便携式计算机和设备中的沉浸式音频内容的近场渲染制造技术

关于生成用于在便携式设备中渲染沉浸式音频内容的近场声音模式的扬声器系统的实施例。驱动器阵列将声音从便携式设备的顶表面向上投射以形成向上激发扬声器；扬声器集合将声音从便携式设备的底表面向下投射以形成向下激发扬声器。解码器/渲染器组件接收沉浸式音频内容，从该内容解码高度音频信号，并且将直接音频信号发送到向下激发扬声器。分频器执行高通滤波器功能以将解码的高度音频信号的高频分量传递到向上激发扬声器并且将解码的高度音频信号的低频分量传递到向下激发扬声器。

Near-field rendering of immersive audio content in portable computers and devices

An implementation example of a loudspeaker system for generating near-field sound patterns for rendering immersive audio content in portable devices. The driver array projects sound upward from the top surface of the portable device to form an upward excitation speaker; the speaker assembly projects sound downward from the bottom surface of the portable device to form a downward excitation speaker. The decoder/renderer component receives the immersive audio content, decodes the high audio signal from the content, and sends the direct audio signal to the downward excitation speaker. The frequency divider performs a high-pass filter function to transfer the high-frequency component of the decoded high-frequency audio signal to the upward excitation speaker and the low-frequency component of the decoded high-frequency audio signal to the downward excitation speaker.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】便携式计算机和设备中的沉浸式音频内容的近场渲染
一个或多个实现总体上涉及用于便携式设备的扬声器系统，更具体地涉及渲染沉浸式音频内容的便携式计算机设备。
技术介绍
有竞争力的便携式(膝上型计算机或笔记本)个人计算机(PC)市场迫使制造商提供使他们的产品显著区分于他们的竞争对手的特征。一个主要的区分特征是提供高质量音频回放，因为这些设备越来越多地被用来回放复杂的内容，诸如流传输音频/视频(AV)节目、现实的仿真、先进的游戏、3D/虚拟现实应用等。然而，PC、平板计算机、智能电话和类似的设备变得越来越小、越来越轻、越来越薄，因此对制造商施加了严重的包装约束。众所周知，良好的音频回放需要使得扬声器可以响亮地且清楚地投射的大小、音量和功率，并且目前的包装约束和成本约束越来越限制能够用于通过小型低功率扬声器回放的声音质量。对象和沉浸式音频的出现已经使得可以渲染非常现实的音频内容，在沉浸式音频中，用利用音频对象(具有视在3D位置、宽度和其他参数的相关联的参数化描述的音频信号)的声音的空间表示来扩充基于声道的音频。诸如以DolbyAtmosTM格式为例的沉浸式音频可以用于许多多媒体应用，诸如电影、视频游戏和越来越多地在便携式设备上回放的模拟器。这样的内容最初是针对影院环境开发的，最近已经被改为家庭影院系统，并且一般需要使用定位在收听者上方(诸如在天花板或高墙区域中)的高度扬声器，或者通过使用将声音向上投射以用于向下反射回收听者的反射扬声器。