用于產(chǎn)生聲音的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于產(chǎn)生聲音的系統(tǒng)和方法
[0001] 本發(fā)明設(shè)及產(chǎn)生在收聽(tīng)位置具有可變明顯來(lái)源寬度的聲音的系統(tǒng)和方法。
[0002] 使聲音適應(yīng)用戶(hù)或音樂(lè)種類(lèi)的不同方式可在US2009/0076637、JP2004361845、 US8045732、EP0740410W及 W 下網(wǎng)址中看到：
[0003] -Http://www.ehow.com/how 4869657 set-stereo-eaualizer.html
[0004] -博美斯特(Burmester)高端3D環(huán)繞聲提供純凈、現(xiàn)場(chǎng)、輕音樂(lè)和環(huán)繞聲模式，用戶(hù) 可在其之間進(jìn)行選擇。除均衡之外，模式之間的差異包括聲音舞臺(tái)寬度的處理。
[0005] -哈曼卡頓化arman Kardon)邏輯7-當(dāng)打開(kāi)和關(guān)閉算法且改變其聲音模式（劇場(chǎng)、 音樂(lè)廳)時(shí)，聲音舞臺(tái)寬度增加。
[0006] -聲音修復(fù)系統(tǒng)（SRS)-http : //en .wikipedi曰.org/wiki/Sound Retrlev曰I System
[0007] 在第一方面中，本發(fā)明設(shè)及一種音頻系統(tǒng)，其包括相對(duì)于收聽(tīng)位置定位的多個(gè)聲 音產(chǎn)生器；W及具有傳感器的控制器，所述傳感器被配置來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)和/或用戶(hù)的位置或活 動(dòng)，并輸出對(duì)應(yīng)的值，
[000引所述控制器被配置來(lái)基于所述值，將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成每一聲音產(chǎn)生器的揚(yáng)聲器信 號(hào)，且
[0009] 所述聲音產(chǎn)生器各自被配置來(lái)接收其揚(yáng)聲器信號(hào)，并輸出聲音，
[0010] 其中不同值致使所述聲音在收聽(tīng)位置處具有不同的明顯來(lái)源寬度。
[0011] 在此上下文中，音頻系統(tǒng)是用于輸出聲音的系統(tǒng)。自然地，如果需要，所述系統(tǒng)還 可提供圖像/視頻或其它信息。所述系統(tǒng)可為整體的或由多個(gè)元件組成，所述多個(gè)元件經(jīng)由 引線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)或其組合合適地互連。
[0012] 所述系統(tǒng)包括若干聲音產(chǎn)生器。聲音產(chǎn)生器通常被配置來(lái)接收信號(hào)，并將所述信 號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音。無(wú)源聲音產(chǎn)生器通常通過(guò)將信號(hào)饋送到一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器單元中，可能通 過(guò)分頻濾波器，來(lái)將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音。無(wú)源聲音產(chǎn)生器因此接收信號(hào)中的能量。相比之 下，有源揚(yáng)聲器從電源接收能量，且因此能夠放大接收到的信號(hào)，W及如果需要，進(jìn)行其它 處理(濾波、延遲等）。有源聲音產(chǎn)生器可接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)。
