CN1748442B - 多声道声音处理系统 - Google Patents

Abstract

经改良的声音处理系统，可在非最佳听音环境中产生环绕效果，而不会出现已知声音处理系统经受的音质下降。该声音处理系统可包括矩阵解码系统，其在将输入信号转换成一些输出信号之前处理输入信号，使得输出信号是更多个输入信号的函数。这些声音处理系统可以包括或可选地包括低音管理系统，该系统从输入信号中将输入信号的低频成分保留在独立声道中。矩阵解码系统和低音管理系统都可生成附加信号。另外，矩阵解码系统和低音管理系统可在车辆声音系统中独立或共同实现。

Description

多声道声音处理系统

技术领域

本发明主要涉及声音处理系统。更具体的，本发明涉及具有多个输出的声音处理系统。

背景技术

消费者对音频或声音系统音质的期望值正不断提高。大体上，近十年来消费者的这种期望值已显著提高，而且现在消费者期望能在广泛多样的听音环境中，包括车辆中，有高品质的声音系统。此外，潜在的音频声源数量也已增加。音频可得自诸如收音机，光盘(CD)，数字化视频光盘(DVD)，超级音频光盘(SACD)，磁带放音装置，等等此类音源。虽然传统上，声音系统支持双声道(“立体声”)格式，如今许多声音系统包括了环绕处理系统，该系统能产生一种声音来自围绕听者的所有方向的感觉(“环绕效果”)。这种环绕声音系统可支持使用两个以上分离声道(“多声道环绕系统”)的格式。在广泛多样的听音环境中产生环绕效果要考虑取决于听音环境的不同集合的可变因素。

环绕声音系统通常使用三个或更多个扩音器(也称为“扬声器”)，这些扩音器从两个或更多个分离声道再现声音以产生环绕效果。成功开发环绕效果涉及产生一种围绕和宽广的感觉。这种围绕和宽广的感觉，尽管非常复杂，通常取决于要再现的声音的后台流(backgroundstream)的空间性质。在听音环境中，反射面有助于围绕和宽广的感觉，因为反射面把冲击的声音反射回听者。该听者可感觉到这个反射的声音以外其来自单个反射面或多个反射面，这样产生的声音来自环绕听者所有方向的感觉就被增强了。

一些数字化声音处理格式支持直接编码，并使用多声道环绕处理系统来播放声音。一些多声道环绕处理系统具有五个或更多个声道，其中每个声道携带一个由一个或多个扩音器转换成声波的信号。也可包括其它声道，诸如一个独立限定频段的低频声道。一般的多声道环绕处理格式(被称为“5.1系统”)使用五个分离声道和一个通常为低频效果(“LFE”)保留的附加限定频段的低频声道。可以根据假设听者处于一系列扬声器的中间，来处理由5.1系统再现的唱片，其中所述一系列扬声器包括三个置于听者前方的扬声器，和两个置于听者之后，位于听者两侧之间和包括两侧，并大约成45度角的某处的扬声器。在五声道的多声道环绕系统中，声道和声道携带的信号都可被称为：左前(“LF”)，中央(“CTR”)，和右前(“RF”)，左环绕(“LSur”)，和右环绕(“RSur”)。当实现七声道时，LSur和RSur可由左侧(“LS”)，右侧(“RS”)，左后(“LR”)和右后(“RR”)来取代。

大多数录音素材(material)以传统的二声道立体声形式来提供。但可以使用矩阵解码器从二声道信号取得环绕效果。矩阵解码器可从可包括一个左输入信号和一个右输入信号的两个输入信号，来合成四个或更多个输出信号或输出。当以这种方式使用时，矩阵解码器在一个N×2的矩阵或其它矩阵中数学地描述或表示输入信号的不同组合，其中N是想得到的输出数目。通过类似的方式，矩阵解码器也可利用N×M矩阵，来从三个或更多个分离输入信号合成额外的输出信号，其中M是分离输入声道的数目。

当被用于从二声道信号产生环绕效果时，矩阵通常包括2N矩阵系数，该系数定义了对于一个特定输出信号的左输入信号和/或右输入信号的比例。所述矩阵系数的值通常，部分地，取决于由一个或多个转向角指示的录音素材希望的方向。每个转向角可以是两个信号的函数。通常，一个转向角是所述左输入信号和右输入信号的函数(“左/右转向角”或“lr”)，而另一个转向角是源于所述左输入信号和右输入信号的两个信号的函数(“中央/环绕转向角”或“cs”)。根据获得录音素材处的两个信号间的角度，每个转向角指示录音素材想要的角度。

