[发明专利]多声道音频重放装置和方法

说明书

本发明与三维音频重放装置有关，具体地说与利用位置可调的虚拟声像的扬声器音频重放装置和方法有关。这种装置和方法可用于便携/个人多声道音频播放器、便携/个人数字音频广播接收机、多媒体个人计算机、HD电视机、音频/视频家庭影院和电视会议。

通常，在一个听众要按照他的喜好调整扬声器位置或扬声器之间的空间时，他必需直接移动扬声器单元，改变它们的位置和朝向。然而，由于技术的发展，可以执行一个过程，使得在一个虚拟空间内的一些虚拟扬声器位置处形成相应的声像。

在采用传统的三维音频重放改变一个虚拟声像的位置时，必需提供与这个位置相应的传递函数的系数，于是就可能出现存储器容量大和改变系数时反应速度慢的问题。

为了减小存储器容量，可以使用在一些预定角度的系数。然而，由于这些系数是用一个传递函数的近似表达式得到的，因此对解这个传递函数的近似式的运算性能有要求，从而在获得这些系数时发生时间延迟。此外，由于用一个简单的控制解这个表达式很困难，因此需要一个中央处理单元协助。

随着DVD、数字TV和HDTV广播的出现，现在已经开展了多声道音频业务。为了有效地欣赏多声道音频，必需配备与声道数相应的那么多扬声器和放大器。因此，出现了用现有的双声道输出系统不能达到多声道音频效果的问题。为了解决这个问题，希望有一种方法能在通过两个声道重放多声道音频时提供与用许多扬声器的情况类似的效果。

这种方法可以通过用两个输出口在一个三维空间内提供许多虚拟声像来实现。按照传统的形成虚拟声像的方法，在形成单一个虚拟声像时，要使用一组与左耳和右耳相应的传递函数。在形成N个虚拟声像时，就要使用与右耳相应的N个传递函数和与左耳相应的N个传递函数。也就是说，运算量与需形成的虚拟声像的数量正比上升，在预定各位置提供虚拟声像的这些传递函数必需存储在存储器内，从而导致必需增大存储器容量的问题。

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种利用一些虚拟声像进行扬声器音频重放的多声道音频重放装置和方法，这些虚拟声像的位置可以加以改变，而不需要改变滤波器的系数。

因此，为了达到这个目的，本发明提供了一种利用一些位置可调的虚拟声像进行扬声器重放的多声道音频重放装置。这种装置包括：一个虚拟声像形成单元，用来按照扬声器的配置情况抵消在至少一个输入音频信号内发生的串音，得出在声音从三维空间内的一个点发至聆听者双耳时发生的传递函数，以及利用这些传递函数在一个三维空间内形成多个第一虚拟声像；一个控制器，用来产生一些调整至少一个第二虚拟声像的调整因子；一个输出位置调整器，用来以控制器产生的调整因子控制由虚拟声像形成单元形成多个第一虚拟声像的至少一个音频信号，调整所述至少一个第二虚拟声像的位置；以及一个加法器，用来将所述至少一个第二虚拟声像的位置得到调整的所述至少一个音频信号中与左路输出有关的信号相及，将所述至少一个第二虚拟声像的位置得到调整的所述至少一个音频信号中与右路输出有关的信号相加，从而产生形成所述至少一个第二虚拟声像的左、右路音频信号。

在另一方面，本发明提供了这样一种利用一些位置可调的虚拟声像进行扬声器重放的多声道音频重放装置，这种装置包括：一个控制器，用来产生一些调整至少一个第二虚拟声像的位置的调整因子；一个输出位置调整器，用来以控制器产生的调整因子控制至少一个输入音频信号，调整所述至少一个第二虚拟声像的位置；一个虚拟声像形成单元，用来按照扬声器的配置情况抵消在输出位置调整器内受到第二虚拟声像位置调整的至少一个音频信号内发生的串音，得出在声音从三维空间内一个位置发至聆听者双耳时发生的传递函数，以及利用这些传递函数在一个三维空间内形成多个第一虚拟声像；以及一个加法器，用来将受到输出位置调整器和虚拟声像形成单元处理的至少一个音频信号中与左路输出有关的信号相加，将受到输出位置调整器和虚拟声像形成单元处理的至少一个音频信号中与右路输出有关的信号相加，从而产生形成所述至少一个第二虚拟声像的左、右音频信号。