專利名稱：使用多通道信號控制再生單元的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制包括多個再生元件的聲場再生單元的一種方法和裝置，其使用多個聲音或聲學(xué)信號，每一個與相對于空間中給定一點定義的一個預(yù)定的總的再生方向相關(guān)聯(lián)。
背景技術(shù)：
這種信號集通常以“多通道信號”表述并對應(yīng)于稱為通道的多個信號，它們彼此平行或多路復(fù)用，并且其每一個用于排布在相對于給定點的預(yù)定總方向的一個再生元件或一組再生元件。
例如，已知的一種傳統(tǒng)的多通道系統(tǒng)名為“5.1 ITU-R BF 775-1”，并包括五個通道，用于放置在相對于收聽中心的五個預(yù)定總方向的再生元件，這些方向由角度0°，+30°，-30°，+110°和-110°定義。
因而這種排布對應(yīng)于在中心前端揚聲器或揚聲器組的排布，在前端右和左側(cè)每側(cè)一個，并在后端右和左側(cè)每側(cè)一個。
由于控制信號每一個都與特定的方向相關(guān)聯(lián)，這些信號向其元件不對應(yīng)于預(yù)定空間配置的再生單元的施加，引起再生的聲場實質(zhì)的變形。
有些系統(tǒng)在通道上結(jié)合了延遲裝置，以至少部分地補償再生元件與收聽中心之間的距離。然而這些系統(tǒng)不能使再生單元在所考慮的空間中排布。
因而明顯的是還沒有一種方法和系統(tǒng)，允許使用多通道型信號進行有任何空間配置再生單元的高質(zhì)量再生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過定義一種方法和系統(tǒng)，用于控制其空間配置可為任何類型的再生單元，而克服這一問題。
本發(fā)明涉及一種控制包括多個再生元件的聲場再生單元的方法，每一個單元與相對于空間中給定一個點定義的一個預(yù)定的總再生方向相關(guān)聯(lián)，以獲得特定性質(zhì)的再生聲場，這些特性基本上與單元的固有再生特性無關(guān)，其特征在于該方法包括-確定再生單元的至少空間特性的步驟，允許在至少一個再生單元元件的情形下確定表示其相對于給定的點在空間三維中的位置的參數(shù)；-使用再生單元的至少空間特性和與多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號相關(guān)的預(yù)定的總再生方向，確定適配濾波器的步驟；-通過向多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號施加適配濾波器，用于確定用于控制再生單元元件的至少一個信號的步驟；-用于提供至少一個控制信號以施加到再生單元的步驟。
根據(jù)其它特性-用于確定再生單元的至少空間特性的步驟包括一個獲取子步驟，使再生單元的所有或某些特性可被確定；-用于確定再生單元的至少空間特性的步驟包括一個定標(biāo)子步驟，使得再生單元的所有或某些特性可被提供；-在至少一個再生單元的情形下，定標(biāo)子步驟包括-向再生單元的至少一個元件傳送特定信號的子步驟；-獲取由至少一個元件響應(yīng)發(fā)出的聲波的子步驟；-用于把獲取的信號轉(zhuǎn)換為表示發(fā)出的聲波的有限個系數(shù)的子步驟；-用于根據(jù)表示發(fā)出的聲波的系數(shù)確定元件的空間和/或聲音參數(shù)的子步驟；-定標(biāo)子步驟還包括用于確定在再生單元的至少一個元件的空間三維中至少一維的位置的子步驟；-定標(biāo)步驟包括用于確定再生單元的至少一個元件的頻率響應(yīng)的子步驟；
-用于確定適配濾波器的步驟包括-用于確定表示濾波器的解碼矩陣的子步驟，其允許對由再生單元的空間特性引起的再生中的變化作出補償；-用于確定表示與多個輸入信號每一數(shù)據(jù)信號相關(guān)聯(lián)的預(yù)定總方向的理想的多通道輻射矩陣的子步驟；以及-使用解碼矩陣及多通道輻射矩陣，確定表示適配濾波器矩陣的子步驟；-用于確定適配濾波器的步驟包括多個計算子步驟，其提供適配濾波器的空間精確性的極限量級，提供對應(yīng)于表示聲場重構(gòu)期間空間中所希望的精確性分布的空間窗口的矩陣，以及表示再生單元的輻射的矩陣，用于計算解碼矩陣的子步驟使用這些計算子步驟的結(jié)果進行；-用于解碼理想的多通道輻射和適配的矩陣與頻率無關(guān)，用于確定通過施加適配濾波器而控制再生單元元件的至少一個信號的步驟，對應(yīng)于簡單的后跟延遲的線性組合；-用于確定再生單元特性的步驟允許確定再生單元的聲音特性，且該方法包括確定用于這些聲音特性的補償濾波器的一個步驟，用于確定至少一個控制信號的步驟包括施加聲音補償濾波器的子步驟；-用于確定聲音特性的步驟適于提供參數(shù)，這些參數(shù)表示在至少一個元件的情形下其頻率響應(yīng)；-用于確定至少一個控制信號的步驟包括用于調(diào)節(jié)增益并施加延遲的子步驟，以便作為它們與給定點的距離的函數(shù)時間上與再生元件的波前對準(zhǔn)。
本發(fā)明涉及一種計算機程序，包括當(dāng)程序由計算機執(zhí)行時用于執(zhí)行該方法步驟的程序代碼指令。
本發(fā)明還涉及可移動介質(zhì)，包括至少一個處理器和一個非易失存儲器元件，其特征在于，存儲器包括一個程序，該程序包括當(dāng)處理器執(zhí)行該程序時用于執(zhí)行該方法步驟的代碼指令。
本發(fā)明還涉及一種設(shè)備，用于控制包括多個再生元件的聲場再生單元，該設(shè)備包括用于多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號的輸入裝置，每一信號與相對于給定點定義的預(yù)定的總再生方向相關(guān)聯(lián)，其特征在于還包括-用于確定再生單元的至少空間特性的裝置，在再生單元的至少一個元件的情形下，其允許確定表示其在空間三維中相對于給定點的位置的參數(shù)；-使用再生單元的至少空間特性，和與多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的總再生方向，用于確定適配濾波器的裝置；以及-用于確定至少一個信號的裝置，通過向多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號施加適配濾波器，用于控制再生單元的元件。
根據(jù)這一設(shè)備的其它特性-用于確定再生單元的至少空間特性的裝置，包括用于直接獲取這些特性的裝置；-其適于與定標(biāo)裝置相關(guān)聯(lián)，允許確定再生單元的至少空間特性；-定標(biāo)裝置包括用于獲取聲波的裝置，該裝置包括四個根據(jù)一般四面體形狀排布的壓力傳感器；-用于確定特性的裝置適于確定再生單元的至少一個再生元件的聲音特性，該設(shè)備包括使用聲音特性確定聲音補償濾波器的裝置，以及用于確定至少一控制信號的裝置，適用于施加聲音補償濾波器；-用于確定聲音特性的裝置適于確定再生單元的元件的頻率響應(yīng)。
