对不同重放扬声器组的空间音频信号的分段式调整制造技术

一种装置(100)，用于将初始扬声器组的空间音频信号(2)适配成不同于初始扬声器组的重放扬声器组。该装置包括直达环境分解器(130)，直达环境分解器被配置为将初始扬声器组的片段中的信道信号分解成直达声音(D)和环境分量(A)，并且确定直达声音分量的到达方向。直达声音渲染器(150)接收重放扬声器组信息并且利用重放扬声器组信息调整直达声音分量(D)，以使得重放扬声器组中的直达声音分量达到的感知方向与直达声音分量的到达方向大致相同。组合器(180)将调整的直达声音分量与可能修改的环境分量组合，以获得用于重放扬声器组的扬声器的扬声器信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对不同重放扬声器组的空间音频信号的分段式调整
本专利技术整体涉及空间音频信号处理，具体地，涉及一种将旨在用于初始扬声器组的空间音频信号适配成不同于初始扬声器组的重放扬声器组的装置和方法。本专利技术的进一步实施方式涉及灵活的高品质多信道声音情景转换。
技术介绍
近年来，对现代音频重放系统的需求已经改变。从单信道(单频)至双信道(立体声)、再至多信道系统，如5.1-Surround和7.1Surround或者甚至波场合成，所使用的扬声器信道的数目增加了。甚至在现代电影院中看到了具有架高扬声器的系统。目的是让收听者体会录制或者人工创建的音频情景相对于真实情景的音频体验、沉浸感、以及尽可能接近真实音频情景或可替代地最佳反应音响师的意图的体验环境(例如，参见M.Morimoto在1997年第103届AES会议上的“空间感中的后扬声器的作用”；D.Griesinger在1996年第101届AES会议上的“音乐声学中的空间感和环绕感”；K.Hamasaki、K.Hiyama、以及R.Okumura在2005年第118届AES会议上的“22.2多信道声音系统及其应用”)。然而，存在至少两个缺点：由于相对于所使用的扬声器的数目及其推荐定位存在多个可用声音系统，所以所有这些系统之间缺少通用兼容性。而且，与推荐的扬声器定位的任何偏离将导致音频情景被损坏，因此，使收听者的空间音频体验以及由此空间品质降低。在现实世界应用中，多信道重放系统相对于扬声器定位通常不被正确配置。为了不使音频情景的初始空间图像因错误定位而失真，需要能够补偿这些设置失配的灵活高质量系统。最先进的解决方法通常缺少描述复杂并且可能是人工生成的声音情景的能力，例如，每个频带和时刻出现一个以上直达源。因此，本专利技术的目的是提供一种用于适配空间音频信号的改善概念，以使得如果重放扬声器组偏离初始扬声器组，即，空间音频信号的音频内容最初显示的扬声器组，则保持音频情景的空间图像大致相同。
技术实现思路
通过根据权利要求1所述的装置、根据权利要求14所述的方法、或者根据权利要求15所述的计算机程序实现该目的。根据本专利技术的实施方式，装置被设置成用于将初始扬声器组的空间音频信号适配成不同于初始扬声器组的重放扬声器组。空间音频信号包括多个信道信号。该装置包括被配置为将至少两个信道信号分组成片段的分组器。该装置还包括直达环境分解器，直达环境分解器被配置为将该片段中的至少两个信道信号分解成至少一个直达声音分量和至少一个环境分量。直达环境分解器可被进一步配置为确定该至少一个直达声音分量的到达方向。该装置还包括直达声音渲染器，直达声音渲染器被配置为接收关于与该片段相关联的至少一个重放片段的重放扬声器组信息并且利用该片段的重放扬声器组信息调整至少一个直达声音分量，以使得与未经进行任何调整的情形相比较，重放扬声器组中的至少一个直达声音分量的到达感知方向与该片段的到达方向相同或者接近于该至少一个直达声音分量的到达方向。而且，该装置包括组合器，组合器被配置为将调整的直达声音分量和环境分量或者修改的环境分量组合，以获得用于重放扬声器组的至少两个扬声器的扬声器信号。本专利技术的底层基本理念是将相邻的扬声器信道分组成片段(例如，圆形扇段、圆柱形扇段、或者球形扇段)并且将各个片段信号分解成对应的直达信号部分和环境信号部分。直达信号导致各个片段内的幻象生源位置(或者若干个幻象生源位置)，而环境信号对应于扩散声音并且负责收听者的体验环境(环绕感)。在渲染过程中，通过幻象生源位置重新映射、加权、并且调整直达分量，从而配合实际重放扬声器组并且保存该声源的初始位置。环境分量被重新映射和加权成在修改的收听设置中产生相同的环绕感量。基于时频二进制可完成该过程中的至少一些。通过该方法论，甚至可以处理输出设置中的增加或者减少数目的扬声器。为便于在下列描述中参考，初始扬声器组的片段也可被称为“初始片段”。同样，重放扬声器组中的片段也可被称为“重放片段”。通常，片段跨两个或者多个扬声器与收听者的位置或者由两个或者多个扬声器与收听者的位置界定，即，片段通常对应于由两个或者多个扬声器与收听者界定的空间。