用于建立声区的声系统技术方案

技术编号:15122674 阅读:68 留言:0更新日期:2017-04-10 01:24
本发明专利技术涉及用于建立声区的声系统。用于在听觉上重现Q个电音频信号(其中Q=1,2,3,...)并建立N个声区(其中N=1,2,3…)的系统和方法,在每个声区中,提供所重现和传输的Q个电音频信号的单独模式的接收声信号出现,系统和方法包括处理Q个电音频信号以提供K个经处理的电音频信号以及使用布置在彼此分离的位置处和在N个声区内或相邻于N个声区的K组扬声器来将K个经处理的电音频信号转换成对应的K个声学音频信号。该方法还包括监测收听者的头相对于参考收听位置的位置。根据从K组扬声器中的每个到N个声区中的每个的转移矩阵来转移K个声学音频信号中的每个,其中它们有助于对应的接收声信号。Q个电音频信号的处理包括配置成补偿转移矩阵的滤波,使得接收声信号中的每一个对应于电音频信号之一。基于收听者的头的所识别的位置来调节滤波的特性。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于处理信号的系统和方法(通常被称为“系统”)。
技术介绍
在空间内部的空间上有限的区一般提供关于声重现的各种用途。在音频工业中的感兴趣的领域是在开放房间内部同时重现不同的声材料的多个区的能力。这被期望得到而不使用物理分离或不使用头戴式耳机,且在本文被称为“建立声区”。声区是声所分布的房间或区域。更具体地,具有待重现的音频信号的足够预处理的扬声器的阵列具有意义,其中不同的声材料在预定义区中被重现而不干扰来自相邻区的信号。为了实现声区,必须调节多个声源的响应以近似在重现区中的期望声场。以对声区的产生的可应用性的不同程度公布了涉及声场控制的各种概念。
技术实现思路
用于在听觉上重现Q个电音频信号(其中Q=1,2,3,...)并建立N个声区(其中N=1,2,3…)的声系统,在每个声区中,提供所重现和传输的Q个电音频信号的单独模式的接收声信号出现,声系统包括配置成处理Q个电音频信号以提供K个经处理的电音频信号的信号处理布置和布置在彼此分离的位置处和在N个声区内或相邻于N个声区的K组扬声器,每组扬声器配置成将K个经处理的电音频信号转换成对应的K个声学音频信号。声系统还包括配置成监测收听者的头相对于参考收听位置的位置的监测系统。根据从K组扬声器中的每个到N个声区中的每个的转移矩阵来转移K个声学音频信号中的每个,其中它们有助于对应的接收声信号。Q个电音频信号的处理包括配置成补偿转移矩阵的滤波,使得每个接收声信号对应于Q个电音频信号之一。基于收听者的头的所识别的位置来调节滤波的特性。用于在听觉上重现Q个电音频信号(其中Q=1,2,3,...)并建立N个声区(其中N=1,2,3…)的方法,在每个声区中,提供所重现和传输的Q个电音频信号的单独模式的接收声信号出现,方法包括处理Q个电音频信号以提供K个经处理的电音频信号以及使用布置在彼此分离的位置处和在N个声区内或相邻于N个声区的K组扬声器来将K个经处理的电音频信号转换成对应的K个声学音频信号。该方法还包括监测收听者的头相对于参考收听位置的位置。根据从K组扬声器中的每个到N个声区中的每个的转移矩阵来转移K个声学音频信号中的每个,其中它们有助于对应的接收声信号。Q个电音频信号的处理包括配置成补偿转移矩阵的滤波,使得接收声信号中的每一个对应于电音频信号之一。基于收听者的头的所识别的位置来调节滤波的特性。当检查下面的附图和详细描述时,其它系统、方法、特征和优点将或将变得对本领域中的技术人员明显。意图是所有这样的额外系统、方法、特征和优点包括在本描述内、在本专利技术的范围内并被下面的权利要求保护。附图说明参考下面的描述和附图将更好地理解系统。附图中的部件并不一定按比例,相反强调说明本专利技术的原理。