CN107925839A - 用于在反射环境中、尤其在听音室中播放声音的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种方法，借助所述方法尤其在听音室中代替第三空间的空间声的相应的环境的自身的空间声能够在听音者的感知中变得包络有效的。代替听音室‑空间音响效果所感知的第三空间音响效果听觉生理学地以与自然空间的空间音响效果相同的方式，即以涉及空间声的意义(与直达声不同)包络。空间的包络效果的该类型也可以使听音者在感情上并入听觉事件中，其没有识别最佳点问题(代替优选的听音位置因此存在大的优选的听音区域)并且其以这种方式允许深的频率起作用，通过所述深的频率通常省去低音喇叭扬声器的使用。

Description

用于在反射环境中、尤其在听音室中播放声音的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在反射环境中、尤其在听音室中播放声音的方法。在现有技术中已知多种用于在听音室中播放声音的方法，尤其是经由一个扬声器(单声道)、经由两个扬声器(立体声)亦或经由四个或更多个扬声器进行播放，其中，在市场中已经建立在环绕播放时具有中央扬声器和可选的低音喇叭的两个前方的扬声器和两个后方的扬声器(所谓的5.1环绕播放配置)。为了尤其在家庭音响领域中加强立体声音体验，在近年来越来越多地也提供具有附加的扬声器的方法，所述附加的扬声器部分地也放置在听音室中的上部并且在此定向于听音位置，并且在技术方面先进的电影院使用大量附加的扬声器。

背景技术

在此，在空间感知的基于来自不同方向的音源定位(涉及直达声)的区域中取得特别大的进步--在此在许多情况下通过简单地增加围绕听音者放置的扬声器的数量来获得明显的改善。而尤其对扩散的空间声的感知对定位机制的影响小得多；在理论上，理想的扩散声甚至被描述为完全非定向的。尤其在家庭音响领域中对于借助根据目前的现有技术的方法感知扩散的空间声而言，尤其人类听觉对后方的和侧向的声音事件(迂回反射)的定位的专业化被证实为是有问题的，其中即使来自放置在该方向中的扬声器的仅轻微脉冲状的声音事件也被感知为是直达声状的进而在扩散声的情况下被感知为是受干扰的。可能的和频繁的结果是，对许多环绕声记录和传输而言总计仅获得弱的空间效果，在其它情况下，空间效果随着最终非自然作用的心理声学方式提高或者以夸大的方式扩大声像，或者仅使用直达声效果，以增强空间性效果。当在特别的空间环境中首先不考虑缓慢且持续低脉冲的音乐时，目前的方法尤其被证实为仅有限地适用于播放音乐的，其效果在许多情况下与其嵌入空间性紧密结合。

此外，对应于现有技术的环绕播放方法具有非常小的优选听音位置(所谓的“最佳点”)的基本缺点。而在电影院的播放情况下能够通过使用附加的、用适合的延迟控制的扬声器显著减少该问题，在家庭音响领域中通常不存在这样的可能性，使得听音者必须接受在理想的听音位置附近不远处的已经明显不那么好的空间效果。此外，空间效果、尤其关于扩散声的空间效果，通常被认为与在没有播放系统的良好的自然室内环境(例如好的音乐厅)中相比更少包络的，进而在情感上不太感动的。

现在可能意味着，至少能够借助扩散声来改善听音者的包络不足的问题进而通过更强地激发听音室的扩散声来改善在目前的环绕播放时听音者嵌入声音事件中不足的问题，例如其方式为：现有的扬声器不那么直接地朝听音者定向并且更间接地定向，或者使用附加的扬声器用于该目的。这样的措施虽然具有更强的空间性效果的期望的效果，然而以这样的方式实现的空间性也被认为是极其非特定的，因为包含在其中的空间声信息对应于听音室(例如客厅)的通常小的尺寸，并且当以更强的程度使用时，录音室(例如音乐厅)的在所播放的音频中包含的空间声信息的实际期望的感知不仅被恶化，而且自特定的点起变得不可行。尤其是这种类型播放的声像被认为是失真的(文献：Andreas Rotter的“不同作用原理的高音扬声器的声音差异的可感知性”，MA TU Berlin 2010，第22页)。在市场上的特定的扬声器制造商有意地使用类似的方法，其中例如包括使用全向扬声器。偶尔使用的其它扬声器类型是双极性或偶极性扬声器，其中，避免朝向听音者的方向发出直达声比在听音室中激发扩散声更重要。除了上述问题之外，这样的设备将所播放的音频材料并且尤其在直达声和空间声之间的比例与制作者所期望的明显不同地播放，使得其使用主要局限于将大部分录音和传输的声音风格认为通常过于侵入性的听音者。

尤其关于自然的和包络的听觉印象(三维)，在现有技术中已知的并且在上文中描述的声音播放配置进而不能实现良好的或至少令人满意的结果。

这也适用于在WO2012/033950A1和WO2013/111034A2中公开的方法，所述方法试图克服上述问题，尤其提供改进的扩散声播放。

在WO2012/033950A1中尤其是公开一种用于播放多声道音频的方法，其中对所传输或所记录的“干燥的”音轨或者具有随时间变化的元数据的“干”进行编码，所述元数据控制在音频信号播放时的扩散率的期望程度。音轨与同步的元数据一起被压缩和传输，所述元数据表示扩散率，并且优选同样表示混合和延迟参数。音频干与扩散率元数据的分离能够实现(仅在传输未产生混响的音频数据的情况下)对空间性效果的后续的调整并且也使得由听音者个人设定的播放的类型和方式(个人化)变得容易。然而在此，该方法基本上使用已知的环绕播放方法并且也不致力于克服目前的环绕播放系统的上述基本问题。

