CN110771182A - 用于音频渲染的音频处理器、系统、方法和计算机程序 - Google Patents

用于音频渲染的音频处理器、系统、方法和计算机程序 Download PDF

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Abstract

音频处理器用于对于一个或多个扬声器的集合中的每个，基于听者位置以及所述一个或多个扬声器的集合的扬声器位置，生成一个或多个参数的集合，该一个或多个参数的集合确定待被各个扬声器再现的扬声器信号从音频信号的得出。音频处理器用于以所述一个或多个扬声器的集合中的至少一个的扬声器特征为基础生成用于所述一个或多个扬声器的集合的一个或多个参数的集合。

Description

用于音频渲染的音频处理器、系统、方法和计算机程序
技术领域
根据本发明的实施例涉及用于音频渲染的音频处理器、系统、方法和计算机程序。
背景技术
利用扬声器的音频再现的一般问题是再现通常仅在一个听者位置内或小范围的听者位置内是最佳的。更糟的是，当听者改变位置或移动时，音频再现的质量高度变化。对于远离最有效点的收听位置的改变，所诱发的空间听觉图像是不稳定的。立体声图像塌缩(collapse)至最近的扬声器。
已经通过包括通过追踪听者位置和调整增益和延迟以补偿与最佳收听位置的偏差的文献[1]的先前公开物解决了此问题。已经利用串扰消除(XTC)使用听者追踪，例如参见文献[2]。XTC要求听者的极其精确的定位，这使得听者追踪几乎是不可或缺的。
对于补偿过程的质量，先前方法没有考虑扬声器的指向性图案以及关联电位。扬声器在不同的方向上发射声音且因此到达位于不同位置处的听者，导致对于位于不同位置处的听者的不同音频感知。通常，扬声器对于不同方向具有不同的频率响应。因此，不同的听者位置由具有不同的频率响应的扬声器服务。
因此，期望得到出于优化扬声器对于位于不同的收听位置处的听者的输出音频信号的质量的目的而包括扬声器的非期望频率响应的补偿的概念。
发明内容
根据本发明的实施例涉及音频处理器，该音频处理器用于对于一个或多个扬声器的集合中的每个，基于听者位置(听者位置可以是，例如，在与一个或多个扬声器的集合相同的房间中的听者的全身的位置，或例如，仅听者的头部位置，又或例如，听者的耳朵的位置。听者位置无需是房间中的独自站立位置，它可以是例如，参照一个或多个扬声器的集合的位置，例如，听者的头部距一个或多个扬声器的集合的距离)以及一个或多个扬声器的集合的扬声器位置，生成一个或多个参数(其可以，例如，是可以影响一个或多个音频信号的延迟、电平(level)或频率响应的参数)的集合，该一个或多个参数的集合确定待被各个扬声器再现的扬声器信号从音频信号的得出。音频处理器用于以扬声器特征为基础生成用于一个或多个扬声器的集合的一个或多个参数的集合。扬声器特征可以，例如，是一个或多个扬声器的集合中的至少一个的发射特征的发射角相依频率响应，这意味着音频处理器可以依据一个或多个扬声器的集合中的至少一个的发射特征的发射角相依频率响应执行生成。可选地，可以为一个或多个扬声器的集合中的超过一个(或甚至所有扬声器)进行此。
本申请所基于的见解在于，扬声器的频率响应在不同方向(相对于轴上前进方向)上改变，从而渲染质量受到此方向相依性影响，但是这样的质量降低可以通过在渲染过程中考虑扬声器特征而减小。一个或多个扬声器朝听者位置的频率响应可以，例如，被均衡化以匹配一个或多个扬声器的如其在理想或预定的收听位置处的频率响应。可以利用音频处理器实现此。该音频处理器得到，例如，关于听者定位、扬声器定位以及扬声器辐射特征(诸如，扬声器的频率响应)的信息。该音频处理器可以从此种信息中计算出一个或多个参数的集合。利用一个或多个参数的集合，可以修改输入音频(可选地，将到来的音频信号的发音)。利用音频信号的此修改，听者在其位置处接收优化的音频信号。利用优化的信号，听者可以，例如，在其位置处具有与在听者的理想的收听位置处的听力感觉近乎或完全相同的听力感觉。理想的听者位置是，例如，听者无需音频信号的修改而体验到最佳音频感知的位置。这意味着，例如，听者可以以现场预期的方式在其位置处感知到音频场景。理想的听者位置可以对应于与用于再现的所有扬声器(一个或多个扬声器)相距相同距离的位置。
因此，根据本发明的音频处理器允许听者改变他/她的位置到不同的听者位置并在每个(至少在一些)位置处具有与听者将在其理想的收听位置处具有的收听感觉相同或至少部分相同的收听感觉。
总之，应注意，怀着为至少一个听者达到优化的音频再现的目的，音频处理器能够基于听者定位、扬声器定位和/或扬声器特征调整一个或多个音频信号的延迟、电平或频率响应中的至少一个。
附图说明