本發(fā)明還涉及一種用于處理音頻和視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備，其包括用于確定多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號的裝置，每一信號與由給定的點定義的預(yù)定的總的再生方向相關(guān)聯(lián)，其特征在于還包括用于控制再生單元的一個設(shè)備；-用于確定多個輸入信號的裝置通過用于讀取和解碼數(shù)字音頻和/或視頻盤的一個單元形成。


在閱讀了以下僅以例子的方式并參照附圖給出的描述時，將可更好地理解本發(fā)明圖1是一個球面坐標(biāo)系的表示；圖2是根據(jù)本發(fā)明的再生系統(tǒng)的圖示；圖3是本發(fā)明方法的流程圖；圖4是在本發(fā)明方法中使用的定標(biāo)裝置的圖示；圖5是定標(biāo)步驟詳細(xì)的流程圖；圖6是對于定標(biāo)步驟實現(xiàn)所使用的傳感器的簡化表示；圖7是確定適配濾波器步驟的詳細(xì)流程圖；以及圖8和9是用于確定控制信號的裝置的圖示；以及圖10是適應(yīng)本發(fā)明方法的裝置的實施例的圖示。
具體實施例方式
圖1示出一個傳統(tǒng)的球面坐標(biāo)系，以指示文中參照的坐標(biāo)系。
這一坐標(biāo)系是具有原點O并包括三個軸線(OX)，(OY)和(OZ)的正交坐標(biāo)系。
在這一坐標(biāo)系中，指示的位置x→借助于其球面坐標(biāo)(r，θ，φ)描述，其中R標(biāo)記相對于原點O的距離，θ標(biāo)記垂直面中的方向，φ標(biāo)記水平面中的方向。
在這種坐標(biāo)系中，如果p(r，θ，φ，t)所指示的聲壓在所有的點在每一時刻被定義，其時間付立葉變換指示為p(r，θ，φ，f)，其中f標(biāo)記頻率，則聲場是已知的。
本發(fā)明基于使用時空函數(shù)族，使任何聲場的特性能夠被描述。
在所述的實施例中，這些函數(shù)是稱為第一類付立葉-貝塞爾函數(shù)，以下它們將被稱為付立葉-貝塞爾函數(shù)。
在沒有聲源且沒有障礙物的區(qū)域中，付立葉-貝塞爾函數(shù)是波方程式的解，并構(gòu)成了產(chǎn)生由位于這一區(qū)域之外的聲源產(chǎn)生的所有聲場的基礎(chǔ)。
因而任何三維聲場，根據(jù)付立葉-貝塞爾逆變換的表達式，由付立葉-貝塞爾函數(shù)的一個線性組合表示，立葉-貝塞爾逆變換表示為
P(r,θ,φ,f)=4πΣl=0∞Σm=-1lPl,m(f)jljl(kr)ylm(θ,φ)]]>在這方程中，項Pl，m(f)按定義是場p(r，θ，φ，t)的付立葉-貝塞爾系數(shù)，k＝2πf/c，c是空氣中的聲速(340ms-1)，jl(kr)是第一類且l階的球面貝塞爾函數(shù)，由j1(x)=π2xj1+1/2(x)]]>定義，其中jv(x)是第一類且v階的貝塞爾函數(shù)，而ylm(θ，φ)是l階(order)與m項的實球面調(diào)和函數(shù)，m的范圍從-l到l，定義如下 在這方程中，Plm(x)是按以下定義的相關(guān)勒讓德函數(shù)Plm(x)=2l+12(l-m)!(l+m)!(1-x2)m/2dmdxmPl(x)]]>Pl(x)表示由以下定義的勒讓德多項式Pl(x)=12ll!dldxl(x2-1)l]]>付立葉-貝塞爾系數(shù)在時域中還由對應(yīng)于系數(shù)Pl，m(f)的時間付立葉反變換的系數(shù)Pl，m(t)表示。
在一種變形中，本發(fā)明的方法基于一些函數(shù)操作，這些函數(shù)表示為付立葉-貝塞爾函數(shù)的可選無限線性組合。
圖2示意示出使用本發(fā)明的方法的一種再生系統(tǒng)。
這一系統(tǒng)包括控制再生單元2的一個解碼器或適配器1，再生單元包括多個元件31到3N，諸如揚聲器，反射板或任何其它聲源或聲源組，它們在收聽點4以任何方式排布。稱為再生單元中心5的坐標(biāo)系的原點O，在收聽點4任意放置。
空間的，聲音的以及電動特性集被認(rèn)為是再生單元2的固有特性。
適配器1接收多通道型輸入信號SI，包括被再生的聲音數(shù)據(jù)，及包括表示再生單元2的至少空間特性的定義信號SL，并特別允許確定參數(shù)，這些參數(shù)在再生單元2的至少一個元件3n的情形下，表示其相對于給定點5在空間三維的位置。
在對應(yīng)于本發(fā)明方法的處理操作結(jié)束時，為每一個元件或元件組31到3N，適配器1傳送特定的控制信號sc1到scN。
圖3示意示出根據(jù)本發(fā)明的方法的主要步驟，該方法與諸如參照圖2所述的再生系統(tǒng)一起使用。
該方法包括用于確定工作參數(shù)的一個步驟10，適于允許至少確定再生單元2的空間特性。
步驟10包括一個參數(shù)獲取步驟20和/或定標(biāo)步驟30，使得再生單元2的特性能夠被確定和/或測量。
在所述的實施例中，步驟10還包括一個步驟40，用于確定描述與多通道輸入信號SI的各通道相關(guān)的預(yù)定總方向的參數(shù)。
在步驟10結(jié)束時，確定至少與每一輸入通道相關(guān)的各預(yù)定總方向相關(guān)的數(shù)據(jù)，以及再生單元2的每一元件或元件3n組的空間三維位置。
這些數(shù)據(jù)用于步驟50以確定適配濾波器，以便考慮再生單元2的空間特性，為的是定義使多通道輸入信號適配于再生單元2的特定空間配置的濾波器。
步驟10最好還使得對于再生單元2的31到3N的所有或某些元件的聲音特性可被確定。
這種情形下，該方法包括步驟60，用于確定聲音補償濾波器，使得元件31到3N的特定聲音特性的影響可被補償。
這樣在步驟50并最好在步驟60定義的濾波器，能夠存儲在一個存儲器中，使得只要再生單元2的空間配置和/或多通道輸入信號被修改，就要重復(fù)步驟10，50和60。
這時該方法包括一個步驟70，用來確定用于再生單元2的控制信號sc1到scN，包括子步驟80，用來向形成多通道輸入信號SI的各通道c1(t)到cQ(t)施加在步驟50確定的適配濾波器，并最好包括子步驟90，用于施加在步驟60確定的聲音補償濾波器。
這樣信號sc1到scN施加到再生單元2的元件31到3n，以便產(chǎn)生由多通道輸入信號SI表示的聲場，優(yōu)化適配再生單元2的空間，及最好聲音特性。
