CN103650537B - 采用分解器产生输出信号的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种装置，用以从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有至少两个输出通道的输出信号。该装置包括环境/直接分解器（110；210；310；410；610）、环境修改单元（120；220；320；420）、及组合单元（130；230；330；430）。该环境/直接分解器（110；210；310；410；610）适用于分解该输入信号的至少两个输入通道，使得该至少两个输入通道的每一个被分解为第一信号组的信号以及分解为第二信号组的信号。该环境修改单元（120；220；320；420）适用于修改该环境信号组的信号或者从该环境信号组的信号导出的信号，以得到作为第一输出通道的修改信号。该组合单元（130；230；330；430）适用于将该环境信号组的信号或者从该环境信号组的信号导出的信号与该直接信号组的信号或者从该直接信号组的信号所导出的信号组合为第二输出通道。

Description

采用分解器产生输出信号的装置和方法

技术领域

本发明有关于音频处理，特别是有关于运用分解器产生输出信号的装置和方法。

背景技术

人类听觉系统从所有方向感觉声音。感知听觉（形容词“听觉”表示所感知的事物，同时该词“声音”将用于叙述物理现象）环境产生环绕空间的声学性质及存在的声音事件的印象（image）。考虑三种不同类型的信号：直传声（directsound）、早期反射、及漫反射，可将于特定声场中所感知的听觉印象（至少部分地）模型化。这些信号有助于感知听觉空间印象的形成。

直传声表示直接来自声源而没有干扰的首先达到听者的每一声音事件的波。此为该声源的特征，并且提供最少破解的关于该声音事件入射角方向的信息。用于估量于水平面的声源方向的主要线索在左右耳输入信号之间是不同的，亦即双耳时间差（ITD）及双耳音强差（ILD）。随后，该直传声的许多反射从不同方向到达耳朵，并且具有不同的相对时间延迟及音强。随着相对于该直传声的时间延迟的增加，该反射的密度亦增加直到该反射构成统计杂波。

反射的声音有助于距离感知以及听觉空间印象，听觉空间印象由至少两个成分组成：主观声源宽广度（ASW）及环绕感（LEV）。ASW被定义为声源的主观宽广度的增宽，并且主要由早期侧向反射所判定。LEV涉及听者被声音环绕的感觉，并且主要由延迟抵达的反射所判定。电子原音立体声再生的目的是为了引起愉快的听觉空间意象的感知。此可具有自然参考或建筑参考（例如，于大厅中记录一场音乐会），或者其可为不存在于现实中的声场（例如，电子原音音乐)。

从音乐厅的音场可以熟知的是，为了得到主观上愉快的声场，听觉的空间印象的强烈感觉是重要的，连同LEV为一不可缺的部分。扬声器设置的通过再生漫声以再生环绕声场的能力是感兴趣的。于合成声场中，不可能使用专属的转换器来再生所有自然发生的反射。此情况对于漫射后的反射尤其为真。可通过使用“回响”信号作为扬声器的馈入来模拟漫反射的时间及音强性质。若这些性质为充分不相关，使用于播放的该扬声器的数量及所在地决定该声场是否于漫射时被感知到。目的为仅使用离散数量的转换器来引起连续的、漫射的声场的感知。亦即，产生没有声音到达方向可被估计且尤其没有信号转换器可被局部化的声场。

立体声再生的目标为仅使用离散数量的转换器来引起连续声场的感知。最所需的特征为局部化声源的方向的稳定性及环绕听觉环境的实际表现。现今使用来储存或传送立体声录音的大多数的形式是以通道（channel，信道）为基础。每一通道传递意欲在位于特定位置的相关联的扬声器上播放的信号。在录音或混成程序过程中设计特定的听觉印象。若用于再生的扬声器设置类似设计录音所针对的目标设置，该印象会准确地再次产生。

环绕系统包括多个扬声器。通常的环绕系统可例如包括五个扬声器。若传送通道的数量少于扬声器的数量，则会出现哪些信号将提供至哪些扬声器的问题。举例来说，环绕系统可包括五个扬声器，同时传送具有两个传送通道的立体声信号。在另一方面，即使可得环绕信号，该可得的环绕信号可能会具有比用户的环绕系统的喇叭数量更少的通道。举例来说，可得到具有5个环绕通道的环绕信号，然而意欲播放该环绕信号的该环绕系统可具有例如9个扬声器。

尤其是在汽车环绕系统中，该环绕系统可包括多个扬声器，例如9个扬声器。这些喇叭的某几个可配置于相对于听者座位的水平位置，同时其他喇叭可配置于相对于该听者之座位的高架位置。必须利用Upmix算法以从输入信号的可得通道而产生额外的通道。有关具有多个水平及多个高架喇叭的环绕系统，会出现哪些声音部分将由该高架喇叭播放以及哪些声音部分将由该水平喇叭播放的问题。

发明内容

本发明的目的为提供改良的观念，用以提供用来产生具有至少两个通道的输出信号的装置。通过根据权利要求1的装置、根据权利要求15的方法、根据权利要求16的装置、根据权利要求18的方法、及根据权利要求19的计算机程序以解决本发明的目的。

本发明基于以下发现，为了高质量信号修改、增强、适合的播放、及感知编码（perceptualcoding），将音频信号分解为感知上不同的成分是必要的。应操作并/或提取来自具有两个以上输入通道的输入信号之感知上不同的信号成分。

根据本发明，提供一种装置，用以从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有至少两个输出通道的输出信号。该装置包括环境/直接分解器，其适用于将第一输入通道分解为环境信号组的第一环境信号及直接信号组的第一直接信号。该装置还适用于将第二输入通道分解为该环境信号组的第二环境信号及该直接信号组的第二直接信号。此外，该装置包括环境修改单元，其适用于修改该环境信号组的环境信号或者从该环境信号组的环境信号所导出的信号，以得到作为输出至第一扬声器的第一输出通道的修改环境信号。此外，该装置包括组合单元，其用以组合该环境信号组的环境信号或者从该环境信号组的环境信号所导出的信号、与该直接信号组的直接信号或者从该直接信号组的直接信号所导出的信号，以得到作为输出至第二扬声器的第二输出通道的组合信号。

本发明基于以下另外的发现，环境/直接分解器、环境修改单元、及组合单元可被用于从输入信号的至少两个输入通道产生分解的、修改的、或组合的输出通道。通过该环境/直接分解器将该输入信号的每一通道分解为环境信号组的环境信号及直接信号组的直接信号。因此，该环境信号组及该直接信号组共同表征该输入信号通道的声音特性。由此，通道的环境信号部分的特定量可输出至特定的扬声器，同时，例如另一扬声器可接收该通道的该环境信号部分的剩余量加上该直接信号部分。因而，可能的是可操纵馈入至第一扬声器的输入信号的环境信号部分的量、以及与该输入信号的直接信号部分共同馈入至一第二扬声器的该输入信号的环境信号部分的量。

根据一个实施方式，该环境/直接分解器分解该输入信号的该通道，以形成包括该输入信号的该通道的环境信号部分的环境信号组、及包括该输入信号通道的直接信号部分的直接信号组。于这样的实施方式中，该环境信号组的该环境信号及该直接信号组的该直接信号表征该输入信号通道的不同信号成分。

于一种实施方式中，通过滤波、增益修改、或去相关该环境信号组的环境信号，而从该环境信号组的该环境信号导出信号。此外，通过滤波、增益修改、或去相关该直接信号组的直接信号，而从该直接信号组的该直接信号导出信号。

于进一步的实施方式中，提供第一环境增益修改器，其中。该环境增益修改器适用于增益修改该环境信号组的环境信号或者从该环境信号组的环境信号所导出的信号，以得到增益修改后的环境信号。此实施方式的该组合单元适用于组合该增益修改环境信号、与该直接信号组的直接信号或者从该直接信号组的直接信号所导出的信号，以得到作为该第二输出信号的该组合信号。由该组合单元所组合的两个信号皆已从该输入信号的同一通道所产生。因此，于这样的实施方式中，可能会产生具有已包括于该输入通道中的所有信号成分的输出通道，但其中，已通过该环境增益修改器来增益修改例如环境信号成分的某些信号成分，藉此提供具有特定的、增益修改后的信号成分特性的输出通道。