可以意识到，这样的系统因此需要使用大小相对可调整的扬声器，这些扬声器是特别配置的，并且被安装在收听环境中以提供至少部分地由音频内容中的高度线索表示的、收听者周围和上方的声音的准确表示。对于其声音依赖于内部扬声器的便携式计算机，这样的高度线索在目前的设备设计中是不能再现的。因此，沉浸式音频回放系统是针对与特定的(例如，天花板)扬声器一起使用以投射来自收听者头部上方的高度声音分量进行优化的。特殊的扬声器设计已经被开发用来使得可以相对容易地安装在高位，但是这对于布置沉浸式音频扬声器系统清楚地增加了大量复杂度和成本。DolbyAtmos家庭剧院系统已经通过集成角度朝向天花板的扬声器来针对家庭娱乐使用情况解决了该问题，这些扬声器通过使音频波远离房间的天花板反射朝向收听者来渲染DolbyAtmos高度信息。然而，该方法需要太大且太强大以至于不能装进膝上型计算机或其他便携式设备内部的扬声器，而且还需要将扬声器定位为相对于收听者和天花板成正确的角度。自然地，这在膝上型计算机壳体内部需要较多空间，并且扬声器需要足够强大以便用足以反射出天花板的能量创建音频波并且用仍足以创建高度方面的能量射到收听者位置。目前的膝上型计算机和类似的便携式设备通常仅具有一个或两个扬声器，这些扬声器被安置在膝上型计算机壳(容纳键盘和电子器件的部分)的底部，并且向下朝向桌子的表面激发。这样的扬声器对于回放包含高度线索或其他方向线索的音频内容是完全不够的。因此，需要的是用于便携式设备和膝上型计算机(笔记本)规格计算机的扬声器系统，该扬声器系统很小，但是很强大，足以放入膝上型计算机壳体内部，并且可以在无需使音频波反射出天花板的情况下回放沉浸式音频内容中的高度线索。背景部分中讨论的主题不应仅由于其在背景部分中被提到就被假定为现有技术。类似地，背景部分中提到的或者与背景部分的主题相关联的问题不应被假定为以前已经在现有技术中被认识到。背景部分中的主题仅表示不同的方法，这些方法本身也是专利技术。
技术实现思路
实施例是针对用于便携式设备的扬声器系统，该便携式设备包括驱动器阵列、扬声器集合、解码器/渲染器组件和分频器(crossover)，驱动器阵列将声音从便携式设备的顶表面向上投射以形成向上激发扬声器，扬声器集合将声音从便携式设备的底表面向下投射以形成向下激发扬声器，解码器/渲染器组件接收沉浸式音频内容，从该内容解码高度音频信号，并且将直接音频信号发送到向下激发扬声器，分频器执行高通滤波器功能以将解码的高度音频信号的高频分量传递到向上激发扬声器并且将解码的高度音频信号的低频分量传递到向下激发扬声器。在实施例中，声音是以指向从放置便携式设备的表面向上90度的声音模式投射的。驱动器阵列可以是以下中的一个：一对立体声驱动器或四个等距间隔的驱动器的集合，并且其中，向下激发扬声器集合包括低频效果(LFE)驱动器和至少两个立体声驱动器。驱动器阵列的每个驱动器可以是被放置在体积为大约3cc至4cc的外壳中、直径为大约15mm至20mm、厚度为大约4mm至6mm的换能器。分频器的阈值频率可以为大约2kHz。便携式设备可以是膝上型计算机、平板计算机、游戏机、智能电话和便携式音频回放设备中的一个。解码器/渲染器组件可以作为与设备的操作系统对接(interface)的软件包的一部分提供。沉浸式音频内容包括基于声道的音频和基于对象的音频，基于对象的音频包括具有高度分量的声音对象。实施例还针对通过以下方式创建用于通过便携式设备回放沉浸式音频内容的近场声音环境的方法：接收沉浸式音频内容；对接收的沉浸式音频内容进行解码以使直接音频与高度音频分离以产生适当的直接扬声器馈送和高度扬声器馈送；通过直接扬声器馈送将直接音频发送到便携式设备的直接扬声器；并且对高度音频进行高通滤波以通过高度扬声器馈送将高度音频的高频传递到便携式设备的高度扬声器并且通过直接扬声器馈送将高度音频的低频传递到直接扬声器。高度音频的低频和高频是由分频器电路设置的大约在1kHz和5kHz之间的阈值频率限定的。在方法中，直接扬声器可以包括安置在便携式设备的底表面上的扬声器，这些扬声器被配置为将声音从底表面向下投射，高度扬声器包括安置在便携式设备的上表面上的扬声器，这些扬声器被配置为在围绕便携式设备的大约两英尺的声场中、在便携式设备的用户的前面、将声音向上和基本上向上投射。直接扬声器馈送可以包括左声道馈送、右声道馈送和LFE声道馈送，高度扬声器馈送包括右高度声道和左高度声道，其中，每个高度声道驱动扬声器阵列的至少一个或一对单个的向上激发驱动器。