音频或声音系统的设计包括了对一些不同因素的考虑，例如包括，扬声器的位置和数目以及每个扬声器的频率响应。传统上，大多数扬声器的频率响应是受限的，所以一些扬声器不能精确地，甚至根本不能，再现低频率。因此，大多数环绕处理系统也包括一个或多个被设计成或专用于产生这些低频信号的扬声器。为了把低频信号传给这种独立低频扬声器，环绕声音系统可应用一个称为“低音管理”的处理。传统的低音管理通过使用一个分离滤波器把低频从每个声道中分离出来，并把其叠加到一起以生成单个声道(“单一的”mono)信号。因为合并的低频并没有被解相关，所以该过程可能导致环绕效果的降低。不幸的是，前述传统低音管理可能也会导致不良结果，因为当由大多数矩阵解码器转向时，低频会听起来非常不自然。

另一个实例中，听音环境的物理特性和/或听音环境将被使用的方式将被用于指定在设计声音系统时需考虑的因素。大多数环绕声音系统是为最佳的听音环境设计的。最佳听音环境通常具有混音效果，并使听者位于一系列扬声器的中间，面向前方且位于一个被称为“最佳听音点”的位置。然而，非最佳听音环境的物理特性可能非常不同，在设计声音系统时通常需要考虑不同的因素。一个实例包括多个听者同时享受的听音环境，并且没有一个听者会固定处在“最佳听音处”。另一个实例包括，听音环境非常小并且反射性不强。这类听音环境对产生环绕效果提出了挑战。在另一个例子中，听音环境可以是这样，即一个或多个听者位于一个或多个所述扬声器附近。大多数环绕声音系统在设计都没有考虑这些因素。

一部车辆就是一个非最佳听音环境的实例，其中，听者的位置，扬声器的位置和缺少反射都是设计这种听音环境的环绕声音系统的重要因素。比起装有家庭影院系统的房间，车辆会更受限制，并且反射更是少的多。此外，扬声器可能相对地更接近听者，并且对于扬声器相对于听者的摆放位置会更缺乏自由度。事实上，几乎不可能把每个扬声器都放在距其中任一听者的距离都相等的位置。例如，在一部车辆中，前排和后排座位的位置和它们和门的接近程度，以及脚踩踏板，仪表板，支柱(pillar)，和其它能容纳扬声器的车辆内部表面的尺寸和位置都会限制扬声器的摆放。在另一个实例中，当中央扬声器被放置在仪表板上时，由于仪表板的空间约束，所述中央扬声器的尺寸是受到限制的。考虑到在车内声音在到达听者或车壁以前传播的距离较短，这些位置和尺寸限制是难以解决的。由于这些因素，当在非最佳听音环境中实现多声道环绕处理系统时，该系统的音质会严重下降。

发明内容

已经开发出这样的声音处理系统，其能在非最佳听音环境中产生环绕效果，但不会出现已知声音处理系统经受的音质下降。这些声音处理系统可包括矩阵解码系统和/或低音管理系统。所述矩阵解码系统和所述低音管理系统以互补的方式增强了环绕效果。所述声音处理系统也可包括可把一个或多个数字信号提供给矩阵解码系统和/或低音管理系统的信号源、后处理模块，和一个或多个用于把一个或多个输出信号转换成声波的电子声音波变换器。矩阵解码系统和低音管理系统可以在声音处理系统中作为环绕处理系统的一部分被实现。所述环绕处理系统也可包括一个调节模块，该模块可以进一步调节所述系统使其适应特定的听音环境。

所述矩阵解码系统可包括一个多声道矩阵解码方法，该方法处理输入信号并把其转换成若干输出信号，以便即使是在非最佳听音环境下也产生环绕效果。所述矩阵解码方法可包括产生作为不同输入信号的函数的输入信号对，并利用矩阵解码技术产生作为输入信号对的函数的输出信号。所述输入信号对使能在无需改动所述矩阵解码技术的情况下就能调节输出信号中包含的输入信号的组合。在这种方式中，由矩阵解码技术产生的后方输出信号可以是所有输入信号的函数。结果是，只要有一个输入信号时，就将从所述听音环境的后部发出一些声音，这样就增强了听音环境中的环绕效果，所述听音环境可能缺乏足够的混响。所述多声道矩阵解码方法可以通过延迟其中一些输出信号来进一步增强环绕效果。此外，所述多声道矩阵解码方法可生成附加输出信号。

所述矩阵解码系统可包括一个处理输入信号并将其转换成若干输出信号的矩阵解码模块。可以由输入混频器来处理输入信号，该输入混频器产生作为所述输入信号的函数的输入信号对。然后，可利用矩阵解码器把所述输入信号对解码成等数量的或更多个输出信号。矩阵解码器也可包含一个或更多个可削弱某些输出信号中的较高频率的倾斜滤波器(shelving filter)。这些倾斜滤波器也可适合作为由一个转向角指示的所述声音的方向的函数。此外，所述矩阵解码器可包括一个或多个对一个或多个输出信号应用延迟的延迟模块。另外，所述矩阵解码器可包括一个生成附加输出信号的附加输出混频器。