而且,在附图中,相似的参考数字在全部不同的视图中表示对应的部件。图1是具有单独的声区的汽车座舱的顶视图。图2是示出2×2听觉传输(transaural)立体声系统的示意图。图3是示出具有四个收听位置和围绕收听位置布置的立体声扬声器的汽车的座舱的示意图。图4是示出包括两个4×4和一个8×8逆滤波器矩阵的8×8处理布置的方框图。图5是示出视觉地监测收听者的头相对于在三维空间中的参考收听位置的位置的视觉监测系统的示意图。图6是示出当声区跟踪头位置时在图1中示出的汽车座舱的示意图。图7是示出具有通过查找表调节的一个滤波器矩阵的系统的示意图。图8是示出具有通过音量渐减器调节的三个滤波器矩阵的系统的示意图。图9是示出具有Q个输入信号(源)、M个记录通道(麦克风)和K个输出通道(扬声器)的简单声学多输入多输出(MIMO)系统的示意图,包括多重误差最小均方(MELMS)系统或方法。图10是示出在图9所示的MIMO系统中可应用的1×2×2MELMS系统的流程图。具体实施方式参考图1,示出在围场例如汽车1的座舱2中的单独声区(ISZ),其特别是包括两个不同的区A和B。声程序A在区A中重现,而声程序B在区B中重现。这两个区的空间方向不是固定的,且应适应于收听者位置并理想地能够跟踪确切的位置,以便在有意义的空间区中重现期望声程序。然而,在这两个区(A和B)的每个中发现的声场的完全分离对于在混响条件下实现的实际系统不是可实现的条件。因此,应预期,收听者受到由相邻重现的声场产生的某个程度的烦恼。图2示出二区(例如在左耳L周围的一个区和在右耳R周围的另一区)听觉传输立体声系统,即2×2系统,其中接收信号是双耳的(立体声),例如由收听者的两耳或布置在耳朵位置处的人造头上的两个麦克风拾取。在收听者11周围从输入电立体声音频信号XL(jω)、XR(jω)通过两个扬声器9和10结合具有四个逆滤波器3-6的逆滤波器矩阵来建立图2的听觉传输立体声系统,这四个逆滤波器具有转移函数CLL(jω)、CLR(jω)、CRL(jω)和CRR(jω)并被连接在两个扬声器9和10的上游。信号和转移函数是与时域信号和函数对应的频域信号和函数。可由任何适当的音频信号源例如无线电接收机、音乐播放器、电话、导航系统等提供的左电输入(音频)信号XL(jω)和右电输入(音频)信号XR(jω)由逆滤波器3-6预先过滤。滤波器3和4使用转移函数CLL(jω)和CLR(jω)过滤信号XL(jω),而滤波器5和6使用转移函数CRL(jω)和CRR(jω)过滤信号XR(jω),以提供逆滤波器输出信号。由滤波器3和5提供的逆滤波器输出信号由加法器7组合,而由滤波器4和6提供的逆滤波器输出信号由加法器8组合,以形成组合信号SL(jω)和SR(jω)。特别是,提供到左扬声器9的信号SL(jω)可被表示为:SL(jω)=CLL(jω)·XL(jω)+CRL(jω)·XR(jω),(1)以及提供到左扬声器10的信号SR(jω)可被表示为:SR(jω)=CLR(jω)·XL(jω)+CRR(jω)·XR(jω)。(2)扬声器9和10发射声学扬声器输出信号SL(jω)和SR(jω)以分别被收听者的左耳和右耳接收。实际上存在于收听者11的左耳和右耳处的声信号分别被表示为ZL(jω)和ZR(jω),其中:ZL(jω)=HLL(jω)·SL(jω)+HRL(jω)·SR(jω),(3)ZR(jω)=HLR(jω)·SL(jω)+HRR(jω)·SR(jω)。(4)在方程3和4中,转移函数Hij(jω)表示在频域中的房间脉冲响应(RIR),即从扬声器9和10到分别收听者的左耳和右耳的转移函数。指数i和j可以是“L”和“R”,并分别指左和右扬声器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在听觉上重现Q个电音频信号(其中Q=1,2,3,...)