CN107743713A - 处理用于在汽车中再现的立体声信号以通过前置扬声器实现单独的三维声音的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于处理在汽车中再现的立体声信号以通过前置扬声器实现单独的三维声音的装置和方法。实施例提供了一种包括环境部分提取器(102)和空间效果处理级(104)的数字处理器(100)。环境部分提取器(102)被配置为从多声道信号提取环境部分。空间效果处理级(104)被配置为基于多声道信号的环境部分产生空间效果信号。数字处理器(100)被配置为将多声道信号或其处理版本与空间效果信号组合(116)。

Description

处理用于在汽车中再现的立体声信号以通过前置扬声器实现 单独的三维声音的装置和方法
技术领域
实施例涉及一种数字处理器，具体地涉及一种用于处理多声道信号的数字处理器，例如用于车辆中的三维声音再现。其他实施例涉及一种用于处理多声道信号的方法。一些实施例涉及一种处理用于在汽车中再现的立体声信号以通过前置扬声器实现单独的三维声音的装置和方法。
背景技术
通常，由多于20个扬声器组成的多扬声器多声道3-D声音系统用于车辆中的三维声音再现。这样的多扬声器多声道声音系统在车辆的前部区域中包括中央声道扬声器、前右声道扬声器和前左声道扬声器。中央声道扬声器可以布置在仪表板的中心，其中前右声道扬声器和前左声道扬声器可以布置在车辆的前门中或者在仪表板的右外侧和左外侧位置处。此外，多扬声器多声道声音系统在车辆的后部区域中包括后右(或环绕右)声道扬声器和后左(或环绕左)声道扬声器。后右声道扬声器和后左声道扬声器可以布置在车辆的后门中或者在车辆的后架中的右外侧和左外侧位置处。可选地，多扬声器多声道系统可以包括至少一个重低音扬声器。
然而，传统的多扬声器多声道3-D声音系统需要高布线工作和大量功率放大器。此外，需要复杂的音频处理，以便基于立体声信号获得用于多扬声器多声道声音系统的不同声道的信号。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在车辆中三维地再现多声道信号的构思，其中需要较小的集成复杂度、减少数量的扬声器，并且降低了音频处理需求。
该目的通过独立权利要求来解决。在从属权利要求中提出了有利的实施方式。
实施例提供了一种包括环境部分提取器和空间效果处理级的数字处理器。环境部分提取器被配置为从多声道信号提取环境部分。空间效果处理级被配置为基于多声道信号的环境部分产生空间效果信号。数字处理器被配置为将多声道信号或其处理版本与空间效果信号组合。
根据本发明的构思，空间效果音频处理级可以被配置为对多声道信号的环境部分执行空间效果音频处理，以便通过组合单独的多声道声级信号和空间效果信号将空间效果(例如，听觉级维度和听觉包络中的至少一个)添加到单独的多声道声级信号。
其他实施例涉及一种方法，包括：
-从多声道信号提取环境部分；
-基于多声道信号的环境部分产生空间效果信号；以及
-将多声道信号或其处理版本与空间效果信号进行组合。
在从属权利要求中提出了有利的实施方式。
在实施例中，多声道(音频)信号可以包括两个或更多个(即，至少两个)(音频)声道。例如，多声道(音频)信号可以是立体声信号。
在实施例中，数字处理器可以包括被配置为处理多声道信号以获得多声道信号的处理版本的多声道处理级。从而，数字处理器可以被配置为将多声道信号的处理版本与空间效果信号进行组合。
多声道处理级可以被配置为基于多声道信号产生单独的多声道声级信号(＝多声道信号的处理版本)。与多声道信号相比，该单独的多声道声级信号可以包括至少一个更多的声道。该单独的多声道声级信号可以用于例如利用扬声器再现系统产生用于至少两个不同收听位置的至少两个单独的多声道声级。
例如，多声道处理级可以被配置为基于立体声信号产生单独的立体声声级信号，以例如利用包括至少三个扬声器(例如，三个或四个扬声器)的扬声器再现系统来产生用于至少两个不同收听位置的至少两个单独的立体声声级。
在实施例中，空间效果处理级可以包括双耳化级，其被配置为将空间双耳滤波器(或适用于增强听觉级维度(例如，听觉级宽度和听觉级高度中的至少一个)的双耳滤波器)应用于多声道信号的环境部分或其处理版本。
空间双耳滤波器可以与直接声音路径冲激响应相对应。
例如，双耳滤波器可以与在收听位置(或例如由具有放置或布置在收听位置处的一个或多个麦克风的虚拟头部表示的收听者(例如，收听者的耳朵))和相对于收听位置放置或布置在不同位置处的至少两个音频源(例如，扬声器)之间的声音路径的冲激响应相对应。可以例如通过测量放置在与收听位置呈30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°和120°中的至少两个角度的立体三角形中的两个音频源的冲激响应并确定所测量的冲激响应的卷积来获得双耳滤波器。
双耳化级可以被配置为将相同的双耳滤波器应用于多声道信号的环境部分或其处理版本的声道，所述声道与不同收听位置相对应。
在实施例中，空间效果处理级可以包括收听者包络修正器，其被配置为将收听者包络双耳滤波器(或适用于增强(收听者的)听觉包络的双耳滤波器)应用于多声道信号的环境部分或其处理版本。
收听者包络双耳滤波器可以与双耳室冲激响应相对应。
例如，双耳滤波器可以与在收听位置(或例如由具有放置或布置在收听位置处的一个或多个麦克风的虚拟头部表示的收听者(例如，收听者的耳朵))周围(例如，旁边和/或后面)的空间的冲激响应相对应。可以例如通过测量放置在收听位置旁边或后面的至少一个音频源(例如，扬声器)之间的冲激响应来获得双耳滤波器。