低音管理系统通常生成高频输入信号，由矩阵解码器来处理，同时将输入信号的低频成分保留在独立声道中。通过把输入信号的低频成分保留在独立声道中，从所述输入信号产生的环绕效果可以被增强。此外，通过防止矩阵解码器处理所述低频输入信号，就可以避免可能由转向的低频信号产生的不自然效果。

所述低音管理系统可包含低音管理方法，该方法去除输入信号的低频成分以产生高频输入信号，并且去除输入信号的高频成分以产生低频输入信号。然后可由矩阵解码技术来处理所述高频输入信号，而所述低频输入信号可放弃这种处理。此外，低音管理方法也可包括产生一个独立的低频或“SUB”信号，并可包括产生附加低频输入信号。另外，所述低音管理方法也可包括把其中一个或多个低频输入信号混合到一个或多个其它低频输入信号中。这种方法为无全频段(full-range)扬声器的低频信号提供了另一种再现途径。此外，低音管理方法可包括在矩阵解码技术处理了低频输入信号和高频输入信号之后，将低频输入信号与高频输入信号组合。

低音管理系统可包括低音管理模块。这些低音管理模块可包括低通滤波器和高通滤波器，分别用于产生高频输入信号和低频输入信号。低音管理模块可进一步包括一个累加(summation)设备，用于产生一个作为所有输入信号的组合的SUB信号。可选择的，该SUB信号可以由一个LFE信号定义。低音管理模块可进一步包括用于产生附加低频输入信号的附加累加设备。低音管理模块可进一步包括累加设备并可包括用于把所述低频输入信号的一个或多个混和到一个或多个其它低频输入信号中的增益(gain)设备。此外，可以结合一个混频器使用低音管理模块，该混频器在低频输入信号和高频输入信号被矩阵解码模块处理之后重新组合这两种信号。

可以在为特定非最佳听音环境设计的声音处理系统中实现矩阵解码系统和/或低音管理系统。一个实例包括车辆听音环境。这些“车辆声音系统”可包括信号源，环绕处理系统，后处理模块，和多个遍布整个车辆放置的扬声器。所述车辆的声音系统的部件可以被改造成适合于特定车辆或特定类型的车辆，这样就在整个车辆中增强了环绕效果。环绕处理系统可包括矩阵解码模块，低音管理模块，混频器，或其组合。也可以在更大的车辆中来实现所述车辆声音系统。在这样一种实现中，所述车辆声音系统可包括附加扬声器，诸如：附加中央和侧面扬声器，其分别再现由所述环绕处理系统产生的附加中央和侧面输出信号。

通过对以下的附图和详细说明的研究，对于本领域的技术人员来说，本发明的其它系统，方法，特征和优点将会变得明显。所有这些附加系统，方法，特征和优点都应该被包含在此描述以内，并落在本发明的范围内，并被下面的权利要求所保护。

附图说明

通过参考以下附图和说明，将会更好地理解本发明。图中的部件并不一定依比例绘制，起重点将被放在说明本发明的原理上。

图1是声音处理系统的框图；

图2是低音管理方法的流程图；

图3是低音管理模块的框图；

图4是另一个低音管理模块的框图；

图5是多声道矩阵解码方法的流程图；

图6是用于产生输出信号作为输入信号对的函数的方法的流程图；

图7是多声道矩阵解码模块的框图；

图8是附加输出混频器的框图；

图9是混频器的框图；

图10是另一个混频器的框图；

图11是另外的混频器的框图；

图12是调节模块的框图；

图13是调节模块的框图；

图14是多声道矩阵解码模块关闭时另一个调节模块的框图；

图15是车辆多声道声音处理系统的框图；

图16是另一个车辆多声道处理系统的框图；和

图17是另外的车辆多声道处理系统的框图。

具体实施方式

图1显示了一个声音处理系统100的实施例。所述声音处理系统100可包括信号源101，环绕处理系统102，后处理模块104和电子声音波变换器106。环绕处理系统102可包括低音管理模块110，矩阵解码模块120，混频器150，和调节模块180。尽管显示了一个特定配置，也可以使用那些包括较少部件或包括额外部件的其它配置。例如，环绕处理系统102可以不包括低音管理模块110和/或混频器160。

