專利名稱：用于對(duì)產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法和音頻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將用于在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法和音頻系統(tǒng)，其中，當(dāng)從聆聽區(qū)域觀察時(shí)，多個(gè)揚(yáng)聲器一般定位在前方。
背景技術(shù)：
理想地，從多通道音頻源向聆聽區(qū)域產(chǎn)生聲信號(hào)的環(huán)繞聲音回放系統(tǒng)應(yīng)該具有位于聆聽區(qū)域的所有角落處的揚(yáng)聲器以與帶有多通道音頻源的特定方向輸出的每個(gè)音頻通道的指定位置對(duì)應(yīng)。例如，5. I通道音頻源具有左前音頻通 道、右前音頻通道、中心音頻通道、左后音頻通道、右后音頻通道和低頻效果音頻通道，聆聽區(qū)域應(yīng)該具有包括重低音揚(yáng)聲器在內(nèi)的六個(gè)揚(yáng)聲器，分別位于指定的左前、右前、中心、左后和右后音頻通道位置處。重低音揚(yáng)聲器的位置優(yōu)選地位于聆聽區(qū)域的前方，對(duì)中地定位并靠近墻壁放置。實(shí)際上，根據(jù)多通道音頻源的音頻通道的指定位置來定位揚(yáng)聲器是不方便且困難。通常，給揚(yáng)聲器提供電力的干線定位在聆聽區(qū)域的前方，并且布線連接到后揚(yáng)聲器是個(gè)問題。對(duì)此問題的解決是僅使用在位于前方的揚(yáng)聲器。然而，這引入了另一個(gè)問題，缺少環(huán)繞聲音效果，尤其是缺少來自后方的聲信號(hào)。存在著一種試圖使用在位于前方的揚(yáng)聲器來提供環(huán)繞聲音效果的音頻系統(tǒng)。它們通常使用數(shù)字信號(hào)處理器以執(zhí)行復(fù)雜的運(yùn)算來產(chǎn)生虛擬化的后環(huán)繞聲音效果，這比較昂貴。在不使用數(shù)字信號(hào)處理器的情況下，這種音頻系統(tǒng)將變得復(fù)雜且難以實(shí)施。此外，無論是否使用數(shù)字信號(hào)處理器，這種傳統(tǒng)的音頻系統(tǒng)一般產(chǎn)生尖銳且窄的聲像，如圖IA所示，這不期望地限制了能夠體驗(yàn)所產(chǎn)生的環(huán)繞聲音效果的區(qū)域。因而，需要提供至少解決以上問題的用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法和音頻系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法，所述多個(gè)揚(yáng)聲器相對(duì)于所述聆聽區(qū)域位于前方，所述多個(gè)揚(yáng)聲器包括外左揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器、內(nèi)右揚(yáng)聲器和外右揚(yáng)聲器，所述多通道音頻信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)和基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)，該方法包括以下步驟(a)調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)；(b)調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)；(C)調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)；(d)調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)；(e)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，該步驟(e)的濾波包括使被濾波的信號(hào)的高頻成分衰減；(f)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，該步驟(f)的濾波包括使被濾波的信號(hào)的高頻成分衰減；(g)調(diào)節(jié)所述ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每ー者；(h)調(diào)節(jié)所述ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的姆ー者；(i)將基于前方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(g)調(diào)節(jié)的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鐾庾髶P(yáng)聲器；(j)將基于前方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(h)調(diào)節(jié)的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鐾庥覔P(yáng)聲器；(k)將基于中心的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(e)濾波的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鰞?nèi)左揚(yáng)聲器；并且(I)將基于中心的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(f)濾波的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鰞?nèi) 右揚(yáng)聲器。所述方法還可以包括以下步驟將所述ー個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)揚(yáng)聲器中的用于音頻低音產(chǎn)生的重低音揚(yáng)聲器。所述方法還可以包括以下步驟對(duì)所述多通道音頻信號(hào)中的每ー者進(jìn)行低通濾波；在步驟(i)、(j)、(k)和(I)開始之前將除了所述ー個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)以外的所述多通道音頻信號(hào)中的每ー者進(jìn)行高通濾波；并且將經(jīng)過低通濾波的所述多通道音頻信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)揚(yáng)聲器中的用于音頻低音產(chǎn)生的重低音揚(yáng)聲器，其中，步驟(e)和(f)的濾波包括對(duì)在步驟(e)和(f)濾波的信號(hào)進(jìn)行高通濾波。所述的方法還可以包括，在步驟(a)和(b)調(diào)節(jié)幅度可以以在O. 35到O. 75的范圍內(nèi)的第一縮放因子調(diào)節(jié)所述信號(hào)。所述的方法還可以包括，在步驟(C)和(d)調(diào)節(jié)幅度可以以在O. 7到I. 5的范圍內(nèi)的第二縮放因子調(diào)節(jié)所述信號(hào)。所述的方法還可以包括以在O. 5到I的范圍內(nèi)的第三縮放因子調(diào)節(jié)基于前方偏左和基于前方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度。所述的方法還可以包括以負(fù)3分貝調(diào)節(jié)基于中心的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度。所述方法還可以包括用于將立體通道音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于在所述多個(gè)揚(yáng)聲器上產(chǎn)生環(huán)繞聲音的音頻輸入信號(hào)的步驟，所述步驟包括將所述立體通道音頻信號(hào)的左通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏左的音頻信號(hào)；將所述立體通道音頻信號(hào)的右通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏右的音頻信號(hào)；并且將零信號(hào)設(shè)置為所述ー個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)中的每ー者以及基于中心、基于后方偏左和基于后方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)中的每ー者。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的音頻系統(tǒng)，所述多個(gè)揚(yáng)聲器相對(duì)于所述聆聽區(qū)域位于前方，所述多個(gè)揚(yáng)聲器包括外左揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器、內(nèi)右揚(yáng)聲器和外右揚(yáng)聲器，所述多通道音頻信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)、以及基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)，所述音頻系統(tǒng)包括第一調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)；第二調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)；第一縮放裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)；第二縮放裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)；第一濾波裝置，其用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，所述第一濾波裝置使信號(hào)的高頻成分衰減；第二濾波裝置，其用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，所述第二濾波裝置使信號(hào)的高頻成分衰減；第一相位調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每一者；以及第二相位調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每一者，所述外左揚(yáng)聲器接收基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第一相位調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)，所述外右揚(yáng)聲器接收基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第二相位調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)，所述內(nèi)左揚(yáng)聲器接收基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第一濾波裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)，所述內(nèi)右揚(yáng)聲器接收基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第二濾波裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)。所述音頻系統(tǒng)還可以包括接收用于音頻低音產(chǎn)生的所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)的重低音揚(yáng)聲器。所述音頻系統(tǒng)還可以包括低通濾波裝置，其用于對(duì)所述多通道音頻信號(hào)的每一者進(jìn)行濾波；高通濾波裝置，其用于在所述外左揚(yáng)聲器、所述外右揚(yáng)聲器、所述內(nèi)左揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器接收任何音頻信號(hào)之前對(duì)除了所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)以外的所述多通道音頻信號(hào)的每一者進(jìn)行濾波；以及重低音揚(yáng)聲器，其接收用于音頻低音產(chǎn)生的經(jīng)過低通濾波的所述多通道音頻信號(hào)中的每一者，其中，由所述第一濾波裝置和所述第二濾波裝置執(zhí)行的濾波是高通濾波。所述第一調(diào)節(jié)裝置和所述第二調(diào)節(jié)裝置可以以在0. 35到0. 75的范圍內(nèi)的第一縮放因子調(diào)節(jié)所述信號(hào)。所述第一縮放裝置和所述第二縮放裝置可以以在0. 7到I. 5的范圍內(nèi)的第二縮放因子調(diào)節(jié)所述信號(hào)。所述音頻系統(tǒng)還可以包括第三縮放裝置，其用于以在0. 5到I的范圍內(nèi)的第三縮放因子調(diào)節(jié)基于前方偏左和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度?？梢砸载?fù)3分貝調(diào)節(jié)基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度。在將立體通道音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于在所述多個(gè)揚(yáng)聲器上產(chǎn)生環(huán)繞聲音的音頻輸入信號(hào)時(shí)，可以將所述立體通道音頻信號(hào)的左通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏左的音頻信號(hào)；可以將所述立體通道音頻信號(hào)的右通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏右的音頻信號(hào)；并且可以將零信號(hào)設(shè)置為所述ー個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)中的姆ー者以及基于中心、基于后方偏左和基于后方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)中的姆ー者。所述外左揚(yáng)聲器、所述內(nèi)左揚(yáng)聲器、所述外右揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器可以面向所述聆聽區(qū)域，并可以沿著揚(yáng)聲器軸線間隔開，所述揚(yáng)聲器軸線被界定為經(jīng)過所述揚(yáng)聲器的外左、內(nèi)左、內(nèi)右和外右位置的直線。所述重低音揚(yáng)聲器可以位于所述內(nèi)左揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器之間。所述重低音揚(yáng)聲器可以位于所述內(nèi)左揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器之間。