于另一实施方式中，该环境修改单元包括去相关器、第二增益修改器、及/或滤波单元。该滤波单元可为低通滤波器。因此，该修改单元可通过对该环境信号组的信号去相关、增益修改、及/或例如低通滤波的滤波而提供输出通道。于一实施方式中，该环境信号组可包括该输入信号的该通道的环境信号部分。因此，可能可修改该输入信号的该通道的该环境信号部分。

于进一步的实施方式中，该环境修改单元根据上述概念来修改该输入信号的多个输入通道，以得到多个修改信号。

于另一实施方式中，提供一种装置，用以从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有至少四个输出通道的输出信号。该装置包括环境提取器，其适用于从该至少两个输入通道提取至少两个带有环境信号部分的环境信号。此外，该装置包括环境修改单元，其适用于修改该至少两个环境信号，以得到至少第一修改环境信号及第二修改环境信号。此外，该装置包括至少四个喇叭。该至少四个喇叭中的两个喇叭放置于聆听环境中相对于听者的第一高度。该至少四个喇叭中的另外的两个喇叭放置于聆听环境中相对于听者的第二高度，第二高度与第一高度不同。该环境修改单元适用于将该第一修改环境信号当作第三输出通道以馈入至该另外的两个喇叭中的第一喇叭。此外，该环境修改单元适用于将该第二修改环境信号当作第四输出通道以馈入至该另外的两个喇叭中的第二喇叭。此外，用以产生输出信号的该装置适用于将带有直接与环境信号部分的该第一输入通道当作第一输出通道，以馈入至放置于第一高度的第一喇叭。此外，该环境提取器适用于将带有直接与环境信号部分的该第二输入通道当作第二输出通道，以馈入至放置于第二高度的第二喇叭。

附图说明

接着系关于所附图式以讨论本发明的较佳实施方式，其中：

图1例示说明根据一个实施方式的装置的方块图；

图2描述根据进一步的实施方式的装置的方块图；

图3示出根据另一实施方式的装置的方块图；

图4例示说明根据进一步的实施方式的装置的方块图；

图5例示说明根据另一实施方式的装置的方块图；

图6显示根据另一实施方式的装置的方块图；

图7描述根据进一步的实施方式的装置的方块图；

图8例示说明一个实施方式的扬声器配置；

图9为用以例示说明根据一个实施方式的利用降混音器（downmixer）的环境/直接分解器的方块图；

图10为例示说明根据一个实施方式的环境/直接分解器的实施的方块图，该环境/直接分解器具有使用带有预先计算的依频相关曲线分析器的至少三个输入通道；

图11例示说明根据实施方式的以频域处理来降混、分析、及信号处理的环境/直接分解器的进一步的较佳实施方式；

图12例示说明范例的预先计算的依频相关曲线，用于根据实施方式的环境/直接分解器的图9或图10中所指示的分析的参考曲线；

图13例示说明方块图，例示说明为了提取用于根据实施方式的环境/直接分解器的独立成分的进一步的处理；

图14例示说明对于根据实施方式的环境/直接分解器的将降混音器实施作为分析信号产生器的方块图；

图15例示说明对于根据实施方式的环境/直接分解器的用于指示图9或图10的信号分析器中的处理方法的流程图；

图16a到图16e例示说明对于根据实施方式的环境/直接分解器的不同的预先计算的依频相关曲线，其可使用作为不同数量及位置的声源（例如扬声器）的多个不同设置的参考曲线。

具体实施方式

图1例示说明根据一个实施方式的装置。该装置包括环境/直接分解器110。该环境/直接分解器110适用于分解输入信号的两个输入通道142、144，使得该至少两个输入通道142、144中的每一个被分解为环境信号组的环境信号152、154、及直接信号组的直接信号162、164。于其他实施方式中，该环境/直接分解器110适用于分解多于两个的输入通道。

此外，例示说明于图1中的实施方式的该装置包括环境修改单元120。该环境修改单元120适用于修改该环境信号组中的环境信号152，以得到修改环境信号172作为用于第一扬声器的第一输出通道。于其他实施方式中，该环境修改单元120适用于修改从该环境信号组的信号所导出的信号。举例来说，可滤波、增益修改、或去相关该环境信号组的信号，并接着将其传至该环境修改单元120当做从该环境信号组的信号所导出的信号。于进一步的实施方式中，该环境修改单元120可组合两个以上环境信号，以得到一个或多个修改环境信号。

此外，例示说明于图1中的实施方式的该装置包括组合单元130。该组合单元130适用于组合该环境信号组的环境信号152与该直接信号组的直接信号162，作为用于第二扬声器的第二输出。于其他实施方式中，该组合单元130适用于组合从该环境信号组的环境信号所导出的信号、及/或从该直接信号组的直接信号所导出的信号。举例来说，可滤波、增益修改、或去相关环境信号及/或直接信号，并且可接着将其传至组合单元130。于一种实施方式中，该组合单元可适用于借由加入该环境信号152与该直接信号164来组合该环境信号152与该直接信号164。于另一实施方式中，可通过形成该环境信号152及该直接信号162的线性组合来组合该两个信号152、162。

于图1所例示说明的实施方式中，没有修改而输出由分解该第二输出通道所产生的该环境信号154及该直接信号164，进一步作为该输出信号的输出通道。然而，于其他实施方式中，该信号154、164亦可由该修改单元120及/或该组合单元130处理。

于实施方式中，如虚线135例示说明，该修改单元120及该组合单元130可适用于彼此通信。取决于此通信，该修改单元120可取决于该组合单元130所进行的组合来修改其所接收的例如环境信号152的环境信号，且/或该组合单元130可取决于该修改单元120所进行的修改来组合其所接收的例如信号152及信号162的信号。

图1的实施方式基于以下构想，输入信号被分解为直接及环境信号部分，将可能修改的信号部分修改并输出至第一组扬声器，该输入信号的该直接信号部分及该环境信号部分的组合被输出至第二组扬声器。

藉此，例如通道的该环境信号部分的特定量可输出至特定的扬声器，同时，例如另一扬声器接收该通道的该环境信号部分的剩余量加上该直接信号部分。举例来说，该环境修改单元可通过将该环境信号152的振幅乘以0.7来增益修改该环境信号152，以产生第一输出通道。此外，该组合单元可组合该直接信号162与该环境信号部分以产生以第二输出通道，其中该环境信号部分乘以因子0.3。藉此，该修改环境信号172及该组合信号182结果为：

信号172=0.7×信号142的环境信号部分

信号182=0.3×信号142的环境信号部分+信号142的直接信号部分

因而，图1尤其基于以下构想，输入信号的所有信号部分被输出至听者，至少一个通道可仅包括输入通道的该环境信号部分的一特定量，以及另一通道可包括该输入通道的该环境信号部分的剩余部分与该输入通道的该直接信号部分的组合。

图2根据例示说明更多细节的进一步实施方式以例示说明一种装置。该装置包括环境/直接分解器210、环境修改单元220、以及组合单元230，其等具有如例示说明于图1的实施方式中的装置的对应单元的相似的功能性。该环境/直接分解器210包括第一分解单元212及第二分解单元214。该第一分解单元分解该装置的输入信号的第一输入通道242。该第一输入通道242被分解为环境信号组的第一环境信号252以及直接信号组的第一直接信号262。此外，该第二分解单元214将该输入信号的第二输入通道244分解为该环境信号组的第二环境信号254以及该直接信号组的第二直接信号264。同样地如图1中所例是说明的实施方式的装置，来处理该分解的环境及直接信号。于实施方式中，该修改单元220及该组和单元230可适用于如虚线235所例是说明地彼此通信。

图3例示说明根据进一步的实施方式来产生输出信号的装置。包括三个输入通道342、344、346的输入信号被馈入至环境/直接分解器310中。该环境/直接分解器310分解该第一输入通道342以导出环境信号组的第一环境信号352以及直接信号组的第一直接信号362。此外，该分解器将该第二输入通道344分解为该环境信号组的第二环境信号354以及该直接信号组的第二直接信号364。此外，该分解器310将该第三输入通道346分解为该环境信号组的第三环境信号356以及该直接信号组的第三直接信号366。于进一步的实施方式中，该装置的该输入信号的该输入通道的数量并不限于三个通道，但可为任何数量的输入通道，例如四个输入通道、五个输入通道、或九个输入通道。于实施方式中，该修改单元320及该组合单元330可适用于如虚线335所例是说明地彼此通信。