因而明顯的是，由于使用本發(fā)明的方法，再生聲場的特性基本上與再生單元2的固有再生特性無關(guān)，并特別是與其空間配置無關(guān)。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述本發(fā)明方法的主要步驟。
在參數(shù)獲取步驟20，操縱者或適當(dāng)?shù)拇鎯ζ飨到y(tǒng)能夠指定所有或一些計算參數(shù)并特別是-參數(shù)x→，借助于坐標(biāo)rn，θn，φn以球面坐標(biāo)系表達并表示相對于收聽中心位置的元件3n的位置；和/或-參數(shù)Hn(f)，表示元件3n的頻率響應(yīng)。
這一步驟20借助于傳統(tǒng)類型的接口實現(xiàn)，諸如微型計算機或任何其它適當(dāng)?shù)难b置。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地說明定標(biāo)步驟30以及用于實現(xiàn)這一步驟的裝置。
圖4詳細(xì)示出定標(biāo)裝置。它們包括一個分解模塊91，一個脈沖響應(yīng)確定模塊92，及一個定標(biāo)參數(shù)確定模塊93。
定標(biāo)裝置適于連接到聲音獲取裝置100，諸如話筒或任何其它適當(dāng)?shù)难b置，并適于又連接到再生單元2的每一元件3n，以便對這一元件數(shù)據(jù)采樣。
圖5詳細(xì)示出定標(biāo)步驟30的實施例，該步驟由上述的定標(biāo)裝置使用并使再生單元2的特性可被測量。
在子步驟32，定標(biāo)裝置傳送特定的信號un(t)，諸如MLS(最大長度序列)偽隨機序列用于元件3n。獲取裝置100在子步驟34響應(yīng)收到信號un(t)接收由元件3n發(fā)出的聲波，并向分解模塊91傳送表示收到的波的I信號cp1(t)到cpl(t)。
在子步驟36，分解模塊91把由獲取裝置100檢測到的信號分解為有限數(shù)目的付立葉-貝塞爾系數(shù)ql，m(t)。
例如，獲取裝置100由位于半徑R的四面體的4個頂點的四個壓力傳感器組成，如參照圖6所示。因而4個壓力傳感器的信號表示為cp1(t)到cp4(t)。表示所檢測到的聲場的系數(shù)q0，0(t)到q1，1(t)根據(jù)以下關(guān)系從信號cp1(t)到cp4(t)推導(dǎo)
Q0,0(f)=14πCP1(f)+CP2(f)+CP3(f)-CP4(f)4]]>Q1,-1(f)=-38πc2πjRf(CP1(f)-CP2(f)+CP3(f)-CP4(f))]]>Q1,0(f)=-38πc2πjRf(CP1(f)+CP2(f)-CP3(f)-CP4(f))]]>Q1,1(f)=-38πc2πjRf(CP1(f)-CP2(f)-CP3(f)+CP4(f))]]>在這些關(guān)系中CP1(f)到CP4(f)是cp1(t)到cp4(t)的付立葉變換，而Q0，0(f)到Q1，1(f)是q0，0(t)到q1，1(t)的付立葉變換。
當(dāng)這些系數(shù)由模塊91定義時，它們定址到響應(yīng)確定模塊92。
在子步驟38，響應(yīng)確定模塊92確定脈沖響應(yīng)hpl，m(t)，其鏈接到付立葉-貝塞爾系數(shù)ql，m(t)及傳送的信號un(t)。確定的方法依賴于傳送的特定的信號。所述的實施例使用適用于MLS型信號的方法，諸如相關(guān)法。
由響應(yīng)確定模塊92提供的脈沖響應(yīng)定址到參數(shù)確定模塊93。
在子步驟39，模塊93推導(dǎo)關(guān)于再生單元元件的數(shù)據(jù)。
在所述的實施例中，參數(shù)確定模塊93基于其響應(yīng)hp0，0(t)和聲音從元件3n到獲取裝置100傳播所用時間的測量，借助于估計響應(yīng)hp0，0(t)延遲的方法，確定元件3n與中心5之間的距離rn。
元件3n的方向(θn，φn)通過計算施加到在時刻t所取的響應(yīng)hp0，0(t)到hp1，1(t)的逆球面付立葉變換的最大值推導(dǎo)，這里hp0，0(t)處于最大值。坐標(biāo)θn和φn最好在圍繞時刻hp0，0(t)選擇的幾個時刻估計，這里hp0，0(t)處于最大值。坐標(biāo)θn和φn的最后確定借助于各估計之間求平均的技術(shù)獲得。
這樣在所述的實施例中，獲取裝置100能夠明確地對源在空間中的方向進行編碼。
通過變化，基于在hpl，m(t)之中可得的其它的響應(yīng)估計坐標(biāo)θn和φn，或在頻域中基于對應(yīng)于響應(yīng)hpL，m(t)的付立葉變換的響應(yīng)HPl，m(f)對它們進行估計。
步驟30使得參數(shù)rn，θn，φn可被確定。
在所述的實施例中，模塊93基于來自響應(yīng)確定模塊92的響應(yīng)hpl，m(t)還提供了每一元件3n的轉(zhuǎn)移函數(shù)Hn(f)。
第一個解決方案在于構(gòu)成對應(yīng)于響應(yīng)hp0，0(t)部分的選擇的響應(yīng)hp’0，0(t)，其包含，沒有由收聽點4引入的反射的非零信號。通過先前開窗口的響應(yīng)hp’0，0(t)的付立葉變換推導(dǎo)出頻率響應(yīng)Hn(f)。該窗口可從傳統(tǒng)的平滑窗口之中選擇，諸如矩形，漢明，漢寧及Blackman窗口。
第二個更復(fù)雜的解決方案在于，向模塊并最好向通過響應(yīng)hp0，0(t)的付立葉變換獲得的頻率響應(yīng)HP0，0(f)的相位施加平滑。對于每一頻率f，通過關(guān)于f為中心的窗口響應(yīng)HP0，0(f)的卷積獲得平滑。這一卷積對應(yīng)于圍繞頻率f的響應(yīng)HP0，0(f)的平均。該窗口可從傳統(tǒng)窗口選擇，例如矩形，三角形和漢明窗口。該窗口的寬度最好隨頻率而變化。例如，窗口的寬度可正比于平滑所施加的頻率f。與固定的窗口相比，能夠隨頻率變化的窗口允許至少部分地消除高頻中的空位(roomeffect)效果，同時避免了在低頻截斷響應(yīng)HP0，0(f)的效果。
對于再生單元2的所有元件31到3N重復(fù)子步驟32到39。
通過變化，定標(biāo)裝置包括獲取與元件31到3N相關(guān)的數(shù)據(jù)的其它裝置，諸如激光位置測量裝置，使用通路形成技術(shù)處理信號的裝置，或任何其它適當(dāng)?shù)难b置。
實現(xiàn)定標(biāo)步驟30的裝置，例如是通過電子卡或計算機程序或任何其它適當(dāng)?shù)难b置構(gòu)成的。
如上所述，步驟40允許確定描述多通道輸入信號的格式的參數(shù)，并特別是與每一通道相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的總方向。
