听音室内个别声音区的产生制造技术

公开了一种可在一个相干听音室中提供至少两个独立音区的声音再现系统。一方面，系统包括音频源，其具有至少两个输出信道并为每个输出信道提供音频源信号。每个音频信道与一个音区相关。系统还包括具有定向特性的至少两个平面扬声器，每个扬声器与一个音频信道和一个音区相关。每个扬声器被供有各自的扬声器信号且发出对应的声信号。此外，系统包括接收音频源信号并提供扬声器信号的多信道数字滤波器。数字滤波器具有以转移矩阵为特征的转移特性。由平面扬声器发出的声信号在每个音区中叠加成所得声信号，转移矩阵被设计成在每个音区中，所得声信号大体上对应于与相同音区相关的音频源信号，且使与不同音区相关的音频源信号对所得声信号的贡献最小。

【技术实现步骤摘要】
听音室内个别声音区的产生
本专利技术大致涉及听音室内的声音重现，其中不同的声音区被提供来实现针对不同声音区中的不同听众的个别听音体验。
技术介绍
近来越来越多地关注能够在听音室的不同空间部分中提供不同声音的高级声音重现系统。在这种背景下，已出现(个别)声音区的概念。即，在一个(相干)听音室内提供两个不同声音区，其中将在每个声音区内重现(并且提供给存在于各自区中的听众)的声音可能不同。在这方面，不同声音将被理解为不同声音区的不同音频内容(例如，两个不同广播节目)或不同声音设置(高音、低音等)。应注意将在特定声音区重现的声音信号也可能是零以形成静音区。当在不同的空间分离声音区内重现不同声音信号时，一个重要特征是将针对特定声音区指定的声学声音信号“限制”至所述特定声音区并且防止至相邻声音区的“串扰”。理论著作(D.H.Cooper、J.L.Bauck：“ProspectsforTransauralRecording”，在J.AudioEng.Soc.，第37卷，第1/2号，1989年1月/2月中)已表明使用逆滤波器的情况下串扰消除是可行的。可行的实践实施是所谓的“耳间立体声”系统，其使用逆滤波器补偿从左音频通道至听众右耳的串扰且反之亦然。这个概念理论上可适用于多维情况。但是，实践实施通常因所述(多维)逆滤波器的滤波器设计的复杂性而不可行。听音室可为例如住宅或汽车内部(车厢)。特别在高级汽车市场中，已确定对高质量音频重现增大的需求，其包括在不同声音区中重现不同的声音信号，其中声音区通常与存在于汽车中的特定人员相关。例如，四个不同的声音区可被提供在车厢内：一个针对驾驶人员，一个针对前座乘客，且两个后座乘客各一个。因此，存在对在听音室内实现多个声音区的声音重现系统的大致需求。
技术实现思路
公开一种能够在一个相干听音室中提供至少两个单独声音区的声音重现系统。根据本专利技术的一个方面，所述系统包括音频源，其具有至少两个输出通道并且为每个输出通道提供一个音频源信号。每个音频通道与一个声音区相关。所述系统还包括至少两个平面扬声器，其具有方向特性，其中每个扬声器与一个音频通道和一个声音区相关。每个扬声器被供应各自的扬声器信号并且辐射相应的声信号。此外，所述系统包括多通道数字滤波器，其接收音频源信号并且提供扬声器信号。数字滤波器具有转移特性，其特点在于转移矩阵。平面扬声器所辐射的声信号叠加至每个声音区中的所得声信号，其中转移矩阵被设计使得在每个声音区中，所得声信号实质上对应于与相同声音区相关的音频源信号，且与不同声音区相关的音频源信号至所得声音信号的贡献被最小化。转移矩阵可表示房间脉冲响应矩阵的求逆，其包括表示由至少两个扬声器和至少两个声音区定义的房间脉冲响应的转移函数。每个扬声器可能展现方向特性，使得由扬声器产生的声信号电平在与扬声器无关的声音区中比在与扬声器相关的声音区中低至少20dB。根据本专利技术的另一个方面，相干听音室是车厢。至少两个单独的声音区被提供在车厢的前部且至少两个单独的声音区被提供在车厢的后部。