附图不必按比例示出，而是重点示出本发明的原理。在以下描述中，将参考以下附图描述本发明的各种实施例，其中：
图1示出根据本发明的实施例的音频处理器的示意图；
图2示出根据本发明的另一实施例的音频处理器的示意图；
图3示出根据本发明的另一实施例的扬声器特征的图；
图4示出未利用本文中描述的实施例的意识到扬声器特征的渲染概念的听者在不同的听者位置处的音频感知的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例的音频处理器100的示意图。
音频处理器100用于对于扬声器的集合110中的每个，生成一个或多个参数的集合。这意味着，例如，音频处理器100生成用于第一扬声器112的一个或多个参数的第一集合120以及用于第二扬声器114的一个或多个参数的第二集合122。一个或多个参数的集合确定待被各个扬声器再现的扬声器信号(例如，从第一修改器140传递至第一扬声器112的第一扬声器信号164和/或从第二修改器142传递至第二扬声器114的第二扬声器信号166)从音频信号130的得出。这意味着，例如，音频信号130被第一修改器140基于一个或多个参数的第一集合120修改至第一扬声器112以及被第二修改器142基于一个或多个参数的第二集合122修改至第二扬声器114。音频信号130具有，例如，超过一个声道，即，可以为立体声信号或双声道信号，诸如MPEG环绕信号。音频处理器100以将到来的信息150为基础生成一个或多个参数的第一集合120和一个或多个参数的第二集合122。将到来的信息150可以，例如，是听者定位152、扬声器定位154和/或扬声器辐射特征156。音频处理器100需要，例如，知道可(例如)被定义为扬声器的位置和方向的扬声器定位154。扬声器特征156可以，例如，是在不同方向上的频率响应或扬声器方向性图案。这些可以，例如，被测得或从数据库取得或通过简化模型近似得到。可选地，房间效应可被包括在扬声器特征中(当在房间中测量数据时，这自动地是这种情况)。基于以上三种输入(听者定位152、扬声器定位154以及扬声器特征156(扬声器辐射特征))，可以得到对于输入信号(音频信号130)的修改。
在实施例中，一个或多个参数的集合(120,122)定义倾斜型滤波器。一个或多个参数的集合(120,122)可以被馈送至模型以通过音频信号130的期望校正而得到扬声器信号(164,166)。修改(或校正)的类型可以，例如，是绝对补偿或相对补偿。在绝对补偿下，例如，在每个扬声器的基础上相对于可以(例如)是从各个扬声器至在一定距离处的其扬声器轴上(例如，定义为距所有扬声器等距离的轴上方向)的听者位置的传递函数的参照传递函数补偿扬声器位置154和听者定位152之间的传递函数。也就是说，不管什么样的听者位置172—位于一定的允许定位区域内—被听者定位152选中，有效的传递函数将，例如，为听者诱发与在理想的听者位置174的情况下的参照传递函数相同或几乎相同的音频感知。换句话说，第一修改器140和第二修改器142使用分别依据一个或多个参数的集合120和122设置的相应传递函数对入站音频信号130分别进行谱预成形，且后者参数被音频处理器100设置以调整谱预成形，以补偿其传递函数相对于其参照传递函数的听者位置172的相应扬声器偏差。例如，音频处理器100可以依据听者位置172相对于相应扬声器轴所驻留的绝对角分别执行参数120和122的设置，即依据第一扬声器112的绝对角161a设置参数120以及依据第二扬声器114的绝对角161b设置一个或多个参数的第二集合。可以使用相应绝对角通过表查询或分析地执行设置。在相对补偿下，例如，补偿不同的扬声器至当前听者位置172的传递函数之间的差异，或补偿不同的扬声器和听者的左右耳之间的传递函数的差异。例如，图1示出扬声器112和114的对称定位，其中第一扬声器112的音频输出160和第二扬声器114的音频输出162(例如)在对称地处于扬声器112和114之间的听者位置(如，位置174)处不具有传递函数差异。也就是说，在这些位置处，从扬声器112至相应位置的传递函数等于从扬声器114至相应位置的传递函数。然而，对于偏移对称轴定位的任意听者位置172，出现传递函数差异。在相对补偿下，例如，用于扬声器的集合110中的一个扬声器(例如，第一扬声器112或第二扬声器114)的修改器补偿一个发言者的至听者位置172的传递函数相对于其他扬声器至听者位置172的传递函数的差异。因此，根据相对补偿，音频处理器100以如下方式设置参数的集合120/122，对于至少一个发言者，以使得其至听者位置172的有效传递函数变得更接近于其他发言者的传递函数的方式谱预成形音频信号。例如，可以使用听者位置172相对于扬声器112和114所驻留的绝对角之间的差进行设置。该差可被用来参数的集合120和/或122的表查询，或作为用于分析地计算集合120/122的参数。因此，例如，关于第二扬声器114的音频输出162修改第一扬声器112的音频输出160，以使得听者170在听者位置172处感知到与沿着前述对称轴的一些对应位置(例如，理想的听者位置)处的音频感知相同或近乎相同的音频感知。自然地，相对补偿并非受缚于对称的发言者布置。
