音頻設(shè)備及其音頻提供方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種音頻設(shè)備及其音頻提供方法，具體地講，涉及一種通過使用位于 同一平面上的多個(gè)揚(yáng)聲器來產(chǎn)生和提供給予高度感的虛擬音頻的音頻設(shè)備及其音頻提供 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著視頻和聲音處理技術(shù)的發(fā)展，已大量生產(chǎn)圖像和聲音品質(zhì)高的內(nèi)容。需要圖 像和聲音品質(zhì)高的內(nèi)容的用戶期望逼真的視頻和音頻，因此，已積極開展關(guān)于3維（3D)視 頻和3D音頻的研究。
[0003] 3D音頻是這樣的技術(shù)：多個(gè)揚(yáng)聲器位于水平面上的不同位置，并輸出相同的音頻 信號或不同的音頻信號，以使用戶能夠感知到空間感。然而，真實(shí)的音頻在水平面上的各個(gè) 位置被提供，還在不同的高度被提供。因此，需要開發(fā)用于有效地再現(xiàn)在不同的高度被提供 的音頻信號的技術(shù)。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖Ia所示，音頻信號通過與第一高度相應(yīng)的音色轉(zhuǎn)換濾波器 (例如，頭相關(guān)傳輸濾波器（HRTF)校正濾波器）被濾波，多個(gè)音頻信號通過復(fù)制濾波后的音 頻信號被產(chǎn)生。多個(gè)增益應(yīng)用單元分別基于分別與將輸出產(chǎn)生的多個(gè)音頻信號的多個(gè)揚(yáng)聲 器相應(yīng)的增益值，來對該產(chǎn)生的多個(gè)音頻信號進(jìn)行放大或衰減，放大或衰減后的聲音信號 分別通過相應(yīng)的揚(yáng)聲器被輸出。因此，可通過使用位于同一平面上的多個(gè)揚(yáng)聲器來產(chǎn)生給 予高度感的虛擬音頻。
[0005] 然而，在現(xiàn)有技術(shù)的虛擬音頻信號產(chǎn)生方法中，最佳聽音位置很窄，因此，在通過 系統(tǒng)真實(shí)地再現(xiàn)音頻的情況下，其性能是有限的。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖Ib中所 示，由于僅在一點(diǎn)（例如，位于中央的區(qū)域0)對音頻進(jìn)行最優(yōu)化和渲染，因此用戶在除了那 一點(diǎn)以外的區(qū)域（例如，位于中央左側(cè)的區(qū)域X)無法正常地聽到給予高度感的虛擬音頻信 號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明提供了一種音頻設(shè)備及其音頻提供方法，其中，由于通過使用延時(shí)值，多個(gè) 虛擬音頻信號形成具有平面波的聲場，用戶能夠在各個(gè)區(qū)域聽到虛擬音頻信號。
[0008] 此外，本發(fā)明提供了一種基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型， 基于根據(jù)頻率的不同的增益值的音頻設(shè)備及其音頻提供方法，其中，通過所述音頻設(shè)備及 其音頻提供方法，用戶能夠在各個(gè)區(qū)域聽到虛擬音頻信號。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供了一種由音頻設(shè)備執(zhí)行的音頻提供方法，其中，所 述音頻提供方法包括：接收包括多個(gè)聲道的音頻信號；通過將具有所述多個(gè)聲道之中給予 高度感的聲道的音頻信號施加到濾波器來產(chǎn)生將分別被輸出到多個(gè)揚(yáng)聲器的多個(gè)虛擬音 頻信號，其中，濾波器將所述音頻信號處理為具有高度感；將組合增益值和延時(shí)值應(yīng)用于所 述多個(gè)虛擬音頻信號，使得通過所述多個(gè)揚(yáng)聲器分別被輸出的所述多個(gè)虛擬音頻信號形成 具有平面波的聲場；通過所述多個(gè)揚(yáng)聲器分別輸出應(yīng)用了組合增益值和延時(shí)值的所述多個(gè) 虛擬音頻信號。
[0011] 所述產(chǎn)生將分別被輸出到多個(gè)揚(yáng)聲器的多個(gè)虛擬音頻信號的步驟可包括：將濾波 后的音頻信號復(fù)制為與所述多個(gè)揚(yáng)聲器的數(shù)量相應(yīng)；將與所述多個(gè)揚(yáng)聲器中的每一個(gè)揚(yáng)聲 器相應(yīng)的平移增益值應(yīng)用于通過所述復(fù)制而獲得的多個(gè)音頻信號中的每一個(gè)音頻信號，使 得濾波后的音頻信號具有虛擬的高度感，從而產(chǎn)生所述多個(gè)虛擬音頻信號。
[0012] 所述應(yīng)用步驟可包括：將與所述多個(gè)揚(yáng)聲器之中的用于實(shí)現(xiàn)具有平面波的聲場的 至少兩個(gè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的虛擬音頻信號乘以組合增益值；將延時(shí)值應(yīng)用于與所述至少兩個(gè)揚(yáng) 聲器相應(yīng)的虛擬音頻信號。
[0013] 所述應(yīng)用步驟可包括：將增益值0應(yīng)用于與所述多個(gè)揚(yáng)聲器之中的除了所述至少 兩個(gè)揚(yáng)聲器以外的揚(yáng)聲器相應(yīng)的音頻信號。