收听者包络修正器可以被配置为将不同的双耳滤波器应用于多声道信号或其处理版本的声道，所述声道与不同的收听位置相对应。
在实施例中，空间效果处理级可以包括解相关器，其被配置为对多声道信号的环境部分进行解相关，以获得解相关信号。
与多声道信号相比，解相关信号可以包括至少一个更多的声道。例如，多声道信号可以是立体声信号，其中解相关信号可以包括三个或四个声道。
双耳化级可以被配置为将空间双耳滤波器应用于解相关信号或其处理版本(例如，由收听者包络修正器处理的信号)。
收听者包络修正器可以被配置为将包络双耳滤波器应用于解相关信号或其处理版本(例如，由双耳化级处理的信号)。
在实施例中，空间效果处理级可以包括延迟级，其被配置为延迟例如由双耳化级和收听者包络修正器中的至少一个处理的多声道信号的环境部分的处理版本。
在实施例中，空间效果处理级可以包括空间效果强度调整级，其被配置为调整例如由双耳化级和收听者包络修正器中的至少一个处理的多声道信号的环境部分的处理版本的空间效果强度。
在实施例中，空间效果处理级可以包括听觉级维度效果调整级，其被配置为调整例如由双耳化级处理的多声道信号的环境部分的处理版本的听觉级维度效果强度。
在实施例中，空间效果处理级可以包括收听者包络效果调整级，其被配置为调整例如由收听者包络修正器处理的多声道信号的环境部分的处理版本的效果强度。
在实施例中，由空间效果级提供的空间效果信号可以是由双耳化级和收听者包络修正器中的至少一个处理的、并且可选地由延迟级和效果调整级(例如，空间效果强度调整级、听觉级维度效果调整级或收听者包络效果调整级)中的至少一个进一步处理的多声道效果信号的环境部分的处理版本。
在实施例中，数字处理器可以被配置为逐个声道地将多声道信号或其处理版本与空间效果信号组合。
数字处理器可以包括加法器，其被配置为逐个声道地将多声道信号或其处理版本与空间效果信号相加。
另外的实施例涉及一种用于车辆的扬声器再现系统。该系统可以包括上述数字处理器和被配置为再现由所述数字处理器提供的信号的至少三个前置扬声器。
附图说明
本文中通过参照附图来描述本发明的实施例。
图1示出了根据实施例的数字处理器的示意性框图；
图2示出了根据另外实施例的数字处理器的示意性框图；
图3示出了根据另外实施例的数字处理器的示意性框图；
图4示出了根据实施例的用于获得收听者包络修正器的双耳滤波器的测量布置的示意图；
图5示出了根据实施例的具有包括数字处理器和四个扬声器的扬声器再现系统的车辆的示意性俯视图；
图6示出了具有图5所示的扬声器再现系统的车辆的示意性俯视图，还指示了听觉级维度和收听者包络；
图7示出了空间效果处理级的双耳化和包络修正级的滤波器处理结构的示意图；以及
图8示出了根据实施例的处理信号的方法的流程图。
在以下描述中，通过相同或等同附图标记来表示相同或等同元件或者具有相同或等同功能的元件。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了多个细节以提供对本发明的实施例的更透彻的解释。然而，本领域技术人员将清楚的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，以框图形式而不是具体地示出了公知的结构和设备，以避免对本发明的实施例造成混淆。此外，除非另外具体指示，否则下文所述的不同实施例的特征可以彼此组合。
图1示出了根据实施例的数字处理器100的示意性框图。数字处理器100包括环境声音部分提取器102和空间效果声音处理级104。环境声音部分提取器102被配置为从多声道信号106提取环境部分。空间效果声音处理级104被配置为基于多声道信号的环境部分110产生空间效果信号108。数字处理器100被配置为将多声道信号106或多声道信号的处理版本112与空间效果信号108进行组合。
如图1所示，数字处理器100可以可选地包括被配置为处理多声道信号106以获得多声道信号的处理版本112的多声道音频处理级114。因此，数字处理器100可以被配置为例如使用组合级116来组合多声道信号的处理版本112和空间效果信号108。
多声道音频处理级114可以被配置为基于多声道信号106产生单独的多声道声级信号112(＝多声道信号的处理版本)。该单独的多声道声级信号112可以用于例如利用扬声器再现系统产生用于至少两个不同收听位置的至少两个单独的多声道声级。
空间效果音频处理级104可以被配置为对多声道信号106的环境部分执行空间效果音频处理，以便通过组合单独的多声道声级信号112和空间效果信号108将空间效果(例如，听觉级维度和听觉包络中的至少一个)添加到单独的多声道声级信号112。
听觉级维度(ASD)描述听觉级宽度(收听者前方的声场的水平范围)和听觉级高度(收听者前方的声场的竖直空间范围)的组合。
收听者包络(LEV)通过在收听者侧面和后方感知到的收听者的声音来描述听觉包络(周围环境)。
在下文中，描述了针对在车辆中再现立体声信号的实施例。因此，多声道处理级114可以被配置为基于立体声信号106产生单独的立体声声级信号112，以利用扬声器再现系统产生用于至少两个不同收听位置(即，驾驶员位置和前排乘客位置)的至少两个单独的立体声声级。
