CN102792712B - 扬声器系统及其操作方法 - Google Patents

扬声器系统及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102792712B
CN102792712B CN201180014506.2A CN201180014506A CN102792712B CN 102792712 B CN102792712 B CN 102792712B CN 201180014506 A CN201180014506 A CN 201180014506A CN 102792712 B CN102792712 B CN 102792712B
Authority
CN
China
Prior art keywords
loud speaker
sound
speaker
frequency
passband
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201180014506.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102792712A (zh
Inventor
W.P.J.德布鲁伊恩
W.J.拉姆布
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN102792712A publication Critical patent/CN102792712A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102792712B publication Critical patent/CN102792712B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/323—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only for loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2203/00—Details of circuits for transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R3/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2203/12—Beamforming aspects for stereophonic sound reproduction with loudspeaker arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2217/00—Details of magnetostrictive, piezoelectric, or electrostrictive transducers covered by H04R15/00 or H04R17/00 but not provided for in any of their subgroups
    • H04R2217/03—Parametric transducers where sound is generated or captured by the acoustic demodulation of amplitude modulated ultrasonic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic
    • H04R2430/25—Array processing for suppression of unwanted side-lobes in directivity characteristics, e.g. a blocking matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/15—Transducers incorporated in visual displaying devices, e.g. televisions, computer displays, laptops
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/05—Application of the precedence or Haas effect, i.e. the effect of first wavefront, in order to improve sound-source localisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/07—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Stereophonic Arrangements (AREA)

Abstract

一种扬声器系统包括第一扬声器（203）和第二扬声器（205）。驱动电路接收音频信号，并且包括响应于对音频信号的具有第一通带的第一滤波而生成用于第一扬声器（203）的第一驱动信号的第一驱动电路（209）。第二驱动电路（211）响应于具有第二通带的第二滤波而生成用于第二扬声器（205）的第二驱动信号，所述第二通带包括低于第一通带的频带。延迟（213）相对于第一驱动信号延迟第二驱动信号。按照定向辐射式样定向地辐射来自第二扬声器的声音，所述定向辐射式样具有朝向倾听位置（111）的凹口。所述系统利用优先效应和非直接低频音频辐射来确保定向提示主要由第一扬声器（203）提供，所述第一扬声器（203）可以是小的并且远离第二扬声器（205）。

Description

扬声器系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及扬声器系统及其操作方法，并且特别地（而非排他地）涉及用于环绕音响系统的后方声道的扬声器系统。
背景技术
近年来，正如例如各种环绕音响系统的广受欢迎所证明的那样，空间音响设备已变得越来越受欢迎。例如，家庭影院系统的愈加普及使得环绕音响系统在许多私人家庭中都很常见。然而传统的环绕音响系统的一个问题在于其需要放置在特定位置处的大量分离的扬声器。
例如，传统的杜比5.1环绕音响系统需要左、右后方扬声器以及前方中央、左、右扬声器。此外还可以使用低频超低音喇叭。
大量的扬声器不仅会增加成本，而且还会对于用户降低实用性并增加不便。具体来说，在倾听者的前方以及后方的特定位置处需要扩音器通常被视为一个缺点。由于所需的布线以及它们对于房间内饰的物理影响，后方扩音器是特别成问题的。
为了缓解这一问题，已经进行了研究以便给出适于再现或模拟环绕音响系统但是使用降低数目的扬声器位置的扬声器集合。这样的扬声器集合使用定向声音辐射，以便在将导致声音通过来自音响环境中的各个物体的反射而到达用户的方向上引导声音。例如，可以引导音频信号，使其将通过侧壁的反射而到达倾听者，从而为用户提供声音源自倾听者侧面（或者甚至后面）的印象。
然而这样的提供虚拟声源的方法往往没有位于倾听者后方的真实源那么鲁邦，并且往往提供降低的音频质量和降低的空间体验。实际上常常难以准确地引导音频信号以便提供实现所期望的虚拟声源位置的所期望的反射。此外，意图从用户的后面接收到的音频信号也往往通过直接路径或替换的非意定路径到达用户，从而损害空间体验。
实际上，已经确认例如家庭影院和环绕系统的消费者的其中一个最高优选项是利用尽可能少而小的扩音器单元获得令人信服的环绕体验。优选地，消费者将希望能够紧紧利用单一紧凑系统而具有优良的沉浸式体验。为了实现这样的优选项，已经开发出其中可以从单个扩音器箱生成多个空间声道的扩音器设置。这通常是通过包括多个扬声器驱动器的扩音器箱而实现的，其中以每一个扬声器驱动器的不同权重来单独驱动所述多个扬声器驱动器。这就允许形成定向音频射束，并且可以例如用来朝向侧面引导环绕声道，从而使得所述环绕声道将由于墙壁反射而从侧面或后面到达倾听位置。
然而虽然这样的方法常常能够产生令人愉悦的宽广、空旷的音响体验，但是其在提供空间环绕音响体验方面确实往往不是最优的。例如，所述方法往往依赖于特定的音频环境以及例如适当的墙壁的存在来反射声音。结果，这样的系统在某些情形中可能往往不会提供从后面到达倾听者的声音的准确并且高度真实的印象。