美国专利7,706,543B2公开了一种用于处理音频文件的方法，其中a)对信号进行编码，所述信号为至少一个音调，所述音调在三维空间中传播并且来自以第一间距与参考点间隔开的源，以便通过基于球谐函数表示的分量与对应于该参考点的来源获得所述音调的表示，b)并且通过滤波对所述分量施加近场效应的补偿，所述滤波是与第二间距的函数，所述第二函数在通过播放设备播放音调时基本上限定在播放点和听音感知点之间的间距。以这种类型和方式通过音频源和所述源的三维的音频表示的规范来实现空间补偿。其涉及虚拟音频源的编码和在通过麦克风的一个或多个三维网络记录音调时自然音频场的声学编码。

尤其是WO2013/111034 A2公开了一种音频播放系统，所述音频播放系统包含第一扬声器组件，所述第一扬声器组件提供到听音位置的音频信号，其中，音频信号主要占据到听音位置的方向路径，并且包含第二扬声器组件，所述第二扬声器组件主要在到听音位置的反射声学路径上提供音频信号。音频材料供应者(音频渲染器)具有上混合器，以将多声道音频信号的声道信号上混合为第一音频信号和第二音频信号，所述第二音频信号对应于与第一音频信号相比更加扩散的声音。上混合是用于多声道信号的两个声道的相关性度量的输出。相关性度量借助于相关性估计器(评估)来产生。因此，在该系统中除了实际的音频信号以外，附加地将扩散声非定向地发射到听音位置(所述扩散声从音频信号本身中计算出)，以便获得更好的包络的一如既往的好的印象进而获得令人满意的空间效果。因此，所述方法使用相对于使用全方向的或双极性或偶极性扬声器进行改型的方法，其方式为：仅附加地使用非定向地定向的扬声器，并且对于其控制使用扩散的音频材料。然而，即使在该方法中也存在上述问题：听音室的激发的扩散声在许多情况下并且尤其在播放音乐时不适合于所播放的音频并且出于该原因在直达声和空间声之间的比例的均衡度趋向于受到影响。

发明内容

因此，本发明的任务在于，显著减少或者尽可能消除上文提及的缺点。本发明的任务尤其是在于，提供一种用于在反射环境中、尤其是在听音室中播放声音的方法，其被感觉为在情绪上参与的。

同时适用的是，在全部听音位置上至少在由第一扬声器组件的扬声器覆盖的区域中获得均匀良好的空间效果。在此无论如何要避免迄今在更强地激发听音室中的扩散声时在听音者的感知中出现的缺点，即尤其是声像的模糊、不清晰和失真，其方式为：听音室空间性与音频信号的不利地叠加。

在现场音响效果的领域中，音频信号通常源自反射环境中的自然的声源，即在听音室本身中的自然的声源，其中，可设想一系列不同的场景和问题。在一些音乐厅中或者在一些用作为音乐厅的多功能厅中(在这样的情况下例如将管弦乐队作用为声源)，音响效果被认为是有问题的或不令人满意的。值得期望的是，在这样的厅中的空间音响效果对应于具有良好音响效果的厅的空间音响效果。在具有增强的情况下，例如在演奏音乐剧时，声音尤其由于使用高度定向地发射出的线阵列扬声器而通常被感觉是过于非空间性的。虽然，发射出的信号是混响的，但是所述混响仅被感知为是来自前方的而不被感知为是包络的。

使用所谓的混响时间延长设施亦或音响效果增强系统(AES)在许多情况下被感知为是不令人满意的。这样的系统与在室内的大量扬声器(通常为100至300个扬声器)一起工作，在少量情况下也仅使用约50个扬声器。所述系统中的大多数系统基于再生原理，其中增强在所涉及的空间中已经存在的混响(例如MCR、VRAS)。根据内联原理(合成产生混响)工作的系统也将其扬声器基本上直接定向到听众(例如活波的)。在可靠地实现延长混响时间的可测量的目的期间，由这样的设施引起的立体声被认为是过于平滑的并且通常也被认为是过于大声的。这样的系统也越来越多地被用作为播音设施的补充，以便实现被认为是包络空间的声音效果。在此，空间性也通常被认为是不自然的和平滑的。

在会议室中通常执行包括使用吸收材料的建筑声学措施，以便改进语言清晰度。在许多情况下，该目的虽然已经实现，但是由此产生的音效效果被认为是窄的。与在室内是否使用音响效果增强无关，显著开放的音响效果是期望的，然而在不危害语言清晰度的情况下，不能够借助至今已知的方式(例如混响)来实现。也在会谈室、商店和客厅中，音响效果在许多情况下在所描述的意义上是不令人满意的，然而出于习惯被忍受。在所有所描述的情况下，声学情况的改进是所期望的。

根据本发明，所提及的任务通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求15所述的计算机程序产品、根据权利要求16所述的数据载体、根据权利要求17所述的设备、根据权利要求18所述的系统以及根据权利要求19所述的应用来实现。

在根据本发明的用于在反射环境中、尤其在听音室中播放声音的方法中，在播放情况下由第一扬声器组件关于听音位置定向地发射出音频信号，经由第二扬声器组件关于听音位置基本上非定向地发射出所述音频信号和与听音室原本无关的空间声信号，其中，空间声信号的空间声信息具有与所述音频信号无关的来源。在现场情况下经由第二扬声器组件关于听音位置基本上非定向地发射出

-与听音室无关的空间声信号

-或者与听音室无关的空间声信号和对应于现场信号的音频信号，

其中，空间声信号的空间声信息具有与对应于现场信号的音频信号无关的来源。

在根据本发明的意义上将“空间声信号的空间声信息具有与音频信号无关的来源”理解为，空间声信号的空间性信息(即对应于反射和扩散声的信号分量)不从音频信号中获取或者不从其中计算出，而是代替于此例如以用脉冲响应卷积的方式将所述空间性信息输送给空间声信号，所述脉冲响应刚好包含所述空间声信息，或者作为另一示例被包含在用作为空间声信号的相应设立的HOA声场波束中。以从听音室中的适宜的扬声器发射出的方式，包含在空间声中的空间声信息能够在听音者处引起对空间性的包络的感知并且在此优选引起对特定的空间性、即特定的空间的空间性的感知。根据本发明的方法用于将人类感知作为适宜感受到的空间声信息并入感知中，然而能够隐去其它空间声信息。

