專利名稱：產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明所述的實(shí)施例涉及一種基于輸入音頻信號(hào)產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明所述的一些實(shí)施例涉及一種音頻信號(hào)處理，尤其涉及一種產(chǎn)生多信道信號(hào)的概念，其中，不是為每個(gè)揚(yáng)聲器傳輸特有的信號(hào)。
背景技術(shù)：
當(dāng)具有N個(gè)音頻信道的信號(hào)通過具有M(M > N)個(gè)再現(xiàn)信道的音頻系統(tǒng)再現(xiàn)時(shí)，例如，存在以下的可能性(1)僅使用可用揚(yáng)聲器的一部分；(2)產(chǎn)生一信號(hào)，該信號(hào)利用完整的可用再現(xiàn)系統(tǒng)。第二種可能性是首選解決方案且在下文中也稱為上混。在上混的情況下，有兩種不同的方法產(chǎn)生多信道信號(hào)。例如，現(xiàn)有的多信道信號(hào)被歸結(jié)到更少數(shù)量的信道以便基于附加數(shù)據(jù)在接收器處重新產(chǎn)生原始信號(hào)。該方法也稱為引導(dǎo)的上混。另一種可能性是所謂的盲上混方法。該方法涉及無需在先知識(shí)的多信道延伸。沒有用于控制過程的附加數(shù)據(jù)。也沒有必須通過盲上混而再現(xiàn)或得到的原始聲音效果或參考
聲音效果。因此，存在實(shí)現(xiàn)盲上混的不同方法。一種可能的方法稱為直接音場(chǎng)概念。在這種情況下，直接聲源最好由三個(gè)前信道 (如所謂的5. 1家庭影院系統(tǒng))再現(xiàn)，這樣聽眾可以在與原始雙信道型式(如當(dāng)輸入信號(hào)為立體聲信號(hào)時(shí))相同的位置聽到直接聲源。圖2所示的是用于雙信道系統(tǒng)的音頻信號(hào)再現(xiàn)200的圖解說明。顯示了例如具有三個(gè)直接聲源M0(S1、S2、S3)的原始雙信道型式。音頻信號(hào)可以通過左揚(yáng)聲器220和右揚(yáng)聲器230為聽眾210再現(xiàn)，并且音頻信號(hào)包括這三個(gè)直接聲源的信號(hào)部分和由包圍區(qū)域指示的音場(chǎng)部分250。這是例如標(biāo)準(zhǔn)的雙信道立體聲再現(xiàn)(三個(gè)源和音場(chǎng))。圖3所示的是根據(jù)直接音場(chǎng)概念的盲上混的音頻信號(hào)再現(xiàn)300的圖解說明。示出了五個(gè)揚(yáng)聲器(中心310、左前320、右前330、左后340和右后350)用于再現(xiàn)多信道音頻信號(hào)。直接聲源MO由前面三個(gè)揚(yáng)聲器310、320和330再現(xiàn)。音頻軌道中包含的音場(chǎng)部分250由前信道和環(huán)繞信道再現(xiàn)以便包圍聽眾210。音場(chǎng)部分是信號(hào)的不能分派給單個(gè)源而是分派給所有的聲分量的組合，這產(chǎn)生了音響環(huán)境的效果。音場(chǎng)部分可以包括例如室內(nèi)回聲和室內(nèi)混響，但是也包括聽眾的聲音 (如歡呼聲)、自然的聲音(如雨聲)或人工音效(如乙烯裂開聲)。進(jìn)一步可能的概念經(jīng)常作為內(nèi)帶式概念提到。圖4所示的是根據(jù)內(nèi)帶式概念所述的音頻信號(hào)再現(xiàn)400的圖解說明。揚(yáng)聲器的布置對(duì)應(yīng)于圖3所示的揚(yáng)聲器的布置。然而，每個(gè)聲音類型，例如直接聲源和像音場(chǎng)的聲音是聽眾周圍的位置。由于所有的輸出信號(hào)都是從相同輸入信號(hào)產(chǎn)生的，輸出信號(hào)應(yīng)被進(jìn)一步抗相關(guān) (decorrelate)。為此，可以使用很多已知的方法作為例如暫時(shí)延遲或全通濾波器的使用。 提到的簡(jiǎn)單方法常常加劇了抗相關(guān)效應(yīng)干擾缺陷。例如，一個(gè)弊端是幾乎所有的抗相關(guān)方法扭曲了輸入信號(hào)的瞬時(shí)結(jié)構(gòu)，使得暫時(shí)結(jié)構(gòu)失去了瞬態(tài)特性。這將例如導(dǎo)致這樣的效果歡呼似的音場(chǎng)信號(hào)可能僅僅達(dá)到包圍的效果，而不是身臨其境的效果。特殊信號(hào)類型(例如歡呼聲或雨聲)占據(jù)音場(chǎng)信號(hào)之中的特殊位置。它們是音場(chǎng)信號(hào)，未必產(chǎn)生空間效果。相反，它們通過獨(dú)立部分的大量時(shí)間和空間疊加而產(chǎn)生包圍感， 這包括它們特有的直接聲音特性，如單一掌聲或單一雨滴聲。通過疊加，形成的總信號(hào)大體得到了與從室內(nèi)混響已知的相同統(tǒng)計(jì)特性。尤其是這些信號(hào)類型難以用上混方法(通過引導(dǎo)上混以及盲上混)處理。而且經(jīng)常導(dǎo)致有故障的上混，例如常常會(huì)聽到類似梳齒型濾波器的效果。已知的盲上混方法，其產(chǎn)生用于后信道的信號(hào)部分，因此不會(huì)發(fā)生這些非自然信號(hào)且產(chǎn)生聲音效果，這是對(duì)效果的限制，例如，聽眾前面的拍手聲，環(huán)繞信道僅僅產(chǎn)生發(fā)生歡呼的室內(nèi)效果(包圍音場(chǎng))。但是尤其是在這些音場(chǎng)中，希望好像成為鼓掌聽眾的一員或呆在雨中(身臨其境的音場(chǎng))。為此，所有的部分(與內(nèi)帶式概念類似)應(yīng)當(dāng)分布在聽眾周圍，但是無任何量度，這將再次導(dǎo)致非自然信號(hào)的聲音效果。