這一步驟40可對應(yīng)于由操縱者對從一格式列表所作的格式的選擇，這些格式每一個與存儲在存儲器的參數(shù)相關(guān)聯(lián)，并還可對應(yīng)于對通道輸入信號進行的自動格式檢測。另外，該方法適用于給定多通道信號格式的信號。在另一實施例中，步驟40使用戶通過人工獲取描述與每一通道相關(guān)聯(lián)的方向的參數(shù)，能夠規(guī)定他自己的格式。
明顯的是，形成參數(shù)確定步驟10的步驟20，30和40至少允許確定用于在再生單元2的元件3n的空間中定位的參數(shù)，以及多通道信號SI的格式。
圖7示出用于確定適配濾波器的步驟50的詳細(xì)流程圖。
這一步驟包括多個子步驟，用于計算并確定表示事先確定的參數(shù)的矩陣。
這樣，在子步驟51中，一個參數(shù)L，稱為表示在用于確定適配濾波器的步驟50所希望的空間精確性的極限階數(shù)，例如按以下的方式-由再生單元2的一對元件形成的最小角度amin借助于三角法關(guān)系自動計算，例如an1*,n2*=acos(sinθn1sinθn2cos(φn1-φn2)+cosθn1cosθn2)]]>αmin＝min(αn1，n2)在n1≠n2的對(n1，n2)集之中；并且-然后，作為符合以下關(guān)系的最大整數(shù)自動確定最大階數(shù)LL＜π/αmin這時用于確定適配濾波器的步驟50包括子步驟52，該子步驟用于確定用來對聲場加權(quán)的矩陣W。這一矩陣W對應(yīng)于空間窗口W(r，f)，該窗口表示在空間中場重新構(gòu)成期間所需的精確性的分布。這種窗口使得能夠規(guī)定場被正確重構(gòu)的區(qū)域的大小和形狀。例如，這可以是中心在再生單元的中心5的球。在所述的實施例中，空間窗口和矩陣W與頻率無關(guān)。
W是大小為(L+1)2的一個對角矩陣，其包含加權(quán)系數(shù)Wl，并且其中每一系數(shù)數(shù)Wl在對角線連續(xù)2l+1次。因而矩陣W有以下的形式 在所述的實施例中，由系數(shù)Wl所取的值是一個函數(shù)的值，諸如按l估計的大小為2l+1的漢明窗口，使得參數(shù)Wl對于從0到L的l確定。
然后步驟50包括一個子步驟53，用于確定表示再生單元的輻射的矩陣M，特別是基于位置參數(shù) 輻射的矩陣M使得能夠作為其收到的信號的一個函數(shù)，推導(dǎo)表示由再生單元的每一元件3n發(fā)射的聲場的付立葉-貝塞爾系數(shù)。
M是由元素Ml，m，n構(gòu)成的大小為(L+1)2乘N的一個矩陣，下標(biāo)l，m標(biāo)記行l(wèi)2+l+m，而n標(biāo)記列n。因而矩陣M有以下形式M0,0,1M0,0,2······M0,0,NM1,-1,1M1,-1,2······M1,-1,NM1,0,1M1,0,2······M1,0,NM1,1,1M1,1,2······M1,1,N·········ML,-L,1ML,-L,2······ML1-L,N·········ML,0,1ML,0,2······ML,0,N·········ML,L,1ML,L,2······ML,L,N]]>在所述的實施例中，元素Ml，m，n基于平面波輻射模型獲得，結(jié)果是Ml,m,n=ylm(θn,φn)]]>這樣定義的矩陣M表示再生單元的輻射。具體來說，M表示再生單元的空間配置。
子步驟51到53可順序地或同時執(zhí)行。
這時用于確定適配濾波器的步驟50包括一子步驟54，用于考慮事先確定的再生系統(tǒng)2參數(shù)的集合，以便提供表示所謂重構(gòu)濾波器的解碼矩陣D。
矩陣D的元素Dn，l，m對應(yīng)于重構(gòu)濾波器，這些矩陣當(dāng)施加到已知的聲場的付立葉-貝塞爾系數(shù)Pl，m(f)時，允許確定用于控制再生單元的信號，以便再生這一聲場。
因而解碼矩陣D是輻射矩陣M的逆。
矩陣D是在涉及補充優(yōu)化參數(shù)的約束下從矩陣M借助于逆向方法獲得的。
在所述的實施例中，由于對聲場W加權(quán)的矩陣，該矩陣特別能夠使再生的聲場中的空間畸變降低，步驟50適用于進行優(yōu)化操作。
這一矩陣D根據(jù)以下表達式特別從矩陣M提供
D＝(MTWM)-1MTW其中MT是M的共軛轉(zhuǎn)置矩陣。
在所述的實施例中，矩陣M和W與頻率無關(guān)，于是矩陣D同樣與頻率無關(guān)。矩陣D由所指的元素Dn，l，m按以下方式組織構(gòu)成D1,0,0D1,1,-1D1,1,0D1,1,1···D1,L,-L···D1,L,0···D1,L,LD2,0,0D2,1,-1D2,1,0D2,1,1···D2,L,-L···D2,L,0···D2,L,L·····················DN,0,0DN,1,-1DN,1,0DN,1,1···DN,L,-L···DN,L,0···DN,L,L]]>這樣步驟54基于所提供再生單元的任何配置，使能夠提供表示所謂重構(gòu)濾波器并允許聲場重構(gòu)的矩陣D。由于這一矩陣，本發(fā)明的方法使得能夠考慮再生單元2的配置，并特別地補償由其特定的空間配置引起的聲場的改變。
通過變化，涉及再生單元2的參數(shù)可作為頻率的函數(shù)而變化。
例如，在這種實施例中，矩陣D的每一元素Dn，l，m(f)可通過使N個控制信號每一個，與在每一頻率f規(guī)定振幅的方向函數(shù)Dn(θ，φ，f)相關(guān)聯(lián)而被確定，并最好是與在方向(θ，φ)的平面波的情形下控制信號scn所需的相位。
方向性函數(shù)Dn(θ，φ，f)意味著使實值或復(fù)數(shù)值與每一空間方向相關(guān)的一個函數(shù)，這可選地是一個頻率的函數(shù)或頻率范圍。
在所述的實施例中，方向性函數(shù)與頻率無關(guān)并指示為Dn(θ，φ)。
這些方向性函數(shù)Dn(θ，φ)可通過規(guī)定理想的場與由再生單元再生的同一場之間的特定物理量符合預(yù)定規(guī)律而被確定。例如，這些量可以是在中心的壓力及速度向量的指向。在某些情形下，希望只有三個控制信號應(yīng)當(dāng)在再生平面波中是有效的。指示為scn1到scn3的有效的控制信號是提供其方向最靠近平面波方向(θ，φ)的再生元件的信號。指示為scn1到scn3的有效的再生元件形成包含平面波的方向(θ，φ)的三角形。這種情形下，與三個有效元件scn1到scn3相關(guān)聯(lián)的方向性Dn1(θ，φ)到Dn3(θ，φ)的值由以下給出α=Γ-1r1TΓ-1r]]>其中
Γ=sinθn1cosφn1sinθn2cosφn2sinθn3cosφn3sinθn1sinφn1sinθn2sinφn2sinθn3sinφn3cosθn1cosθn2cosθn3r=sinθcosφsinθsinφcosθ1=111]]>在這一關(guān)系中，α對應(yīng)于包含[Dn1(θ，φ)...Dn3(θ，φ)]的向量，且方向(θn1，φn1)，(θn2，φn2)和(θn3，φn3)分別對應(yīng)于元件3n1，3n2到3n3的方向。
