專利名稱：再現(xiàn)雙聲道虛擬聲音的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及一種虛擬聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種用雙聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)再現(xiàn)虛擬聲音的方法和從5.1聲道(或7.1聲道或更多)聲音再現(xiàn)雙聲道虛擬聲音的設(shè)備。
背景技術(shù)：
虛擬聲音再現(xiàn)系統(tǒng)代表性地僅用兩個(gè)揚(yáng)聲器提供與在5.1聲道系統(tǒng)中所探測的相同的環(huán)繞音效。
與傳統(tǒng)的虛擬聲音再現(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)在WO 99/49574(于1999年1月6日提交的標(biāo)題為AUDIO SIGNAL PROCESSING METHOD ANDAPPARATUS的PCT/AU99/00002)中公開。在公開的技術(shù)中，多聲道音頻信號用頭部相關(guān)傳輸函數(shù)(HRTF)被向下混合成雙聲道音頻信號。
圖1是示出傳統(tǒng)的虛擬聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的方框圖。參考圖1，輸入5.1聲道音頻信號。5.1聲道音頻信號包括左-前聲道2、右-前聲道、中-前聲道、左-環(huán)繞聲道、右-環(huán)繞聲道和低-頻(LFE)聲道13。左右脈沖響應(yīng)函數(shù)被應(yīng)用到每個(gè)聲道。因此，在卷積操作6中，左耳的左-前脈沖響應(yīng)函數(shù)4根據(jù)左前聲道2被左前信號3卷積。左前脈沖響應(yīng)函數(shù)4用HRTF作為將在從位于理想位置的左前聲道揚(yáng)聲器輸出的理想尖銳模式下被左耳所接收的脈沖響應(yīng)。卷積操作6的輸出信號7被混合成耳機(jī)的左聲道信號10。同樣地，在卷積操作8中，右耳的左前脈沖響應(yīng)函數(shù)5被左前信號3所卷積以產(chǎn)生將被混合到右聲道信號11的輸出信號9。因此，對于5.1聲道音頻信號圖1的排列需要12個(gè)卷積操作。最終，如果包括在5.1聲道音頻信號中的信號通過組合測量的HRTF和向下混合來再現(xiàn)為雙聲頻信號，則可獲得與當(dāng)5.1聲道音頻信號中的信號被再現(xiàn)為多聲道信號時(shí)相同的環(huán)繞音效。
但是，用雙聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)接收5.1聲道(或7.1聲道)聲音輸入并再現(xiàn)虛擬聲音的系統(tǒng)具有的缺點(diǎn)，在于，由于在雙聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的預(yù)定的收聽位置HRTF被確定，如果收聽者在預(yù)定的收聽位置之外，則立體感會大大地降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體構(gòu)思提供了一種再現(xiàn)雙聲道虛擬聲音的方法和設(shè)備，用于當(dāng)收聽者在預(yù)定的收聽位置(即最佳收聽點(diǎn)位置)之外時(shí)通過測量收聽者位置并補(bǔ)償兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲值來產(chǎn)生最佳的立體聲。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的其他方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中被部分闡述，并通過描述部分地變得清楚，或者可以通過總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)踐而掌握。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的前述的和/或其它方面通過提供一種再現(xiàn)虛擬聲音的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括從多聲道聲音產(chǎn)生雙聲道虛擬聲音；根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器感知收聽者位置；通過基于感知的收聽者位置計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲來產(chǎn)生收聽者位置補(bǔ)償值；以及基于收聽者位置補(bǔ)償值來補(bǔ)償產(chǎn)生的雙聲道虛擬聲音的輸出值。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的前述的和/或其它方面還通過提供一種虛擬聲音再現(xiàn)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括虛擬聲音信號處理單元，用于將多聲道聲音流處理成雙聲道虛擬聲音信號；和收聽者位置補(bǔ)償器，用于基于收聽者位置計(jì)算收聽者位置補(bǔ)償值并補(bǔ)償由虛擬聲音信號處理單元處理的雙聲道虛擬聲音信號的電平和時(shí)間延遲。