于图3的实施方式中，环境修改单元320修改该环境信号组的该第一环境信号352以得到第一修改环境信号372。此外，该环境修改单元320修改该环境信号组的该第二环境信号354以得到第二修改环境信号374。于进一步的实施方式中，该环境修改单元320可组合该第一环境信号352及该第二环境信号354以得到一个或多个修改环境信号。

此外，于图3的实施方式中，该直接信号组的该第一直接信号362与该环境信号组的该第一环境信号352一起馈入至组合单元330中。该直接及环境信号362、352由该组合单元330组合以得到组合信号382。于图3的实施方式中，该组合单元组合该直接信号组的该第一直接信号362与该环境信号组的该第一环境信号352。于其他实施方式中，该组合单元330可组合该直接信号组的任何其他直接信号与该环境信号组的任何其他环境信号。举例来说，该直接信号组的该第二直接信号364可与该环境信号组的该第二环境信号354组合在一起。于另一实施方式中，该直接信号组的该第二直接信号364可与该环境信号组的该第三环境信号356组合在一起。于进一步的实施方式中，该组合单元330可组合该直接信号组的多个的直接信号与该环境信号组的多个的环境信号，以得到一个或多个组合信号。

于图3的实施方式中，该第一修改环境信号372被输出作为输出信号的第一输出通道。该组合信号382被输出作为该输出信号的第二输出通道。该第二修改环境信号374被输出作为该输出信号的第三输出通道。此外，该环境信号组的该第三环境信号356及该直接信号组的该第二与第三直接信号364、366被输出作为该输出信号的第四、第五及第六输出通道。于其他实施方式中，可完全未输出该信号356、364、366中的一个或全部，而可将其等屏弃。

图4例示说明根据进一步实施方式的装置。该装置与图1所例示说明的装置不同，其中该装置更包括环境增益修改器490。该环境增益修改器490增益修改环境信号组的环境信号452，以得到将馈入至组合单元490中的增益修改环境信号492。该组合单元430组合该增益修改信号492与直接信号组的直接信号462，以得到作为该装置的输出信号的组合信号482。增益修改可为时变的。举例来说，于时间上的第一点以第一增益修改因子来增益修改信号，然而于时间上的第二点以一不同的第二增益修改因子来增益修改信号。

可通过将该环境信号452的振幅乘以小于1的因子来进行该增益修改器490中的增益修改，以降低该组合信号482中的该环境信号452的权重。此修改得以将输入信号的该环境信号部分的特定量增加至该组合信号482，同时该输入信号的剩余的环境部分可输出作为修改环境信号472。

于替代的实施方式中，该乘法因子可大于1，以增加该组合单元430所产生的该组合信号482中的该环境信号452的权重。此得以提高该环境信号部分并产生对于听者不同的声音印象。

尽管于图4中所例是说明的实施方式中，仅仅一个环境信号被馈入至该环境增益修改器490，于其他实施方式中，通过该环境增益修改器490可增益修改多于一个的环境信号。该增益修改器接着可增益修改所接收的环境信号，并且将该增益修改环境信号馈入至该组合单元430中。

于其他实施方式中，该输入信号包括馈入至该环境/直接分解器410的多于两个的通道。如此，该环境信号组于是包括多于两个的环境信号，并且该直接信号组亦包括多于两个的直接信号。相应地，多于两个的通道亦可馈入至该增益修改器490中来增益修改。举例来说，三、四、五或九个输入通道可馈入至该环境增益修改器490中。于实施方式中，该修改单元420及该组合单元430可适用于如虚线435所例示说明地彼此通信。

图5例示说明根据实施方式的环境修改单元。该环境修改单元包括去相关器522、增益修改器524、及低通滤波器526。

于图5的实施方式中，第一环境信号552、第二环境信号554、及第三环境信号556被馈入至该去相关器522。于其他实施方式中，不同数量的信号可馈入至该去相关器522中，一个环境信号或者两个、四个、五个或九个环境信号。该去相关器522消除该所输入的环境信号552、554、556中的每一个的相关性，以分别得到去相关信号562、564、566。图5的实施方式的该去相关器552可为例如格状全通滤波器或IIR（无线脉冲响应）全通滤波器的任何类型的去相关器。

该去相关信号562、564、566接着被馈入至该增益修改器524中。该增益修改器增益修改该所输入之信号562、564、566中的每一个，以分别得到增益修改信号572、574、576。该增益修改器524可适用于将该所输入的信号562、564、566乘以因子，以得到该增益修改信号。该增益修改器524中的增益修改可为时变的。举例来说，于时间上的第一点以第一增益修改因子来增益修改信号，然而于时间上不同的一第二点以一不同的第二增益修改因子来增益修改信号。

之后，该增益修改信号572、574、576被馈入至一低通滤波单元526中。该低通滤波单元526低通滤波该增益修改信号572、574、576中的每一个，以分别得到修改信号582、584、586。尽管图5的实施方式利用低通滤波单元526，其他实施方式可应用其他例如选频滤波器或均衡器的单元。

图6例示说明根据进一步实施方式的装置。该装置从具有五个输入通道的输入信号产生具有九个通道的输出信号，例如用于水平配置的扬声器的五个通道L_h、R_h、C_h、LS_h、RS_h、及用于高架扬声器的四个通道L_e、R_e、LS_e、RS_e。该输入信号的该输入通道包括左侧通道L、右侧通道R、中央通道C、左侧环绕通道LS、及右侧环绕通道RS。

该五个输入通道L、R、C、LS、RS被馈入至环境/直接分解器610中。该环境/直接分解器610将该左侧信号L分解为环境信号组的环境信号L_A及直接信号组的直接信号L_D。此外，该环境/直接分解器610将该右侧信号R分解为环境信号组的环境信号R_A及直接信号组的直接信号R_D。此外，该环境/直接分解器610将该左侧环绕信号LS分解为环境信号组的环境信号LS_A及直接信号组的直接信号LS_D。此外，该环境/直接分解器610将该右侧环绕信号RS分解为环境信号组的环境信号RS_A及直接信号组的直接信号RS_D。

该环境/直接分解器610并未修改该中央信号C。反而，于没有修改的情况下输出该信号C作为输出通道C_h。

该环境/直接分解器610将该环境信号L_A馈入至消除该环境信号L_A的相关性的第一去相关单元621。该环境/直接分解器610亦将该环境信号传递至第一增益修改器的第一增益修改单元691。该第一增益修改单元691增益修改该信号L_A并将该增益修改信号馈入至第一组合单元631中。此外，该信号L_D被通过该环境/直接分解器610馈入至该第一组合单元631中。该第一组合单元631组合该增益修改信号L_A及该直接信号L_D以得到输出通道L_h。

此外，该环境/直接分解器610将该信号R_A、LS_A及RS_A馈入至第一修改器的第二增益修改单元692、第三增益修改单元693、及第四增益修改单元694。该第二增益修改单元692、第三增益修改单元693、及第四增益修改单元694接着将该增益修改信号分别传递至第二组合单元632、第三组合单元633、及第四组合单元634。此外，该环境/直接分解器610分别将该信号R_D馈入至该组合单元632中，将该信号LS_D馈入至该组合单元633中，并且将该信号RS_D馈入至该组合单元634中。该组合单元632、633、634接着将该信号R_D、LS_D、RS_D分别与该增益修改信号R_A、LS_A、RS_A组合，以得到各别的输出通道R_h、LS_h、RS_h。

此外，该环境/直接分解器610将该信号L_A馈入至第一去相关单元621中，该环境信号L_A被于其中消除相关性。该第一去相关单元621接着将该去相关环境信号L_A传递至第二增益修改器的第五增益修改单元625中，该去相关环境信号L_A被于其中增益修改。接着，该第五增益修改单元625将该增益修改环境信号L_A传递至第一低通滤波单元635中，其中，低通滤波该增益修改环境信号，以得到作为该装置的该输出信号的输出通道的低通滤波环境信号L_e。

同样地，该环境/直接分解器610将该信号R_A、LS_A及RS_A分别传递至第二去相关单元622、第三去相关单元623、及第四去相关单元624，其均分别消除所接收的环境信号的相关性。该第二、第三及第四去相关单元622、623、624将该去相关环境信号分别传递至第二增益修改器的第六增益修改单元626、第七增益修改单元627、及第八增益修改单元628。该第六、第七及第八增益修改单元626、627、628增益修改该去相关信号，并且将该增益修改信号分别传递至第二低通滤波单元636、第三低通滤波单元637、及第四低通滤波单元638。该第二、第三及第四低通滤波单元636、637、638分别低通滤波该增益修改信号，以分别得到作为该装置的该输出信号的输出通道的低通滤波输出信号R_e、LS_e、RS_e。

