CN105532018A - 用于方位相依处理的音频处理器 - Google Patents

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Abstract

一种音频处理器(10)包括输入接口、检测器接口(32)、混合器(22)及输出接口。输入接口接收至少两个输入音频声道(121，122)，每个输入音频声道(121，122)与至少一个扬声器轴(16)上的至少两个扬声器(261，262)的预定重现位置相关联。检测器接口(32)接收位置信号(18)，位置信号指示至少两个扬声器(261，262)相对于收听者(28)的耳轴(20)的位置信息，其中耳轴(20)及至少一个扬声器轴(16)彼此具有大于0°且小于180°的角度(36)。混合器(22)根据位置信号(18)混合至少两个输入音频声道(121，122)以获得至少两个输出声道(141，142)，使得对于耳轴(20)与扬声器轴(16)之间的第一角度(36)的第一输出声道(141)中的第二输入音频声道(122)的部分大于对于耳轴(20)与扬声器轴(16)之间的第二角度(36)的第一输出声道(141)中的第二输入音频声道(122)的部分，其中第一角度(36)大于第二角度(36)。另外，对于第一角度(36)的第二输出声道(142)中的第一输入音频声道(121)的部分大于对于第二角度(36)的第二输出声道(142)中的第一输入音频声道(121)的部分，其中第一角度(36)大于第二角度(36)。输出接口将至少两个输出声道(141，142)输出至至少两个扬声器。

Description

用于方位相依处理的音频处理器
技术领域
本发明涉及音频处理器及用于音频处理的方法。此外，本发明涉及包含这种音频处理器的电子装置。
背景技术
在相关技术中，已知音频处理器用于，例如，从输入信号产生输出信号，其中输出信号中的至少一个可与扬声器的预定重现位置相关联。这种输出信号可应用至音频设备的固定安装的扬声器。根据扬声器的预定位置或收听者的预定主要位置而在房间中定位这种音频设备的扬声器。
对于电子装置，例如平板电脑或移动电话，扬声器也可以具有预定重现位置。当移动装置或收听者相对于彼此改变位置时，扬声器的重现位置相关于收听者而言可为错误的。在相关技术中，已知用于互换扬声器信号的切换器。切换器将对于特定扬声器位置为确定的信号切换至接近于预定位置的扬声器，例如当扬声器的位置必须以180°改变时，将用于左扬声器的信号切换至应用于右扬声器的信号且将用于右扬声器的信号切换至应用于左扬声器的信号。
切换器仅可在两种条件之间切换。另外，通过从扬声器的一个位置至另一位置的切换操作，收听者的声音印象受到不利影响。
发明内容
本发明的目标在于提供一种音频处理器，该音频处理器可提供音频信号至扬声器，其中用于预定扬声器位置的扬声器信号相关于收听者获得精细调整，其中同时考虑降低由于切换过程而引起的声音印象的不利影响。本发明的另一目标在于提供一种使用这种音频处理器的电子装置。
所述目标由独立权利要求的主题实现。
根据本发明的一个实施例，一种音频处理器包括输入接口、检测器接口、混合器及输出接口。所述输入接口接收至少两个输入音频声道，每个输入音频声道与至少一个扬声器轴上的至少两个扬声器的预定重现位置相关联。所述检测器接口接收位置信号，所述位置信号指示所述至少两个扬声器相对于收听者的耳轴的位置信息，其中所述耳轴及所述至少一个扬声器轴彼此具有角度，所述角度大于0°且小于180°。所述混合器根据所述位置信号混合所述至少两个输入音频声道以获得至少两个输出声道，使得对于所述耳轴与所述扬声器轴之间的第一角度的所述第一输出声道中的所述第二输入音频声道的部分大于对于所述耳轴与所述扬声器轴之间的第二角度的所述第一输出声道中的所述第二输入音频声道的部分，其中所述第一角度大于所述第二角度。另外，对于所述第一角度的所述第二输出声道中的所述第一输入音频声道的部分大于对于所述第二角度的所述第二输出声道中的所述第一输入音频声道的部分，其中所述第一角度大于所述第二角度。所述输出接口将所述至少两个输出声道输出至所述至少两个扬声器。另外，对于第一角度的所述第一输出声道中的所述第一输入音频声道的部分也可以小于对于第二角度的所述第一输出声道中的所述第一输入音频声道的部分，其中所述第一角度大于所述第二角度。另外，对于第一角度的所述第二输出声道中的所述第二输入音频声道的部分可以小于对于第二角度的所述第二输出声道中的所述第二输入音频声道的部分，其中所述第一角度大于所述第二角度。所述输出接口将所述至少两个输出声道输出至所述至少两个扬声器。
所述音频处理器接收位置信号，所述位置信号指示扬声器相对于收听者的耳轴的位置信息。所述混合器可对于每个输入音频信号，混合用于扬声器中的每个的输出声道，根据此位置信号所述每个输入音频信号被设计用于扬声器的预定重现位置。所述位置信号可通过检测器产生，使得可自动收集收听者相关于扬声器的位置，且音频处理器可补偿扬声器的预定重现位置与扬声器的实际位置相关于收听者的耳轴之间的差。相较于仅可在扬声器之间切换的切换器，混合器能够将输入音频信号更平滑地混合至输出声道。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，输入接口被配置为接收左声道作为第一输入音频声道，且接收右声道作为第二输入音频声道。第一输出声道中的左声道的部分大于右声道的部分，其中所述角度在0°与90°之间；且第二输出声道中的右声道的部分大于左声道的部分，其中所述角度在0°与90°之间。另外，第一输出声道中的右声道的所述部分大于左声道的所述部分，其中所述角度在90°与180°之间；且第二输出声道中的左声道的所述部分大于右声道的所述部分，其中所述角度在90°与180°之间。对于0°与90°之间的角度，通过左声道的主要部分至第一输出声道的分配及右声道的主要部分至第二输出声道的分配，相对于收听者，可将第一输出声道应用至左侧的扬声器上，并且可将第二输出声道应用至右侧的扬声器上。当所述角度在90°与180°之间时，右声道的主要部分被分配至第一输出声道，且左声道的所述主要部分被分配至第二输出声道。因而，对于收听者来说，可将第一输出声道应用至右侧上的扬声器，且可将第二输出声道应用至左侧上的扬声器，使得扬声器的预定位置与扬声器的实际位置一致。