详细地说，作为车辆(例如，汽车)中的三维声音信号的立体声输入信号的再现可以通过安装在收听者前面的仪表板中的两个扬声器对(或三个扬声器＝一个扬声器安装在中心并且两个扬声器安装在仪表板中的A柱附近)来实现。在收听者前面的声级的听觉空间范围可以在宽度上水平地以及在高度上竖直地感知，听觉空间包络在侧面和后面被感知，即，产生空间深度和空间环绕。
基本思想是通过添加三维声场的环境声音处理来覆盖稳定的当前技术的标准立体声声级(其也可以被再现为(独立的)立体声信号)。可以从原始立体声信号106(通过从立体声信号中提取空间信息)计算环境声音信息，其可以通过修正的测量冲激响应和频谱处理而被双耳化和空间成型。因此，可以根据源信号与静态数字滤波器的混合来处理听觉级高度、听觉级宽度和包络声音中的至少一个，可以针对在级宽度和高度以及包络方面最佳的个体空间感知进行调整。
在一个或多个延迟级之后，可以在将该信号108混合在立体声前级音频信号112上之前对三维效果的强度进行调整(或加权)。输出产生单元可以将信号输出到在汽车仪表板中的安装在两个前座前面的两对扬声器或三个扬声器。
在下文中，针对图2描述三维算法的串行处理，并且针对图3描述允许三维声场的更好的可扩展性的三维算法的并行处理。
图2示出了根据另外实施例的音频处理器100的示意性框图。声音处理器100包括环境声音部分提取器(直接声音/环境分解)102、空间效果处理级104和组合级116。
两个输入声道的解相关可以仅用于两个中心声道，或者也可以用于所有四个声道。前级的双耳化可以通过在标准室(例如，工作室或起居室)中测量的所测量和调节的双耳室冲激响应来完成。
具体地，如图2所示，空间效果处理级104可以包括解相关器120，其被配置为对立体声信号的环境部分110进行解相关，以获得解相关信号122。解相关信号122可以包括四个声道。
此外，空间效果处理级104可以包括双耳化级124。双耳化级124可以被配置为将空间双耳滤波器(或适用于增强听觉级维度(例如，听觉级宽度和听觉级高度中的至少一个)的双耳滤波器)应用于立体声信号的环境部分110或其处理版本，例如，应用于图2所示的实施例中的解相关信号122。
双耳化级124或双耳化块可以包括对于驾驶员座位和副驾驶员座位相同的双耳滤波器。由于相同的空间滤波器和对称的扬声器位置，声音调谐过程被高度简化，这是因为用于两个座位的设置是相同的。这些双耳滤波器可以如上所述在房间中以声学方式测量。对于双耳化级，可以使用标准室或汽车进行测量。这两个扬声器对称地放置在安装于躯干或用户上的虚拟头部的前方。可以测量这些扬声器的冲激响应。这些扬声器对可以放置在与收听者的正面方向呈30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°或120°的立体三角形中。然而，也可以使用通过声室模拟所产生的模拟滤波器。有限冲激响应滤波器(等效于双耳室冲激响应的FIR)形式的这些冲激响应的卷积可以在时域、频域(重叠添加的重叠保存)或QMF滤波器组域(QMR＝正交镜滤波器)中完成，参见图7的滤波器处理结构。
与立体声信号相比，由双耳化级124处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本126可以包括至少一个更多的声道。例如，由双耳化级124处理的信号126可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统，或用于进一步处理)。
此外，空间效果处理级104可以包括收听者包络修正器128，其被配置为将收听者包络双耳滤波器(或适用于增强(收听者的)听觉包络的双耳滤波器)应用于多声道信号的环境部分110或其处理版本，例如，应用于图2所示的实施例中由双耳化级126处理的信号126。
对于包络修正器128(或包络修正块或包络级)，可以使用测量来自收听者后面的扬声器的冲激响应的车内测量。在这些测量中，躯干上的虚拟头部[Hess，W.and J.“Replication of Human Head Movements in 3Dimensions by aMechanical Joint”，in Proc.ICSA International Conference on Spatial Acoustics，Erlangen，Germany，2014.]、球形麦克风或挡板[Jecklin，J.：“A different way torecordclassical music”，in J.Audio Eng.Soc，Vol.29issue 5pp.，329-332，1981]可以用于确保左耳测量声道和右耳测量声道的音频声道分离。在汽车中，虚拟头部或麦克风可以放置在前排座位上。在每个前排座位处都可以进行测量，因此可以测量两种不同的双耳室冲激响应。可以测量一个扬声器或多于一个扬声器的组合，参见图4。参见图7的滤波器处理结构。
与立体声信号相比，由包络修正器128处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本130可以包括至少一个更多的声道。例如，由包络修正器128处理的信号126可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统，或用于进一步处理)。
此外，空间效果处理级104可以包括延迟级132，其被配置为延迟例如由双耳化级124和收听者包络修正器128中的至少一个处理的立体声信号的环境部分110的处理版本，例如，在图2所示的实施例中由包络修正器128处理的信号130。