收聽者位置補(bǔ)償器可包括收聽者位置傳感器，用于根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置來測量收聽者位置的角度和距離；收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器，用于基于在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置之間被收聽者位置傳感器所感知的距離和角度來計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲；和收聽者位置補(bǔ)償處理單元，用于基于由收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器計(jì)算的兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲來補(bǔ)償雙聲道虛擬聲音信號。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的總體構(gòu)思的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚和更容易理解，其中圖1是示出傳統(tǒng)的虛擬聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的方框圖；
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例的虛擬聲音再現(xiàn)設(shè)備的方框圖；圖3是示出圖2的虛擬聲音再現(xiàn)設(shè)備的虛擬聲音信號處理單元的詳細(xì)的方框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例的基于收聽者位置再現(xiàn)虛擬聲音的方法的流程圖；和圖5是示出兩個(gè)揚(yáng)聲器和收聽者的幾何示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將詳細(xì)說明其例子示在附圖中的本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例，其中，相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。下面參照附圖描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明的總體構(gòu)思。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例的虛擬聲音再現(xiàn)設(shè)備的方框圖。
參考圖2，虛擬聲音再現(xiàn)設(shè)備包括虛擬聲音信號處理單元210、收聽者位置傳感器230、收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器240、和收聽者位置補(bǔ)償值處理單元220。
虛擬聲音信號處理單元210將5.1聲道(或7.1聲道，或更多)多聲道音頻流轉(zhuǎn)變成可向收聽者提供立體感的雙聲道音頻數(shù)據(jù)。
收聽者可從虛擬聲音信號處理單元210再現(xiàn)的聲音發(fā)覺多聲道立體聲效。但是，當(dāng)收聽者離開預(yù)定的收聽位置(即最佳收聽點(diǎn))時(shí)，收聽者可發(fā)覺立體感的減弱。
因此，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例，當(dāng)收聽者離開預(yù)定的收聽位置時(shí)，通過測量收聽者位置和補(bǔ)償虛擬聲音信號處理單元210輸出到兩個(gè)揚(yáng)聲器250和260(即左揚(yáng)聲器和右揚(yáng)聲器)的輸出電平和時(shí)間延遲值來產(chǎn)生最佳立體聲。換句話說，收聽者位置傳感器230根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器250和260的中間位置來測量收聽者位置的角度和距離。
收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器240基于被收聽者位置傳感器230感知的收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器250和260的中間位置之間的角度和距離來計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器250和260的輸出電平和時(shí)間延遲值。
收聽者位置補(bǔ)償值處理單元220用由收聽者位置補(bǔ)償計(jì)算器240計(jì)算的兩個(gè)揚(yáng)聲器250和260的輸出電平和時(shí)間延遲值的適合收聽者位置的最佳值來補(bǔ)償由虛擬聲音信號處理單元210處理的雙聲道虛擬聲音信號。換句話說，收聽者位置補(bǔ)償值處理單元220根據(jù)從收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器240的輸入來調(diào)節(jié)從虛擬聲音信號處理單元210所接收的輸出電平和時(shí)間延遲值。
最終，從收聽者位置補(bǔ)償值處理單元220輸出的雙聲道虛擬聲音信號被輸出到左揚(yáng)聲器250和右揚(yáng)聲器260。
圖3是示出圖2的虛擬聲音信號處理單元210的詳細(xì)的方框圖。