所述外左揚(yáng)聲器安裝所在的第一平面可以以相對(duì)于所述內(nèi)左揚(yáng)聲器安裝所在的第二平面成第一角布置；以及所述外右揚(yáng)聲器安裝所在的第三平面可以以相對(duì)于所述內(nèi)右揚(yáng)聲器安裝所在的第四平面成第二角布置。。所述外左揚(yáng)聲器或所述外右揚(yáng)聲器可以分別堆疊在所述內(nèi)左揚(yáng)聲器或所述內(nèi)右揚(yáng)聲器以上或以下。所述第一角和所述第二角的每ー者均可以在90到180度的范圍內(nèi)。所述第一角或所述第二角的每ー者的值可變。所述多個(gè)揚(yáng)聲器可以被包含在單個(gè)外殼內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的又一方方面，提供ー種數(shù)字信號(hào)處理器，其用于執(zhí)行用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法，所述多個(gè)揚(yáng)聲器相對(duì)于所述聆聽區(qū)域位于前方，所述多個(gè)揚(yáng)聲器包括外左揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器、內(nèi)右揚(yáng)聲器和外右揚(yáng)聲器，所述多通道音頻信號(hào)包括ー個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)和基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)，該方法包括以下步驟(a)調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)；(b)調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)；(C)調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)；(d)調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)；(e)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，該步驟(e)的濾波包括使被濾波的信號(hào)的高頻成分衰減；(f)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，該步驟(f)的濾波包括使被濾波的信號(hào)的高頻成分衰減；(g)調(diào)節(jié)所述ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每ー者；(h)調(diào)節(jié)所述ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每ー者；(i)將基于 前方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏左的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(g)調(diào)節(jié)的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鐾庾髶P(yáng)聲器；(j)將基于前方偏右的所述ー個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(h)調(diào)節(jié)的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鐾庥覔P(yáng)聲器；(k)將基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(e)濾波的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鰞?nèi)左揚(yáng)聲器；并且(I)將基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(f)濾波的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鰞?nèi)右揚(yáng)聲器。


結(jié)合附圖，根據(jù)僅作為示例的以下說明，本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將變得更好理解和清楚。在附圖中圖IA示出傳統(tǒng)的具有產(chǎn)生尖銳且窄的聲像的兩個(gè)揚(yáng)聲器的音頻系統(tǒng)的俯視圖。圖IB示出了傳統(tǒng)的具有產(chǎn)生寬且擴(kuò)散的聲像的兩個(gè)揚(yáng)聲器的音頻系統(tǒng)的俯視 圖。圖I示出了使用中的本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的俯視圖。圖2示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的部件的框圖。圖3圖示由本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬化聲音。圖4示出與本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)相關(guān)的頻率響應(yīng)圖。圖5示出與本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)相關(guān)的頻率響應(yīng)圖。圖6示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的部件的框圖。圖7示出了與本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)相關(guān)的頻率響應(yīng)圖。圖8示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的部件的框圖。圖9示出由本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬化聲音。圖10示出與本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)相關(guān)的頻率響應(yīng)圖。圖11示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的部件的框圖。圖12示出了由本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)執(zhí)行的方法的流程圖。圖13示出本發(fā)明的各種示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的俯視圖。圖14示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的俯視圖和正視圖。
具體實(shí)施例方式圖I圖不本發(fā)明不例實(shí)施例的首頻系統(tǒng)100的俯視圖。首頻系統(tǒng)100對(duì)用于在四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110和重低音揚(yáng)聲器126上向聆聽區(qū)域I產(chǎn)生的環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理。一般而言，本發(fā)明的示例實(shí)施例以使用簡(jiǎn)單電路而有利地實(shí)施并且還提供由在四個(gè)揚(yáng)聲器102、104、106和108處產(chǎn)生的寬且擴(kuò)散的聲像所表征的良好的環(huán)繞聲音品質(zhì)的方式來處理多通道音頻信號(hào)，這與一些傳統(tǒng)的音頻系統(tǒng)產(chǎn)生的更加尖銳且更窄的聲像相反。圖IB圖示寬和擴(kuò)散的聲像如何由兩個(gè)揚(yáng)聲器產(chǎn)生。應(yīng)理解，盡管音頻系統(tǒng)100示出四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110和重低音揚(yáng)聲器126，但是揚(yáng)聲器的數(shù)目在本發(fā)明的其他示例實(shí)施例中可以是四個(gè)以上。還可以有一個(gè)以上的重低音揚(yáng)聲器。為了圖示的目的，在圖I中還包括位于聆聽區(qū)域102的中心處的收聽者。在不例實(shí)施例中，四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110和重低音揚(yáng)聲器126被包含在單個(gè)外殼內(nèi)(在此情況下，是細(xì)長矩形體124)。四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110和重低音揚(yáng)聲器126面向聆聽區(qū)域102，并沿著被界定為經(jīng)過四個(gè)揚(yáng)聲器的外左、內(nèi)左、內(nèi)右和外右位置的直線的揚(yáng)聲器軸線116而間隔開。四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110構(gòu)成兩對(duì)揚(yáng)聲器(揚(yáng)聲器104和106是ー對(duì)，揚(yáng)聲器108和110是另ー對(duì))，各對(duì)對(duì)稱地設(shè)置在細(xì)長矩形體124的左右兩側(cè)上。四個(gè)揚(yáng)聲器即為外左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110。重低音揚(yáng)聲器126定位在內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器108之間。應(yīng)理解，圖I中所有四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110以及重低音揚(yáng)聲器126為了圖示目的而可見。它們?cè)趯?shí)際實(shí)施的俯視圖中是不可見的，因?yàn)樗鼈儠?huì)被細(xì)長矩形體124的機(jī)箱所覆蓋。各個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108、110或126具有一個(gè)或多個(gè)機(jī)電裝置，諸如適合于將電模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音的聲音轉(zhuǎn)換器。這些揚(yáng)聲器104、106、108、110和126產(chǎn)生的聲音可以覆蓋全音頻范圍或者至少音頻范圍的主要部分。在示例實(shí)施例中，外左揚(yáng)聲器104在細(xì)長矩形體124上安裝所在的第一平面128相對(duì)于內(nèi)左揚(yáng)聲器106在細(xì)長矩形體124上安裝所在的第二平面130成約135度的角120。類似地，外右揚(yáng)聲器110在細(xì)長矩形體124上安裝所在的第三平面132相對(duì)于內(nèi)右揚(yáng)聲器108在細(xì)長矩形體124上安裝所在的第二平面130成約135度的角122。圖I中的箭頭圖示聲音輸出的指向性。角120和122分別依賴于外左揚(yáng)聲器104和外右揚(yáng)聲器110的指向 性。用于角120和122的值的適合的范圍是約90度到約180度。揚(yáng)聲器的指向性是指在聆聽區(qū)域102中沿著特定方向由各個(gè)揚(yáng)聲器所產(chǎn)生的聲像覆蓋的區(qū)域的大小。如果指向性較好，即揚(yáng)聲器的聲音散布覆蓋寬的區(qū)域，則角122能具有比135度小的值。如果指向性較差，即，揚(yáng)聲器的聲音散布覆蓋較窄的區(qū)域，則角122應(yīng)該具有比135度大的值。