在根据本发明的意义上，听音位置是对应于下述位置的位置，所述位置在播放情况下对应于在5.1环绕设施的扬声器的中央的经典的听音位置并且在现场情况下对应于所谓的“良好的听音点”的位置(更确切地说在室内中心)。

而在多种环绕播放方法中，尤其是在家庭音频领域中，恰好该听音位置与最佳听音位置是同义的，并且在与恰好该听音位置不同的听音位置处仅提供明显更差的听音结果，为了解释该术语要注意的是，在根据本发明的方法中恰好不存在在根据本发明的意义上的听音位置和在声学上优选的听音位置之间这样的关联性，并且从在空间上明显远离该听音位置的听音位置也提供与在该听音位置处类似好的听音体验。

在根据本发明的意义上，定向的发射理解为，主要声音分量关于听音位置直接发射到或者基本上直接发射到其上(具有与直接定向直至30的典型的偏差)。

在根据本发明的意义上，第一扬声器组件能够适用于所谓的环绕音频混合的播放，而通常无需使用附加的扬声器，并且通常也用于该目的。至少在第一扬声器组件中在前部使用一个扬声器并且在后部或者后/侧部使用两个扬声器，而用于第一扬声器组件的扬声器的最大数量是不受限的。对于本领域技术人员已知的具有多个扬声器的组件是NHK的22.2配置。尤其在电影院中以越来越多的程度在侧壁和天花板处使用附加的扬声器，尤其用于下述效果的播放：在定位的意义上致力于通过听音者对所述效果确定方位的有意的作用。所描述的确定方位和定位部分地通过扬声器信号在天花板或壁处的反射来实现的扬声器组件在本发明的意义上也被认为是第一扬声器组件。

在根据本发明的意义上，音频信号通常是以适合于经由所描述的第一扬声器组件和/或特定的处理或混合原始的麦克风记录或人工生成的信号来播放的形式的进行传输的或由录音播放的声音信号。

在此，所述或类似的音频信号(当需要时以适宜的混合)以及与听音室无关的空间声信号经由第二扬声器组件朝向听音位置的方向基本上非定向地发射出。

在根据本发明的意义上，空间声信号是通常并且优选不包含直达声分量的空间声信号，并且其通过其所表示的空间性不与实际的听音室相关联，而是源自另一空间，例如并且优选源自特别适合于相应的音乐材料的音乐厅，其中所述音乐厅能够是与录音室相同的，在所述录音室中记录音频信号。空间声信号根据本发明优选以下述形式存在或者以下述方式产生：其能够使得尤其与空间性效果相关的参数匹配于相应的听音室音响效果。

虽然音频信号通常也已经包含空间声分量(所述空间声分量在用于产生空间声信号的卷积中由脉冲响应的空间声信息覆盖)，然而所述空间声分量不以下述形式存在：借助该形式通过经由第二扬声器组件播放实现根据本发明的并且在下文中详细描述的空间效果。所述空间声分量通常通过其(例如在管弦乐记录中)从多个不同地定位的辅助麦克风记录而不仅缺乏统一性，并且在大多数记录中借助算法工作的混响器实施的混响被证实为在很大程度上不适用于在根据本发明的方法的第二扬声器组件中使用。

尤其是包含在音频信号中的空间声分量不能够与同样包含在音频信号中的直达声信号分离，并且所述空间声分量也不能以与其对于根据本发明的匹配于听音室的条件所需要的类型和方式改变。音频信号经由第二扬声器组件的发射是与空间声信号的发射无关地进行的并且也与其无关地控制的过程；所述过程基本上用于充分地激发听音室中的扩散声，所述扩散声如已经在实践中被证实的那样需要用于感知包络的扩散的空间性效果。

从已述地得出，经由第二扬声器组件发射出的空间声信号和同样经由所述第二扬声器组件发射出的音频信号是互补的，即相互不仅补充的、而且也是引起性的分量：在共同作用中，一方面超出充分的扩散声声级的音频信号能够实现对包络本身的感知，所述包络必要地通过包含在空间声信号中的关于包络的特征的信息来指定(例如特定的音乐厅的空间印象)。另一方面，代替对听音室空间音响效果的感知，空间声信号能够实现对期望的空间音响效果的感知，所述空间音响效果又再在没有由音频信号产生的包络的情况下保持是无效的。

空间声信号通常、然而非限制性地通过第三空间-脉冲响应(第三空间例如并且尤其是在美观方面期望的音乐厅—见上文；第三空间能够对应于实际的模式，或者例如借助于使用适宜的模拟软件任意地构造)与音频信号的卷积或褶积来产生，在这种情况下也能够实施所提及的匹配于相应的听音室的条件。

在该上下文中明确地指出所描述的根据本发明的方法与上文描述的并且在WO2012/033950A1中公开的方法的基本差异，即一方面指出产生空间声信号的其它类型(与在根据本发明的方法中优选使用卷积和脉冲响应相反，在WO2012/033950A1中的以算法的方式产生混响)，另一方面(并且特别重要地)指出在音频渲染器的输入端处的音频信号的基本上不同的性质，即在WO2012/033950A1中仅使用“干燥的”音轨或“干”，即如本领域技术人员所说的那样不混响的信号，并且在恰好没有这种混响的情况下播放所述信号会被听音者认为是不自然的干燥的。就其而言，经由根据WO2012/033950A1的设备进行的播放基于比经由至今为止常用的环绕播放设备进行的播放基本上“更干燥的”混合，而根据本发明的方法存在的并且能够用于经由至今为止常用的环绕播放设备的播放提供的混合可用于并且也用于，使得在此以对本领域技术人员熟悉的表达方式谈及兼容性，基于所述兼容性，不同的混响的基本混合的创建和分开传输如在根据WO2012/033950 A1的方法中在许多情况下是不必要的。