參考圖3，虛擬環(huán)繞濾波器320用頭部相關(guān)傳輸函數(shù)(HRTF)來設(shè)計(jì)并從左右環(huán)繞聲道聲音信號Ls和Rs來產(chǎn)生收聽者的左側(cè)和右側(cè)的聲音圖像。虛擬后濾波器330從左右后聲道聲音信號Lb和Rb產(chǎn)生收聽者的左右的后側(cè)的聲音圖像。聲音圖像是指收聽者感知聲音起源于二維或者三維聲場中的位置。增益和延遲修正濾波器310補(bǔ)償左、中、LFE、和右聲道聲音信號的增益和延遲值。增益和延遲修正濾波器310可補(bǔ)償左、中、LFE、和右聲道聲音信號在由虛擬環(huán)繞濾波器320和虛擬后濾波器330分別在左環(huán)繞Ls和右環(huán)繞Rs以及右后Rb和左后Lb聲道聲音信號中歸納的增益和延遲的變化。虛擬環(huán)繞濾波器320和虛擬后濾波器330每個(gè)輸出左虛擬信號和右虛擬信號，其被分別加到增益和延遲修正濾波器310和左右揚(yáng)聲器380和390所輸出的聲音信號。從虛擬環(huán)繞濾波器320和虛擬后濾波器330輸出的左右虛擬聲音信號分別通過第一和第二加法器360和370被互相相加。此外，由第一和第二加法器360和370輸出的相加的左右虛擬聲音信號然后通過第三和第四加法器340和350被相加到從增益和延遲修正濾波器310輸出的聲音信號上，并分別被輸出到左右揚(yáng)聲器380和390。
圖3示出7.1聲道的虛擬聲音信號處理。當(dāng)處理5.1聲道聲音時(shí)，因?yàn)?.1聲道聲音的左右后聲道聲音信號Lb和Rb的值是0，所以不用和/或可忽略虛擬后濾波器330。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例的基于收聽者位置再現(xiàn)虛擬聲音的方法的流程圖。
參考圖4，在操作420和440中用虛擬聲音處理算法從多聲道聲音信號產(chǎn)生雙聲道立體聲信號。
在操作410中測量收聽者位置。
在操作430中，根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置從收聽者位置來測量距離r和角度θ。如圖5所示，兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置是指位于在兩個(gè)揚(yáng)聲器之間一半長度的位置。因此，如圖5所示，如果兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置位于收聽者位置的右側(cè)，則角度θ是正數(shù)，如果兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置位于收聽者位置的左側(cè)，則角度θ是負(fù)數(shù)。多種測量收聽者位置的方法可在本發(fā)明的總體構(gòu)思中被使用。例如，可使用虹探測方法和/或聲源定位方法。因?yàn)檫@些方法已被大家所知并且對本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例并不重要，所以其中將不再提供詳細(xì)的描述。
在操作450中基于在感知的收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置之間的距離r和角度θ來計(jì)算與收聽者位置補(bǔ)償值相應(yīng)的兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲。雖然本發(fā)明的總體構(gòu)思的一些實(shí)施例根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置來確定收聽者位置，但是，另外，根據(jù)揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的其它點(diǎn)也可確定收聽位置。例如，可根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器中的一個(gè)來確定收聽者位置。
通過方程1給出在左揚(yáng)聲器和收聽者位置之間的距離r1和在右揚(yáng)聲器和收聽者位置之間的距離r2[方程1]r1=r2+d2-2rdsinθ,r2=r2+d2+2rdsinθ]]>這里，r表示在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器中間位置之間的距離。在可能很難獲得實(shí)際距離的情況下，r可被假設(shè)成預(yù)定的值。例如，預(yù)定的值可被假設(shè)成3m。d表示在兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器中的一個(gè)之間的距離。
輸出電平增益g可在兩種情況下獲得即基于自由聲場模式和回聲場模式。如果收聽空間接近自由聲場(即在不引起回聲的情況)，則輸出電平增益g通過方程2給出[方程2]g=r1r2]]>如果收聽空間不接近自由聲場(即在引起回聲或反射的情況)，則輸出電平增益g通過用直接和反射聲場的總平均平方壓力公式的方程3給出[方程3]
g=r1r2A+16πr22A+16πr12]]>這里，A表示全部聲音吸收(吸收區(qū)域)，并且A的值取決于收聽空間的特點(diǎn)。因此，在很難確定收聽空間的吸收度的情況下，可通過假設(shè)獲得A。例如，如果假設(shè)空間大小為3×8×5m3并且平均吸收系數(shù)是0.3，則A被假設(shè)為47.4m2?；蛘?，收聽空間的特點(diǎn)可用實(shí)驗(yàn)的方法來假設(shè)。通過在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器之間的距離的變化產(chǎn)生的時(shí)間延遲Δ用方程4來計(jì)算[方程4]Δ＝|integer(Fs(r1-r2)/c)|這里，F(xiàn)s表示采樣周期，c表示聲速，和integer表示四舍五入到最近的整數(shù)的函數(shù)。
在操作460中，通過調(diào)節(jié)虛擬雙聲道立體聲信號來產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)碾p聲道立體聲信號以反映在操作450中計(jì)算的輸出電平和時(shí)間延遲值。
