聲音系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聲音系統(tǒng)。在某些實(shí)施方式中，根據(jù)給定分量的方向特征和方向特征的規(guī)定范圍之間的關(guān)系來(lái)更改空間音頻信號(hào)的給定分量的一個(gè)或多個(gè)聲音特征；其增強(qiáng)了收聽者的收聽體驗(yàn)。在某些實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)球諧函數(shù)表達(dá)式執(zhí)行變換來(lái)對(duì)處于使用聲音分量的球諧函數(shù)表達(dá)式的格式的空間音頻進(jìn)行解碼，其中，該變換基于預(yù)定揚(yáng)聲器布局和預(yù)定規(guī)則，預(yù)定規(guī)則表明當(dāng)再現(xiàn)從給定方向入射的聲音時(shí)根據(jù)預(yù)定布局所布置的每個(gè)揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器增益；對(duì)現(xiàn)有的空間音頻流解碼方法提供了替代方法，該替代方法注重于聲場(chǎng)重構(gòu)。在某些實(shí)施方式中，多個(gè)矩陣變換組合為組合變換，并對(duì)音頻信號(hào)執(zhí)行組合變換；這節(jié)省了正在使用的音頻系統(tǒng)的處理資源。
【專利說(shuō)明】聲音系統(tǒng)
[0001] 本案為基于中國(guó)專利申請(qǐng)第201080006626. 3號(hào)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及用于處理音頻數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。特別地，本發(fā)明涉及用于處理空間 音頻數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 音頻數(shù)據(jù)最簡(jiǎn)單的形式是采用表現(xiàn)聲音特征（諸如，頻率和音量）的單聲道數(shù)據(jù) 的形式；這被稱為單聲道信號(hào)。立體音頻數(shù)據(jù)是一種非常成功的音頻數(shù)據(jù)格式，其包括雙聲 道音頻數(shù)據(jù)，并因此在一定程度上包含該音頻數(shù)據(jù)表現(xiàn)的聲音的方向特征。最近，包括環(huán)繞 聲格式的音頻格式日益流行，其可包括兩個(gè)聲道以上的音頻數(shù)據(jù)并包括所表現(xiàn)聲音的二維 或三維方向特征。
[0004] 本文使用的術(shù)語(yǔ)"空間音頻數(shù)據(jù)"是指包含與所表現(xiàn)的聲音的方向特征信息有關(guān) 的任何數(shù)據(jù)?？臻g音頻數(shù)據(jù)可以各種不同格式表示，每種格式具有規(guī)定數(shù)量的音頻聲道，并 需要不同的解譯以再現(xiàn)所表現(xiàn)的聲音。這種格式的例子包括立體聲、5. 1環(huán)繞聲及使用聲 場(chǎng)的球諧函數(shù)表達(dá)式的格式，諸如Ambisonic B格式和高階Ambisonic (HOA)格式。在一階 B格式中，聲場(chǎng)信息被編碼至四個(gè)聲道，通常標(biāo)記為W、X、Y和Z，其中，W聲道代表全向信號(hào) 級(jí)，X、Y和Z聲道代表三維中的方向分量。HOA格式使用更多的聲道，這可以例如產(chǎn)生更大 的甜區(qū)（即，用戶聽到基本達(dá)到預(yù)期的聲音的區(qū)域），并在更高頻率處產(chǎn)生更精確的聲場(chǎng)再 現(xiàn)。Ambisonic數(shù)據(jù)可使用聲場(chǎng)麥克風(fēng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄音創(chuàng)建，可使用ambisonic移動(dòng)立體聲錄 音法在錄音室中混合，或通過(guò)（例如）游戲軟件生成。
[0005] Ambisonic格式和一些其他格式使用聲場(chǎng)的球諧函數(shù)表達(dá)式。球諧函數(shù)是拉普拉 斯方程的一組正交解的角度部分。
[0006] 球諧函數(shù)可以多種方式定義。球諧函數(shù)的實(shí)值形式可定義如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種提供用于控制揚(yáng)聲器的多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)的方法，所述方法包括： 根據(jù)預(yù)定揚(yáng)聲器布局和預(yù)定規(guī)則提供根據(jù)所述預(yù)定揚(yáng)聲器布局所布置的每個(gè)揚(yáng)聲器 的揚(yáng)聲器增益，所述預(yù)定規(guī)則表明當(dāng)產(chǎn)生來(lái)自給定方向的聲音時(shí)根據(jù)所述預(yù)定揚(yáng)聲器布局 所布置的每個(gè)揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器增益，給定揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器增益依賴于所述給定方向； 將所述揚(yáng)聲器增益表示為球諧函數(shù)分量的總和，每個(gè)所述球諧函數(shù)分量具有關(guān)聯(lián)系 數(shù)； 計(jì)算多個(gè)所述系數(shù)中每個(gè)的值； 生成包括多個(gè)元的矩陣變換，每個(gè)所述元基于計(jì)算得到的所述值； 接收空間音頻信號(hào)，所述空間音頻信號(hào)代表一個(gè)或多個(gè)聲音分量，所述聲音分量具有 規(guī)定方向特征，所述信號(hào)處于使用所述聲音分量的球諧函數(shù)表達(dá)式的格式； 對(duì)所述球諧函數(shù)表達(dá)式執(zhí)行所述矩陣變換，所述變換的執(zhí)行產(chǎn)生多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)，每 個(gè)所述揚(yáng)聲器信號(hào)規(guī)定了揚(yáng)聲器的輸出，所述揚(yáng)聲器信號(hào)能夠控制根據(jù)所述預(yù)定揚(yáng)聲器布 局所布置的揚(yáng)聲器，以根據(jù)所述規(guī)定方向特征生成所述一個(gè)或多個(gè)聲音分量；以及 輸出多個(gè)所述揚(yáng)聲器信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述空間音頻信號(hào)包括ambisonic信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，包括：接收處于不使用聲音分量的球諧函數(shù)表達(dá) 式的格式的空間音頻信號(hào)，以及，將該音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為接收的所述空間音頻信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，包括：根據(jù)各個(gè)所述揚(yáng)聲器距預(yù)期收聽 點(diǎn)的相應(yīng)距離，在兩個(gè)以上所述揚(yáng)聲器信號(hào)之間應(yīng)用相對(duì)時(shí)延。