在柏林2004年的美國電化學(xué)協(xié)會(huì)(AES)第116屆大會(huì)中提出的A. Wagner、 A. Walther、F. Melchior、Μ· Strau β 的"Generation of Highly Immersive Atmospheres for Wave Field Synthesis R印roduction (用于波場(chǎng)合成再現(xiàn)的高度融入音場(chǎng)的產(chǎn)生)” 中，描述了如何能產(chǎn)生用于波場(chǎng)合成的身臨其境的音場(chǎng)的方法。為此，聽眾被360°抗相關(guān)的包圍聲場(chǎng)包圍，這將產(chǎn)生描述的聲環(huán)境的效果。為了達(dá)到身臨其境效果，添加了所謂的聚焦源。一個(gè)聚焦源是點(diǎn)聲源，可作為單一源感知且表現(xiàn)出包圍聲場(chǎng)的特有單聲。根據(jù)出版物所述，單聲(聲音粒子)必須對(duì)大量音場(chǎng)中的每種音場(chǎng)有用，并且也可以是分別記錄的聲音或由合成器產(chǎn)生的人造聲。這種目標(biāo)定向的方法具有這樣的缺點(diǎn)用于每種音場(chǎng)類型的不同音頻信號(hào)必須已經(jīng)生效。一方面，包圍音場(chǎng)信號(hào)作為抗相關(guān)的單磁道，另一方面，單聲源作為單獨(dú)的音頻文件。一種提到的選擇是人工地生成(如利用合成器軟件)這些用于每種音場(chǎng)類型(如果為已知的)，這包括不適合再現(xiàn)音場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，對(duì)于這種生成，例如，需要粒子聲和很多計(jì)算時(shí)間的數(shù)學(xué)模型。通常，波場(chǎng)合成的勞動(dòng)強(qiáng)度很高。在 Gerard Hotho ；Steven van de Par ；Jeroen Breebart 的石if 究論文 "Multichannel Coding of Applause Signals (掌聲信號(hào)的多信道編碼技術(shù))”中，描述了用于掌聲信號(hào)的多信道編碼技術(shù)的方法，尤其包括用于隨機(jī)音場(chǎng)(稱為歡呼聲、雨聲和爆裂聲)抗相關(guān)的方法。在這里，提到了頻率選擇性編碼器使信號(hào)質(zhì)量更糟并且因此提出了基于唯一時(shí)域的編碼器。在這一點(diǎn)上，僅應(yīng)當(dāng)采用抗相關(guān)，這意味著幾乎所有的信號(hào)聽起來是同等的(或者截至輸入時(shí))。介紹了一種抗相關(guān)方法，通過該抗相關(guān)方法參考聲的再現(xiàn)應(yīng)當(dāng)是成功的。在申請(qǐng)?zhí)枮镋P08018793的早期非提前公開的歐洲專利申請(qǐng)書中，介紹了一種將類似歡呼的信號(hào)分解成前景聲和背景聲的方法。還請(qǐng)參考柏林2004年的美國電化學(xué)協(xié)會(huì) (AES)第 116 屆大會(huì)中提出的 A.Wagner、A.Walther、F.Melchior、M. Straub 的"Generation of Highly Immersive Atmospheres for Wave Field Synthesis Reproduction(用于波場(chǎng)合成再現(xiàn)的高度融入音場(chǎng)的產(chǎn)生)”。包圍音場(chǎng)從可感知單聲中分離，從包含音場(chǎng)的聲音中分離出，而后這兩部分可以彼此分離地被處理。在提到的非提前公開的歐洲專利申請(qǐng)書中，描述了一種方法，包括一個(gè)試圖再現(xiàn)原始音場(chǎng)的實(shí)施例(引導(dǎo)模式)。原則上，背景聲(不同于前景聲)僅僅被抗相關(guān)，前景聲僅放置于不同的時(shí)間不同的地點(diǎn)。因此可以說其僅涉及一種抗相關(guān)方法?？傂盘?hào)被分解成前景和背景?？梢约俣▋H分離部分的公共再現(xiàn)將聽起來不錯(cuò)，但它們本身都包括非自然信號(hào)。例如在Roy Irwan 和 Ronaldus Aarts 的國際公開號(hào)為 WO 02/052896A2 的 "Multi-Channel Audio Converter (多信道音頻轉(zhuǎn)換器)”、Carlos Avendano 和 Jean-Marc Jot 的公開號(hào)為 US 2007/0041592A1 的 ‘‘Stream Segregation For Stereo Signals (用于立體聲信號(hào)的流分離)”、David Griesinger的專利號(hào)為US005870480A的‘‘Multichannel Active Matrix Encoder And Decoder With Maximum Lateral Separation(具有最大橫向分離的多信道活躍基體編碼器和解碼器)”和Jan Petersen的國際公開號(hào)為 WO 01/62045A1 的 “Multi-Channel Sound Reproduction System For Stereophonic Signal (用于立體音響信號(hào)的多信道聲音再現(xiàn)系統(tǒng))，，中描述了其他已知的上混方法，它們并沒有區(qū)分不同的輸入信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，允許改進(jìn)的靈活性和
