声音空间化方法技术

本发明专利技术涉及一种声音空间化方法（100），该方法包括：

【技术实现步骤摘要】
声音空间化方法


[0001]本专利技术涉及一种声音空间化方法。
[0002]本专利技术特别适用于汽车背景下的立体声再现领域。

技术介绍

[0003]声音空间化旨在在听者周围创造声音环境，使他们感觉自己所听到的声音来自他们所处环境中的某一精确点。
[0004]营造声音空间化方法，包括幅度平移、延迟平移。
[0005]幅度平移在于控制（jouer sur）各种声源（通常是扬声器）的强度，从而建立一个虚拟声源，通过改变这些声源的强度，使该虚拟声源在环境中移位。赫尔辛基理工大学声学和音频信号处理实验室的Ville Pulkki在“Virtual Sound Source Positioning Using Vector Base Amplitude Panning [使用矢量基幅度平移的虚拟声源定位]”中提出：VBAP（矢量基幅度平移）方法可使用任何数量的声源在二维或三维上重新建立声场。
[0006]延迟平移考虑了双耳时间差（ITD），给人一种声音来源位于相对于听者头部的精确角度的感觉。该方法适用于位于用户头部对称平面两侧的两个声源（通常是扬声器）。对这两个扬声器之一的广播信号施加延迟，可在对称平面外创建虚拟源。延迟越大，虚拟源与对称平面形成的角度就越大。
[0007]其他声音空间化的方法包括，例如，控制直达声与混响声之间的比率，以产生距离感，或者近感；还可使用低通滤波器模拟空气对高频的吸收来提供深度感。
[0008]然而，大多数现有的声音空间化技术对扬声器与听者之间的相对定位误差很敏感。因此，在声音空间化方法的设置期间，轻微的设置误差就会产生对虚拟源位置的错误感知。
[0009]图1示出了其中布置有以下四个扬声器的车辆乘客舱：左前扬声器FL、右前扬声器FR、左后扬声器RL和右后扬声器RR。
[0010]坐在驾驶员座椅上的听者的头部位置用十字符号表示。
[0011]图2A以笛卡尔图和极坐标图的形式示出了根据试图要创建的虚拟源VS（其在图1中用实心方块符号表示）的角位置θ而将施加于由每一个扬声器广播的信号的幅度：
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将施加于左前扬声器FL的幅度曲线被表示为虚线；
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将施加于右前扬声器FR的幅度曲线被表示为实线；
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将施加于左后扬声器RL的幅度曲线被表示为全点线；
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将施加于右后扬声器RR的幅度曲线被表示为点划线。
[0012]虚拟源VS的角位置θ的定义为由穿过听者头部和虚拟源VS的直线与如图1中定义的轴线OX所形成的角度。
[0013]位于图2A上部的笛卡尔图或极坐标图示出了对于如图1所示的听者头部位置所要施加的幅度。
[0014]位于下部的笛卡尔图或极坐标图示出了对于听者头部位置相对于其在图1中的位
置向左偏移十厘米（即在负X轴方向上偏移十厘米）的情况所要施加的幅度。
[0015]以相同的方式，图2B以笛卡尔图和极坐标图的形式示出了根据试图要创造的虚拟源VS的角位置θ以及图2A所示的幅度而要施加于由每一个扬声器广播信号的延迟。
[0016]线的约定与图2A中的相同。
[0017]同样，位于图2B上部的笛卡尔图或极坐标图示出了对于如图1所示的听者头部位置所要施加的延迟。
[0018]位于下部的笛卡尔图或极坐标图示出了对于听者头部位置相对于其在图1中的位置向左偏移十厘米（即在负X轴方向上偏移十厘米）的情况所要施加的延迟。
[0019]例如在图2A中可以观察到，基于听者头部位置在负X轴方向上对十厘米误差进行积分，创建的角位置为70
°
的虚拟源（在下部的笛卡尔图上对应于左前和右前扬声器的曲线的交点），根据上部的笛卡尔图，实际上对应于75
°
的角位置。听者头部位置处的十厘米误差会引起虚拟源角位置的5
°
角偏移。因此，驾驶员感知到75
°
角位置的虚拟源，而不是最初期望的70
°
角位置。