各對(duì)揚(yáng)聲器之間的距離(在此實(shí)施例中是指內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器108之間的距離)確定環(huán)繞聲音效果的寬廣度。將內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器108之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)以適合于不同尺寸的聆聽區(qū)域102。對(duì)于此處參照附圖描述的實(shí)施例，此距離的優(yōu)選值的范圍從約500mm到約1500mm。應(yīng)理解，在其他示例實(shí)施例中，第一平面128相對(duì)于第二平面130的角120和第三平面132相對(duì)于第二平面130的角兩者可以從90度到180度的范圍內(nèi)變化。圖I中用于在四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110和重低音揚(yáng)聲器126上產(chǎn)生環(huán)繞聲音的音頻系統(tǒng)100所處理的多通道音頻信號(hào)可以包括基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的ー個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)和一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)。為了在示例實(shí)施例中圖示，圖I中的音頻系統(tǒng)100所處理的多通道音頻信號(hào)具體地是5. I音頻通道輸入，其由離散前左音頻信號(hào)(FL)、離散前右音頻信號(hào)(FR)、離散中心音頻信號(hào)(C)、離散后左音頻信號(hào)(RL)、離散后右音頻信號(hào)(RR)和離散低頻效果信號(hào)(LFE)組成。這些離散信號(hào)中的每個(gè)與音頻通道對(duì)應(yīng)。圖2、6、8、11組合圖示了在沒有使用數(shù)字信號(hào)處理器的情況下圖I中的音頻系統(tǒng)100的電路框圖200的示例。音頻系統(tǒng)100的電路分成四個(gè)單獨(dú)的圖，以使圖示更清楚。在實(shí)際實(shí)施中，音頻系統(tǒng)100的電路框圖200會(huì)包括在圖2、6、8和11中建立的所有電路部件。如之前提及，音頻系統(tǒng)100將用于對(duì)在四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110以及重低音揚(yáng)聲器126上向聆聽區(qū)域(在圖I中為102)產(chǎn)生的環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)(具體地是5. I音頻通道輸入信號(hào))進(jìn)行處理。在示例實(shí)施例中，重低音揚(yáng)聲器126用于產(chǎn)生聲信號(hào)的低頻成分。四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110用于產(chǎn)生聲信號(hào)的高頻成分?？梢岳斫?，在本發(fā)明的僅具有四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110而沒有重低音揚(yáng)聲器126的示例實(shí)施例中，四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110會(huì)用于產(chǎn)生聲信號(hào)的低頻和高頻成分兩者。在一些示例實(shí)施例中，重低音揚(yáng)聲器126可以僅產(chǎn)生5. I通道音頻信號(hào)的離散低頻效果信號(hào)(LFE)
的聲信號(hào)。圖2示出用于分別處理5. I通道音頻信號(hào)的離散前左音頻信號(hào)(FL) 222和離散前右音頻信號(hào)(FR) 224的音頻系統(tǒng)100的電子部件。圖2中的箭頭表示信號(hào)流的方向。離散前左音頻信號(hào)(FL) 222被發(fā)送到第一高通濾波器202以將離散前左音頻信號(hào)(FL) 222的低頻成分濾波掉?？梢岳斫?，使用第一高通濾波器202濾波離散前左音頻信號(hào)(FL)在沒有重低音揚(yáng)聲器126的不例實(shí)施例中不是必要的，因?yàn)樵跊]有重低音揚(yáng)聲器126的情況下，外左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110將產(chǎn)生聲信號(hào)的高頻和低頻成分兩者。
在另一信號(hào)路徑中，離散前左音頻信號(hào)(FL) 222被發(fā)送到第一帶通濾波器204，然后到第一逆變器210。第一帶通濾波器204通過使離散前左音頻信號(hào)(FL)在約0. 5KHz至20KHz的范圍內(nèi)的高頻成分衰減來調(diào)節(jié)離散前左音頻信號(hào)(FL) 222，以將用于外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的聲音位置虛擬化到到位于外左揚(yáng)聲器104的更左邊的距離處的位置(圖3中的302)。此衰減在圖7中圖示。第一帶通濾波器204還濾掉離散前左音頻信號(hào)(FL) 222的低頻成分，使得僅重低音揚(yáng)聲器126會(huì)產(chǎn)生具有低頻成分的聲信號(hào)。逆變器210將時(shí)間延遲(即，相移)引入到經(jīng)衰減的離散前左音頻信號(hào)(FL) 222。時(shí)間延遲被引入以延遲耳間串?dāng)_，以加寬在聆聽區(qū)域(圖I中的102)中收聽者(在圖I中的118)感知的聲像。形成虛擬化聲音位置(圖3中的302和318)的原因是產(chǎn)生能被聆聽區(qū)域(圖I中的102)中的收聽者(圖I中的118)聽見的較寬的立體聲像效果。在離散前左音頻信號(hào)(FL) 222已經(jīng)被第一帶通濾波器204然后被第一逆變器210處理之后，來自第一逆變器210的輸出信號(hào)以gl的因子縮放，gl在0.5到I的范圍內(nèi)。在示例實(shí)施例中，在該節(jié)點(diǎn)處gl的值是受位于第一逆變器210的下游(即，在信號(hào)離開第一逆變器210之后)的第一放大器(在附圖中未示出)的影響的增益因子?？梢岳斫?，在其他示例實(shí)施例中，第一放大器可以結(jié)合在第一逆變器210的電路中。此第一放大器還可以是可操作的放大器的形式、分壓器的形式等。來自第一高通濾波器202的經(jīng)濾波的輸出信號(hào)連同來自第一逆變器210的、經(jīng)過帶通濾波和相移且被縮放gl的輸出信號(hào)隨后發(fā)送到用于信號(hào)放大的第二放大器214，然后傳輸?shù)接糜诼曇舢a(chǎn)生的外左揚(yáng)聲器104。此外，存在另一信號(hào)路徑，其中經(jīng)過帶通濾波的輸出離散前左音頻信號(hào)(FL) 222直接從第一帶通濾波器204發(fā)送到用于信號(hào)放大的第三放大器，然后傳輸?shù)接糜诼曇舢a(chǎn)生的內(nèi)左揚(yáng)聲器106。與離散前左音頻信號(hào)(FL) 222的處理一樣，離散前右音頻信號(hào)(FR)224被發(fā)送到具有與第一高通濾波器202相同設(shè)計(jì)的第二高通濾波器208以濾掉離散前右音頻信號(hào)(FR) 224的低頻成分。類似地，可以理解，使用第二高通濾波器208來對(duì)離散前左音頻信號(hào)(FL) 224進(jìn)行的濾波在沒有重低音揚(yáng)聲器126的示例實(shí)施例中是不必要的，因?yàn)樵跊]有重低音揚(yáng)聲器126的情況下,外左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110將產(chǎn)生聲信號(hào)的高頻和低頻成分兩者。在另一信號(hào)路徑中，離散前右音頻信號(hào)(FR) 224被發(fā)送到第二帶通濾波器206，然后到第一逆變器212。第二帶通濾波器206通過使離散前右音頻信號(hào)(FR) 224在約0. 5KHz至20KHz的范圍內(nèi)的高頻成分衰減來調(diào)節(jié)離散前右音頻信號(hào)(FR) 224以將用于外右揚(yáng)聲器110和內(nèi)右揚(yáng)聲器108的聲音位置虛擬化到位于外右揚(yáng)聲器108的更右邊的距離處的位置(圖3中的318)。類似地，此衰減在圖7中圖示。第二帶通濾波器206還濾掉離散前右音頻信號(hào)(FR) 224的低頻成分，使得僅重低音揚(yáng)聲器126會(huì)產(chǎn) 生具有低頻成分的聲信號(hào)。第二逆變器212將時(shí)間延遲(S卩，相移)引入到經(jīng)過衰減的離散前右音頻信號(hào)(FR) 224。時(shí)間延遲被引入以延遲耳間串?dāng)_，從而加寬在聆聽區(qū)域(圖I中的102)中收聽者(在圖I中的118)感知的聲像。在離散前右音頻信號(hào)(FR) 224已經(jīng)被第二帶通濾波器206然后被第二逆變器212處理之后，來自第二逆變器212的輸出信號(hào)以gl的因子縮放。在示例實(shí)施例中，在此節(jié)點(diǎn)處gl的值是受位于第二逆變器212的下游(即，在信號(hào)離開第二逆變器212之后)的第四放大器(在附圖中未示出)的影響的增益因子?？梢岳斫?，在其他示例實(shí)施例中，第四放大器可以結(jié)合在第二逆變器212的電路中。此第四放大器還可以是可操作的放大器的形式、分壓器的形式等。來自第二高通濾波器208的經(jīng)過濾波的輸出信號(hào)連同來自第二逆變器212的、經(jīng)過帶通濾波和相移并以gl縮放的輸出信號(hào)隨后發(fā)送到用于信號(hào)放大的第五放大器220，然后傳輸?shù)接糜诼曇舢a(chǎn)生的外右揚(yáng)聲器110。此外，存在另一信號(hào)路徑，其中經(jīng)過帶通濾波的輸出離散前右音頻信號(hào)(FR) 224被發(fā)送到用于信號(hào)放大的第六放大器218,然后傳輸?shù)接糜诼曇舢a(chǎn)生的內(nèi)左揚(yáng)聲器106。前述gl值影響前方偏向聲音的廣度，更低的gl將使得聲音效果被感知為更窄(即，聲源對(duì)于收聽者118似乎更靠近聆聽區(qū)域102的中心)，并且更高的gl將使得聲音效果感知為更廣(即，聲源對(duì)于收聽者似乎與來自中心的相反而是來自聆聽區(qū)域102的更左和更右邊)。要求第二放大器214、第三放大器216、第五放大器220和第六放大器218執(zhí)行的信號(hào)放大，使得足夠大的聲音信號(hào)能由四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110產(chǎn)生。信號(hào)放大之前的每個(gè)信號(hào)的強(qiáng)度通常最大為2伏特(均方根)。如果非放大信號(hào)例如直接發(fā)送到4歐姆揚(yáng)聲器，則最多產(chǎn)生僅I瓦特的聲音，這被認(rèn)為是不可接受的。為了使得通常的15瓦特4歐姆的揚(yáng)聲器產(chǎn)生可接受的聲音輸出水平，信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)該放大到約7. 7伏特(均方根)以上?？梢岳斫?，第一和第二帶通濾波器204和206的高通濾波成分分別在沒有重低音揚(yáng)聲器126的不例實(shí)施例中省略，因?yàn)樵跊]有濾波器126的 情況下,夕卜左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110將產(chǎn)生高頻和低頻成分兩者。在圖3中圖不了外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的虛擬化的聲音輸出位置302。參照?qǐng)D3,聲音輸出a2 314不出在來自外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的聲音輸出未被虛擬化的情況下聲音行進(jìn)到位于聆聽區(qū)域102的中心處的收聽者118的右耳306的軌跡。聲音輸出a2 314被收聽者的面部稍微阻擋。聲音輸出b2 312不出在來自外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的聲音輸出被虛擬化到虛擬化聲音輸出位置302的情況下聲音行進(jìn)到收聽者118的右耳306的軌跡。與聲音輸出a2 314的情況相比，虛擬化聲音輸出a2 312的軌跡被收聽者的面部阻擋更多。因而，與非虛擬化的聲音輸出a2 314的情況相比，虛擬化的聲音輸出b2 312到達(dá)收聽者的右耳306存在更多的時(shí)間延遲，并且被收聽者的右耳306拾取的聲信號(hào)更少。這樣，為了產(chǎn)生虛擬化的聲音輸出b2 312，圖2中的第一帶通濾波器204用來將圖2中的離散前左音頻信號(hào)(FL) 222在約O. 5KHz至20KHz的范圍內(nèi)的高頻成分衰減，并且圖2中的第一逆變器210用來將時(shí)間延遲引入到圖2中的經(jīng)過衰減的離散前左音頻信號(hào)(FL) 222。類似地，聲音輸出al 308不出在來自外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的聲音輸出未被虛擬化的情況下聲音行進(jìn)到收聽者118的左耳304的軌跡。聲音輸出bl 310示出在來自外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的聲音輸出虛擬化到虛擬化聲音輸出位置302的情況下聲音行進(jìn)到收聽者118的左耳304的軌跡。比較al 308和bl 310，bl 310離收聽者的左耳更遠(yuǎn)，這樣，與非虛擬化聲音輸出al 308相比，聲音到達(dá)收聽者的左耳304存在更多的時(shí)間延遲，被收聽者的左耳304拾取的聲信號(hào)更少。因而，為了產(chǎn)生虛擬化的bl 310， 需要引入時(shí)間延遲，這能通過使用圖2中的第一逆變器210來完成，并且需要衰減聲信號(hào)，這能使用圖2中的第一帶通濾波器204來完成?？梢岳斫?，第二逆變器212和第二帶通濾波器206以與第一逆變器210和第一帶通濾波器204相同的方式使用，以分別用于外右揚(yáng)聲器110和內(nèi)右揚(yáng)聲器108的虛擬化的聲音輸出的產(chǎn)生。前述參照?qǐng)D3的描述能被類似地應(yīng)用以說明使用第二逆變器212和第二帶通濾波器206以能外右揚(yáng)聲器110和內(nèi)右揚(yáng)聲器108為虛擬化聲音位置318產(chǎn)生感知的