在声音处理系统100中，信号源101向所述低音管理模块110提供一个数字信号。可选的，信号源101可把数字信号的一部分直接提供给矩阵解码模块120，并把其它部分提供给后处理模块104，并可能提供给混频器160。所述信号源101可以从一个或多个信号源，诸如收音机，CD，DVD等等生成数字信号，其中一些从一个或多个音源材料中获得一个或多个信号。这些音源材料可包括任意数字化编码的材料，诸如DOLBY DIGITAL AC3

，DTS

等等，或被转换到数字领域中的原先为模拟的材料，诸如被编码的录音带(track)。由信号源101生成的数字信号可包括一个或多个包含在一个或多个声道中的信号(每个声道一个“输入信号”)。信号源101可从任意的2声道(立体声)的音源材料(例如在正左和正右)生成输入信号，以生成一个左前输入信号(“LFI”)和一个右前输入信号(“RFI”)。信号源101也可从5.1声道的音源材料生成输入信号，以生成左前输入信号(“LFI”)，右前输入信号(“RFI”)，中央输入信号(“CTRI”)，左环绕输入信号(“LSurI”)，右环绕输入信号(“RSurI”)和LFE信号。

低音管理模块110可被连接到信号源101，从信号源接收输入信号。在此文件中，“连接到”(“coupled to”)通常指的是任意类型电的、电子的或电磁的连接，通过该连接信号可以互通。一般而言，低音管理模块110生成高频输入信号输入到矩阵解码模块120，并生成低频输入信号绕过矩阵解码器保留在独立的声道中。例如，如果低音管理模块110接收到一个2声道输入信号，它将生成一个左前高频输入信号(“LFI_H”)，一个右前高频输入信号(“RFI_H”)，一个左前低频输入信号(“LFI_L”)和一个右前低频输入信号(“RFI_L”)。另一个实例中，如果低音管理模块110接收到5.1的分离输入信号，除了生成LFI_H，RFI_H，LFI_L和RFI_L，它还将生成高频中央输入信号(“CTRI_H”)，高频左环绕输入信号(“LSurI_H”)，高频右环绕输入信号(“RSurI_H”)，低频中央输入信号(“CTRI_L”)，低频左环绕输入信号(“LSurI_L”)，和低频右环绕输入信号(“RSurI_L”)。低频输入信号可被连接到混频器160和/或后处理模块104。此外，低音管理模块110可产生可被连接到后处理模块104的附加低频信号(“SUB”)。

矩阵解码器模块120通常把一些输入信号分别转换成在更多个或等数量个声道中的更多个或等数量的输出信号。矩阵解码器模块120可被连接到信号源101，从其接收到输入信号，并产生更多个或等数量个大约包含了输入信号的全部频谱的输出信号(“全频谱输出信号”)。例如，如果矩阵解码器模块120包含了一个N×7矩阵解码器并被连接到信号源101，它从该信号源接收到LFI和RFI(并可能另外接收到CTRI，LSurI，和RSurI)，该矩阵解码器模块120将生成七个全频谱输出信号，包括：左前输出信号(“LFO”)，右前输出信号(“RFO”)，中央输出信号(“CTRO”)，左侧输出信号(“LSO”)，右侧输出信号(“RSO”)，左后输出信号(“LRO”)，和右后输出信号(“RRO”)。在另一个实例中，如果矩阵解码器是N×11矩阵解码器并被连接到信号源101，它从该信号源接收到LFI和RFI(并可能另外接收到CTRI，LSurI，和RSurI)，除了产生以上提到的输出信号外，它可能进一步生成第二中央输出信号(“CTRO2”)，第三中央输出信号(“CTRO3”)，第二左侧输出信号(“LSO2”)，和第二右侧输出信号(“RSO2”)。

可选的，矩阵解码器模块120可被连接到低音管理模块110，从该模块它接收到高频输入信号，并产生更多个或等数目个高频输出信号。例如，如果矩阵解码器模块120包括一个N×7矩阵解码器并被连接到低音管理模块110，从该模块它接收到LFI_H和RFI_H(并可能另外接收CTRI_H，LSurI_H，和RSurI_H)，矩阵解码器模块120将生成七个高频输出信号，包括：高频左前输出信号(“LFO_H”)，高频右前输出信号(“RFO_H”)，高频中央输出信号(“CTRO_H”)，高频左侧输出信号(“LSO_H”)，高频右侧输出信号(“RSO_H”)，高频左后输出信号(“LRO_H”)，和高频右后输出信号(“RRO_H”)。另一个实例中，如果矩阵解码器模块120包括一个N×11矩阵解码器并被连接到信号源101，从该模块它接收到LFI和RFI(并可能另外接收到CTRI，LSurI，和RSurI)，除了产生上述的输出信号外，它可能进一步生成第二高频中央输出信号(“CTRO2_H”)，第三高频中央输出信号(“CTRO3_H”)，第二高频左侧输出信号(“LSO2_H”)，和第二高频右侧输出信号(“RSO2_H”)。