可将给定扬声器指定给两个或者多个片段。在二维扬声器组中，通常将特定的扬声器指定给“左”片段和“右”片段，即，扬声器主要将声音发射至左片段和右片段。分组器(或者分组元件)被配置为聚集与给定片段相关联的那些信道信号。由于可将各个信道信号指定给两个或者多个信道，所以通过分组器或者通过若干个分组器可将其分发给两个或者多个片段。直达环境分解器可被配置为确定各个信道的直达声音分量和环境分量。可替代地，直达环境分解器可被配置为确定每个片段的单直达声音分量和单环境分量。通过对至少两个信道信号进行分析(例如，互关联)可确定到达方向。可替代地，基于从该装置的进一步部件或者从外部实体提供给直达环境分解器的信息可确定到达方向。通常，直达声音渲染器可考虑初始扬声器组与重放扬声器组之间的差异如何影响初始扬声器组的当前预期片段并且考虑采取哪些措施保持所述片段内的声音分量的方向感知。这些措施可包括(非穷尽列表)：-修改所述片段的扬声器之中的直达声音分量的振幅权重；-修改所述片段的扬声器中的特定扬声器直达声音分量之间的相关系和/或延迟关系；-由于在重放扬声器组中可使用更为合适的扬声器，所以从具体扬声器中除去用于所述片段的直达声音分量；-因为所述扬声器更为适合用于重新产生所述直达声音分量(例如，由于片段边界在从初始扬声器组转换至重放扬声器组时与幻象声源的到达方向交叉)，所以将用于初始扬声器组中的相邻片段的直达声音分量施加给当前预期片段中的扬声器；-将直达声音分量施加给在重放扬声器组中可用、而在初始扬声器组中不可用的附加扬声器(额外扬声器)；-如下所述的进一步可能措施。直达声音渲染器可包括多个分段渲染器，每个分段渲染器均执行一个片段的信道信号的处理。组合器可将通过直达声音渲染器(或者进一步的直达声音渲染器)针对与当前预期片段有关的一个或者多个相邻片段产生的调整直达声音分量、环境分量、和/或修改的环境分量组合。根据一些实施方式，环境分量可与通过直达环境分解器确定的至少一个环境分量大致相同。根据可替代的实施方式，考虑初始片段与重放片段之间的差异，基于通过直达环境分解器确定的环境分量可确定修改的环境分量，根据进一步实施方式，重放扬声器组可包括该片段内的额外扬声器。因此，初始扬声器组的片段对应于重放扬声器片段中的两个或者多个片段，即，将初始扬声器组中的初始片段分割成重放扬声器组中的两个或者多个重放片段。直达声音渲染器可被配置为产生重放扬声器组中的至少两个扬声器和额外扬声器的调整直达声音分量。相反情况也是可能的：根据进一步实施方式，与初始扬声器组相比较，重放扬声器组可缺少扬声器，因此，初始扬声器组中的该片段与相邻片段被合并成重放扬声器组中的一个合并片段。然后，直达声音渲染器可被配置为将对应于重放扬声器组中缺少的扬声器的信道信号的调整直达声音分量分发给重放扬声器组中的合并片段的至少两个剩余扬声器。存在于初始扬声器组中、但不存在于重放扬声器组中的扬声器也可被称之为“缺少扬声器”。根据进一步实施方式，当从初始扬声器组转换至重放扬声器组时，如果该片段与相邻片段之间的边界侵占或者交叉于确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置(100)，用于将初始扬声器组的空间音频信号(2)适配成不同于所述初始扬声器组的重放扬声器组，其中，所述空间音频信号(2)包括多个信道信号，所述装置包括：分组器(110)，被配置为将至少两个信道信号分组成片段；直达环境分解器(130)，被配置为将所述片段中的所述至少两个信道信号分解成至少一个直达声音分量(D；732)和至少一个环境分量(A；734)，并且所述直达环境分解器(130)被配置为确定所述至少一个直达声音分量(S,S1,S2)的到达方向；直达声音渲染器(150)，被配置为接收关于与所述片段相关联的至少一个重放片段的重放扬声器组信息并且利用关于所述片段的所述重放扬声器组信息调整所述至少一个直达声音分量(D；732)，以使得与未经进行任何调整的情形相比较，所述重放扬声器组中的所述至少一个直达声音分量(S,S1,S2)到达的感知方向与所述片段的到达方向相同或者接近于所述至少一个直达声音分量的到达方向；以及组合器(180)，被配置为将调整的直达声音分量(752)与所述环境分量(734)或者修改的环境分量组合，以获得关于所述重放扬声器组的至少两个扬声器的扬声器信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 EP 13159424.4;2012.11.15 US 61/726,8781.