因此，情况通常是：为了获得最优的空间用户体验，通常希望使用位于用户侧面或后方的扩音器。然而虽然通过例如把环绕扬声器放置在倾听位置的侧面或后面，常常可以获得改进的性能，但是这样的扬声器往往被视为是不合期望的。因此希望例如环绕音响系统的扬声器尽可能小，并且这例如导致了相对小的空间（卫星式）扬声器与单个超低音喇叭相组合的典型设置。然而这样的方法往往不会提供最优的声音质量。此外，由于超低音喇叭的存在往往会模糊或混淆倾听者所感知的空间提示（spatialcue），因此空间体验往往会受到损害。此外，为了提供合理的声音质量和空间体验，必须把超低音喇叭与空间扬声器之间的交越频率保持得相对低。这就导致需要空间扬声器具有特定尺寸，以便提供可接受的音频质量以及朝向低频的声压。
因此，一种改进的扬声器系统将是有利的，并且特别是一种将允许促进实现、促进设置、降低扬声器的数目和/或尺寸、改进空间体验、改进音频质量以及/或者改进性能的系统将是有利的。
发明内容
相应地，本发明尝试单独地或者按照任何组合优选地减轻、缓解或者消除前面提到的一个或更多缺点。
根据本发明的一方面，提供一种扬声器系统，其包括：被设置成响应于第一驱动信号再现声音的第一扬声器，所述第一扬声器被设置成再现将到达倾听位置的声音；被设置成响应于第二驱动信号再现声音的第二扬声器；驱动电路，包括：用于接收供再现的音频信号的接收器，用于响应于对所述音频信号的第一滤波而生成第一驱动信号的第一驱动电路，所述第一滤波具有第一通带，用于响应于对所述音频信号的第二滤波而生成第二驱动信号的第二驱动电路，所述第二滤波具有第二通带，所述第二通带包括低于第一频带的频带；用于相对于第一驱动信号延迟第二驱动信号的延迟；并且其中所述扬声器系统被设置成按照定向辐射式样从第二扬声器定向地辐射声音，所述定向辐射式样具有朝向所述倾听位置的凹口（notch）。
发明人认识到，对于音频信号方向的人类感知的某些特性可以被用来提供一种允许利用更小和/或更少的扬声器改进音频性能的扬声器系统。具体来说，可以利用非常小的扬声器实现准确的空间声源定位，同时提供不受限于所述非常小的扬声器的特性的声音质量。
具体来说，在许多实施例中，被提供给用户的定向提示可以由第一扬声器的空间位置主导，同时允许由第二扬声器提供音频质量的一大部分。所述系统尝试将显著的人类空间提示集中在第一扬声器处，同时从第二扬声器提供显著的音频质量提示。
具体来说，所述系统可以与对来自第二扬声器的声音的增大发散的音频感知相组合地利用被称作所谓的“优先效应”（或Haas效应）的心理声学现象，以便将空间提示集中到第一扬声器。
优先效应代表这样的现象：当从不同位置处的两个源接收到相同的声音信号并且延迟足够小时，所述声音被感知为仅仅来自在先的声源的方向，即来自首先到达的信号。因此，所述心理声学现象指的是人脑从首先接收到的信号分量导出大多数空间提示这一事实。发明人认识到，优先效应还可以被用于其中不同的扬声器不辐射相同的信号而是辐射相同信号的不同频带的情形。
定向较低频音响设备的使用会增大优先效应的强度，并且允许显著增大第二扬声器的相对权重同时仍然保持所期望的空间感知。例如，其可以允许第二扬声器覆盖更大的频率范围以及/或者被用在更高的相对水平，从而提供改进的声音质量。需要由第一扬声器覆盖的降低的频率范围可以允许显著降低尺寸和功率。第一扬声器例如可以是非常小的高音喇叭。
第一和/或第二扬声器可以包括多个扬声器元件或驱动器。
所述系统例如可以允许环绕音响设置中的非常小的后方扩音器，同时仍然提供高音频质量和准确的空间体验。
根据本发明的一项可选特征，从倾听位置到第一扬声器的方向与从倾听位置到第二扬声器的方向之间的角度不小于60度。
本发明可以利用两个不同的扩音器再现音频，同时仅需要放置一个扩音器来提供所期望的空间提示。因此，在许多实施例中本发明可以允许在放置扬声器方面的高度灵活性，并且特别可以允许将两个扬声器放置在与倾听位置的显著不同的方向上，同时仍然允许感知到单个声源。
在一些实施例中，所述角度可以有利地是不小于90度。
根据本发明的一项可选特征，所述音频信号是环绕音响多声道音频信号的环绕声道的信号，并且第一扬声器被设置成使得来自第一扬声器的声音从非前方方向到达倾听位置。
本发明可以提供一种用于环绕音响系统的环绕声道的有利的扬声器系统，并且特别可以允许准确的空间环绕再现同时只需要放置非常小的扬声器来提供所需的空间提示。
非前方方向可以特别是相对于从倾听位置到环绕音响系统设置的中央前方位置的方向偏移不小于60度的方向。
根据本发明的一项可选特征，第一扬声器是环绕音响系统的一部分并且被放置在环绕音响系统的前方方向角度区间之外，所述前方方向区间包括相对于从倾听位置到环绕音响中央声道音频源的方向偏移小于60度的角度。
本发明可以提供一种用于环绕音响系统的环绕声道的有利的扬声器系统，并且特别可以允许准确的空间环绕再现和高音频质量同时只需要放置非常小的扬声器来提供所需的空间提示。
根据本发明的一项可选特征，在倾听位置的方向上来自第二扬声器的音频的强度低于来自第二扬声器的音频的最大强度不小于10dB。
这可以提供有利的效果并且特别可以提供第二扬声器的直接路径的适当衰减，从而适当地增强优先效应。在一些实施例中，所述强度可以有利地低于最大强度不小于20dB。
根据本发明的一项可选特征，第一通带具有属于400Hz到1kHz的频率范围的下限3dB截止频率。
这在许多实施例中可以提供改进的性能。具体来说，可以实现音频质量与空间感知之间的有利折中。在一些实施例中，所述下限3dB截止频率可以有利地不小于600Hz、700Hz或800Hz。
根据本发明的一项可选特征，第一通带具有不超过1000Hz的下限3dB截止频率。这可以允许改进优先效应，并且降低第一扬声器未提供足够的信号从而提供所期望的空间提示的风险。
根据本发明的一项可选特征，第二通带具有不小于500Hz的上限3dB截止频率。
这在许多实施例中可以提供改进的性能。具体来说，可以实现音频质量与空间感知之间的有利折中。在一些实施例中，所述上限3dB截止频率可以有利地不小于600Hz、700Hz或800Hz。
根据本发明的一项可选特征，第二通带具有不超过1000Hz的上限3dB截止频率。这可以允许改进优先效应并且降低第一扬声器未提供足够的信号从而提供所期望的空间提示的风险。
根据本发明的一项可选特征，第一通带和第二通带的等增益频率属于400Hz到1kHz的频率范围。
这在许多实施例中可以提供改进的性能。具体来说，可以实现音频质量与空间感知之间的有利折中。在一些实施例中，对于处在700Hz到900Hz范围内的等增益频率发现特别有利的性能。
根据本发明的一项可选特征，第一滤波是高通滤波，而第二滤波是低通滤波。
这可以提供特别有利的性能并且/或者可以促进实现。
根据本发明的一项可选特征，所述延迟被设置成相对于第一驱动信号使第二驱动信号延迟，所述延迟超出从第一扬声器到倾听位置的传输路径与从第二扬声器到倾听位置的直接路径之间的传输路径延迟差异的不超过40msec。
这可以提供改进的性能并且特别可以提供在第一扬声器的方向上基本上被感知为单一源的再现音频信号。因此其可以允许第一和第二扬声器表现为放置在从中接收到来自第一扬声器的声音的方向上的单个扩音器。所述特征可以允许实现特别鲁邦的优先效应。在一些实施例中，对于小于16msec或者甚至小于5msec的相应的相对延迟可以实现改进的性能。
根据本发明的一项可选特征，第一扬声器包括参数化扬声器。
这可以在许多实施例中提供特别强的空间体验，并且可以允许第一扬声器的外形非常小的实现方式。
根据本发明的一项可选特征，第二扬声器包括多个音频驱动器，并且第二驱动器电路被设置成把第二驱动信号生成为所述多个音频驱动器的单独相位偏移量信号，从而提供定向辐射式样。
这可以提供特别有利的实现方式和操作。具体来说，其可以允许一种用以衰减较低频率的直接路径从而强化优先效应的低复杂度且高度高效的方法。所述相位偏移量可以是固定的且静态的，或者可以是动态更新的。因此，所述多个音频驱动器可以提供固定的定向射束，或者可以提供动态可操控的射束。
根据本发明的一项可选特征，第一扬声器被集成在视听再现器件中，而第二扬声器则远离所述视听再现器件。
这可以在许多实施例中提供特别合乎期望的用户体验。其例如可以允许一种系统，其中外形受限的器件可以提供在空间上被感知为源自该器件的音频，而声音质量不需要受限于所述器件的物理规格。
根据本发明的一项可选特征，扬声器系统还包括：用于动态地生成针对从第二扬声器到倾听位置的方向的方向估计的估计器；以及用于修改所述定向辐射式样以便在所估计的方向上提供所述凹口的控制器。