如果矩阵解码器模块120产生高频输出信号，这些高频输出信号可能由混频器160接收到。混频器160可能也被连接到低音管理模块110，它从该模块接收低频输入信号和SUB信号，将高频输出信号和低频输入信号，某些情况下，还包括SUB信号组合到一起，以生成每个声道的全频谱输出信号。可选的，混频器160可作为低音管理模块110的一部分被实现。

调节模块180的输入可被连接到混频器160、矩阵解码器模块120(如果不包括混频器160的话)、或被连接到矩阵解码器模块120和低音管理模块110(如果不包括混频器160的话)。当被连接到混频器160时，调节模块180接收到全频谱输出信号。当被直接连接到矩阵解码器模块120时，调节模块180或接收高频输出信号或接收全频谱输出信号。当被连接到矩阵解码器模块120和低音管理模块110时，调节模块180从矩阵解码器模块120接收到高频输出信号，并从低音管理模块110接收到低频输入信号。调节模块180可以调节或“调谐”它接收到的信号的特定特征，以为特定听音环境生成调节好的输出信号(“已调输出信号”)。此外，调节模块180可以生成附加声道中的附加已调输出信号。

后处理模块104可以从调节模块180接收到已调输出信号，并从低音管理模块110或信号源101接收到SUB信号。后处理模块104通常为将其转换成音波准备它所接收到的信号，并且可包括一个或多个放大器和一个或多个数模转换器。电子声音波变换器106可以直接从后处理模块或间接通过诸如分离滤波器(未示出)这样的其它设备或模块接收信号。电子声音波变换器106通常包括扬声器，双耳式耳机或其它把电信号转换成声波的设备。当使用扬声器时，可以为每个声道提供至少一个扬声器，其中每个扬声器可以包括一个或多个诸如高音扬声器和低音扬声器的扬声器驱动。

包括了低音管理模块110，矩阵解码器120，混频器160，调节模块180，低音管理方法，矩阵解码方法，车辆多声道环绕处理系统，和上述组合的环绕处理系统的实现或配置，其每个都包括计算机可读软件代码或可以通过使用计算机可读软件代码来被实现。这些方法、模块、混频器和系统可以被一起实现或独立地实现。这种代码可被存储在处理器、存储器设备上或任意其它计算机可读存储介质上。可选的，该软件代码可以用计算机可读的电信号或光信号编码。该代码可以是目标代码或任意其它说明或控制了本文件所述功能的代码。所述计算机可读存储介质可以是诸如软盘的磁性存储磁盘、或诸如CD-ROM的光盘、半导体存储器或任意其它存储程序代码或相关数据的物理目标。

1.低音管理系统

低音管理模块110通常产生由矩阵解码器处理的高频输入信号，同时把输入信号的低频成分保留在独立的声道中。通过把输入信号的低频成分保留在独立声道中，从输入信号产生的环绕效果将被增强。此外，通过防止矩阵解码器处理低频输入信号，可以避免由于转向低频信号产生的不自然效果。低音管理模块110可与混频器160结合使用，该混频器把所述低频输入信号和已经被矩阵解码器模块120处理过的高频输入信号(“高频输出信号”)重新组合起来。这使得每个声道的低频和高频成分能共同地被调节模块180和后处理模块104所处理。然而，如果将由独立的电子声音波变换器106，诸如低音扬声器和高音扬声器，来分别处理每声道中信号的低频成分和高频成分，则每声道中的信号将再次需要被分离成低频成分和高频成分。可以通过使用一个设备，诸如分频滤波器，来为每个声道完成这种分离。这种设备可被连接在后处理模块104和电子声音波变换器106之间。可选的，可以没有混频器160来使用低音管理模块110。当不带混频器使用时，由低音管理模块110生成的低频输入信号与矩阵解码器模块120生成的高频输出信号一起，每个可以被独立地连接到调节模块180并由该模块所处理，随后连接到后处理模块104并由其处理。从后处理模块104低频输入信号和高频输出信号可被独立地连接到一个或多个电子声音波变换器106处，这样就不再需要再次分离每个声道中输入信号的低频成分和高频成分。

