shí)施例中，可以優(yōu)選地把τ、 的值設(shè)置得相對(duì)高。在許多情景中，這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在大多數(shù)情形下，將因而不需要按照特定的配置來(lái)設(shè)置延遲τ tl，即，相同的延遲將適用于傳輸路徑延遲差的相對(duì)較高的變化。然而，由于Tt2可被設(shè)置為高于5毫秒，所以對(duì)于非常短的信號(hào)，諸如在打擊樂(lè)中的瞬變，領(lǐng)先效應(yīng)不再完美地起作用。然而，在所述例子中，第二驅(qū)動(dòng)電路307還包括低通濾波器403，其在聲頻帶信號(hào)被饋送到音頻范圍擴(kuò)音器309之前對(duì)于該聲頻帶信號(hào)進(jìn)行低通濾波。因此，在所述例子中， 音頻范圍擴(kuò)音器309主要地被使用來(lái)重現(xiàn)環(huán)繞信號(hào)的頻譜的較低部分，而包括瞬變的頻譜的高頻部分主要由定向超聲換能器306重現(xiàn)。因此，在所述例子中，對(duì)于第一驅(qū)動(dòng)電路303和第二驅(qū)動(dòng)電路305的通帶是不同的。低通濾波器403的截止頻率可被設(shè)置為足夠低，以便有效的濾除來(lái)自從音頻范圍擴(kuò)音器309輻射的聲音的瞬變，由此，放寬對(duì)于領(lǐng)先效應(yīng)的延遲要求。然而，它也可以被設(shè)置得足夠高，以便保證在由音頻范圍擴(kuò)音器309有效地重現(xiàn)的最高頻率與由定向超聲換能器305有效地重現(xiàn)的最低頻率之間沒(méi)有間隙。實(shí)際上，因?yàn)槌晸Q能器的低頻響應(yīng)經(jīng)常很差，所以截止頻率可被有效地設(shè)置成保證平滑的交疊。實(shí)際的實(shí)驗(yàn)表明在典型的起居室配置中以及讓各種類型的音樂(lè)作為輸入信號(hào)， 利用IOms的τ t2的值和800Hz的低通截止頻率可以得到非常令人滿意的結(jié)果。在一些實(shí)施例中，在定向超聲換能器305與音頻范圍擴(kuò)音器309之間的交疊可以通過(guò)根據(jù)定向超聲換能器305與音頻范圍擴(kuò)音器309的已知特性對(duì)低通濾波器進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計(jì)而被控制，即，可以設(shè)計(jì)靜態(tài)的交疊性能。然而，因?yàn)樵谑章?tīng)位置處感知的交疊可能依賴于這些特性中的變化以及特定環(huán)境的特性，所以在一些實(shí)施例中，交疊可以基于反饋機(jī)制被調(diào)整。例如，來(lái)自置于收聽(tīng)位置111處的話筒的測(cè)量信號(hào)可被使用來(lái)適配該交疊。特別地，對(duì)于定向超聲換能器305相對(duì)于音頻范圍擴(kuò)音器309的信號(hào)電平可以根據(jù)話筒信號(hào)被調(diào)節(jié)。替換地或另外地，可以調(diào)節(jié)低通濾波器403的截止頻率。作為例子，第二驅(qū)動(dòng)單元307可以接收話筒信號(hào)。它可以分析這個(gè)來(lái)確定在低于截止頻率的頻率間隔(例如，500Hz - 700Hz)中的信號(hào)電平和在高于截止頻率的頻率間隔 (例如，900Hz - 1100Hz)中的信號(hào)電平。如果在較低頻率間隔處的信號(hào)電平低于在較高頻率間隔處的信號(hào)電平，則可以增加功率放大器405的放大和/或低通濾波器403的截止，導(dǎo)致來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器309的增加的信號(hào)電平。相反，如果在較低頻率間隔處的信號(hào)電平高于在較高頻率間隔處的頻率間隔，則可以減小功率放大器405的放大和/或低通濾波器 403的截止，導(dǎo)致來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器309的減小的信號(hào)電平。在一些實(shí)施例中，由延遲器401提供的延遲可被設(shè)置成導(dǎo)致感知的空間聲源位置不對(duì)應(yīng)于反射信號(hào)到達(dá)的方向，而是對(duì)應(yīng)于介于這個(gè)位置與音頻范圍擴(kuò)音器309的位置中間的一個(gè)位置。特別地，可以提供指示在這些點(diǎn)之間的期望位置的聲源位置數(shù)值，且第二驅(qū)動(dòng)單元307因此可以著手設(shè)置延遲。這特別地可以通過(guò)把延遲τ t2設(shè)置為在0與Ims之間的值而達(dá)到。在這種情形下，將得到“求和定位”感知，而不是領(lǐng)先效應(yīng)。