这可以在许多情形中提供改进的性能，并且可以提供系统对于特定环境的增大灵活性和适应性。
根据本发明的一项可选特征，所述扬声器系统还包括：用于接收来自用户的方向指示的用户输入；以及用于修改所述定向辐射式样以便在所述方向指示所指示的方向上提供所述凹口的控制器。
这可以在许多情形中提供改进的性能，并且可以提供系统对于特定环境的增大灵活性和定制。
根据本发明的一个方面，提供一种操作扬声器系统的方法，所述扬声器系统包括：被设置成响应于第一驱动信号再现声音的第一扬声器，所述第一扬声器被设置成再现将到达倾听位置的声音；被设置成响应于第二驱动信号再现声音的第二扬声器；所述方法包括：接收供再现的音频信号；响应于对所述音频信号的第一滤波而生成第一驱动信号，所述第一滤波具有第一通带；响应于对所述音频信号的第二滤波而生成第二驱动信号，所述第二滤波具有第二通带，所述第二通带包括低于第一频带的频带；相对于第一驱动信号延迟第二驱动信号；并且其中按照定向辐射式样从第二扬声器定向地辐射声音，所述定向辐射式样具有朝向所述倾听位置的凹口。
参照下面描述的（一个或多个）实施例，本发明的这些和其他方面、特征和优点将显而易见并且将进行阐述。
附图说明
将仅仅通过举例的方式参照附图来描述本发明的实施例，其中：
图1示出了传统的五声道环绕音响系统中的扬声器系统设置；
图2示出了根据本发明的一些实施例的扬声器系统的各个元件的一个例子；
图3示出了定向扩音器的各个元件的一个例子；
图4示出了定向扩音器的声音辐射式样的一个例子；
图5示出了根据本发明的一些实施例的扬声器系统的各个元件的一个例子；
图6示出了根据本发明的一些实施例的扬声器系统的各个元件的一个例子；以及
图7示出了根据本发明的一些实施例的扬声器系统的各个元件的一个例子。
具体实施方式
下面的描述集中于本发明的适用于环绕音响系统并且特别适用于具有五个空间声道的系统的实施例。然而将认识到，本发明不限于这一应用，而是可以适用于许多其他音频再现系统，其中例如包括单一音频声道系统。
图1示出了传统的五声道环绕音响系统（比如家庭影院系统）中的扬声器系统设置。所述系统包括提供中央前方声道的中央扬声器101，提供左前方声道的左前方扬声器103，提供右前方声道的右前方扬声器105，提供左后方声道的左后方扬声器107，以及提供右后方声道的右后方扬声器109。所述五个扬声器101-109一起提供倾听位置111处的空间音响体验，并且允许该位置处的倾听者体验到环绕和沉浸式音响体验。在许多家庭影院系统中，所述系统还可以包括低频效应（LFE）声道的超低音喇叭。
针对大量扬声器以及把这些扬声器放置到倾听位置的侧面或后面的需求通常被消费者认为是不方便的。
这对于比如意图在并非针对音响体验优化或专用的环境中具有广泛吸引力和应用的家庭影院系统之类的产品来说是特别不利的。
这还会由于扬声器的声音质量与尺寸等等之间的折中而进一步加剧。实际上，特别希望环绕扬声器是小的，使得它们可以是分立的并且不显眼的。然而为了在特别低频下提供适当的声音质量和声压水平，传统的环绕扬声器在其可以有多小方面通常受到限制。
下面将描述允许由至少两个扬声器提供对于音频信号的声音再现的方法，其中一个扬声器在提供空间提示方面非常重要而另一个扬声器在提供低频音频质量方面非常重要。在许多实施例中，非常小的高频扬声器可以主导空间感知，而较大的低频扬声器则可以主导低频音频质量。因此，所述系统可以允许仅仅放置决定空间位置的非常小的扬声器，而音频质量不受限于从这样的小扩音器所能实现的音频质量。所述方法例如对于比如图1的环绕音响系统的环绕声道可能是有利的。
图2示出了根据本发明的一些实施例的扬声器系统的一个例子。
所述扬声器系统包括驱动电路201，其接收（单声道）音频信号并且利用两个扬声器203、205对其进行再现。所述音频信号例如可以代表多声道信号的一个声道，比如环绕音响系统的后方环绕声道。
在该例中，第一扬声器203是小的高频扩音器（比如高音喇叭），并且在下文中将被称作高频扩音器203。第二扬声器205是较大的低频扬声器（在下文中将被称作低频扬声器205）。高频扩音器203被设置成再现声音，从而使其主要从某一给定方向到达倾听位置。因此，高频扩音器203被设置成提供具有对应于从所述给定方向到达的声音的空间提示的信号。
将认识到，每一个扬声器203、205可以由多个驱动单元实施，并且例如可以包括比如低音反射端口或无源驱动单元之类的无源声音辐射器。
驱动电路201包括接收器207，其接收来自适当的内部或外部源的音频信号。例如，所述音频信号可以接收自环绕音响解码器。所述音频信号是电信号，并且可以被提供为模拟或数字的时间连续或时间离散（采样）的信号。
接收器207耦合到第一驱动电路，所述第一驱动电路在下文中被称作高频驱动电路209并且进一步耦合到高频扩音器203。高频驱动电路209被设置成从所述音频信号生成用于高频扩音器203的第一驱动信号。高频驱动电路209能够包括滤波以作为所述处理的一部分，从而只把所述音频信号的频谱的一部分馈送到高频扩音器203。在许多实施例中，所述滤波是高通滤波，其通带覆盖高于给定截止频率（比如例如3dB截止频率）的频率。然而将认识到，在其他实施例中，高频驱动电路209可以例如通过衰减非常高的频率（比如高于音频范围的频率）而实际上提供带通滤波。
因此，高频驱动电路201驱动高频扩音器203以再现音频信号的较高频率。所生成的信号包括强的空间提示，因此非常小的扬声器就可以提供强的空间体验。
将认识到，高频驱动电路209还可以包括其他信号处理功能，比如例如放大、数字到模拟转换等等。可以按照任何适当的形式实施高频驱动电路209，其中例如包括数字信号处理器、模拟放大电路等等。通常，高频驱动电路209将包括数字信号处理功能（比如运行在比如例如数字信号处理器之类的适当处理平台上的可执行代码）与模拟处理功能（比如模拟音频功率放大器）的组合。然而将认识到，高频驱动电路209可以被完全实施为可执行代码（例如利用与第一扬声器203的数字接口）或模拟电路。
接收器207还通过延迟213耦合到第二驱动电路211。第二驱动电路211在下文中被称作低频驱动电路211，并且被设置成从音频信号生成用于低频扩音器205的第二驱动信号。高频驱动电路211能够包括滤波以作为所述处理的一部分，从而只把音频信号的频谱的一部分馈送到低频扩音器205。在许多实施例中，所述滤波是低通滤波，其通带覆盖低于给定截止频率（比如例如3dB截止频率）的频率。然而将认识到，在其他实施例中，低频驱动电路211可以例如通过衰减非常低的频率（比如低于音频范围的频率）而实际上提供带通滤波。
将认识到，低频驱动电路211还可以包括其他信号处理功能，比如例如放大、数字到模拟转换等等。可以按照任何适当的形式实施低频驱动电路211，其中例如包括数字信号处理器、模拟放大电路等等。通常，低频驱动电路211将包括数字信号处理功能（比如运行在比如例如数字信号处理器之类的适当处理平台上的可执行代码）与模拟处理功能（比如模拟音频功率放大器）的组合。然而将认识到，低频驱动电路211可以被完全实施为可执行代码（例如利用与第二扬声器205的数字接口）或模拟电路。
低频驱动电路211的通带将包括低于高频驱动电路209的通带的至少一个频率区间。在许多实施例中，所述通带可以互补，其中低频驱动电路211覆盖较低频率而高频驱动电路209的通带覆盖较高频率。例如，驱动电路209、211的滤波可以使得低频驱动电路211对于低于给定截止频率的频率具有较高增益，而高频驱动电路209则对于高于所述截止频率的频率具有较高增益（所述增益例如可以针对第一和第二扩音器203、205的效率差异进行补偿）。
在一些实施例中，低频驱动电路211的通带可以与对应于高频驱动电路209的通带重叠，但是其仍然将包括没有被包括在该更高通带中的至少一个频率范围。
因此，所述扬声器系统使用两扩音器设计，其中再现的音频由小的高频扩音器203和大的低频扩音器205提供。然而所述方法还使用各种技术来确保高频扩音器203提供比低频扩音器205强很多且通常主导的定向提示。
具体来说，引入延迟213以便相对于高频驱动信号延迟低频驱动信号。所述延迟被设定到实现优先效应的数值，从而使得空间感知由高频扩音器203主导。当两个扩音器辐射相同的信号但是其中一个信号以相对于另一个信号的短延迟被接收到时，发生该优先（或Haas）效应。所述效应通常对于处在从大约1msec到通常为5-40msec的上限的范围内的相对延迟而发生。在这样的情况中，声音被感知为从未经延迟的扩音器的方向到达。发明人认识到，这一效应不仅受限于其中从两个扩音器辐射相同信号的情况，而且还可以对于其中不同扩音器辐射相同音频信号的不同频率范围的系统实现。例如，在一个扩音器再现低于特定交越频率的所有频率并且另一个扩音器再现高于所述交越频率的所有频率的情况下。