提供至少四个具有方向特性的平面扬声器，其中每个扬声器与一个音频通道和一个声音区相关。第一多通道数字滤波器接收与车厢的前部中的声音区相关的音频通道的音频源信号并且为与车厢的前部中的所述声音区相关的扬声器提供各自扬声器信号；且第二多通道数字滤波器接收与车厢的后部中的声音区相关的音频通道的音频源信号并且为与车厢的后部中的所述声音区相关的扬声器提供各自扬声器信号。每个多通道数字滤波器的转移特性的特点在于相应的转移矩阵。这些转移矩阵表示各自房间脉冲响应矩阵的求逆，其包括表示分别由车厢的前部和车厢的后部中的至少两个扬声器和至少两个声音区定义的房间脉冲响应的转移函数。此外，描述一种能够在一个相干听音室中提供至少两个单独声音区的方法。根据本专利技术的另一个方面，所述方法包括为每个声音区提供与声音区相关的音频源信号和使用具有方向特性的至少两个平面扬声器辐射声信号。每个扬声器与一个声音区相关且每个扬声器被供应各自扬声器信号。所述方法还包括使用多通道数字滤波器将音频源信号滤波并且将扬声器信号提供为经滤波信号，其转移特性的特点在于转移矩阵。声信号由平面扬声器辐射并且叠加至每个声音区中的所得声信号。转移矩阵被设计使得在每个声音区中，所得声信号实质上对应于与相同声音区相关的音频源信号，且与不同声音区相关的音频源信号至所得声信号的贡献被最小化。通常，可为每个声音区提供双声道音频源信号且一对扬声器用于辐射双声道声信号，每对扬声器与每个声音区相关。附图说明可参考附图及描述更好地理解本专利技术。在附图中：图1图示一个听音室内的不同声音区的概念；图2图示耳间立体声系统的基本设置；图3图示由车厢形成的听音室内的四个不同声音区；图4图示车厢内在四个不同声音区中用于单声道声音重现的四个平面扬声器的配置；图5图示车厢内在四个不同声音区中用于立体声声音重现的四对平面扬声器的配置。具体实施方式现在参考图示，其中在不同视图各处，相同参考数字用于指示相同或类似元件，图示并且描述本专利技术的实例。图不一定按比例绘制且在一些情况下仅为说明的目的已将图夸大和/或简化。基于下文示例性实施方案的描述，本领域一般技术人员将了解本专利技术的许多可能应用和变化。首先提出封闭空间(听音室)内两个(或更多个)个别声音区的概念作为一般概念。典型声音区设置的配置图示在图1中。图示的听音室10由三个不同声音区组成：声音区A、声音区B和听音室10的其余部分(未被声音区A和B覆盖)。在声音区A中，第一音频信号(例如，广播节目)可被重现，而在声音区B中，第二音频信号可被重现。听音室的其余部分还可被视作一个声音区。不同标准可适用于第三声音区。将在这个区内满足的标准可为例如静音或“无限制”，即，区A和B外的声场将不重要。两个区的空间位置可能固定或适应性地改变(例如，取决于各自听众的位置)。一般设计目标是使从(与声音区A相关的)第一音频信号至声音区B的串扰和从(与声音区B相关的)第二音频信号至声音区A的串扰最小化。应注意，图1图示俯视图。声音区实际上涵盖包括听众头部(具体为耳朵)的三维体积。图2图示所谓“耳间立体声”系统的基本结构。在所描绘的系统中，音频信号和转移函数是频域信号和函数，其分别具有相应时域信号和函数。例如，可由无线电接收器提供的左输入音频信号XL(jω)和右输入音频信号XR(jω)被所谓逆滤波器CLL(jω)、CLR(jω)、CRL(jω)和CRR(jω)预滤波且滤波器输出信号如图2中所示被组合；即，供应至左扬声器LSL的信号SL(jω)可被计算为：SL(jω)＝CLL(jω)·XL(jω)+CRL(jω)·XR(jω)，(1)且被供应至右扬声器LSR的信号SR(jω)可被计算为：SR(jω)＝CLR(jω)·XL(jω)+CRR(jω)·XR(jω)。(2)扬声器将信号SL(jω)和SR(jω)辐射为声信号，其分别传播至听众的左耳和右耳。