這導(dǎo)致源被感知為在反射的超聲波束與音頻范圍擴(kuò)音器309的方向之間。所以，通過(guò)控制延遲，感知的虛擬源的位置可以以類似于常規(guī)的立體聲重現(xiàn)的方式被控制。這樣的實(shí)施例優(yōu)選地牽涉到傳輸路徑延遲差的精確估計(jì)或確定，以便確保延遲的正確的設(shè)置。應(yīng)當(dāng)指出，根據(jù)當(dāng)前的知識(shí)并非顯而易見(jiàn)的是領(lǐng)先效應(yīng)將在延遲的和未延遲的擴(kuò)音器重現(xiàn)信號(hào)頻譜的一些部分的情形下起作用。而是，領(lǐng)先效應(yīng)的心理聲學(xué)教導(dǎo)被限于其中同一個(gè)信號(hào)被從兩個(gè)源輻射的情形。然而，已執(zhí)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)，令由定向超聲換能器 305和音頻范圍擴(kuò)音器309重現(xiàn)的頻率間隔之間幾乎沒(méi)有重疊。這些實(shí)驗(yàn)表明，如果兩個(gè)源重現(xiàn)具有不同的頻率內(nèi)容、但共享相同的包絡(luò)調(diào)制或類似的總體時(shí)間信號(hào)特性的信號(hào)，則領(lǐng)先效應(yīng)也起作用。在所述例子中，音頻范圍擴(kuò)音器309和定向超聲換能器305被安排成互相有一個(gè)角度，即，它們的同軸方向或主射(firing)方向互相成一個(gè)角度。這在許多情景中可以提供改進(jìn)的性能，且特別是可以允許定向超聲換能器305把信號(hào)直接發(fā)射到側(cè)壁，而同時(shí)允許音頻范圍擴(kuò)音器309直接對(duì)準(zhǔn)收聽(tīng)位置111。因此，環(huán)繞揚(yáng)聲器201可以被校準(zhǔn)，以便達(dá)到在不同的聲學(xué)環(huán)境中的最佳聲音重現(xiàn)，由此提供改進(jìn)的音頻質(zhì)量和/或改進(jìn)的空間體驗(yàn)。在一些實(shí)施例中，定向超聲換能器305的同軸方向可以相對(duì)于音頻范圍擴(kuò)音器 309的同軸方向變化。在一些實(shí)施例中，這樣的變化可以人工地提供。例如，收聽(tīng)者可以配備有用于引導(dǎo)定向超聲換能器305的角度的裝置，以使得超聲波束可被引向側(cè)壁反射點(diǎn)， 該側(cè)壁反射點(diǎn)提供對(duì)于到達(dá)收聽(tīng)位置的最佳反射。在一些實(shí)施例中，定向超聲換能器305和音頻范圍擴(kuò)音器309的至少之一的方向可以由反饋校準(zhǔn)環(huán)設(shè)置。例如，驅(qū)動(dòng)單元可被耦合到在收聽(tīng)位置111處的話筒，并且可以從其接收測(cè)量的信號(hào)。這可被使用來(lái)調(diào)節(jié)定向超聲換能器305的角度，從而調(diào)節(jié)在壁209、213 上的反射點(diǎn)。校準(zhǔn)信號(hào)然后可被饋送到定向超聲換能器305 (讓所有其它的揚(yáng)聲器都是靜默的)，且超聲波束的方向可被調(diào)節(jié)，直至它提供由話筒測(cè)量到的最高信號(hào)電平為止。超聲波束的方向可以用電子學(xué)方法來(lái)更改(例如，使用波束成形技術(shù))，或例如通過(guò)把定向超聲換能器305安裝在鉸鏈機(jī)構(gòu)上，該鉸鏈機(jī)構(gòu)可被人工地調(diào)節(jié)或由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在圖2的例子中，每個(gè)空間聲道通過(guò)它自己的單獨(dú)的揚(yáng)聲器被輻射。然而，如圖2 所示，所描述的方法慮及有效的環(huán)繞體驗(yàn)，而同時(shí)允許環(huán)繞揚(yáng)聲器201、203被置于用戶的前面，且特別地是它們與前揚(yáng)聲器101、103、105之一共置一處或鄰近。然而，這還允許相同的揚(yáng)聲器被使用來(lái)再現(xiàn)一個(gè)以上的空間聲道。因此，在許多實(shí)施例中，環(huán)繞揚(yáng)聲器201、203 也可以被使用來(lái)再現(xiàn)前聲道之一。在特定的例子中，左環(huán)繞揚(yáng)聲器201也可以再現(xiàn)左前聲道，以及右環(huán)繞揚(yáng)聲器203 也可以再現(xiàn)右前聲道。然而，因?yàn)樽蠛陀仪奥暤缿?yīng)當(dāng)被直接提供到收聽(tīng)位置(經(jīng)由直接路徑)，以使得它們表現(xiàn)為是來(lái)自前面，即直接來(lái)自揚(yáng)聲器位置，所以前聲道僅僅從音頻范圍擴(kuò)音器309被再現(xiàn)，而不從定向超聲換能器305再現(xiàn)。