[发明专利]双扬声器的立体声扩展网络

说明书

技术领域

本发明一般涉及音频处理，尤其是涉及当使用两个扬声器时对双通道输入进行扩展的音频处理。

背景技术

可以通过包括用于不同音频通道的不同扬声器的环绕系统来产生空间声。在双扬声器立体声系统的标准设置中，所述扬声器跨度有60度。为了给出声源在两个扬声器之间的区域内移动的效果，可以利用幅值移位(amplitude panning)技术。这种声源的位置对应于远离扬声器的位置并且该声源通常被称为“虚拟源”或“幻像声像(phantom image)”。换句话说，一个虚拟声源不是由该位置处的扬声器产生的，而是由听众来定位的。

美国专利公开US 3,236,949提供了一种串音消除网络，首次描述了如何使声音听起来是来自扬声器跨越的角度范围以外的。该公开假定宽间隔扬声器和自由场声音传播，这意味着不需要考虑收听者头部对于入射声波的影响。正是因为这种假设才使得模拟电子技术的实施是直截了当的。

收听者头部的影响在美国专利公开US 5,136,651中曾经有过介绍。该专利公开描述了这种影响可以如何被包含在虚拟系统中。因此串音消除系统的设计相对于自由场情况更加复杂，并且所介绍的“shuffler”是一种执行二乘二滤波器矩阵的有效方法。

专利公开WO 95/15069中曾考虑过当使用两个宽间隔扬声器时对头部移动的灵敏度问题。在该专利公开中，降低对称的二乘二滤波器矩阵的非对角元素的增益，从而以性能的适当减低为代价提高了最佳位置的尺寸。假如源素材是双耳音的，那就意味着它是准备用于通过耳机进行回放的。

而且，专利公开文件EP0880871B1描述了使用两个较近间隔放置的扬声器来增强空间的多种途径。在此存在一些讨论是关于如何避免串音消除网络中和扬声器输入中的低频提升问题，其中该扬声器输入用于该扬声器所跨越角度外部的虚拟声像。它没有考虑如何调节空间效果的强度或者如何相对于未经处理的声音来限制处理过的声音。重点主要集中于用于在高保真应用中在特定位置处实现虚拟源所必需的数字滤波器的设计和特性。

很容易理解，当两个扬声器距离很近时，它们之间的区域对于将源在这个区域内移动而产生的空间效果来说宽度是不够的。在这种情况下，有必要产生一种声音是来自两个扬声器所跨越角度之外的感觉。实现这种效果的原理是基于处理通往这两个扬声器的输入，从而使得在收听者耳朵处所再现的声音在某种程度上接近于一个实际声源在那里所产生的声音。众所周知，所述原理的结果在于要求有一个强大的异相(out-of-phase)低频输出以便于在扬声器跨越的角度之外产生虚拟源。因此这是一个很好的原因来考虑对通往扬声器的输入进行限制的方法，尤其是对于便携式设备。

通常音场(sound stage)的中心是最重要的部分。然而在空间增强系统的情况中，这一部分并没有引起人们的太多关注。在立体声音乐音轨中，例如声乐通常位于中心。与之相似的是，在电影中语音的目标在中心。有利的是，这一部分没有被空间处理过分粉饰。除了保证音质外，声场中心的可靠再现保证了来自便携设备的小型扬声器的合理响度的听觉输出。

可以看出，相关技术的解决方案并不能满足所有当前电子设备的需要。例如可以使用那些包括两个彼此间距离非常近(例如位于显示器的两侧)的扬声器的设备。通过这些设备，声音的方向可以扮演一个非常重要的角色。本发明的考虑主要是用于虚拟源基本上静态的情况。因此，应用的实例是对双声道立体声格式或5.1多通道格式的音乐和视频的增强，以及参加者的声音被分配到相对较少量的位置的电话会议。然而，对于其中虚拟源不一定是静态的其他类型音频材料而言，本发明也可用作后处理模块。

发明内容

因此，在改进的用于扩展扬声器空间输出的方法中，接收并均衡第一音频通道和第二音频通道，将所述第一均衡通道与经过延迟、缩小和反转的第二均衡通道混合，将所述第二均衡通道与经过延迟、缩小和反转的第一均衡通道混合，由此输出混合后的第一通道和第二通道。

根据一个实施例，一种用于扩展扬声器输出的系统，该系统至少包括：输入装置，用于接收第一和第二音频通道；滤波器，用于均衡所述第一和第二音频通道；用于将所述第一均衡通道与经过延迟、缩小和反转后的所述第二均衡通道相混合并将所述第二均衡通道与经过延迟、缩小和反转后的所述第一均衡通道相混合的装置；以及输出装置，用于输出混合的第一和第二音频通道。