在操作470中，基于收聽者位置實(shí)現(xiàn)雙聲道立體聲。因此，即使收聽者離開預(yù)定的收聽位置(即最佳收聽點(diǎn))，由虛擬聲音信號處理單元210(見圖2)產(chǎn)生的立體感也不會減弱。收聽者位置和收聽空間的特點(diǎn)在用于虛擬聲音信號處理的HRTF中不被典型地反映。但是，本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例用反映收聽者位置和收聽空間的特點(diǎn)的收聽者位置補(bǔ)償值來再現(xiàn)為精確的收聽者位置最優(yōu)化的立體聲。因?yàn)樵趯?shí)時(shí)情況下很難精確地模仿真實(shí)的收聽空間，所以可用上文描述的過程計(jì)算近似值。
因此，用虛擬聲音處理算法處理的輸出值用收聽者位置補(bǔ)償值來補(bǔ)償以適合收聽者位置。在本實(shí)施例中，當(dāng)測量的在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置之間的角度θ是正數(shù)時(shí)，僅有來自輸出值的左聲道值XL可被補(bǔ)償，而右聲道值XR則不被補(bǔ)償，如在方程5中所述[方程5]yL(n)＝gxL(n-Δ)，yR(n)＝xR(n)當(dāng)測量的角度θ是負(fù)數(shù)時(shí)，僅有輸出值的右聲道值XR可被補(bǔ)償，而左聲道值XL則不被補(bǔ)償，如在方程6中所述[方程6]
yL(n)=xL(n),yR(n)=1gxR(n-Δ)]]>因此，如果右聲道輸出值YR和左聲道輸出值YL被兩個(gè)揚(yáng)聲器再現(xiàn)，則產(chǎn)生適合收聽者位置的最優(yōu)化的立體聲。
圖4的方法可被重復(fù)的執(zhí)行以對收聽者位置的重復(fù)的變化補(bǔ)償虛擬聲音。也就是說，在操作410中可連續(xù)地測量收聽者位置以確定收聽者位置變化是否已發(fā)生。同樣地，在操作420和440中，從輸入的多聲道聲音可連續(xù)地產(chǎn)生虛擬立體聲。因此，在操作410中，當(dāng)測量到收聽者位置變化時(shí)，在操作440產(chǎn)生的虛擬立體聲可通過執(zhí)行操作430、450、460、和470來補(bǔ)償。
另外，盡管多個(gè)本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例提到“收聽者位置”，另外，應(yīng)該理解可在聲音可被接收和探測的聲音接收位置接收到虛擬聲音。例如，虛擬聲音可以由裝置在聲音接收位置被探測、記錄、測試等。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例可被寫成計(jì)算機(jī)程序，被存儲在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上，并被計(jì)算機(jī)讀取和執(zhí)行。這樣的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的例子包括磁存儲器介質(zhì)，例如ROM、軟盤、硬盤等；光記錄介質(zhì)，例如CD-ROM、DVD等；和如載波的存儲介質(zhì)，例如互聯(lián)網(wǎng)傳輸。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還能被分布在結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)上，這樣計(jì)算機(jī)可讀代碼以分散的方式被存儲和執(zhí)行。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例，即使收聽者用雙聲道揚(yáng)聲器收聽5.1聲道(或7.1聲道或更多)聲音，收聽者可探測到和在收聽多聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)相同的立體感。因此，收聽者喜歡僅用由傳統(tǒng)的雙聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)不買另外的揚(yáng)聲器而編碼成5.1聲道(或7.1聲道或更多)的DVD。另外，在傳統(tǒng)的虛擬聲音系統(tǒng)中，當(dāng)收聽者離開在雙聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的特定的收聽位置時(shí)，立體感大大地減弱。但是，通過使用本發(fā)明的總體構(gòu)思的方法、系統(tǒng)、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，收聽者不管收聽者的位置是否變化都可發(fā)覺到最佳的立體感。