對應(yīng)于非有效再生元件的方向性Dn(θ，φ)的值被認(rèn)為是零。
先前的關(guān)系對不同平面波的K個方向(θk，φk)重復(fù)。這樣每一個方向性函數(shù)Dn(θ，φ)以K個樣本的列表的形式提供。每一個樣本以一對{((θk，φk)，Dn(θk，φk))}的形式提供，其中(θk，φk)是樣本k的方向，并且其中Dn(θk，φk)是與對于方向(θk，φk)的控制信號scn相關(guān)聯(lián)的方向性函數(shù)的值。
對于每一頻率f，每一方向性函數(shù)的系數(shù)Dn，l，m(f)從樣本{((θk，φk)，Dn(θk，φk))}推導(dǎo)。這些系數(shù)通過對角度采樣過程求逆獲得，這允許基于以球面諧波系數(shù)的形式提供的方向性函數(shù)從列表{((θk，φk)，Dn(θk，φk))}推導(dǎo)樣本。本發(fā)明可采取不同的形式以控制樣本之間的關(guān)系。
在其它實施例中，方向性函數(shù)直接以付立葉-貝塞爾型的系數(shù)Dn，l，m(f)的形式提供。
這樣確定的系數(shù)Dn，l，m(f)用來形成矩陣D。
然后步驟50包括一個步驟55，由于確定一個理想的多通道輻射矩陣S，其表示與多通道輸入信號SI的每一通道相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的總方向。
矩陣S表示理想的再生單元的輻射，這就是說嚴(yán)格符合多通道格式預(yù)定的總方向。矩陣S的每一元素Sl，m，q(f)使得理想地由每一通道cq(t)再生的聲場的付立葉-貝塞爾系數(shù)Pl，m(f)能夠被推導(dǎo)。
通過使表示用來發(fā)射通道cq(t)的信號的源分布的方向性模式與每一輸入通道cq(t)并最好是對于每一頻率f相關(guān)聯(lián)，矩陣S被確定。
源的分布以球面諧波系數(shù)Sl，m，q(f)的形式給出。系數(shù)Sl，m，q(f)排布在大小為(L+1)2乘Q((L+1)2over Q)的矩陣S中，其中Q是通道數(shù)。
在所述的實施例中，格式化步驟使在方向(θq，φq)指向的平面波源與每一通道cq(t)相關(guān)聯(lián)，方向(θq，φq)對應(yīng)于與多通道輸入格式中的通道cq(t)相關(guān)聯(lián)的方向(θqc，φqc)。因而系數(shù)Sl，m，q(f)與頻率無關(guān)。它們指示為Sl，m，q，并通過以下關(guān)系獲得Sl,m,q=ylm(θq,φq)]]>在其它實施例中，理想的輻射矩陣S使平面波源離散的分布與特定的通道相關(guān)聯(lián)，以便模擬揚聲器環(huán)的效果。這種情形下，系數(shù)Sl，m，q通過對每一基本的源的作用相加而獲得。
在另一些實施例中，理想的輻射矩陣S使特定的通道cq(t)與由方向性函數(shù)Sq(θ，φ)描述的平面波源連續(xù)分布相關(guān)聯(lián)。這種情形下，矩陣S的系數(shù)Sl，m，q直接通過方向性函數(shù)Sq(θ，φ)的球面付立葉變換獲得。在這些實施例中，矩陣S與頻率無關(guān)。
在其它更復(fù)雜的實施例中，矩陣S使產(chǎn)生漫射場的源的分布與特定的通道相關(guān)聯(lián)。這種情形下，矩陣S隨頻率而變化。這些實施例適用于不同地考慮前和后通道的多通道格式。例如在用于電影院房間中再生的應(yīng)用中，后通道常常用來重新生成漫射環(huán)境。
在其它實施例中，矩陣S使其響應(yīng)非扁平的聲源與特定的通道相關(guān)聯(lián)。例如，如果多通道格式使具有頻率響應(yīng)H(q)(f)的平面波源與通道cq(t)相關(guān)聯(lián)，則Sl，m，q(f)隨頻率變化，通過以下關(guān)系并獲得Sl,m,q(f)=ylm(θq,φq)H(q)]]>如果多通道格式使上述類型的源分布的疊置與特定的通道相關(guān)聯(lián)，則輻射矩陣的系數(shù)Sl，m，q(f)通過對與每一類型的源分布相關(guān)的系數(shù)求和而獲得。
最后，步驟50包含一個子步驟56，用于確定對應(yīng)于適配濾波器的空間適配矩陣A，該濾波器被施加到多通道輸入信號，以便獲得考慮再生單元2的空間配置的最優(yōu)再生。
空間適配矩陣A從用于成形S和解碼D的矩陣借助于以下關(guān)系獲得A＝DS適配矩陣A允許產(chǎn)生信號sa1(t)到saN(t)，其適配于使用通道cl(t)到cQ(t)的再生單元的空間配置。每一元件An，q(f)是規(guī)定通道cq(t)對信號san(t)貢獻的一個濾波器。由于有適配濾波器A，本發(fā)明的方法允許通過具有任何空間配置的再生單元由多通道信號描述的聲場最優(yōu)的再生。
在所述的實施例中，矩陣D和S如同矩陣A那樣與頻率無關(guān)。這種情形下，矩陣A的元素是由An，q指示的常數(shù)，并且適配的信號sa1(t)到saN(t)的每一個通過輸入通道cl(t)到cQ(t)簡單的線性組合而獲得，其中適當(dāng)?shù)赜蓪⒃谝韵聦⒄f明的一延遲跟隨。
由矩陣A表示的濾波器可以不同的形式和/或不同的濾波方法使用。如果所使用的濾波器直接以頻率響應(yīng)被參數(shù)化，則系數(shù)An，q(f)直接由步驟50提供。用于確定適配濾波器的步驟50最好包括一個轉(zhuǎn)換子步驟57，以便確定用于其它濾波方法的濾波器參數(shù)。
例如，濾波組合An，q(f)被轉(zhuǎn)換為-有限脈沖響應(yīng)an，q(f)，其通過An，q(f)的時間付立葉逆變換計算，每一脈沖響應(yīng)an，q(f)被采樣，并然后截短為適應(yīng)每一響應(yīng)的長度；或者-遞歸濾波器的系數(shù)，這些濾波器具有從An，q(f)以適配方法計算的無限脈沖響應(yīng)。
在步驟50的末尾，提供適配濾波器的參數(shù)An，q(f)。
如上所述，步驟60允許確定濾波器，其用于在與諸如頻率響應(yīng)Hn(f)那些聲音特性相關(guān)的參數(shù)，在用于確定參數(shù)的步驟10中被確定的情形下，補償再生單元2元件的聲音特性。
由Hn(I)(f)指示的這種濾波器使用頻率響應(yīng)Hn(f)的確定，可按傳統(tǒng)的方式通過施加濾波器逆向方法進行，諸如直接逆，反卷積方法，Wiener方法等。
作為該實施例的一個功能，補償只涉及響應(yīng)的振幅或還涉及振幅與相位。
這一步驟60作為其特定聲音特性的函數(shù)，允許確定用于再生單元2的每一元件3n的補償濾波器。