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，输入接口被配置为接收左上声道作为第三输入音频声道，且接收右上声道作为第四输入音频声道。第一输出声道中的左上声道的部分大于右声道的所述部分，其中角度在0°与90°之间；且第二输出声道中的右声道的所述部分大于左上声道的所述部分，其中角度在0°与90°之间。另外，第一输出声道中的右上声道的部分大于左声道的所述部分，其中角度在90°与180°之间；且第二输出声道中的左声道的所述部分大于右上声道的所述部分，其中角度在90°与180°之间。当角度在0°与90°之间时，第一输出声道接近左上声道的预定重现位置，且第二输出声道接近右声道的预定重现位置，因此为了达到改良的声音印象，左上声道应当被应用至第一输出声道，且右声道应当被应用至第二输出声道。另外，第一输出声道进一步远离右声道的预定重现位置，且第二输出声道进一步远离左上声道的预定重现位置。因此，为了达到改良的声音印象，右声道不应当被应用至第一输出声道，且左上声道不应当被应用至第二输出声道。当角度在90°与180°之间时，第一输出声道接近右上声道的预定重现位置，且第二输出声道接近左声道的预定重现位置，因此为了达到改良的声音印象，右上声道应当被应用至第一输出声道，且左声道应当被应用至第二输出声道。另外，第一输出声道进一步远离左声道的预定重现位置，且第二输出声道进一步远离右上声道的预定重现位置，且因此为了达到改良的声音印象，左声道不应当被应用至第一输出声道，且右上声道不应当被应用至第二输出声道。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，输入接口被配置为接收上声道。第一输出声道中的上声道的部分大于右声道的所述部分，其中所述角度在0°与90°之间；且第二输出声道中的右声道的所述部分大于上声道的所述部分，其中所述角度在0°与90°之间。另外，第一输出声道中的上声道的所述部分大于左声道的所述部分，其中所述角度在90°与180°之间；且第二输出声道中的左声道的所述部分大于上声道的所述部分，其中所述角度在90°与180°之间。当角度在0°与90°之间时，第一输出声道接近上声道的预定重现位置，且第二输出声道接近右声道的预定重现位置。因此，为达到收听者的改良的声音印象，上声道的较大部分可应用至第一输出声道，且右声道的较大部分可应用至第二输出声道。另外，在此角度范围内，上声道及右声道可不应用或仅稀疏地被应用至相对的输出声道。另外，对于90°与180°之间的角度，第一输出声道仍接近上声道的预定重现位置，且第二输出声道接近左声道的预定重现位置。因此，为达到收听者的改良的声音印象，上声道的较大部分可应用至第一输出声道，且左声道的较大部分可应用至第二输出声道。另外，在此角度范围内，上声道及左声道可不应用或仅稀疏地应用至相对的输出声道。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，输入接口被配置为接收左声道作为第一输入音频声道，接收右声道作为第二输入音频声道，接收左上声道作为第三输入音频声道，且接收右上声道作为第四输入音频声道。混合器被配置为对于等于90°的角度产生第一输出声道及第二输出声道。第一输出声道总计包括来自第三输入音频声道的多于30％的部分及来自第四输入音频声道的多于30％的部分。第二输出声道总计包括来自第一输入音频声道的多于30％的部分及来自第二输入音频声道的多于30％的部分。所述的输入音频声道的部分至输出声道的分配通过具有四个输入音频声道的装置，相对于收听者的耳轴，改进收听者的声音印象。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，输入接口被配置为接收左声道作为第一输入音频声道，接收右声道作为第二输入音频声道，且接收上声道作为，例如，第五输入音频声道。混合器被配置为对于等于90°的角度产生包括第五输入音频声道的第一输出声道以及包括第一输入音频声道及第二输入音频声道的组合的第二输出声道。所述的输入音频声道的部分至输出音频声道的分配通过具有三个输入音频声道的装置，相对于收听者的耳轴，改进收听者的声音印象。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，混合器被配置为使得第一输出声道中的第二输入声道的所述部分或第二输出声道中的第一输入声道的所述部分或第一输出声道中的第一输入声道的所述部分或第二输出声道中的第二输入声道的所述部分相关于对应的其他部分被延迟。通过延迟，可补偿扬声器的平行于耳轴的移位。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，混合器包含具有可变矩阵元素的矩阵处理器，其中基于位置信号调适所述可变矩阵元素。矩阵处理器使音频处理器的编码及通过处理器进行的输出声道的产生变得容易。根据输入音频声道及输出声道的数目，具有不同数目的列及不同数目的行的矩阵是可实现的。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，矩阵处理器被配置为使用复数矩阵元素。通过复数矩阵元素，可实现音频信号的时间移位，使得扬声器可平行于收听者的耳轴而移位，其中收听者的扬声器声音的信号传播延迟时间可以被补偿。
在所述音频处理器的一个优选实施例中，混合器包括第一加法器及第二加法器。第一加法器将第一处理的第一输入音频声道及第三处理的第二输入音频声道相加，且第二加法器将第二处理的第一输入音频声道及第四处理的第二输入音频声道相加。第一处理的第一输入音频声道使用具有第一增益值的第一处理器来处理。第二处理的第一输入音频声道使用具有第二增益值的第二处理器来处理。第三处理的第二输入音频声道使用具有第三增益值的第三处理器来处理。第四处理的第二输入音频声道使用具有第四增益值的第四处理器来处理。第一增益值及第四增益值在45°与135°之间减小，且第二增益值及第三增益值在45°与135°之间增加。第一加法器及第二加法器使得混合器能够将多个输入音频声道增加至一个输出声道。输入音频声道可包括增益值。具有增益值的混合输入音频声道可作为输出声道应用至扬声器。
此外，提供一种电子装置。所述电子装置包括如上所述的音频处理器，至少两个扬声器及检测器，所述检测器用于检测所述至少两个扬声器相对于收听者的耳轴的位置信息且用于产生耦合至检测器接口的位置信号。
另外，描述一种用于音频处理的方法。所述方法包括：
