[发明专利]用于对产生环绕声音的多通道音频信号进行处理的方法和音频系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于将用于在多个扬声器上向聆听区域产生环绕声音的多通道音频信号进行处理的方法和音频系统，其中，当从聆听区域观察时，多个扬声器一般定位在前方。

背景技术

理想地，从多通道音频源向聆听区域产生声信号的环绕声音回放系统应该具有位于聆听区域的所有角落处的扬声器以与带有多通道音频源的特定方向输出的每个音频通道的指定位置对应。例如，5.1通道音频源具有左前音频通道、右前音频通道、中心音频通道、左后音频通道、右后音频通道和低频效果音频通道，聆听区域应该具有包括重低音扬声器在内的六个扬声器，分别位于指定的左前、右前、中心、左后和右后音频通道位置处。重低音扬声器的位置优选地位于聆听区域的前方，对中地定位并靠近墙壁放置。

实际上，根据多通道音频源的音频通道的指定位置来定位扬声器是不方便且困难。通常，给扬声器提供电力的干线定位在聆听区域的前方，并且布线连接到后扬声器是个问题。对此问题的解决是仅使用在位于前方的扬声器。然而，这引入了另一个问题，缺少环绕声音效果，尤其是缺少来自后方的声信号。

存在着一种试图使用在位于前方的扬声器来提供环绕声音效果的音频系统。它们通常使用数字信号处理器以执行复杂的运算来产生虚拟化的后环绕声音效果，这比较昂贵。在不使用数字信号处理器的情况下，这种音频系统将变得复杂且难以实施。此外，无论是否使用数字信号处理器，这种传统的音频系统一般产生尖锐且窄的声像，如图1A所示，这不期望地限制了能够体验所产生的环绕声音效果的区域。

因而，需要提供至少解决以上问题的用于对在多个扬声器上向聆听区域产生环绕声音的多通道音频信号进行处理的方法和音频系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于对在多个扬声器上向聆听区域产生环绕声音的多通道音频信号进行处理的方法，所述多个扬声器相对于所述聆听区域位于前方，所述多个扬声器包括外左扬声器、内左扬声器、内右扬声器和外右扬声器，所述多通道音频信号包括一个或多个低频效果音频信号和基于前方偏左、基于前方偏右、基于后方偏左、基于后方偏右和基于中心的一个或多个音频信号，该方法包括以下步骤：(a)调节基于后方偏左的所述一个或多个音频信号的相位和幅度，以产生一个或多个时间延迟且幅度调节的后左信号；(b)调节基于后方偏右的所述一个或多个音频信号的相位和幅度，以产生一个或多个时间延迟且幅度调节的后右信号；(c)调节基于后方偏左的所述一个或多个音频信号的幅度，以产生一个或多个幅度调节的后左信号；(d)调节基于后方偏右的所述一个或多个音频信号的幅度，以产生一个或多个幅度调节的后右信号；(e)对所述一个或多个时间延迟且幅度调节的后右信号、所述一个或多个幅度调节的后左信号和基于前方偏左的所述一个或多个音频信号进行滤波，该步骤(e)的滤波包括使被滤波的信号的高频成分衰减；(f)对所述一个或多个时间延迟且幅度调节的后左信号、所述一个或多个幅度调节的后右信号和基于前方偏右的所述一个或多个音频信号进行滤波，该步骤(f)的滤波包括使被滤波的信号的高频成分衰减；(g)调节所述一个或多个时间延迟且幅度调节的后右信号、所述一个或多个幅度调节的后左信号和基于前方偏左的所述一个或多个音频信号的相位，以将时间延迟引入到它们中的每一者；(h)调节所述一个或多个时间延迟且幅度调节的后左信号、所述一个或多个幅度调节的后右信号和基于前方偏右的所述一个或多个音频信号的相位，以将时间延迟引入到它们中的每一者；(i)将基于前方偏左的所述一个或多个音频信号、基于后方偏左的所述一个或多个音频信号和在步骤(g)调节的所有信号传输到所述外左扬声器；(j)将基于前方偏右的所述一个或多个音频信号、基于后方偏右的所述一个或多个音频信号和在步骤(h)调节的所有信号传输到所述外右扬声器；(k)将基于中心的所述一个或多个音频信号和在步骤(e)滤波的所有信号传输到所述内左扬声器；并且(l)将基于中心的所述一个或多个音频信号和在步骤(f)滤波的所有信号传输到所述内右扬声器。

所述方法还可以包括以下步骤：将所述一个或多个低频效果音频信号传输到所述多个扬声器中的用于音频低音产生的重低音扬声器。

所述方法还可以包括以下步骤：对所述多通道音频信号中的每一者进行低通滤波；在步骤(i)、(j)、(k)和(l)开始之前将除了所述一个或多个低频效果音频信号以外的所述多通道音频信号中的每一者进行高通滤波；并且将经过低通滤波的所述多通道音频信号传输到所述多个扬声器中的用于音频低音产生的重低音扬声器，其中，步骤(e)和(f)的滤波包括对在步骤(e)和(f)滤波的信号进行高通滤波。