聲音質(zhì)量。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置和根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法解決。本發(fā)明的實(shí)施例提供了基于輸入音頻信號(hào)產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置。該裝置包括主信號(hào)上混裝置、區(qū)間選擇器、區(qū)間信號(hào)上混裝置和組合器。主信號(hào)上混裝置被構(gòu)造成用于基于輸入音頻信號(hào)提供主多信道音頻信號(hào)。區(qū)間選擇器被構(gòu)造成基于輸入音頻信號(hào)的分析而選擇或不選擇輸入音頻信號(hào)的區(qū)間。提供了輸入音頻信號(hào)的選擇區(qū)間、輸入音頻信號(hào)的處理選擇區(qū)間或與輸入音頻信號(hào)的選擇區(qū)間相聯(lián)系的參考信號(hào)作為區(qū)間信號(hào)。區(qū)間信號(hào)上混裝置被構(gòu)造成用于基于區(qū)間信號(hào)提供區(qū)間上混信號(hào)，且組合器被構(gòu)造成用于疊加主多信道音頻信號(hào)和區(qū)間上混信號(hào)從而獲得多信道音頻信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明所述的實(shí)施例基于這樣的中心思想主信號(hào)上混裝置產(chǎn)生的主多信道音頻信號(hào)依據(jù)區(qū)間上混信號(hào)通過附加音頻信號(hào)升級(jí)。該附加音頻信號(hào)基于輸入音頻信號(hào)的區(qū)間的選擇。區(qū)間選擇器和區(qū)間信號(hào)上混裝置可以以非常靈活的方式影響多信道音頻信號(hào)。由于改善的靈活性和通過使用區(qū)間信號(hào)的聰明選擇以及合適的區(qū)間信號(hào)上混規(guī)則，聲音質(zhì)量可以提高。由于多信道音頻信號(hào)無論如何都是人工信號(hào)，這是因?yàn)樗腔诒榷嘈诺酪纛l信號(hào)少的信道的輸入音頻信號(hào)產(chǎn)生的，且并不提供原始聲音效果，因此可以提高多信道音頻信號(hào)的聲音效果來獲得一信號(hào)，其可以通過靈活使用區(qū)間選擇器和區(qū)間信號(hào)上混裝置來產(chǎn)生與原始聲音效果盡可能等同的聲音效果。主信號(hào)上混裝置可以產(chǎn)生已經(jīng)很好音響的主多信道音頻信號(hào)，其通過與區(qū)間信號(hào)上混疊加來改進(jìn)?？梢员苊饫缤ㄟ^將輸入音頻信號(hào)分離為前景和背景信號(hào)而產(chǎn)生的非自然信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明所述的一些實(shí)施例中，多次存儲(chǔ)和使用選擇區(qū)間信號(hào)以用于上混和疊加，以便獲得改進(jìn)的多信道音頻信號(hào)。這樣，多信道音頻信號(hào)中的區(qū)間信號(hào)的數(shù)量可以變化。例如，區(qū)間信號(hào)對(duì)應(yīng)于單個(gè)雨滴碰撞地面。因此陣雨中的單發(fā)聲雨滴的密度可以變化。在根據(jù)本發(fā)明所述的一些其他實(shí)施例中，為了識(shí)別輸入音頻信號(hào)的區(qū)間而分析輸入音頻信號(hào)。例如，可以識(shí)別特殊音場(chǎng)信號(hào)(像歡呼聲或雨聲)，在這些信號(hào)中，單次鼓掌或雨滴可能是孤立的。


將隨后參考附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明所述的實(shí)施例，其中圖1是用于產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置的方塊圖；圖2是雙信道系統(tǒng)的音頻信號(hào)再現(xiàn)的示意圖；圖3是根據(jù)直接音場(chǎng)概念的盲上混的音頻信號(hào)再現(xiàn)的示意圖；圖4是根據(jù)內(nèi)帶式概念所述的盲上混的音頻信號(hào)再現(xiàn)的示意圖；圖5是包括多個(gè)單源的類似歡呼的信號(hào)的音頻信號(hào)再現(xiàn)的示意圖；圖6是位置參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)再現(xiàn)的影響的示意圖；圖7是分配參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)再現(xiàn)的影響的示意圖；圖8是用于產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置的方塊圖；圖9是用于產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置的方塊圖；且圖10是用于產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了簡(jiǎn)化，以下大多實(shí)施例均涉及或顯示具有兩個(gè)信道(N = 2)的輸入音頻信號(hào)和具有五個(gè)信道(M = Q的已生成多信道音頻信號(hào)。這對(duì)應(yīng)于普通實(shí)例，其中，雙信道媒體 (如CD)應(yīng)通過五信道系統(tǒng)(常常是所謂的5. 1家庭影院系統(tǒng)，其中，.1代表具有減小帶寬的效果信道)再現(xiàn)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)的人來說，所描述的概念很容易轉(zhuǎn)換為任何數(shù)量的信道或目標(biāo)定向的再現(xiàn)。圖1所示的是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于基于輸入音頻信號(hào)102產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)142的裝置100。該裝置100包括主信號(hào)上混裝置110、區(qū)間選擇器120、區(qū)間信號(hào)上混裝置130和組合器140。主信號(hào)上混裝置110連接到組合器140，區(qū)間選擇器120連接到區(qū)間信號(hào)上混裝置130，并且區(qū)間信號(hào)上混裝置130也連接到組合器140。主信號(hào)上混裝置110被構(gòu)造成用于基于輸入音頻信號(hào)102提供主多信道音頻信號(hào)112。