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声场合成近似方法、单极贡献确定装置及声音渲染系统制造方法及图纸

技术编号:12853737 阅读:93 留言:0更新日期:2016-02-11 18:06
本发明专利技术公开了声场合成近似方法、单极贡献确定装置、声音渲染系统,具体地涉及一种基于放置在相应合成位置处的预定数量的合成单极的贡献近似目标声场的合成的方法,该方法包括将目标声场建模为放置在定义目标位置处的至少一个目标单极。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体涉及生成空间声场的方法、装置W及系统。
技术介绍
用于生成空间声场(如,波场合成)的当前系统需要相对大量的隔声罩,大多W- 组扬声器的形式获得。用于推论该些系统的等式的资金都是基于希望尽可能精确地再现声 场。 当前实例是所谓的5. 1或7. 1系统,其由5个或7个扬声器箱和一个或多个额外 的亚低音扬声器组成,它们被设计成能再现具有较高能量的低频范围的声音。该些系统的 主要缺点是所谓的受限的最佳听音位置,其中,收听器必须处于相对中屯、区域W享受收听 体验。 为了解决该个问题,其他系统试图W同样的方式物理地再创造声场,好像真正的 声源会存在一样。最知名的系统是所谓的波场合成。该里,声场的再现是基于惠更斯原理 并且用许多隔声罩与其近似。该方法的主要的问题是相对较高的计算复杂性。
技术实现思路
根据第一方面,公开了一种基于被放置在相应合成位置处的预定义数量的合成单 极的贡献近似目标声场的合成的方法,该方法包括将目标声场仿造成被放置在定义的目标 位置的至少一个目标单极。 根据另一方面,公开了一种装置,包括处理器,被配置为接收对应被放置在目标位 置的目标单极的目标源信号,并且基于目标源信号确定被放置在相应合成位置的预定义数 量的合成单极的贡献,合成单极被配置为合成目标源信号。 根据又一方面,公开了一种系统,包括处理器,被配置为接收对应被放置在目标位 置的目标单极的目标源信号,并且基于目标源信号确定被放置在相应合成位置的预定义数 量的合成单极的贡献,合成单极被配置为合成目标源信号,系统进一步包括一组扬声器,每 个扬声器与相应合成单极相关联并且被配置为擅染与相应合成单极相关联的贡献。[000引另外的方面在从属权利要求、W下描述和附图中进行阐述。【附图说明】 参照附图通过示例的方式说明实施方式,其中: 图1示出了在笛卡尔坐标系中的点的球极坐标; 图2给出了使用球谐函数的格林函数的近似值的两个实例;的Z ; 图4示出了在具有2个第二单极的一个单极的合成的情况下的单极之间的相对距 离和位置; 图5提供了从球谐函数分解(阶I= 24)得出的数值表达式与仅使用正弦函数的 近似值之间的比较;图6提供了振幅与球谐函数分解(阶1 = 24)、在球体上的数值积分W及正弦的近 似值的计算结果; 图7示出了不同的计算步骤,从而得出M= 64的最终脉冲响应和与(M/4+0. 25)*T 对应的非整数延迟; 图8示出了增益因数如何随着距离r的函数减小; 图9示出了映射函数的不同的实施方式; 图10提供了在整数延时的情况下应用数字化单极综合算法的系统的示意图; 图11用特定接收器的射线的实例示出了一阶的声源和镜像; 图12示意性地描述了在图11的镜像源分布的情况下获得的理论脉冲响应的示 图; 图13示意性地示出了W高度(Z)尺寸创造虚拟源的声学设置的实例; 图14示意性地示出了包括使用无源反射器生成镜像源的实施方式; 图15示出了在示出现有扬声器的原处和它们在墙上的相应一阶镜像的水平面中 的声学设置的实施方式; 图16示意性地示出了与耳机擅染相结合的立体声系统的一般原理; 图17示意性地示出了串扰效应; 图18示意性地示出了串扰消除原理; 图19示意性地描述了借助于左前方扬声器、右前方扬声器和亚低音扬声器使用 前置声场生成的全球声学设置描述;W及 图20提供了用于实现图19中描述的声场生成的信号处理模块的示意图。【具体实施方式】 公开了一种基于被放置在相应合成位置的预定义数量的合成单极的贡献近似目 标声场的合成的方法,该方法包括将目标声场仿造成被放置在定义的目标位置的至少一个 目标单极。 