如以上，這些濾波器可以不同的形式和/或在不同的濾波方法中使用。如果所使用的濾波器直接以頻率響應(yīng)參數(shù)化，則響應(yīng)Hn(I)(f)被直接施加。用于確定補償濾波器的步驟60最好包括一個轉(zhuǎn)換子步驟，以便確定用于其它濾波方法的濾波器參數(shù)。
例如，濾波組合Hn(I)(f)轉(zhuǎn)換為-有限脈沖響應(yīng)hn(I)(f)，其通過Hn(I)(f)的時間付立葉逆變換計算，每一個脈沖響應(yīng)hn(I)(f)被采樣，并然后截短為適合于每一響應(yīng)的長度；或者-遞歸濾波器的系數(shù)，其具有使用Hn(I)(f)以適配方法計算的無限脈沖響應(yīng)。
在步驟60的末尾，提供補償濾波器Hn(I)(f)的參數(shù)。
現(xiàn)在將更為詳細(xì)說明用于確定控制信號的步驟70。
這一步驟70包括一個子步驟80，用于向?qū)?yīng)于被再生的聲場的多通道輸入信號SI施加由矩陣A表示的適配濾波器。如上所述，適配濾波器An，q(f)結(jié)合有再生單元2的參數(shù)特性。
在子步驟80，通過向信號SI的通道cl(t)到cQ(t)施加適配濾波器An，q(f)獲得適配的信號sal(t)到saN(t)。
在所述的實施例中，適配矩陣A與頻率無關(guān)，且適配系數(shù)An，q按以下方式施加vn(t)=Σq=1Qcq(t)An,q]]>適配繼續(xù)調(diào)節(jié)增益及延遲的施加，以便使再生單元2的元件31到3N的波前在時間上相對于最前面的元件對準(zhǔn)。適配的信號sal(t)到saN(t)從信號vl(t)到vN(t)根據(jù)以下表達式推導(dǎo)san(t)=rnvn(t-max(rn)-rnc)]]>在其它實施例中，適配矩陣A隨頻率而變化，且適配濾波器An，q(f)按以下方式施加Vn(f)=Σq=1QCq(f)An,q(f)]]>Cq(f)標(biāo)記通道cq(t)的時間付立葉變換，而Vn(f)由以下定義
Vn(f)=SAn(f)rne-2πjrnf/c]]>其中SAn(f)是san(t)的時間付立葉變換。
取決于適配濾波器An，q(f)的參數(shù)的形式，通道cq(t)由適配濾波器An，q(f)的每一濾波可根據(jù)通常的濾波方法進行，諸如-參數(shù)直接就是頻率響應(yīng)，且濾波在頻域中進行，例如使用塊卷積的常用技術(shù)；-參數(shù)直接就是有限脈沖響應(yīng)an，q(t)，且濾波可通過卷積在時域中進行；或者-參數(shù)是無限脈沖響應(yīng)遞歸濾波器的系數(shù)，且濾波在時域借助于遞歸關(guān)系進行。
子步驟80通過對增益的調(diào)節(jié)及延遲的施加而終止，以便使再生單元2的元件31到3N的波前相對于最前面的元件在時間上對準(zhǔn)。適配的信號sal(t)到saN(t)從信號vl(t)到vN(t)根據(jù)以下表達式推導(dǎo)scn(t)=rnvn(t-max(rn)-rnc)]]>圖8示出對應(yīng)于子步驟80的濾波結(jié)構(gòu)，該步驟用于為上述的空間適配施加濾波器。
步驟70最好包括一個子步驟90，用于補償再生單元的聲音特性。每一補償濾波器Hn(I)(f)根據(jù)以下關(guān)系施加到對應(yīng)的適配的信號san(t)，以獲得元件3n的控制信號scn(t)SCn(f)=SAn(f)Hn(I)(f)]]>其中SCn(f)是scn(t)的時間付立葉變換，而SAn(f)是san(t)的時間付立葉變換。
聲音特性補償濾波器Hn(I)(f)的施加參照圖9說明。
與這些濾波器的參數(shù)的形式有關(guān)，信號san(t)的每一濾波可根據(jù)常用的濾波方法進行，例如-如果濾波參數(shù)是頻率響應(yīng)Hn(I)(f)，則濾波可借助于頻域中的濾波方法進行，諸如塊卷積技術(shù)；-如果濾波參數(shù)是脈沖響應(yīng)hn(I)(t)，則濾波可在時域通過時間卷積進行；-如果濾波參數(shù)是遞歸關(guān)系參數(shù)，濾波可在時域中借助于無限脈沖響應(yīng)遞歸濾波器進行。
在某些簡化的實施例中，本發(fā)明的方法不補償再生單元的元件的特定的聲音特性。這種情形下，步驟60以及子步驟90不進行，且適配的信號sal(t)到saN(t)直接對應(yīng)于控制信號sc1到scN。
因而通過施加本發(fā)明的方法，每一元件31到3N接收特定的控制信號sc1到scN，并發(fā)射對優(yōu)化重構(gòu)被再生的聲場有貢獻的聲場。元件31到3N集合的同時控制允許對應(yīng)于多通道輸入信號的聲場通過再生單元2的優(yōu)化重構(gòu)，它們的空間配置可以是所希望的，就是說不對應(yīng)于固定的配置。
此外，可以設(shè)想本發(fā)明方法的其它實施例，并特別是在2002年2月28日申請的法國專利申請0202585中所述的技術(shù)啟示的實施例。
具體來說，用于確定空間適配濾波器的步驟50可考慮許多優(yōu)化參數(shù)，諸如-Gn(f)，表示再生單元的元件3n的規(guī)定這一元件工作頻帶的模板；-Nl，m，n(f)，表示元件3n的空間時間響應(yīng)，其對應(yīng)于當(dāng)該元件作為輸入收到脈沖信號時，由元件3n在收聽點4產(chǎn)生的聲場；-W(r，f)，對于每一所考慮的頻率f描述空間窗口，該窗口表示聲場重構(gòu)約束在空間中的分布，這些約束使得能夠規(guī)定對重構(gòu)聲場的努力在空間中的分布；-Wl(f)，以付立葉-貝塞爾系數(shù)的形式并對于所考慮的每一頻率f，對于聲場的重構(gòu)直接描述約束在空間中分布的空間窗口；-R(f)，對每一所考慮的頻率f表示當(dāng)窗口為球時空間窗口的半徑；-μ(f)，對每一所考慮的頻率f表示對再生單元配置的空間非規(guī)律性所需的局部適配能力；-{(lk，mk)}(f)，對每一所考慮的頻率f構(gòu)成其重構(gòu)被施加的空間時間函數(shù)列表；-L(f)，對每一所考慮的頻率f施加濾波器確定的列表順序；-RM(f)，對每一所考慮的頻率f定義再生單元2元件3l到3N的輻射模型。
在用于確定解碼矩陣D的子步驟54中可能涉及到全部或某些這些優(yōu)化參數(shù)。這樣，如在法國專利申請02 02 585中所述，在用于確定輻射矩陣M的子步驟53中涉及到參數(shù)Nl，m，n(f)和RM(f)，在用于確定輻射矩陣W的子步驟52中涉及參數(shù)W(r，f)，Wl(f)，R(f)，在確定矩陣F的附加子步驟中涉及參數(shù){(lk，mk)}(f)，然后解碼矩陣D對于每一頻率f在子步驟54中作為矩陣M，W，F(xiàn)和參數(shù)Gn(f)及μ(f)的函數(shù)確定。
