用于產(chǎn)生具有至少兩個(gè)輸出通道的輸出信號(hào)的裝置和方法
【專利說(shuō)明】
[0001 ] 本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/EP2012/058433,國(guó)際申請(qǐng)日為2012年5月8日，并于 2014年1月3日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段，申請(qǐng)?zhí)枮?012800333511，發(fā)明名稱為"采用分解器產(chǎn)生 輸出信號(hào)的裝置和方法"的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明有關(guān)于音頻處理，特別是有關(guān)于運(yùn)用分解器產(chǎn)生輸出信號(hào)的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 人類聽覺系統(tǒng)從所有方向感覺聲音。感知聽覺(形容詞"聽覺"表示所感知的事物， 同時(shí)該詞"聲音"將用于敘述物理現(xiàn)象)環(huán)境產(chǎn)生環(huán)繞空間的聲學(xué)性質(zhì)及存在的聲音事件的 印象（image)?？紤]S種不同類型的信號(hào)：直傳聲(direct sound)、早期反射、及漫反射，可 將于特定聲場(chǎng)中所感知的聽覺印象(至少部分地)模型化。運(yùn)些信號(hào)有助于感知聽覺空間印 象的形成。
[0004] 直傳聲表示直接來(lái)自聲源而沒有干擾的首先達(dá)到聽者的每一聲音事件的波。此為 該聲源的特征，并且提供最少破解的關(guān)于該聲音事件入射角方向的信息。用于估量于水平 面的聲源方向的主要線索在左右耳輸入信號(hào)之間是不同的，亦即雙耳時(shí)間差（ITD)及雙耳 音強(qiáng)差（ILD)。隨后，該直傳聲的許多反射從不同方向到達(dá)耳朵，并且具有不同的相對(duì)時(shí)間 延遲及音強(qiáng)。隨著相對(duì)于該直傳聲的時(shí)間延遲的增加，該反射的密度亦增加直到該反射構(gòu) 成統(tǒng)計(jì)雜波。
[0005] 反射的聲音有助于距離感知W及聽覺空間印象，聽覺空間印象由至少兩個(gè)成分組 成：主觀聲源寬廣度(ASW)及環(huán)繞感化EVKASW被定義為聲源的主觀寬廣度的增寬，并且主 要由早期側(cè)向反射所判定。LEV設(shè)及聽者被聲音環(huán)繞的感覺，并且主要由延遲抵達(dá)的反射所 判定。電子原音立體聲再生的目的是為了引起愉快的聽覺空間意象的感知。此可具有自然 參考或建筑參考(例如，于大廳中記錄一場(chǎng)音樂(lè)會(huì)），或者其可為不存在于現(xiàn)實(shí)中的聲場(chǎng)(例 如，電子原音音樂(lè)）。
[0006] 從音樂(lè)廳的音場(chǎng)可W熟知的是，為了得到主觀上愉快的聲場(chǎng)，聽覺的空間印象的 強(qiáng)烈感覺是重要的，連同LEV為一不可缺的部分。揚(yáng)聲器設(shè)置的通過(guò)再生漫聲W再生環(huán)繞聲 場(chǎng)的能力是感興趣的。于合成聲場(chǎng)中，不可能使用專屬的轉(zhuǎn)換器來(lái)再生所有自然發(fā)生的反 射。此情況對(duì)于漫射后的反射尤其為真?？赏ㄟ^(guò)使用"回響"信號(hào)作為揚(yáng)聲器的饋入來(lái)模擬 漫反射的時(shí)間及音強(qiáng)性質(zhì)。若運(yùn)些性質(zhì)為充分不相關(guān)，使用于播放的該揚(yáng)聲器的數(shù)量及所 在地決定該聲場(chǎng)是否于漫射時(shí)被感知到。目的為僅使用離散數(shù)量的轉(zhuǎn)換器來(lái)引起連續(xù)的、 漫射的聲場(chǎng)的感知。亦即，產(chǎn)生沒有聲音到達(dá)方向可被估計(jì)且尤其沒有信號(hào)轉(zhuǎn)換器可被局 部化的聲場(chǎng)。
[0007] 立體聲再生的目標(biāo)為僅使用離散數(shù)量的轉(zhuǎn)換器來(lái)引起連續(xù)聲場(chǎng)的感知。最所需的 特征為局部化聲源的方向的穩(wěn)定性及環(huán)繞聽覺環(huán)境的實(shí)際表現(xiàn)。現(xiàn)今使用來(lái)儲(chǔ)存或傳送立 體聲錄音的大多數(shù)的形式是W通道Channel，信道)為基礎(chǔ)。每一通道傳遞意欲在位于特定 位置的相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器上播放的信號(hào)。在錄音或混成程序過(guò)程中設(shè)計(jì)特定的聽覺印象。若 用于再生的揚(yáng)聲器設(shè)置類似設(shè)計(jì)錄音所針對(duì)的目標(biāo)設(shè)置，該印象會(huì)準(zhǔn)確地再次產(chǎn)生。