来自低频扩音器205的声音辐射还是具有定向辐射式样的定向声音辐射，所述定向辐射式样具有朝向倾听位置111的凹口。所述倾听位置可以是名义上的、虚拟的或假定的倾听位置。所述凹口对应于在朝向倾听位置111的方向上辐射的音频的降低的强度，因此较低频率的音频往往将通过间接的路径（比如墙壁和天花板的反射）到达倾听位置，并且将相应地为倾听者提供更加发散的声音。
这样的发散的声音往往会降低空间感知提示，并且相应地与优先效应合作来相对于高频扩音器203降低低频扩音器205的空间感知。具体来说，所述两种效应已经被发现组合以提供由来自高频扩音器203的声音主导的空间感知，即使对于由低频扩音器205产生的总音频的相对大部分也是如此。因此实现了一种系统，其中空间感知由小的高频扬声器主导，同时由于使用了可以相对自由地放置的较大的低频扬声器而允许改进较低频率下的声音质量。
发明人特别发现，心理声学优先感知的鲁棒性（即所有声音像是来自高频声音的位置的程度）取决于几个系统参数，其中最值得注意的是两个扩音器之间的水平平衡以及二者之间的交越频率。例如如果低频扩音器的水平被设置得过高，则低中频率来自该扬声器就变得明显。因此在这种情况下就感知到两个分开的源，这是不合期望的。类似地，当所述交越频率被设置得过高时，发生相同的效应。
在本方法中，取代对于低频使用单个传统的扩音器（其实质上是全向的），使用在倾听位置（111）的方向上具有凹口（并且特别为‘零信号’）的定向辐射式样的扩音器。结果，从低频扩音器205到达倾听者的直接声音的数量被最小化。大部分低频声音通过墙壁处的反射间接地到达倾听者。这就导致低频音频更加发散，因此定向感知被显著降低。具体来说，声音被更少得多地感知为源自低频扩音器205的位置。这可以在保持所辐射的低频声音的相同总数量时实现。
实际上这意味着对于高频扩音器203与低频扩音器205之间的给定水平平衡，优先效应的鲁棒性将显著更大。这例如将允许对于所述效应的给定鲁棒性程度可以增大低频声音的水平，从而得到更加“完满”的音响体验。因此，通过优先效应与定向低频声音辐射之间的相互作用，可以显著地改进空间感知、音频质量或全部二者。
将认识到，在不背离本发明的情况下，可以使用从低频扩音器205提供定向声音输出的任何适当方式。例如，低频扩音器205可以使用被设计或安放成使其具有定向特性的单个驱动单元。
在该具体实例中，低频扩音器205是利用以相反相位驱动的两个驱动器单元来构造的，正如图3中所示出的那样。在本领域内已知，这样的设置会得到对应于如图4中所示的偶极的定向辐射式样。因此，所述设置沿着低频扩音器205的中心轴301提供零信号。低频扩音器205可以相应地被放置成使得该轴指向倾听位置111。
将认识到，所述凹口在由低频扩音器205提供的定向辐射式样中可以确实为零信号，但是不需要如此。还将认识到，所述凹口的方向不需要与去到倾听位置的方向直接对准，而是可以简单地足够接近从而使所述凹口提供对沿着从低频扩音器205到倾听位置111的直接路径辐射的声音的适当衰减。
实际上，所述凹口可以在倾听位置111的方向上提供相对于最大射束增益/强度的适当衰减，从而使得来自低频扩音器205的声音主要被间接地接收到。在许多实施例中，所述设置可以使得所述凹口提供对在倾听位置的方向上辐射的声音相对于最大强度方向的不小于10dB的衰减。在一些实施例中，通过所述凹口提供至少20dB的衰减，可以实现有利的性能。
在如图3中所例示的那样利用多个驱动器的一些实施例中，低频扩音器205可以朝向倾听位置111成角度，以便提供对直接路径的增大衰减。然而在其他实施例中，可以对其中一个驱动器应用固定的相位偏移量。这样的相位偏移量导致零信号的角度被修改，并且可以相应地修改扩音器以便沿着适当的角度提供增大的衰减，其中所述适当的角度不垂直于各个驱动器沿其对准的轴。
取决于音频环境和具体情形的具体特性，可能有利的是具有相对窄的凹口或者相对宽的凹口。然而在许多实施例中，所述凹口的宽度可以有利地处于针对相对于最大强度的10dB衰减所测量的5度到90度之间。这在许多情形中可以提供在音频环境中分散低频声音的愿望与足够地衰减直接路径的愿望之间提供有利的折中，而不需要低频扩音器205与倾听位置111的精确对准。在许多实施例中，所述角度甚至可以更加有利地处于20度到70度之间。
在许多实施例中，低频驱动电路211的传递函数具有低通传递特性，因此低频驱动电路211的滤波可以对应于低通滤波。类似地，高频驱动电路209的传递函数可以具有高通传递特性，因此高频驱动电路209的滤波可以对应于高通滤波。
低频驱动电路211的通带可以相应地是低通带，而高频驱动电路209的通带可以是高通带。因此两个驱动电路209、211可以一起表示信号，其中低频扩音器205再现较低频率并且高频扩音器203再现较高频率。所述两个通带可以具有某一交越频率，其可以被测量为（例如包括扩音器203、205的效率的驱动电路209、211的）两条路径对其完全相同的频率。因此该交越频率可以被视为主导的扬声器在低频扩音器205与高频扩音器203之间改变的频率。
在许多实施例中，所述交越频率有利地处在400Hz到1kHz的频率范围内。这通常会提供高频扩音器203的所需尺寸、音频质量以及空间体验之间的高度有利的折中。具体来说，对于大多数信号其确保所述信号的足够比例由高频扩音器203再现，从而为优先效应提供足够的空间提示，同时确保所述信号的足够比例由低频扩音器205再现，从而使得即使对于非常小的高频扩音器203也获得高的总体音频质量。
在许多情形中，对于处在700Hz-900Hz的频率范围内并且特别处于基本上800Hz的交越频率，发现特别有利的折中。已经发现这在许多情形中会提供由低频扩音器205再现的最高声音比例，而不导致空间体验的不可接受的降低。因此它可以在许多情形中允许特别小的高频扩音器203。
将认识到，在一些实施例中，所述两个通带可以重叠，在这种情况下所述交越频率可以被认为是重叠频率范围内的任何频率。
此外，所述通带可以由其截止频率表征。具体来说，可以确定低频驱动电路211的通带的上限（最高频率）3dB截止频率。类似地，可以确定高频驱动电路209的通带的下限（最低频率）3dB截止频率。因此，所述上限3dB截止频率可以被视为由低频扩音器205应对的最高频率，而所述下限3dB截止频率可以被视为由高频扩音器203应对的最低频率。将认识到，这两个截止频率不需要重合，并且实际上低频扩音器205的上限3dB截止频率可以高于或低于高频扩音器203的下限3dB截止频率，这取决于个别实施例的优选项（例如允许通带之间的重叠或间隙）。
所述截止频率有利地处在从400到1kHz的频率范围内，并且更加有利地处在从700-900Hz的频率范围内。正如对于交越频率范围所描述的那样，这可以在许多实施例中提供特别有利的折中。
在所述方法中，延迟213被设定成使得来自高频扩音器203的信号略微在来自低频扩音器205的信号之前被接收到，从而引入优先效应。
为了实现最优的优先效应，延迟213可以被设定成反映音频环境的具体属性。具体来说，可以应用包括两个分量的延迟τ。第一延迟分量τt1补偿由于分别源自高频扩音器203和低频扩音器205的声波去到倾听者耳朵的不同路径长度所导致的行进时间差异。
应用该延迟导致来自高频扩音器203和低频扩音器205的声音同时到达倾听者的耳朵。除了该补偿延迟之外，为了实现优先效应还需要一个附加延迟分量τt2。因此延迟213所施加的总延迟是τ=τt1+τt2。
τt2的数值并不十分关键，只要其典型地处于大约1ms与优先效应的上限之间即可，这取决于信号类型。
对于最为关键的信号类型短咔音（shortclick），τt2的上限是ms，因此在某些情形中可能有利的是将延迟τt2选择在1-5ms的范围内。这样的延迟例如可以被使用在其中有可能仔细地设立其中传输路径延迟是公知并且静态的配置中的情形中。
然而对于补偿延迟τt1（传输路径延迟）所需要的数值则在很大程度上取决于房间的几何布局、扩音器放置以及倾听位置，并且处于几毫秒到几十毫秒（例如3-30ms）范围内的通常配置中。这意味着对于处在1-5ms之间的τt2的小数值，总的所需延迟在很大程度上由τt1的确切数值决定，并且有必要仔细设定τt1的数值以便对应于实际的几何配置。