与立体声信号相比，由延迟级132处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本134可以包括至少一个更多的声道。例如，由延迟级处理的信号134可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
此外，空间效果处理级104可以包括空间效果强度调整级136，其被配置为调整例如由双耳化级124和收听者包络修正器128中的至少一个处理的立体声信号的环境部分110的处理版本或其进一步处理版本(例如，在图2所示的实施例中由延迟级134处理的信号134)的空间效果强度。
与立体声信号相比，由空间效果强度调整级136处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本138可以包括至少一个更多的声道。例如，由空间效果强度调整级136处理的信号138可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统，或用于进一步处理)。
由空间效果级104提供的空间效果信号108可以是由双耳化级124和收听者包络修正器128中的至少一个处理的并且可选地由延迟级132和空间效果强度调整级136中的至少一个进一步处理的立体声信号的环境部分110的处理版本，例如由空间效果强度调整级136处理的信号138。
声音处理器100还可以包括立体声处理级(前级生成)114，其被配置为基于立体声信号106产生单独的立体声声级信号112，以利用具有三个或四个扬声器的扬声器再现系统产生用于至少两个不同收听位置(即，驾驶员位置和前排乘客位置)的至少两个单独的立体声声级。
与立体声信号相比，由立体声处理级114提供的单独的立体声声级信号112可以包括至少一个更多的声道。例如，单独的立体声声级信号112可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
组合级116(例如，加法器)可以被配置为逐个声道地组合单独的立体声声级信号112和空间效果信号108，即，单独的立体声声级信号112和空间效果信号108可以包括相同数量的声道。
与立体声信号相比，由组合级116提供的信号140可以包括至少一个更多的声道。例如，由组合级116提供的信号140可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
声音处理器100可以包括四声道输出产生单元142，其被配置为基于由组合级116处理的信号140产生包括四个声道(左左(LL)、左右(LR)、右左(RL)、右右(RR))的四声道输出信号144(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
替代地，声音处理器100可以包括三声道输出产生单元146，其被配置为基于由组合级116处理的信号140产生包括三个声道(左(LL)、中(CNTR)、右(RR))的三声道输出信号148(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)。
图3示出了根据另外实施例的音频处理器100的示意性框图。声音处理器100包括环境声音部分提取器(直接声音/环境分解)102、空间效果处理级104和组合级116。
直接声音/环境分解单元102用作动态的、输入信号相关处理单元。这些算法从以下文献中是众所周知的：参见例如[WALTHER ANDREAS ET AL：″Direct-ambientdecomposition and upmix of surround signals″，APPLICATIONS OF SIGNALPROCESSING TO AUDIO AND ACOUSTICS(WASPAA)，2811IEEE WORKSHOP ON，IEEE，2011年10月16号]和[GAMPP PATRICK；HABETS EMANUEL；KRATZ MICHAEL；UHLE CHRISTIAN：APPARATUSAND METHOD FOR MULTICHANNEL DIRECT-AMBIENT DECOMPOSITION FOR AUDIO SIGNALPROCESSING，专利族编号：57367305(WO14135235A1)，20131023公布]。所有以下算法都具有静态性质。只有静态滤波器和低等待时间块卷积(例如，重叠添加或重叠保存)被用于通过“双耳化”和“包络修正”块中的数字有限冲激响应滤波器进行信号整形。
具体地，如图3所示，空间效果处理级104可以包括解相关器120，其被配置为对立体声信号的环境部分110进行解相关，以获得解相关信号122。解相关信号122可以包括四个声道。
此外，空间效果处理级104可以包括双耳化级124。双耳化级124可以被配置为将空间双耳滤波器(或适用于增强听觉级维度(例如，听觉级宽度和听觉级高度中的至少一个)的双耳滤波器)应用于立体声信号的环境部分110或其处理版本，例如，应用于图3所示的实施例中的解相关信号122。
双耳化级124或双耳化块可以包括对于驾驶员座位和副驾驶员座位相同的双耳滤波器。这些滤波器可以如上所述在房间中以声学方式测量。对于双耳化级，可以使用标准室进行测量。这两个扬声器对称地放置在安装于躯干或用户上的虚拟头部的前方。可以测量这些扬声器的冲激响应。这些扬声器对可以放置在与收听者的正面方向呈30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°或120°的立体三角形中。有限冲激响应滤波器(＝双耳室冲激响应的FIR)的卷积可以在时域、频域(重叠添加的重叠保存)或QMF滤波器组域(QMR＝正交镜滤波器)中完成，参见图7的滤波器处理结构。