通常,目标声场能够通过任何任意声源的组合产生的声音。例如,可W通过压为场 根据位置和时间描述声场。可替换地,在时域中的傅里叶变换之后,例如,可W根据位置和 频率通过压为场描述声场。 在如下描述的一些实施方式中,目标声场对应用于将目标声场呈现给收听者的扬 声系统要再现的声场。例如,收听者可W位于家庭环境、影院、或者汽车中。例如,可W由一 群音乐家(诸如,乐团)、管弦乐队、流行音乐乐队、一个或多个歌手等生成的声场定义目标 声场。也可由声音、给电影场景伴奏的音乐和/或语音定义目标声场。也可由计算机、计算 机游戏、游戏机、平板电脑、移动电话等定义目标声场。 根据描述如下的实施方式,目标声场被仿造成被放置在定义目标位置的至少一个 目标单极。在一个实施方式中,目标声场被仿造成一个单目标单极。在其他实施方式中,目 标声场被仿造成被放置在相应定义目标位置处的多个目标单极。例如,每个目标单极可W 表示包含在乐团中并且被放置在房间、音乐厅等内的特定位置的乐器。另一目标单极可W 表示乐团的听众产生的声音,诸如,拍手的声音。可替换地,目标单极可W表示电影里的演 员的声音或者新闻广播员的声音。 在又一可替换实施方式中,目标单极的位置可W移动。例如,目标单极可W表示声 源在收听者上方移动的飞机。 如果多个目标单极被用于表示目标声场,那么基于如下描述的一组定义合成单极 来合成目标单极的声音的方法进而单独应用于每个目标单极,并且可W总计每个目标单极 获得的合成单极的贡献W重建目标声场。 在如下描述的实施方式中,基于通过应用最小二乘法已得出的计算确定合成单极 的贡献。在实施方式中,可由通过应用最小二乘法得出的化学式来表示计算。在该些实施 方式中,在它们通过预定义数量的合成单级的贡献最小化近似目标单极的声场时导致的错 误的意义上,化学式反应了最小二乘法的结果。由于实施方式是基于在最小二乘意义上重 新考虑声场的生成,相应等式可能会导致近似值,与一些先前已知技术相比,该变得更容易 用于与任何种类的位置结合。 在实施方式中实现的技术在概念上可能与使用限制数量的隔声罩来生成定义声 场的波场合成相似。然而,实施方式的生成原理的基本依据是特定的,因为合成不会试图精 确地仿造声场但却基于最小二乘法。 在如下描述的实施方式中,预定义数量的合成单极对应在音响系统中用来呈现目 标声场的扬声器的数量。在该种情况下,每个合成单极与相应扬声器相关联。合成单极的 数量可W是固定的或者变化的。例如,根据情况,合成可W排除具体扬声器(例如,后置扬 声器、天花反向致动器等)和相关联的合成单极。 如在实施方式中公开的目标声场的生成方法可基于限制数量的扬声器的组合,限 制数量的扬声器是按它们最简单的声学形式仿造,也就是单极来源。 所公开的方法可W应用于通过放置在某个位置的源创造的目标声场的生成。数量 有限的音箱可被用W再创造通过该声源生成的声场。该些音箱的每一个可被仿造成单源、 单极。因此,可通过一组单极合成声场。 在实施方式中,其中扬声器箱包括几个致动器,例如,对应标准左前方扬声器的一 个致动器和引起天花板反向的咖趴形的一个附加致动器,扬声器箱中的每个致动器可由单 独的合成单极表示。 与合成单极相关联的合成位置可W表示与合成单极相关联的扬声器(或致动器) 实际上位于房间内的位置。例如,与左前方扬声器相关联的合成单极的合成位置可W对应 于电视装置左边的位置,与右前方扬声器相关联的合成单极的合成位置可W对应于电视装 置右边的位置,并且与中央扬声器相关联的合成单极的合成位置可W对应于电视装置下方 本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种基于被放置在相应合成位置处的预定义数量的合成单极的贡献来近似目标声场的合成的方法,所述方法包括将所述目标声场建模为被放置在所定义的目标位置处的至少一个目标单极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:弗兰克·吉龙
申请(专利权)人:索尼公司
类型:发明
国别省市:日本;JP

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