[0008] 環(huán)繞系統(tǒng)包括多個(gè)揚(yáng)聲器。通常的環(huán)繞系統(tǒng)可例如包括五個(gè)揚(yáng)聲器。若傳送通道 的數(shù)量少于揚(yáng)聲器的數(shù)量，則會(huì)出現(xiàn)哪些信號(hào)將提供至哪些揚(yáng)聲器的問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，環(huán)繞 系統(tǒng)可包括五個(gè)揚(yáng)聲器，同時(shí)傳送具有兩個(gè)傳送通道的立體聲信號(hào)。在另一方面，即使可得 環(huán)繞信號(hào)，該可得的環(huán)繞信號(hào)可能會(huì)具有比用戶的環(huán)繞系統(tǒng)的卿趴數(shù)量更少的通道。舉例 來(lái)說(shuō)，可得到具有5個(gè)環(huán)繞通道的環(huán)繞信號(hào)，然而意欲播放該環(huán)繞信號(hào)的該環(huán)繞系統(tǒng)可具有 例如9個(gè)揚(yáng)聲器。
[0009] 尤其是在汽車環(huán)繞系統(tǒng)中，該環(huán)繞系統(tǒng)可包括多個(gè)揚(yáng)聲器，例如9個(gè)揚(yáng)聲器。運(yùn)些 卿趴的某幾個(gè)可配置于相對(duì)于聽者座位的水平位置，同時(shí)其他卿趴可配置于相對(duì)于該聽者 之座位的高架位置。必須利用化mix算法W從輸入信號(hào)的可得通道而產(chǎn)生額外的通道。有關(guān) 具有多個(gè)水平及多個(gè)高架卿趴的環(huán)繞系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)哪些聲音部分將由該高架卿趴播放W及 哪些聲音部分將由該水平卿趴播放的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的為提供改良的觀念，用W提供用來(lái)產(chǎn)生具有至少兩個(gè)通道的輸出信 號(hào)的裝置。通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的裝置、根據(jù)權(quán)利要求15的方法、根據(jù)權(quán)利要求4的方法、及 根據(jù)權(quán)利要求7的計(jì)算機(jī)程序W解決本發(fā)明的目的。
[0011] 本發(fā)明基于W下發(fā)現(xiàn)，為了高質(zhì)量信號(hào)修改、增強(qiáng)、適合的播放、及感知編碼 (perceptual coding),將音頻信號(hào)分解為感知上不同的成分是必要的。應(yīng)操作并/或提取 來(lái)自具有兩個(gè)W上輸入通道的輸入信號(hào)之感知上不同的信號(hào)成分。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種裝置，用W從具有至少兩個(gè)輸入通道的輸入信號(hào)產(chǎn)生具有 至少兩個(gè)輸出通道的輸出信號(hào)。該裝置包括環(huán)境/直接分解器，其適用于將第一輸入通道分 解為環(huán)境信號(hào)組的第一環(huán)境信號(hào)及直接信號(hào)組的第一直接信號(hào)。該裝置還適用于將第二輸 入通道分解為該環(huán)境信號(hào)組的第二環(huán)境信號(hào)及該直接信號(hào)組的第二直接信號(hào)。此外，該裝 置包括環(huán)境修改單元，其適用于修改該環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境信號(hào)或者從該環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境 信號(hào)所導(dǎo)出的信號(hào)，W得到作為輸出至第一揚(yáng)聲器的第一輸出通道的修改環(huán)境信號(hào)。此外， 該裝置包括組合單元，其用W組合該環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境信號(hào)或者從該環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境信 號(hào)所導(dǎo)出的信號(hào)、與該直接信號(hào)組的直接信號(hào)或者從該直接信號(hào)組的直接信號(hào)所導(dǎo)出的信 號(hào)，W得到作為輸出至第二揚(yáng)聲器的第二輸出通道的組合信號(hào)。