聲信號(hào)。在圖4中示出第一和第二高通濾波器202和208的共同的頻率響應(yīng)圖。參照?qǐng)DI和圖2中的附圖標(biāo)記，從約2KHz到20KHz的信號(hào)放大部分402補(bǔ)償收聽者118所聽到的聲信號(hào)的下降，這是因?yàn)榧?xì)長矩形體124的其上安裝有外左揚(yáng)聲器104和外右揚(yáng)聲器110的各個(gè)第一和第三平面128和132相對(duì)于細(xì)長矩形體124的、其上安裝有內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器108的第二平面130分別成角120和122 (即，135度)。用于信號(hào)放大部分402的設(shè)置取決于角120和122。從約20KHz到2KHz的高通濾波部分404用于提取離散前左音頻信號(hào)(FL) 222和離散前右音頻信號(hào)(FR) 224的高頻成分，使得僅重低音揚(yáng)聲器126用于產(chǎn)生所有聲信號(hào)的低頻成分。第一和第二帶通濾波器204和206的共同頻率響應(yīng)圖在圖5中示出。從約O. 5KHz到20KHz的信號(hào)的衰減部分502圖示圖3中的聲音位置302和318 (其在相比于針對(duì)非虛擬化聲音位置的相同距離距收聽者耳朵更遠(yuǎn)的距離處)的虛擬化。參照?qǐng)D1、2和3中的附圖標(biāo)記，更遠(yuǎn)的距離是指收聽者118聽到的變?nèi)醯穆曅盘?hào)，因而，對(duì)于聲音位置302和318的虛擬化需要執(zhí)行衰減。從約20KHz到O. 5KHz的高通濾波部分504用于提取離散前左音頻信號(hào)(FL) 222和離散前右音頻信號(hào)(FR) 224的高頻成分，使得僅重低音揚(yáng)聲器126用于產(chǎn)生所有聲信號(hào)的低頻成分。圖6示出了用于處理5. I通道音頻信號(hào)的離散中心音頻信號(hào)(C)的音頻系統(tǒng)100的基本電子部件。圖6中的箭頭表示信號(hào)流的方向。在圖6中，離散中心音頻信號(hào)(C) 604被發(fā)送到第三高通濾波器602，該濾波器602濾掉離散中心音頻信號(hào)(C)604的低頻成分，并以縮放因子g2將其縮放，然后將經(jīng)過濾波和縮放的信號(hào)分別送到用于信號(hào)放大的第三和第六放大器216和218，然后分別傳輸?shù)絻?nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器110。由于離散中心音頻信號(hào)(C) 604在兩個(gè)揚(yáng)聲器106和108處再現(xiàn)，其音量相比于外左揚(yáng)聲器104和外右揚(yáng)聲器110產(chǎn)生的偏左和偏右信號(hào)的音量而顯得更大。g2的值設(shè)定為負(fù)3分貝以有意地降低基于中心聲音的聲信號(hào)強(qiáng)度，使得基于中心聲音的音量與偏左右信號(hào)的音量平衡。在示例實(shí)施例中，在此節(jié)點(diǎn)處的g2值是受位于第三高通濾波器602的下游(即，在信號(hào)離開第三高通濾波器602之后)的第七放大器(在附圖中未示出)的影響的增益因子?？梢岳斫?，在其他示例實(shí)施例中，第七放大器可以結(jié)合在第三高通濾波器602的電路中。此第七放大器還可以是可操作的放大器的形式、分壓器的形式等。在圖7中示出第三高通濾波器602的頻率響應(yīng)圖702。由第三高通濾波器602執(zhí)行高通濾波以提取離散中心音頻信號(hào)(C)604的高頻成分，使得重低音揚(yáng)聲器126產(chǎn)生所有聲信號(hào)的低頻成分，并且四個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110產(chǎn)生所有聲信號(hào)的高頻成分。圖8示出了用于處理5. I通道音頻信號(hào)的離散后左音頻信號(hào)(RL)和離散后右音頻信號(hào)(RR)826的音頻系統(tǒng)100的電子部件。圖8中的箭頭表示信號(hào)流的方向。在圖8中，離散后音頻信號(hào)(RL)824發(fā)送到第四高通濾波器806以濾掉離散后左音頻信號(hào)(RU824的低頻成分。第四高通濾波器806還使約5KHz的頻率范圍的離散后左音頻信號(hào)(RL) 824衰減。可以理解，使用第四高通濾波器806對(duì)離散后左音頻信號(hào)(RL) 824進(jìn)行濾波在沒有重低音揚(yáng)聲器126的示例實(shí)施例中是不必要的，因?yàn)樵跊]有重低音揚(yáng)聲器126的情況下,夕卜左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110將產(chǎn)生所有聲信號(hào)的高頻和低頻成分兩者。在另一信號(hào)路徑中，離散后左音頻信號(hào)(RL)824以在0. 35到0. 75的范圍中的因子g4縮放，并經(jīng)過第三逆變器802。在示例實(shí)施例中，在此節(jié)點(diǎn)處的g4值是受位于第三逆變器802的上游(S卩，在信號(hào)進(jìn)入第三逆變器802之前)的第八放大器(在附圖中未示出)的影響的增益因子。可以理解，在其他示例實(shí)施例中，第八放大器可以結(jié)合在第三逆變器802的電路中。第八放大器還可以是可操作的放大器的形式、分壓器的形式等。隨后，來自第三逆變器802的信號(hào)發(fā)送到第二帶通濾波器206，然后發(fā)送到第二逆變器212。第三逆變器802將時(shí)間延遲(即，相位移位)引入到已經(jīng)被因子g4縮放的離散后左音頻信號(hào)(RL)824。在示例實(shí)施例中，逆變器802有助于取消耳間串?dāng)_以產(chǎn)生出相位的聲音效果，這在沒有任何可覺察的方向的情況下被收聽者感知為來自環(huán)境四周的聲音。第二帶通濾波器206通過使離散后左音頻信號(hào)(RL) 824在約IKHz至7KHz的范圍的高頻成分衰減來調(diào)節(jié)離散后左音頻信號(hào)(RU824以將用于外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的聲音位置虛擬化到位于收聽者118的后左位置處的位置(圖9中的906)。此衰減在圖10中示出。以此方式，產(chǎn)生后左環(huán)繞聲音效果。第二帶通濾波器206還濾掉離散后左音頻信號(hào)(RU824的低頻成分，使得僅重低音揚(yáng)聲器126會(huì)產(chǎn)生具有低頻成分的聲信號(hào)。第二逆變器212將時(shí)間延遲(即，相位移位)引入被帶通濾波器206濾波的經(jīng)過衰減的離散后左音頻信號(hào)(RL)824。引入此時(shí)間延遲的原因下文參照?qǐng)D9進(jìn)行描述。來自第四高通濾波器806的經(jīng)過濾波的輸出信號(hào)和來自第二逆變器212的經(jīng)過帶通濾波以及g4縮放和相移的輸出信號(hào)隨后發(fā)送到用于信號(hào)放大的第二逆變器214，之后傳 輸?shù)接糜诼曇粼佻F(xiàn)的外左揚(yáng)聲器104。
存在另一信號(hào)路徑，離散后左音頻信號(hào)(RL) 824以處于O. 7到I. 5范圍中的g3因子縮放，并發(fā)送到第一帶通濾波器204。在示例實(shí)施例中，在此節(jié)點(diǎn)處的g3值是受位于第一帶通濾波器204的上游(即，在信號(hào)進(jìn)入第一帶通濾波器204之前)的第九放大器(在附圖中未示出)的影響的增益因子。可以理解到，在其他示例實(shí)施例中，第九放大器可以結(jié)合在第一帶通濾波器204的電路中。第九放大器還可以是可操作的放大器的形式、分壓器的形式等。隨后，來自第一帶通濾波器204以g3縮放的輸出信號(hào)發(fā)送到第三放大器，之后傳輸?shù)接糜诼曇粼佻F(xiàn)的內(nèi)左揚(yáng)聲器108。這樣做的目的是加寬在聆聽區(qū)域102中的收聽者感知到的后聲像。與離散后左音頻信號(hào)(RL)824的處理鏡像，離散后右音頻信號(hào)(RR)826發(fā)送到第五高通濾波器812(其在設(shè)計(jì)上與第四高通濾波器826相同)，以濾掉離散后右音頻信號(hào)(RR) 826的低頻成分。第五高通濾波器812使在5Khz的頻率范圍的周圍的離散后右音頻信號(hào)(RR)826衰減。可以理解，使用第五高通濾波器812對(duì)離散后右音頻信號(hào)(RR)826進(jìn)行濾波在沒有重低音揚(yáng)聲器126的示例實(shí)施例中是不必要的，這是因?yàn)樵跊]有重低音揚(yáng)聲器126的情況下,夕卜左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110將產(chǎn)生所有聲信號(hào)的高頻和低頻成分兩者。在另一信號(hào)路徑中，離散后右音頻信號(hào)(RR)826以因子g4縮放，并經(jīng)過第四逆變器804。在示例實(shí)施例中，在此節(jié)點(diǎn)處的g4值是受位于第四逆變器804的上游(B卩，在信號(hào)進(jìn)入第四逆變器804之前)的第十放大器(在附圖中未示出)的影響的增益因子?？梢岳斫猓谄渌纠龑?shí)施例中，第十放大器可以結(jié)合在第四逆變器804的電路中。第十放大器還可以是可操作的放大器的形式、分壓器的形式等。隨后，來自第四逆變器804的輸出信號(hào)發(fā)送到第一帶通濾波器204，然后發(fā)送到第一逆變器210。第四逆變器804將時(shí)間延遲引入到已經(jīng)以因子g4縮放的離散后右音頻信號(hào)(RR)826。在示例實(shí)施例中，第四逆變器804有助于取消耳間串?dāng)_以產(chǎn)生出相位的聲音效果，這在沒有任何可覺察的方向的情況下能被聆聽區(qū)域(在圖I中為102)中的收聽者感知為來自環(huán)境四周的聲音。第一帶通濾波器204通過使離散后右音頻信號(hào)(RR) 826在約IKHz至7KHz的范圍內(nèi)的高頻成分衰減來調(diào)節(jié)離散后右音頻信號(hào)(RR)826以將用于外右揚(yáng)聲器104和內(nèi)右揚(yáng)聲器108的聲音位置虛擬化到位于收聽者(在圖11中118)的后右位置的位置(圖9中的908)。此衰減在圖10中示出。以此方式，產(chǎn)生后右環(huán)繞聲音效果。第一帶通濾波器204還 濾掉離散后右音頻信號(hào)(RR)的低頻成分，使得僅重低音揚(yáng)聲器126會(huì)產(chǎn)生具有低頻成分的聲信號(hào)。第一逆變器210將時(shí)間延遲引入經(jīng)過衰減的離散后左音頻信號(hào)(RR)826。引入此時(shí)間延遲的原因下文參照?qǐng)D9進(jìn)行描述。來自第五高通濾波器812的經(jīng)過濾波的輸出信號(hào)和來自第四逆變器804的經(jīng)過帶通濾波、g4縮放和相移的輸出信號(hào)隨后發(fā)送到用于信號(hào)放大的第五逆變器220，之后傳輸?shù)接糜诼曇粼佻F(xiàn)的外右揚(yáng)聲器104。存在另一信號(hào)路徑，離散后右音頻信號(hào)(RR)826以因子g3縮放，并被發(fā)送到第二帶通濾波器206。在示例實(shí)施例中，在此節(jié)點(diǎn)處的g3值是受位于第二帶通濾波器206的上游(即，在信號(hào)進(jìn)入第二帶通濾波器206之前)的第十一放大器(在附圖中未示出)的影響的增益因子?？梢岳斫?，在其他示例實(shí)施例中，第十一放大器可以結(jié)合在第二帶通濾波器206的電路中。第十一放大器還可以是可操作的放大器的形式、分壓器的形式等。隨后，來自第二帶通濾波器206以g3縮放的輸出信號(hào)被發(fā)送到第六放大器218，之后傳輸?shù)接糜诼曇粼佻F(xiàn)的內(nèi)左揚(yáng)聲器106。這樣做的目的是加寬在聆聽區(qū)域102中的收聽者感知到的后聲像。g3的值影響由多個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108和110產(chǎn)生的后環(huán)繞聲音效果的權(quán)重。越低的g3對(duì)應(yīng)于越弱的后環(huán)繞聲音效果，并且越高的g3對(duì)應(yīng)于越強(qiáng)烈的后環(huán)繞聲音效果。在示例實(shí)施例中，g3 g4維持在2 I的比率。此比率確保相比于從遠(yuǎn)離收聽者118的各左或右耳的后位置感知到的聲音，從最靠近聆聽區(qū)域102中的收聽者118的各左或右耳的后位置感知到的聲音更強(qiáng)。例如，收聽者118的左耳會(huì)感受到來自收聽者118的后左位置(即，圖9中的906)的更強(qiáng)的虛擬化聲音，而收聽者118的右耳會(huì)感受到來自收聽者118的后右位置(即，圖9中的908)的更強(qiáng)的虛擬化聲音。 