-接收至少两个输入音频声道，每个输入音频声道与至少一个扬声器轴上的至少两个扬声器的预定重现位置相关联；
-接收位置信号，所述位置信号指示所述至少两个扬声器相对于收听者的耳轴的位置信息，其中所述耳轴及所述至少一个扬声器轴彼此具有角度，所述角度大于0°且小于180°；
-根据所述位置信号混合所述至少两个输入音频声道以获得至少两个输出声道，使得对于第一角度的第一输出声道中的第二输入音频声道的部分大于对于第二角度的所述第一输出声道中的所述第二输入音频声道的部分，其中所述第一角度大于所述第二角度，或者对于所述第一角度的所述第二输出声道中的所述第一输入音频声道的部分大于对于所述第二角度的所述第二输出声道中的所述第一输入音频声道的部分，其中所述第一角度大于所述第二角度；以及
-将所述至少两个输出声道输出至所述至少两个扬声器。
此外，提出一种计算机程序，所述计算机程序具有程序代码，当所述计算机程序在计算机或处理器上执行时用于实现上述方法中的一个。
附图说明
在下文中，本发明的实施例参考附图进行了更详细地描述，其中：
图1示出具有两个输入音频声道及两个输出声道的音频处理器的图解；
图2示出具有电子装置的收听者；
图3a示出扬声器轴的图解；
图3b示出具有用于四个处理器的四个增益值的线图的示例；
图3c示出具有用于四个处理器的四个增益值的线图的另一示例；
图4示出根据另一实施例的音频处理器的图解；
图5a示出包括第一扬声器及第二扬声器的电子装置；
图5b示出相关于收听者的耳轴具有90°旋转的扬声器轴的平板电脑；
图6a示出扬声器轴的图解；
图6b示出具有用于如图4中所示的实施例的增益值的线图的第一示例；
图6c示出具有用于如图4中所示的实施例的增益值的线图的第二示例；
图7示出根据另一实施例的音频处理器的图解；
图8a示出扬声器轴的图解；
图8b示出具有用于如图7中所示的实施例的增益值的线图的第一示例；
图8c示出具有用于如图7中所示的实施例的增益值的线图的第二示例；
图9示出具有平行于收听者的耳轴的扬声器轴的电子装置；
图10示出第一信号及放大的信号。
具体实施方式
以下描述中通过相同或等同附图标记来表示相同或等同元件或具有相同或等同功能的元件。
图1示出根据实施例的音频处理器的图解。音频处理器可包括用于接收至少两个输入音频声道121、122的输入接口。输入接口可包括额外装置与音频处理器10之间的至少一个连接点。额外装置可以为声音存储装置，例如，具有音频输出接口的硬碟片，或声音产生装置，例如具有音频输出接口的调音器或麦克风。额外装置的音频输出接口可与输入音频声道121、122连接，并且可以应用声音信号，例如音乐、语音或其他噪声，至输入接口。
输入音频声道121、122中的每个与至少一个扬声器轴上的至少两个扬声器的预定重现位置相关联。扬声器的预定重现位置可描述扬声器相对于收听者的位置。输入接口可以，例如被配置为接收左声道L作为第一输入音频声道121，且接收右声道R作为第二输入音频声道122。扬声器轴16描述，例如可接收相对音频信号(例如右扬声器信号及左扬声器信号)的两个扬声器之间的最短连接。扬声器轴16可以直线地或成直角地(rectangularly)行进穿过电子装置。
另外，音频处理器包括用于接收位置信号18的检测器接口32。检测器接口32可包括检测器40与音频处理器10之间的至少一个连接点。检测器40可产生位置信号18。随后将参考图2解释位置信号18。检测器40可以为，例如，绝对位置转换器，例如使用摄影机确定收听者的位置的系统，例如头部追踪系统。检测器40或检测器接口32也可以例如与电子装置的监视器耦合，并且可以根据监视器切换信号而改变位置信号18。
此外，音频处理器10包括混合器22，混合器22用于根据位置信号18混合至少两个输入音频声道121、122以获得至少两个输出声道141、142。混合器可耦合输入音频声道121、122与输出声道141、142，其中每个耦合包括处理器341、342、343、344。在如图1所示的混合器中，第一处理器341连接在第一输入音频声道121与第一输出声道141之间。第二处理器342连接于第一输入音频声道121与第二输出声道142之间。第三处理器343连接于第二输入音频声道122与第一输出声道141之间。第四处理器344连接于第二输入音频声道122与第二输出声道142之间。
输入音频声道121、122可使用处理器341、342、343、344的增益值K1、K2、K3、K4被放大，使得处理的输入音频声道为对应的输入音频声道121、122的一部分。
第一加法器241及第二加法器242可连接于处理器341、342、343、344与输出声道141、142之间。加法器241、242中的每一个将至少两个处理的输入声道相加，其中每个处理的输入声道使用处理器341、342、343、344来处理，其中处理器341、342、343、344使用增益值K1、K2、K3、K4来处理输入音频声道121、122、123、124。
第一加法器241将处理的第一输入音频声道121及处理的第二输入音频声道122相加，且分别产生第一输出声道141或产生应用至第一输出声道141的信号。第二加法器242将处理的第一输入音频声道121及处理的第二输入音频声道122相加，且分别产生第二输出声道142或产生应用至第二输出声道142的信号。
混合器22包括第一加法器241及第二加法器242。第一加法器241将第一处理的第一输入音频声道121及第三处理的第二输入音频声道122相加。第二加法器242将第二处理的第一输入音频声道122及第四处理的第二输入音频声道122相加。第一处理的第一输入音频声道121使用具有第一增益值K1的第一处理器341来处理。第二处理的第一输入音频声道121使用具有第二增益值K2的第二处理器342来处理。第三处理的第二输入音频声道122使用具有第三增益值K3的第三处理器343来处理。第四处理的第二输入音频声道122使用具有第四增益值K4的第四处理器344来处理。第一增益值K1及第四增益值K4随着角度的增加而减小，优选地对于0°与180°之间的角度且更优选地对于45°与135°之间的角度；且第二增益值K2及第三增益值K3随着角度的增加而增加，优选地对于0°与180°之间的角度且更优选地对于45°与135°之间的角度。