[0013] 收聽(tīng)位置可為收聽(tīng)者或收聽(tīng)者的部位(例如頭部）的既定位置。通常，聲音產(chǎn)生器 相對(duì)于收聽(tīng)位置合適地，常為對(duì)稱(chēng)地定位。通常，兩個(gè)或多個(gè)聲音產(chǎn)生器定位在收聽(tīng)位置前 面，向收聽(tīng)位置發(fā)射聲音，W便產(chǎn)生多聲道聲音。在簡(jiǎn)單的設(shè)置中，將表示左側(cè)和右側(cè)信號(hào) 的信號(hào)饋送到左和右聲音產(chǎn)生器，但在許多情形中，將聲音產(chǎn)生器相對(duì)于收聽(tīng)位置對(duì)稱(chēng)定 位是不可能的。在此類(lèi)情形中，可執(zhí)行音頻處理，W便使在收聽(tīng)位置處經(jīng)歷的聲音聽(tīng)起來(lái)像 是聲音產(chǎn)生器相對(duì)于收聽(tīng)位置對(duì)稱(chēng)定位一樣。運(yùn)種類(lèi)型的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是汽車(chē)，其中聲 音產(chǎn)生器可相對(duì)于汽車(chē)的車(chē)廂對(duì)稱(chēng)定位，而不是定位在座椅周?chē)?。因此，為了獲得駕駛員充 分可接受的聲音，當(dāng)你存在乘客時(shí)，可W電子方式將來(lái)自聲音產(chǎn)生器的聲音更改為使其聲 音就像是來(lái)自正確地定位在收聽(tīng)位置周?chē)穆曇舢a(chǎn)生器。
[0014] 所述系統(tǒng)包括控制器，其被配置來(lái)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成每一聲音產(chǎn)生器的揚(yáng)聲器信 號(hào)。
[0015] 所述音頻信號(hào)可為表示音頻信號(hào)的任何類(lèi)型的信號(hào)。所述信號(hào)可為流式的、數(shù)字 的或模擬的，或作為包來(lái)傳輸。所述信號(hào)可從處理器內(nèi)部或外部的存儲(chǔ)裝置得出。存儲(chǔ)裝置 可為硬盤(pán)、快閃驅(qū)動(dòng)器、RAM/R0M、光學(xué)存儲(chǔ)裝置或任何其它類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，包括模擬 存儲(chǔ)裝置。所述信號(hào)可從遠(yuǎn)程來(lái)源得出，例如機(jī)載無(wú)線(xiàn)電信號(hào)和/或網(wǎng)絡(luò)、有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)，例如 因特網(wǎng)、電話(huà)網(wǎng)絡(luò)或類(lèi)似網(wǎng)絡(luò)。
[0016] 控制器可為接收音頻信號(hào)并轉(zhuǎn)發(fā)揚(yáng)聲器信號(hào)的整體或單一元件?；蛘?，控制器或 轉(zhuǎn)換的部分可例如分配給聲音產(chǎn)生器中的一個(gè)或多個(gè)中存在的處理器。處理器可包括一個(gè) 或多個(gè)信號(hào)處理器，例如〇5?、451(：、。?64，軟件可編程或硬連線(xiàn)的，^及其任何組合。
[0017] 運(yùn)種類(lèi)型的常用處理器除放大待饋送到聲音產(chǎn)生器的揚(yáng)聲器元件的信號(hào)之外，還 提供濾波來(lái)例如將較高頻率發(fā)射到高音揚(yáng)聲器，且將較低頻率發(fā)射到低音揚(yáng)聲器。還可提 供濾波來(lái)更改整體聲音，例如將強(qiáng)調(diào)加在某些頻帶(低音、最高音部、語(yǔ)音)上，或?yàn)榱丝紤] 揚(yáng)聲器元件、聲音產(chǎn)生器和/或包括聲音產(chǎn)生器和收聽(tīng)位置的收聽(tīng)空間中的瑕疵或混響(共 鳴)。
[0018] 與其它揚(yáng)聲器信號(hào)相比，所述處理還可在一些揚(yáng)聲器信號(hào)中引入延遲。W此方式， 聲音的沖擊方向?qū)⒖雌饋?lái)在收聽(tīng)方向更改，例如根據(jù)第一波前的定律。在一些實(shí)施方案中， 此延遲可用于產(chǎn)生所謂的虛擬揚(yáng)聲器。W此方式，歸因于饋送到一個(gè)聲音產(chǎn)生器的一個(gè)信 號(hào)相對(duì)于饋送到另一聲音產(chǎn)生器的信號(hào)的延遲，可形成虛擬揚(yáng)聲器，使得從所述收聽(tīng)位置， 所述聲音將聽(tīng)起來(lái)就像是聲音實(shí)際上從虛擬揚(yáng)聲器饋送到所述收聽(tīng)位置。
[0019] 通常產(chǎn)生音頻，W便從用戶(hù)前面且越過(guò)用戶(hù)前面的舞臺(tái)或區(qū)域提供給用戶(hù)。此場(chǎng) 景或舞臺(tái)的大小或?qū)挾韧ǔ７Q(chēng)為明顯來(lái)源寬度，因?yàn)槠浔硎酒鋵挾龋乙虼吮硎究僧a(chǎn)生此 聲音的兩個(gè)聲音產(chǎn)生器之間的距離。自然地，聲音產(chǎn)生器之間的距離可較大(能夠產(chǎn)生較大 的明顯來(lái)源寬度），因?yàn)閃上音頻處理可用來(lái)"使舞臺(tái)變窄"或減小明顯來(lái)源寬度。