可以理解，在沒有重低音揚(yáng)聲器126的示例實(shí)施例中能省略第一和第二帶通濾波器204和206的高通部件，因?yàn)樵跊]有重低音揚(yáng)聲器126的情況下,外左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110將產(chǎn)生所有聲信號(hào)的高頻和低頻成分兩者。在圖9中圖不外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的虛擬化后聲音輸出位置906。參照?qǐng)D9,聲音輸出a3910不出在來自外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106的聲音輸出虛擬化的情況下聲音行進(jìn)到位于聆聽區(qū)域102的中心的收聽者118的左耳304的軌跡。聲音輸出a4912示出在來自外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106被虛擬化到虛擬化聲音輸出位置906的情況下聲音行進(jìn)到收聽者118的右耳306的軌跡。虛擬化的聲音輸出a4912的軌跡被收聽者的頭部阻擋，因而，存在聲音到達(dá)收聽者的右耳306的時(shí)間延遲，并且被收聽者的右耳306拾取的聲信號(hào)更少。為了產(chǎn)生虛擬化的聲音輸出a4912，圖8中的第二帶通濾波器206用來使經(jīng)過處理的離散后左音頻信號(hào)(RL)824在約IKHz到7KHz的范圍內(nèi)的高頻成分進(jìn)行衰減，并且圖8中的第二逆變器412用來將時(shí)間延遲引入經(jīng)過處理的離散后左音頻信號(hào)(RL)824的經(jīng)過衰減的高頻成分?？梢岳斫?，第一逆變器410和第一帶通濾波器204分別以與第二逆變器412和第二帶通濾波器206相同的方式使用。因而，前述參照?qǐng)D9的描述類似地應(yīng)用來說明第一逆變器410和第二帶通濾波器204的使用，以形成用于虛擬化聲音位置908的感知聲音信號(hào)。此外，圖9圖示所形成的虛擬后左和虛擬后右環(huán)繞效果的周圍聲音效果。對(duì)于收聽者118，虛擬后左環(huán)繞效果呈現(xiàn)為環(huán)繞由虛線圓表示的區(qū)域，并且虛擬后右環(huán)繞效果呈現(xiàn)為環(huán)繞由虛線圓904表示的區(qū)域。在圖10中示出第四和第五高通濾波器806和812的共同頻率響應(yīng)圖。在5KHz附近的信號(hào)下降部分1002由于收聽者118的耳朵的耳廓的后聲音阻擋效果而形成收聽者118聽到的聲信號(hào)的下降。圖11示出用于低通濾波所有5. I通道音頻信號(hào)(即，離散前左音頻信號(hào)(FL)、離散前右音頻信號(hào)(FR)、離散后左音頻信號(hào)(RU、離散后右音頻信號(hào)(RR)、離散中心音頻信號(hào)(C)和低頻效果音頻信號(hào)(LFE))的音頻系統(tǒng)100的基本電子部件。所有5. I通道音頻信號(hào)被各個(gè)縮放因子Si、s2、s3和s4縮放，并被低通濾波器1102濾波，之后傳輸?shù)街氐鸵魮P(yáng)聲器126。在示例實(shí)施例中，這些縮放因子Si、s2、s3和s4的值等于I。圖11中的箭頭表不信號(hào)流的方向。表示音頻系統(tǒng)100的數(shù)學(xué)公式如下OL = FLH+RLH-Mix2BIL = g2. CH+MixlB IR = g2. CH+Mix2BOR = FRH+RRH-MixlBS1 = si. FLl+s1. FRl+s2. RLl+s2. RRl+s3. Cl+s4. SlMixl = gl. FL+g3. RL_g4. RRMix2 = gl. FR+g3. RR-g4. RL0. 5彡gl彡l(gl在0. 5到I的范圍內(nèi))g2~ 0.707(SP，負(fù) 3 分貝)O. 7 彡 g3 彡 I. 5g4/g5 ^0.5 (g3 g4 的比率是 2 I)O. 35 ^ g4 ^ O. 75si ^ s2 ^ s3 ^ s4 ^ I其中，OL是發(fā)送到外左揚(yáng)聲器104的組合音頻信號(hào)的傳遞函數(shù)；IL是發(fā)送到內(nèi)左揚(yáng)聲器106的組合音頻信號(hào)的傳遞函數(shù)；IR是發(fā)送到外右揚(yáng)聲器108的組合音頻信號(hào)的傳遞函數(shù)；OR是發(fā)送到外右揚(yáng)聲器110的組合音頻信號(hào)的傳遞函數(shù)；FL是輸入到音頻系統(tǒng)100的離散(基于5. I通道的)前左音頻信號(hào)(S卩，圖2中的222)的傳遞函數(shù)；FLl是在FL已經(jīng)被圖11中的低通濾波器1102低通濾波之后的傳遞函數(shù)；FLh是在FL已經(jīng)被圖2中的第一高通濾波器202高通濾波之后的傳遞函數(shù)；FR是輸入到音頻系統(tǒng)100的離散(基于5. I通道的)前右音頻信號(hào)(即，圖2中的224)的傳遞函數(shù)；FRl是在FR已經(jīng)被圖11中的低通濾波器1102低通濾波之后的傳遞函數(shù)；FRh是在FR已經(jīng)被圖2中的第二高通濾波器208高通濾波之后的傳遞函數(shù)；RL是輸入到音頻系統(tǒng)100的離散(基于5. I通道的)基于后左的輸入信號(hào)(即，圖8中的824)的傳遞函數(shù)；RLl是在RL已經(jīng)被圖11中的低通濾波器1102低通濾波之后的傳遞函數(shù)；RLh是在RL已經(jīng)被圖8中的第四高通濾波器806高通濾波之后的傳遞函數(shù)；RR是輸入到音頻系統(tǒng)100的離散(基于5. I通道的)后右音頻信號(hào)(S卩，圖8中的826)的傳遞函數(shù)；RRl是在RR已經(jīng)被圖11中的低通濾波器1102低通濾波之后的傳遞函數(shù)；RRh是在RR已經(jīng)被圖8中的第五高通濾波器812高通濾波之后的傳遞函數(shù)；C是輸入到音頻系統(tǒng)100的離散(基于5. I通道的)中心音頻信號(hào)(即，圖6中的604)的傳遞函數(shù)；
Cl是在C已經(jīng)被圖11中的低通濾波器1102低通濾波之后的傳遞函數(shù)；CH是在C已經(jīng)被圖6中的第三高通濾波器602高通濾波之后的傳遞函數(shù)；S是輸入到音頻系統(tǒng)100的重低音揚(yáng)聲器音頻信號(hào)(即，低頻效果音頻信號(hào)(LFE))的傳遞函數(shù)；Sl是在Sub已經(jīng)被圖11中的低通濾波器1102低通濾波之后的傳遞函數(shù)；S'是發(fā)送到重低音揚(yáng)聲器126的音頻信號(hào)的傳遞函數(shù)；
MixlBi在Mixl已經(jīng)被圖2中的第一帶通濾波器1102低通濾波之后的傳遞函數(shù)；Mix2B是在Mix2已經(jīng)被例如圖2中的第二帶通濾波器206帶通濾波之后的傳遞函數(shù)；并且在數(shù)學(xué)公式中前面帶有“-”符號(hào)的傳遞函數(shù)是指它們已經(jīng)被相移或者時(shí)間延遲，更具體地，由圖2中的各個(gè)第一和第二逆變器210和212和圖8中的各個(gè)第三和第四逆變器802和804執(zhí)行的“出相”相位調(diào)節(jié)?！愣?，由用于對(duì)作為基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行處理以產(chǎn)生具有廣且擴(kuò)散的聲像的環(huán)繞聲音效果的本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)執(zhí)行的方法在圖12所示的流程圖1200圖示。該方法可以由數(shù)字信號(hào)處理器或者類似于前述音頻系統(tǒng)100的系統(tǒng)執(zhí)行。在步驟1202，調(diào)節(jié)基于后方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，離散后左音頻信號(hào)824(RL))的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1202對(duì)公式Mix2中的“-g4. RL”負(fù)責(zé)。在步驟1204，調(diào)節(jié)基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，離散后右音頻信號(hào)826 (RR))的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1204對(duì)公式Mixl中的“_g4. RR”負(fù)責(zé)。在步驟1206，調(diào)節(jié)基于后方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，RL)的幅度，以產(chǎn)生ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1206對(duì)公式Mixl中的“g3. RL”負(fù)責(zé)。在步驟1208，調(diào)節(jié)基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，RR)的幅度，以產(chǎn)生ー個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1208對(duì)公式Mix2中的“g3. RR”負(fù)責(zé)。在步驟1210，對(duì)ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)(例如，-g4. RR)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)(例如，g3.RL)和基于前方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，gl.FL)進(jìn)行濾波。步驟1210處的濾波包括使被濾波的所有信號(hào)的高頻成分衰減。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1210對(duì)為了獲得“MixlB”而對(duì)Mixl進(jìn)行的濾波負(fù)責(zé)。在步驟1212，對(duì)ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)(例如，-g4. RL)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)后右信號(hào)(例如，g3. RR)和基于前方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，gl. FR)進(jìn)行濾波。步驟1212處的濾波包括使被濾波的所有信號(hào)的高頻成分衰減。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1212對(duì)為了獲得“Mix2B”而對(duì)Mix2進(jìn)行的濾
波負(fù)責(zé)。 在步驟1214，調(diào)節(jié)ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)(例如，_g4.RR)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)(例如，g3.RL)和基于前方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，gl.FL)的相位以將時(shí)間延遲引入到它們中的每個(gè)。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1214對(duì)將時(shí)間延遲引入到MixlB以達(dá)到公式IL和OR中的“_MixlB”負(fù)責(zé)。在步驟1216，調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)(例如，-g4.RL)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)(例如，g3.RR)和基于前方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，gl.FR)的相位以將時(shí)間延遲引入到它們中的每個(gè)。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1216對(duì)將時(shí)間延遲引入到Mix2B以達(dá)到公式OL和IR中的“_Mix2B”負(fù)責(zé)。在步驟1218,將基于前方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，F(xiàn)L)、基于后方偏左的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)(例如，RL)和步驟1214處調(diào)節(jié)的所有信號(hào)(例如，-Mix2B)傳輸?shù)酵庾髶P(yáng)聲器104。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1218對(duì)將由公式OL =FL+RL-Mix2B表不的信號(hào)傳輸?shù)接糜诃h(huán)繞聲音再現(xiàn)的外左揚(yáng)聲器104負(fù)責(zé)。在步驟1220，將基于前方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，F(xiàn)R)、基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)(例如，RR)和步驟1216處調(diào)節(jié)的所有信號(hào)(例如，-Mixle)傳輸?shù)酵庥覔P(yáng)聲器110。