处理器341、342、343、344用于处理输入音频声道的增益值K1、K2、K3、K4对于处理器341、342、343、344中的每一个可不同且根据应用至处理器341、342、343、344的位置信号18而变化。增益值可适于位置信号18且可为0与1之间的数。如果值接近0，则输入音频声道的部分几乎不包括在输出声道中。如果增益值接近1，则输入音频声道的部分几乎完全包括于输出声道中。
来自所处理器，例如来自与第一加法器241连接的处理器341、342的相加的增益值K1、K2的和可以独立于位置信号18而为恒定的。来自与第二加法器242连接的处理器343、344的相加的增益值的和也可独立于位置信号18而为恒定的。如果增益值K1、K2、K3、K4在0与1之间，则来自与第一加法器241或第二加法器242连接的处理器341、342、343、344的相加的增益值K1、K2、K3、K4的和可为1。例如，处理器341、343连接至第一加法器241，第一增益值K1为0.2且第三增益值K3为0.8，使得第一加法器241处的第一增益值K1及第三增益值K3的和为1。
增益值可由实数或由复数表示。复数增益值能够使所述混合器22延迟输入音频声道。在本发明的实施例中，如果增益值在0与1之间，则增益值可以不为自然数，自然数0及1表示来自0°和180°的角度。随后将参考图2解释角度。
混合器22可包括具有可变矩阵元素的矩阵处理器，其中可变矩阵元素基于位置信号18被调适。可变矩阵元素可等于增益值K1、K2、K3、K4。矩阵处理器使音频处理器10的编码及通过处理器341、342、343、344进行的输出声道141、142的产生变得容易。根据输入音频声道121、122及输出声道141、142的数目，具有不同数目的列及不同数目的行的矩阵是可实现的。例如，具有四行及两列的矩阵元素可用于具有四个输入音频声道121至124及两个输出声道141、142的矩阵处理器。矩阵处理器也可以被配置为使用复数矩阵元素。
另外，处理器包括输出接口，输出接口用于将至少两个输出声道141、142输出至至少两个扬声器。输出接口可包括音频处理器10与扬声器之间的至少一个连接点。
图2示出具有电子装置30的收听者28。电子装置可为，例如移动电话(智能手机)或平板电脑。电子装置也可为如电视、计算机或Hi-Fi系统的装置，其可以例如单独放在房间中或安装于墙壁上。电子装置30可包括音频处理器10的实施例，至少两个扬声器及检测器40，检测器40用于检测至少两个扬声器261、262相关于收听者28的耳轴20的位置信息且用于产生耦合至检测器接口32的位置信号18。图2中所示的电子装置30包括第一扬声器261及第二扬声器262。第一扬声器261及第二扬声器262布置在电子装置30上。第一扬声器261与第二扬声器262之间的最短距离表示扬声器轴16。收听者28的双耳之间的线表示耳轴20。扬声器轴16及耳轴20包括角度36。扬声器轴16及耳轴20彼此可具有任意角度36。如果角度为0°或180°，则扬声器轴16及耳轴20彼此平行。如果角度为0°，则对于收听者28的观察方向，左扬声器可定位于电子装置30的左侧上，且右扬声器可定位于电子装置30的右侧上。如果角度为180°，则对于收听者28的观察方向，左扬声器可定位于电子装置30的右侧上，且右扬声器可定位于电子装置30的左侧上。
位置信号18指示至少两个扬声器261、262相关于收听者28的耳轴的位置信息，其中耳轴20及至少一个扬声器轴16彼此具有大于0°且小于180°的角度36。
图3a示出扬声器轴的图解。第一扬声器可配置在位置1上，且第二扬声器可配置在位置2上。四个图形表示扬声器轴的四个方位。图形均标注有扬声器轴与耳轴之间的角度。
输入接口可被配置为接收左声道L作为第一输入音频声道121，且接收右声道R作为第二输入音频声道122。第一输出声道141中的左声道L的部分可大于右声道R的部分，其中角度在0°与90°之间或角度在270°与360°之间。第二输出声道142中的右声道R的部分可大于左声道L的部分，其中角度在0°与90°之间或角度在270°与360°之间。第一输出声道141中的右声道R的部分可大于左声道L的部分，其中角度在90°与180°之间或角度在180°与270°之间。第二输出声道142中的左声道L的部分可大于右声道R的部分，其中角度在90°与180°之间或角度在180°与270°之间。
图3b示出具有用于例如如图1中所示的实施例的四个处理器的四个增益值K1至K4的线图的示例。增益值K2及K3在0°与180°之间以线性方式自0增加至1，且在180°与360°之间以线性方式自1减小至0。增益值K1及K4在0°与180°之间以线性方式自1减小至0，且在180°与360°之间以线性方式自0增加至1。
图3c示出具有用于例如如图1中所示的实施例的四个处理器的四个增益值K1至K4的线图的另一示例。增益值K2及K3示出自0°处的0开始、于180°处增加至1且于360°处减小至0的近似余弦函数。增益值K1及K4示出自0°处的1开始、于180°处减小至0且于360°处增加至1的近似余弦函数。
通常，对于耳轴与扬声器轴之间的第一角度比耳轴与扬声器轴之间的第二角度大，对于第一角度的第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分大于对于第二角度的第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分。
对于90°与180°之间或180°与270°之间的角度36，第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分可大于第一输出声道141中的第一输入音频声道121的部分。
对于0°与180°之间的角度36，第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分可增加，且第一输出声道141中的第一输入音频声道121的部分可减小。
通常，对于第一角度比第二角度大，对于第一角度的第二输出声道142中的第一输入音频声道121的部分大于对于第二角度的第二输出声道142中的第一输入音频声道121的部分。
对于90°与180°之间或180°与270°之间时的角度36，第二输出声道142中的第一输入音频声道121的部分可大于第二输出声道142中的第二输入音频声道122的部分。
对于0°与180°之间的角度，第二输出声道142中的第一输入音频声道121的部分可增加，且第二输出声道142中的第二输入音频声道122的部分可减小。