于一个实施方式中，修改单元可包括该第一、第二、第三及第四去相关单元621、622、623、624、该第五、第六、第七及第八增益修改单元625、626、627、628、以及该第一、第二、第三及第四低通滤波单元635、636、637、638。联合组合单元可包括该第一、第二、第三及第四组合单元631、632、633、634。

于图6的实施方式中，该分解器610将该输入通道分解为构成该环境信号组的环境信号L_A、R_A、LS_A及RS_A，以及分解为构成该直接信号组的直接信号L_D、R_D、LS_D及RS_D。

图7例示说明根据实施方式的装置的方块图。该装置包括环境提取器710。包括五个通道L、R、C、LS、RS的输入信号被输入至环境提取器710。该环境提取器710提取通道L的环境部分作为环境通道L_A，并且将该环境通道L_A馈入至第一去相关单元721。此外，该环境提取器710提取通道R、LS、RS的环境部分作为环境通道R_A、LS_A、RS_A，并且将该环境通道R_A、LS_A、RS_A分别馈入至第二、第三及第四去相关单元722、723、724。该环境信号的处理继续于该第一、第二、第三及第四去相关单元721、722、723、724中进行，该环境信号L_A、R_A、LS_A、RS_A在其中消除相关性。该去相关环境信号接着被分别于第一、第二、第三及第四增益修改单元725、726、727、728中增益修改。之后，该增益修改环境信号被分别传递至第一、第二、第三及第四低通滤波单元729、730、731、732，其中分别低通滤波该增益修改环境信号。之后，该环境信号被分别输出作为该输出信号的第一、第二、第三及第四输出通道L_e、R_e、LS_e、RS_e。

图8例示说明扬声器配置，其中，五个扬声器810、820、830、840、850被放置于聆听环境中相对于听者的第一高度，扬声器860、870、880、890被放置于聆听环境中相对于听者的第二高度，该第二高度与该第一高度不同。

该五个扬声器810、820、830、840、850被水平地配置，例如水平地相对于听者的位置来配置。其他四个扬声器860、870、880、890为高架的，亦即其被以相对于听者的位置为高架的来配置。于其他实施方式中，该扬声器810、820、830、840、850被水平地配置，而其他四个扬声器860、870、880、890为降低的，亦即其被以相对于听者的位置为降低的来配置。于进一步的实施方式中，相对听者的位置，该扬声器中的一个或多个被水平地配置，该扬声器中的一个或多个为高架的，且该扬声器中的一个或多个为降低的。

于一个实施方式中，图6所例是说明的实施方式的装置产生包括九个输出通道的输出信号，将图6的实施方式的该五个输出通道L_h、R_h、C_h、LS_h、RS_h分别馈入至该水平配置的扬声器810、820、830、840、850中，并且将图6的实施方式的该四个输出通道L_e、R_e、LS_e、RS_e分别馈入至该高架的扬声器860、870、880、890中。

于进一步的实施方式中，图7所例示说明的实施方式的装置产生包括九个输出通道的输出信号，将图7的实施方式的该五个输出通道L、R、C、LS、RS分别馈入至该水平配置的扬声器810、820、830、840、850中，并且将图6的实施方式的该四个输出通道L_e、R_e、LS_e、RS_e分别馈入至该高架的扬声器860、870、880、890中。

于一实施方式中，提供用于产生输出信号的装置。该输出信号具有至少四个输出通道。此外，该输出信号产生自具有至少两个输入通道的输入信号。该装置包括环境提取器，其适用于从该至少两个输入通道中提取至少两个有环境信号部分的环境信号。该环境提取器适用于将具有直接与环境信号部分的该第一输入通道作为第一输出通道，馈入至第一水平配置扬声器。此外，该环境提取器适用于将具有直接与环境信号部分的该第二输入通道作为第二输出通道，馈入至第二水平配置扬声器。此外，该装置包括环境修改单元。该环境修改单元适用于修改该至少两个环境信号，以得到至少第一修改环境信号及第二修改环境信号。此外，该环境修改单元适用于将该第一修改环境信号作为第三输出通道馈入至第一高架扬声器。此外，该环境修改单元适用于将该第二修改环境信号作为第四输出通道馈入至第二高架扬声器。于进一步的实施方式中，该环境修改单元可组合第一环境信号与第二环境信号，以得到一个或多个修改环境信号。

于一个实施方式中，多个扬声器被配置于例如汽车的机动车辆中。该多个扬声器被配置为水平配置扬声器及高架扬声器。根据上述实施方式中的一个的装置被用于产生输出通道。仅包括环境信号的输出通道被馈入至该高架扬声器中。为包括环境与直接信号部分的组合信号的输出通道被馈入至该水平配置扬声器中。

于实施方式中，该高架及/或水平配置扬声器中的一个、部分或全部可为倾斜的。

其后，讨论根据实施方式的环境/直接分解器的可能配置。

适用于将具有两个通道的输入信号分解为两个环境信号与两个直接信号的各种分解器及分解方法已知于此技术中。例如：

C.AvendanoandJ.-M.Jot,“Afrequency-domainapproachtomultichannelupmix,”JournaloftheAudioEngineeringSociety,vol.52,no.7/8,pp.740-749,2004。

C.Faller,“Multiple-loudspeakerplaybackofstereosignals,”JournaloftheAudioEngineeringSociety,vol.54,no.11,pp.1051-1064,November2006。

J.UsherandJ.Benesty,“Enhancementofspatialsoundquality:Anewreverberation-extractionaudioupmixer,”IEEETransactionsonAudio,Speech,andLanguageProcessing,vol.15,no.7,pp.2141-2150,September2007。

于下文中并关于图9到图16e，呈现将具有数个输入通道的信号分解为环境与直接信号成分的环境/直接分解器。

图9例示说明环境/直接分解器，用于分解具有数量至少三个的输入通道或一般为n个输入通道的输入信号10。这些输入通道被输入至用于降混该输入信号以得到降混信号14的降混音器12，其中，该降混音器12被配置用于降混使得该降混信号14的降混通道的数量（以“m”表示）至少为两个、或者少于该输入信号10的输入通道的数量。该m个降混通道被输入至用于分析该降混信号以导出分析结果18的分析器16。该分析结果18被输入至信号处理器20，其中，该信号处理器被配置用于处理该输入信号10、或者处理由信号导出器22使用该分析结果而从该输入信号所导出的信号，其中，该信号处理器20被配置用以将该分析结果应用于该输入通道、或者应用于从该输入信号所导出的该信号24的通道，以得到分解信号26。

于图9中，当通过该信号处理器处理该导出信号而非该输入信号时，输入通道的数量为n，降混通道的数量为m，导出通道的数量为L，且输出通道的数量等于L。或者，当该信号导出器22并不存在时，那么该输入信号直接由该信号处理器处理，并且图9中以“L”表示的该分解信号26的通道的数量将等于n。因此，图9例示说明两个不同的范例。一个范例不具有该信号导出器22，且该输入信号直接适用至该信号处理器20。另一个范例为，实施该信号导出器22，且接着由该信号处理器20处理该导出信号24而非该输入信号10。该信号导出器可例如为音频通道混音器，例如用于产生更多输出通道的升混音器。于此实例中，L会大于n。于另一个实施方式中，该信号导出器可为另一个对该输入通道执行加权、延迟、或其他任何处理的音频处理，且于此实例中，该信号导出器22的L个输出通道的数量会等于输入通道的数量n。于进一步的实施方式中，该信号导出器可为减少从该输入信号至该导出信号的通道数量的降混音器。于此实施中，较佳的是该数量L仍大于降混通道的数量m。

该分析器用于分析关于感知区别成分的该降混信号。这些感知区别成分一方面可为该个别通道中的独立成分，而另一方面可为相依成分。将被分析的替代的信号成分一方面为直接成分，而另一方面为环境成分。有许多其他可被分离的成分，例如音乐成分中的语音成分、语音成分中的噪音成分、音乐成分中的噪音成分、关于低频噪音成分的高频噪音成分、于多音调信号中由不同乐器提供的成分、等等。