[0020] 在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)收聽(tīng)一首歌曲時(shí)，可辨別聲樂(lè)通常是在收聽(tīng)位置前面直接提供， 而吉他、貝斯、鼓、合唱團(tuán)等可或多或少位于所述聲樂(lè)的右邊或左邊。因此，產(chǎn)生所述音頻信 號(hào)來(lái)給予收聽(tīng)者在他/她的前面具有有樂(lè)師位于那些位置的實(shí)際舞臺(tái)的印象。
[0021] 控制器進(jìn)一步被配置來(lái)接收表示一值的輸入。下文進(jìn)一步將不同類(lèi)型的輸入描述 為所述值可反映的不同參數(shù)。
[0022] 控制器被配置來(lái)使音頻信號(hào)到揚(yáng)聲器信號(hào)的轉(zhuǎn)換也基于所述值，其中不同的值致 使所述聲音在收聽(tīng)位置具有不同的明顯來(lái)源寬度。
[0023] 明顯或聽(tīng)覺(jué)來(lái)源寬度(ASW)的主觀(guān)現(xiàn)象已被研究了若干年，尤其是被對(duì)音樂(lè)廳的 聲學(xué)感興趣的精神聲學(xué)家研究了若干年。見(jiàn)例如Matthias Blau的"明顯來(lái)源寬度的量度的 差闊"W及化hannesK躲badl等人的"感知的明顯來(lái)源寬度之間的關(guān)聚'。
[0024] ASW設(shè)及音頻信號(hào)的雙聲道去相關(guān)，即從聲波觀(guān)點(diǎn)，來(lái)源看起來(lái)占用的空間有多大 的發(fā)布，且最佳描述為'來(lái)源寬敞度'現(xiàn)象。空間中早反射的能量(通常至多達(dá)約80ms)看起 來(lái)通過(guò)使其稍微加寬來(lái)修改來(lái)源的ASW，取決于早發(fā)射的量值和時(shí)間延遲。雙耳交叉相關(guān) (IACC)通常用于室內(nèi)聲學(xué)中，作為ASW的客觀(guān)量度。房間中的早反射致使兩個(gè)耳朵信號(hào)的去 相關(guān)，即，IACC的減少，其導(dǎo)致較大的ASW JACC描述W其rms值標(biāo)準(zhǔn)化的左耳信號(hào)pl(t)與右 耳信號(hào)pr(t)之間的相關(guān)。所得的IACC系數(shù)對(duì)應(yīng)于用111 ^ Ims的延遲時(shí)間間隔且使用t2-tl 的時(shí)間窗計(jì)算的交叉相關(guān)函數(shù)Plr(T)的最大值。其取零與一之間的值：
[0026] IACC=Hiax I 化r(T)
[0027] 可修改的其它精神聲學(xué)參數(shù)為包圍感和寬敞度。當(dāng)描述聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的空間性質(zhì) 時(shí)，術(shù)語(yǔ)包圍感和寬敞度，且有時(shí)"房間印象'在運(yùn)些天越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)。它們首先與環(huán)境 空間印象有關(guān)，且主要是反射聲音-幾乎肯定晚的反射聲音(尤其是約80ms之后的側(cè)面反 射)的結(jié)果。此類(lèi)現(xiàn)象的問(wèn)題在于它們難W確定，W便可清楚不同的人實(shí)際上正在描述同一 件事。人們已知還W與來(lái)源而不是環(huán)境更直接相關(guān)的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述包圍感和寬敞度。
[002引寬敞度最常用來(lái)描述對(duì)象位于其中的開(kāi)放空間或"房間"的感覺(jué)，通常由于一些聲 源，例如在所述空間中演奏的樂(lè)器。寬敞度還與所感知的"外在化"的感覺(jué)有關(guān)，換句話(huà)說(shuō)與 聲音是否看起來(lái)在頭的外部而不是約束在接近頭部的區(qū)或頭內(nèi)部有關(guān)。包圍感是相似術(shù) 語(yǔ)，且用來(lái)描述(起回聲)聲場(chǎng)中的沉浸感和參與感的感覺(jué)，其中所述聲音看起來(lái)來(lái)自周?chē)?br>[0029] 存在處理音頻信號(hào)的不同方式，來(lái)改變明顯來(lái)源寬度。已知方法中的一些是：
[0030] ?將來(lái)自立體聲源或信號(hào)的左化)和右(R)信號(hào)轉(zhuǎn)換