[0013] 本發(fā)明基于W下另外的發(fā)現(xiàn)，環(huán)境/直接分解器、環(huán)境修改單元、及組合單元可被 用于從輸入信號(hào)的至少兩個(gè)輸入通道產(chǎn)生分解的、修改的、或組合的輸出通道。通過(guò)該環(huán) 境/直接分解器將該輸入信號(hào)的每一通道分解為環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境信號(hào)及直接信號(hào)組的直 接信號(hào)。因此，該環(huán)境信號(hào)組及該直接信號(hào)組共同表征該輸入信號(hào)通道的聲音特性。由此， 通道的環(huán)境信號(hào)部分的特定量可輸出至特定的揚(yáng)聲器，同時(shí)，例如另一揚(yáng)聲器可接收該通 道的該環(huán)境信號(hào)部分的剩余量加上該直接信號(hào)部分。因而，可能的是可操縱饋入至第一揚(yáng) 聲器的輸入信號(hào)的環(huán)境信號(hào)部分的量、W及與該輸入信號(hào)的直接信號(hào)部分共同饋入至一第 二揚(yáng)聲器的該輸入信號(hào)的環(huán)境信號(hào)部分的量。
[0014] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該環(huán)境/直接分解器分解該輸入信號(hào)的該通道，W形成包括該 輸入信號(hào)的該通道的環(huán)境信號(hào)部分的環(huán)境信號(hào)組、及包括該輸入信號(hào)通道的直接信號(hào)部分 的直接信號(hào)組。于運(yùn)樣的實(shí)施方式中，該環(huán)境信號(hào)組的該環(huán)境信號(hào)及該直接信號(hào)組的該直 接信號(hào)表征該輸入信號(hào)通道的不同信號(hào)成分。
[0015] 于一種實(shí)施方式中，通過(guò)濾波、增益修改、或去相關(guān)該環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境信號(hào)，而 從該環(huán)境信號(hào)組的該環(huán)境信號(hào)導(dǎo)出信號(hào)。此外，通過(guò)濾波、增益修改、或去相關(guān)該直接信號(hào) 組的直接信號(hào)，而從該直接信號(hào)組的該直接信號(hào)導(dǎo)出信號(hào)。
[0016] 于進(jìn)一步的實(shí)施方式中，提供第一環(huán)境增益修改器，其中。該環(huán)境增益修改器適用 于增益修改該環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境信號(hào)或者從該環(huán)境信號(hào)組的環(huán)境信號(hào)所導(dǎo)出的信號(hào)，W得 到增益修改后的環(huán)境信號(hào)。此實(shí)施方式的該組合單元適用于組合該增益修改環(huán)境信號(hào)、與 該直接信號(hào)組的直接信號(hào)或者從該直接信號(hào)組的直接信號(hào)所導(dǎo)出的信號(hào)，W得到作為該第 二輸出信號(hào)的該組合信號(hào)。由該組合單元所組合的兩個(gè)信號(hào)皆已從該輸入信號(hào)的同一通道 所產(chǎn)生。因此，于運(yùn)樣的實(shí)施方式中，可能會(huì)產(chǎn)生具有已包括于該輸入通道中的所有信號(hào)成 分的輸出通道，但其中，已通過(guò)該環(huán)境增益修改器來(lái)增益修改例如環(huán)境信號(hào)成分的某些信 號(hào)成分，藉此提供具有特定的、增益修改后的信號(hào)成分特性的輸出通道。
[0017] 于另一實(shí)施方式中，該環(huán)境修改單元包括去相關(guān)器、第二增益修改器、及/或?yàn)V波 單元。該濾波單元可為低通濾波器。因此，該修改單元可通過(guò)對(duì)該環(huán)境信號(hào)組的信號(hào)去相 關(guān)、增益修改、及/或例如低通濾波的濾波而提供輸出通道。于一實(shí)施方式中，該環(huán)境信號(hào)組 可包括該輸入信號(hào)的該通道的環(huán)境信號(hào)部分。因此，可能可修改該輸入信號(hào)的該通道的該 環(huán)境信號(hào)部分。
[0018] 于進(jìn)一步的實(shí)施方式中，該環(huán)境修改單元根據(jù)上述概念來(lái)修改該輸入信號(hào)的多個(gè) 輸入通道，W得到多個(gè)修改信號(hào)。