在一些实施例中，延迟213可以相应地是能够响应于从高频扩音器203到倾听位置111的传输路径的传输路径延迟数值而改变的延迟。高频扩音器203的传输路径延迟数值可以被减小从低频扩音器205到倾听位置111的传输路径的传输路径延迟数值，从而生成被用来抵消所述路径变化的传输路径延迟差异数值。
可以由用户人工地施行传输路径延迟补偿，例如人工设定相对传输路径延迟τt1。这一设定例如可以是基于由用户测量所述两个物理路径长度，或者由用户人工调节延迟控制直到感知到所期望的效应为止。
作为另一个例子，可以把麦克风放置在倾听位置111处并且将其耦合到驱动电路201。来自麦克风的测量信号随后可以被用来适配延迟213，从而使其既补偿传输路径延迟差异又提供所期望的优先效应。例如，可以通过分别从高频扩音器203和低频扩音器205辐射校准信号来施行测程距离测量处理。
因此，在所描述的例子中，所述系统被设置成引入一个延迟，其比从高频扩音器203到倾听位置111的传输路径与从低频扩音器205到倾听位置111的路径之间的传输路径延迟差异高出不超过40msec。实际上，在许多实施例中，所述延迟有利地比该传输路径延迟差异高出不超过15msec或者甚至5msec。实际上这可以通过基于确定所述传输路径延迟差异对系统进行校准和适配来实现，并且/或者可以通过针对具体的房间特性控制各个扬声器的位置来实现。
为了使得系统对于实际的几何配置不那么敏感，在一些实施例中可能优选的是把τt2的数值设定得相对高。这种方法在许多情形中的一个优点在于，在大多数情况下于是将不需要根据具体配置设定延迟τt1，即相同的延迟将适合于传输路径延迟差异的相对大的变化。然而由于τt2可以被设定得高于5ms，因此优先效应可能对于非常短的信号（比如打击乐中的瞬态）不再完美地工作。
图2的系统可以特别用于环绕音响多声道音频信号的环绕声道。所述环绕声道可以特别是环绕音响系统的侧面或后方声道，并且可以被用来提供侧面或后方扬声器的空间体验。因此，所述系统可以被设置成使得来自高频扩音器203的声音从非前方方向（即从侧面或从后方）到达倾听位置（111）。前方方向可以是处于左前方扬声器与右前方扬声器之间的所有方向，或者可以更加具体地被确定为相对于从倾听位置到中央前方声道的标称位置的方向（即从倾听位置到中央扬声器的方向）小于60度的角度。
例如，图2的方法可以有利地被用来提供图1的后方扬声器107、109的其中之一。
所述方法可以特别被用来把高频扩音器203放置在环绕声道的所期望的位置处，即放置在与环绕声道声源的适当位置相对应的位置处。这可以特别有利地处在非前方方向上，并且特别处在相对于从倾听位置111到对应于环绕音响中央声道的标称位置（通常对应于中央扬声器的位置）的方向小于60度的前方方向角度区间之外。因此，高频扩音器203按照期望被放置在用户的侧面或后方。例如如果图2的系统被用来替代图1的左后方扬声器107，则高频扩音器203被放置在该左后方扬声器的位置处。
然而低频扩音器205不与高频扩音器203位于一处，而是与之远离。例如，低频扩音器205可以位于前方方向上（例如处于中央方向的60度内）。在图5中示出了这样的设置的一个例子。
与传统的环绕音响系统相比，这种方法具有显著的优点，即后方扬声器可以非常小。所述小外形可以特别由于使用相对高的交越频率（例如800Hz）而实现，该交越频率远高于在传统的基于超低音喇叭的系统中所能实现的交越频率。高交越频率允许对于倾听者的后方使用不显眼的、低功率并且可能甚至是无线的扬声器。此外，使用定向低频扩音器205来辐射环绕声道的中/低频部分会提供对于全范围后方源的非常令人信服的感知，而不是通常与小卫星式扬声器相关联的微小声音。
此外，由于低频扩音器205的位置对于环绕声道的所感知空间起源并不十分关键，因此可以相对自由地放置低频扩音器205。具体来说，其可以常常与例如相应的侧前方扬声器位于一处，例如在本例中是与左前方扬声器103位于一处。实际上有可能把低频扩音器205与左前方扬声器103相组合，从而使其再现左前方声道和左后方声道的低/中频分量两者。这可以降低对于环绕音响系统所需要的扬声器的成本并且降低其数目/尺寸。
在一些实施例中，高频扩音器203也可以被放置在前方方向上。例如，如图6中所示，高频扩音器203可以被实施为定向扬声器，其通过墙壁的反射到达倾听位置111。这样的用于提供环绕声道的方法被开发来从单个扩音器箱提供空间环绕体验。然而所述方法与图2的方法相组合提供特别适用的协作。具体来说，图2的方法允许更高的交越频率，因此允许更加精确地反射信号以提供空间感知。实际上，所反射的信号可以被限制到能够被更加精确地控制及反射的更高频率。因此就实现了改进的空间体验。此外，用于这样的反射系统的扬声器通常是利用多个驱动器单元来实施的，所述多个驱动器单元被单独地相位偏移以便在所期望的方向上提供定向音频射束。然而这一功能可以被再用来也提供低频扩音器205的所期望的定向性。因此，相同的驱动器单元可以被用来提供低频扩音器205的定向低频声音再现和高频扩音器203的定向高频声音再现两者。
在一些实施例中，高频扩音器203可以处在视听再现器件中，而低频扩音器205则可以远离所述视听再现器件。所述视听再现器件可以是能够再现视听素材并且特别是与音频和视频相关联的素材的任何器件。
所述方法例如可以被用来把高频扩音器203与平板电视集成在一起，而低频扩音器205则被提供为可以更加自由地放置的单独的箱子，比如例如放置在地板上或者电视的侧面。这可能是高度有益的，因为平板电视的特征在于非常平坦并且具有非常纤细的边框，从而使其非常难以集成能够再现全范围音频的扩音器。在这种使用情况中，所描述的方法可以被用来把集成在电视中的小高频高音喇叭与单独的可自由放置的低-中频扩音器相组合，其中辐射式样在倾听者的方向上具有凹口（例如偶极式扬声器）以及适当延迟应用于其信号。这就使得能够感知到来自电视的全范围声音，而实际上只有高频源自该处。
在一些实施例中，高频扩音器203可以包括参数化扩音器，其具有小型、高度定向的超声扬声器的形式。
具体来说，高频扩音器203可以包括定向超声换能器，其被设置成朝向一个表面发射超声从而通过至少该表面的反射到达倾听位置。例如，在图6的情形中，高频扩音器203可以是一个超声换能器。
这例如可以导致提供改进的虚拟环绕声源，这是因为使用了高度定向的超声信号而不是无法以相同的程度控制的传统的音频带信号。所述方法可以允许减少由于从定向超声换能器到倾听者的非意定信号路径而导致的空间降低。例如，所述定向超声换能器可以被放置在倾听者的前方，但是偏离倾听者朝向墙壁成角度以进行反射。在这样的情形中，被感知为源自定向超声换能器的实际位置的声音的数量将少得多并且常常无关紧要。具体来说，可以实现用于生成虚拟环绕音响的窄得多的并且明确定义的音频射束，从而允许改进控制并且生成改进的空间体验。
实际上，这样的超声换能器具有高度定向的声束。一般来说，扩音器的定向性（窄度）取决于与波长相比的扩音器尺寸。可听的声音具有处于从几英寸到几英尺的范围内的波长，并且由于这些波长与大多数扩音器的尺寸相当，因此声音通常全向传播。然而对于超声换能器，波长小得多，相应地有可能产生比所辐射波长大得多的声源，从而导致形成非常窄的高度定向的射束。
这样的高度定向射束可以被控制得好很多，并且在图6的系统中其可以通过房间墙壁的明确定义的反射被导向倾听位置111。所反射的声音将到达耳朵，为倾听者给出声源位于房间后面的感知。类似地，通过把超声射束导向侧壁或天花板，有可能分别生成处于倾听者侧面和上方的感知声源。
因此，图6的系统使用具有非常定向的声束的超声换能器作为位于倾听位置111前方的环绕扬声器或者作为其一部分。该超声射束可以容易地被导向房间侧面或后面的墙壁，从而使得反射的声音将到达倾听者的耳朵从而提供声源被放置在房间后面的感知。
特别通过由环绕声道的音频信号对超声载波信号进行幅度调制而生成所述超声信号。该已调信号随后被从高频扩音器203辐射。超声信号不可由人类倾听者直接感知，但是调制音频信号可以自动变为可听而不需要任何特定的功能、接收器或听觉器件。具体来说，从换能器到倾听者的音频路径中的任何非线性都可以充当解调器，从而重建被用来调制超声载波信号的原始音频信号。这样的非线性可以在传输路径中自动发生。具体来说，空气作为传输介质固有地表现出导致超声变为可听的非线性特性。因此，在该例中，空气本身的非线性属性就导致从高强度超声信号的音频解调。因此，超声信号可以被自动解调以便为倾听者提供音频声音。