图10例示说明环境/直接分解器的另一观点，其中，实施该分析器用于预先计算的依频相关曲线16。因此，该环境/直接分解器28包括该分析器16，其用于以图9的上下文中所例示说明的降混音运算，来分析与该输入信号相等或与该输入信号相关的分析信号的两通道之间的相关性。由该分析器16所分析的该分析信号具有至少两个分析通道，且该分析器16被配置以使用预先计算的依频相关曲线作为判定该分析结果18的参考曲线。该信号处理器20能够以如图9的上下文中所讨论之相同的方式运作，并且被配置以处理该分析信号、或者由信号导出器22从该分析信号中所导出的信号，其中，可相似于图9的该信号导出器22的上下文中所讨论的内容来实施该信号导出器22。或者，该信号处理器可处理导出该分析信号的信号，且该信号处理使用该分析结果以得到分解信号。因此，于图10的实施方式中，该输入信号可与该分析信号相同，且于此实例中，该分析信号亦可为如图10所例示说明的具有两个通道的立体声信号。或者，该分析信号可通过例如图9的上下文所叙述的降混音的任何类型的处理方式而从输入信号中导出，或通过例如升混音的任何其他处理方式，或其他。此外，该信号处理器20可有用于将该信号处理应用至已输入至该分析器中的相同的信号，或者该信号处理器可将信号处理应用至例如图9的上下文中所指示的已导出该分析信号的信号，或者该信号处理器可将信号处理应用至已从该分析信号中例如通过升混所导出的信号，或其他。

因此，由于该分析器使用预先计算的依频相关曲线作为参考曲线来判定该分析结果的唯一的运作，对于该信号处理器存在不同的可能性且所有这些可能性为有益的。

随后，讨论进一步的实施方式。注意的是，如同图10的上下文中所讨论的，甚至会考虑双通道分析信号（没有降混）的使用。如讨论于图9及图10上下文中的可一起使用或作为个别观点的不同观点，可通过该分析器来处理降混，或者可通过该信号分析器使用预先计算的参考曲线来处理很可能并非由降混所产生的双通道信号。于此上下文中将注意的是，可将随后之实施观点的叙述应用至图9及图10中所概要地例示说明的两个观点中，甚至当仅针对一个观点而非两者来叙述某些特征时。例如，若考虑图11，变得清楚的是图11的频域特征被叙述于图9中所例示说明的观点的上下文中，但是清楚的是随后关于图11所述之时间/频率转换及逆转换亦可应用至图10中的实施，其实施不具有降混音器但具有使用预先计算的依频相关曲线的明确的分析器。

具体地，将放置该时间/频率变换器以于该分析信号输入至该分析器之后变换该分析信号，且将该频率/时间变换器放置于该信号处理器的输出端以将该处理信号变换回时域。当存在信号导出器时，该时间/频率变换器可放置于该信号导出器的输出端，使得该信号导出器、该分析器、以及该信号处理器全部运作于频域/次频带域。于此上下文中，频域及次频带基本上代表频率表征法（frequencyrepresentation）的频率中的一部分。

而且清楚的是，图9中的该分析器可以许多不同方式来实施，但此分析器于一个实施方式中亦可实施为图10中所讨论的该分析器，亦即使用预先计算的依频相关曲线作为维纳滤波（Wienerfiltering）或任何其他分析方法的替代的分析器。

于图11中，降混音程序被应用至任意的输入信号以得到双通道表征。如图11中所例是说明的，被执行于时间-频率域中的分析，并且计算与该输入信号的时间频率表示相乘的权重屏蔽（weightingmask）。

于该图中，T/F代表时间频率转换；通常为短时傅立叶变换（STFT）。iT/F代表各自的逆转换。

[x₁(n),…,x_N(n)]为时域输入信号，其中n为时间索引。[X₁(m,i),…,X_N(m,i)]代表频率分解的系数，其中m为分解时间索引，i为分解频率索引。[D₁(m,i),D₂(m,i)]为该降混信号的两个通道。

$\left(\begin{array}{c}{D}_1(m,i)\\ D_2(m,i)\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}{H}_{11}\left(i\right)& H_{12}\left(i\right)& ...& H_{1N}\left(i\right)\\ H_{21}\left(i\right)& H_{22}\left(i\right)& ...& H_{2N}\left(i\right)\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{X}_1(m,i)\\ X_2(m,i)\\ .\\ .\\ .\\ X_N(m,i)\end{array}\right)---\left(1\right)$

W(m,i)为所计算的权重。[Y₁(m,i),…,Y_N(m,i)]为每一通道的加权频率分解。H_ij(i)为可为实数值或复数值的该降混音系数，且该系数可为时间常数或时变的。因此，该降混音系数可为常数、或者例如HRTF滤波器、反射滤波器或相似滤波器的滤波器。

Y_j(m,i)=W_j(m,i)·X_j(m,i)，其中j=(1,2,....,N)(2)

于图11中，描述将相同的权重应用至所有通道的实例。

Y_j(m,i)=W(m,i)·X_j(m,i)(3)

[y₁(n),…,y_N(n)]为包括该提取信号成分的该时域输出信号。（该输入信号可具有任意数量的通道（N），其等针对任意目标的播放扬声器设置所产生。该降混音程序可包括HRTFs以得到输入耳朵的信号、听觉滤波器的仿真、等等。该降混音程序亦可于时域中实行。）

于一个实施方式中，参考相关之间的差异（整个本文中，该用词相关性（correlation）用作为通道间相似性的同义字，且因此亦可包括时间偏移的估算，该用词同调性（coherence）通常被用于时间偏移的估算。）

该用词相似性（similarity）包括相关性及同调性，其中在严谨的数学意义中，于没有额外的时间偏移的两信号之间计算相关性，而通过偏移该两信号的时间/相位来计算同调性，如此该信号具有最大相关性并接者以时间/相位偏移来计算关于频率的实际相关性。对于此文，相似性、相关性及同调性被视为表示相同意思，亦即两信号之间的相似性的定量程度，例如较高绝对值的相似性表示该两信号较为相似，而较低绝对值的相似性表示该两信号较不相似。

即使估算时间偏移，结果值可具有标记。（通常，同调性被定义为仅具有正值）如频率函数（c_ref(ω)），且计算该降混输入信号的实际相关性（c_sig(ω)）。取决于实际曲线离参考曲线的偏差，计算对于每一时间-频率砖（tile）加权因子，指示其是否包括依附或独立成分。所得到的时间-频率加权指示该独立成分，且已应用于该输入信号的每一通道以产生多通道信号（通道的数量等于输入通道的数量），该多通道信号包括可被感知为不同的或漫射的独立部分。

参考曲线可以不同方式来定义。范例为：

·用于由独立成分所构成的理想化二或三维漫射音场的理想理论参考曲线。

·以已知输入信号的参考目标扬声器设置（例如，具有方位角（±30°）的标准立体声设置、或者具有方位角（±30°、±110°）的根据ITU-RBS.775之标准五通道设置）而可达到的理想曲线。

·对于实际呈现的扬声器设置的理想曲线。（透过使用者输入可量测或得知实际位置。可假定于已知的扬声器播放独立信号来计算参考曲线。）

·可于计算参考中涵纳每一输入信号的实际的依频短时功率给出依频参考曲线（c_ref(ω)），可定义上临界值（c_hi(ω)）与下临界值（c_lo(ω)）（见图12）。该临界值曲线可与该参考曲线一致（c_ref(ω)=c_hi(ω)=c_lo(ω)），或可定义为假定的探测临界值，或者可试探地导出该临界值曲线。

若实际曲线离参考曲线的偏差是于该临界值所带来的界限内，实际的单位区段（bin）得到指示独立成分的加权。超过上临界值或低于下临界值，则单位区段被指示为相依的。此指示可为二元的或渐进的（亦即，随着软式判定功能）。尤其，若上及下临界值与参考曲线一致，则所应用之加权直接与距离参考曲线的偏差相关。

参考图11，组件符号32例示说明时间/频率变换器，其可实施为短时傅立叶变换或产生次频带信号的任何类型的滤波器组，例如QMF滤波器组。与该时间/频率变换器32的详细实施无关，对于每一入通道x_i，该时间/频率变换器的输出为对于输入信号的每一时段的频谱。因此，执行施该时间/频率变换器32以经常得到个别通道信号的输入取样数据段并且计算频率表示法，例如具有从低频延伸至高频的谱线的FFT频谱。接着，对于下一个时间数据段，执行相同的程序，使得在最后对于每一输入通道信号计算一序列的短时频谱。有关输入通道的特定输入取样数据段的特定频谱的特定频率范围称为“时间/频率砖”，且较佳地，基于这些时间/频率砖来执行分析器16中的分析。因而，作为对于一个时间/频率砖的输入，该分析器于第一频率对于第一降混音通道D₁的特定输入取样数据段接收谱值，并对于第二降混音通道D₂的相同频率及（时间上的）相同数据段接收该值。