區(qū)間選擇器120被構(gòu)造成用于基于輸入音頻信號(hào)102的分析選擇或不選擇輸入音頻信號(hào)102的區(qū)間。提供了輸入音頻信號(hào)102的選擇區(qū)間、輸入音頻信號(hào)102的處理選擇區(qū)間或與輸入音頻信號(hào)102的選擇區(qū)間相聯(lián)系的參考信號(hào)作為區(qū)間信號(hào)122。區(qū)間信號(hào)上混裝置130被構(gòu)造成基于區(qū)間信號(hào)122提供區(qū)間上混信號(hào)132。組合器140被構(gòu)造成用于疊加主多信道音頻信號(hào)112和區(qū)間上混信號(hào)132以獲得多信道音頻信號(hào)142。例如，用于特殊音場(chǎng)(像歡呼聲或雨聲)的輸入音頻信號(hào)的典型區(qū)間是基于輸入音頻信號(hào)的分析選擇的。該選擇區(qū)間122可能由參考信號(hào)處理或取代。選擇區(qū)間122、處理的選擇區(qū)間或參考信號(hào)隨后被上混且與主多信道音頻信號(hào)112疊加以獲得改善的多信道音頻信號(hào)142.因此，可能將例如區(qū)間上混信號(hào)132方面的瞬態(tài)信號(hào)添加到主多信道音頻信號(hào) 112。區(qū)間信號(hào)上混和疊加可采用使得多信道音頻信號(hào)142可以為聽眾產(chǎn)生身臨其境的音場(chǎng)的方式進(jìn)行，且因此產(chǎn)生改善的多信道音頻信號(hào)。主信號(hào)上混裝置110原則上可以根據(jù)任何上混方法工作。為了在前揚(yáng)聲器和環(huán)繞揚(yáng)聲器之間的收聽距離內(nèi)獲得均勻的類似音場(chǎng)的聲效，所有的揚(yáng)聲器信號(hào)且尤其是前聲相對(duì)于環(huán)繞聲必須抗相關(guān)。在盲混中，例如，只有N個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可用的，必須通過對(duì)輸入信號(hào)各個(gè)部分的加權(quán)而從這些信號(hào)中產(chǎn)生具有其他特性的新輸出信號(hào)。這樣，例如，可能通過音場(chǎng)部分的衰減或相反來強(qiáng)調(diào)直接聲源。通?？烧J(rèn)為常見的上混效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生類似歡呼信號(hào)的包圍聲效。區(qū)間選擇器120也可以稱為粒子分離器，選擇輸入信號(hào)的區(qū)間也可以被描述為粒子分離。區(qū)間選擇器120例如通過切斷(cut out)而選擇輸入信號(hào)的區(qū)間(也稱為粒子或聲音片段)，這對(duì)于輸入信號(hào)而言是典型的或特有的。這可以采用不同的方式完成。例如，可能會(huì)切斷輸入信號(hào)波形(時(shí)域表征)的短區(qū)間。一種替換方式也可以是從時(shí)頻域到時(shí)域的單塊或一組塊的選擇、任意處理和再變形。進(jìn)一步的選擇是在時(shí)域和/或頻域中標(biāo)識(shí)塊，所述塊在隨后的處理中被特別處理且在再變形之前再次加到整個(gè)信號(hào)。例如，輸入音頻信號(hào)的瞬態(tài)區(qū)間可能例如通過濾波器組被選出且分成多個(gè)頻段。一個(gè)或多個(gè)不同頻段可被處理，然后如果必要的話再變形以及例如與輸入音頻信號(hào)的未處理選擇區(qū)間疊加。通過處理輸入音頻信號(hào)的選擇區(qū)間，聲音粒子(選擇區(qū)間)的質(zhì)量可能會(huì)提高。例如，通過選擇區(qū)間的處理，聽眾的聽眾鼓掌聲可以是隔離出來。隔離出來的鼓掌聲可被改進(jìn)以產(chǎn)生例如更動(dòng)聽的鼓掌或各種聽起來稍有不同的鼓掌聲。進(jìn)一步的替換可以是通過參考信號(hào)取代選擇區(qū)間。例如，選擇區(qū)間包括聽眾的聽眾鼓掌并且由包含完美鼓掌聲的參考信號(hào)取代。組合器140例如將包含在一個(gè)或多個(gè)區(qū)間上混信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)分離粒子加到主多信道音頻信號(hào)(也稱為默認(rèn)上混)。主多信道音頻信號(hào)和區(qū)間上混信號(hào)可以例如直接添加或以合適的振幅和/或相位添加。圖5所示的是包括多個(gè)單源的類似歡呼信號(hào)的音頻信號(hào)再現(xiàn)500的示意圖。該實(shí)施例所示的是具有左揚(yáng)聲器220、右揚(yáng)聲器230和多個(gè)單源510的雙信道系統(tǒng)，多個(gè)單源對(duì)應(yīng)于應(yīng)在這兩個(gè)揚(yáng)聲器之間分離和分布的粒子，其中，這兩個(gè)揚(yáng)聲器之間的位置取決于由左揚(yáng)聲器和右揚(yáng)聲器再現(xiàn)的信號(hào)部分。區(qū)間信號(hào)上混裝置130可以產(chǎn)生區(qū)間上混信號(hào)132，其包括例如一個(gè)或多個(gè)聲音粒子。上混過程可以基于位置參數(shù)，其中，該位置參數(shù)例如表示聽眾在該位置將聽到特殊粒子。該位置參數(shù)可由輸入音頻信號(hào)包含的位置信息確定或可由例如隨機(jī)位置產(chǎn)生器隨機(jī)產(chǎn)生。多信道音頻信號(hào)的不同信道中粒子的信號(hào)部分可由例如幅值相移法基于粒子的位置參數(shù)確定。圖6所示的是位置參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)再現(xiàn)的影響的示意圖600。該圖所示的是對(duì)應(yīng)于五信道音頻信號(hào)的五個(gè)揚(yáng)聲器。在該實(shí)例中，揚(yáng)聲器安裝在圓的圓周610上。當(dāng)聲音粒子的信號(hào)被發(fā)送至揚(yáng)聲器時(shí)，聽眾將聽到該特殊聲音粒子的虛擬位置取決于發(fā)送到每個(gè)揚(yáng)聲器的信號(hào)部分。