图4示出根据另一实施例的音频处理器的图解。音频处理器可包括用于接收四个输入音频声道121、122、123、124的输入接口。输入接口可例如被配置为接收左声道L作为第一输入音频声道121且接收右声道R作为第二输入音频声道122，并且进一步接收左上声道HL作为第三输入音频声道123且接收右上声道HR作为第四输入音频声道124。本实施例中的混合器包括四个输入音频声道121、122、123、124，且根据位置信号18产生两个输出声道141、142。
混合器可耦合输入音频声道121、122、123、124与输出声道141、142，其中每个耦合包括处理器341、342、343、344、345、346、347、348。在如图4中所示的混合器中，第一处理器341连接于第一输入音频声道121与第一输出声道141之间。第二处理器342连接于第一输入音频声道121与第二输出声道142之间。第三处理器343连接于第二输入音频声道122与第一输出声道141之间。第四处理器344连接于第二输入音频声道122与第二输出声道142之间。第五处理器345连接于第三输入音频声道123与第一输出声道141之间。第六处理器346连接于第三输入音频声道123与第二输出声道142之间。第七处理器347连接于第四输入音频声道124与第一输出声道141之间。第八处理器348连接于第四输入音频声道124与第二输出声道142之间。
第一加法器241可连接于处理器341、343、345、347与第一输出声道141之间。第二加法器242可连接于处理器342、344、346、348与第二输出声道142之间。每个处理器341、342、343、344、345、346、347、348使用增益值K1至K8来处理输入音频声道121、122、123、124。
第一加法器241将第一处理的第一输入音频声道121、第三处理的第二输入音频声道122、第五处理的第三输入音频声道123及第七处理的第四输入音频声道124相加。第二加法器242将第二处理的第一输入音频声道121、第四处理的第二输入音频声道122、第六处理的第三输入音频声道123及第八处理的第四输入音频声道124相加。第一处理的第一输入音频声道121使用具有第一增益值K1的第一处理器341来处理。第二处理的第一输入音频声道121使用具有第二增益值K2的第二处理器342来处理。第三处理的第二输入音频声道122使用具有第三增益值K3的第三处理器343来处理。第四处理的第二输入音频声道122使用具有第四增益值K4的第四处理器344来处理。第五处理的第三输入音频声道123使用具有第五增益值K5的第五处理器345来处理。第六处理的第三输入音频声道123使用具有第六增益值K6的第六处理器346来处理。第七处理的第四输入音频声道124使用具有第七增益值K7的第七处理器347来处理。第八处理的第四输入音频声道124使用具有第八增益值K8的第八处理器348来处理。
图5a示出一种电子装置30，例如平板电脑，可包括第一扬声器261及第二扬声器262。扬声器261、262在扬声器轴上配置于电子装置30的左侧及右侧上。第一扬声器261位于电子装置的左侧上，且第二扬声器262位于电子装置的右侧上。输入接口被配置为接收左声道L作为第一输入音频声道121，接收右声道R作为第二输入音频声道122，接收左上声道HL作为第三输入音频声道123且接收右上声道HR作为第四输入音频声道124。
在图5a的实施例中，第一输出声道中的第一输入音频声道121及第三输入音频声道123的部分大于第二输入音频声道122及第四输入音频声道124的部分。第一输出声道141可应用至第一扬声器261。另外，第二输出声道142中的第二输入音频声道122及第四输入音频声道124的部分大于第一输入音频声道121及第三输入音频声道123的部分。第二输出声道142可应用至第二扬声器262。
图5b示出相关于收听者的耳轴具有90°旋转的扬声器轴的平板电脑。扬声器261、262在一个扬声器轴上配置于电子装置30的上侧及下侧上。第一扬声器261位于电子装置30的上侧上，且第二扬声器262位于电子装置30的下侧上。在图5b的方向上，第一输出声道141中的第三输入音频声道123及第四输入音频声道124的部分大于第一输入音频声道121及第二输入音频声道122的部分。第一输出声道121被应用至第一扬声器261。另外，第二输出声道142中的第一输入音频声道121及第二输入音频声道122的部分大于第三输入音频声道123及第四输入音频声道124的部分。第二输出声道142被应用至第二扬声器262。
图6a示出扬声器轴的图解。第一扬声器可配置在位置1上，且第二扬声器可配置在位置2上。八个图形表示扬声器轴的八个方位。图形被标记有扬声器轴与耳轴之间的角度。
输入接口被配置为接收左声道L作为第一输入音频声道121，接收右声道R作为第二输入音频声道122，接收左上声道HL作为第三输入音频声道123且接收右上声道HR作为第四输入音频声道124。
图6b示出具有用于如图4中所示的实施例的增益值的线图的第一示例。图6c示出具有用于如图4中所示的实施例的增益值的线图的第二示例。线图的两个示例都包括用于八个处理器的八个增益值K1至K8。
对于耳轴与扬声器轴之间的第一角度大于耳轴与扬声器轴之间的第二角度，对于第一角度的第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分大于对于第二角度的第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分。
通常，对于大于第二角度的第一角度，对于第一角度的第二输出声道142中的第一输入音频声道121的部分大于对于第二角度的第二输出声道142中的第一输入音频声道121的部分。
第一输出声道中的左上声道的部分大于右声道的部分，其中角度在0°与90°之间；且第二输出声道中的右声道的部分大于左上声道的部分，其中角度在0°与90°之间。另外，第一输出声道中的右上声道的部分大于左声道的部分，其中角度在90°与180°之间；且第二输出声道中的左声道的部分大于右上声道的部分，其中角度在90°与180°之间。
第一增益值及所述第四增益值随着角度的增加而减小，优选地对于0°与180°之间的角度且更优选地对于45°与135°之间的角度。第二增益值及第三增益值随着角度的增加而增加，优选地对于0°与180°之间的角度且更优选地对于45°与135°之间的角度。