与立体声信号相比，由双耳化级124处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本126可以包括至少一个更多的声道。例如，由双耳化级124处理的信号126可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统，或用于进一步处理)。
此外，空间效果处理级104可以包括收听者包络修正器128，其被配置为将收听者包络双耳滤波器(或适用于增强(收听者的)听觉包络的双耳滤波器)应用于多声道信号的环境部分110或其处理版本，例如，应用于图3所示的实施例中的解相关信号122。
对于包络修正器128(或包络修正块或包络级)，可以使用测量来自收听者后面的扬声器的冲激响应的车内测量。在这些测量中，躯干上的虚拟头部[Hess，W.and J.“Replication of Human Head Movements in 3Dimensions by aMechanical Joint”，in Proc.ICSA International Conference on Spatial Acoustics，Erlangen，Germany，2014.]、球形麦克风或挡板[Jecklin，J.：“A different way torecord classical music”，in J.Audio Eng.Soc，Vol.29issue 5PP.，329-332，1981]可以用于确保左耳测量声道和右耳测量声道的音频声道分离。在汽车中，虚拟头部或麦克风可以放置在前排座位上。在每个前排座位处都可以进行测量，因此可以测量两种不同的双耳室冲激响应。可以测量一个扬声器或多于一个扬声器的组合，参见图4。参见图7的滤波器处理结构。
与立体声信号相比，由包络修正器128处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本130可以包括至少一个更多的声道。例如，由包络修正器128处理的信号126可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统，或用于进一步处理)。
此外，空间效果处理级104可以包括第一延迟级132_1和第二延迟级132_2，其中第一延迟级132_1被配置为延迟例如由图3所示实施例中的双耳化级124处理的立体声信号的环境部分110的处理版本，第二延迟级132_2被配置为延迟例如由图3所示实施例中的包络修正器128处理的立体声信号的环境部分110的处理版本。
与立体声信号相比，由第一延迟级132_1处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本134_1和由第二延迟级132_4处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本134_2可以各自包括至少一个更多的声道。例如，由第一延迟级132_1和第二延迟级132_2处理的信号134_1和134_2可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
此外，空间效果处理级104可以包括听觉级维度效果调整级136_1，其被配置为调整例如由双耳化级124处理的立体声信号的环境部分110的处理版本或其进一步处理版本(例如，由第一延迟级132_1处理的信号134_1)的听觉级维度效果强度。
与立体声信号相比，由听觉级维度效果调整级136_1处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本138_1可以包括至少一个更多的声道。例如，由听觉级维度效果调整级136_1处理的信号138_1可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
此外，空间效果处理级104可以包括收听者包络效果调整级136_2，其被配置为调整例如由收听者包络修正器128处理的立体声信号的环境部分110的处理版本或其进一步处理版本(例如，在图3所示的实施例中由第二延迟级132_2处理的信号134_2)的效果强度。
与立体声信号相比，由收听者包络效果调整级136_2处理的立体声信号的环境声音部分110的处理版本138_2可以包括至少一个更多的声道。例如，由收听者包络效果调整级136_2处理的信号138_2可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
由空间效果级104提供的空间效果信号108可以是由双耳化级124和收听者包络修正器128中的至少一个处理的并且可选地由第一延迟级132_1、第二延迟级132_2、听觉级维度效果调整级136_1和收听者包络效果调整级136_2中的至少一个进一步处理的立体声信号的环境部分110的处理版本、或这些信号的组合，例如，在图3所示的实施例中由听觉级维度效果调整级136_1和收听者包络效果调整级136_2处理的信号138_1和138_2的组合。由不同的信号路径引起，ASD和LEV效果强度可以被独立地调整，因此可以对包括前级3-D效果和环绕(或从侧面和后面的包围)3-D效果的单独3-D效果进行调节。