接着，例如例示说明于图15中，该分析器16被配置以判定（80）每一次频带及时间数据段的两个输入通道之间的相关值，亦即对于时间/频率砖的相关值。接着，于关于图10或图12所例是说明的实施方式中，该分析器16对对应的次频带从该参考相关曲线中提取相关值（82）。例如，当该次频带为图12中指示为40的次频带时，步骤82产生指示-1与1之间的相关性的数值41，于是数值41则为所提取的相关值。接着，于步骤83中，使用步骤80中的所判定的相关值及步骤82中所得到之提取的相关值41的该次频带的结果，通过执行比较及随后的决定来执行或者通过计算实际差距而完成。如同先前所讨论的，该结果可为二元的结果，说明降混/分析信号中所考虑的实际的时间/频率砖具有独立成分。当实际判定的相关值（于步骤80中）等于该参考相关值或相当接近该参考相关值，将采取此决定。

然而，当判定出该判定的相关值指示较该参考相关值更高的绝对相关性，那么则判定所考虑的时间/频率砖包括相依成分。因而，当降混或分析信号的时间/频率砖的相关性指示较该参考曲线更高的绝对相关性，那么就可以说此时间/频率砖中的成分为彼此相依。然而，当所指示的相关性非常接近参考曲线，那么就可以说该成分为独立的。相依成分可接收例如1的第一加权值，而独立成分可接收例如0的第二加权值。较佳地，如图12中所例示说明的，与参考线间隔的高及低临界值用于提供较仅使用参考曲线更合适的较佳的结果。

此外，关于图12，注意的是相关性可于1与-1之间变动。具有负号的相关性额外地指示该信号之间的180°的相位移。因此，同样可应用仅延伸于0与1之间的其他相关性，其中，该相关性的负部分简单地成为正的。

计算该结果的替代方式为，实际计算方块80中所判定的相关值与方块82中所得到的截取相关值之间的距离、并接着基于该距离来判定0与1之间的度量作为加权因子。尽管图15中的第一替代方案（1）仅产生0或1的值，可能性（2）产生0与1之间的值并且于某些实施方式中为较佳的。

于图11中的该信号处理器20被例示说明为乘法器，且分析结果恰为所判定的加权因子，该加权因子被如图15中的84所例示说明的从该分析器传送至该信号处理器，并接着应用至该输入信号10的对应的时间/频率砖。举例来说，当实际考虑的频谱为连续频谱中的第20个频谱，并且当实际考虑的频率区段（frequencybin）为此第20个频谱的第5个频率区段，则该时间/频率砖可指示为(20,5)，其中第一个数字指示时间数据段的数量，第二个数字指示此频谱中的频率区段。接着，对于该时间/频率砖（20,5）的分析结果被应用至图11中的输入信号的每一通道的对应的时间/频率砖（20,5），或者当实施图9中所例示说明的信号导出器时，对于该时间/频率砖（20,5）的分析结果被应用至所导出的信号的每一通道的对应的时间/频率砖。

随后，将更详细地讨论参考曲线的计算。然而，对于本发明，如何导出参考曲线基本上并不重要。其可为任意的曲线或例如为查找表中的数值，该查找表指示降混信号D中的输入信号x_j或及图10的上下文中的分析信号的理想的或所欲的关系。下述推导为范例性的。

音场的物理漫射可由Cook等人所提出的方法（RichardK.Cook,R.V.Waterhouse,R.D.Berendt,SeymourEdelman,andJr.M.C.Thompson,“Measurementofcorrelationcoefficientsinreverberantsoundfields,”JournalOfTheAcousticalSocietyOfAmerica,vol.27,no.6,pp.1072-1077,November1955）利用位于两空间相隔点的平面波的稳态声压的相关系数(r)来评估，如下列方程式(4)所例是说明，

$r=\frac{<p_1\left(n\right)\&CenterDot;p_2\left(n\right)>}{{[<p_1^2\left(n\right)>\&CenterDot;<p_1^2\left(n\right)>]}^{\frac{1}{2}}}---\left(4\right)$

其中p₁(n)、p₂(n)为位于两点的声压度量、n为时间索引、<·>表示时间平均数。于稳态音场中，可导出下列关系：

（对于三维音场）、以及(5)

r(k,d)=J₀(kd)(对于二维音场)，(6)

其中，d为两个度量点之间的距离、为波长λ的波数。（物理参考曲线r(k,d)已可用作为c_ref以进一步处理。）

对于音场的感知漫射(perceptualdiffuseness)的量度为量测在音场中的交互相关系数（ρ）。量测ρ意谓着压力传感器（各自的耳朵）之间的距离为固定的。包括此限制，r变为角频率的频率函数ω=kc，其中c为空气中的音速。此外，由于听者的外耳壳、头部、及躯干所导致的反射、绕射、及弯曲效应，压力信号与先前所考虑的自由场信号不同。实质上为了空间听觉的这些效应由头部关连传递函数（HRTF）来叙述。考虑这些影响，于耳朵入口处所产生的压力信号为p_L(n,ω)及p_R(n,ω)。对于计算，可使用量测的HRTF数据或者可通过使用分析模型（例如，RichardO.DudaandWilliamL.Martens,“Rangedependenceoftheresponseofasphericalheadmodel,”JournalOfTheAcousticalSocietyOfAmerica,vol.104,no.5,pp.3048-3058,November1998）得到近似值。

由于人类听觉系统作用如同具有受限频率选择性之频率分析器，此外可合并此频率选择性。听觉滤波器被假定为表现像重迭带通滤波器。于下述范例说明中，使用临界频带方法以通过矩形滤波器而大致估计这些重迭频带。等效矩形带宽（ERB）可计算为中心频率函数（BrianR.GlasbergandBrianC.J.Moore,“Derivationofauditoryfiltershapesfromnotched-noisedata,”HearingResearch,vol.47,pp.103-138,1990）。考虑双耳立体声处理接着听觉滤波之后，必须计算ρ用于分隔的频率通道，产生下列依频压力信号

$p_{\hat{L}}(n,\mathrm{\&omega;})=\frac{1}{b\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{\&Integral;}_{\mathrm{\&omega;}-\frac{b\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{2}}^{\mathrm{\&omega;}+\frac{b\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{2}}{p}_L(n,\mathrm{\&omega;})\mathrm{d\&omega;}---\left(7\right)$

$p_{\hat{R}}(n,\mathrm{\&omega;})=\frac{1}{b\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{\&Integral;}_{\mathrm{\&omega;}-\frac{b\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{2}}^{\mathrm{\&omega;}+\frac{b\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{2}}{p}_R(n,\mathrm{\&omega;})\mathrm{d\&omega;},---\left(8\right)$

其中，积分界限根据实际中心频率ω由临界频带的边界所得知。该因子1/b(ω)可使用或不使用于方程式(7)及(8)中。

其中，积分界限根据实际中心频率ω由临界频带的边界所得知。该因子1/b(ω)可使用或不使用于方程式(7)及(8)中。

若该声压度量的其中一个被提前或延迟频率独立时间差，则可以估算出该信号的同调性。人类听觉系统能够利用这样时间对准的特性。通常，双耳的同调被计算出在±1ms以内。取决于可得的处理能力，可以仅使用滞后零值（lag-zerovalue）（对于低复杂性）或时间提前及延迟的同调性（若可能为高复杂性）来执行计算。整份此文件并未作出两种实例间的区别。

考虑理想的漫射音场可达到理想的行为，理想的漫射音场可理想化为由相等强度之于所有方向传播的不相关平面波所构成的波场（亦即，具有随意相位关系及均匀散布的传播方向之无限数量的传播平面波的迭加）。由扬声器所播送的信号对于位在够远的听者而言可被视为平面波。对于在扬声器上的立体声播放，此平面波的假设为通常的。因此，由扬声器所再生的合成音场组成来自有线数量的方向的作用平面波。