例如，當(dāng)信號(hào)僅僅發(fā)送至一個(gè)揚(yáng)聲器時(shí)，聽眾會(huì)認(rèn)為聲源位于該特殊揚(yáng)聲器。該實(shí)例顯示了位于左前揚(yáng)聲器320的粒子630。如果信號(hào)在兩個(gè)揚(yáng)聲器之間分享，聲音粒子的虛擬位置會(huì)位于這兩個(gè)揚(yáng)聲器之間。這由粒子640和650示出。 大約均等分布于五個(gè)揚(yáng)聲器之間的信號(hào)會(huì)大約出現(xiàn)在揚(yáng)聲器陣列的中間，如參考數(shù)字660 所示的。這樣，聲音粒子的虛擬位置可位于由每?jī)蓚€(gè)相鄰揚(yáng)聲器之間的線620限定的區(qū)域內(nèi)的任何點(diǎn)(如參考數(shù)字670和680所示)處?？梢栽陔S機(jī)位置和/或隨機(jī)時(shí)間添加區(qū)間信號(hào)或粒子。區(qū)間信號(hào)上混裝置130也可以稱作粒子上混裝置。該添加可取決于每個(gè)均具有可能隨機(jī)設(shè)定的時(shí)間的靜態(tài)位置、給定的路徑或完全隨機(jī)位置的音場(chǎng)(歡呼聲、雨聲或其他)類型。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例包括區(qū)間信號(hào)存儲(chǔ)器(或中間存儲(chǔ)器、或緩沖存儲(chǔ)器)。 該存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)可多次使用的單個(gè)分離的粒子或區(qū)間信號(hào)、處理區(qū)間信號(hào)或參考信號(hào)。為了改變或變更提取的聲音粒子的聲音，可以使用濾波器或高質(zhì)量工序，如M. Goodwin和 C.Avendano 的“Frequency-domain algorithms for audio signal enhancement based on transient modification (用于基于瞬態(tài)改變的音頻信號(hào)增強(qiáng)的頻域算法)”(Journal of the Audio Engineering Society (音頻工程學(xué)會(huì)雜志)54，(2006) No. 9，第 827 頁-840 頁)中所描述的瞬態(tài)形成方法。在根據(jù)本發(fā)明所述的一些實(shí)施例中，區(qū)間上混信號(hào)到主多信道音頻信號(hào)的添加也稱為粒子到默認(rèn)上混的添加，可由如密度參數(shù)和/或傳播參數(shù)等參數(shù)控制。密度參數(shù)，例如表示多少單聲或粒子(每次)添加到主多信道音頻信號(hào)(默認(rèn)上混)。這些粒子可對(duì)應(yīng)于輸入音頻信號(hào)的不同選擇區(qū)間或存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中且多次使用的一種特殊分離粒子。傳播參數(shù)，例如確定了在多信道音頻信號(hào)(上混聲)產(chǎn)生的聲音的哪個(gè)區(qū)域中粒子應(yīng)當(dāng)添加到該多信道音頻信號(hào)(默認(rèn)上混)。圖7所示的是傳播參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)再現(xiàn)的影響的示意圖700。圖7中，傳播參數(shù)的影響由虛線710表示。例如，對(duì)于一些聲效，期望粒子僅僅添加到聽眾210的前面，而對(duì)于其他的聲效，將粒子傳播到整個(gè)區(qū)域或僅僅在背面?zhèn)鞑タ赡軙?huì)更好。傳播參數(shù)，例如可能影響多個(gè)粒子中每個(gè)的位置參數(shù)的隨機(jī)產(chǎn)生。在圖7所示的實(shí)例中，粒子的位置在聽眾前面的幾率高于在聽眾后面的幾率。音場(chǎng)的密度和/或傳播可能因參數(shù)而改變，例如，也獨(dú)立于輸入音頻信號(hào)的密度和傳播。圖7所示的是通過應(yīng)用描述的概念圖5所示信號(hào)的上混的實(shí)例。在根據(jù)本發(fā)明所述的一些實(shí)施例中，分離粒子僅由一個(gè)單揚(yáng)聲器再現(xiàn)以避免回聲效果，例如如果使用不同揚(yáng)聲器之間的延遲的話。根據(jù)本發(fā)明所述的一些實(shí)施例包括分析器，也表示為分類塊，被構(gòu)造成執(zhí)行輸入音頻信號(hào)的分析以便識(shí)別將要選擇的輸入音頻信號(hào)的區(qū)間。該分析器可以是區(qū)間選擇器的一部分或是獨(dú)立的分離塊。圖8所示的是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于基于輸入音頻信號(hào)102產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)142的裝置800。在該實(shí)例中，分析器810被示為分離塊。分析器810可被構(gòu)造成用于基于輸入音頻信號(hào)中包含的識(shí)別參數(shù)、輸入音頻信號(hào)與參考信號(hào)的比較、輸入音頻信號(hào)的頻率分析或類似方法來識(shí)別將要選擇的的區(qū)間。例如， 這樣可以識(shí)別輸入音頻信號(hào)中類似音場(chǎng)的信號(hào)。一個(gè)實(shí)例可以是歡呼聲檢測(cè)器或雨聲檢測(cè)