因此，通过音频处理器100的一个或多个参数的集合的生成具有这样的效果，音频信号130被第一修改器140和第二修改器142修改以使得第一扬声器112的音频输出160和第二扬声器114的音频输出162向在其听者位置172处的听者170提供就像听者170位于理想的听者位置174处一样的完全(至少部分)相同的声音感知。根据此实施例，听者170无需处于理想的听者位置174以接收音频输出，这为听者170生成与在理想的听者位置174处的感知相像的听觉图像。因此，例如，听者170的听觉感知不或几乎不随着听者位置172改变而改变，仅电气信号，例如，第一扬声器信号164和/或第二扬声器信号166改变。被在各自的听者位置172处的听者感知到得听觉图像类似于音频信号130的生产者所预期的原始听觉图像。因此，本发明优化在不同听者位置172处的扬声器的集合110的输出音频信号的听者170的感知。这具有如下结果，听者170可以接受相同房间中的不同位置作为扬声器的集合110并感知近乎相同质量的输出音频信号。
在实施例中，对于扬声器的集合110中的每个扬声器，一个或多个参数的集合确定扬声器信号从入站音频信号130的得出。例如，通过由延迟修改、幅值修改和/或谱滤波修改音频信号130得出待被再现的第一扬声器信号164和/或第二扬声器信号166。音频信号130的修改可以，例如，由第一修改器140和/或第二修改器142完成。例如，仅一个修改器对扬声器的集合110执行音频信号130的修改或超过两个修改器执行修改是可能的。如果呈现超过一个修改器，修改器可以，例如，彼此交换数据和/或一个修改器作为基础而其他修改器(至少一个其他修改器)相对于基础的修改执行修改(例如，通过减法、加法、乘法和/或除法)。第一修改器140不必使用与第二修改器142相同的修改。对于不同的听者定位152、扬声器定位154和/或扬声器辐射特征156，音频信号130的修改可以不同。
如下进一步描述的，对于渲染过程考虑扬声器朝听者位置172的方向的频率响应。扬声器朝听者位置172的频率响应被均衡化，例如，以匹配扬声器的如其在理想的收听位置174处的频率响应。对于向前指向的具有换能器的传统扬声器，此均衡化将相对于第一扬声器112和/或第二扬声器114的轴上(向前零度)响应。对于其他系统(例如，内置于电视机中的扬声器，指向侧面)，此均衡化将相对于如在理想的收听位置174处测量的频率响应。频率响应的此均衡化可以，例如，通过谱滤波来完成。
为了完整起见，应提及，在最有效点处(例如，在理想的听者位置174处)的频率特征无需是扬声器的集合110的扬声器(第一扬声器112和第二扬声器114)出厂默认特征，而可以是已被均衡化的版本(例如，用于当前回放房间的特定均衡化)。也就是说，例如，扬声器112和114可以在内部具有内置均衡器。
可以有利的是，仅部分地校正扬声器频率响应，例如，如果频率响应朝听者位置172为低于轴上6dB，可以决定不校正全部6dB而仅校正其部分，例如，3dB(下文中所指示的部分校正)。通过第一修改器140和/或第二修改器142的修改基于由音频处理器100生成的一个或多个参数的集合。第一修改器得到一个或多个参数的第一集合120且第二修改器142得到音频处理器100的一个或多个参数的第二集合122。一个或多个参数的第一集合120和/或一个或多个参数的第二集合122限定音频信号130，例如，应如何由延迟修改、幅值修改和/或谱滤波而修改。通过音频处理器的一个或多个参数的集合的计算基于将到来的信息150，将到来的信息150可以，例如，是听者定位152、扬声器定位154、扬声器辐射特征156，此外也可以是安装有扬声器的集合110的室内声学。
因此，第一修改器140和/或第二修改器142能够修改音频信号130，以使得通过第一扬声器112和第二扬声器114的输出音频信号基于将到来的信息150被优化。