這特別地可以通過(guò)讓用于音頻范圍擴(kuò)音器309的驅(qū)動(dòng)信號(hào)不僅僅從左環(huán)繞聲道的信號(hào)生成而且也從左前聲道生成而達(dá)到。圖5特別地圖示圖4的第二驅(qū)動(dòng)單元307可以如何被修改成包括組合器501，該組合器組合延遲的和低通濾波的左環(huán)繞信號(hào)與左前信號(hào)。 在所述例子中，組合器501被插入在低通濾波器403與功率放大器405之間。因此，相應(yīng)地可以去除左前揚(yáng)聲器103和右前揚(yáng)聲器105，而替代地可以使用左環(huán)繞揚(yáng)聲器201的音頻范圍擴(kuò)音器309和右環(huán)繞揚(yáng)聲器203的音頻范圍擴(kuò)音器309，導(dǎo)致圖6 的系統(tǒng)。因此，所描述的方法的非常重大的優(yōu)點(diǎn)在于，它不僅允許由前向安置的揚(yáng)聲器產(chǎn)生環(huán)繞聲，而且它也慮及了所需要的揚(yáng)聲器總數(shù)的減小。替換地或另外地，環(huán)繞揚(yáng)聲器203、205也可以被使用于中央聲道。例如，代替(或在某些情景中是附加于)左前聲道被饋送到組合器501，中央聲道可被饋送給它。因此，左環(huán)繞揚(yáng)聲器203的音頻范圍擴(kuò)音器309也可以被使用來(lái)輻射中央聲道。對(duì)于右環(huán)繞揚(yáng)聲器 205，中央聲道同樣地可被饋送到組合器501，以便對(duì)于由左和右環(huán)繞揚(yáng)聲器203、205輻射的中央聲道信號(hào)提供中央感知的聲源位置。實(shí)際上，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以通過(guò)使用僅僅環(huán)繞揚(yáng)聲器203、205而提供空間環(huán)繞聲，且特別地是環(huán)繞揚(yáng)聲器203、205可被使用來(lái)重新創(chuàng)建左和右環(huán)繞聲道、左和右前聲道以及中央聲道。在一些實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)單元301可被安排成響應(yīng)于多聲道空間信號(hào)中除了由定向超聲換能器305再現(xiàn)的所述至少一個(gè)環(huán)繞聲道以外的至少一個(gè)其它聲道的信號(hào)的特性而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)。特別地，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以響應(yīng)于這些其它聲道中一個(gè)或多個(gè)的信號(hào)電平而被生成。實(shí)際上，在許多情景中，不可能或不希望通過(guò)使用超聲擴(kuò)音器來(lái)產(chǎn)生非常高的聲級(jí)。這例如可能被對(duì)于超聲暴露的規(guī)則或被實(shí)際實(shí)現(xiàn)的約束來(lái)限制。另外，超聲的主觀效果可能依賴于總的暴露時(shí)間，其因此可以有利地被限制。所以，在一些實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以通過(guò)考慮由多聲道空間信號(hào)的其它音頻聲道產(chǎn)生的聲壓級(jí)而被生成。因此，由定向超聲換能器生成的超聲可被限于其中其它聲道中一個(gè)或多個(gè)的信號(hào)電平滿足準(zhǔn)則的時(shí)間。特別地，定向超聲換能器只能當(dāng)總的音頻電平是低的，由此保證定向超聲換能器被限制為提供安全的暴露水平給收聽(tīng)者時(shí)才被使用。特別地，具有低的總的聲壓級(jí)和不同的環(huán)繞音頻效果的序列在用于電影的音頻中是很常見(jiàn)的，所描述的方法例如對(duì)于家庭影院系統(tǒng)是特別適合的。定向超聲換能器305具有固有地低的效率和差的低頻響應(yīng)。用以生成聲音的控制 (governing)非線性過(guò)程可以用Berktay的遠(yuǎn)場(chǎng)近似法進(jìn)行近似(Berktay，H. 0. (1965). Possible exploitation of non-linear acoustics in underwater transmitting applications, J. Sound Vib.，( ，435-461)，該遠(yuǎn)場(chǎng)近似法規(guī)定可聽(tīng)見(jiàn)的聲音與調(diào)制包絡(luò)的平方的二階導(dǎo)數(shù)成比例
Q2.