一种用于将初始扬声器组的空间音频信号(2)适配成不同于所述初始扬声器组的重放扬声器组的装置，其中，所述空间音频信号(2)包括多个信道信号，每个信道信号对应于所述初始扬声器组的扬声器的扬声器信道，所述装置包括：分组器(110)，被配置为将所述多个信道信号分组成多个初始片段，其中，至少两个相邻信道信号被分组成初始片段，并且其中，扬声器被指定给第一初始片段并且被指定给第二初始片段；直达环境分解器(130)，被配置为将所述第一初始片段中的至少两个信道信号分解成至少一个直达声音分量(D；732)和至少一个环境分量(A；734)，并且确定所述第一初始片段的所述至少一个直达声音分量(S,S1,S2)的到达方向，并且将所述第二初始片段中的至少两个信道信号分解成所述第二初始片段的至少一个直达声音分量和至少一个环境分量，并且确定所述第二初始片段的所述至少一个直达声音分量的到达方向；直达声音渲染器(150)，被配置为接收关于与所述第一初始片段相关联的第一重放片段的重放扬声器组信息并且利用关于所述第一重放片段的所述重放扬声器组信息调整所述第一初始片段的所述至少一个直达声音分量(D；732)，以获得至少一个调整的直达声音分量，使得与未调整所述至少一个直达声音分量的情形相比较，所述重放扬声器组中的所述至少一个直达声音分量(S,S1,S2)到达的感知方向与所述第一初始片段的到达方向相同或者接近于所述第一初始片段的所述至少一个直达声音分量的到达方向，并且被配置为接收关于与所述第二初始片段相关联的第二重放片段的重放扬声器组信息并且利用关于所述第二重放片段的所述重放扬声器组信息调整所述第二初始片段的所述至少一个直达声音分量，以获得至少又一个调整的直达声音分量，使得与未调整所述至少一个直达声音分量的情形相比较，所述重放扬声器组中的所述至少一个直达声音分量到达的感知方向与所述第二初始片段的到达方向相同或者接近于所述第二初始片段的所述至少一个直达声音分量的到达方向；以及组合器(180)，被配置为将第一重放片段的所述至少一个调整的直达声音分量(752)与所述环境分量(734)或者修改的环境分量组合，并且将第二重放片段的所述至少又一个调整的直达声音分量与所述环境分量或者修改的环境分量组合。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述重放扬声器组包括所述第一初始片段或所述第二初始片段内的额外扬声器(L6)，使得所述初始扬声器组的所述第一初始片段或所述第二初始片段对应于所述重放扬声器片段中的两个以上片段；其中，所述直达声音渲染器(150)被配置为生成所述重放扬声器组的所述至少两个扬声器与所述额外扬声器的所调整的直达声音分量(752)。3.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，与所述初始扬声器组相比较，所述重放扬声器组缺少扬声器，因此，所述初始扬声器组的左初始片段或右初始片段与相邻的左初始片段或右初始片段被合并成所述重放扬声器组的一个合并片段；其中，所述直达声音渲染器(150)被配置为将对应于所述重放扬声器组中缺少的所述扬声器的信道的调整直达声音分量(752)分发给所述重放扬声器组的所述合并片段的至少两个剩余扬声器(L1,L3)。4.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述直达声音渲染器(150)被配置为当从所述初始扬声器组转换至所述重放扬声器组时，如果左初始片段或右初始片段({L2,L3})与相邻片段({L1,L′2})之间的边界侵占确定的到达方向，则将具有确定的到达方向的直达声音分量(S2)从所述初始扬声器组的所述左初始片段或右初始片段({L2,L3})重新分配给所述重放扬声器组的相邻片段({L1,L′2})。5.根据权利要求4所述的装置(100)，其中，所述直达声音渲染器(150)被进一步配置为将具有所确定的到达方向的所述直达声音分量(S2)从至少一个第一扬声器(L3)重新分配给至少一个第二扬声器(L′2)，所述至少一个第一扬声器(L3)被指定给所述初始扬声器组中的所述左初始片段或右初始片段({L2,L3})，而非被指定给所述重放扬声器组中的所述相邻片段({L1,L′2})，并且所述至少一个第二扬声器(L′2)被指定给所述重放扬声器组中的所述相邻片段({L1,L′2})。6.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述直达声音渲染器(150)被配置为利用所述重放扬声器组信息和所述至少一个直达声音分量的所述到达的感知方向执行所述至少一个直达声音分量(S,S1,S2)的重新平移。7.根据权利要求6所述的装置(100)，其中，所述直达声音渲染器(150)被进一步配置为在不侵占所确定的到达方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·阿达米，于尔根·赫莱，阿希姆·昆茨，乔瓦尼·德尔加尔多，法比安·库奇，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，伊尔梅瑙科技大学，
类型：发明
国别省市：德国;DE