音频处理器100用于执行用于扬声器的集合110的一个或多个参数的集合的生成，例如，以修改输入信号，以使得，例如，扬声器的集合110的频率响应被调整以补偿由不同的角度引起的频率响应变化，不同的扬声器以该不同的角度朝收听位置172发射声音。除了扬声器的以该角度朝听者位置172的频率响应，声音到达听者170处的频率响应也取决于室内声学。两种方案可以解决此额外复杂性。第一个方案可以，例如，是之前所提及的部分校正，因为在听者处的频率响应仅部分地被扬声器确定。因此，部分校正是有意义的。第二个方案可以，例如，是通过不仅考虑扬声器频率响应(扬声器发射特征156)也考虑室内响应的第一修改器140和/或第二修改器142的校正。音频处理器100也可以，例如，用于执行用于扬声器的集合110的一个或多个参数的集合的生成，以使得电平被调整以补偿由不同的扬声器和听者位置172之间的距离差引起的电平差。音频处理器100也用于，例如，执行用于扬声器的集合的一个或多个参数的集合的生成，以使得延迟被调整以补偿由不同的扬声器和听者位置172之间的距离差引起的延迟差，和/或执行用于扬声器的集合的一个或多个参数的集合的生成，以使得应用混音器中的元件的重定位以在期望定位处渲染声音图像。可以利用现有技术的基于对象的音频表示(对于传统(基于声道)的表示，需要应用信号分解方法)简单地实现声音图像的渲染。因此，利用本发明，为在各自位置处的听者170优化收听感觉是可能的，而以(例如)可以从不同的方向上感知各个乐器的方式重布置声音图像也是可能的。
在实施例中，音频处理器100也可以，例如，被配置以使得用于至少一个扬声器(例如，第一扬声器112和/或第二扬声器114)的一个或多个参数的集合被调整，从而通过利用补偿在从至少一个扬声器的扬声器位置指向听者位置172的方向上的至少一个扬声器的发射特征(扬声器辐射特征156)的频率响应与在预定方向上的至少一个扬声器的发射特征(扬声器辐射特征156)的频率响应的偏差的传递函数来谱滤波而从音频信号得出至少一个扬声器的扬声器信号(例如，第一扬声器信号164和/或第二扬声器信号166)以被再现。因此，音频处理器100使用扬声器辐射特征156的将到来的信息150生成一个或多个参数的第一集合120和/或一个或多个参数的第二集合122。这可以，例如，意味着听者定位152和扬声器定位154是这样的，扬声器辐射特征157显示频率响应，其中，例如，高频率具有比其将在理想的收听位置174处所具有的更低的电平。在这种情况下，音频处理器可以从此将到来的信息150中生成一个或多个参数的第一集合120和一个或多个参数的第二集合122，利用该一个或多个参数的第一集合120和一个或多个参数的第二集合122，例如，第一修改器140和/或第二修改器142可以利用补偿频率响应的偏差的传递函数修改音频信号130。因此，传递函数可以，例如，通过电平修改被定义，其中，高频率的电平被调整至高频率在最佳听者位置172处的电平。因此，听者170接收优化的输出音频信号。例如，扬声器特征(扬声器辐射特征156)可以是在不同的方向上的频率响应或扬声器方向性图案。这些可以由模型提供或近似、被测得、从硬件、云或网络提供的数据库中取得或可以被分析地计算出。将到来的信息150，如扬声器辐射特征156，可以经由连接或无线地被传递至音频处理器。可选地，房间效应可被包括在扬声器特征中(当在房间中测量数据时，这自动地是这种情况)。例如，无需具有准确的扬声器辐射特征156，相反，仅参数化的近似值是足够的。
音频处理器100还需要知道听者的位置(听者定位152)。
在实施例中，听者定位152定义听者的水平位置。这意味着，例如，听者170在听音频输出时躺着。当听者170处于水平位置而非竖直位置时，或如果听者170在水平方向上而非竖直方向上改变收听位置172，音频输出需要被，例如，第一修改器140和/或第二修改器142不同地修改。例如，如果听者170从房间的具有扬声器的集合110的一侧走到另一侧，水平位置172改变。例如，在房间中出现超过一个听者170也是可能的。因此，例如，如果在房间中出现两个听者170，他们具有不同的水平位置但不必具有不同的竖直位置(例如，当两个听者170都具有近乎相同的高度)。因此，如果听者定位152定义听者的水平位置，听者定位152，例如，被简化，且用以优化听者170的音频图像的第一扬声器信号164和/或第二扬声器信号166可被，例如，第一修改器140和/或第二修改器142很快的计算出。
在另一实施例中，听者位置172(听者定位152)限定听者170的三维的头部位置。利用听者定位152的如此限定，听者170的位置172被精确的限定。音频处理器常常知道，例如，最佳音频输出应该指向哪里。听者170可以，例如，同时在水平和竖直方向上改变他的听者位置172。因此，利用三维定义的听者位置，例如，不仅追踪水平位置，还追踪竖直位置。当听者170，例如，从站立位置改变成坐下位置或躺下位置时，可以发生听者170的竖直位置的改变。不同的听者170的竖直位置也可以取决于他们的高度，例如，孩子具有比成年听者小得多的高度。因此，利用三维的听者位置172，扬声器112和114为听者170产生的音频图像被优化。
在另一实施例中，听者位置172限定听者的头部位置和头部方向。为了增强对特定用例情形的处理的性能，额外地可以使用听者的方向(“视线方向”)以补偿由于当听者的头部转动时改变HRTF/BRIR而引起的频率响应的改变。