方法可以进一步包括在执行沉浸式音频内容的均衡化、滤波和成形中的至少一个的设备处理级中对直接音频和高度音频进行处理。方法可以进一步包括：检测用于回放高度音频的一个或多个外部扬声器的存在；并且将高度扬声器馈送发送到检测到的外部扬声器。实施例进一步针对做出和使用或部署如下扬声器、电路和换能器设计的方法，这些设计使用音频回放系统中的从高度声音分量过滤直接声音分量的频率传递函数来对反射的声音内容的渲染和回放进行优化。通过引用合并本说明书中提到的每个出版物、专利和/或专利申请整个地通过引用并入本文，达到好像每个单个的出版物和/或专利申请被具体地、单个地指示通过引用并入一样的程度。附图说明在以下附图中，相似的附图标记用于指代相似的元件。尽管以下附图描绘了各种例子，但是一个或多个实现不限于附图中描绘的例子。图1示出根据一些实施例的包含创建近场音频模式以再现沉浸式音频内容的向上激发扬声器阵列的示例便携式设备。图2示出根据一些实施例的图1的便携式设备的底表面或底侧。图3示出根据一些实施例的图2的具有交替的向上激发扬声器阵列的便携式设备。图4是示出根据一些实施例的用于便携式设备和沉浸式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于便携式设备的扬声器系统，包括：驱动器阵列，该驱动器阵列将声音从便携式设备的顶表面向上投射以形成向上激发扬声器；扬声器集合，该扬声器集合将声音从便携式设备的底表面向下投射以形成向下激发扬声器；解码器/渲染器组件，该解码器/渲染器组件接收沉浸式音频内容，从内容解码高度音频信号，并且将直接音频信号发送到向下激发扬声器；以及分频器，该分频器执行高通滤波器功能以将解码的高度音频信号的高频分量传递到向上激发扬声器并且将解码的高度音频信号的低频分量传递到向下激发扬声器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.24 US 62/312,839;2017.03.21 US 62/474,1941.一种用于便携式设备的扬声器系统，包括：驱动器阵列，该驱动器阵列将声音从便携式设备的顶表面向上投射以形成向上激发扬声器；扬声器集合，该扬声器集合将声音从便携式设备的底表面向下投射以形成向下激发扬声器；解码器/渲染器组件，该解码器/渲染器组件接收沉浸式音频内容，从内容解码高度音频信号，并且将直接音频信号发送到向下激发扬声器；以及分频器，该分频器执行高通滤波器功能以将解码的高度音频信号的高频分量传递到向上激发扬声器并且将解码的高度音频信号的低频分量传递到向下激发扬声器。2.根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，声音是以指向从放置便携式设备的表面向上90度的声音模式投射的。3.根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，驱动器阵列包括以下中的一个：一对立体声驱动器或四个等距间隔的驱动器的集合，并且其中，向下激发扬声器集合包括低频效果(LFE)驱动器和至少两个立体声驱动器。4.根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，驱动器阵列的每个驱动器包括被放置在体积为大约3cc至4cc的外壳中、直径为大约15mm至20mm、厚度为大约4mm至6mm的换能器。5.根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，分频器的阈值频率是2kHz。6.根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，便携式设备是选自以下组的设备，该组包括膝上型计算机、平板计算机、游戏机、智能电话和便携式音频回放设备。7.根据权利要求6所述的扬声器系统，其中，解码器/渲染器组件是作为与设备的操作系统对接的软件包的一部分提供的。8.根据权利要求6所述的扬声器系统，其中，沉浸式音频内容包括基于声道的音频和基于对象的音频，基于对象的音频包...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·D·佩尔万，C·P·布朗，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：美国,US