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1220對(duì)將由公式OR =FR+RR-MixlB表不的信號(hào)傳輸?shù)接糜诃h(huán)繞聲音再現(xiàn)的外右揚(yáng)聲器104負(fù)責(zé)。在步驟1222，將基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，離散中心音頻信號(hào)(C))和步驟1210處濾波的所有信號(hào)(例如，MixlB)傳輸?shù)絻?nèi)左揚(yáng)聲器106。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1222對(duì)將由公式IL = g2. C+MixlB表示的信號(hào)傳輸?shù)接糜诃h(huán)繞聲音再現(xiàn)的內(nèi)左揚(yáng)聲器106負(fù)責(zé)。在步驟1224，將基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，離散中心音頻信號(hào)(C))和步驟1212處濾波的所有信號(hào)(例如，Mix2B)傳輸?shù)酵庥覔P(yáng)聲器108。參照之前描述的音頻系統(tǒng)100和其數(shù)學(xué)公式，步驟1224對(duì)將由公式IR = g2. C+Mix2B表示的信號(hào)傳輸?shù)接糜诃h(huán)繞聲音再現(xiàn)的內(nèi)右揚(yáng)聲器108負(fù)責(zé)。例如，對(duì)具有重低音揚(yáng)聲器(例如，圖I和圖11中的126)的不例實(shí)施例,參照?qǐng)D12描述的方法可以被調(diào)整為進(jìn)一步包括將一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)傳輸?shù)接糜谝纛l低音再現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)重低音揚(yáng)聲器的步驟。該方法還可以包括以下步驟對(duì)多通道音頻信號(hào)的各個(gè)進(jìn)行低通濾波(例如，使用圖11中的低通濾波器1102)，之后對(duì)除了一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)(例如超低音音頻信號(hào))之外的多通道音頻信號(hào)的各個(gè)進(jìn)行高通濾波(例如，產(chǎn)生？1^、此1^! 11、1^11和Ch)，之后開始步驟1218、1220、1222和1224，并且最終將每個(gè)低通濾波的多通道音頻信號(hào)(例如，S' = si. FLl+s1. FRl+s2. RLl+s3. Cl+s4. Sl)傳輸?shù)接糜谝纛l低音再現(xiàn)的重低音揚(yáng)聲器。此外，例如在具有重低音揚(yáng)聲器(例如，圖I和11中的126)的實(shí)施例中，該方法可以使得步驟1210和1212的濾波步驟包括對(duì)步驟1210和1212濾波的信號(hào)進(jìn)行高通濾波，以將高頻信號(hào)隔離供進(jìn)一步處理，并且所有低頻信號(hào)傳送到重低音揚(yáng)聲器。在步驟1202和1204，被調(diào)節(jié)的所有信號(hào)的幅度可以由第一縮放因子(例如，圖8中的g4)調(diào)節(jié)，該因子可以在0. 35到0. 75的范圍內(nèi)。
在步驟1206和1208，被調(diào)節(jié)的所有信號(hào)的幅度可以由第二縮放因子(例如，圖8中的g3)調(diào)節(jié)，該因子可以在O. 7到1.5的范圍內(nèi)?；谇胺狡蠛突谇胺狡业囊粋€(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度可以由第三縮放因子(例如，圖2中的gl)調(diào)節(jié)，該因子可以在O. 5到I的范圍內(nèi)。在步驟1222和1224，基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，離散的基于中心的音頻信號(hào)(C))可以由負(fù)3分貝縮放(g2たO. 707)?？梢岳斫獾?，本發(fā)明的示例實(shí)施例還能為兩個(gè)音頻通道輸入而不是僅僅為5. I音頻通道輸入提供環(huán)繞聲音再現(xiàn)。例如，本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)能用來將由左通道音頻輸入和右通道音頻輸入組成的立體(例如，2)通道音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于在四個(gè)揚(yáng)聲器(例如，圖I中的外左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外右揚(yáng)聲器110)上環(huán)繞 聲音產(chǎn)生的音頻輸入信號(hào)。這能通過以下動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)將立體通道音頻信號(hào)的左通道音頻信號(hào)設(shè)置為多通道音頻信號(hào)的基于前方偏左音頻信號(hào)，將立體通道音頻信號(hào)的右通道音頻信號(hào)設(shè)置為多通道音頻信號(hào)的基于前方偏右音頻信號(hào)，將零信號(hào)設(shè)置為被分類為低頻效果音頻信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、以及基于中心、基于后方偏左和基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)中的姆一者O換言之，參照?qǐng)DI中的音頻系統(tǒng)100，-離散前左音頻信號(hào)222(FL)被立體通道音頻信號(hào)的左通道音頻信號(hào)替換；-離散前右音頻信號(hào)224(FR)被立體通道音頻信號(hào)的右通道音頻信號(hào)替換；并且-離散中心音頻信號(hào)604(C)、離散后左音頻信號(hào)824(RL)和離散后右音頻信號(hào)826 (RR)被設(shè)定為零或者針對(duì)信號(hào)處理而被忽略。在將適合的信號(hào)設(shè)定為零并將所述信號(hào)用作為音頻輸入的左右通道音頻信號(hào)替換之后，以與在用于具有5. I音頻通道信號(hào)作為輸入的音頻系統(tǒng)100的情況相同的方式混合和處理立體通道音頻信號(hào)。此結(jié)果是由具有立體通道音頻信號(hào)作為輸入的音頻系統(tǒng)100產(chǎn)生環(huán)繞聲音效果。對(duì)于具有超過5. I音頻通道輸入的示例實(shí)施例，會(huì)有能提供在方向上超過基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的音頻信號(hào)所覆蓋的聲音的離散音頻信號(hào)。例如，7. I音頻通道輸入具有離散前左音頻信號(hào)、離散前右音頻信號(hào)、離散中心音頻信號(hào)、離散左環(huán)繞音頻信號(hào)、離散右環(huán)繞音頻信號(hào)、離散后左音頻信號(hào)、離散后右音頻信號(hào)和低頻效果音頻信號(hào)。所覆蓋的兩個(gè)附加聲音方向是左環(huán)繞區(qū)域和右環(huán)繞區(qū)域。為了將用于使用本發(fā)明示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)繞聲音的7. I音頻通道輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)換，首先，需要混音前置放大器或者電路以將7. I輸入混音成5. I輸入，之后通過本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)開始信號(hào)處理。類似地，首先在由本發(fā)明的示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)開始信號(hào)處理之前，需要適合的混音放大器或者電路以將其他多通道音頻輸入(諸如6. 1、8· I、10. 2、22. 2等)轉(zhuǎn)換成5. I輸入。關(guān)于4. I輸入，在示例實(shí)施例的音頻系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)處理之前，需要適合的混音放大器將其轉(zhuǎn)換成5. I輸入。一般地，本發(fā)明示例實(shí)施例涉及用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生的環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理(例如，圖I中的102)的音頻系統(tǒng)(例如，圖I中的100)。多個(gè)揚(yáng)聲器一般相對(duì)于聆聽區(qū)域(例如，圖I中的102)位于前方。多個(gè)揚(yáng)聲器包括外左揚(yáng)聲器(例如，圖I中的104)、內(nèi)左揚(yáng)聲器(例如，圖I中的106)、內(nèi)右揚(yáng)聲器(例如，圖I中的108)和外右揚(yáng)聲器(例如，圖I中的110)。多通道音頻信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)和基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)(例如，5. I通道音頻信號(hào))。音頻系統(tǒng)包括第一調(diào)節(jié)裝置(例如，圖8中的802、206和212)，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)(即，與圖12中的步驟1202相對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)包括第二調(diào)節(jié)裝置(例如，圖8中的804、204)，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)(即，與圖12中的步驟1204相對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)包括第一縮放裝置(例如，用于g3縮放的第九和第十一放大器)，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào) (即，與圖12中的步驟1206相對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)包括第二縮放裝置(例如，用于g3縮放的第十和第十一放大器)，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)(即，與圖12中的步驟1208相對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)包括第一濾波裝置(例如，圖2和圖8中的204)，其用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波(即，與圖12中的步驟1210對(duì)應(yīng))。被第一濾波裝置濾波的信號(hào)的高頻成分被衰減(例如，圖10中的IKHz到7KHz衰減和圖5中的0. 5KHz到20KHz衰減)。音頻系統(tǒng)包括第二濾波裝置(例如，圖2和圖8中的206)，其用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波(即，與圖12中的步驟1212對(duì)應(yīng))。被第二濾波裝置濾波的信號(hào)的高頻成分被衰減(例如，圖10中的IKHz到7KHz衰減和圖5中的0. 5KHz到20KHz衰減)。音頻系統(tǒng)包括第一相位調(diào)節(jié)裝置(例如，圖2和圖8中的210)，其用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)后左信號(hào)和基于前方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每一者(即，與圖12中的步驟1214對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)包括第二相位調(diào)節(jié)裝置(例如，圖2和圖8中的212)，其用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每一者(即，與圖12中的步驟1216對(duì)應(yīng))。在前述信號(hào)處理之后，音頻系統(tǒng)的外左揚(yáng)聲器接收基于前方偏左的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏左的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)和由第一相位調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)(即，與圖12中的步驟1218對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)的外右揚(yáng)聲器接收基于前方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)和由第二相位調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)(即，與圖12中的步驟1224對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)的內(nèi)左揚(yáng)聲器接收基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由第一濾波裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)(即，與圖12中的步驟1220對(duì)應(yīng))。音頻系統(tǒng)的內(nèi)右揚(yáng)聲器接收基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由第二濾波裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)(即，與圖12中的步驟1222對(duì)應(yīng))。