听者位置172也可以，例如，被实时追踪。在实施例中，音频处理器可以，例如，用于实时接收听者位置172，并实时调整延迟、电平和频率响应。利用此实施，听者无需静止在房间中，相反，他也可以四处走动并在每个位置听到优化的音频输出，就像听者170处于理想的收听位置174处一样。
在根据本发明的另一实施例中，音频处理器100支持多个预定位置(听者定位152)，其中音频处理器100用于通过对于多个预定位置(听者定位152)中的每个，预计算用于扬声器的集合110的一个或多个参数的集合，执行用于扬声器的集合110的一个或多个参数的集合的生成。因此，例如，多个不同的听者位置172可以被预定义且听者可以依据听者170当前在哪里而在其中进行选择。听者位置172(听者定位152)也可被读出一次作为参数或测量。预定位置对于没有位于最有效点(最佳/理想的听者位置174)的静止听者增强性能。
在根据本发明的另一实施例中，听者定位152包括或定义两个或更多个听者170的位置数据或定义超过一个听者位置172，关于这些位置将发生补偿。例如，在这种情况下，音频处理器为所有的如此的听者位置172计算(尽力)平均的回放。例如，当超过一个听者170在扬声器的集合110的房间中时，或听者170将有机会移动到听者位置172所遍布的区域中时，是这种情况。因此，怀着在多个位置172处或在这样的位置所遍布的区域中达到近乎最佳的听力体验的目的，将进行音频信号130的修改。例如，这通过根据一些在不同的听者位置172上平均以上提及的传递函数差异的平均成本函数优化集合120/122来完成。
在另一实施例中，音频处理器100用于从用于通过相机(例如，视频)、陀螺测试仪、加速计、声学传感器等和/或以上的组合获取听者定位152(可选地，方向)的传感器接收将到来的信息150(例如，听者定位152)。利用此实施的传感器，对于听者170，音频系统的使用被简化。听者170无需调整音频系统的任意设置以在他的听者位置172处听到与听者将在理想的收听位置174处听到的至少部分相同的质量。音频处理器100，例如，常常(或至少在一些时间点)从传感器得到必要的将到来的信息150，且因此可以基于将到来的信息150生成一个或多个参数的集合。
在实施例中，由音频处理器100生成的一个或多个参数的集合限定倾斜型滤波器。倾斜型滤波器(或减少数目的峰值EQ)的使用是用以近似所需的精确的均衡化的系统的低复杂度实施。使用分数延迟也是可能的。例如，可以在第一修改器140和/或第二修改器142中实施倾斜型滤波器和/或分数延迟滤波器。
另一实施例是系统，包括：音频处理器100、扬声器的集合110，以及用于扬声器的集合110中的每个(例如，用于第一扬声器112和/或第二扬声器114)的信号修改器(例如，第一修改器140和/或第二修改器142)，信号修改器用于使用由音频处理器100为各个扬声器生成的一个或多个参数的集合(例如，一个或多个参数的第一集合120和/或一个或多个参数的第二集合122)从音频信号130得出待被各个扬声器再现的扬声器信号(例如，第一扬声器信号164和/或第二扬声器信号166)。整个系统一起工作以优化听者170的收听感知。
在另一实施例中，扬声器的集合110包括三维扬声器设置、传统扬声器设置(仅水平的)、环绕扬声器设置、内置于特定设备或罩体(例如，笔记本电脑、电脑监视器、扩展坞、智能喇叭、电视机、投影仪、手提录音机等)中的扬声器、扬声器阵列和/或已知为音箱的特定扬声器阵列。例如，使用虚拟扬声器也是可能的(例如，如果回声被用于生成虚拟扬声器位置)。此外，扬声器的集合110中的各个扬声器(第一扬声器112和第二扬声器114)是如扬声器阵列或多路扬声器的可选设计的代表。在图1中，第一扬声器112和第二扬声器114被示出为扬声器的集合110的示例，但在扬声器的集合110中呈现仅一个扬声器或在扬声器的集合110中呈现超过两个扬声器如3、4、5、6、10、20或甚至更多个也是可能的。因此，具有音频处理器100的音频系统兼容不同的扬声器设置。对于生成用于不同的将到来的信息150的一个或多个参数的集合，音频处理器100是灵活的。
在另一实施例中，可以基于扬声器的集合110中的每个的发射特征(扬声器辐射特征156)对于预定发射方向的频率响应计算用于扬声器的集合110的一个或多个参数的集合，以得出用于扬声器的集合110的一个或多个参数的集合的初始状态，以及可修改用于至少一个扬声器(例如，第一扬声器112和/或第二扬声器114)的一个或多个参数的集合，从而除了由初始状态引起的修改之外，通过利用传递函数进行谱滤波而从音频信号130得出至少一个扬声器(例如，第一扬声器112和/或第二扬声器114)的扬声器信号(例如，第一扬声器信号164和/或第二扬声器信号166)以被再现，传递函数补偿在从至少一个扬声器的扬声器位置154指向听者定位152的方向上的至少一个扬声器(例如，第一扬声器112和/或第二扬声器114)的发射特征(扬声器辐射特征156)的频率响应与在预定发射方向上的至少一个扬声器的发射特征的频率响应的偏差。