图2中显示了可产生低频和高频输入声道的方法的实例(一种“低音管理方法”)。尽管显示了一个特定配置，也可以使用包括较少步骤或包括额外步骤的其它配置。通常，这种低音管理方法210包括：从输入信号中除去低频成分，以生成高频输入信号212，从输入信号中除去高频成分，以生成初始低频输入信号214，生成低频输入信号215，并生成SUB信号216。此外，如果输入信号包括任意环绕信号，低音管理方法210可包括生成低频侧面输入信号。低音管理方法可以进一步包括将低频输入信号，在某些情况下是和SUB信号，与在所述高频输入信号已经被矩阵解码器处理之后(高频输出信号)的高频输入信号组合起来。

从输入信号212中去除低频成分可包括去除大约在交叉频率(“f_c”)以下的频率。f_c可以是20Hz左右到1000Hz左右。通常去除输入信号212的低频成分会产生只包含高频成分(频率在大约20Hz以上到大约1000Hz以上)的输入信号。从输入信号214中去除高频成分通常包括去除大约在交叉频率f_c以上的频率，以生成初始低频成分。例如，如果输入信号是从生成5.1输入信号的信号源(见图1，附图标记101)处接收到的，去除大约f_c以上的频率将生成左前初始低频输入信号(“LFI_L′”)，右前初始低频输入信号(“RFI_L′”)，中央初始低频输入信号(“CTRI_L′”)，左环绕初始低频输入信号(“LSurI_L′”)，和右环绕初始低频输入信号(“RSurI_L′”)。去除输入信号214的高频成分通常会产生只包含低频成分(频率在大约20Hz以下到大约1000Hz以下)的输入信号。产生SUB信号216可包括组合多个低频输入信号，组合多个低频输入信号和LFE信号，或仅仅利用LFE信号。

生成低频输入信号215可包括将初始低频信号定义成低频输入信号，生成附加低频输入信号，将任意不想要的初始低频输入信号混合到其它初始低频输入信号中，或以上的组合。例如，可以仅仅由初始输入信号定义所述输入信号。然而，某些情况下，可能会生成附加低频输入信号，因此对于每个由矩阵解码器生成的高频输出信号会有一个低频输入信号。例如，如果输入信号包括任何诸如LSurI和/或RSurI这样的环绕信号，就可能产生诸如低频侧面输入信号这样的附加低频输入信号。可由一些低频输入信号的组合，诸如线性组合，来产生这些低频侧面输入信号。例如，如果输入信号是从一个生成5.1输入信号的信号源(见图1，附图标记101)处接收到的，则左前，右前，中央，左环绕，和右环绕初始输入信号可以分别用于定义左前，右前，中央，左后，和右后输入信号(因此LFI_L＝LFI_L′，RFI_L＝RFI_L′，CTRI_L＝CTRI_L′，LRI_L＝LSurI_L′，和RRI_L＝RSurI_L′)。此外，低频左侧输入信号(“LSI_L”)和低频右侧信号(“RSI_L”)可以分别根据下面的等式来定义：

LSI_L＝0.7CTRI_L+LFI_L+LSurI_L′                  (1)

RSI_L＝0.7CTRI_L+RFI_L+RSurI_L′                  (2)

通过类似的方式，可产生附加低频侧面输入信号。在一些较大的非最佳听音环境中，可能会希望能包含附加中央和侧面输出信号。这些附加低频信号可分别包括附加左侧和右侧输出信号LSI2_L和RSI2_L。可根据等式(1)生成LSI2_L，但需要在LFI_L和LSurI_L′前添加乘法因数以改变对LFI_L和LSurI_L′的相关性。类似的，可根据等式(2)生成RSI2_L，但，需要在RFI_L和RSurI_L′前添加乘法因数以改变与RFI_L和RSurI_L′的相关性。由于听音环境变大，可能会希望包含一个以上的附加左侧和右侧低频输入信号。可根据等式(1)生成第二和更高的附加左侧输出，但需要在LFI_L和LSurI_L′前添加乘法因数以改变与LFI_L和LSurI_L′的相关性，所以逐渐增大了与LSurI_L′的相关性。可以根据等式(2)生成第二和更高的附加左侧输出，但需要在RFI_L和RSurI_L′前添加乘法因数以改变与RFI_L和RSurI_L′的相关性，所以逐渐增大了与RSurI_L′的相关性。

在另外的实例中，一个或多个初始输入信号可被混合到一个或多个其它初始输出信号中。在某些扬声器或其它电子声音波变换器不能再现截止频率以下的频率的情况下，这会是有益的。通过将任意不希望声道中的低频成分混合到其它声道中，这类低频成分被保留下来。在一实例中，中央初始输入信号(CTRI_L′)被混合到左前和右前初始输入信号中(分别被混合到LFI_L′和RFI_L′)。例如，在车辆中实现的不包含全频中央扬声器的声音处理系统中，可能会发生这种情形。把一半CTRI_L′功率混合到LFI_L′中，并把一半CTRI_L′功率混合到RFI_L′中。这种情况下，LFI_L＝LFI_L′+0.7CTRI_L′，RFI_L＝RFI_L′+0.7CTRI_L′，且CTRI_L＝0。