声音处理器100还可以包括立体声处理级(前级生成)114，其被配置为基于立体声信号106产生单独的立体声声级信号112，以利用具有三个或四个扬声器的扬声器再现系统产生用于至少两个不同收听位置(即，驾驶员位置和前排乘客位置)的至少两个单独的立体声声级。
与立体声信号相比，由立体声处理级114提供的单独的立体声声级信号112可以包括至少一个更多的声道。例如，单独的立体声声级信号112可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
组合级116(例如，加法器)可以被配置为逐个声道地组合单独的立体声声级信号112和空间效果信号108，即，单独的立体声声级信号112和空间效果信号108可以包括相同数量的声道。
与立体声信号相比，由组合级116提供的信号140可以包括至少一个更多的声道。例如，由组合级116提供的信号140可以包括三个声道(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)或四个声道(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
声音处理器100可以包括四声道输出产生单元142，其被配置为基于由组合级116处理的信号140产生包括四个声道(左左(LL)、左右(LR)、右左(RL)、右右(RR))的四声道输出信号144(例如，用于包括四个扬声器的扬声器再现系统)。
替代地，声音处理器100可以包括三声道输出产生单元146，其被配置为基于由组合级116处理的信号140产生包括三个声道(左(LL)、中(CNTR)、右(RR))的三声道输出信号148(例如，用于包括三个扬声器的扬声器再现系统)。
图4示出了根据实施例的用于获得收听者包络修正器的双耳滤波器的测量布置的示意图。
换句话说，图4示出了用于收听者包络(LEV)路径的滤波器(FIR＝双耳室冲激响应)的测量。虚拟头部可以放置在前排座位150_1和150_2中的一个上。
如图4所示，对于测量，在前排座位150_1和150_2后面的扬声器可以用于测量处理。在车辆后门152_1和152_2中，向前或向上、侧向辐射地放置在后排座位154处，放置在后排座位156的靠背的顶部，向前或向后辐射地放置在后架158的顶部，向上辐射地放置在后架或其顶部160。
图5示出了具有包括数字处理器100和四个扬声器204、206、208、210的扬声器再现系统202的车辆200的示意性俯视图。
扬声器再现系统200可以被配置为使用四个扬声器204、206、208、210再现由数字处理器100处理的信号，例如由四声道产生输出单元142提供的信号。因此，扬声器204、206、208、210中的每一个可以用于再现由数字处理器100处理的信号的声道之一。
扬声器204、206、208、210中的每一个可以包括一个扬声器驱动器(例如，全范围驱动器或宽范围驱动器)或用于不同频带的多个扬声器驱动器(例如，高频驱动器(高音扬声器)和中频驱动器；高频驱动器(高音扬声器)和低音扬声器；或高频驱动器(高音扬声器)、中频驱动器和低音扬声器)。
两个扬声器204和206可以被引导向第一收听位置(例如，驾驶员位置)212，并且可以用于通过产生用于第一收听位置212的第一声场216来再现立体声前级的右声道和左声道，其中两个扬声器208和210可以被引导向第二收听位置(例如，前排乘客位置)214，并且可以用于通过产生用于第二收听位置214的第二声场218来再现立体声前级的右声道和左声道。
如图5示例性地所示，车辆200可以是汽车。汽车至少可以包括驾驶员座位220和前排乘客座位222。因此，驾驶员位置212可以由驾驶员座位220的位置限定，其中前排乘客位置214可以由前排乘客座位222的位置限定。例如，驾驶员位置212可以对应于(或者是)将安置坐在驾驶员座位220上的驾驶员的头部的位置。类似地，前排乘客位置214可以对应于(或者是)将安置坐在前排乘客座位222上的前排乘客的头部的位置。
自然地，汽车还可以包括用于至少两个乘客的至少两个后排座位或至少一个后排长座位。从图5显然的是，在这种情况下，第一声场216和第二声场218也被引导向布置在驾驶员位置212和前排乘客位置214后面的后排乘客位置，例如分别坐在驾驶员(座位)和前排乘客(座位)后方的后排乘客。另外，在驾驶员和前排乘客后面的座位上，虚拟的3-D声音信号可以是可感知的，因为对于呈现扬声器的声音的位置也像前排座位上一样是对称的，然而距离更大。这两个座位与在前面的扬声器系统相连。
扬声器204、206、208、210可以例如布置在车辆200的仪表板224中。
换句话说，图5示出了车辆中的收听线，示出了使用仪表板中的四个扬声器的示例。两个中央扬声器也可以由一个中央扬声器代替。
图6示出了具有图5所示的扬声器再现系统202的车辆200的示意性俯视图。除了图5外，在图6中，听觉级维度和收听者包络分别由箭头230和232指示。换句话说，图6示出了三维音频。ASD和LEV听觉空间维度、用于正面宽度和高度的ASD(听觉级维度)、用于空间深度的LEV。
图7示出了空间效果处理级的双耳化和包络修正级的滤波器处理结构的示意图。第一声源(例如，第一扬声器)250和收听者254的第一耳252之间的第一声音路径可以由系数H11描述，第一声源250和收听者的第二耳256之间的第二声音路径254可以由系数H21描述，第二声源(例如，第二扬声器)258和收听者的第一耳252之间的第三声音路径可以由系数H12描述，并且第二声源258和收听者254的第二耳256之间的第四声音路径可以由系数H22描述。