图2示出根据本发明的实施例的音频处理器200的示意图。
图2示出所提议的音频处理的基础实施。音频处理器200接收音频输入210。音频输入210可以，例如，是一个或多个音频声道。音频处理器200处理音频输入并输出音频输入作为音频输出200。通过听者定位230和扬声器特征(例如扬声器定位240和扬声器辐射特征250)确定音频处理器200的处理。根据此实施例，音频处理器200接收作为将到来的信息的听者定位230、扬声器定位240和扬声器辐射特征250并以此信息为基础处理音频输入210以得到音频输出220。在处理中，音频处理器220(例如)生成一个或多个参数的集合并利用一个或多个参数的集合修改音频输入210以生成新的优化后的音频输出220。
因此，音频处理器200基于听者定位230、扬声器定位240和扬声器辐射特征250优化音频输入210。
图3示出扬声器的频率响应的图。图3示出在横坐标上的以kHz为单位的频率以及在纵坐标上的以dB为单位的增益。图3示出扬声器在不同方向(相对于轴上向前方向)上的频率响应的示例。方向偏离轴越多，越多高频率被衰减。对于不同的角度示出频率响应。
图4示出不利用所提议的处理，音频再现的质量随着听者的位置的改变(例如，当听者在移动时)而高度改变。所诱发的空间听觉图像对于远离最有效点的收听位置的改变是不稳定的。立体声图像塌缩至最近的扬声器。图4使用单个幻象源(灰色盘)的例子示例出使用标准双声道立体声回放设置再现的此塌缩。当听者朝右移动时，空间图像塌缩且声音被感知为主要/仅从右扬声器到来。这是不希望出现的。利用本发明(本文中所述)，可追踪听者的位置且因此，例如，可调整增益和延迟以补偿与最佳收听位置的偏差。相应地，可看出本发明显然优于传统方案。
虽然已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的装置的对应块或项目或特征的描述。可通过硬件装置如(例如)微处理器、可编程计算机或电子电路执行方法步骤的一些或全部。在一些实施例中，可通过这样的装置执行最重要的方法步骤中的一个或更多个。
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、蓝光光碟、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。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，电子可读控制信号能够与可编程计算机系统协作，从而执行本文中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，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所述方法中的一个。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中描述的方法中的一个的计算机程序。
换言之，本发明的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中描述的方法中的一个。
本发明的另一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中描述的方法中的一个的计算机程序。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。
本发明方法的另一实施例因此为数据流或信号序列，其表示用于执行本文中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，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。
另一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中描述的方法中的一个。
另一实施例包括一种计算机，其具有安装于其上用于执行本文中描述的方法中的一个的计算机程序。
根据本发明的另一实施例包括用于将用于执行本文中描述的方法中的一个的计算机程序传送(例如，电子或光学地)至接收器的装置或系统。该接收器可以，例如，是计算机、移动设备、内存设备或类似。该装置或系统可，例如，包括用于将计算机程序传送至接收器的文件服务器。