在本发明的上下文中，非定向的发射出理解为：与主要声音分量的定向发射相反，不直接朝向听音位置发射出，而是同样间接地发射，使得所述声音分量在壁处和天花板处并且部分地也经由地面单重或多重反射，直至所述声音分量最终到达听音位置进而通过多次全反射来表式扩散声。在根据本发明的方法的意义上，在此对于非定向的发射出重要的是，恰好产生扩散声，所述扩散声对应于以所描述方式(借助反射)产生的扩散声。

要明确指出的是，就经由第二扬声器组件发射空间声信号而言，在此引起信号的已经表示扩散性的漫散射，其中，所提及的漫散射的扩散性具有听音室本身的特征(听音室诱发的)，而由空间声信号表示的扩散性如上所示是另一空间的扩散性(第三空间诱发的)，并且就此而言恰好所述最后提及的扩散性根据本发明通过在听音室中的散射与听音室诱发的扩散性叠加。

在本发明的上下文中，所述听音室诱发的扩散性的特殊的特征是其实际的扩散性，即其在听音室中的真实分布，所述实际的扩散性与作为音频引号的一部分的空间声信号的仅示出的并且仅模拟的扩散性基本上不同，正如其例如以经由第一扬声器组件发射出的方式被听音者感知的那样，其中，所述扩散性根据本发明涉及所有经由第二扬声器组件发射的信号，即音频信号以及空间声信号。在根据WO2012/033950 A1的方法的上下文中，扩散性理解为空间效果的所述最后提及的间接的形式，如从下述引文中得出“在本发明的上下文中，扩散信号或感知扩散信号是指(通常多声道的)音频信号，所述音频信号已经以电子的或数字的方式被处理，以在再现给听众时建立扩散声效果”。

由于通过扬声器对听音者的定向的取向引起的、因此与声学扩散性不同的定位效果以及由于同样通过扬声器的定向的取向引起的相关的声音信号在听音室中相对低的扩散分布，这种模拟的扩散性引起空间效果的非常弱的、不包络的并且几乎仅间接的形式。然而，在听音室中的在根据本发明的方法中真实的散射也对在听音者的感知中的第三空间诱发的扩散性赋予(结合与空间声信号的空间声信息的与音频信号无关的来源)实际的(也来自非常不同的方向)扩散性的重要特征。如在实践中已经发现的，仅经由第二扬声器组件发射出空间声信号在许多情况下要么产生过弱的空间印象，要么在更高的声级上产生过于混响的空间印象。通过经由第二扬声器组件附加地发射音频信号可行的是，(与空间声信号无关地可控制地)以为了建立所描述的听觉印象所需的程度调整听音室中的扩散性。

在根据本发明的方法的第一变型方案中涉及在听音室中纯粹的音频播放，其中，在根据本发明的方法的涉及听音室中的现场信号的第二变形方案中，与听音室无关的空间声信号经由第二扬声器组件朝向听音位置基本上非定向地发射出，在第一变形方案的上下文中的描述同样适用于此。在根据本发明的上下文中，现场信号理解为下述信号，所述信号例如并且尤其在歌剧院或大厅或其它空间中在现场表演期间源自听音室。因此在空间方面中如在第一变型方案中那样涉及听觉效果的声学改进，其中，在第二变型方式中然而听音室也涉及下述空间，在所述空间中现场发生原始声音事件。在第二变型方案中，一方面能够规定，使用仅一个扬声器组件并且然后在本发明的意义上使用第一变型方案的第二扬声器组件。经由所述变型方案以与第一变型方案类似的方式从借助麦克风记录的现场信号中并且从第三空间脉冲响应中形成的无直达声分量的空间声信号关于听音者非定向地发射出，其中，从现场信号中形成的音频信号的发射如在第一变型方案中是可行的，但是尤其在许多音乐厅中是不需要的，因为在这种情况下已经在室内形成足够量的扩散声。另一方面也可设想的是，在第二变型方案中，第一扬声器组件基本上朝向听音位置的方向定向地发射现场信号，其中，在这种情况下于是涉及播音，例如音乐表演。对此要明确指出的是，所述第二变型方案也适合用于在较小的空间中使用并且在此也可行的是与播音目的组合，例如在会议室中。此外，在一些情况下，为了第一变型方案的目的安装的设备也能够用于第二变型方案的目的，其中，所述设备以麦克风进行补充。

通过根据本发明的用于在听音室中播放声音的方法的两个变型方案的各特定的特征组合，出乎意料地首次可行的是，将第三空间的在心理声学和听觉生理学方面与在自然空间中的听觉体验类似的包络的空间声体验传输到听音室中，其方式为：除了听音室本身的音频或现场信号的基本上定向的发射出以外，在对听音位置实现的非定向发射的意义上，以与音频或现场信号组合的方式加载有期望的空间、例如并且尤其是音乐厅的空间声信号。通过这种方式实现，同时显著增强各个听音室的空间声(当需要建立足够的扩散声声级时)并且在听音者的感知中将其掩蔽，传统的、经由第一扬声器组件发射出的音频或现场信号在美观方面令人愉悦地能够具有期望的第三空间音响效果，所述第三空间音响效果同样作为在听音室中重新散射的扩散声通过特定的处理和发射方式能够实现听音室空间音响效果在上文中提及的掩蔽，使得产生在美观方面期望的空间音响效果，所述空间音响效果不存在于原本的音频或现场信号中或者至少不以期望的(包络的)方式发挥作用，并且包含在原本的音频或现场信号中的直达声声源的定位和感知不受任何影响。由该完全意外的发现得到根据本发明的方法。以这种类型和方式可行的是，为听音者实现音频数据的包络的和感情上动人的播放。同时，听觉体验不再仅在所描述的听音位置处被认为是尤其在声学-空间上令人满意的，而是优选的听音区域扩展到位于第一扬声器组件的扬声器之间的整个区域上(所谓的最佳点问题的解决方案)，此外也在没有低音喇叭的情况下同样出乎意料地可以说自动产生出色的低音播放。

