环绕声系统及用于其的方法技术方案

一种环绕声系统，包括用于接收包括至少一个环绕声道的多声道空间信号的接收机（301）。定向超声换能器（305）被使用来向表面发射超声以经由该表面的反射来到达收听位置（111）。超声信号可以特别地从名义上的收听者的侧面、上面或后面到达收听位置。第一驱动单元（303）从环绕声道生成用于定向超声换能器（301）的驱动信号。用于提供环绕声信号的超声换能器的使用提供了改进的空间体验，而同时允许扬声器被置于例如用户的前面。特别地，超声波束比常规的音频波束要窄得多且是定义明确的，且因此可以更好地被引导来提供想要的反射。在一些情景中，超声换能器（305）可以由音频范围扩音器（309）来补充。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及环绕声系统，特别地，但不排他地，涉及家庭影院环绕声系统。
技术介绍
近年来，来自两个以上的声道的空间声音供应变得日益流行，比如，举例而言通过各种各样的环绕声系统的广泛普及来证明的。例如，家庭影院系统的增加的普及性已导致环绕声系统在许多私人家庭中很常见。然而，常规的环绕声系统的问题在于，它们需要很大数量的置于适当位置的分开的扬声器。例如，常规的杜比(Dolby)5.1环绕声系统需要右后和左后扬声器、以及前中、前右和前左扬声器。另外，可以使用低频亚低音扬声器。很大数量的扬声器不仅仅增加成本，而且也导致对于用户而言的降低的实用性和增加的不便性。特别地，以下情况通常被认为是缺点，即：需要有在收听者前面以及后面的多个不同位置处的扩音器。后扩音器由于所需要的布线和它们对房间内部施加的物理影响而特别成问题。为了缓和这个问题，已进行了研究，以便生成适合于重现或模拟环绕声系统、但使用减小数目的扬声器位置的扬声器装置。这样的扬声器装置使用定向声音辐射，以向各方向引导声音，其将导致声音经由来自声音环境中的物体的反射而到达用户。例如，音频信号可被引导，以使得它们经由侧壁的反射到达收听者，由此向用户提供印象：声音发源于收听者的侧面（或甚至在后面）。然而，这样的提供虚拟声源的方法往往不及安置在收听者后面的真实源鲁棒，且往往提供降低的音频质量和降低的空间体验。实际上，经常难以精确地引导音频信号来提供达到想要的虚拟声源位置的想要的反射。而且，打算从用户背后被接收的音频信号也往往经由直接路径或替换的非计划中的路径到达用户，由此使空间体验降级。因此，改进的环绕声系统将是有利的，且特别地，允许方便的实施、方便的设置、减小数目的扬声器、改进的空间体验、改进的音频质量和/或改进的性能的系统将是有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术寻求优选地单个地或按任何组合地减轻、缓和或消除上面提到的缺点中的一个或多个。按照本专利技术的一个方面，提供了环绕声系统，包括：用于接收包括至少一个环绕声道(surround channel)的多声道空间信号的电路；定向超声换能器（directional ultrasound transducer），用于向表面发射超声以经由该表面的反射到达收听位置；以及第一驱动电路，用于从环绕声道的环绕信号生成用于定向超声换能器的第一驱动信号。本专利技术可以提供改进的环绕声系统。特别地，该系统可以提供虚拟环绕声源，而不需要把扬声器置于收听者的后面或侧面，并且可以减小系统中的扬声器或扬声器位置的数目。可以提供改进的虚拟环绕声源，因为使用的是高度定向的超声信号，而不是不能相同程度地被控制的常规的声频带信号。所述方法可以允许减小由于从定向超声换能器到收听者的非计划的信号路径而导致的空间降级。例如，定向超声换能器可被置于收听者的前面，但转动一个角度离开收听者而朝向壁以便反射。在这样的情景中，被减小很多且经常是微小的声音量将被感知为源自于定向超声换能器的实际位置。特别地，可以获得用于生成虚拟环绕声的、非常窄的和定义明确（well defined）的音频束，由此允许生成改进的控制和改进的空间体验。本专利技术在许多实施例中可以允许容易的操作和实施。在许多情景中可以获得低成本的环绕声系统。环绕声道可以是除了前声道以外的任何空间声道。特别地，它可以是除了前左声道、前右声道或前中声道以外的任何声道。环绕声道特别地可以是用于由收听者侧面或后面的声源再现给的声道，特别是打算以相对于到前中方向的方向（例如，对应于从收听位置到前中声道扬声器位置的方向）成大于450的角度再现的声道。定向超声换能器可以置于收听者的前面。特别地，定向超声换能器可以以相对于到前中方向的方向（例如，对应于从收听位置到前中声道扬声器位置的方向）成小于450的角度放置。定向超声换能器例如可以被放置成：与左前扬声器位置和右前扬声器位置分别相比，不会更向侧面。