[发明专利]用于声音再现的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于声音再现的系统和方法，特别但并非排他地涉及一种例如用于家庭影院应用的环绕立体声再现系统。

背景技术

提供较传统立体声或单声道系统有所提升的空间体验的空间声音系统已经变得非常普遍。例如，（经常是除一个或两个低频效果（LFE）通道之外）具有五个或七个空间声道的环绕系统已经非常普遍地被用于诸如家庭影院系统之类的应用。

在许多情况下，期望具有小形状因素的扬声器。然而，小的尺寸必然影响到声音再现的幅度和低频响应。因此，扬声器的音频质量和物理形状因素之间通常存在权衡。此外，空间声音系统经常使得该问题有所恶化，原因在于它们不仅趋于使用大量扬声器而且还由于声音源位置对于空间感知非常重要而限制了这些扬声器的放置自由度。

例如，诸如家庭影院系统的环绕立体声系统利用多个扬声器来产生与全尺寸影院相类似的沉浸式声音体验。为了最具说服力和沉浸式的声音体验，所有扬声器都必须能够进行全范围的音频再现。此外，扬声器必须位于适当位置以提供所期望的空间体验。这就需要往往外观不佳并且难以放置在房间内的大型扬声器。许多消费者发现附加的扬声器造成了太多的混乱。因此，需要减小一些或全部扬声器的大小以使得它们较不容易看到并且能够更为容易地结合到房间中。特别地，后方扬声器在大小和放置方面经常被认为是不便利的。然而，随着扬声器尺寸的减小，低频性能以及在给定频率可实现的最大声压级（SPL）也有所降低。

为了解决这样的问题，大多数家庭影院系统采用了卫星低音炮装置，其中卫星是接近全范围的声音再现装置，并且低音炮仅对最低频率进行加强。卫星低音炮装置通常需要从低音炮到卫星扬声器的交叉频率尽可能低。在房间环境中，低频（<120 Hz）声音源的定位是困难的。这使得能够在房间内几乎自由地放置低音炮。如果交叉频率过高（高于120 Hz），则与低音炮相关的定位线索就变得显而易见，这使得低频源易于被定位。为了良好的声音质量以及适当的立体声想象效果，卫星因此必须能够进行几乎全范围的声音再现。如果卫星无法覆盖从120 Hz到20 kHz的整个音频范围则系统妥协。设计人员能够选择在从120 Hz到卫星扬声器的低频截止（cut off）的系统频率响应中留出间隙，或者提高到低音炮的交叉频率。这两个妥协都会低音频质量和沉浸式收听体验。

因此，在许多情况下，一方面的大小和扬声器放置之间的权衡以及另一方面的音频质量和空间体验趋于是次优的。

所以，有所改进的声音再现系统将是有益的，特别是允许灵活性有所提高、扬声器放置的自由度有所提高、音频质量有所改善、声压级有所提高、空间体验有所改善和/或性能有所改善的系统将是有益的。

发明内容

因此，本发明寻求优选地单独或以任意组合克服、缓解或消除以上所提到的一个或多个缺陷。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于将音频信号再现为如同源自于相对于收听者的标称位置和标称方位的第一方向的声音再现系统，该声音再现系统包括：第一声音传感器装置，其被配置为生成从对应于第一方向的第一位置到达标称位置的声音；第二声音传感器装置，其被配置为生成从对应于与第一方向不同的方向的第二位置到达标称位置的声音；驱动电路，其用于从音频信号生成用于第一声音传感器装置的第一驱动信号以及用于第二声音传感器装置的第二驱动信号；其中所述第一位置和第二位置位于标称位置和标称方向的声音锥形干扰区（sound cone of confusion）。

在许多实施例中，本发明可以提供有所改善的声音质量以及所期望的空间声音源感知，同时为声音传感器的位置提供了附加的灵活性。特别地，其允许多个声音传感器与支配空间感知的一个声音传感器相结合，而位于不同位置的（多个）其它声音源显著改善音频质量而并不会明显影响空间感知。

处于标称位置并且以标称方向所定向的收听者的空间感知可以由来自第一声音传感器装置的声音所支配，而来自第二传感器装置的声音可以支配或明显影响收听者所感知的音频质量。

在许多实施例中，本发明允许音频质量、声压级、空间感知、声音传感器装置形状因素和定位中的两个或更多个之间有所改善的权衡。

该方法可以在许多不同应用中得以应用，例如包括诸如平面屏幕电视或监视器的平面屏幕显示的声音再现、计算机多媒体扬声器、汽车音频系统或家庭影院应用。