y(t) = ^(E(t))2
其中y(t)是音頻信號(hào)以及E(t)是調(diào)制包絡(luò)。E(t)是要重現(xiàn)的音頻信號(hào)的函數(shù)。二階微分項(xiàng)引入與f2成比例的頻率相關(guān)的增益函數(shù)，其中f是頻率。這個(gè)增益函數(shù)意味著，對(duì)于每次頻率加倍，超聲擴(kuò)音器的效率增加12dB。為了提供來(lái)自定向超聲換能器305的高質(zhì)量音頻，必須應(yīng)用均衡函數(shù)來(lái)提供平衡的頻率響應(yīng)。為了均衡固有的f2相關(guān)性，可以把具有Ι/f2的關(guān)系的濾波器施加到輸入信號(hào)。這個(gè)濾波器等同于具有12dB斜率的低通濾波器。對(duì)于這個(gè)低通均衡濾波器的_3dB點(diǎn)(截止頻率)的選擇確定了對(duì)于定向超聲換能器的最大可達(dá)到的音頻輸出聲壓級(jí)(SPL)。在所有事情都相同的情形下，截止頻率在 2000Hz的定向超聲換能器的播放可以比截止頻率在1000Hz的定向超聲換能器的響12dB。正如在本發(fā)明中描述的，音頻范圍擴(kuò)音器309被使用來(lái)提供低于這個(gè)截止頻率的中/低頻率。理想地，低頻截止點(diǎn)將被選擇為在盡可能低的頻率。這意味著，定向超聲換能器提供了更多的音頻線索來(lái)用于定位目的，以及由音頻范圍擴(kuò)音器產(chǎn)生的定位線索被最小化。另一方面，在低頻處，定向超聲換能器的音頻輸出是低的，這限制了系統(tǒng)的最大輸出 SPL。典型的定向超聲換能器可能能夠在1000Hz有大約70 dB的最大音頻輸出。對(duì)于家庭影院聲音重現(xiàn)，70 dB可能不足以創(chuàng)建沉浸的和包圍的效果。為了對(duì)于家庭影院聲音重現(xiàn)是有用的，可能需要增加最大振幅。不可能簡(jiǎn)單地增加定向超聲換能器的SPL，因?yàn)檫@會(huì)快速超過(guò)換能器和電子裝置的工作極限，導(dǎo)致嚴(yán)重的失真，以及可能的危險(xiǎn)的超聲級(jí)別的傳輸。為了達(dá)到更高的主觀的振幅，可以使用動(dòng)態(tài)增益函數(shù)。動(dòng)態(tài)增益函數(shù)根據(jù)瞬時(shí)音頻SPL要求，自動(dòng)改變定向超聲換能器均衡濾波器的低頻截止和被施加到音頻范圍擴(kuò)音器的低通濾波器403的截止頻率。 因此，根據(jù)進(jìn)入的音頻信號(hào)，兩個(gè)濾波器的_3dB點(diǎn)被自動(dòng)調(diào)節(jié)，以使得達(dá)到必要的SPL。在大多數(shù)基本實(shí)現(xiàn)中，定向超聲換能器的低頻截止和用于音頻范圍擴(kuò)音器的低通濾波器403 的-3dB頻率是相同的，且可以被稱為交疊頻率。例如，當(dāng)要被再現(xiàn)的信號(hào)具有低的振幅時(shí)，交疊頻率可被選擇為盡可能低，見(jiàn)圖 7A。這個(gè)選擇使得來(lái)自定向超聲換能器反射點(diǎn)的音頻線索最大化，提供很強(qiáng)的聽(tīng)覺(jué)幻覺(jué)。如果要被再現(xiàn)的信號(hào)的振幅在給定的交疊頻率處超過(guò)定向超聲換能器的最大SPL容量，則可以增加交疊頻率，以便利用在更高頻率處的定向超聲換能器的改進(jìn)的效率，見(jiàn)圖7B。這個(gè)選擇使得能有較高的音頻SPL和較低的失真，但稍微減小了聽(tīng)覺(jué)幻覺(jué)的強(qiáng)度。動(dòng)態(tài)增益函數(shù)因此用音頻幻覺(jué)的強(qiáng)度與最大系統(tǒng)SPL進(jìn)行交換。應(yīng)當(dāng)指出，在圖7A和7B的圖例中使用的“超聲揚(yáng)聲器”和“常規(guī)的揚(yáng)聲器”分別
16是定向超聲換能器和音頻范圍擴(kuò)音器。對(duì)于圖8A和圖8B，是同樣適用的。定義瞬時(shí)交疊頻率與系統(tǒng)SPL的關(guān)系可以從Berktay的公式中的f2相關(guān)性被構(gòu)建。如果P1,是最大不失真的音頻SPL(以帕斯卡計(jì))，則超聲擴(kuò)音器可以達(dá)到1000Hz，以及Psig是所需要的瞬時(shí)SPL(以帕斯卡計(jì))，交疊點(diǎn)f。是
χ =1000 pi.