另外，混合器22被配置为对于等于90°的角度生成第一输出声道和第二输出声道，其中第一输出声道总计包括第三输入音频声道的多于30％(在优选实施例中多于45％或50％)的部分及第四输入音频声道的多于30％(在优选实施例中多于45％或50％)的部分，第二输出声道总计包括第一输入音频声道的多于30％(在优选实施例中多于45％或50％)的部分及第二输入音频声道的多于30％(在优选实施例中多于45％或50％)的部分。
图7示出根据另一实施例的音频处理器的图解。音频处理器可包括用于接收三个输入音频声道121、122、125的输入接口。输入接口可被配置为例如接收左声道L作为第一输入音频声道121，接收右声道R作为第二输入音频声道且接收上声道H作为例如第五输入音频声道125。实施例中的混合器包括三个输入音频声道121、122、125且根据位置信号18而产生两个输出声道141、142。
混合器可耦合输入音频声道121、122、125与输出声道141、142，其中每个耦合包括处理器341、342、343、344、349、3410。在如图7所示的混合器中，第一处理器341连接于第一输入音频声道121与第一输出声道141之间。第二处理器342连接于第一输入音频声道121与第二输出声道142之间。第三处理器343连接于第二输入音频声道122与第一输出声道141之间。第四处理器344连接于第二输入音频声道122与第二输出声道142之间。第九处理器349连接于第五输入音频声道125与第一输出声道141之间。第十处理器3410连接于第五输入音频声道125与第二输出声道142之间。
第一加法器241可连接于处理器341、343、349与第一输出声道141之间。第二加法器242可连接于处理器342、344、3410与第二输出声道142之间。每个处理器341、342、343、344、349、3410使用增益值K1、K2、K3、K4、K9、K10来处理输入音频声道121、122、125。
第一加法器241将第一处理的第一输入音频声道121，第三处理的第二输入音频声道122及第九处理的第五输入音频声道125相加。第二加法器242将第二处理的第一输入音频声道121，第四处理的第二输入音频声道122及第十处理的第五输入音频声道125相加。
第一处理的第一输入音频声道121使用具有第一增益值K1的第一处理器341来处理。第二处理的第一输入音频声道121使用具有第二增益值K2的第二处理器342来处理。第三处理的第二输入音频声道122使用具有第三增益值K3的第三处理器343来处理。第四处理的第二输入音频声道122使用具有第四增益值K4的第四处理器342来处理。第九处理的第五输入音频声道125使用具有第九增益值K9的第九处理器349来处理。第十处理的第五输入音频声道125使用具有第十增益值K10的第十处理器3410来处理。
图8a示出扬声器轴的图解。第一扬声器可配置在位置1上，且第二扬声器可配置在位置2上。四个图形表示扬声器轴的四个方位。图形被标记有扬声器轴与耳轴之间的角度。
输入接口可被配置为，例如，接收所述左声道L作为第一输入音频声道121，接收右声道R作为第二输入音频声道且接收上声道H可能作为所述第五输入音频声道125。
图8b示出具有用于如图7中所示的实施例的增益值的线图的第一示例。图8c展示出具有用于如图7中所示是实施例的增益值的线图的第二示例。线图的两个示例包括用于六个处理器的六个增益值K1、K2、K3、K4、K9、K10。
对于耳轴与扬声器轴之间的第一角度大于耳轴与扬声器轴之间的第二角度，对于第一角度的第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分大于对于第二角度的第一输出声道141中的第二输入音频声道122的部分。
对于大于第二角度的第一角度，对于第一角度的第二输出声道142中的第一输入音频声道121的部分大于对于第二角度的第二输出声道142中的第一输入音频声道121的一部分。
如图8b及图8c所示，第一输出声道中的上声道的部分大于右声道的部分，其中角度在0°与90°之间；且第二输出声道中的右声道的部分大于上声道的部分，其中角度在0°与90°之间。另外，第一输出声道中的上声道的部分大于左声道的部分，其中角度在90°与180°之间；且第二输出声道中的左声道的部分大于上声道的部分，其中角度在90°与180°之间。
第一增益值及第四增益值随着角度的增加而减小，优选地对于0°与180°之间的角度；且第二增益值及第三增益值随着增加的角度而增加，优选地对于0°与180°之间的角度。
另外，混合器可被配置为对于等于90°的角度产生包括第五输入音频声道的第一输出声道以及包括第一输入音频声道及第二输入音频声道的组合的第二输出声道。
如果可能的增益值在0与1之间，则应用至第一加法器的相加的增益值的和及应用至第二加法器的相加的增益值的和对于加法器中的每一个可为1。如果仅一个扬声器配置于扬声器轴上，例如第五输入音频声道上的上扬声器，则耦合至所述输入音频声道的处理器的增益值K9、K10可在0与1之间。如果两个扬声器配置于扬声器轴上，例如第一输入音频声道及第二输入音频声道上的左扬声器及右扬声器，则耦合至所述输入音频声道的处理器的增益值K1至K4可在0与0.5之间。
图9示出具有平行于收听者28的耳轴20的扬声器轴16的电子装置30。电子装置30沿扬声器轴16移位，使得例如接收第一输出声道的第一扬声器261及接收第二输出声道的第二扬声器262不在收听者28的前方。输入接口可被配置为接收左声道作为第一输入音频声道，且接收右声道作为第二输入音频声道。混合器可被配置为使得第一输出声道中的第二输入声道的部分或第二输出声道中的第一输入声道的部分或第一输出声道中的第一输入声道的部分或第二输出声道中的第二输入声道的部分相对于对应的其他部分被延迟。通过延迟，由移位角度38指示的扬声器轴16至耳轴20的移位可补偿，以使收听者的声音印象等同于或几乎等同于电子装置30位于收听者28的前方时的情形。通过信号延迟，可补偿对于收听者的扬声器声音的信号传播延迟时间。
图10示出第一信号S1及放大的信号S2。第一信号S1可为输入音频信号。第二信号S2可为输出声道。第二信号S2包括对第一信号S1的延迟，所述延迟可为信号传播延迟时间。延迟可适合于补偿电子装置在扬声器轴上相关于收听者的移位。
