[发明专利]用于将音频上混以便产生3D音频的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月18日提交的美国专利临时申请No.61/476,395的优先权，其整体通过参考被并入于此。

技术领域

本发明涉及用于将多声道的音频上混(upmix)以便产生多声道的3D输出音频的系统和方法。典型实施例是用于将意图由离收听者标称（nominally）等距的扬声器呈现的2D输入音频（包括N个全范围(full range)声道）上混以便产生包括N+M个全范围声道的3D输出音频的系统和方法，其中N+M个全范围声道意图被至少包括处于离收听者不同距离处的2个扬声器的扬声器呈现。

背景技术

在整个这个公开内容中（包括权利要求中），表述“对”信号或者数据执行操作（例如，对信号或者数据进行滤波、缩放(scaling)、或者变换）在广义上被用来表示直接对信号或者数据执行操作，或者对信号或者数据的经处理的版本（例如，对信号的在对其执行操作之前已经受到初步滤波的版本）执行操作。

在整个这个公开内容中（包括权利要求中），表述“系统”在广义上被用来表示装置、系统或者子系统。例如，实现解码器的子系统可以被称为解码器系统，并且包括这种子系统的系统（例如，响应于多个输入产生X个输出信号的系统，在其中子系统产生M个输入并且其它X-M个输入是从外部源接收的）也可以被称为解码器系统。

在整个这个公开内容中（包括权利要求中），以下表述具有以下定义：

扬声器（speaker）和扩音器（loudspeaker）被同义地使用，来表示任何发出声音的换能器。这个定义包括被实现为多个换能器的扩音器（例如，低音喇叭（woofer）和高音喇叭（tweeter））；

扬声器供给（feed）：要被直接施加到扩音器的音频信号，或者要被顺序地施加到放大器和扩音器的音频信号；

声道：以使得等同于直接施加音频信号到期望或标称位置处的扩音器的方式呈现的音频信号。期望的位置可以是静态的（典型地如具有物理的扩音器情况一样），或者动态的；

音频节目：一组一个或更多个音频声道；

呈现：将音频节目转换成一个或更多个扬声器供给的处理，或者将音频节目转换成一个或更多个扬声器供给并且使用一个或更多个扩音器将扬声器供给（一个或更多个）转换为声音的处理（在后一种情况下，在此呈现有时被称为“通过”扩音器（一个或更多个）呈现）。音频声道可以通过将信号直接施加到期望位置处的物理的扩音器而（在期望位置“处”）被琐细地（trivially）呈现，或者一个或更多个音频声道可以通过使用被设计为（对于收听者）基本上等同于这种琐细的呈现的各种虚拟化（virtualization）技术之一被呈现。在这个后一种情况中，每个音频声道可以被转换为要被施加到通常不同于期望位置的已知位置中的扩音器（一个或更多个）的一个或更多个扬声器供给，使得由扩音器（一个或更多个）响应于供给（一个或更多个）发出的声音将被感知为从期望位置发出。这种虚拟化技术的示例包括经由头戴耳机（headphones）（例如，使用对于头戴耳机佩带者模拟直到环绕声的7.1声道的Dolby头戴耳机处理）以及波场合成的双耳的呈现；

立体3D视频：在被显示时通过使用显示的场景（scene）到观看者的两个眼睛的视网膜上的两个稍有不同的投影而产生视觉深度的感觉的视频；

方位角（azimuth）（或者方位角度）：源相对于收听者/观看者的在水平面中的角度。典型地，0度的方位角度表示源在收听者/观看者的正前方，并且方位角度随着源围绕收听者/观看者以逆时针方向移动而增大；

仰角（elevation）（或者仰视角度）：源相对于收听者/观看者的在垂直面中的角度。典型地，0度的仰视角度表示源在与收听者/观看者相同的水平面中，并且仰视角度随着源相对于观看者向上移动而增大（在从0到90度的范围中）；

L：左前方音频声道。典型地意图由位于约30度方位角、0度仰角处的扬声器呈现；

C：中央前方音频声道。典型地意图由位于约0度方位角、0度仰角处的扬声器呈现；

R：右前方音频声道。典型地意图由位于约-30度方位角、0度仰角处的扬声器呈现；

Ls：左环绕音频声道。典型地意图由位于约110度方位角、0度仰角处的扬声器呈现；

Rs：右环绕音频声道。典型地意图由位于约-110度方位角、0度仰角处的扬声器呈现；