V iIooo在以上描述的實(shí)施例中，隨著交疊頻率增加，從定向超聲換能器投射出的定向音頻線索的相對(duì)強(qiáng)度減小，而來(lái)自音頻范圍擴(kuò)音器的不想要的定向線索增加。結(jié)果是更弱的音頻幻覺(jué)。為了使得性能最大化，定向超聲換能器均衡濾波器的低頻截止和用于音頻范圍擴(kuò)音器的低通濾波器的截止頻率可以根據(jù)心理聲學(xué)最佳化系統(tǒng)被獨(dú)立地控制。這個(gè)環(huán)繞聲系統(tǒng)將限制由低頻擴(kuò)音器在臨界頻率范圍上，比如說(shuō)從800Hz到2000Hz的范圍上發(fā)射的能量。這樣，由定向超聲換能器投射出的定向音頻線索的相對(duì)強(qiáng)度以平坦的頻率響應(yīng)為代價(jià)在這個(gè)臨界頻段上被維持，見(jiàn)圖8A和圖8B。現(xiàn)在，動(dòng)態(tài)增益函數(shù)可以用最大振幅與平坦頻率響應(yīng)振幅進(jìn)行交換，以及聽(tīng)覺(jué)幻覺(jué)的強(qiáng)度幾乎不受影響。動(dòng)態(tài)增益函數(shù)的確切性質(zhì)然后由心理聲學(xué)加權(quán)函數(shù)確定，該心理聲學(xué)加權(quán)函數(shù)被最佳化成使得在所有的音頻輸出電平上幻覺(jué)強(qiáng)度最大化。動(dòng)態(tài)增益函數(shù)的選擇可以是與應(yīng)用相關(guān)的。例如，對(duì)于HiFi應(yīng)用，平坦的頻率響應(yīng)可被認(rèn)為是最重要的因素，以及可以利用基本動(dòng)態(tài)增益方案。對(duì)于家庭影院應(yīng)用，達(dá)到來(lái)自后面的強(qiáng)的定位線索可被認(rèn)為是最重要的因素。在這種情形下，在心理聲學(xué)上最佳化的動(dòng)態(tài)增益函數(shù)將是最適合的。圖9顯示按照本發(fā)明的、帶有該動(dòng)態(tài)增益函數(shù)的環(huán)繞聲系統(tǒng)的示例性體系結(jié)構(gòu)。 這個(gè)體系結(jié)構(gòu)是額外地包括了動(dòng)態(tài)增益控制單元900的圖2的體系結(jié)構(gòu)。所述單元900根據(jù)如以上討論的最大SPL來(lái)調(diào)節(jié)交疊頻率。交疊頻率被傳送到第一驅(qū)動(dòng)電路303和第二驅(qū)動(dòng)電路307。將會(huì)意識(shí)到，以上的說(shuō)明是為了清晰起見(jiàn)而參照不同的功能電路、單元和處理器來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，顯然可以使用在不同的功能電路、單元或處理器之間的功能性的任何適當(dāng)分布，而不會(huì)有損于本發(fā)明。例如，被圖示為由分開(kāi)的處理器或控制器執(zhí)行的功能性可以由同一個(gè)處理器或控制器執(zhí)行。因此，對(duì)特定的功能單元或電路的引用僅僅被看作為是對(duì)用于提供所描述的功能性的適當(dāng)裝置的引用，而不表明嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。本發(fā)明可以以任何適當(dāng)?shù)男问絹?lái)實(shí)施，包括硬件、軟件、固件、或這些的任何組合。 本發(fā)明可以可選地至少部分地被實(shí)施為在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號(hào)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件。本發(fā)明的實(shí)施例的單元和部件可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖晃锢淼?、功能地和邏輯地?shí)施。實(shí)際上，所述功能性可以在單個(gè)單元中、多個(gè)單元中、或作為其它功能單元的一部分被實(shí)施。照這樣，本發(fā)明可以在單個(gè)單元中被實(shí)施，或可以在物理和功能上被分布在不同的單元、電路與處理器之間。雖然本發(fā)明是結(jié)合一些實(shí)施例被描述的，但不打算將本發(fā)明限于這里闡述的具體的形式。而是，本發(fā)明的范圍僅僅由所附權(quán)利要求來(lái)限制。另外，雖然特征可能表現(xiàn)為是結(jié)合特定的實(shí)施例被描述的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所描述的實(shí)施例的各種特征可以按照本發(fā)明進(jìn)行組合。在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)包括并不排除其它單元或步驟的存在。