例如，對(duì)于具有重低音揚(yáng)聲器(例如，圖I和圖11中的126)的音頻系統(tǒng)的示例實(shí)施例，音頻系統(tǒng)還可以包括用于對(duì)多通道音頻信號(hào)中的每ー者進(jìn)行濾波的低通濾波裝置(例如，使用圖11中的低通濾波器1102)。還可以包括高通濾波裝置(例如，使用高通濾波器202、208、602、806和812、以及帶通濾波器204和206的高通部分)，用于在外左揚(yáng)聲器、外右揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器和內(nèi)右揚(yáng)聲器接收任何音頻信號(hào)之前對(duì)除了ー個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)之外的多通道音頻信號(hào)的每ー者進(jìn)行濾波。重低音揚(yáng)聲器(例如，圖I和11中的126)可以接收用于產(chǎn)生音頻低音的經(jīng)過低通濾波的多通道音頻信號(hào)中的每ー者。而且，第ー濾波裝置(例如，圖2和圖8中的204)和第二濾波裝置(例如，圖2和圖8中的206)可以包括對(duì)由第一濾波裝置(例如，圖2和圖8中的206)和第二濾波裝置(例如，圖2和圖8中的206)濾波的信號(hào)進(jìn)行高通濾波。 圖13示出了參照?qǐng)DI描述的音頻系統(tǒng)100的外部設(shè)計(jì)的各種示例的俯視圖。一些附圖標(biāo)記在示例中再次使用以圖示部件的類似性?？梢岳斫猓瑘D13所示的示例是非排他性的。圖13中的除了第三示例1306的所有揚(yáng)聲器為了圖示目的而在俯視圖中可見。揚(yáng)聲器在實(shí)際實(shí)施的俯視圖中不可見，因?yàn)樗鼈儽粨P(yáng)聲器的機(jī)箱覆蓋。圖13所示的第一示例1302與圖I中的音頻系統(tǒng)100的類似之處在于在細(xì)長矩形體124上放置四個(gè)揚(yáng)聲器。然而，在此情況下，外左揚(yáng)聲器104在細(xì)長矩形體124上安裝所在的平面相對(duì)于內(nèi)左揚(yáng)聲器106在細(xì)長矩形體124上安裝所在的平面成180度的角120。類似地，外右揚(yáng)聲器110在細(xì)長矩形體124上安裝所在的平面相對(duì)于內(nèi)右揚(yáng)聲器108在細(xì)長矩形體124上安裝的平面成約180度的角122?；旧希@意味著所有四個(gè)揚(yáng)聲器處于面向聆聽區(qū)域102的相同平面。注意，第一示例1302沒有重低音揚(yáng)聲器126。對(duì)于沒有重低音揚(yáng)聲器的本發(fā)明的實(shí)施例，所有低頻音頻范圍產(chǎn)生(即，低音)由四個(gè)揚(yáng)聲器處理。圖13中的第二示例1304與第一示例1302不同之處在于外左揚(yáng)聲器104在細(xì)長矩形體124上安裝所在的平面相對(duì)于內(nèi)左揚(yáng)聲器106在細(xì)長矩形體124上安裝所在的平面成約90度的角120。此外，外右揚(yáng)聲器110在細(xì)長矩形體124上安裝所在的平面相對(duì)于內(nèi)右揚(yáng)聲器108在細(xì)長矩形體124上安裝所在的平面成約90度的角122。外左揚(yáng)聲器104和外右揚(yáng)聲器110的這種約90度的布置已知為橫向或者側(cè)面音炮。此外，在內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器108之間有兩個(gè)而不是ー個(gè)重低音揚(yáng)聲器1312 (SI)和1314 (S2)。具有更多重低音揚(yáng)聲器能提供更強(qiáng)的低音產(chǎn)生。在圖13中的第三示例1306中，外左揚(yáng)聲器104在細(xì)長矩形體124上安裝所在的第一平面1332和外右揚(yáng)聲器110在細(xì)長矩形體124上安裝所在的第二平面1336的形狀為三角形。內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器108在細(xì)長矩形體124上安裝所在的第三平面1334的形狀為梯形。在第三示例1306中安裝揚(yáng)聲器104、106、108和110所在的平面1332、1334和1336不像在第一和第二示例1302和1304中安裝揚(yáng)聲器104、106、108和110鎖止的平面那樣傾斜或者成斜坡，在第一和第二示例1302和1304中安裝揚(yáng)聲器104、106、108和110的平面面向前面(即，面向聆聽區(qū)域102)或者面向側(cè)面(即，第二示例1304中的側(cè)面音炮布置)。由于傾斜和成斜坡，第一平面1332和第二平面1334之間的角度以及第三平面1336和第二平面1334之間的角度根據(jù)第三示例1306的細(xì)長矩形體124的高度而變化。第三示例1306圖示本發(fā)明的實(shí)施例可以具有位于該傾斜或者成斜坡位置的揚(yáng)聲器。還可以理解，在其他示例實(shí)施例中，ー個(gè)或多個(gè)重低音揚(yáng)聲器可以包括在第三示例1306中。
在圖13中的第四示例1308中，存在五個(gè)分立的單元1316、1318、1320、1322和1324。外左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108、外右揚(yáng)聲器110和重低音揚(yáng)聲器126中的每個(gè)安裝在分立的單元上。圖13中的第五示例1310布置成有三個(gè)分立的單元1326、1328和1330。外左揚(yáng)聲器104和內(nèi)左揚(yáng)聲器106安裝在一個(gè)分立單兀1326中同一面向前方的平面上。內(nèi)右揚(yáng)聲器108和外左揚(yáng)聲器110安裝在另一分立單兀1330中同一面向前方的平面上。重低音揚(yáng)聲器126安裝在另一分立單元1328上。
第四和第五示例1308和1310用來圖示本發(fā)明的如下實(shí)施例具有安裝在分立單元上的或者與其余揚(yáng)聲器分離開的單元上的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器。圖14示出參照?qǐng)DI描述的音頻系統(tǒng)100的外部設(shè)計(jì)的第六示例1412的俯視圖和正視圖。之前的附圖標(biāo)記被再次使用來圖示部件的類似性。在第六示例412中，有五個(gè)分立的單元1402、1404、1406、1408和1410。外左揚(yáng)聲器104、內(nèi)左揚(yáng)聲器106、內(nèi)右揚(yáng)聲器108、外右揚(yáng)聲器110和重低音揚(yáng)聲器126中的每個(gè)安裝在各分立單兀上。具有外左揚(yáng)聲器104的單元1402堆疊在具有內(nèi)左揚(yáng)聲器106的單元1404以上，并且具有外右揚(yáng)聲器108的單元1408堆疊在具有內(nèi)右揚(yáng)聲器110的單元1410以上。而且，內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器110面向前方,而外左揚(yáng)聲器104和外右揚(yáng)聲器108以相對(duì)于內(nèi)左揚(yáng)聲器106和內(nèi)右揚(yáng)聲器110的面向前方的平面成一角度1414而彼此背向。此角度1414可以在0到90度的范圍內(nèi)。可以理解，在本發(fā)明的其他示例實(shí)施例中，具有外左揚(yáng)聲器104的單元1402還堆疊在具有內(nèi)左揚(yáng)聲器106的單元1404的下方，并且具有外右揚(yáng)聲器108的單元1408還可以堆疊在具有內(nèi)右揚(yáng)聲器110的單元1410的下方。此處使用的術(shù)語“堆疊”不僅覆蓋接觸，而且還覆蓋永久性地將單元1402安裝到單元1404，將單元1408安裝到單元1410。第六示例1412的優(yōu)點(diǎn)在于相比于圖13中的其他示例占用更少的設(shè)置空間。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在對(duì)連同附圖在內(nèi)的以上所述的公開內(nèi)容理解的情況下能對(duì)此處描述的用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法和音頻系統(tǒng)進(jìn)行許多修改和其他實(shí)施。因而，可以理解，用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法和音頻系統(tǒng)和實(shí)用不限于包括在這里的以上描述，可能的修改也被包括在本公開的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法，所述多個(gè)揚(yáng)聲器相對(duì)于所述聆聽區(qū)域位于前方，所述多個(gè)揚(yáng)聲器包括外左揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器、內(nèi)右揚(yáng)聲器和外右揚(yáng)聲器，所述多通道音頻信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)、以及基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)，所述方法包括以下步驟 (a)調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)； (b)調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)； (C)調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)； (d)調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)； (e)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，該步驟(e)的濾波包括使被濾波的信號(hào)的高頻成分衰減； (f)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，該步驟(f)的濾波包括使被濾波的信號(hào)的高頻成分衰減； (g)調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每一者； (h)調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每一者； (i)將基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(g)調(diào)節(jié)的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鐾庾髶P(yáng)聲器； U)將基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(h)調(diào)節(jié)的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鐾庥覔P(yáng)聲器； (k)將基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(e)濾波的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鰞?nèi)左揚(yáng)聲器；并且 (I)將基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和在步驟(f)濾波的所有信號(hào)傳輸?shù)剿鰞?nèi)右揚(yáng)聲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括以下步驟 將所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)揚(yáng)聲器中的用于音頻低音產(chǎn)生的重低音揚(yáng)聲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括以下步驟 對(duì)所述多通道音頻信號(hào)中的每一者進(jìn)行低通濾波； 在步驟(i)、(j)、(k)和(I)開始之前將除了所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)以外的所述多通道音頻信號(hào)中的每一者進(jìn)行高通濾波；并且 將經(jīng)過低通濾波的所述多通道音頻信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)揚(yáng)聲器中的用于音頻低音產(chǎn)生的重低音揚(yáng)聲器， 