在一些实施例中，可编程逻辑设备(例如现场可编程门阵列)可用来执行本文中描述的方法的一些或所有功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可与微处理器协作从而执行本文中描述的方法中的一个。一般地，优选地由任意硬件装置执行此方法。
可使用硬件装置、或使用计算机、或使用硬件装置及计算机的组合来实施本文中描述的装置。
本文中描述的装置或本文中描述的装置的任意部件可以至少部分地以硬件和/或软件实施。
可使用硬件装置、或使用计算机、或使用硬件装置及计算机的组合来执行本文中描述的方法。
本文中描述的方法或本文中描述的装置的任意部件可以至少部分地通过硬件和/或软件执行。
以上描述的实施例仅用于说明本发明的原理。应理解的是，本文中描述的布置及细节的修改和变形对本领域技术人员是显而易见的。因此，此意图为仅由所附权利要求的范围而不是由通过本文中的实施例的说明和描述的方式所呈现的具体细节限制。
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Claims (17)

1.一种音频处理器(100,200)，用于对于一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)中的每个扬声器，基于听者位置(152,172,230)以及所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的扬声器位置(154,240)生成一个或多个参数的集合(120,122)，所述一个或多个参数的集合(120,122)确定待被各个扬声器(112,114)再现的扬声器信号(164,166)从音频信号(130,210)的得出；
其中，所述音频处理器(100,200)用于以所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)中的至少一个扬声器的扬声器特征(156,250)为基础生成用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)。
2.如权利要求1所述的音频处理器(100,200)，其中对于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)中的每个扬声器，所述一个或多个参数的集合(120,122)确定通过由延迟修改、幅值修改和/或谱滤波修改所述音频信号(130,210)的待被再现的扬声器信号(164,166)的得出。
3.如权利要求1至2中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述音频处理器(100,200)用于：
执行用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)的生成，以修改所述扬声器信号(164,166)，从而频率响应被调整以补偿由不同的角度引起的频率响应变化，不同的扬声器(112,114)以所述不同的角度朝所述听者位置(152,172,230)发射声音(160,162,220)；
执行用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)的生成，从而电平被调整以补偿由所述不同的扬声器(112,114)与所述听者位置(152,172,230)之间的距离差引起的电平差；
执行用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)的生成，从而延迟被调整以补偿由所述不同的扬声器(112,114)与所述听者位置(152,172,230)之间的距离差引起的延迟差；和/或
执行用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)的生成，从而应用混音器中的元件的重定位以在期望定位渲染声音图像。
4.如权利要求1至3中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述音频处理器(100,200)被配置为使得用于至少一个扬声器(110,112,114)的所述一个或多个参数的集合(120,122)被调整，从而通过利用传递函数进行谱滤波而从所述音频信号(130,210)得出所述至少一个扬声器(112,114)的扬声器信号(164,166)以被再现，所述传递函数补偿在从所述至少一个扬声器(110,112,114)的扬声器位置(154,240)指向所述听者位置(152,172,230)的方向上的所述至少一个扬声器(110,112,114)的发射特征(156,250)的频率响应与在预定方向上的所述至少一个扬声器(110,112,114)的发射特征(156,250)的频率响应的偏差。