ο分析器810或分類單元可以決定輸入音頻信號(hào)或輸入音頻信號(hào)的區(qū)間能否以描述的方式處理。根據(jù)分析或分類的結(jié)果，可改進(jìn)其他塊(例如主信號(hào)上混裝置、區(qū)間選擇器、區(qū)間信號(hào)上混裝置或組合器)的參數(shù)值。例如，分析器通過(分析)參數(shù)告知區(qū)間選擇器應(yīng)選擇輸入音頻信號(hào)的哪個(gè)區(qū)間， 或告知主信號(hào)上混裝置衰減主多信道音頻信號(hào)中將要選擇的區(qū)間。在該實(shí)例中示出了組合器140在主信號(hào)上混裝置110的輸出與區(qū)間信號(hào)上混裝置 130的輸出之間的直接連接，這可能是組合主多信道音頻信號(hào)與區(qū)間上混信號(hào)的一種可能性。另一種替換可為主多信道音頻信號(hào)和/或區(qū)間上混信號(hào)的振幅和/或相位調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例包括控制器，被構(gòu)造成用于使區(qū)間選擇器、區(qū)間信號(hào)上混裝置或組合器停用。通過將這三個(gè)單元中的一個(gè)從啟用狀態(tài)轉(zhuǎn)換到停用狀態(tài)，阻止主多信道音頻信號(hào)和區(qū)間上混信號(hào)的疊加。因此，多信道音頻信號(hào)基本(例如，除了振幅和相位差異以外)等于主多信道音頻信號(hào)。另一種替換可以是將控制器構(gòu)造成在區(qū)間選擇器、區(qū)間信號(hào)上混裝置或組合器的完全啟用狀態(tài)和停用狀態(tài)之間連續(xù)切換。這可在兩個(gè)不同氣氛之間提供連續(xù)衰減的可能性來獲得更加包圍或身臨其境的聲效?？刂破骺捎奢斎胍纛l信號(hào)中包含的控制參數(shù)控制或通過用戶界面控制。這將給制作人(通過輸入音頻信號(hào)包含的控制參數(shù)控制)或聽眾(通過用戶界面控制)提供根據(jù)愛好和說明調(diào)整聲效的可能性?？刂破骺商峁陌鼑?可能是默認(rèn)的或低效率運(yùn)行的)到身臨其境的聲效或從身臨其境到包圍的聲效的連續(xù)衰減可能性。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，環(huán)繞信號(hào)中出現(xiàn)的選擇區(qū)間或粒子可能在前信號(hào)中衰減。這可產(chǎn)生非常離散感的沉醉效果。與輸入信號(hào)相比粒子的瞬時(shí)偏移和粒子的再利用是不可能的。只有位置是可變的。在根據(jù)本發(fā)明所述的一些其他實(shí)施例中，好的動(dòng)聽的聲效基本由主信號(hào)上混裝置 (默認(rèn)上混)產(chǎn)生，其僅代表一種特性且通過分離粒子升級(jí)。因此，相同的輸入聲音可能出現(xiàn)在抗相關(guān)的包圍部分中以及身臨其境的直接部分中。這是可能的，因?yàn)槔鐩]有必須再現(xiàn)的信號(hào)，因?yàn)樾滦盘?hào)總是通過上混產(chǎn)生。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，前景聲單元素的時(shí)序可能會(huì)改變，并且從包圍到身臨其境的音場(chǎng)的轉(zhuǎn)變也是可能的。也可以使用自動(dòng)信號(hào)分類。音場(chǎng)的時(shí)間密度、所需的音色和空間傳播(在導(dǎo)引模式中)可以獨(dú)立于原始信號(hào)設(shè)置。本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及區(qū)間信號(hào)上混裝置，其使用的上混規(guī)則不同于主信號(hào)上混裝置的上混規(guī)則。圖9所示的是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于基于輸入音頻信號(hào)102產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)142的裝置900.裝置900對(duì)應(yīng)于圖8所示的裝置。然而，該實(shí)例中的分析器810(分類單元)是區(qū)間選擇器120的一部分且分析參數(shù)902被提供給主信號(hào)上混裝置110和/或區(qū)間信號(hào)上混裝置130。此外，如上所述，也顯示了控制器910、區(qū)間信號(hào)存儲(chǔ)器920和隨機(jī)位置產(chǎn)生器 930。該實(shí)例中的區(qū)間信號(hào)存儲(chǔ)器920連接至區(qū)間選擇器120上，且被構(gòu)造成用于儲(chǔ)存區(qū)間選擇器120提供的儲(chǔ)區(qū)間信號(hào)122以及被構(gòu)造成用于給區(qū)間選擇器120提供存儲(chǔ)的區(qū)間信號(hào)?？商鎿Q地，該區(qū)間信號(hào)存儲(chǔ)器920也可以將存儲(chǔ)的區(qū)間信號(hào)直接提供給區(qū)間信號(hào)上混裝置130。隨機(jī)位置產(chǎn)生器930例如連接到區(qū)間信號(hào)上混裝置130且被構(gòu)造成將隨機(jī)位置參數(shù)提供給區(qū)間信號(hào)上混裝置130?？商鎿Q地，隨機(jī)位置產(chǎn)生器930也可以連接至區(qū)間選擇器 120且當(dāng)選擇了區(qū)間信號(hào)122時(shí)也可以提供隨機(jī)位置參數(shù)。該實(shí)例中的控制器910由控制參數(shù)912控制且連接(在參考數(shù)字914處示出)至區(qū)間選擇器120、區(qū)間信號(hào)上混裝置130和/或組合器140上。控制器910可以使區(qū)間選擇器120、區(qū)間信號(hào)上混裝置130和/或組合器140停用。一般而言，所描述的本發(fā)明可以提供類似歡呼聲的音場(chǎng)信號(hào)或帶較少非自然信號(hào)的類似音場(chǎng)信號(hào)的較好且更加逼真的音響上混。圖10所示的是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于基于輸入音頻信號(hào)產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的方法1000。該方法1000包括1010提供主多信道音頻信號(hào)；1020選擇或不選擇輸入音頻信號(hào)的區(qū)間；1030提供區(qū)間上混信號(hào)；和1040疊加主多信道音頻信號(hào)和區(qū)間上混信號(hào)。所提供的主多信道音頻信號(hào)基于輸入音頻信號(hào)。1020輸入音頻信號(hào)的區(qū)間的選擇基于輸入音頻信號(hào)的分析，其中，輸入音頻信號(hào)的選擇區(qū)間、輸入音頻信號(hào)的處理選擇區(qū)間或與輸入音頻信號(hào)的選擇區(qū)間相聯(lián)系的參考信號(hào)作為區(qū)間信號(hào)被提供。所提供的區(qū)間上混信號(hào)基于區(qū)間信號(hào)。
