用于生成多个参数化音频流的装置和方法以及用于生成多个扬声器信号的装置和方法制造方法及图纸

一种用于根据从在记录空间中进行记录而获得的输入空间音频信号(105)生成多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)的装置(100)包括分段器(110)和生成器(120)。分段器(110)被配置用于从输入空间音频信号(105)提供至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)，其中至少两个分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)与记录空间的对应分段(Segi)相关联。生成器(120)被配置用于针对至少两个分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)中的每一个，生成参数化音频流，以获得多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成多个参数化音频流的装置和方法以及用于生成多个扬声器信号的装置和方法
本专利技术总体上涉及参数化空间音频处理，更具体地，涉及用于生成多个参数化音频流的装置和方法以及用于生成多个扬声器信号的装置和方法。本专利技术的进一步的实施例涉及基于扇区(sector)的参数化空间音频处理。
技术介绍
在多声道收听中，收听者由多个扬声器围绕。存在有多种已知方法以捕获这样的设置的音频。首先考虑扬声器系统和用这些扬声器系统能产生的空间感受。在没有特殊技术的情况下，常见的双声道立体声设备只能在连接扬声器的线路上产生听觉事件。无法产生从其它方向发出的声音。逻辑上，通过使用环绕收听者的更多个扬声器，可以涵盖更多个方向并且可以产生更自然的空间感受。最为众所周知的多声道扬声器系统和布局为5.1标准(“ITU-R775-1”)，其包括相对于收听位置在0°、30°和110°的方位角处的五个扬声器。也已知具有位于不同方向的不同数量的扬声器的其它系统。在本领域中，针对前述扬声器系统已经设计出数种不同的记录方法，以便再现如同在记录环境中会感知的收听情况下的空间感受。针对选择的多声道扬声器系统记录空间声音的理想方式是使用数量与所存在的扬声器相同的麦克风。在这样的情况下，麦克风的指向性图案(directivitypattern)也应该对应于扬声器布局，以使得只用一个、两个、或三个麦克风记录来自任何单一方向的声音。使用的扬声器越多，因而需要的指向性图案就越窄。然而，这样的窄指向性麦克风相当昂贵，并且通常具有非平坦的频率响应，这不是期望的。此外，使用具有太宽指向性图案的数个麦克风作为多声道再现的输入，结果导致多彩而模糊的听觉感知，原因在于从单一方向发出的声音经常是用比所需的扬声器更多的扬声器来再现。因此，当前的麦克风最适合双声道记录和再现，而没有环绕空间感受的目标。空间声音记录的另一种已知方法是记录分散在宽广空间区域的大量麦克风。例如，当记录在舞台上的一支管弦乐团时，单一乐器可由所谓的点麦克风拾取，其位置接近声源。前声音舞台的空间分布例如可由传统的立体声麦克风捕获。对应于后期混响的声场分量可由位于距舞台相对远的距离的数个麦克风捕获。然后，音响师可以通过使用可用的全部麦克风声道的组合来混合期望的多声道输出。然而，该记录技术暗示极大型记录设置以及记录声道的手工混音，这实际上通常是不可行的。用于基于定向音频编码(DirAC)记录和再现空间音频的传统系统(如在以下中所述：T.Lokki、J.Merimaa、V.Pulkki：MethodforReproducingNaturalorModifiedSpatialImpressioninMultichannelListening(用于在多声道收听中再现自然或修正空间感受的方法)，美国专利第7,787,638B2号，2010年8月31日，以及V.Pulkki：SpatialSoundReproductionwithDirectionalAudioCoding(利用定向音频编码的空间声音再现)，J.AudioEng.Soc.,Vol.55,No.6,pp.503-516,2007)依赖于简单通用的声场模型。因此，它们有一些系统性缺点，这限制了实际上可达到的声音质量和体验。已知的解决方案的常见问题为这些解决方案相当复杂且通常与空间声音质量的劣化相关联。因此，本专利技术的目的是提出参数化空间音频处理的改进构想，其允许使用相对简单且紧凑的麦克风配置来达成更高质量、更逼真的声音记录和再现。
技术实现思路
该目的通过根据本公开实施例的装置和根据本公开实施例的方法来实现。根据本专利技术的一个实施例，一种用于根据从在记录空间中进行记录而获得的输入空间音频信号来生成多个参数化音频流的装置包括分段器(segmentor)和生成器。该分段器被配置用于从输入空间音频信号提供至少两个输入分段音频信号。这里，该至少两个输入分段音频信号与记录空间的对应分段相关联。该生成器被配置用于针对至少两个输入分段音频信号中的每一个生成参数化音频流以获得多个参数化音频流。为本专利技术的基础的基本构想为在从输入空间音频信号提供至少两个输入分段音频信号的情况下、以及在针对至少两个输入分段音频信号中的每一个生成参数化音频流以获得多个参数化音频流的情况下，能够实现改进的参数化空间音频处理，其中至少两个输入分段音频信号与该记录空间的对应分段相关联。这允许使用相对简单且紧凑的麦克风配置来实现更高质量、更逼真的空间声音记录和再现。根据另一实施例，该分段器被配置成针对记录空间的每个分段而使用指向性图案。此处，该指向性图案指示至少两个输入分段音频信号的指向性。通过使用指向性图案，可以获得所观察的声场的更佳模型匹配，特别是在复杂声音场景中。根据另一实施例，该生成器被配置用于获得多个参数化音频流，其中，多个参数化音频流均包括至少两个输入分段音频信号的分量和对应的参数化空间信息。例如，每个参数化音频流的参数化空间信息包括到达方向(DOA)参数和/或扩散性参数。通过提供DOA参数和/或扩散性参数，可以在参数化信号表示域中描述观察的声场。根据又一实施例，一种用于根据从记录在录空间中的输入空间音频信号得到的多个参数化音频流来生成多个扬声器信号的装置包括呈现器和组合器。该呈现器被配置用于从多个参数化音频流提供多个输入分段扬声器信号。此处，输入分段扬声器信号与记录空间的对应分段相关联。该组合器被配置用于组合输入分段扬声器信号以获得多个扬声器信号。本专利技术的另外的实施例提供了用于生成多个参数化音频流的方法以及用于生成多个扬声器信号的方法。