并建立N个声区(其中N=1,2,3,…)的声系统,在每个声区中,提供所重现和传输的Q个电音频信号的单独模式的接收声信号出现,所述系统包括:信号处理布置,其配置成处理所述Q个电音频信号以提供K个经处理的电音频信号;以及K组扬声器(K=1,2,3,…),其布置在彼此分离的位置处和在所述N个声区内或相邻于所述N个声区,每组扬声器配置成将所述K个经处理的电音频信号转换成对应的K个声学音频信号;以及监测系统,其配置成监测收听者的头相对于参考收听位置的位置;其中:根据从所述K组扬声器中的每个到所述N个声区中的每个的转移矩阵来转移所述K个声学音频信号中的每个,其中它们有助于所述对应的接收声信号;所述Q个电音频信号的处理包括配置成补偿所述转移矩阵的滤波,使得所述接收声信号中的每个对应于所述Q个电音频信号之一;以及基于所述收听者的头的所识别的收听位置来调节所述滤波的特性。

【技术特征摘要】
2014.11.19 EP 14193885.21.一种用于在听觉上重现Q个电音频信号(其中Q=1,2,3,...)并建立N个声区(其中N
=1,2,3,…)的声系统,在每个声区中,提供所重现和传输的Q个电音频信号的单独模式的
接收声信号出现,所述系统包括:
信号处理布置,其配置成处理所述Q个电音频信号以提供K个经处理的电音频信号;以

K组扬声器(K=1,2,3,…),其布置在彼此分离的位置处和在所述N个声区内或相邻于
所述N个声区,每组扬声器配置成将所述K个经处理的电音频信号转换成对应的K个声学音
频信号;以及
监测系统,其配置成监测收听者的头相对于参考收听位置的位置;其中:
根据从所述K组扬声器中的每个到所述N个声区中的每个的转移矩阵来转移所述K个声
学音频信号中的每个,其中它们有助于所述对应的接收声信号;
所述Q个电音频信号的处理包括配置成补偿所述转移矩阵的滤波,使得所述接收声信
号中的每个对应于所述Q个电音频信号之一;以及
基于所述收听者的头的所识别的收听位置来调节所述滤波的特性。
2.如权利要求1所述的系统,其中所述监测系统是配置成视觉上监测所述收听者的头
相对于参考收听位置的所述位置的视觉监测系统。
3.如权利要求1或2所述的系统,其还包括:
至少一个滤波器矩阵,其包括确定所述滤波器矩阵的所述滤波器特性的滤波器系数;
以及
查找表,其配置成将所述收听者的头的被监测的位置变换成表示在所述收听者的头的
所述被监测的位置周围的声区的滤波器系数。
4.如权利要求1或2所述的系统,其还包括:
至少一个多输入多输出系统,其包括确定所述多输入多输出系统的所述滤波器特性的
滤波器系数;以及
查找表,其配置成将所述收听者的头的所述被监测的位置变换成表示在所述收听者的
头的所述被监测的位置周围的声区的滤波器系数。
5.如权利要求1或2所述的系统,其还包括:
至少一个滤波器矩阵,其包括具有对应于不同的声区的不同特性的至少两个滤波器矩
阵;以及
音量渐减器,其配置成在具有不同特性的所述至少两个滤波器矩阵之间淡变、交叉淡
变、混合或软切换。
6.如权利要求1或2所述的系统,其还包括:
至少一个多输入多输出系统,其包括具有对应于不同的声区的不同特性的至少两个多
输入多输出系统;以及
音量渐减器,其配置成在具有不同特性的所述至少两个多输入多输出系统之间淡变、
交叉淡变、混合或软切换。
7.如权利要求5或6所述的系统,其中淡变、交叉淡变、混合或软切换配置成使得没有听
得见的伪迹产生。

【专利技术属性】
技术研发人员:M克里斯托夫
申请(专利权)人:哈曼贝克自动系统股份有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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