[发明专利]用于产生环境信号的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理，具体涉及在未传送专用的扬声器信号 的多声道场景中为扬声器产生环境信号的概念。

背景技术

多声道音频素材越来越普及。这带来了许多现在拥有多声道再现 系统的最终用户。这主要归因于这样的事实，即DVD越来越普及， 许多DVD用户现在拥有5.1多声道设备。一般地，这种再现系统包括 典型地布置在用户前方的三个扬声器L(左)、C(中)和R(右)、布 置在用户后方的两个扬声器Ls和Rs，以及典型地包括一个LFE声道， 该LFE声道也被称为低频音效声道或亚低音扬声器(subwoofer)。图 10和11中示出了这样的声道场景。尽管为了用户接收尽可能最好的 收听印象而如在图10和11中所示的那样相对于用户来放置扬声器L、 C、R、Ls、Rs，但是由于人耳不能在这样的低频执行定位，因此LFE 声道(图10和11中未示出)的放置不那么重要，因此，可以将LFE 声道布置在不会由于其相当大的体积而造成干扰效应的任何位置。

与如图9中示例性示出的典型的双声道再现的立体声再现相比， 这样的多声道系统产生了若干优点。

在最优的中心收听位置之外，由于中心声道，结果也是提高了前 置收听印象(也称为“前置图像”)。因此，结果是更大的“甜点 (sweet-spot)”，“甜点”表示了最优收听位置。

此外，由于两个后置扬声器Ls和Rs，改善了收听者的“深入 (delving into)”音频情景的感受。

然而，用户所拥有的或一般可以获得的大量音频素材仅作为立体 声素材来呈现，因而仅有两个声道，即左声道和右声道。这种立体声 片段的典型载体是致密光盘。

为了经由5.1声道音频装置来再现这样的立体声素材，有两种根 据ITU建议的选择。

第一种选择是经由多声道再现系统的左和右扬声器来再现左和右 声道。然而，这种方案的缺点在于没有利用现有的多个扬声器，即没 有以有利的方式利用存在的中心扬声器和两个后置扬声器。

另一种选择是对两个声道进行转换以形成多声道信号。这可以在 再现过程中或由特殊的预处理来进行，该预处理有利地利用了示例性 地已存在的5.1再现系统的全部6个扬声器，从而在没有任何误差地 执行从2个声道至5和/或6个声道的上混时，产生了改善的收听印象。

只有在不发生上混差错的情况下，与该第一种选择相比，该第二 种选择(即使用多声道系统的全部扬声器)才更具优点。当未能以无 差错的方式来产生后置扬声器的信号(也称为环境信号)时，这种上 混差错将产生极其严重的干扰。

通过关键词“直射环境概念”，已知一种执行所谓上混处理的方法。 由现有的三个前置声道来再现直射声源，以使得用户在与原始的双声 道版本中相同的位置感知到该直射声源。图9中使用不同的鼓乐器的 示例来示意性地示出原始的双声道版本。

图10示出了这样的概念的上混版本，即在该概念中，再次由三个 前置扬声器L、C和R再现了全部原始声源(即鼓乐器)，其中，两个 后置扬声器输出了附加的专用环境信号。因此，术语“直射声源”描 述了仅来自、且直接来自离散声源的音调，所述离散声源是例如鼓乐 器或其他乐器，或一般地是在图9中使用鼓乐器来示例性示意示出的 一种特殊的音频对象。在这样的直射声源中，不存在任何附加的声音， 例如由于墙的反射的声音。在这种场景中，图10中的两个后置扬声器 Ls、Rs所发射的声音信号仅包括原始记录中存在的环境信号，或不包 括原始记录中存在的环境信号。这种环境信号不属于单一声源，而是 贡献了记录的室内声学的再现，从而产生了收听者的所谓“深入”的 感觉。

图11示意性地示出了被称为“在乐队中”概念的另一个备选概念。 每种类型的声音(即直射声源和环境类型的音调)都环绕收听者而放 置。如图11所示例性示出的，音调的位置独立于其特性(直射声源或 环境类型的音调)，而仅取决于具体的算法设计。因此，在图11中， 上混算法已经确定了相对于收听者侧向放置的两个乐器1100和1102， 而将两个乐器1104和1106放置在用户的前方。其结果是，两个后置 扬声器Ls、Rs也包含两个乐器1100和1102的特定部分，而不再是如 图10所示的将相同的乐器都放置在用户前方的情况那样的仅是环境 类型的音调。