附图说明以下，将参照附图说明本专利技术的实施例，在附图中：图1示出用于用分段器和生成器从记录在记录空间中的输入空间音频信号生成多个参数化音频流的装置的实施例的框图；图2示出基于混合或矩阵化运算的、根据图1的装置的该实施例的分段器的示意图；图3示出使用指向性图案的、根据图1的装置的该实施例的分段器的示意图；图4示出基于参数化空间分析的、根据图1的装置的该实施例的生成器的示意图；图5示出用于用呈现器和组合器从多个参数化音频流生成多个扬声器信号的装置的实施例的框图；图6示出记录空间的示例分段的示意图，每个分段表示在二维(2D)平面内或在三维(3D)空间内的方向子集；图7示出针对记录空间的两个分段或扇区的示例扬声器信号计算的示意图；图8示出使用二阶B格式输入信号的、针对记录空间的两个分段或扇区的示例扬声器信号计算的示意图；图9示出包括在参数化信号表示域中的信号修正的、针对记录空间的两个分段或扇区的示例扬声器信号计算的示意图；图10示出由根据图1的装置的该实施例的分段器提供的输入分段音频信号的示例极性图案(polarpattern)的示意图；图11示出用于执行声场记录的示例麦克风配置的示意图；以及图12示出用于获得更高阶麦克风信号的全向麦克风的示例圆形阵列的示意图。具体实施方式在利用附图更详细地讨论本专利技术之前，须指出的是，在附图中，相同元件、具有相同功能或相同效果的元件以相同的附图标记提供，使得在不同实施例中示例说明的这些元件及其功能的描述在不同实施例中可相互交换或可彼此适用。图1示出用于使用分段器110和生成器120根据从在记录空间中进行记录而获得的输入空间音频信号105来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于根据从在记录空间中进行记录而获得的输入空间音频信号(105)生成多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)的装置(100)，所述装置(100)包括：分段器(110)，用于从所述输入空间音频信号(105)提供至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)，其中所述至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)与所述记录空间的对应分段(Segi)相关联；以及生成器(120)，用于针对所述至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)中的每一个，生成参数化音频流，以获得所述多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 EP 13159421.0;2012.11.15 US 61/726,8871.一种用于根据从在记录空间中进行记录而获得的输入空间音频信号(105)生成多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)的装置(100)，所述装置(100)包括：分段器(110)，用于从所述输入空间音频信号(105)提供至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)，其中所述分段器(110)被配置成根据所述记录空间的对应分段Segi生成所述至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)，其中所述记录空间的所述分段Segi均表示在二维平面内或在三维空间内的方向子集，并且其中所述分段Segi彼此不同；以及生成器(120)，用于针对所述至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)中的每一个，生成参数化音频流，以获得所述多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)，使得所述多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)均包括所述至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)的分量Wi和对应的参数化空间信息(θi,Ψi)，其中所述参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)中的每一个的所述参数化空间信息(θi,Ψi)包括到达方向参数θi和/或扩散性参数Ψi。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述记录空间的所述分段Segi均以关联的定向度量为特征。3.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述装置(100)被配置用于执行声场记录以获得所述输入空间音频信号(105)；其中，所述分段器(105)被配置成将关注的全角度范围划分成所述记录空间的所述分段Segi；其中，所述记录空间的所述分段Segi均覆盖相比于所述关注的全角度范围缩小的角度范围。4.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述输入空间音频信号(105)包括全向信号W和多个不同的定向信号X,Y,Z,U,V。5.根据权利要求4所述的装置(100)，其中，所述分段器(110)被配置成使用混合运算来根据所述全向信号W和所述多个不同的定向信号X,Y,Z,U,V生成所述至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)，所述混合运算取决于所述记录空间的所述分段Segi。6.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述分段器(110)被配置成针对所述记录空间的所述分段Segi中的每一个而使用指向性图案(305)其中，所述指向性图案(305)指示所述至少两个分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)的指向性。7.根据权利要求6所述的装置(100)，其中，所述指向性图案(305)通过下式来给出：其中，a和b表示经修正以获得期望的指向性图案(305)的乘数；其中，表示方位角，以及Θi指示所述记录空间的第i个分段的优选方向。8.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述生成器(120)被配置用于针对所述至少两个输入分段音频信号(115)(Wi,Xi,Yi,Zi)中的每一个，执行参数化空间分析，以获得所述对应的参数化空间信息(θi,Ψi)。9.根据权利要求1所述的装置(100)，还包括：修正器(910)，用于修正参数化信号表示域中的所述多个参数化音频流(125)(θi,Ψi,Wi)；其中，所述修正器(910)被配置成使用对应的修正控制参数(905)来修正所述参数化...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比安·屈希，吉奥范尼·德加尔多，阿希姆·孔茨，维尔·普尔基，阿尔雄蒂斯·波利蒂斯，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，伊尔梅瑙工业大学，
类型：发明
国别省市：德国;DE