这在本发明上下文中是有利的，因为这在实践中已经证实：第二扬声器组件关于将音频信号的声级与空间声信号的声级相比并且将两个所提及的信号的声级与第一扬声器组件的音频信号和/或现场信号的声级相比设定为，使得一方面进行用扩散声本身在听觉生理学方面足够地激发听音室，并且另一方面第三空间-空间声信号在其作用方面被认为是合适的。在不同的情况下中，在此也能够根据相应的节目素材需要非常不同的声级比例的设定。例如，大的音乐厅的包络的空间声表达在小的客厅中需要在第二扬声器组件中的高声级的音频信号。也能够借助第三空间-空间声信号的关于音频信号的声级明显更小的声级对听音者设定期望的和所描述的效果，如从根据本发明的方法的实践中获得的。与大多数定向地朝听音者取向的音频-环绕播放系统作为第一扬声器组件不同，在现场情况下，在声学上有问题的音乐厅中交响乐团也将其声音的相当大的部分发射到音乐厅的天花板和壁上，使得根据音乐厅，与在家庭-音频客厅中相比，需要在第二扬声器组件中的对应于现场信号的音频信号的少得多的量来产生扩散声，或者也已经在大厅中存在足够的扩散声，使得于是只有并且仅仅空间声信号经由第二扬声器组件发射出。

此外这在该上下文中是有利的，因为在实践中已经证实，尽管非限制性的：空间声信号是第三空间脉冲响应，本领域技术人员借助商购的设备即使在录音室中或者在其它适宜的大厅中也能制作或者借助商购的模拟软件对应于真实空间或者由虚拟空间产生第三空间脉冲响应，其在一些情况下也以适宜的方式和质量从世界的各期望的空间和环境或者音乐厅和歌剧院中供使用(例如由Audioease公司提供)。

音频记录和传输的未来的、尤其基于声场的方法能够实现创建空间声信号的其它和/或另外的可行性。作为记录的示例举例，其根据高阶立体声(HOA)方法例如借助mhacoustics公司的麦克风阵列本身来创建。代替混合完成的音频声道，同样对应于根据本发明的方法的要求的这样的音频材料提供在录音室的特定位置处记录的一个声场或者多个声场，从所述声场中能够后续地借助所谓的波束选择出关于方向和方向特征可变的部段，即例如尽可能无直达声分量的空间声信号。音频信号也能够从该声场中获得，这在根据本发明的方法的范围中能够实现另外的、更不同的工作方式。

在根据本发明的方法的意义上，“声场”在此是所有声学信息(以时间间隔/延迟连续的：直达声、反射和扩散声)，所述声学信息在空间中特定的位置处被感知到；声场因此涉及通过现场和/或扬声器信号在空间中生成的声场的与该位置有关的部段。所述声学信息的重要参数是其各自的声级(在扩散声的情况下是表示时间上的声级变化的霍尔曲线)以及方向，所述声学信息(以从直达声到扩散声减小的精度)从所述方向中被感知。在许多情况下，对声场的感知作为整体进行，其方式为：与直达声一起感知所属的空间性(而不是例如个别回声)。

为了获得更满意的听觉印象(声像的扩大的宽度和更包络的空间印象)，(如在实践中示出的)有利的是，经由第二或第三扬声器组件(其中所述第三扬声器组件例如并且尤其具有至少两个用于侧向声音信号的扬声器和/或一个用于来自上方的早期反射信号的扬声器)这样朝向听音室壁和/或听音室天花板的方向发射出早期反射信号(特定选择和设定的空间声信号)，使得在听音室壁处(关于听音位置在前方-侧面-大约位于耳朵的高度上或者更高)和/或在听音室天花板处(前方-上方-居中)反射的早期反射信号基本上朝向期望的听音区域反射。

此外，在个别应用中能够有利的是，第二扬声器组件构造为，使得音频信号和/或现场信号以及空间声信号经由分离的扬声器底架发射出。

此外有利的是，第二扬声器组件至少并且优选具有下述扬声器：用于关于听音位置从前-左-上方非定向地发射的扬声器，用于关于听音位置从前-右-上方非定向地发射的扬声器，用于关于听音位置从后-左-上方非定向地发射的扬声器，用于关于听音位置从后-右-上方非定向地发射的扬声器。与此相应地，扬声器不一定必须放置在所提及的位置的区域中，而是以某种方式放置并且放置在某个位置中，所述位置确保来自所描述的方向的扩散声的感知。扩散声虽然不被感知为非定向的(如在声学理论中)，但是小得多的方向性被感知为直达声(出于该原因，HOA环境分量在未来的MPEG-H 3D音频标准中典型地以比主要分量更低的立体阶数传输)。来自听音者头部上方的具有细分为左方/右方和前方/后方的四个区域的感知在此从根据本发明的方法的角度被视为是有利的，并且同样有利的是，在非定向发射时在尽可能大的范围中引起多次反射，例如在天花板处和在壁处。

在第二扬声器组件的范围中使用明显更大数量的扬声器结合根据本发明的方法并不是有利的。在此引起在听觉心理学上不再能区分的扩散性的叠加，使得虽然可感知具有混响特性的扩散声，然而不能感知其它空间声特性。所谓的混响延长设施或声学增强系统的混响的在上文中被称为“平滑”的特性能够通过使用(过)大数量的扬声器来解释。