低音管理方法210可进一步包括将低频输入信号和SUB信号与由矩阵模块(见图1，附图标记120)产生的高频输出信号组合。例如，如果低音管理方法接收到2声道输入信号(例如，包括LFI和LRI)，它从该信号产生LFI_L和LRI_L，这些低频输入信号可与由2×7矩阵解码器生成的高频输出信号组合，以通过下面的等式生成全频谱高频输出信号：

LFO＝LFO_H+LFI_L                 (3)

RFO＝RFO_H+RFI_L                 (4)

CTRO＝CTRO_H+SUB                 (5)

LSO＝LSO_H+LFI_L                 (6)

RSO＝RSO_H+RFI_L                 (7)

LRO＝LRO_H+LFI_L                 (8)

RRO＝RRO_H+RFI_L                 (9)

在另一个实例中，如果低音管理方法接收到5.1分离输入信号(包括输入信号，诸如，LFI，RFI，CTRI，LSurI，和RSurI)，它将从其产生LFI_L，RFI_L，CTRI_L，LSI_L，RSI_L，LRI_L和RRI_L，可以把这些低频输入信号与由5×7矩阵解码器生成的高频输出信号组合，以根据以下等式产生全频谱输出信号：

LFO＝LFO_H+LFI_L                (10)

RFO＝RFO_H+RFI_L                (11)

CTRO＝CTRO_H+CTRO_L             (12)

LSO＝LSO_H+LSI_L                (13)

RSO＝RSO_H+RSI_L                (14)

LRO＝LRO_H+LRI_L                (15)

RRO＝RRO_H+RRI_L                (16)

在另一个实例中，如果低音管理方法接收到5.1分离输入信号(包括输入信号，诸如，LFI，RFI，CTRI，LSurI，RSurI)，它将从其产生LFI_L，RFI_L，CTRI_L，LSI_L，RSI_L，LRI_L和RRI_L，可将这些低频输入信号与由5×11矩阵解码器生成的输出信号组合，根据等式(10)到(16)产生全频谱输出信号，并根据根据以下等式产生附加全频谱输出信号，包括第二中央(“CTRI2”)，第三中央(“CTRO3”)，第二左侧(“LSO2”)，第二右侧(“RSO2”)输出信号：

CTRO2＝CTRO_H+CTRO_L                           (17)

CTRO3＝CTRO_H+CTRO_L                           (18)

LSO2＝LSO2_H+LSI_L                             (19)

RSO2＝RSO_H+RSI_L                              (20)

通过将任意附加高频侧输出信号叠加到相应低频环绕信号上，这些低音管理方法可进一步产生附加全频谱侧和中央输出信号。

可以在诸如图1所示的(附图标记110)低音管理模块中实现所述低音管理方法。低音管理模块110可包括将低频成分从输入信号中去除以产生高频输入信号的高频滤波器，和从输入信号中去除高频成分以产生初始低频输入信号的低频滤波器。此外，低音管理模块110可以通过LFE信号定义SUB信号，或可包括用于产生SUB信号的累加设备。另外，如果输入信号包括任意环绕信号，则低音管理模块110可包括一个或多个用于生成低频侧输入信号的累加设备。低音管理模块110也可包括用于把一个或多个不想要的初始低频输入信号混合到其它初始低频输入信号中的累加设备。

图3中显示了处理两个输入声道的低音管理模块的实例，由附图标记310表示。尽管显示了特定的配置，但也可以使用其它带有较少部件或带有附加部件的配置。这种低音管理模块310可包括：高通滤波器312，低通滤波器314，和累加设备316。高通滤波器312分别接收左前和右前输入信号LFI和RFI，并从每个信号中去除其截止频率或交叉点(“f_c”)以下的频率，以分别产生高频左前和右前输入信号LFI_H和RFI_H。低通滤波器314也分别接收左前和右前输入信号LFI和RFI，但从每个信号中去除其f_c以上的频率，以分别产生初始低频左前和右前低频输入信号LFI_L′和RFI_L′。在此实例中，高频左前低频输入信号和高频右前低频输入信号LFI_L和RFI_L分别定义为LFI_L′和RFI_L′。高通滤波器312和低通滤波器314通常是互补的，使它们输出和的频率响应大约等于输入信号。高通滤波器312的截止频率或交叉点(“f_c”)可与低通滤波器314的近似相等。f_c可等于从20Hz左右到1000Hz左右。高通滤波器312和低通滤波器314可由单个分频滤波器来实现，该滤波器包括了一对互补的滤波器，诸如一阶巴特沃思滤波器或网格滤波器。累加设备316接收到LFI_L和RFI_L，并把其叠加到一起以生成SUB信号。