实际存在于听众左耳和右耳上的声音信号分别被标注为ZL(jω)和ZR(jω)，其中：ZL(jω)＝HLL(jω)·SL(jω)+HRL(jω)·SR(jω)，(3)且ZR(jω)＝HLR(jω)·SL(jω)+HRR(jω)·SR(jω)。(4)在等式3和4中，转移函数Hi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在一个相干听音室中提供至少两个单独声音区的声音重现系统；所述系统包括：音频源，其具有至少两个输出通道并且为每个输出通道提供一个音频源信号，每个音频通道与一个声音区相关；至少两个平面扬声器，其具有方向特性，其中每个扬声器与一个音频通道和一个声音区相关，且每个扬声器被供应各自扬声器信号并且辐射相应声信号；多通道数字滤波器，其接收所述音频源信号并且提供所述扬声器信号，所述数字滤波器的所述转移特性的特点在于转移矩阵，其中由所述平面扬声器辐射的所述声信号叠加至每个声音区中的所得声信号，且其中所述转移矩阵被设计使得在每个声音区中，所述所得声信号实质上对应于与所述相同声音区相关的所述音频源信号，且与不同声音区相关的音频源信号至所述所得声音信号的贡献被最小化。

【技术特征摘要】
2013.05.24 EP 13169198.21.一种在一个相干听音室中提供至少两个单独声音区的声音重现系统；所述系统包括：音频源，其具有至少两个输出通道并且为每个输出通道提供一个音频源信号，每个音频通道与一个声音区相关；至少两个平面扬声器，其具有方向特性，其中每个扬声器与一个音频通道和一个声音区相关，且每个扬声器被供应各自扬声器信号并且辐射相应声信号；多通道数字滤波器，其接收所述音频源信号并且提供所述扬声器信号，所述数字滤波器的转移特性的特点在于转移矩阵，其中由所述平面扬声器辐射的所述声信号叠加至每个声音区中的所得声信号，且其中所述转移矩阵被设计使得在每个声音区中，所述所得声信号实质上对应于与相同声音区相关的所述音频源信号，且与不同声音区相关的音频源信号至所述所得声音信号的贡献被最小化，其中所述相干听音室是车厢且至少两个单独声音区被提供在所述车厢的前部中且两个单独的声音区被提供在所述车厢的后部中，提供至少四个具有方向特性的平面扬声器，其中每个扬声器与一个音频通道和一个声音区相关，其中所述多通道数字滤波器接收与所述车厢的所述前部中的声音区相关的音频通道的所述音频源信号，并且为与所述车厢的所述前部中的所述声音区相关的所述扬声器提供所述各自扬声器信号；且其中所述声音重现系统包括又一个多通道数字滤波器，其接收与所述车厢的所述后部中的声音区相关的音频通道的所述音频源信号，并且为与所述车厢的所述后部中的所述声音区相关的所述扬声器提供所述各自扬声器信号，每个多通道数字滤波器的所述转移特性的特点在于相应的转移矩阵。2.根据权利要求1所述的声音重现系统，其中所述转移矩阵表示房间脉冲响应矩阵的求逆，其包括表示由所述至少两个扬声器和所述至少两个声音区定义的所述房间脉冲响应的所述转移函数。3.根据权利要求1或2所述的声音重现系统，其中每个所述扬声器展现方向特性使得由所述扬声器产生的声信号电平在与所述扬声器无关的声音区中比在与所述扬声器相关的声音区中低至少20dB。4.根据权利要求1所述的声音重现系统，其中与所述车厢的所述前部中的声音区相关的每个扬声器具有方向特性，使得由这个扬声器产生的声信号电平在所述车厢的所述后部中的声音区中比在与所述车厢的所述前部中的所述扬声器相关的所述声音区中低至少20dB。5.根据权利要求4所述的声音重现系统，其中所述转移矩阵表示各自房间脉冲响应矩阵的求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克里斯托夫，L肖尔兹，
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