在本发明上下文中不重要的是，不仅对于第二扬声器组件使用优选四个扬声器，而且也借助专门准备的并且也不同的空间声信号来控制所述扬声器。通常并且优选地，在制作用于各个扬声器的脉冲响应时在第三空间中选择测量位置或取向(其结构形式能与听音室的结构形式极度不同)，其引起在听音室中平衡的并且在听音室播放上下文中尽可能在声学上有利地表示第三空间的音响效果的播放。如在实践中证明的，通常有利的是，在第三空间中测量位置或测量定向的区域(例如关于音乐厅中好的听音位置或者关于电影场景中真实的听音位置)原理上(尤其关于前方-后方)对应于在听音室中(关于听音位置)经由第二扬声器组件的相关联的卷积产物的发射的区域。作为在实践中证实的变型方案在大的和高的空间中(例如在音乐厅中)在一些情况下也可行的是，在左侧和右侧上组合设立用于例如四个扬声器的空间声信号并且经由仅两个扬声器发射出。

此外有利的是，与第一扬声器组件的音频信号或现场信号相比，在时间上延迟地或更早地控制第二扬声器组件的扬声器，以便提供声学形式的另外的可能性。

因此也有利的是，与第一扬声器组件的音频信号或现场信号相比，在时间上延迟地或更早地控制第三扬声器组件的扬声器。

在实践中这种延迟的设定是艺术上所谓的上混合的一部分，其中，在听音室中由空间声信号表示的空间音响效果借助于微调而适应于新的环境。

为了经由第一扬声器组件播放，音频信号通常以基于声道的形式存在。在艺术上的上混合中，所述音频信号如上所述为了经由第二扬声器组件播放一方面进行混合(音频信号分量)，另一方面以第三空间脉冲响应进行卷积(空间声信号分量)。如已经阐述的，在卷积时进行空间声信号对听音室的各声学情况的匹配。其中涉及属于根据本发明的方法的设备之前的信号路径的空间声信号不能以基于声道的音频形式存在或传输，而是分别在设备中优选通过卷积产生，在相同的音频信号的情况下，能够对于不同的听音室通过匹配地改变适宜的卷积参数(例如混响长度、空间的大小、空间宽度、延迟)产生各匹配的空间声信号并且进行用于控制第二扬声器组件的匹配的混合。

在实践中，为了根据按照本发明的方法的优选的形式播放音频因此需要音频信号和脉冲响应。此外，如所提及的，但是也优选地，环绕混合适合作为音频信号，所述环绕混合已经设置用于经由第一扬声器组件(也不使用第二扬声器组件)播放。为了处理脉冲响应，在此有利的是，所述脉冲响应以能够使直接使用可行的形式交换和分布(即无需调整参数)，如果相应的听音室在其空间声学特性方面适合于对应于其规格的标准空间，其将所述音频信号结合所提及的脉冲响应用于经由根据本发明的方法来播放。

听音室的空间声学特性优选在测量过程中确定，所述测量过程基于已知的、尤其可用于高品质的环绕-播放设施的测量过程并且在调试设备之前执行。除了用户的关于空间尺寸和扬声器的放置的手动输入以外，借助于测量麦克风并且借助于经由扬声器发射出的音调和信号不仅确定适宜的声级、延迟和频率特性均衡，而且也确定空间声学的参数，如尤其是混响时间。

如果所使用的听音室在其空间声学特性方面与所提及的标准空间偏差，那么根据相应的偏差进行对卷积和混合参数的调整。所述参数也能够用于获得对应于听音者的喜好的空间性效果(所谓的个性化)。

此外，对于整体声音有利的是，在空间声信号中不包含直达声分量，尤其因为当不认真调整时，所述直达声分量会以干扰的方式干涉音频信号。

开启附加的有利的声音的设计可能性：

-第二扬声器组件的关于听音位置位于前方的扬声器的控制时间点与第二扬声器组件的关于听音位置位于后方的扬声器相比发生改变，其中，所述扬声器更早或更晚地被控制；

-在第二扬声器组件内部在不同的时间点多重发射音频信号；并且

-关于经由第一扬声器组件发射的音频信号的至少部分，以延迟的和不延迟的方式经由第二扬声器组件发射音频信号的至少部分。

在根据本发明的上下文中有利的是，第二扬声器组件的扬声器通常以成对或成组的方式(横向于听音位置观察)由第一扬声器组件的相关联的对或组来控制。

此外有利的是，第一扬声器组件的扬声器的对和/或组的音频信号通常以不延迟的方式或者以少量延迟的方式经由第二扬声器组件的扬声器的通常最近的对或最近的组播放。

此外有利的并且能够如在实践中证明的是，在听音者的感知中明显改进听音室诱发的空间声信息的掩蔽，如果经由第二扬声器组件的扬声器的对或组发射的音频信号附加地经由第二扬声器组件的扬声器的另外的对或组播放；通常以附加的少量的延迟以及以在距离增加时略小的声级播放，所述延迟与位于扬声器的相应的对和/或组之间的距离正相关。

此外，根据本发明要求保护：计算机程序，所述计算机程序设立用于执行根据本发明的方法；计算机程序产品，所述计算机程序产品设立用于执行根据本发明的方法；数据载体，所述数据载体包含根据本发明的计算机程序或根据本发明的计算机程序产品；设备，所述设备设立用于执行根据本发明的方法；系统，所述系统设立用于执行根据本发明的方法。

此外要求保护根据本发明的方法的和/或根据本发明的计算机程序的和/或根据本发明的计算机程序产品的和/或根据本发明的数据载体的和/或根据本发明的设备的和/或根据本发明的系统的和/或关于听音位置非定向地发射出的音频信号的和/或非定向地发射出的现场信号的和同时与听音室无关地关于听音位置非定向地发射出的空间声信号的应用，所述空间声信号的空间声信息具有与音频信号无关的来源，在至少尽可能声学掩蔽听音室的扩散声的同时以听觉生理学地引起通过空间声信号引起的空间性通过听音者的感知。