盡管本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種實(shí)施例已被示出和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的總體構(gòu)思的原理和精神的情況下，可在實(shí)施例中進(jìn)行修改，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種再現(xiàn)虛擬聲音的方法，該方法包括從多聲道聲音產(chǎn)生雙聲道虛擬聲音；根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器感知收聽者位置；通過根據(jù)感知的收聽者位置計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲來產(chǎn)生收聽者位置補(bǔ)償值；以及基于產(chǎn)生的收聽者位置補(bǔ)償值來補(bǔ)償產(chǎn)生的雙聲道虛擬聲音的輸出值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，感知收聽者位置包括根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置測量收聽者位置的角度和距離。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，當(dāng)兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置位于收聽者位置的右側(cè)時(shí)，角度是正數(shù)，當(dāng)兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置位于收聽者位置的左側(cè)時(shí)，角度是負(fù)數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生收聽者位置補(bǔ)償值包括計(jì)算基于在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置之間的距離和角度計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，通過如下的一個(gè)來計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲g=r1r2,]]>或g=r1r2A+16πr22A+16πr12]]>和 Δ＝|integeR(Fs(r1-r2)/c)|其中，r1=r2+d2-2rdsinθ,]]>r2=r2+d2+2rdsinθ,]]>A表示在收聽者空間中全部聲音吸收，F(xiàn)s表示采樣周期，c表示聲速，r表示在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置之間的距離，θ表示在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器德中間位置之間的角度，以及d表示在兩個(gè)揚(yáng)聲器之間距離的一半。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生的雙聲道虛擬聲音的輸出值的補(bǔ)償包括基于產(chǎn)生的收聽者位置補(bǔ)償值來調(diào)節(jié)產(chǎn)生的虛擬聲音的電平和時(shí)間延遲以適合收聽者位置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，當(dāng)測量的角度θ是正數(shù)時(shí)，虛擬聲音的左聲道電平值XL通過yL(n)＝gxL(n-Δ)，yR(n)＝xR(n)來補(bǔ)償，右聲道電平值XR則按原樣輸出；當(dāng)測量的角度θ是負(fù)數(shù)時(shí)，虛擬聲音的右聲道電平值XR通過 yL(n)＝xL(n)，yR(n)=1gxR(n-Δ)]]>來補(bǔ)償，左聲道電平值XL則按原樣輸出。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從多聲道聲音產(chǎn)生雙聲道虛擬聲音包括連續(xù)地產(chǎn)生雙聲道虛擬聲音；根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器來感知收聽者位置包括根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)地感知收聽者位置；和產(chǎn)生收聽者位置補(bǔ)償值包括每當(dāng)感知到收聽者位置的變化時(shí)基于感知的收聽者位置計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲。
9.一種再現(xiàn)虛擬聲音的方法，該方法包括在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中產(chǎn)生虛擬聲音；和每當(dāng)收聽者變化在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的位置時(shí)根據(jù)收聽者位置變化來調(diào)節(jié)產(chǎn)生的虛擬聲音。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中虛擬聲音的產(chǎn)生包括創(chuàng)建在預(yù)定的收聽位置的聲音圖像；和產(chǎn)生的虛擬聲音的調(diào)節(jié)包括創(chuàng)建在與預(yù)定的收聽位置不同的實(shí)際的收聽者位置的聲音圖像。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，虛擬聲音的調(diào)節(jié)包括不管收聽者位置來維持立體聲。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，揚(yáng)聲器系統(tǒng)包括第一揚(yáng)聲器和第二揚(yáng)聲器，以及虛擬聲音的產(chǎn)生包括接收與多聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)相應(yīng)的多個(gè)聲道信號；和根據(jù)取決于在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的預(yù)定的收聽位置的一個(gè)或多個(gè)頭部相關(guān)傳輸函數(shù)來確定將由第一揚(yáng)聲器輸出的第一虛擬聲音信號和將由第二揚(yáng)聲器輸出的第二虛擬聲音信號。