图8示出了根据实施例的处理信号的方法300的流程图。方法300包括：从多声道信号中提取环境部分的步骤302；基于多声道信号的环境部分产生空间效果信号的步骤304；和将多声道信号或其处理版本与空间效果信号组合的步骤306。
虽然已经在装置的上下文中描述了一些方面，但是将清楚的是，这些方面还表示对应方法的描述，其中，块或设备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也表示对相应块或项或者相应装置的特征的描述。可以由(或使用)硬件装置(诸如，微处理器、可编程计算机或电子电路)来执行一些或全部方法步骤。在一些实施例中，可以由这种装置来执行最重要方法步骤中的一个或多个方法步骤。
取决于某些实现要求，可以在硬件中或在软件中实现本发明的实施例。可以使用其上存储有电子可读控制信号的数字存储介质(例如，软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存)来执行实现，该电子可读控制信号与可编程计算机系统协作(或者能够与之协作)从而执行相应方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
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，该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所述的方法之一。
通常，本发明的实施例可以实现为具有程序代码的计算机程序产品，程序代码可操作以在计算机程序产品在计算机上运行时执行方法之一。程序代码可以例如存储在机器可读载体上。
其他实施例包括存储在机器可读载体上的计算机程序，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。
换言之，本发明方法的实施例因此是具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于在计算机程序在计算机上运行时执行本文所述的方法之一。
因此，本发明方法的另一实施例是包括其上记录有计算机程序的数据载体(或者数字存储介质或计算机可读介质)，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。数据载体、数字存储介质或记录介质通常是有形的和/或非暂时性的。
因此，本发明方法的另一实施例是表示计算机程序的数据流或信号序列，所述计算机程序用于执行本文所述的方法之一。数据流或信号序列可以例如被配置为经由数据通信连接(例如，经由互联网)传送。
另一实施例包括处理装置，例如，被配置为或适用于执行本文所述的方法之一的计算机或可编程逻辑器件。
另一实施例包括其上安装有计算机程序的计算机，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。
根据本发明的另一实施例包括被配置为向接收机(例如，以电子方式或以光学方式)传输计算机程序的装置或系统，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。接收机可以是例如计算机、移动设备、存储设备等。装置或系统可以例如包括用于向接收机传送计算机程序的文件服务器。
在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)可以用于执行本文所述的方法的功能中的一些或全部。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以执行本文所述的方法之一。通常，方法优选地由任意硬件装置来执行。
本文描述的装置可以使用硬件装置，或使用计算机，或者使用硬件装置和计算机的组合来实现。
本文描述的装置或本文描述的装置的任何组件可以至少部分地在硬件和/或软件中实现。
本文描述的方法可以使用硬件装置，或使用计算机，或者使用硬件装置和计算机的组合来执行。
本文描述的方法或本文描述的装置的任何组件可以至少部分地由硬件和/或软件执行。
上述实施例对于本发明的原理仅是说明性的。应当理解的是：本文所述的布置和细节的修改和变形对于本领域其他技术人员将是显而易见的。因此，旨在仅由所附专利权利要求的范围来限制而不是由借助对本文的实施例的描述和解释所给出的具体细节来限制。

Claims (19)

1.一种数字处理器(100)，包括：
环境部分提取器(102)，被配置为从多声道信号(106)提取环境部分；以及
空间效果处理级(104)，被配置为基于多声道信号的环境部分(110)产生空间效果信号(108)；
其中，所述数字处理器(100)被配置为将多声道信号(106)或其处理版本(112)与空间效果信号(108)进行组合。
2.根据权利要求1所述的数字处理器(100)，其中，所述空间效果处理级(104)包括：双耳化级(124)，被配置为将空间双耳滤波器应用于多声道信号的环境部分(110)或其处理版本(122，130)。
3.根据权利要求2所述的数字处理器(100)，其中，所述双耳化级(124)的空间双耳滤波器与双耳直接声音路径冲激响应相对应。