附图说明

下面非限制性地、示例性地详细阐述本发明，其中

图1示出根据本发明的方法的可行的实施形式的立体的和概略的视图。

具体实施方式

在图1中以概略和透视的形式示出在听音室H内部的可行的扬声器配置，其中，听音位置本身以X标识，并且听音者朝向壁W1观察。

在听音室H中播放声音时，音频信号，例如由Hifi(高保真)部件馈送的音频信号从第一扬声器组件朝向听音位置X的方向基本上定向地发射出，所述第一扬声器组件由扬声器SLV1、SCV1、SRV1、SLH1以及SRH1构成，其中，所述配置对应于不具有低音喇叭的经典的5.1环绕扬声器配置。因此，音频信号基本上定向地朝向在听音位置X处的听音者传输。所述音频信号对应于源自传统的录音技术的、即基于声道并且不基于声场的声音信息。

同时，将音频信号和与听音室H无关的空间声信号(Raumschallsignale)(所述空间声信号的空间声信息具有与音频信号无关的来源)经由第二扬声器组件关于听音位置X基本上非定向性地，即基本上朝向听音室天花板D的方向发射出，所述第二扬声器组件由扬声器SLVO2、SRVO2、SLHO2以及SRHO2构成，其中，空间声信号和音频信号对空间性感知施加互补作用。

通过将音频信号相对于空间声信号相应地均衡(不仅在第二扬声器组件内部成比例地而且与第一扬声器组件的音频信号的声级成比例地)，产生自然的并且被认为是可信的音乐的声像，其中，经由第二扬声器组件发射出的音频信号以一定程度(该程度能够实现对包络的空间性的根据本发明的感知)提高在听音室中的扩散性，并且经由第二扬声器组件发射出的空间声信号不仅在听音者感知中掩蔽听音室H的扩散声的由听音室诱发的空间性信息，而且尤其是以包络的方式确保对应于空间声信号的空间声信息的空间性的感知。

为了主观地扩展声像的宽度并且为了增强空间声包络效果，在听音室H中安装第三扬声器组件，所述第三扬声器组件由扬声器SL3以及SR3构成。经由扬声器SL3和SR3发射出早期反射信号(特定选择的和设定的空间声信号)，使得所述早期反射信号在听音室壁W2和W3处基本上朝向听音位置X的方向被反射。通过该措施，还加强现实空间的声学印象。

在代替在听音室H中播放声音的另一变型方案中不使用音频信号，而是使用现场信号，例如在歌剧院或音乐会中现场表演时使用现场信号，与听音室H无关的空间声信号或者与听音室无关的空间声信号和对应于现场信号的音频信号经由第二扬声器组件朝向听音位置X的方向基本上非定向地发射出。其中一方面空间声信号，并且另一方面现场信号的引起扩散声的分量或现场信号的引起扩散声的分量和对应于现场信号的音频信号对空间性感知施加互补作用。在该配置中，通常扬声器SLV1、SCV1、SRV1、SLH1以及SRH1非有源地运行，然而能够在一些情况下也在放弃使用后方的扬声器的条件下有源地运行，尤其为了播音目的，例如在音乐表演时。

然而，在现场表演时在声学掩蔽听音室H的由听音室诱发的空间声信号时，在每种情况下控制扬声器SLVO2、SRVO2、SLHO2以及SRHO2。在需要时，也控制第三扬声器组件的扬声器，即SL2以及SR3。

以这种方式可行的是，通过掩蔽听觉空间音响效果来优化发生现场事件的听音室H的不利的空间音响效果，其方式为：在听音者的感知中通过第三空间的期望的空间音响效果代替所述听觉空间音响效果，第三空间的期望的空间音响效果包含在所谓的空间声信号中。

文献目录：

WO2012/033950A1

WO2013/111034A2

Ben Kok：声学增强系统，Partner出版，4/2011，第108-117页

J.Herre，J.Hilpert，A.Kuntz，J.Plogsties：MPEG-H Audio-通用空间/3D音频编码的通用标准，ICSA 2014的会议记录，Erlangen-ISBN 978-3-98 12830-4-4，第54页

Andreas Rotter：不同原理的高音扬声器的音调差异的可感知性，MA TU Berlin2010，从第22页起。

Claims (19)

1.一种用于借助至少一个扬声器组件在听音室(H)中播放声音的方法，所述至少一个扬声器组件选自由第一扬声器组件(SLV1、SCV1、SRV1、SLH1、SRH1)和第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)构成的组，其中，

在播放情况下，aa.)由第一扬声器组件(SLV1、SCV1、SRV1、SLH1、SRH1)关于听音位置(X)基本上定向地发射出音频信号，ab.)经由第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)关于所述听音位置(X)基本上非定向地发射出所述音频信号和与所述听音室(H)原本无关的空间声信号，所述空间声信号包含一个或多个真实或虚拟空间的空间声信息，其特征在于，所述空间声信号的空间声信息具有与所述音频信号无关的来源；或者

在现场情况下，ba.)发射现场信号到所述室中，并且bb.)经由所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)关于所述听音位置(X)基本上非定向地发射出：要么bba.)与所述听音室(H)无关的、包含一个或多个真实或虚拟空间的空间声信息的空间声信号，要么bbb.)对应于现场信号的音频信号以及与所述听音室(H)无关的、包含一个或多个真实或虚拟空间的空间声信息的空间声信号，其特征在于，所述空间声信号的空间声信息具有与所述对应于现场信号的音频信号无关的来源；或者

c.)在现场情况下，经由所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)关于所述听音位置(X)基本上非定向地发射出：要么ca.)与所述听音室(H)无关的、包含多个真实或虚拟空间中的一个真实或虚拟空间的空间声信息的空间声信号，要么cb.)对应于现场信号的音频信号以及与所述听音室(H)无关的、包含多个真实或虚拟空间中的一个真实或虚拟空间的空间声信息的空间声信号，其特征在于，所述空间声信号的空间声信息具有与所述对应于现场信号的音频信号无关的来源；或者