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，虛擬聲音的調(diào)節(jié)包括根據(jù)第一和第二揚(yáng)聲器來感知收聽者位置；和根據(jù)感知的收聽者位置來調(diào)節(jié)第一和第二虛擬信號中的至少一個(gè)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，調(diào)節(jié)第一和第二虛擬信號中的至少一個(gè)包括調(diào)節(jié)以下中的至少一個(gè)第一和第二虛擬信號中至少一個(gè)的增益；和第一和第二虛擬信號中至少一個(gè)的延遲。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，當(dāng)收聽空間的特點(diǎn)被確定接近自由空間場時(shí)，根據(jù)g=r1r2]]>來調(diào)節(jié)第一和第二虛擬信號中至少一個(gè)的增益；并且當(dāng)收聽空間的特點(diǎn)被確定不接近自由空間場時(shí)，g=r1r2A+16πr22A+16πr12]]>其中，r1是在第一揚(yáng)聲器和收聽者位置之間的距離，r2是在第二揚(yáng)聲器和收聽者位置之間的距離，以及A是聲音吸收系數(shù)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，第一和第二虛擬信號中的至少一個(gè)的延遲根據(jù)Δ＝|integer(Fs(r1-r2)/c)|來調(diào)節(jié)，其中Fs代表采樣周期，r1表示在第一揚(yáng)聲器和收聽者位置之間的距離，r2是在第二揚(yáng)聲器和收聽者位置之間的距離，c是聲速，和|integer|是四舍五入到最近的整數(shù)的函數(shù)。
17.如權(quán)利要求9所述的方法，其中虛擬聲音的調(diào)節(jié)包括在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中感知收聽者位置；選擇距離收聽者位置最近的揚(yáng)聲器；和根據(jù)Y(n)＝g*x(n-Δ)來調(diào)節(jié)選擇的揚(yáng)聲器的虛擬信號，其中x(n)是虛擬信號，g是調(diào)節(jié)的增益因數(shù)，Δ是調(diào)節(jié)的延遲值，以及Y(n)是調(diào)節(jié)的輸出虛擬信號。
18.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中虛擬聲音的產(chǎn)生包括以下中的一個(gè)從5.1聲道信號產(chǎn)生具有虛擬聲音的雙聲道信號；和從7.1聲道信號產(chǎn)生具有虛擬聲音的雙聲道信號。
19.一種在不管聲音正被接收的位置而維持立體聲的同時(shí)再現(xiàn)虛擬聲音的方法，該方法包括在兩個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)中根據(jù)在兩個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的最佳點(diǎn)確定的一個(gè)或多個(gè)頭部相關(guān)傳輸函數(shù)來確定虛擬信號以再現(xiàn)至少三個(gè)聲道信號；和應(yīng)用特定位置的補(bǔ)償因數(shù)來計(jì)算在兩個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的最佳點(diǎn)和聲音正被接收的位置之間的距離。
20.一種虛擬聲音再現(xiàn)的設(shè)備，包括虛擬聲音信號處理單元，用于將多聲道聲音流處理成雙聲道虛擬聲音信號；和收聽者位置補(bǔ)償器，用于基于收聽者位置來計(jì)算收聽者位置補(bǔ)償值并基于計(jì)算的收聽者位置補(bǔ)償值來補(bǔ)償由虛擬聲音信號處理單元處理的雙聲道虛擬聲音信號的輸出電平和時(shí)間延遲。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，收聽者位置補(bǔ)償器包括收聽者位置傳感器，用于根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置來測量收聽位置的角度和距離；收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器，用于基于由收聽者位置傳感器感知的在收聽者位置和兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間位置之間的距離和角度來計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲；和收聽者位置補(bǔ)償處理單元，用于基于由收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器計(jì)算的兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲來補(bǔ)償雙聲道虛擬聲音信號。