技术实现思路

[0020]本专利技术涉及一种声音空间化方法，该方法包括：
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确定数字处理参数的步骤，这些数字处理参数将被施加于一组至少两个扬声器广播的声音信号，以便在期望位置再现虚拟声源；
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通过扬声器恢复声音信号的步骤，在该步骤中将这些数字处理参数施加于这些声音信号；根据本专利技术，该声音空间化方法还包括：
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定义由一组N个点定义的轨迹的步骤，所述轨迹的两个连续点通过曲线连接在一起；
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定位步骤，在该步骤期间，在所述轨迹上定义虚拟声源的期望位置。
[0021]在实施例中，轨迹具有折线形状，连接这些点的曲线是线段。
[0022]在实施例中，对虚拟声源的定位是通过与轨迹的任何点X唯一相关联并由下式定义的位置索引IpX来执行的：[Math 1]其中，α为0至1之间的实数，j为1至N
‑
1之间的整数。
[0023]在实施例中，虚拟声源沿轨迹的定位由操作员手动执行。
[0024]在实施例中，在定位步骤中以如下方式定义虚拟声源的位置：
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通过针对轨迹的每条曲线确定在线段与穿过定义听者位置的点和虚拟声源的位置目标的直线之间是否存在交点，来确定轨迹上的虚拟声源的位置目标的一组投影图像，所述交点随后可定义潜在虚拟声源；
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如果至少存在一个潜在虚拟声源，则将虚拟声源的位置定义为与虚拟声源的位置目标的距离最小的潜在虚拟声源。
[0025]在实施例中，在不存在潜在虚拟声源的情况下，执行以下动作之一：
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将虚拟声源定位在预先定义的默认位置，比如在听者前方一米处；
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将虚拟声源定位在轨迹上的某一点，该点相对于听者的角位置最接近虚拟声源的位置目标的角位置；
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修改轨迹，以覆盖更宽的关注区域，但包含与初始轨迹一样的点。
[0026]在实施例中，根据以下关系式预定义虚拟声源位置在总移动持续时间t
总
内沿着轨迹的移动：[Math 2]其中，t是指定时间的变量，在0至t
总
之间。
[0027]本专利技术还涉及一种用于实施根据本专利技术的声音空间化方法的设备。根据本专利技术，该设备包括：
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用于定义轨迹的装置；
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用于确定虚拟声源在所述轨迹上的期望位置的装置；
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用于确定数字处理参数的装置，这些数字处理参数将被施加于一组至少两个扬声器广播的声音信号，以便在期望位置产生虚拟声源；
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用于将数字处理参数施加于声音信号的装置；
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用于恢复已经施加了数字处理参数的声音信号的装置。
附图说明
[0028][图1]示出了包括四个扬声器的车辆乘客舱，这些扬声器被配置为再现虚拟声源。
[0029][图2A]以笛卡尔图和极坐标图的形式示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声音空间化方法（100），包括：
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确定（103）数字处理参数的步骤，所述数字处理参数被施加于一组至少两个扬声的声音信号，以便在期望位置再现虚拟声源（VS）；
‑ꢀ
通过所述扬声器恢复（104）声音信号的步骤，在该步骤期间将所述数字处理参数施加于所述声音信号；所述声音空间化方法（100）的特征在于，该方法还包括：
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定义由一组N个点（P1，
…
，PN）定义的轨迹（T）的步骤（101），所述轨迹的两个连续点通过曲线连接在一起；
‑ꢀ
定位步骤（102），在该步骤期间，在所述轨迹上定义该虚拟声源（VS）的期望位置。2.根据权利要求1所述的声音空间化方法（100），其特征在于，该轨迹（T）具有折线形状，连接所述点的曲线是线段。3.根据权利要求2所述的声音空间化方法（100），其特征在于，对该虚拟声源（VS）的定位是使用与该轨迹（T）的任何点X唯一相关联并由下式定义的位置索引IpX来执行的：[Math 11]其中，α为0至1之间的实数，j为1至N
‑
1之间的整数。4.根据权利要求1、2或3所述的声音空间化方法（100），其特征在于，该虚拟声源（VS）沿着该轨迹（T）的定位由操作员手动执行。5.根据权利要求1、2或3所述的声音空间化方法（100），其特征在于，在该定位步骤（102）期间以如下方式定义该虚拟声源（VS）的位置：
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通过针对该轨迹（T）的每条曲线确定在所述线段与穿过定义听者位置的点和该虚拟声源（VS）的位置目标（VS
obj
）的直线之间是否存在交点，来确定在所述轨迹上该虚拟声源（VS）的位置目标（VS
obj
）的一组投影图像，所述交点随...

【专利技术属性】
技术研发人员：达米恩，
申请(专利权)人：阿嘉米斯，
类型：发明
国别省市：