通過1040疊加主多信道音頻信號(hào)和區(qū)間上混信號(hào)而獲得多信道音頻信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及一種方法，該方法提供了用于在沒有傳統(tǒng)非自然信號(hào)的情況下上混無附加信息(無制導(dǎo)上混)的類似歡呼聲的聲源的可能性。另外，所描述的方法可以提供在兩種不同概念之間連續(xù)衰減的可能性，以獲得包圍或身臨其境的聲效。根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例涉及可控上混效果。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及一種方法，該方法提供了在上混中在音場(chǎng)和/或氣氛的兩種不同感覺的效果(也稱為包圍音場(chǎng)和身臨其境音場(chǎng))之間漸弱的可能性。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及主信號(hào)上混裝置，該主信號(hào)上混裝置基于已知的上混方法。如果上混沒有通過區(qū)間上混信號(hào)的疊加而延伸，該上混可能是默認(rèn)工作點(diǎn)。這可能是這種情況，例如，如果控制器使區(qū)間選擇器、區(qū)間信號(hào)上混裝置或組合器停用。一般而言，所描述的概念也適用于除作為示例使用的類似歡呼聲信號(hào)以外的其他信號(hào)類型。例如，也可適用于發(fā)源于雨聲、一群鳥的聲音、海浪聲、飛馳的馬、行進(jìn)中的士兵解散等的聲音。在本申請(qǐng)中，相同的參考數(shù)部分地用于具有相同或類似功能特性的物體或功能單兀。尤其應(yīng)指出的是，本發(fā)明創(chuàng)造可以以軟件實(shí)施。該實(shí)施可以在數(shù)字存儲(chǔ)媒體上尤其是在具有可與可編程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配合的電子可讀控制信號(hào)的軟盤或CD上進(jìn)行，這樣來執(zhí)行相應(yīng)的方法。一般而言，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品時(shí)，本發(fā)明也涉及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其具有存儲(chǔ)在機(jī)讀載體上的程序代碼以執(zhí)行本發(fā)明方法。換句話說，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品時(shí)，本發(fā)明也可作為具有用于執(zhí)行該方法的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于輸入音頻信號(hào)(10 產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)(142)的裝置(100)，包括主信號(hào)上混裝置(110)，被構(gòu)造成基于輸入音頻信號(hào)(102)提供主多信道音頻信號(hào) (112)；區(qū)間選擇器(120)，被構(gòu)造成基于輸入音頻信號(hào)(10 的分析選擇或不選擇輸入音頻信號(hào)(102)的區(qū)間，其中，提供輸入音頻信號(hào)(102)的選擇區(qū)間、輸入音頻信號(hào)(102)的處理選擇區(qū)間或與輸入音頻信號(hào)(102)的選擇區(qū)間相聯(lián)系的參考信號(hào)作為區(qū)間信號(hào)(122)；區(qū)間信號(hào)上混裝置(130)，被構(gòu)造成基于區(qū)間信號(hào)(122)提供區(qū)間上混信號(hào)(132)；以及組合器(140)，被構(gòu)造成用于疊加主多信道音頻信號(hào)(112)和區(qū)間上混信號(hào)(132)以獲得多信道音頻信號(hào)(142)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，包括分析器(810)，被構(gòu)造成用于執(zhí)行輸入音頻信號(hào)(102)的分析以便識(shí)別待選擇的輸入音頻信號(hào)(102)的區(qū)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，其中，所述分析器(810)被構(gòu)造成基于輸入音頻信號(hào)(10 