而且，雖然是一個(gè)個(gè)地列出的，但多個(gè)裝置、單元、電路、或方法步驟可以由例如單個(gè)電路、單元或處理器來(lái)實(shí)施。另外，雖然一個(gè)個(gè)特征可被包括在不同的權(quán)利要求中，但這些特征有可能被有利地組合，以及被包括在不同的權(quán)利要求中并不意味著特征的組合是不可行的和/或不是有利的。另外，特征被包括在一個(gè)類別的權(quán)利要求中并不意味著限制于這個(gè)類別，而是表示如果適當(dāng)?shù)脑?，所述特征同樣地可?yīng)用于其它權(quán)利要求類別。而且，特征在權(quán)利要求中的次序并不意味著這些特征必須按其工作的任何特定的次序，且特別地是方法權(quán)利要求中一個(gè)個(gè)步驟的次序并不意味著這些步驟必須按這個(gè)次序被執(zhí)行。而是，這些步驟可以以任何適當(dāng)?shù)拇涡虮粓?zhí)行。另外，單數(shù)引用并不排除復(fù)數(shù)。因此，對(duì)“一”、“一個(gè)”、“第一”、“第二”等等的引用并不排除復(fù)數(shù)。在權(quán)利要求中的參考符號(hào)僅僅被提供來(lái)作為澄清性的例子，無(wú)論如何不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)繞聲系統(tǒng)，包括用于接收包括至少一個(gè)環(huán)繞聲道的多聲道空間信號(hào)的電路(301)；定向超聲換能器(305)，用于向表面發(fā)射超聲以經(jīng)由該表面的反射而到達(dá)收聽(tīng)位置 (111)；以及第一驅(qū)動(dòng)電路(303)，用于從環(huán)繞聲道的環(huán)繞信號(hào)生成用于該定向超聲換能器(305) 的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.權(quán)利要求1的環(huán)繞聲系統(tǒng)，還包括音頻范圍擴(kuò)音器(309)；以及第二驅(qū)動(dòng)電路(307)，用于從該環(huán)繞信號(hào)生成用于該音頻范圍擴(kuò)音器(309)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.權(quán)利要求2的環(huán)繞聲系統(tǒng)，還包括延遲電路(401)，用于引入源自該環(huán)繞信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二信號(hào)分量相對(duì)于源自該環(huán)繞信號(hào)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一信號(hào)分量的延遲。
4.權(quán)利要求3的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中所述延遲比從該定向超聲換能器(305)到收聽(tīng)位置 (111)的傳輸路徑與從該音頻范圍擴(kuò)音器(309)到收聽(tīng)位置(111)的直接路徑之間的傳輸路徑延遲差高出不多于40毫秒。
5.權(quán)利要求3的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中延遲電路(401)被安排成響應(yīng)于傳輸路徑延遲值而改變所述延遲，該傳輸路徑延遲值指示從定向超聲換能器(309)到收聽(tīng)位置(111)的傳輸路徑的延遲。
6.權(quán)利要求3的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中延遲電路(401)被安排成響應(yīng)于聲源位置值而改變所述延遲。
7.權(quán)利要求2的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中用于從環(huán)繞信號(hào)生成第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一通帶頻率間隔不同于用于從環(huán)繞信號(hào)生成第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二通帶頻率間隔。
8.權(quán)利要求7的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中對(duì)于第一通帶頻率間隔的上截止頻率高于對(duì)于第二通帶頻率間隔的上截止頻率。