使用超声换能器进行音频辐射的例子和进一步描述例如可以在F.JosephPompei的博士论文“SoundfromUltrasound:TheParametricArraysasanAudibleSoundSource”（2002，MassachusettsInstituteofTechnology）中找到。
使用环绕声道的超声辐射会提供非常窄的射束。这允许更好地定义及控制反射，并且特别可以提供对到达倾听位置的角度的更加精确的控制。因此，所述方法可以允许更好地定义及控制环绕声源的虚拟感知位置。此外，使用超声信号可以允许将这样的位置感知为更接近一个点源，即没有那么模糊。此外，超声换能器的窄射束降低了沿着其他路径的声音辐射，并且特别降低了通过直接路径到达倾听位置的任何声音的声音水平。
相应地，所描述的方法通常提供了显著更好地定义的虚拟环绕音响位置以便由用户感知。具体来说，被提供给倾听者的空间方向提示显著地更加精确且更加均匀并且与后面（或倾听者侧面）的声源位置一致。
在一些实施例中，低频扩音器205包括多个音频驱动器，并且第二驱动电路211被设置成将第二驱动信号生成为用于所述多个音频驱动器的单独相位偏移量信号，以便生成音频射束。因此，在这种方法中，低频扩音器205可以使用具有单独的相位调节的多个音频驱动器来提供定向辐射式样。在图3中示出了一个低复杂度实例，其中两个音频驱动器被异相驱动以便提供偶极辐射式样。
在图7中示出了另一个例子。在该例中，低频扩音器205包括可以被单独控制的三个驱动器单元701。低频驱动电路211包括共同驱动电路，其包括比如滤波和放大功能之类的共同功能。共同信号被馈送到射束成型器705，所述射束成型器705随后通过对于每一个音频驱动器701应用单独的权重生成用于单独的音频驱动器701的单独驱动信号。所述权重允许独立于其他音频驱动器701设定其中一个音频驱动器701的驱动信号的相位偏移量以及可能的增益。通过控制单独的音频驱动器701的权重，可以按照本领域技术人员所公知的那样控制音频驱动器701的阵列的所得到的组合定向辐射式样。
在一些实施例中，射束成型器705可以提供固定的静态射束成型，但是在图7的实例中，所述系统还包括处理器707，其控制射束成型器705的射束成型。例如，处理器707可以向射束成型器705提供所述定向辐射式样的零信号的所期望的角度，后者作为响应确定适当的权重。
在一些实施例中，处理器707可以被设置成接收来自用户的用户输入。用户输入可以特别表明所期望的方向，并且射束成型器705随后可以继续在所期望的方向上引导零信号。
因此，所述系统可以允许用户人工地把所述凹口导向优选的倾听位置。例如，可以要求倾听者调节用户接口中的滑动器或类似控制，直到其感知到最强的错觉或者‘最佳的音响’为止。因此可以实现一种用于针对具体环境定制系统的非常简单的方法。
在一些实施例中，处理器707可以被设置成动态地估计从低频扩音器205到倾听位置的方向，并且可以把所估计的方向馈送到射束成型器705以便在相应的方向上提供凹口。
将认识到，本领域技术人员将会想到：用于估计去到空间中的一点的方向的许多方法，并且在不背离本发明的情况下可以使用任何适当的方法。
这样的系统在其中倾听位置例如被认为对应于倾听者的位置的情形中跟踪倾听位置的移动方面可能是特别高效的。实际上，空间错觉的强度取决于被导向倾听者的凹口。如果倾听者移出该凹口，则源自高频扩音器203的全范围声音的错觉将大为降低。因此，基于一种跟踪方法控制所述凹口可以使得系统能够自动调节到用户位置。
作为具体的例子，所述方向确定可以是基于超声范围检测、红外传感器、基于RFID令牌（其中倾听者将携带在其身上或者嵌入在遥控器中的RFID标签）或者可以是基于视频。
将认识到，前面为了清楚起见参照不同的功能电路、单元和处理器描述了本发明的各个实施例。然而将认识到，在不背离本发明的情况下可以使用不同功能电路、单元或处理器之间的任何适当的功能分布。例如，被示出为由分开的处理器或控制器施行的功能可以由相同的处理器或控制器施行。因此，对具体功能单元或电路的参考仅仅应被视为对用于提供所描述的功能的适当装置的参考，而不是表明严格的逻辑或物理结构或组织。
可以按照任何适当的形式来实施本发明，其中包括硬件、软件、固件或这些的任何组合。本发明可以可选地被至少部分地实施为运行在一个或更多数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的一个实施例的各个元件和组件可以在物理、功能和逻辑方面按照任何适当的方式来实施。实际上，所述功能可以被实施在单个单元中、实施在多个单元中或者被实施为其他功能单元的一部分。因此，本发明可以被实施在单个单元中或者可以在物理和功能方面分布在不同的单元、电路和处理器之间。
虽然结合一些实施例描述了本发明，但是本发明不意图被限制到这里所阐述的具体形式。相反，本发明的范围仅由所附权利要求书限制。此外，虽然可能看起来结合特定实施例描述了某一项特征，但是本领域技术人员将认识到，可以根据本发明组合所描述的实施例的各项特征。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤的存在。
此外，虽然是被单独列出的，但是例如可以由单个电路、单元或处理器实施多个装置、元件、电路或方法步骤。此外，虽然单独特征可能被包括在不同的权利要求中，但是可能有利地将这些特征相组合，并且包括在不同的权利要求中并不意味着所述特征的组合不是可行的和/或有利的。此外，在一类权利要求中包括某一项特征并不意味着限制到该类，而是表明所述特征在适当情况下同样适用于其他权利要求类别。此外，各项特征在权利要求中的顺序并不表明所述特征必须按其工作的任何特定顺序，并且特别是方法权利要求中的单独步骤的顺序并不意味着必须按照该顺序来施行各个步骤。相反，可以按照任何适当的顺序来施行所述步骤。此外，单数参考并不排除复数。因此，对“一个”、“某一”、“第一”、“第二”等的参考并不排除多个。权利要求中的附图标记仅仅是作为澄清实例而提供的，并不应当被理解为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (14)

1.一种扬声器系统，包括：
被设置成响应于第一驱动信号再现声音的第一扬声器（203），所述第一扬声器（203）被设置成再现将到达倾听位置（111）的声音；
被设置成响应于第二驱动信号再现声音的第二扬声器（205），所述第二扬声器（205）处于与第一扬声器（203）不同的外壳中；
驱动电路（201），包括：
用于接收供再现的环绕音响多声道音频信号的一个声道的音频信号的接收器（207），
用于响应于对所述音频信号的第一滤波而生成第一驱动信号的第一驱动电路（209），所述第一滤波具有第一通带，
用于响应于对所述音频信号的第二滤波而生成第二驱动信号的第二驱动电路（211），所述第二滤波具有第二通带，所述第二通带包括低于第一频带的频带；
用于相对于第一驱动信号延迟第二驱动信号的延迟（213）；并且
其中，所述扬声器系统被设置成按照定向辐射式样从第二扬声器定向地辐射声音，所述定向辐射式样具有朝向所述倾听位置（111）的凹口，并且其中从倾听位置（111）到第一扬声器（203）的方向与从倾听位置（111）到第二扬声器（205）的方向之间的角度不小于60度。
2.权利要求1的扬声器系统，其中，所述音频信号是环绕音响多声道音频信号的环绕声道的信号，并且第一扬声器（203）被设置成使得来自第一扬声器（203）的声音从非前方方向到达倾听位置（111）。
3.权利要求1的扬声器系统，其中，第一扬声器（203）是环绕音响系统的一部分并且被放置在环绕音响系统的前方方向角度区间之外，所述前方方向区间包括相对于从倾听位置到环绕音响中央声道音频源的方向偏移小于60度的角度。
4.权利要求1的扬声器系统，其中，在倾听位置的方向上来自第二扬声器（205）的音频的强度低于来自第二扬声器的最大音频强度不小于10dB。
5.权利要求1的扬声器系统，其中，第一通带具有属于400Hz到1kHz的频率范围的下限3dB截止频率。
6.权利要求1的扬声器系统，其中，第一通带和第二通带的等增益频率属于400Hz到1kHz的频率范围。
7.权利要求1的扬声器系统，其中，第一滤波是高通滤波而第二滤波是低通滤波。
8.权利要求1的扬声器系统，其中，所述延迟（213）被设置成相对于第一驱动信号延迟第二驱动信号，所述延迟超出从第一扬声器（203）到倾听位置（111）的传输路径与从第二扬声器（205）到倾听位置（111）的直接路径之间的传输路径延迟差异的数量不超过40msec。
9.权利要求1的扬声器系统，其中，第一扬声器（203）包括参数化扬声器。
