使用多个换能器的沉浸式声音再现制造技术

一个或多个实施方案包括用于为声学系统生成沉浸式音频的技术。所述技术包括确定与音频的一部分相关联的表观位置；针对包括在所述声学系统的多个扬声器中的每个扬声器计算所述扬声器与所述表观位置之间的感知距离；基于所述多个扬声器与所述表观位置之间的所述感知距离来选择包括在所述多个扬声器中的扬声器的子集；基于扬声器的所述子集和所述声学系统的一个或多个目标特性生成一组滤波器；以及针对包括在扬声器的所述子集中的每个扬声器使用包括在所述一组滤波器中的一个或多个滤波器生成扬声器信号。波器生成扬声器信号。波器生成扬声器信号。

【技术实现步骤摘要】
使用多个换能器的沉浸式声音再现


[0001]本公开的实施方案总体上涉及音频处理系统，并且更具体地涉及用于使用多个换能器的沉浸式声音再现的技术。

技术介绍

[0002]商业娱乐系统，诸如在电影院、高级家庭影院、音乐场所等中实现的音频/视频系统，提供越来越沉浸式体验，其包括高分辨率视频和多声道音频配乐。例如，电影院系统通常启用多个不同的音频通道，这些通道被传输到放置在收听者的多个不同侧面(例如前面、后面、到每一侧、上面和下面)的单独扬声器。因此，收听者会体验到全定向环绕收听者的全三维(3D)声场。
[0003]在通过非商业音频系统收听音频时，收听者可能也想体验沉浸式3D声场。一些先进的家用音频装备，诸如耳机和头戴式耳机，实现了头部相关传递函数(HRTF)，其以收听者解释为位于收听者周围特定位置的方式再现声音。因此，在支持系统上收听音频时，HRTF和其他类似技术提供沉浸式收听体验。
[0004]然而，一些音频系统无法提供类似的沉浸式收听体验。例如，包括在汽车中的扬声器通常具有较差的声音成像，并且缺乏以沉浸式方式再现声音的能力。此外，即使使用可以实现HRTF的系统，其他收听者和收听者周围的对象也可能阻挡或改变由音频系统的扬声器发出的声音。例如，在汽车中，来自扬声器的声音可能会被座椅靠背、头枕和收听者的头部阻挡或减弱。此外，不同扬声器发出的声音也可能相互干扰。这种干扰在本文中被称为“串扰”。由于人、对象导致的干扰，和/或串扰，收听者可能无法将由音频系统产生的声音准确地感知为位于所需位置，并且声音也可能失真或以其他方式使质量降低。此外，如果收听者移动和/或将头转向其他方向，则收听者也可能无法将音频系统产生的声音准确地感知为位于所需位置。
[0005]如前所述，本领域需要更有效的技术来为扬声器系统生成沉浸式音频。