[0014] 所述應(yīng)用步驟可包括：將延時(shí)值應(yīng)用于分別與所述多個(gè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的所述多個(gè)虛 擬音頻信號；將應(yīng)用了延時(shí)值的所述多個(gè)虛擬音頻信號乘以最終增益值，其中，最終增益值 通過將平移增益值與組合增益值相乘來獲得。
[0015] 將音頻信號處理為具有高度感的濾波器可以是頭相關(guān)傳輸濾波器（HRTF)。
[0016] 所述分別輸出應(yīng)用了組合增益值和延時(shí)值的所述多個(gè)虛擬音頻信號的步驟可包 括：將與特定聲道相應(yīng)的虛擬音頻信號和具有所述特定聲道的音頻信號相混合，以通過與 所述特定聲道相應(yīng)的揚(yáng)聲器輸出通過所述混合而獲得的音頻信號。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種音頻設(shè)備，其中，所述音頻設(shè)備包括：輸 入單元，被配置為接收包括多個(gè)聲道的音頻信號；虛擬音頻產(chǎn)生單元，被配置為將具有所述 多個(gè)聲道之中給予高度感的聲道的音頻信號施加到濾波器，以產(chǎn)生將分別被輸出到多個(gè)揚(yáng) 聲器的多個(gè)虛擬音頻信號，其中，濾波器被配置為將所述音頻信號處理為具有高度感；虛擬 音頻處理單元，被配置為將組合增益值和延時(shí)值應(yīng)用于所述多個(gè)虛擬音頻信號，使得通過 所述多個(gè)揚(yáng)聲器分別被輸出的所述多個(gè)虛擬音頻信號形成具有平面波的聲場；輸出單元， 被配置為通過所述多個(gè)揚(yáng)聲器分別輸出應(yīng)用了組合增益值和延時(shí)值的所述多個(gè)虛擬音頻 信號。
[0018] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將濾波后的音頻信號復(fù)制為與所述多個(gè)揚(yáng)聲 器的數(shù)量相應(yīng)，并將與所述多個(gè)揚(yáng)聲器中的每一個(gè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的平移增益值應(yīng)用于通過所 述復(fù)制獲得的多個(gè)音頻信號中的每一個(gè)音頻信號，使得濾波后的音頻信號具有虛擬的高度 感，從而產(chǎn)生所述多個(gè)虛擬音頻信號。
[0019] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將與所述多個(gè)揚(yáng)聲器之中的用于實(shí)現(xiàn)具有平面 波的聲場的至少兩個(gè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的虛擬音頻信號乘以組合增益值，并將延時(shí)值應(yīng)用于與所 述至少兩個(gè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的虛擬音頻信號。
[0020] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將增益值0應(yīng)用于與所述多個(gè)揚(yáng)聲器之中的除 了所述至少兩個(gè)揚(yáng)聲器以外的揚(yáng)聲器相應(yīng)的音頻信號。
[0021] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將延時(shí)值應(yīng)用于分別與所述多個(gè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的 所述多個(gè)虛擬音頻信號，并將應(yīng)用了延時(shí)值的所述多個(gè)虛擬音頻信號乘以最終增益值，其 中，最終增益值是通過將平移增益值與組合增益值相乘而獲得的。
[0022] 被配置為將音頻信號處理為具有高度感的濾波器可以是頭相關(guān)傳輸濾波器 (HRTF)〇
[0023] 輸出單元還可被配置為：將與特定聲道相應(yīng)的虛擬音頻信號和具有所述特定聲道 的音頻信號相混合，以通過與所述特定聲道相應(yīng)的揚(yáng)聲器輸出通過所述混合而獲得的音頻 信號。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種由音頻設(shè)備執(zhí)行的音頻提供方法，其中， 所述音頻提供方法包括：接收包括多個(gè)聲道的音頻信號；將具有所述多個(gè)聲道之中給予高 度感的聲道的音頻信號施加到濾波器，其中，濾波器將所述音頻信號處理為具有高度感；通 過基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型，根據(jù)頻率將不同的增益值應(yīng)用于 所述音頻信號來產(chǎn)生多個(gè)虛擬音頻信號；通過多個(gè)揚(yáng)聲器分別輸出所述多個(gè)虛擬音頻信 號。