10.权利要求1的扬声器系统，其中，第二扬声器（205）包括多个音频驱动器（701），并且第二驱动电路（211）被设置成把第二驱动信号生成为所述多个音频驱动器（701）的单独的相位偏移量信号，从而提供定向辐射式样。
11.权利要求1的扬声器系统，其中，第一扬声器（203）被集成在视听再现器件中，而第二扬声器（205）则远离所述视听再现器件。
12.权利要求1的扬声器系统，还包括：
用于动态地生成针对从第二扬声器（205）到倾听位置（111）的方向的方向估计的估计器（707）；以及
用于修改所述定向辐射式样以便在所估计的方向上提供所述凹口的控制器（705）。
13.权利要求1的扬声器系统，还包括：
用于接收来自用户的方向指示的用户输入（707）；以及
用于修改所述定向辐射式样以便在所述方向指示所指示的方向上提供所述凹口的控制器（705）。
14.一种操作扬声器系统的方法，所述扬声器系统包括：
被设置成响应于第一驱动信号再现声音的第一扬声器（203），所述第一扬声器（203）被设置成再现将到达倾听位置（111）的声音；
被设置成响应于第二驱动信号再现声音的第二扬声器（205），所述第二扬声器（205）处于与第一扬声器（203）不同的外壳中；
所述方法包括：
接收供再现的环绕音响多声道音频信号的一个声道的音频信号；
响应于对所述音频信号的第一滤波而生成第一驱动信号，所述第一滤波具有第一通带；
响应于对所述音频信号的第二滤波而生成第二驱动信号，所述第二滤波具有第二通带，所述第二通带包括低于第一频带的频带；
相对于第一驱动信号延迟第二驱动信号；并且
其中，按照定向辐射式样从第二扬声器定向地辐射声音，所述定向辐射式样具有朝向所述倾听位置（111）的凹口，并且其中从倾听位置（111）到第一扬声器（203）的方向与从倾听位置（111）到第二扬声器（205）的方向之间的角度不小于60度。
CN201180014506.2A 2010-03-18 2011-03-03 扬声器系统及其操作方法 Expired - Fee Related CN102792712B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10156855 2010-03-18
EP10156855.8 2010-03-18
PCT/IB2011/050904 WO2011114252A1 (en) 2010-03-18 2011-03-03 Speaker system and method of operation therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102792712A CN102792712A (zh) 2012-11-21
CN102792712B true CN102792712B (zh) 2016-02-03

Family

ID=44123209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180014506.2A Expired - Fee Related CN102792712B (zh) 2010-03-18 2011-03-03 扬声器系统及其操作方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9036841B2 (zh)
EP (1) EP2548378A1 (zh)
JP (1) JP6258587B2 (zh)
CN (1) CN102792712B (zh)
WO (1) WO2011114252A1 (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5776597B2 (ja) * 2012-03-23 2015-09-09 ヤマハ株式会社 音信号処理装置
US20130294618A1 (en) * 2012-05-06 2013-11-07 Mikhail LYUBACHEV Sound reproducing intellectual system and method of control thereof
JP2014168228A (ja) * 2013-01-30 2014-09-11 Yamaha Corp 放音装置
CA2928995C (fr) * 2013-10-30 2021-02-16 L-Acoustics Systeme de sonorisation a directivite reglable amelioree
JP2015106799A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社東芝 方法および電子機器
EP3092824B1 (en) 2014-01-10 2017-11-01 Dolby Laboratories Licensing Corporation Calibration of virtual height speakers using programmable portable devices
CN112788487B (zh) 2014-06-03 2022-05-27 杜比实验室特许公司 分频电路、扬声器以及音频场景生成方法和设备
CN106605415B (zh) * 2014-06-03 2019-10-29 杜比实验室特许公司 用于向上发射驱动器的有源和无源虚拟高度滤波器系统
US9749755B2 (en) * 2014-12-29 2017-08-29 Gn Hearing A/S Hearing device with sound source localization and related method
EP3079375A1 (en) 2015-04-10 2016-10-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Differential sound reproduction
EP3089476A1 (en) * 2015-04-27 2016-11-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sound system
WO2016200377A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Harman International Industries, Incorporated Surround sound techniques for highly-directional speakers
JP6668636B2 (ja) 2015-08-19 2020-03-18 ヤマハ株式会社 オーディオシステムおよびオーディオ機器
JP2017041756A (ja) * 2015-08-19 2017-02-23 ヤマハ株式会社 オーディオシステムおよびオーディオ機器
CN108141687B (zh) 2015-08-21 2021-06-29 Dts（英属维尔京群岛）有限公司 用于泄漏消除的多扬声器方法和装置
US9930469B2 (en) * 2015-09-09 2018-03-27 Gibson Innovations Belgium N.V. System and method for enhancing virtual audio height perception
TWI651970B (zh) * 2017-01-25 2019-02-21 佳世達科技股份有限公司 分音裝置
CA3061809C (en) 2017-05-03 2022-05-03 Andreas Walther Audio processor, system, method and computer program for audio rendering
US10299039B2 (en) 2017-06-02 2019-05-21 Apple Inc. Audio adaptation to room
JP7095863B2 (ja) * 2018-04-20 2022-07-05 ピクシーダストテクノロジーズ株式会社 音響システム、音響処理方法、及びプログラム
EP3487188B1 (en) 2017-11-21 2021-08-18 Dolby Laboratories Licensing Corporation Methods, apparatus and systems for asymmetric speaker processing