为了在第一输出声道与第二输出声道或第二输出声道与第一输出声道之间产生延迟，音频处理器可被配置为使用复数值作为增益值。
换言之，本发明涉及具有来自两个或更多个扬声器的内置式扬声器益处的电子装置上的多媒体播放。产生与内容匹配的声场，例如来自左侧的声音事件主要自左扬声器播放。
然而，此种装置也可通过视频内容的自动90°翻转而用于垂直方位中。然而，在相关技术装置中，音频内容保持不变。这将导致声音事件的错误感知印象。音频源出現于例如视频的顶部，而非来自左侧或右侧。这将导致感知品质的下降。
通过引入新的多声道音频格式(尤其是高度声道)，新的混合过程成为强制性的。本发明描述用于处理立体声或多声道音频输入以在旋转装置上播放的方法。
虽然已经在装置的上下文中描述了一些方面，但显然，这些方面还表示对应的方法的描述，其中块或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面还表示对应块或对应装置的项目或特征的描述。
本发明提出的编码音频信号可以被存储于数字存储介质上，或可以在传输介质上进行传输，例如无线传输介质或有线传输介质如因特网。
根据某些实施要求，本发明的实施例可以以硬件或软件实施。可使用具有存储于其上的电子可读控制信号的数字存储介质，例如软盘、DVD、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存，执行实施方案，电子可读控制信号与(或能够与)可编程计算机系统协作，从而执行各个方法。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，所述电子可读控制信号能够与可编程计算机系统协作，从而执行本文描述的方法中的一个。
一般地，本发明的实施例可被实施为具有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码可操作用于当计算机程序产品在计算机上运行时执行方法中的一个。程序代码可以，例如，存储于机器可读载体上。
其他实施例包括存储于机器可读载体上的用于执行本文描述的方法中的一个的计算机程序。
换言之，本发明方法的实施例因此为具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于当计算机程序在计算机上运行时执行本文描述的方法中的一个。
本发明的进一步实施例因此为数据载体(或数字存储介质，或计算机可读介质)，其包括记录于其上的用于执行本文描述的方法中的一个的计算机程序。
本发明的进一步实施例因此为数据流或信号序列，其表示用于执行本文描述的方法中的一个的计算机程序。数据流或信号序列可以是，例如被配置为通过数据通信连接，例如，通过因特网，进行传送。
进一步实施例包括处理装置，例如，计算机或可编程逻辑装置，其被配置为或适于执行本文描述的方法中的一个。
进一步实施例包括计算机，其具有安装于其上用于执行本文描述的方法中的一个的计算机程序。
在一些实施例中，可使用可编程逻辑设备(例如，现场可编程门阵列)执行本文描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可与微处理器协作以执行本文描述的方法中的一个。通常，优选地通过任何硬件装置执行方法。
上述实施例仅为说明本发明的原理。应理解的是，本发明中描述的配置及细节的修改及变化对于本领域的其他技术人员是显而易见的。因此，其仅受到所附的专利权利要求的范围的限制，而不受本文中以实施例的描述及解释的方式而呈现的特定细节的限制。

Claims (13)

1.一种音频处理器(10)，包括：
输入接口，用于接收至少两个输入音频声道(121，122；123，124；125)，每个输入音频声道(121，122；123，124；125)与至少一个扬声器轴(16)上的至少两个扬声器(261，262)的预定重现位置相关联；
检测器接口(32)，用于接收位置信号(18)，所述位置信号指示所述至少两个扬声器(261，262)相对于收听者(28)的耳轴(20)的位置信息，其中所述耳轴(20)及所述至少一个扬声器轴(16)彼此具有角度(36)，所述角度大于0°且小于180°；
混合器(22)，用于根据所述位置信号(18)混合所述至少两个输入音频声道(121，122；123，124；125)以获得至少两个输出声道(141，142)，使得
对于所述耳轴(20)与所述扬声器轴(16)之间的第一角度(36)的所述第一输出声道(141)中的所述第二输入音频声道(122)的部分大于对于所述耳轴(20)与所述扬声器轴(16)之间的第二角度(36)的所述第一输出声道(141)中的所述第二输入音频声道(122)的部分，其中所述第一角度(36)大于所述第二角度(36)，或者
对于所述第一角度(36)的所述第二输出声道(142)中的所述第一输入音频声道(121)的部分大于对于所述第二角度(36)的所述第二输出声道(142)中的所述第一输入音频声道(121)的部分，其中所述第一角度(36)大于所述第二角度(36)；以及
输出接口，用于将所述至少两个输出声道(141，142)输出至所述至少两个扬声器(261，262)。
2.如权利要求1所述的音频处理器(10)，其中所述输入接口被配置为接收左声道(L)作为所述第一输入音频声道(121)，且接收右声道(R)作为所述第二输入音频声道(122)，其中
所述第一输出声道(141)中的所述左声道(L)的部分大于所述右声道(R)的部分，其中所述角度(36)在0°与90°之间，且
所述第二输出声道(142)中的所述右声道(R)的部分大于所述左声道(L)的部分，其中所述角度(36)在0°与90°之间，且
所述第一输出声道(141)中的所述右声道(R)的所述部分大于所述左声道(L)的所述部分，其中所述角度(36)在90°与180°之间，且
所述第二输出声道(142)中的所述左声道(L)的所述部分大于所述右声道(R)的所述部分，其中所述角度(36)在90°与180°之间。
3.如权利要求1或2所述的音频处理器(10)，其中所述输入接口被配置为接收左上声道(HL)作为所述第三输入音频声道(123)，且接收右上声道(HR)作为所述第四输入音频声道(124)，其中
所述第一输出声道(141)中的所述左上声道(HL)的部分大于所述右声道(R)的所述部分，其中所述角度(36)在0°与90°之间，且
所述第二输出声道(142)中的所述右声道(R)的所述部分大于所述左上声道(HL)的所述部分，其中所述角度(36)在0°与90°之间，且