仍然是根據(jù)專利申請02 02 585，矩陣D的計算可逐個頻率地只考慮對于所考慮的每一頻率有效的元素進行。確定矩陣D的方法涉及參數(shù)Gn(f)，并允許有不同工作頻率帶的再生單元的優(yōu)化開發(fā)。
顯然，這里所述本發(fā)明方法的實現(xiàn)是更為有效率的，并因而比現(xiàn)有的方法，并特別是比在法國專利申請02 02 585中所述的方法，更為快速。
為了使包括Q個通道的多通道信號以L階空間精確性適配于包括N個元件的再生單元，明顯的是本發(fā)明的方法需要QxN個適配濾波器，而不是為實現(xiàn)在法國專利申請02 02 585中所述的方法必須的Q(L+1)2+(L+1)2N個濾波器。
例如，“5.1 ITU-R BF 775-1”信號以5階精確性適配于具有5個揚聲器的再生單元需要25個濾波器，而不是360個濾波器。
圖10示出使用上述方法的設(shè)備的一實施例。
這一設(shè)備包括適配器1，由提供多通道信號的單元110形成，諸如稱為DVD閱讀器的音頻-視頻盤讀取單元112。由單元110提供的多通道信號用于再生單元2的元件。這一信號SI的格式是由適配器1自動識別的，其適于引起描述與信號SI的每一通道相關(guān)的參數(shù)化的總方向的參數(shù)與其對應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，這一適配器1還結(jié)合了一個補充計算單元114，以及數(shù)據(jù)獲取裝置116。
例如，獲取裝置116由有遙控的并還有計算機的紅外接口形成，并允許用戶確定定義再生元件31到3N在空間中的位置的參數(shù)。
這些各種參數(shù)由計算器114使用，以確定定義適配濾波器的矩陣A。
接下來，計算器114把這些適配濾波器施加到多通道信號SI，以提供用于再生單元2的控制信號sc1到scN。
應(yīng)當(dāng)理解的是，實現(xiàn)本發(fā)明的裝置可采用其它形式，諸如在計算機中使用的軟件，或結(jié)合定標(biāo)裝置以及用于獲取和確定更完整的再生單元的特性的裝置的完整裝置。
這樣，該方法還可以專用于多通道再生系統(tǒng)優(yōu)化的裝置的形式使用，該系統(tǒng)在音頻-視頻解碼器之外并與之相關(guān)聯(lián)。這種情形下，該裝置適于接收多通道信號作為輸入，并用于提供用于再生單元元件的控制信號。
該裝置最好適于連接到對于定標(biāo)步驟必須的獲取裝置100，和/或裝有允許獲取參數(shù)的接口，特別是再生單元元件的位置和可選的多通道輸入格式。
這種獲取裝置100可以有線或無線(無線電，紅外線)方式連接，并可結(jié)合到一個輔助裝置，諸如遙控，或可獨立。
該方法可通過結(jié)合在音頻-視頻鏈的元件中的一個裝置實現(xiàn)，該元件的任務(wù)是處理多通道信號，諸如所謂“環(huán)繞”處理器或解碼器，結(jié)合有多通道解碼功能的音頻-視頻放大器，或還有完整集成的音頻-視頻鏈。
本發(fā)明的方法還可以電子卡或?qū)Ｓ眯酒瑢崿F(xiàn)。其最好以程序的形式結(jié)合在信號處理器(DSP)中。
該方法采用由計算機執(zhí)行的計算機程序的形式。該程序接收多通道信號作為輸入，并提供控制信號用于再生單元，該單元可選地結(jié)合在計算機中。
此外，定標(biāo)裝置可使用與上述不同的其它方法產(chǎn)生，諸如由在2002年5月7日申請的法國專利申請0205741中描述的技術(shù)啟發(fā)的方法。
權(quán)利要求
1.一種用于控制包括多個再生元件(3n)的聲場再生單元(2)的方法，使用多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號(Sl)，每一個信號與相對于空間中一個給定點(5)定義的一個預(yù)定的總再生方向相關(guān)聯(lián)，以獲得特定性質(zhì)的再生聲場，這些特性基本上與單元(2)的固有再生特性無關(guān)，其特征在于該方法包括-確定再生單元(2)的至少空間特性的步驟(10)，允許在至少一個再生單元(2)的元件(3n)的情形下確定表示其相對于給定的點(5)的三維空間中的位置的參數(shù)；-使用再生單元(2)的至少空間特性和與多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號(Sl)相關(guān)的預(yù)定的總再生方向，確定適配濾波器(A)的步驟(50)；-通過向多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號(Sl)施加適配濾波器，用于確定用于控制再生單元的元件的至少一個信號的步驟(70)；以及-用于提供至少一個控制信號以施加到再生元件(3n)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，用于確定再生單元(2)的至少空間特性的步驟(10)包括一個獲取子步驟(20)，使再生單元(2)的所有或某些特性可被確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求l或2的方法，其特征在于，用于確定再生單元(2)的至少空間特性的步驟(10)包括一個定標(biāo)子步驟(30)，使得再生單元(2)的所有或某些特性可被提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在至少一個再生元件(3n)的情形下，定標(biāo)子步驟(30)包括-子步驟(32)，用于向再生單元(2)的至少一個元件(3n)傳送特定信號(un(t))；-子步驟(34)，用于獲取由至少一個元件(3n)響應(yīng)而發(fā)出的聲波；-子步驟(36)，用于將獲取的信號轉(zhuǎn)換為表示發(fā)出的聲波的有限個系數(shù)；以及-子步驟(39)，用于根據(jù)表示發(fā)出的聲波的系數(shù)確定元件(3n)的空間和/或聲音參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法，其特征在于，定標(biāo)子步驟(30)還包括一個子步驟，用于確定在再生單元(2)的至少一個元件(3n)的空間三維中的至少一維的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5任何之一的方法，其特征在于，定標(biāo)步驟(30)包括用于確定再生單元(2)的至少一個元件(3n)的頻率響應(yīng)(Hn(f))的子步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任何之一的方法，其特征在于，用于確定適配濾波器的步驟(50)包括-子步驟(54)，用于確定表示濾波器的解碼矩陣(D)，其允許對由再生單元(2)的空間特性引起的再生的變化作出補償；-子步驟