FI20195726A1 (en) * 2019-09-02 2021-03-03 Genelec Oy A system and method for producing complementary sound
TWI757729B (zh) 2020-04-27 2022-03-11 宏碁股份有限公司 雙聲道平衡方法及應用其之電子裝置
CN113630691B (zh) * 2020-05-08 2022-08-30 宏碁股份有限公司 双声道平衡方法及应用其的电子装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809150A (en) * 1995-06-28 1998-09-15 Eberbach; Steven J. Surround sound loudspeaker system
CN1402952A (zh) * 1999-09-29 2003-03-12 1...有限公司 定向声音的方法和设备
CN1883228A (zh) * 2003-11-21 2006-12-20 雅马哈株式会社 阵列扬声器设备
WO2007127757A2 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Cirrus Logic, Inc. Method and system for surround sound beam-forming using the overlapping portion of driver frequency ranges

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003023689A (ja) * 2001-07-09 2003-01-24 Sony Corp 可変指向性超音波スピーカシステム
US20040114770A1 (en) * 2002-10-30 2004-06-17 Pompei Frank Joseph Directed acoustic sound system
JP4114584B2 (ja) 2003-09-25 2008-07-09 ヤマハ株式会社 指向性スピーカ制御システム
NO319467B1 (no) 2003-12-29 2005-08-15 Tandberg Telecom As System og fremgangsmate for forbedret subjektiv stereolyd
US7760891B2 (en) * 2004-03-16 2010-07-20 Xerox Corporation Focused hypersonic communication
JP3922275B2 (ja) * 2004-08-20 2007-05-30 ヤマハ株式会社 音声再生装置及び音声再生装置の音声ビーム反射位置補正方法
JP4351662B2 (ja) * 2005-09-14 2009-10-28 日本電信電話株式会社 ステレオ再生方法及びステレオ再生装置
JP2007104046A (ja) 2005-09-30 2007-04-19 Sony Corp 音響調整装置
JP4372081B2 (ja) * 2005-10-25 2009-11-25 株式会社東芝 音響信号再生装置
JP4946148B2 (ja) * 2006-04-19 2012-06-06 ソニー株式会社 音声信号処理装置、音声信号処理方法及び音声信号処理プログラム
US7606380B2 (en) * 2006-04-28 2009-10-20 Cirrus Logic, Inc. Method and system for sound beam-forming using internal device speakers in conjunction with external speakers
US7606377B2 (en) * 2006-05-12 2009-10-20 Cirrus Logic, Inc. Method and system for surround sound beam-forming using vertically displaced drivers
JP2007295634A (ja) * 2007-08-10 2007-11-08 Yamaha Corp 音出力システム
JP5403896B2 (ja) * 2007-10-31 2014-01-29 株式会社東芝 音場制御システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809150A (en) * 1995-06-28 1998-09-15 Eberbach; Steven J. Surround sound loudspeaker system
CN1402952A (zh) * 1999-09-29 2003-03-12 1...有限公司 定向声音的方法和设备
CN1883228A (zh) * 2003-11-21 2006-12-20 雅马哈株式会社 阵列扬声器设备
WO2007127757A2 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Cirrus Logic, Inc. Method and system for surround sound beam-forming using the overlapping portion of driver frequency ranges

Also Published As

Publication number Publication date
EP2548378A1 (en) 2013-01-23
US9036841B2 (en) 2015-05-19
CN102792712A (zh) 2012-11-21
RU2012144346A (ru) 2014-04-27
US20120328135A1 (en) 2012-12-27
JP6258587B2 (ja) 2018-01-10
WO2011114252A1 (en) 2011-09-22
JP2013522996A (ja) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102792712B (zh) 扬声器系统及其操作方法
KR101588028B1 (ko) 서라운드 사운드 시스템 및 이를 위한 방법
US9107018B2 (en) System and method for sound reproduction
EP2941898B1 (en) Virtual height filter for reflected sound rendering using upward firing drivers
US6118876A (en) Surround sound speaker system for improved spatial effects
JP2013535894A5 (zh)
KR20100134656A (ko) 사운드 시스템 및 그 동작 방법
EP3557887B1 (en) Self-calibrating multiple low-frequency speaker system
KR20040081794A (ko) 컴팩트 서라운드 사운드 시스템
KR20200021854A (ko) 전자장치, 그 제어방법 및 기록매체
EP2457382B1 (en) A sound reproduction system
WO2007127822A2 (en) Reconfigurable audio-video surround sound receiver (avr) and method
RU2575883C2 (ru) Акустическая система и способ ее работы
US20130208924A1 (en) Loudspeaker with reversible sound port

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160203

Termination date: 20190303