22.一種用于再現(xiàn)虛擬聲音的設(shè)備，包括虛擬聲音信號處理單元，用于在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中產(chǎn)生虛擬聲音；和收聽者位置補(bǔ)償單元，用于根據(jù)收聽者位置的變化每當(dāng)收聽者變化在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的位置時(shí)更新產(chǎn)生的虛擬聲音。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，收聽者位置補(bǔ)償單元不管收聽者位置而維持立體聲。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中揚(yáng)聲器系統(tǒng)包括第一揚(yáng)聲器和第二揚(yáng)聲器；和虛擬聲音信號處理單元包括輸入單元，用于接收多個(gè)與多聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)對應(yīng)的聲道信號，和一個(gè)或多個(gè)虛擬聲音濾波器，用于根據(jù)取決于在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的預(yù)定的收聽位置的一個(gè)或多個(gè)頭部相關(guān)傳輸函數(shù)來確定將由第一揚(yáng)聲器輸出的第一虛擬聲音信號和將由第二揚(yáng)聲器輸出的第二虛擬聲音信號。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中收聽者位置補(bǔ)償單元包括收聽者位置傳感器，用于根據(jù)第一和第二揚(yáng)聲器來感知收聽者位置；和收聽者位置補(bǔ)償值計(jì)算器，用于根據(jù)感知的收聽者位置來計(jì)算補(bǔ)償值以調(diào)節(jié)第一和第二虛擬信號中的至少一個(gè)，其中，收聽者位置由從在第一和第二揚(yáng)聲器之間的點(diǎn)的角度和距離來定義。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，補(bǔ)償值調(diào)節(jié)第一和第二虛擬信號中的至少一個(gè)包括調(diào)節(jié)以下中的至少一個(gè)根據(jù)收聽者位置和收聽空間的特點(diǎn)的第一和第二虛擬信號的至少一個(gè)的增益；和根據(jù)收聽者位置和收聽空間的特點(diǎn)的第一和第二虛擬信號的至少一個(gè)的延遲。
27.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，收聽者位置補(bǔ)償單元通過感知在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的收聽者位置，選擇距離收聽者位置最近的揚(yáng)聲器，并根據(jù)Y(n)＝g*x(n-Δ)來調(diào)節(jié)選擇的揚(yáng)聲器的虛擬信號來更新虛擬聲音，其中，x(n)是虛擬信號，g是調(diào)節(jié)的增益因數(shù)，Δ是調(diào)節(jié)的延遲值，Y(n)是調(diào)節(jié)的輸出虛擬信號。
28.一種揚(yáng)聲器系統(tǒng)，包括虛擬聲音信號處理單元，用于產(chǎn)生虛擬聲音；和聲音接收位置補(bǔ)償單元，用于每當(dāng)聲音接收位置變化時(shí)根據(jù)聲音接收位置變化來調(diào)節(jié)產(chǎn)生的虛擬聲音。
29.一種具有可執(zhí)行代碼的用于再現(xiàn)虛擬聲音的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該介質(zhì)包括第一代碼，用于從多聲道聲音產(chǎn)生雙聲道虛擬聲音；第二代碼，用于根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器感知收聽者位置；第三代碼，用于通過基于感知的收聽者位置計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲來產(chǎn)生收聽者位置補(bǔ)償值；和第四代碼，用于基于產(chǎn)生的收聽者位置補(bǔ)償值來補(bǔ)償產(chǎn)生的雙聲道虛擬聲音的輸出值。
30.一種具有可執(zhí)行代碼的用于再現(xiàn)虛擬聲音的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該介質(zhì)包括第一代碼，用于在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中產(chǎn)生虛擬聲音；和第二代碼，用于每當(dāng)收聽者變化在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的位置時(shí)根據(jù)收聽者位置的改變更新產(chǎn)生的虛擬聲音。
全文摘要
一種再現(xiàn)虛擬聲音的方法和設(shè)備，用于使用雙聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)從5.1聲道(或7.1聲道或更多)聲音再現(xiàn)雙聲道虛擬聲音。該方法包括從多聲道聲音產(chǎn)生雙聲道虛擬聲音；根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器感知收聽者位置；通過根據(jù)感知的收聽者位置計(jì)算兩個(gè)揚(yáng)聲器的輸出電平和時(shí)間延遲來產(chǎn)生收聽者位置補(bǔ)償值；以及基于收聽者位置補(bǔ)償值來補(bǔ)償產(chǎn)生的雙聲道虛擬聲音的輸出值。
文檔編號H04S3/00GK1753577SQ200510089909
公開日2006年3月29日 申請日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者金善民, 李俊弦 申請人:三星電子株式會社