技术实现思路

[0006]本公开的各种实施方案阐述了一种用于为声学系统生成沉浸式音频的计算机实现的方法。该方法包括确定与音频的一部分相关联的表观位置；针对包括在声学系统的多个扬声器中的每个扬声器计算扬声器与表观位置之间的感知距离；基于多个扬声器与表观位置之间的感知距离选择包括在多个扬声器中的扬声器的子集；基于扬声器的子集和声学系统的一个或多个目标特性生成一组滤波器；以及针对包括在扬声器的子集中的每个扬声器使用包括在该组滤波器中的一个或多个滤波器生成扬声器信号。
[0007]其它实施方案包括但不限于实现所公开技术的一个或多个方面的系统，以及包括用于执行所公开技术的一个或多个方面的指令的一个或多个计算机可读介质。
[0008]所公开技术相对于现有技术的至少一个技术优势在于音频系统创建三维声音体验，同时减少串扰和由收听环境内的人和/或对象引起的其他干扰。此外，音频系统能够基
于收听者的位置和/或定向调整三维声音体验，以考虑收听者的位置和/或定向的改变。因此，相对于现有方法，所述音频系统生成更加沉浸式和准确的声音。这些技术优点提供了优于现有技术方法的一个或多个技术进步。
附图说明
[0009]为了能够详细地理解各种实施方案的上述特征，可通过参考各种实施方案来对以上简要概述的创造性概念进行更具体的描述，附图中示出了所述各种实施方案中的一些。然而，应当注意，附图只示出了创造性概念的典型实施方案，且因而不应被视为以任何方式限制其范围，并且存在其它等效实施方案。
[0010]图1A和图1B示出了根据各种实施方案的通过声学系统收听音频的收听者；
[0011]图2示出了根据各种实施方案的声学系统的示例性扬声器布置；
[0012]图3示出了根据各种实施方案的图2的声学系统的示例性图表示；
[0013]图4示出了根据各种实施方案的图2的声学系统的扬声器之间的感知距离；
[0014]图5示出了根据各种实施方案的用于与声学系统一起使用或联接到声学系统的示例性计算装置的框图；
[0015]图6A示出了根据各种实施方案的用于产生沉浸式声音的示例性声学系统；
[0016]图6B示出了根据各种其他实施方案的用于产生沉浸式声音的示例性声学系统；
[0017]图7示出了根据各种实施方案的用于生成声学系统的沉浸式音频的方法步骤的流程图；并且
[0018]图8示出了根据各种实施方案的总分数和混合比之间的示例性映射。
具体实施方式
[0019]在以下描述中，阐述了许多特定细节以提供对各种实施方案的更加透彻的理解。然而，对本领域技术人员而言将明显的是，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实践这些创造性概念。
[0020]图1A和图1B示出了根据各种实施方案的通过声学系统100收听音频的收听者120。如图1A所示，声学系统100包括扬声器102(1)、102(2)和102(3)。每个扬声器102接收扬声器信号104并发出声波106。扬声器102(1)接收扬声器信号104(1)并发出声波106(1)(A)和106(1)(B)。扬声器102(2)接收扬声器信号104(2)并发出声波106(2)(A)和106(2)(B)。扬声器102(3)接收扬声器信号104(3)并发出声波106(3)(A)和106(3)(B)。
[0021]扬声器102(1)、102(2)和102(3)位于收听环境内围绕收听者120的不同位置处。如图1A所示，收听者120位于扬声器102的中心。收听者120面向扬声器102(3)定向，使得扬声器102(3)位于收听者120前面，并且扬声器102(1)和102(2)位于收听者120后面。
[0022]由扬声器102发出的声波106作为感知声音信号110(A)和110(B)到达收听者120的耳部。如图1A所示，感知声音信号110(A)包括声波106(1)(A)、106(2)(A)和106(3)(A)的组合。感知声音信号110(B)包括106(1)(B)、106(2)(B)和106(3)(B)的组合。在收听者120的左耳处接收到感知声音信号110(A)，并且在收听者120的右耳处接收到感知声音信号110(B)。
[0023]为了产生沉浸式声音体验，每个扬声器102可以接收不同的扬声器信号104以发出不同的声波106。例如，扬声器102(1)可以接收扬声器信号104(1)，该扬声器信号104(1)对
应于指向收听者的左耳的声音，而扬声器102(2)可以接收扬声器信号104(2)，该扬声器信号104(2)对应于指向收听者的右耳的声音。表示声学系统100的示例性方程由方程(1)给出：
[0024]w＝v
·
C
ꢀꢀꢀ
(1)
[0025]在方程(1)中，w表示在收听者120的耳部处接收到的音频信号(例如，感知声音信号110(A)和110(B))，v表示提供给扬声器102的输入音频信号(例如，扬声器信号104(1)
‑
(3))，C表示包括从扬声器102到收听者120的耳部的传输路径(例如，声波106的路径)的声学系统100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于为声学系统生成沉浸式音频的计算机实现的方法，所述方法包括：确定与音频的一部分相关联的表观位置；针对包括在所述声学系统的多个扬声器中的每个扬声器计算所述扬声器与所述表观位置之间的感知距离；基于所述多个扬声器与所述表观位置之间的所述感知距离来选择包括在所述多个扬声器中的扬声器的子集；基于扬声器的所述子集和所述声学系统的一个或多个目标特性生成一组滤波器；以及针对包括在扬声器的所述子集中的每个扬声器使用包括在所述一组滤波器中的一个或多个滤波器生成扬声器信号。2.如权利要求1所述的方法，其中计算所述扬声器与所述表观位置之间的所述感知距离基于一组一个或多个启发法，其中每个启发法与相应扬声器的一个或多个属性相关联。3.如权利要求1所述的方法，其中选择扬声器的所述子集包括选择包括在所述多个扬声器中的与所述表观位置具有最短感知距离的两个或更多个扬声器。4.如权利要求1所述的方法，其中选择扬声器的所述子集包括：确定收听者的位置和收听者的定向；以及基于所述收听者的所述位置和所述收听者的所述定向，选择位于所述收听者左侧的至少第一扬声器和位于所述收听者右侧的至少第二扬声器。5.如权利要求1所述的方法，其中选择扬声器的所述子集包括：确定收听者的位置和收听者的定向；以及基于所述收听者的所述位置和所述收听者的所述定向，选择位于所述收听者前面的至少第一扬声器和位于所述收听者后面的至少第二扬声器。6.如权利要求1所述的方法，其中计算所述扬声器与所述表观位置之间的所述感知距离包括：生成多个节点，所述多个节点包括：针对包括在所述多个扬声器中的每个扬声器，对应于所述扬声器的第一节点和对应于所述表观位置的第二节点；生成连接所述多个节点的多个边；以及针对包括在所述多个边中的每个边基于连接到所述边的第一节点和连接到所述边的第二节点来计算对应于所述边的权重，其中所述权重指示所述第一节点与所述第二节点之间的感知距离。7.如权利要求6所述的方法，其中选择扬声器的所述子集包括：基于对应于所述多个边的所述多个权重，识别包括在所述多个节点中的最接近所述第二节点的节点的子集；以及针对节点的所述子集中的每个节点选择对应于所述节点的所述扬声器。8.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个目标特性包括串扰消除或声音位置精度中的至少一者。9.如权利要求1所述的方法，其中所述方法与第一渲染器相关联，所述方法还包括：确定使用由所述第一渲染器生成的音频和由第二渲染器生成的音频之间的混合比；以及
针对包括在扬声器的所述子集中的每个扬声器基于所述混合比将所述扬声器信号传输到所述扬声器。10.如权利要求9所述的方法，其中确定所述混合比基于一组一个或多个启发法，其中每个启发法与所述声学系统的一个或多个属性相关联。11.如权利要求9所述的方法，其中所述第一渲染器使用双耳音频渲染并且所述第二渲染器使用振幅平移。12.如权利要求1所述的方法，其中：生成所述扬声器信号包括接收双耳房间脉冲响应(BRIR)选择；并且生成所述扬声器信号基于所述BRIR选择。13.一种或多种非暂时性计算机可读介质，其存储指令，所述指令当由...

【专利技术属性】
技术研发人员：AF弗兰考，J里格斯，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：