已知具有N个通道的输入信号，为了于扬声器位置[l₁,l₂,l₃,...,l_N].的配置上播放而再生。（于水平播放配置的情况中，l_i指示方位角。于一般情况中，l_i=(方位，高度)指示扬声器关于听者的头部的位置。若呈现于试听室中的该配置与参考配置不同，则li可替代地代表实际播放配置的扬声器位置。）以此信息，对于在独立信号馈入至每一扬声器的假设下的此配置，可计算用于漫射场模拟的双耳同调参考曲线ρ_ref。由每一时间-频率砖中的每一输入通道所贡献的该信号功率可包括在该参考曲线的计算中。于范例实施中，ρ_ref被用作为c_ref。

作为依频参考曲线或相关曲线的范例的不同参考曲线被例示说明于图16a至图16e中，为了不同数量的位在不同音源位置的音源以及如同图式中所指示之不同头部方位（IC=双耳同调性）。

随后，更详细地讨论基于参考曲线的图15的上下文中所讨论的分析结果的计算。

若降混通道的相关性等于在由所有扬声器播放独立信号的假设下所计算的参考相关性，目标为导出等于1的加权。若降混音的相关性等于+1或-1，所导出的加权应为0，指示没有独立成分出现。在这些极端的情况之间，该加权应表示独立（W=1）或完全相依（W=0）的指示之间的合理变换。

已知参考相关曲线c_ref(ω)以及在实际再生配置上播放的实际输入信号的相关性/同调性的估计（c_sig(ω)）（c_sig为降混音的各别相关同调性），可计算c_sig(ω)与c_ref(ω)的偏差。此偏差（可能包括上及下临界值）被映射至范围[0;1]，以得到应用至所有输入通道的加权（W(m,i)）以分隔独立成分。

下述范例例示说明当该临界值对应该参考曲线时的可能的映射：

来自参考c_ref的实际曲线c_sig的偏差量(标示为Δ)可由下列方程式得知。

△(ω)=|c_sig(ω)-c_ref(ω)|(9)

已知相关性/同调性位于[+1;-1]的界限之间，对于每一频率的朝向+1或-1的最有可能的偏差可由下列方程式得知。

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Delta;}}}_{+}\left(\mathrm{\&omega;}\right)=1-c_{\mathrm{ref}}\left(\mathrm{\&omega;}\right)---\left(10\right)$

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Delta;}}}_{-}\left(\mathrm{\&omega;}\right)=c_{\mathrm{ref}}\left(\mathrm{\&omega;}\right)+1---\left(11\right)$

对于每一频率的加权因此从下列方程式得到。

$W\left(\mathrm{\&omega;}\right)=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{\mathrm{\&Delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Delta;}}}_{+}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}& c_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\&omega;}\right)\&GreaterEqual;c_{\mathrm{ref}}\left(\mathrm{\&omega;}\right)\\ 1-\frac{\mathrm{\&Delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Delta;}}}_{-}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}& {\mathrm{ac}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\&omega;}\right)<c_{\mathrm{ref}}\left(\mathrm{\&omega;}\right)\end{array}\right.---\left(12\right)$

考虑频率分解的时间相依及有限的频率分辨率，该加权值被导出如下列（此处，一般情况的随时间而改变的参考曲线为已知。亦可能为时间相依参考曲线（即，c_ref(i)））：

$W(m,i)=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{\mathrm{\&Delta;}(m,i)}{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Delta;}}}_{+}(m,i)}& c_{\mathrm{sig}}(m,i)\&GreaterEqual;c_{\mathrm{ref}}(m,i)\\ 1-\frac{\mathrm{\&Delta;}(m,i)}{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Delta;}}}_{-}(m,i)}& {\mathrm{ac}}_{\mathrm{sig}}(m,i)<c_{\mathrm{ref}}(m,i)\end{array}\right.---\left(13\right)$

这样的处理可实行于频率分解中，偕同因计算复杂性而分组成感知激发次频带的频率系数，并据以得到较短的脉冲响应的滤波器。此外，可应用平顺的滤波器，并且可应用压缩函数（亦即，以所欲的方式扭曲该加权，额外采用最小及/或最大加权值）。

图13例示说明进一步的实施，其中，如例示说明使用HRTF及听觉滤波器来实施降混音器。此外，图13同时例示说明该分析器16所输出的分析结果为每一时间/频率区段的加权因子，且该信号处理器20被例示说明为用于提取独立成分的提取器。于是，该处理器20的输出再次为N个通道，但每一通道现在仅包括该独立成分而不再包括相依成分。于此实施中，该分析器将会计算该加权，致使，于图15的第一个实施中，独立成分将会得到1的加权值且相依成分将会得到0的加权值。于是，于具有相依成分的该处理器20所处理的原本N个通道中的该时间/频率砖将会被设为0。

于其他图15中的具有0和1之间的加权值的替代中，该分析器将会计算该加权，致使离该参考曲线小距离的时间/频率砖将得到高的值（较接近1），且离该参考曲线大距离的时间/频率砖将得到小的加权因子（较接近0）。于随后所例示说明的加权中，例如于图11的20，独立成分将会接着被放大，同时相依成分将会被变小。

然而，当该信号处理器20并未实施用来提取独立成分而是用来提取相依成分时，那么该加权将会被指定于相反处，致使该加权执行于图11中例示说明的乘法器20时，该独立成分变小且该相依成分被放大。因而，每一信号处理器可应用于提取信号成分，因为实际提取的信号成分的判定由实际指定的加权值来判定。

图14描述一般概念的变化。N-通道输入信号被馈入至分析信号产生器（ASG）。M-通道分析信号的产生可例如包括从该通道/扬声器至耳朵的传播模型、或其他整份此文件所表示的降混音的方法。不同成分的指示基于该分析信号。指示不同成分的屏蔽被应用至该输入信号（A提取/D提取（20a、20b））。可进一步处理该加权输入信号（A后置/D后置（70a、70b））以产生有特定性质的输出信号，其中，于此范例中，该指针“A”及“D”已被选来指示将被截取的成分可为“环境”或“直接声音”。

尽管已于装置的上下文中叙述某些观点，清楚的是这些观点亦代表对应方法的叙述，其中，方块或设备对应方法步骤或方法步骤的特征。类似地，于方法步骤的上下文中所叙述的观点亦代表对应方块或对象的叙述或者对应装置的特征。

发明的分解信号可储存于数字储存介质，或者可传递于例如无线传递介质或诸如因特网之有线传递介质的传递介质。

取决于特定实施需求，本发明的实施方式可以硬件或软件来实施。可使用具有储存于其上的电性可读控制信号的数字储存介质（例如，软式磁盘、DVD、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、或闪存）来执行本实施，该电性可读控制信号与可程序计算机系统配合（或者能够配合）以各别方法。

根据本发明的某些实施方式包括具有电性可读控制信号的非瞬时数据载体，该电性可读控制信号能够与可程序计算机系统配合，以执行于此所述的该方法中的一个。

一般，本发明的数个实施方式可实施为具有程序代码的计算机程序产品，当该计算机程序产品于计算机上运行时，程序代码可被运作以执行该方法中的一个。程序代码可例如储存于机器可读载体上。

其他实施方式包括储存于机器可读载体上的用以执行于此所述的该方法中的一个的计算机程序。

换句话说，因此，本发明方法的实施方式为具有程序代码的计算机程序，该程序代码用以于该计算机程序在计算机上运行时执行于此所述的该方法中的一个。

因此，本发明方法进一步的实施方式为数据载体（或数字储存介质、或计算机可读介质），其包括记录于其上的用以执行于此所述的该方法中的一个的计算机程序。

因此，本发明方法进一步的实施方式为数据流或序列信号，代表用以执行于此所述之该方法中的一个的该计算机程序。该数据流或该序列信号可例如配置以通过数据通信连接而转移，例如通过因特网。

进一步的实施方式包括例如计算机或可程序逻辑装置的处理工具，其配置或适用于执行于此所述的该方法中的一个。

进一步的实施方式包括计算机，具有安装于其上的用以执行于此所述的该方法中的一个的计算机程序。

于某些实施方式中，可程序逻辑装置（例如现场可程序门阵列）可使用于执行于此所述的该方法的全部或某些功能性。于某些实施方式中，为了执行于此所述的该方法中的一个，现场可程序门阵列可与微处理器配合。一般，该方法较佳地由任何硬件装置来执行。

上文所述的该实施方式对于本发明的原理仅为例示说明。可理解的是，于此所述的该配置与该细节的修改及变更对于熟此技艺者将为显而易见的。因此，其意图为，仅由未决的权利要求的范围所限制，而非由此文中实施方式的叙述及解释所呈现的特定细节所限制。