中包含的識(shí)別參數(shù)、輸入音頻信號(hào)與參考信號(hào)的比較或輸入音頻信號(hào)(102)的頻率分析來識(shí)別輸入音頻信號(hào)(102)的區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，其中，所述分析器(810)提供分析參數(shù)，其中，主信號(hào)上混裝置(110)基于所述分析參數(shù)提供主多信道音頻信號(hào)，或者區(qū)間信號(hào)上混裝置(130)基于所述分析參數(shù)提供區(qū)間上混信號(hào)(132)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，包括區(qū)間信號(hào)存儲(chǔ)器(920)，所述區(qū)間信號(hào)存儲(chǔ)器被構(gòu)造成用于存儲(chǔ)區(qū)間信號(hào)或處理區(qū)間信號(hào)，其中，所述區(qū)間信號(hào)上混裝置(130)被構(gòu)造成基于所存儲(chǔ)的區(qū)間信號(hào)、所存儲(chǔ)的處理區(qū)間信號(hào)、改進(jìn)的所存儲(chǔ)的區(qū)間信號(hào)或改進(jìn)的所存儲(chǔ)的處理區(qū)間信號(hào)提供多個(gè)區(qū)間上混信號(hào)(132)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，其中，所述區(qū)間信號(hào)上混裝置 (130)被構(gòu)造成基于所存儲(chǔ)的區(qū)間信號(hào)或所存儲(chǔ)的處理區(qū)間信號(hào)提供規(guī)定數(shù)量的區(qū)間上混信號(hào)(132)，其中，區(qū)間上混信號(hào)(132)的規(guī)定數(shù)量由密度參數(shù)決定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，其中，所述區(qū)間信號(hào)上混裝置(130)被構(gòu)造成基于位置參數(shù)提供區(qū)間上混信號(hào)(132)，其中，對(duì)于多信道音頻信號(hào)的每個(gè)信道，基于區(qū)間信號(hào)的多信道音頻信號(hào)的一部分均基于位置參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，包括隨機(jī)位置產(chǎn)生器(930)，所述隨機(jī)位置產(chǎn)生器被構(gòu)造成用于產(chǎn)生隨機(jī)位置參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，其中，所述區(qū)間信號(hào)上混裝置(130)被構(gòu)造成基于傳播參數(shù)提供多個(gè)區(qū)間上混信號(hào)(132)，其中，多個(gè)區(qū)間上混信號(hào) (132)中的每個(gè)區(qū)間上混信號(hào)(13 都基于獨(dú)立的位置參數(shù)，其中多個(gè)位置參數(shù)基于傳播參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，其中，所述主信號(hào)上混裝置(Iio)被構(gòu)造成用于衰減與輸入音頻信號(hào)(102)的選擇區(qū)間相聯(lián)系的輸入音頻信號(hào)(102)的一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的裝置，包括控制器，所述控制器被構(gòu)造成用于使區(qū)間選擇器(120)、區(qū)間信號(hào)上混裝置(130)或組合器(140)停用，以使得多信道音頻信號(hào)(14 等于主多信道音頻信號(hào)(11 或就是主多信道音頻信號(hào)(112)，其中，所述控制器由輸入音頻信號(hào)(10 中包含的控制參數(shù)控制或由用戶界面控制。
12.一種基于輸入音頻信號(hào)產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)的方法(1000)，包括 (1010)基于輸入音頻信號(hào)提供主多信道音頻信號(hào)；(1020)基于輸入音頻信號(hào)的分析選擇或不選擇輸入音頻信號(hào)的區(qū)間，其中，提供輸入音頻信號(hào)的選擇區(qū)間、輸入音頻信號(hào)的處理選擇區(qū)間或與輸入音頻信號(hào)的選擇區(qū)間相聯(lián)系的參考信號(hào)作為區(qū)間信號(hào)；(1030)基于區(qū)間信號(hào)提供區(qū)間上混信號(hào)；以及(1040)疊加主多信道音頻信號(hào)和區(qū)間上混信號(hào)來獲得多信道音頻信號(hào)。
13.一種計(jì)算機(jī)程序，具有當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)或微控制器上運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求12所述方法的程序代碼。
全文摘要
一種基于輸入音頻信號(hào)(102)產(chǎn)生多信道音頻信號(hào)(142)的裝置(100)，包括主信號(hào)上混裝置(110)、區(qū)間選擇器(120)、區(qū)間信號(hào)上混裝置(110)和組合器(140)。主信號(hào)上混裝置(110)構(gòu)造成基于輸入音頻信號(hào)(102)提供主多信道音頻信號(hào)(112)。區(qū)間選擇器(120)構(gòu)造成基于輸入音頻信號(hào)(102)的分析選擇或不選擇輸入音頻信號(hào)(102)的區(qū)間。輸入音頻信號(hào)(102)的選擇區(qū)間、輸入音頻信號(hào)(102)的處理選擇區(qū)間或與輸入音頻信號(hào)(102)的選擇區(qū)間相關(guān)的參考信號(hào)被提供為區(qū)間信號(hào)(122)。區(qū)間信號(hào)上混裝置(130)構(gòu)造成基于區(qū)間信號(hào)(122)提供區(qū)間上混信號(hào)(132)，組合器(140)構(gòu)造成疊加主多信道音頻信號(hào)(112)和區(qū)間上混信號(hào)(132)以獲得多信道音頻信號(hào)(142)。
文檔編號(hào)H04S3/00GK102246543SQ200880132327
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者克里斯蒂安·斯托克爾梅爾, 奧利弗·黑爾慕斯, 安德烈亞斯·瓦爾特, 法爾科·里德魯施 申請(qǐng)人:弗蘭霍菲爾運(yùn)輸應(yīng)用研究公司