5.如权利要求1或4所述的音频处理器(100,200)，其中所述听者位置(152,172,230)限定听者的水平位置。
6.如前述权利要求1至5中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述听者位置(152,172,230)限定听者的三维的头部位置。
7.如权利要求1至6中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述听者位置(152,172,230)限定听者的头部位置和头部方向。
8.如权利要求1至7中任一项所述的音频处理器(100,200)，用于实时接收所述听者位置(152,172,230)并实时调整延迟、电平以及频率响应。
9.如权利要求1至8中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述音频处理器(100,200)支持多个预定听者位置(152,172,230)，其中所述音频处理器(100,200)用于通过对于多个预定听者位置(152,172,230)中的每个，预计算用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)，而执行用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)的生成。
10.如权利要求1至9中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述音频处理器(100,200)用于从用于通过相机、陀螺测试仪、加速计和/或声学传感器获取所述听者位置(152,172,230)的传感器接收所述一个或多个参数的集合(120,122)。
11.如权利要求1至10中任一项所述的音频处理器(100,200)，用于基于多于一个听者位置的集合执行所述生成。
12.如权利要求1至11中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述一个或多个参数的集合(120,122)限定倾斜型滤波器。
13.如权利要求1至12中任一项所述的音频处理器(100,200)，用于依据相对于各个扬声器的听者位置而为每个扬声器单独地执行所述生成或者依据相对于扬声器的听者位置的相对位置的差执行所述生成。
14.如权利要求1至13中任一项所述的音频处理器(100,200)，其中所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)包括三维扬声器设置、传统扬声器设置、扬声器阵列、音箱和/或虚拟扬声器。
15.一种系统，包括：
如权利要求1至14中任一项所述的音频处理器(100,200)；
所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)；以及
用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)中的每个的信号修改器(140,142)，用于使用由所述音频处理器(100,200)为各个扬声器(112,114)生成的一个或多个参数的集合(120,122)，从音频信号(130,210)得出待被所述各个扬声器(112,114)再现的扬声器信号(164,166)。
16.一种用于操作音频处理器(100,200)的方法，其中对于一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)中的每个扬声器，基于听者位置(152,172,230)以及所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的扬声器位置(154,240)生成一个或多个参数的集合(120,122)，所述一个或多个参数的集合(120,122)确定待被各个扬声器(112,114)再现的扬声器信号(164,166)从音频信号(130,210)的得出；
其中，所述音频处理器(100,200)以所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)中的至少一个扬声器的扬声器特征(156,250)为基础生成用于所述一个或多个扬声器(112,114)的集合(110)的所述一个或多个参数的集合(120,122)。
17.一种计算机程序，具有程序代码，所述程序代码当在计算机上运行时用于执行如权利要求16所述的方法。
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