按照本专利技术的可选的特征，该环绕声系统还包括：音频范围扩音器（audio range loudspeaker）；和用于从环绕信号生成用于音频范围扩音器的第二驱动信号的第二驱动电路。这可以在许多实施例中提供改进的性能，且特别是可以在许多情景中提供改进的声音质量。定向超声换能器和音频范围扩音器可以合作来提供例如更好质量的声音和/或增加的声级（sound level）。音频范围扩音器可以在许多应用中特别地提供改进的较低频率的音频质量。定向超声换能器和音频范围扩音器可以合作来提供对于环绕声声道的改进的组合的方向性和音频质量。来自定向超声换能器的声音信号可以把主要的空间线索（spatial cue）提供给用户，而音频范围扩音器可以通过提供比典型地从定向超声换能器可得到的质量更高的声音，来提供改进的音频质量，尤其是在低频。定向超声换能器和音频范围扩音器可以特别地被置于一处。例如，定向超声换能器和音频范围扩音器的中心可以在互相1米内，或例如50厘米内。定向超声换能器和音频范围扩音器可以被组合在单个扩音器箱中。在一些实施例中，对于定向超声换能器和音频范围扩音器的同轴（on-axis）方向可以是互相成一个角度（比如说，大于100）。这可以允许超声信号朝向表面的改进的方向，以便例如从侧面或后面方向到达收听者，而同时对于来自音频范围扩音器的信号提供更直接的路径。音频范围扩音器特别地可以是常规的音频扬声器，诸如电-动态（典型地前射式（front firing））扩音器。音频范围扩音器特别地可以具有低于10 kHz的工作频率范围。对于其中音频范围扩音器仅仅当呈现环绕信号时才被使用于补充定向超声换能器的情景特别地可能是这种情况。然而，在诸如当音频范围扩音器也被使用于其它用途时（比如，举例而言呈现前侧声道）的情景中，工作频率范围可以扩展到更高的频率。按照本专利技术的可选的特征，该环绕声系统还包括延迟电路，用于引入源自环绕信号的第二驱动信号的第二信号分量相对于源自环绕信号的第一驱动信号的第一信号分量的延迟。这可以提供改进的性能，且特别是通过以下方式来允许有改进的空间感知，即：达到使环绕信号被更明显地感知为是源自超声信号的方向，即来自典型地可以是收听者的侧面、背面或上面的反射方向。延迟特别地可以是使得来自定向超声换能器的信号在来自音频范围扩音器的信号之前被接收，由此提供更多的空间线索。该方法可以使用领先（precedence）或哈斯（Haas）效应来提供改进的空间体验和改进的环绕声定向感知，而同时维持高的音频质量。延迟特别地可以是在从1毫秒到100毫秒的间隔内。按照本专利技术的可选的特征，所述延迟比从定向超声换能器到收听位置的传输路径与从音频范围扩音器到收听位置的直接路径之间的传输路径延迟差高出不多于40毫秒。这可以提供改进的性能，且特别是可以提供被感知为是在所接收的超声信号的方向上的单个源的环绕信号。因此，它可以允许定向超声换能器和音频范围扩音器表现为被安置于超声信号被接收的方向上的单个扩音器。在一些实施例中，对于小于16毫秒或甚至小于5毫秒的对应的相对延迟，可以获得改进的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.05 EP 09162007.01.一种环绕声系统，包括：
用于接收包括至少一个环绕声道的多声道空间信号的电路（301）；
定向超声换能器（305），用于向表面发射超声以经由该表面的反射而到达收听位置（111）；以及
第一驱动电路（303），用于从环绕声道的环绕信号生成用于该定向超声换能器（305）的第一驱动信号。
2.权利要求1的环绕声系统，还包括：
音频范围扩音器(309)；以及
第二驱动电路（307），用于从该环绕信号生成用于该音频范围扩音器（309）的第二驱动信号。
3.权利要求2的环绕声系统，还包括延迟电路（401），用于引入源自该环绕信号的第二驱动信号的第二信号分量相对于源自该环绕信号的第一驱动信号的第一信号分量的延迟。
4.权利要求3的环绕声系统，其中所述延迟比从该定向超声换能器（305）到收听位置（111）的传输路径与从该音频范围扩音器（309）到收听位置（111）的直接路径之间的传输路径延迟差高出不多于40毫秒。
5.权利要求3的环绕声系统，其中延迟电路（401）被安排成响应于传输路径延迟值而改变所述延迟，该传输路径延迟值指示从定向超声换能器（309）到收听位置（111）的传输路径的延迟。
6.权利要求3的环绕声系统，其中延迟电路（401）被安排成响应于声源位置值而改变所述延迟。
7.权利要求2的环绕声系统，其中用于从环绕信号生成第一驱动信号的第一通带频率间隔不同于...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM阿尔茨，WPJ德布鲁恩，WJ拉姆布，AS哈尔马，
申请(专利权)人：RM阿尔茨，WPJ德布鲁恩，WJ拉姆布，AS哈尔马，
类型：发明
国别省市：