9.權(quán)利要求2的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中第二驅(qū)動(dòng)電路(307)包括低通濾波器(403)。
10.權(quán)利要求2的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中第二驅(qū)動(dòng)電路(307)還被安排成從多聲道空間信號(hào)的前聲道生成第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
11.權(quán)利要求2的環(huán)繞聲系統(tǒng)，還包括用于相對(duì)于音頻范圍擴(kuò)音器(305)的同軸方向來(lái)改變定向超聲換能器(309)的同軸方向的電路。
12.權(quán)利要求2的環(huán)繞聲系統(tǒng)，還包括用于接收來(lái)自話筒的測(cè)量信號(hào)的電路；和用于響應(yīng)于測(cè)量信號(hào)，相對(duì)于源自該環(huán)繞信號(hào)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一信號(hào)分量來(lái)適配源自該環(huán)繞信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二信號(hào)分量的電平的電路。
13.權(quán)利要求2的環(huán)繞聲系統(tǒng)，其中源自環(huán)繞信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二信號(hào)分量與源自環(huán)繞信號(hào)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一音頻信號(hào)分量的歸一化延遲補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)性不小于 0. 50。
14.權(quán)利要求1的環(huán)繞聲系統(tǒng)，還包括用于接收來(lái)自話筒的測(cè)量信號(hào)的電路；和用于響應(yīng)于測(cè)量信號(hào)而適配定向超聲換能器(309)的同軸方向的電路。
15.一種用于環(huán)繞聲系統(tǒng)的操作的方法，所述環(huán)繞聲系統(tǒng)包括用于向表面發(fā)射超聲以經(jīng)由該表面的反射來(lái)到達(dá)收聽(tīng)位置(111)的定向超聲換能器(305)，所述方法包括接收包括至少一個(gè)環(huán)繞聲道的多聲道空間信號(hào)；以及從環(huán)繞聲道的環(huán)繞信號(hào)生成用于定向超聲換能器(305)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
一種環(huán)繞聲系統(tǒng)，包括用于接收包括至少一個(gè)環(huán)繞聲道的多聲道空間信號(hào)的接收機(jī)(301)。定向超聲換能器(305)被使用來(lái)向表面發(fā)射超聲以經(jīng)由該表面的反射來(lái)到達(dá)收聽(tīng)位置(111)。超聲信號(hào)可以特別地從名義上的收聽(tīng)者的側(cè)面、上面或后面到達(dá)收聽(tīng)位置。第一驅(qū)動(dòng)單元(303)從環(huán)繞聲道生成用于定向超聲換能器(301)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。用于提供環(huán)繞聲信號(hào)的超聲換能器的使用提供了改進(jìn)的空間體驗(yàn)，而同時(shí)允許揚(yáng)聲器被置于例如用戶的前面。特別地，超聲波束比常規(guī)的音頻波束要窄得多且是定義明確的，且因此可以更好地被引導(dǎo)來(lái)提供想要的反射。在一些情景中，超聲換能器(305)可以由音頻范圍擴(kuò)音器(309)來(lái)補(bǔ)充。
文檔編號(hào)H04R3/14GK102461212SQ201080024820
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者S. 哈爾馬 A., M. 阿爾茨 R., J. 拉姆布 W., P. J. 德布魯恩 W. 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司