[0019] 于另一實(shí)施方式中，提供一種裝置，用W從具有至少兩個(gè)輸入通道的輸入信號(hào)產(chǎn) 生具有至少四個(gè)輸出通道的輸出信號(hào)。該裝置包括環(huán)境提取器，其適用于從該至少兩個(gè)輸 入通道提取至少兩個(gè)帶有環(huán)境信號(hào)部分的環(huán)境信號(hào)。此外，該裝置包括環(huán)境修改單元，其適 用于修改該至少兩個(gè)環(huán)境信號(hào)，W得到至少第一修改環(huán)境信號(hào)及第二修改環(huán)境信號(hào)。此外， 該裝置包括至少四個(gè)卿趴。該至少四個(gè)卿趴中的兩個(gè)卿趴放置于聯(lián)聽環(huán)境中相對(duì)于聽者的 第一高度。該至少四個(gè)卿趴中的另外的兩個(gè)卿趴放置于聯(lián)聽環(huán)境中相對(duì)于聽者的第二高 度，第二高度與第一高度不同。該環(huán)境修改單元適用于將該第一修改環(huán)境信號(hào)當(dāng)作第=輸 出通道W饋入至該另外的兩個(gè)卿趴中的第一卿趴。此外，該環(huán)境修改單元適用于將該第二 修改環(huán)境信號(hào)當(dāng)作第四輸出通道W饋入至該另外的兩個(gè)卿趴中的第二卿趴。此外，用W產(chǎn) 生輸出信號(hào)的該裝置適用于將帶有直接與環(huán)境信號(hào)部分的該第一輸入通道當(dāng)作第一輸出 通道，W饋入至放置于第一高度的第一卿趴。此外，該環(huán)境提取器適用于將帶有直接與環(huán)境 信號(hào)部分的該第二輸入通道當(dāng)作第二輸出通道，W饋入至放置于第二高度的第二卿趴。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 接著系關(guān)于所附圖式W討論本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，其中：
[0021] 圖1例示說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的裝置的方塊圖；
[0022] 圖2描述根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式的裝置的方塊圖；
[0023] 圖3示出根據(jù)另一實(shí)施方式的裝置的方塊圖；
[0024] 圖4例示說(shuō)明根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式的裝置的方塊圖；
[0025] 圖5例示說(shuō)明根據(jù)另一實(shí)施方式的裝置的方塊圖；
[0026] 圖6顯示根據(jù)另一實(shí)施方式的裝置的方塊圖；
[0027] 圖7描述根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式的裝置的方塊圖；
[0028] 圖8例示說(shuō)明一個(gè)實(shí)施方式的揚(yáng)聲器配置；
[0029] 圖9為用W例示說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的利用降混音器(downmixer)的環(huán)境/直接 分解器的方塊圖；
[0030] 圖10為例示說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的環(huán)境/直接分解器的實(shí)施的方塊圖，該環(huán)境/ 直接分解器具有使用帶有預(yù)先計(jì)算的依頻相關(guān)曲線分析器的至少=個(gè)輸入通道；
[0031] 圖11例示說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式的W頻域處理來(lái)降混、分析、及信號(hào)處理的環(huán)境/直接 分解器的進(jìn)一步的較佳實(shí)施方式；
[0032] 圖12例示說(shuō)明范例的預(yù)先計(jì)算的依頻相關(guān)曲線，用于根據(jù)實(shí)施方式的環(huán)境/直接 分解器的圖9或圖10中所指示的分析的參考曲線；
[0033] 圖13例示說(shuō)明方塊圖，例示說(shuō)明為了提取用于根據(jù)實(shí)施方式的環(huán)境/直接分解器 的獨(dú)立成分的進(jìn)一步的處理；
[0034] 圖14例示說(shuō)明對(duì)于根據(jù)實(shí)施方式的環(huán)境/直接分解器的將降混音器實(shí)施作為分析 信號(hào)產(chǎn)生器的方塊圖；
[0035] 圖15例示說(shuō)明對(duì)于根據(jù)實(shí)施方式的環(huán)境/直接分解器的用于指示圖9或圖10的信 號(hào)分析器中的處理方法的流程圖；
[0036] 圖16A到圖16E例示說(shuō)明對(duì)于根據(jù)實(shí)施方式的環(huán)境/直接分解器的不同的預(yù)先計(jì)算 的依頻相關(guān)曲線，其可使用作為不同數(shù)量及位置的聲源(例如揚(yáng)聲器)的多個(gè)不同設(shè)置的參 考曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0037