所述第一输出声道(141)中的所述右上声道(HR)的部分大于所述左声道(L)的所述部分，其中所述角度(36)在90°与180°之间，且
所述第二输出声道(142)中的所述左声道(L)的所述部分大于所述右上声道(HR)的所述部分，其中所述角度(36)在90°与180°之间。
4.如权利要求1或2所述的音频处理器(10)，其中所述输入接口被配置为接收上声道(H)，其中
所述第一输出声道(141)中的所述上声道(H)的部分大于所述右声道(R)的所述部分，其中所述角度(36)在0°与90°之间，且
所述第二输出声道(142)中的所述右声道(R)的所述部分大于所述上声道(H)的所述部分，其中所述角度(36)在0°与90°之间，且
所述第一输出声道(141)中的所述上声道(H)的所述部分大于所述左声道(L)的所述部分，其中所述角度(36)在90°与180°之间，且
所述第二输出声道(142)中的所述左声道(L)的所述部分大于所述上声道(H)的所述部分，其中所述角度(36)在90°与180°之间。
5.如权利要求1或3所述的音频处理器(10)，其中所述输入接口被配置为接收所述左声道(L)作为所述第一输入音频声道(121)，接收所述右声道(R)作为所述第二输入音频声道(122)，接收所述左上声道(HL)作为所述第三输入音频声道(123)且接收所述右上声道(HR)作为所述第四输入音频声道(124)，其中
所述混合器(22)被配置为对于等于90°的角度(36)生成所述第一输出声道(141)和第二输出声道(142)，其中所述第一输出声道(141)总计包括来自所述第三输入音频声道(123)的多于30％的部分及来自所述第四输入音频声道(124)的多于30％的部分，所述第二输出声道(142)总计包括来自所述第一输入音频声道(141)的多于30％的部分及来自所述第二输入音频声道(122)的多于30％的部分。
6.如权利要求1或4所述的音频处理器(10)，其中所述输入接口被配置为接收所述左声道(L)作为所述第一输入音频声道(121)，接收所述右声道(R)作为所述第二输入音频声道(122)，且接收所述上声道(H)作为所述第五输入音频声道(125)，其中
所述混合器(22)被配置为对于等于90°的角度(36)生成包括所述第五输入音频声道(125)的所述第一输出声道(141)以及包括所述第一输入音频声道(121)和所述第二输入音频声道(122)的组合的所述第二输出声道(142)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的音频处理器(10)，其中所述混合器(22)被配置为使得所述第一输出声道(141)中的所述第二输入声道(122)的所述部分或所述第二输出声道(142)中的所述第一输入声道(121)的所述部分或所述第一输出声道(141)中的所述第一输入声道(121)的所述部分或所述第二输出声道(142)中的所述第二输入声道(122)的所述部分关于对应的其他部分被延迟。
8.如权利要求1至7中任一项所述的音频处理器(10)，其中所述混合器(22)包括具有可变矩阵元素的矩阵处理器，其中基于所述位置信号调适所述可变矩阵元素。
9.如权利要求1至8中任一项所述的音频处理器(10)，其中所述矩阵处理器被配置为使用复数矩阵元素。
10.如权利要求1至9中任一项所述的音频处理器(10)，其中所述混合器(22)包括：
第一加法器(241)，用于将第一处理(K1)的第一输入音频声道(121)及第三处理(K3)的第二输入音频声道(122)相加；
第二加法器(242)，用于将第二处理(K2)的第一输入音频声道(122)及第四处理(K4)的第二输入音频声道(122)相加；
其中使用具有第一增益值的第一处理器(341)处理所述第一处理(K1)的第一输入音频声道(121)；
其中使用具有第二增益值的第二处理器(342)处理所述第二处理(K2)的第一输入音频声道(121)；
其中使用具有第三增益值的第三处理器(343)处理所述第三处理(K3)的第二输入音频声道(122)；
其中使用具有第四增益值的第四处理器(344)处理所述第四处理(K4)的第二输入音频声道(122)；
其中所述第一增益值及所述第四增益值在45°与135°之间减小，且所述第二增益值及所述第三增益值在45°与135°之间增加。
11.一种电子装置(30)，包括：
如权利要求1至10中任一项所述的音频处理器(10)；
所述至少两个扬声器(261，262)；以及
检测器(40)，用于检测所述至少两个扬声器(261，262)相对于所述收听者(28)的所述耳轴(20)的所述位置信息且用于产生耦合至所述检测器接口(32)的所述位置信号(18)。
12.一种用于音频处理的方法，包括以下步骤：
接收至少两个输入音频声道(121，122；123，124；125)，每个输入音频声道(121，122；123，124；125)与至少一个扬声器轴(16)上的至少两个扬声器(261，262)的预定重现位置相关联；
接收位置信号(18)，所述位置信号指示所述至少两个扬声器(261，262)相对于收听者(28)的耳轴(20)的位置信息，其中所述耳轴(20)及所述至少一个扬声器轴(16)彼此具有角度(36)，所述角度大于0°且小于180°；
根据所述位置信号(18)混合所述至少两个输入音频声道(121，122；123，124；125)以获得至少两个输出声道(141，142)，使得
对于第一角度(36)的所述第一输出声道(141)中的所述第二输入音频声道(122)的部分大于对于第二角度(36)的所述第一输出声道(141)中的所述第二输入音频声道(122)的部分，其中所述第一角度(36)大于所述第二角度(36)，或者
对于所述第一角度(36)的所述第二输出声道(142)中的所述第一输入音频声道(121)的部分大于对于所述第二角度(36)的所述第二输出声道(142)中的所述第一输入音频声道(121)的部分，其中所述第一角度(36)大于所述第二角度(36)；以及
将所述至少两个输出声道(141，142)输出至所述至少两个扬声器(261，262)。
13.一种计算机程序，包括程序代码，当所述计算机程序在计算机或处理器上运行时，用于执行如权利要求12所述的方法。
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