4.根据权利要求2或3所述的数字处理器(100)，其中，所述双耳化级(124)被配置为将相同的双耳滤波器应用于多声道信号的环境部分(110)或其处理版本(122，130)的声道，所述声道与不同的收听位置相对应。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的数字处理器(100)，其中，所述空间效果处理级(104)包括：收听者包络修正器(128)，被配置为将收听者包络双耳滤波器应用于多声道信号的环境部分(110)或其处理版本(122，126)。
6.根据权利要求5所述的数字处理器(100)，其中，所述收听者包络修正器(128)的收听者包络双耳滤波器与双耳室冲激响应相对应。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的数字处理器(100)，其中，所述收听者包络修正器(128)被配置为将不同的双耳滤波器应用于多声道信号的环境部分(110)或其处理版本(122，126)的声道，所述声道与不同的收听位置相对应。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的数字处理器(100)，其中，所述空间效果处理级(104)包括：解相关器(120)，被配置为对多声道信号的环境部分(110)进行解相关以获得解相关信号(122)；
其中，根据权利要求2至4中任一项所述的双耳化级(124)被配置为将空间双耳滤波器应用于所述解相关信号(122)或其处理版本(130)；
或者其中，根据权利要求5至7中任一项所述的收听者包络修正器(128)被配置为将包络双耳滤波器应用于所述解相关信号(122)或其处理版本(126)。
9.根据权利要求8所述的数字处理器(100)，其中，与多声道信号(106)相比，所述解相关信号(122)包括至少一个更多的声道。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的数字处理器(100)，其中，所述空间效果处理级(104)包括：延迟级(132，132_1，132_2)，被配置为延迟由根据权利要求2至4中任一项所述的双耳化级(124)处理的信号(126)或者由根据权利要求5至7中任一项所述的收听者包络修正器(128)处理的信号(130)或其进一步处理版本。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的数字处理器(100)，其中，根据权利要求2至4中任一项所述的双耳化级(124)和根据权利要求5至7中任一项所述的收听者包络修正器(128)串联连接；
其中，所述空间效果处理级(104)包括：空间效果强度调整级(136)，被配置为调整通过所述双耳化级(124)和所述收听者包络修正器(128)的串联连接所提供的空间效果强度。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的数字处理器(100)，其中，根据权利要求2至4中任一项所述的双耳化级(124)和根据权利要求5至7中任一项所述的收听者包络修正器(128)并联连接；
其中，所述空间效果处理级(104)包括：听觉级维度效果调整级(136_1)，被配置为调整由所述双耳化级(124)处理的信号(126)或其进一步处理版本(134_1)的效果强度；
其中，所述空间效果处理级(104)包括：收听者包络效果调整级(136_2)，被配置为调整由所述收听者包络修正器(128)提供的信号(130)或其进一步处理版本(134_2)的效果强度。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的数字处理器(100)，其中，所述数字处理器(100)被配置为逐个声道地将多声道信号(106)或其处理版本(112)与空间效果信号(108)进行组合。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的数字处理器(100)，其中，所述数字处理器(100)包括：加法器，被配置为逐个声道地将多声道信号(106)或其处理版本(112)与空间效果信号(108)相加。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的数字处理器(100)，其中，所述数字处理器(100)包括：多声道处理级(114)，被配置为产生多声道信号的处理版本(112)；
其中，所述数字处理器(100)被配置为将多声道信号的处理版本(112)与空间效果信号(108)进行组合。
16.根据权利要求15所述的数字处理器(100)，其中，与多声道信号(106)相比，多声道信号的处理版本(112)包括至少一个更多的声道。
17.一种用于车辆的扬声器再现系统(202)，所述系统包括：
根据权利要求1至16中任一项所述的数字处理器(100)；
至少三个前置扬声器(204，206，208，210)，被配置为再现通过将多声道信号或其处理版本与空间效果信号进行组合而获得的信号。
18.一种方法(300)，包括：
从多声道信号提取(302)环境部分；以及
基于多声道信号的环境部分产生(304)空间效果信号；以及
将多声道信号或其处理版本与空间效果信号进行组合(306)。
19.一种计算机程序，用于执行根据权利要求18所述的方法。
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