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，包括：根據(jù)所述預(yù)定揚(yáng)聲器布局確定所 述規(guī)則。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述聲音分量包括具有多個(gè)頻率的 聲音，并且所述方法包括：對(duì)規(guī)定頻率的聲音執(zhí)行ambisonic解碼技術(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括：對(duì)具有低于規(guī)定閾值頻率的頻率的聲音執(zhí)行所 述ambisonic解碼技術(shù)。
8. -種用于生成空間音頻信號(hào)的方法，包括： 接收多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)，所述多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)能夠控制根據(jù)預(yù)定揚(yáng)聲器布局的揚(yáng)聲器以 生成各自具有規(guī)定的方向特征的一個(gè)或多個(gè)聲音分量，所述多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)根據(jù)平移規(guī)則 生成，所述平移規(guī)則表明當(dāng)再現(xiàn)從給定方向入射的聲音時(shí)根據(jù)所述預(yù)定揚(yáng)聲器布局所布置 的每個(gè)揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器增益，給定揚(yáng)聲器的所述揚(yáng)聲器增益依賴于所述給定方向； 提供第一矩陣變換，所述第一矩陣變換包括第二矩陣變換的逆向形式，所述第二矩陣 變換根據(jù)所述預(yù)定揚(yáng)聲器布局和所述平移規(guī)則，所述第二矩陣變換適用于將表示所述一個(gè) 或多個(gè)聲音分量的空間音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)，所述空間音頻信號(hào)處于使用 聲音分量的球諧函數(shù)表達(dá)式的格式； 對(duì)所接收的多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)應(yīng)用所述第一矩陣變換，從而生成表示所述一個(gè)或多個(gè)聲 音分量的空間音頻信號(hào)，所生成的空間音頻信號(hào)使用聲音分量的球諧函數(shù)表達(dá)式； 輸出所述生成的空間音頻信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一矩陣變換包括所述第二矩陣變換的偽 逆形式或逆替代形式。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，包括根據(jù)所述平移規(guī)則生成所述第二矩陣變換， 其中，所述第二矩陣變換的生成包括： 將由所述平移規(guī)則表明的每個(gè)所述揚(yáng)聲器增益表示為球諧函數(shù)分量的和，每個(gè)所述球 諧函數(shù)分量具有關(guān)聯(lián)系數(shù)； 計(jì)算多個(gè)所述系數(shù)中的每個(gè)的值； 從多個(gè)矩陣元構(gòu)造所述第二矩陣變換，每個(gè)矩陣元根據(jù)對(duì)應(yīng)計(jì)算的系數(shù)值。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括 提供進(jìn)一步變換，所述進(jìn)一步變換用于更改聲音分量的一個(gè)或多個(gè)聲音特征，所述聲 音分量的規(guī)定方向特征與方向特征的規(guī)定范圍相關(guān)； 對(duì)所述空間音頻信號(hào)應(yīng)用所述進(jìn)一步變換，從而生成更改的空間音頻信號(hào)，其中，由所 述空間音頻信號(hào)表示的一個(gè)或多個(gè)聲音分量的一個(gè)或多個(gè)聲音特征被更改，對(duì)給定聲音分 量的所述更改依賴于所述給定分量的所述規(guī)定方向特征與方向特征的所述規(guī)定范圍之間 的關(guān)系；以及 輸出經(jīng)所述更改的空間音頻信號(hào)。
12. -種提供用于控制多個(gè)揚(yáng)聲器的多個(gè)揚(yáng)聲器信號(hào)的方法，所述方法包括： 執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)的生成空間音頻信號(hào)的方法； 對(duì)所生成的空間音頻信號(hào)執(zhí)行進(jìn)一步變換，所述進(jìn)一步變換根據(jù)進(jìn)一步預(yù)定揚(yáng)聲器布 局和進(jìn)一步平移規(guī)則，所述進(jìn)一步平移規(guī)則表明當(dāng)再現(xiàn)從給定方向入射的聲音時(shí)根據(jù)所述 進(jìn)一步預(yù)定揚(yáng)聲器布局所布置的每個(gè)揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器增益，給定揚(yáng)聲器的所述揚(yáng)聲器增益 依賴于所述給定方向，所述進(jìn)一步變換的執(zhí)行產(chǎn)生各自規(guī)定了揚(yáng)聲器的輸出的多個(gè)揚(yáng)聲器 信號(hào)，所述揚(yáng)聲器信號(hào)能夠控制根據(jù)所述進(jìn)一步預(yù)定揚(yáng)聲器布局所布置的揚(yáng)聲器，以根據(jù) 規(guī)定方向特征生成一個(gè)或多個(gè)聲音分量；以及 輸出多個(gè)所述揚(yáng)聲器信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04S7/00GK104349267SQ201410555492
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日:2009年2月4日
【發(fā)明者】理查德·福塞 申請(qǐng)人:理查德·福塞