Claims (18)

1.一种用于从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有至少两个输出通道的输出信号的装置，包括：

环境/直接分解器(110；210；310；410；610)，适用于分解所述输入信号中的至少两个输入通道，使得所述至少两个输入通道中的每一个被分解为环境信号组中的环境信号以及直接信号组的直接信号；

环境修改单元(120；220；320；420)，适用于修改所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号导出的信号，以得到修改后的环境信号作为用于多个扬声器中的第一扬声器的第一输出通道；以及

组合单元(130；230；330；430)，适用于将所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号所导出的信号与所述直接信号组的直接信号或者从所述直接信号组的直接信号导出的信号进行组合，作为用于所述多个扬声器中的第二扬声器的第二输出通道，

其中，所述装置适用于将所述至少两个输入通道中的一个通道中的第一量的环境信号部分输出至所述多个扬声器中的一个扬声器，并且其中，所述装置适用于将所述至少两个输入通道中的所述一个通道中的余下量的所述环境信号部分加上所述至少两个输入通道中的所述一个通道中的所述直接信号部分输出至所述多个扬声器中的另一个扬声器。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述环境修改单元(120；220；320；420)适用于修改第一导出信号，其中，通过将所述环境信号组的环境信号滤波、增益修改、或去相关而导出所述第一导出信号；

其中，所述组合单元(130；230；330；430)适用于修改第二导出信号，其中，通过将所述环境信号组的环境信号滤波、增益修改、或去相关而导出所述第二导出信号；以及

其中，所述组合单元(130；230；330；430)适用于修改第三导出信号，其中，通过将所述直接信号组的所述直接信号滤波、增益修改、或去相关而导出所述第三导出信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述环境修改单元(120；220；320；420)适用于将所述环境信号组的第一环境信号(352)与所述环境信号组的第二环境信号(354)进行组合，以得到修改后的环境信号(372)。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括：第一环境增益修改器(490)，适用于增益修改所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号导出的信号，以得到第一增益修改环境信号；以及

其中，所述组合单元(130；230；330；430)适用于将所述第一增益修改环境信号与所述直接信号组的直接信号或者从所述直接信号组的该直接信号导出的信号进行组合，作为所述第二输出通道。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述增益修改器(490)适用于增益修改所述环境信号组的环境信号，使得在时间上的第一点以第一增益修改因子来增益修改所述环境信号，同时，在时间上不同的第二点以不同的第二增益修改因子来增益修改所述环境信号。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述环境修改单元(120；220；320；420)包括去相关器(522)，用以将所述环境信号组的第一环境信号或者从所述环境信号组的环境信号导出的信号去相关，以得到该修改后的信号作为所述第一输出通道。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述修改单元(120；220；320；420)包括：第二环境增益修改器(524)，适用于增益修改所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号导出的信号，以得到该修改信号作为所述第一输出通道。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述环境修改单元(120；220；320；420)包括滤波器单元(526)，用以滤波所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号导出的信号，以得到该修改信号作为所述第一输出通道。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述滤波器单元(526)适用于采用低通滤波器。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述组合单元(130；230；330；430)适用于形成所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号所导出的信号与所述直接信号组的直接信号或者从所述直接信号组的直接信号导出的信号的线性组合，以产生该组合信号。

11.根据权利要求1所述的装置，

其中，所述环境/直接分解器(110；210；310；410；610)适用于分解所述输入信号的至少三个输入通道；

其中，所述环境/直接分解器(110；210；310；410；610)包括降混音器(12)、分析器(16)、以及信号处理器(20)，

其中，所述降混音器(12)适用于降混所述输入信号以得到降混信号，其中，所述降混音器(12)被配置用于降混使得所述降混信号的降混通道的数量至少为两个、并且少于所述输入通道的数量；

其中，所述分析器(16)适用于分析所述降混信号以导出分析结果；以及

其中，所述信号处理器(20)适用于使用所述分析结果来处理所述输入信号或从所述输入信号导出的信号、或者导出所述输入信号的信号，其中，所述信号处理器(20)被配置用以将所述分析结果应用于所述输入信号的所述输入通道或者从所述输入信号导出的所述信号的通道，以得到该分解后的信号。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括用以将所述输入通道变换为通道频率表征的时序的时间/频率变换器(32)，每一输入通道频率表示具有多个次频带，或者其中，所述降混音器(12)包括用以变换所述降混信号的时间/频率变换器(32)，

其中，所述分析器(16)被配置用于对个别的次频带产生分析结果；以及

其中，所述信号处理器(20)被配置为用于将所述个别的分析结果应用至所述输入信号或从所述输入信号导出的所述信号的对应的次频带。

13.根据权利要求11所述的装置，

其中，所述分析器(16)被配置为产生作为所述分析结果的加权因子(W(m,i))，以及

其中，所述信号处理器(20)被配置为通过以所述加权因子加权而将所述加权因子应用至所述输入信号或从所述输入信号导出的所述信号。

14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述分析器(16)被配置用于使用预先储存的依频参考曲线，该依频参考曲线指示由预先得知的参考信号可产生的两个信号之间的相似性。

15.一种用于从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有至少两个输出通道的输出信号的方法，包括下列步骤：

分解所述输入信号的至少两个输入通道，使得所述至少两个输入通道中的每一个被分解为环境信号组的环境信号及直接信号组的直接信号；

修改所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号导出的信号，以得到修改环境信号作为第一输出通道；

将所述环境信号组的环境信号或者从所述环境信号组的环境信号导出的信号与所述直接信号组的直接信号或者从所述直接信号组的直接信号导出的信号进行组合，作为第二输出通道，

其中，所述至少两个输入通道中的一个通道中的第一量的环境信号部分被输出至多个扬声器中的一个扬声器，并且其中，所述至少两个输入通道中的所述一个通道中的余下量的所述环境信号部分加上所述至少两个输入通道中的所述一个通道中的所述直接信号部分被输出至所述多个扬声器中的另一个扬声器。

16.一种用于从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有至少四个输出通道的输出信号的装置，包括：

环境提取器(710)，适用于从所述至少两个输入通道提取至少两个带有环境信号部分的环境信号，

环境修改单元(120；220；320；420)，适用于修改所述至少两个环境信号，以得到至少第一修改环境信号及第二修改环境信号，

至少四个喇叭，其中，所述至少四个喇叭中的两个喇叭被放置于聆听环境中相对于听者的第一高度，其中，所述至少四个喇叭中的另外的两个喇叭被放置于聆听环境中相对于听者的第二高度，所述第二高度与所述第一高度不同，

其中，所述环境修改单元适用于将所述第一修改环境信号当作第三输出通道以馈入至所述另外的两个喇叭中的第一喇叭，且其中，所述环境修改单元适用于将所述第二修改环境信号当作第四输出通道以馈入至所述另外的两个喇叭中的第二喇叭，并且其中，用以产生输出信号的所述装置适用于将带有直接与环境信号部分的第一输入通道当作第一输出通道，以馈入至第一水平配置喇叭，并且其中，所述环境提取器适用于将带有直接与环境信号部分的第二输入通道当作第二输出通道，以馈入第二水平配置喇叭。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述环境修改单元被配置为将非直接信号部分馈入至所述另外的两个喇叭，或者除了所述环境信号部分之外，仅将关于馈入至所述两个喇叭的所述直接信号部分为减弱的直接信号部分馈入至所述另外的两个喇叭。

18.一种用于从具有至少两个输入通道的输入信号产生具有用于至少四个喇叭的至少四个输出通道的输出信号的方法，其中，所述至少四个喇叭中的两个喇叭被放置于聆听环境中相对于听者的第一高度，其中，所述至少四个喇叭中的另外的两个喇叭被放置于聆听环境中相对于听者的第二高度，所述第二高度与所述第一高度不同，该方法包括下列步骤：

从所述至少两个输入通道提取至少两个带有环境信号部分的环境信号，

修改所述至少两个环境信号，以得到用于至少四个喇叭的至少第一修改环境信号及第二修改环境信号，

将所述第一修改环境信号当作第三输出通道以馈入至所述另外的两个喇叭中的第一喇叭，

将所述第二修改环境信号当作第四输出通道以馈入至所述另外的两个喇叭中的第二喇叭，

将带有直接与环境信号部分的第一输入通道当作第一输出通道以馈入至第一水平配置喇叭，以及

将带有直接与环境信号部分的第二输入通道当作第二输出通道以馈入至第二水平配置喇叭。