(55)，用于確定表示與多個輸入信號(Sl)的每一數(shù)據(jù)信號相關(guān)聯(lián)的預(yù)定總方向的理想的多通道輻射矩陣(S)；以及-子步驟(56)，使用解碼矩陣(D)及多通道輻射矩陣(S)，用于確定表示適配濾波器的矩陣(A)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，用于確定適配濾波器的步驟(50)包括多個計算子步驟(51，52，53)，其允許提供適配濾波器的空間精確性的極限階數(shù)(L)，對應(yīng)于表示聲場重構(gòu)期間空間中所希望的精確性分布的空間窗口的矩陣(W)，以及表示再生單元(2)的輻射的矩陣(M)，用于計算解碼矩陣(D)的子步驟(54)使用這些計算子步驟的結(jié)果進行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的方法，其特征在于，用于解碼、理想的多通道輻射(S)和適配(A)的矩陣(D)與頻率無關(guān)，用于確定通過施加適配濾波器而控制再生單元元件的至少一個信號的步驟(70)，對應(yīng)于簡單的后跟延遲的線性組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9任何之一的方法，其特征在于，用于確定再生單元(2)特性的步驟(10)允許確定再生單元(2)的聲音特性，還在于該方法包括一個步驟(60)，用于確定對這些聲音特性進行補償?shù)臑V波器，用于確定至少一個控制信號的步驟(70)包括施加聲音補償濾波器的子步驟(90)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，用于確定聲音特性的步驟(10)適于提供參數(shù)，這些參數(shù)表示在至少一個元件(3n)的情形下其頻率響應(yīng)(Hn(f))。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11任何之一的方法，其特征在于，用于確定至少一個控制信號的步驟(70)包括用于調(diào)節(jié)增益并施加延遲的子步驟，以便作為它們與給定點(5)的距離的函數(shù)在時間上與再生元件(3n)的波前對準(zhǔn)。
13.一種計算機程序，其包括程序代碼指令，用于當(dāng)程序由計算機執(zhí)行時，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到12任何之一方法的步驟。
14.一種可移動介質(zhì)，包括至少一個處理器和一個非易失存儲器元件，其特征在于，存儲器包括一個程序，該程序包括當(dāng)處理器執(zhí)行該程序時，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到12任何之一方法步驟的代碼指令。
15.一種設(shè)備，用于控制包括多個再生元件(3n)的聲場再生單元(2)，包括用于多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號(Sl)的輸入裝置(112)，每一信號與相對于給定點(5)定義的預(yù)定的總再生方向相關(guān)聯(lián)，其特征在于還包括-用于確定再生單元(2)的至少空間特性的裝置(116)，在再生單元(2)的至少一個元件(3n)的情形下，其允許確定表示其在空間三維中相對于給定點(5)的位置的參數(shù)；-使用再生單元(2)的至少空間特性和與多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號(Sl)相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的總再生方向，用于確定適配濾波器(A)的裝置(114)；以及-用于確定至少一個信號(scN)的裝置(114)，通過向多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號(Sl)施加適配濾波器(A)，用于控制再生單元(2)的元件(3n)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其特征在于，用于確定再生單元(2)的至少空間特性的裝置包括用于直接獲取這些特性的裝置(116)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16的設(shè)備，其特征在于，其適于與定標(biāo)裝置(91，92，93，100)相關(guān)聯(lián)，允許確定再生單元(2)的至少空間特性。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其特征在于，定標(biāo)裝置包括用于獲取聲波的裝置(100)，該裝置包括四個根據(jù)一般四面體形狀排布的壓力傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18任何之一的設(shè)備，其特征在于，用于確定特性的裝置適于確定再生單元(2)的至少一個再生元件(3n)的聲音特性，該設(shè)備包括使用聲音特性確定聲音補償濾波器的裝置，以及用于確定至少一個控制信號的裝置，適用于施加聲音補償濾波器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的設(shè)備，其特征在于，用于確定聲音特性的裝置適于確定再生單元(2)的元件(3n)的頻率響應(yīng)(Hn(f))。
21.一種用于處理音頻和視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備，包括用于確定多個聲音數(shù)據(jù)輸入信號(Sl)的裝置(112)，每一信號與由給定的點(5)定義的預(yù)定的總再生方向相關(guān)聯(lián)，其特征在于還包括一個設(shè)備，用于控制根據(jù)權(quán)利要求1到19任何之一的再生單元(2)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的設(shè)備，其特征在于，用于確定多個輸入信號的裝置通過用于讀取和解碼數(shù)字音頻和/或視頻盤的一個單元(112)形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制包括多個再生元件(文檔編號H04S3/00GK1751540SQ200480004533
公開日2006年3月22日 申請日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月20日
發(fā)明者雷米·布魯諾, 阿諾·拉博里, 塞巴斯蒂安·蒙圖瓦 申請人:特因諾夫音頻公司