[0025] 所述產(chǎn)生多個(gè)虛擬音頻信號的步驟可包括：將濾波后的音頻信號復(fù)制為與揚(yáng)聲器 的數(shù)量相應(yīng)；基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型來確定同側(cè)揚(yáng)聲器和對 側(cè)揚(yáng)聲器；將低頻帶加強(qiáng)濾波器應(yīng)用于與同側(cè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的虛擬音頻信號，并將高通濾波 器應(yīng)用于與對側(cè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的虛擬音頻信號；將平移增益值乘以與同側(cè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的音頻 信號和與對側(cè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的音頻信號，以產(chǎn)生所述多個(gè)虛擬音頻信號。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種音頻設(shè)備，其中，所述音頻設(shè)備包括：輸 入單元，接收包括多個(gè)聲道的音頻信號；虛擬音頻產(chǎn)生單元，將具有所述多個(gè)聲道之中給予 高度感的聲道的音頻信號施加到濾波器，并通過基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號 的聲道類型，根據(jù)頻率將不同的增益值應(yīng)用于所述音頻信號來產(chǎn)生多個(gè)虛擬音頻信號，其 中，濾波器將所述音頻信號處理為具有高度感；輸出單元，分別通過多個(gè)揚(yáng)聲器輸出所述多 個(gè)虛擬音頻信號。
[0027] 虛擬音頻產(chǎn)生單元可將濾波后的音頻信號復(fù)制為與揚(yáng)聲器的數(shù)量相應(yīng)，基于將從 其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型來確定同側(cè)揚(yáng)聲器和對側(cè)揚(yáng)聲器，將低頻帶加 強(qiáng)濾波器應(yīng)用于與同側(cè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的虛擬音頻信號，將高通濾波器應(yīng)用于與對側(cè)揚(yáng)聲器相 應(yīng)的虛擬音頻信號，并將平移增益值乘以與同側(cè)揚(yáng)聲器相應(yīng)的音頻信號和與對側(cè)揚(yáng)聲器相 應(yīng)的音頻信號，以產(chǎn)生所述多個(gè)虛擬音頻信號。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種由音頻設(shè)備執(zhí)行的音頻提供方法，其中， 所述音頻提供方法包括：接收包括多個(gè)聲道的音頻信號；確定是否以給予高度感的形式對 具有所述多個(gè)聲道之中的給予高度感的聲道的音頻信號進(jìn)行渲染；基于確定結(jié)果將所述多 個(gè)聲道之中的一些聲道施加到濾波器，其中，濾波器將所述一些聲道處理為具有高度感；將 增益值應(yīng)用于應(yīng)用了濾波器的信號以產(chǎn)生多個(gè)虛擬音頻信號；通過所述多個(gè)揚(yáng)聲器分別輸 出所述多個(gè)虛擬音頻信號。
[0029] 所述確定步驟可包括：基于所述多個(gè)聲道之間的相關(guān)性和相似度，確定是否以給 予高度感的形式對具有給人予高度感的聲道的音頻信號進(jìn)行渲染。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供了一種由音頻設(shè)備執(zhí)行的音頻提供方法，所述音 頻提供方法包括：接收包括多個(gè)聲道的音頻信號；將所述多個(gè)聲道之中的至少一些聲道施 加到濾波器以產(chǎn)生虛擬音頻信號，其中，濾波器將所述至少一些聲道處理為具有高度感；通 過可由外部裝置運(yùn)行的編解碼器對產(chǎn)生的虛擬音頻信號進(jìn)行重新編碼；將重新編碼后的虛 擬音頻信號輸出到外部。
[0031] 有益效果
[0032] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，用戶在各個(gè)位置聽到音頻設(shè)備提供的給予 高度感的虛擬音頻信號。
【附圖說明】
[0033] 圖Ia和圖Ib是用于描述現(xiàn)有技術(shù)的虛擬音頻提供方法的示圖；
[0034] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的音頻設(shè)備的配置的框圖；
[0035] 圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有平面波聲場的虛擬音頻的示圖；
[0036] 圖4至圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明各個(gè)示例性實(shí)施例的對11. 1聲道的音頻信號 進(jìn)行渲染以通過7. 1聲道揚(yáng)聲器輸出渲染后的音頻信號的方法的示圖；
[0037] 圖8是用于描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的由音頻設(shè)備執(zhí)行的音頻提供方法 的示圖；
[0038] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的音頻設(shè)備的配置的框圖；
[0039] 圖10和圖11是用于描述根據(jù)本發(fā)明各個(gè)示例性實(shí)施例的