其中，步驟(e)和(f)的濾波包括對(duì)在步驟(e)和(f)濾波的信號(hào)進(jìn)行高通濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在步驟(a)和(b)調(diào)節(jié)幅度的步驟以在O.35到.0.75的范圍內(nèi)的第一縮放因子來調(diào)節(jié)所述信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在步驟(c)和(d)調(diào)節(jié)幅度的步驟以在O.7到.1.5的范圍內(nèi)的第二縮放因子來調(diào)節(jié)所述信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括以在O.5到I的范圍內(nèi)的第三縮放因子來調(diào)節(jié)基于前方偏左和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括以下步驟 以負(fù)3分貝調(diào)節(jié)基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括用于將立體通道音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于在所述多個(gè)揚(yáng)聲器上產(chǎn)生環(huán)繞聲音的音頻輸入信號(hào)的步驟，所述步驟包括以下步驟 將所述立體通道音頻信號(hào)的左通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏左的音頻信號(hào)； 將所述立體通道音頻信號(hào)的右通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏右的音頻信號(hào)；并且 將零信號(hào)設(shè)置為所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)中的每一者以及基于中心、基于后方偏左和基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)中的每一者。
9.一種用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的音頻系統(tǒng)，所述多個(gè)揚(yáng)聲器相對(duì)于所述聆聽區(qū)域位于前方，所述多個(gè)揚(yáng)聲器包括外左揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器、內(nèi)右揚(yáng)聲器和外右揚(yáng)聲器，所述多通道音頻信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)、以及基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)，所述音頻系統(tǒng)包括 第一調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)； 第二調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位和幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)； 第一縮放裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)； 第二縮放裝置，其用于調(diào)節(jié)基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)； 第一濾波裝置，其用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，所述第一濾波裝置使信號(hào)的高頻成分衰減； 第二濾波裝置，其用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，所述第二濾波裝置使信號(hào)的高頻成分衰減；第一相位 調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)和基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每 一者；以及 第二相位調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間延遲且幅度調(diào)節(jié)的后左信號(hào)、所述一個(gè)或多個(gè)幅度調(diào)節(jié)的后右信號(hào)和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的相位，以將時(shí)間延遲引入到它們中的每一者， 所述外左揚(yáng)聲器接收基于前方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏左的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第一相位調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)， 所述外右揚(yáng)聲器接收基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)、基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第二相位調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)， 所述內(nèi)左揚(yáng)聲器接收基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第一濾波裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)， 所述內(nèi)右揚(yáng)聲器接收基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)和由所述第二濾波裝置調(diào)節(jié)的所有信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系通，所述音頻系統(tǒng)還包括接收用于音頻低音產(chǎn)生的所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)的重低音揚(yáng)聲器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)還包括 低通濾波裝置，其用于對(duì)所述多通道音頻信號(hào)的每一者進(jìn)行濾波； 高通濾波裝置，其用于在所述外左揚(yáng)聲器、所述外右揚(yáng)聲器、所述內(nèi)左揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器接收任何音頻信號(hào)之前對(duì)除了所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)以外的所述多通道音頻信號(hào)的每一者進(jìn)行濾波；以及 重低音揚(yáng)聲器，其接收用于音頻低音產(chǎn)生的經(jīng)過低通濾波的所述多通道音頻信號(hào)中的每一者， 其中，由所述第一濾波裝置和所述第二濾波裝置執(zhí)行的濾波是高通濾波。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，其中，所述第一調(diào)節(jié)裝置和所述第二調(diào)節(jié)裝置以在O. 35到O. 75的范圍內(nèi)的第一縮放因子調(diào)節(jié)所述信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，其中，所述第一縮放裝置和所述第二縮放裝置以在O. 7到I. 5的范圍內(nèi)的第二縮放因子調(diào)節(jié)所述信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)還包括第三縮放裝置，其用于以在O. 5到I的范圍內(nèi)的第三縮放因子調(diào)節(jié)基于前方偏左和基于前方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，其中，以負(fù)3分貝調(diào)節(jié)基于中心的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的幅度。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，在將立體通道音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于在所述多個(gè)揚(yáng)聲器上產(chǎn)生環(huán)繞聲音的音頻輸入信號(hào)時(shí)， 將所述立體通道音頻信號(hào)的左通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏左的音頻信號(hào)； 將所述立體通道音頻信號(hào)的右通道音頻信號(hào)設(shè)置為所述多通道音頻信號(hào)的基于前方偏右的音頻信號(hào)；并且將零信號(hào)設(shè)置為所述一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)中的每一者以及基于中心、基于后方偏左和基于后方偏右的所述一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)中的每一者。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，所述外左揚(yáng)聲器、所述內(nèi)左揚(yáng)聲器、所述外右揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器面向所述聆聽區(qū)域，并沿著揚(yáng)聲器軸線間隔開，所述揚(yáng)聲器軸線被界定為經(jīng)過所述揚(yáng)聲器的外左、內(nèi)左、內(nèi)右和外右位置的直線。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的音頻系統(tǒng)，其中，所述重低音揚(yáng)聲器位于所述內(nèi)左揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的音頻系統(tǒng)，其中，所述重低音揚(yáng)聲器位于所述內(nèi)左揚(yáng)聲器和所述內(nèi)右揚(yáng)聲器之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng)，其中 所述外左揚(yáng)聲器安裝所在的第一平面以相對(duì)于所述內(nèi)左揚(yáng)聲器安裝所在的第二平面成第一角布置；以及 所述外右揚(yáng)聲器安裝所在的第三平面以相對(duì)于所述內(nèi)右揚(yáng)聲器安裝所在的第四平面成第二角布置。
21.根據(jù)權(quán)利要求21所述的音頻系統(tǒng)，其中，所述外左揚(yáng)聲器或所述外右揚(yáng)聲器分別堆疊在所述內(nèi)左揚(yáng)聲器或所述內(nèi)右揚(yáng)聲器以上或以下。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的音頻系統(tǒng)，其中，所述第一角和所述第二角的每一者均在90到180度的范圍內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的音頻系統(tǒng)，所述第一角或所述第二角的每一者的值可變。
24.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻系統(tǒng),所述多個(gè)揚(yáng)聲器被包含在單個(gè)外殼內(nèi)。
25.一種數(shù)字信號(hào)處理器，其用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于對(duì)在多個(gè)揚(yáng)聲器上向聆聽區(qū)域產(chǎn)生環(huán)繞聲音的多通道音頻信號(hào)進(jìn)行處理的方法和音頻系統(tǒng)。多個(gè)揚(yáng)聲器相對(duì)于聆聽區(qū)域位于前方。多個(gè)揚(yáng)聲器包括外左揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器、內(nèi)右揚(yáng)聲器和外右揚(yáng)聲器。多通道音頻信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)低頻效果音頻信號(hào)、和基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)。該方法包括以特定的方式對(duì)基于前方偏左、基于前方偏右、后基礎(chǔ)左傾斜和基于后方偏右的一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波以及調(diào)節(jié)相位和幅度，并將一個(gè)或多個(gè)經(jīng)過處理的音頻信號(hào)以特定的方式傳輸?shù)酵庾髶P(yáng)聲器、外右揚(yáng)聲器、內(nèi)左揚(yáng)聲器和內(nèi)右揚(yáng)聲器。
文檔編號(hào)H04R5/02GK102668596SQ201080050456
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
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