d.)在播放情况下，da.)由第一扬声器组件(SLV1、SCV1、SRV1、SLH1、SRH1)关于听音位置(X)基本上定向地发射出音频信号，其中，db.)经由第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)关于所述听音位置(X)基本上非定向地发射出音频信号和与所述听音室(H)原本无关的空间声信号，其特征在于，所述空间声信号的空间声信息具有与所述音频信号无关的来源；或者

e.)在现场情况下，ea.)发射现场信号到所述室中，并且eb.)经由所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)关于所述听音位置(X)基本上非定向地发射出：要么eea.)与所述听音室(H)无关的空间声信号，要么eeb.)对应于现场信号的音频信号和与所述听音室(H)无关的空间声信号，其特征在于，所述空间声信号的空间声信息具有与所述对应于现场信号的音频信号无关的来源；或者

f.)在现场情况下，经由所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)关于所述听音位置(X)基本上非定向地发射出：要么fa.)与所述听音室(H)无关的、包含多个真实或虚拟空间中的一个真实或虚拟空间的空间声信息的空间声信号，要么fb.)对应于现场信号的音频信号和与所述听音室(H)无关的、包含多个真实或虚拟空间中的一个真实或虚拟空间的空间声信息的空间声信号，其特征在于，所述空间声信号的空间声信息具有与所述对应于现场信号的音频信号无关的来源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间声信号是第三空间脉冲响应的卷积产物。

3.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，

a.)经由所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)朝向听音室壁(W2、W3)和/或听音室天花板(D)的方向发射出源自所述空间声信号的早期反射信号或中早期反射信号，使得在所述听音室壁(W2、W3)和/或所述听音室天花板(D)上反射的所述早期反射信号或中早期反射信号基本上朝向听音位置(X)的方向反射；或者

b.)经由第三扬声器组件(SL3、SR3)朝向所述听音室壁(W2、W3)和/或所述听音室天花板(D)的方向发射出源自所述空间声信号的早期反射信号或中早期反射信号，使得在所述听音室壁(W2、W3)和/或所述听音室天花板(D)上反射的早期反射信号或中早期反射信号基本上朝向所述听音位置(X)的方向反射。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)构造为，使得

a.)所述音频信号和所述空间声信号经由分离的扬声器框架发射出；或者

b.)对应于所述音频信号的现场信号和所述空间声信号经由分离的扬声器框架发射出；或者

c.)关于音频信号的空间声信号和关于对应于音频信号的现场信号的空间声信号经由分离的扬声器框架发射出。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)至少具有下述扬声器：

a.)用于关于所述听音位置非定向地从左-上方发射的扬声器；用于关于所述听音位置非定向地从右-上方发射的扬声器，或者

b.)用于关于所述听音位置非定向地从前-左-上方发射的扬声器(SLVO2)，用于关于所述听音位置非定向地从前-右-上方发射的扬声器(SRVO2)，用于关于所述听音位置非定向地从后-左-上方发射出的扬声器(SLHO2)，用于关于所述听音位置非定向地从后-右-上方发射出的扬声器(SRHO2)。

6.根据在不引用权利要求1和2的情况下的权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三扬声器组件(SL3、SR3)至少具有下述扬声器：

用于关于所述听音位置在前-左方在耳朵高度上或者更高处反射地发射的扬声器(SL3)，和用于关于所述听音位置在前-右方在耳朵高度上或者更高处反射地发射的扬声器(SR3)，和/或

用于关于所述听音位置在前-中-上方反射地发射的扬声器。

7.根据在不引用权利要求1和2的情况下的权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)和所述第三扬声器组件(SL3、SR3)的扬声器借助专门准备的并且与此相应地不同的空间声信号进行控制。

8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，与第一扬声器组件(SLV1、SCV1、SRV1、SLH1、SRH1)的音频信号或所述现场信号相比，在时间上延迟地或者更早地对所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)的扬声器进行控制。

9.根据在不引用权利要求1和2的情况下的权利要求3至8之一所述的方法，其特征在于，与所述第一扬声器组件(SLV1、SCV1、SRV1、SLH1、SRH1)的音频信号或所述现场信号相比，在时间上延迟地或更早地对所述第三扬声器组件(SL3、SR3)的扬声器进行控制。

10.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，与所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)的关于所述听音位置(X)位于后方的扬声器(SLHO2、SRHO2)相比，在时间上更早或延迟地对所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)的关于所述听音位置(X)位于前方的扬声器(SLVO2、SRVO2)进行控制。

11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，在所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)内多次在不同的时间点发射出所述音频信号。

12.根据权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，经由第二扬声器组件发射出的音频信号的至少部分关于所述第一扬声器组件(SLV1、SCV1、SRV1、SLH1、SRH1)的音频信号的至少部分即在时间上不延迟地也在时间上延迟地被发射。

13.根据权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，经由所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)的关于所述听音位置(X)位于前方的扬声器(SLVO2、SRVO2)发射出的音频信号的一部分比经由关于所述听音位置(X)位于后方的扬声器(SLHO2、SRHO2)发射出的音频信号的同一部分在时间上更早地发射出或者相反。

14.根据权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，在所述第二扬声器组件(SLVO2、SRVO2、SLHO2、SRHO2)内的音频信号和空间声信号关于其声级彼此无关地进行控制。

15.一种计算机程序产品，设立用于执行根据权利要求1至14之一所述的方法。

16.一种数据载体，包含计算机程序，该计算机程序设立用于执行根据权利要求1至14之一所述的方法。

17.一种设备，设立用于执行根据权利要求1至14之一所述的方法。

18.一种系统，设立用于执行根据权利要求1至14之一所述的方法。

19.一种根据权利要求1至14之一所述的方法的应用，和/或

根据权利要求15所述的计算机产品的应用，和/或

根据权利要求16所述的数据载体的应用，和/或

根据权利要求17所述的设备的应用，和/或

根据权利要求18所述的系统的应用，

所述应用用于在至少在很大程度上声学掩蔽所述听音室(H)的空间性效果的同时在听觉生理学上引起对由空间声信号表示的空间性的包络感。