图4中显示了处理5.1分离输入声道(可包括LFI，RFI，CTRI，LSurI，和RSurI)的低音管理模块的实例，并由附图标记410表示。这种低音管理模块410可包括：高通滤波器412和低通滤波器414。高通滤波器412接收到五个分离输入信号LFI，RFI，CTRI，LSurI，和RSurI，并从每个信号中除去其f_c以下的频率，以分别产生高频左前，右前，中央，左环绕，和右环绕输入信号LFI_H，RFI_H，CTRI_H，LSurI_H，和RSurI_H。低通滤波器314也接收到五个独立的输入信号LFI，RFI，CTRI，LSurI，和RSurI，但从每个信号中除去其f_c以上的频率，以分别产生初始低频左前，右前，中央，左环绕，和右环绕输入信号LFI_L′，RFI_L′，CTRI_L′，LSurI_L′和RSurI_L′。高通滤波器412和低通滤波器414通常是互补的，使得二者输出和的频率响应大约等于输入信号的相应频率。高通滤波器412的f_c可与低通滤波器414的近似相等。f_c可等于从20Hz左右到1000Hz左右。高通滤波器412和低通滤波器414可由单个分频滤波器来实现，该滤波器包括一对互补滤波器，诸如一阶巴特沃思滤波器或网格滤波器。

低音管理模块410也可包括组合低频输入信号以产生附加低频输入信号的累加设备418和419。这些附加低频输入信号可包括低频左侧输入信号LSI_L和低频右侧输入信号RSI_L，可分别根据等式(1)和(2)，利用累加设备418和419生成这两个信号。此实例中，可由初始低频左环绕输入信号LSurI_L′定义低频左后输入信号LRI_L，并且可由初始低频左环绕输入信号LSurI_L′来定义低频右后输入信号RRI_L，因此分别地，LRI_L＝LSurI_L′且RRI_L＝RSurI_L′。

低音管理模块410也可包括累加设备420和421，该设备把初始低频中央输入信号CTRI_L′分别混合到初始左前和右前低频输入信号LFI_L′和RFI_L′中。增益模块可进一步包括一个放大器，该放大器在将CTRI_L′叠加到LFI_L′和RFI_L′中之前，将CTRI_L′乘以一个如0.7的常数。累加设备421把CTRI_L′与RFI_L′混合以产生RSI_L。类似的，累加设备420把CTRI_L′与LFI_L′组合起来以产生LSI_L。此外，增益单元413可包括在CTRI被低通滤波器414过滤前改变CTRI。

低音管理模块410也可包括累加设备426，该设备接收低频输入信号LFI_L，RFI_L，CTRI_L，LSurI_L，RSurI_L和低频效果信号LFE，并把它们叠加到一起以产生SUB信号。此外，增益单元417可包括改变包含在SUB信号中LFE信号的量。可选的，可以省略累加设备426，这样SUB信号将简单地等于LFE。

2.矩阵解码系统

图1所示的矩阵解码器模块120可以包括任意矩阵解码方法，该方法把一些分离输入信号转换成更多个或等数量的输出信号。例如，矩阵解码器模块120可包括用于将二声道输入信号解码成7个输出信号的方法，诸如Logic7

或DOLBY PRO LOGIC

使用的方法。可选的，矩阵解码器模块120可包括以一种适合非最佳听音环境的方式解码分离多声道信号的矩阵解码方法(“多声道矩阵解码方法”)。矩阵解码器和矩阵解码方法可接收全频谱输入信号或低频输入信号。在关于矩阵解码器模块，矩阵解码器和矩阵解码方法的包括图7和图8的与这部分(矩阵解码系统)相关的示例描述中，除非另外有指示，否则当提及输入信号，输出信号，初始输出信号，或其组合时应理解为指的是全频谱和低频输入和输出信号二者。

通常，多声道矩阵解码方法在利用矩阵解码技术，将包含在一些分离输入声道中的输入信号分别转换成更多个或等数量的声道中的更多个或等数量的输出信号以前，处理这些输入信号。在利用矩阵解码技术将输入信号转换成一些输出信号以前，通过处理这些输入信号，使得生成的输出信号即使在非最佳听音环境中也会产生环绕效果。此外，该方法与已知的矩阵解码技术兼容，并且不改变矩阵解码技术就能被实现。

图5中显示了多声道矩阵解码技术，并由附图标记530表示。尽管显示了一个特定配置，但也可以使用其它那些包括较少步骤或包括附加步骤的配置。这种多声道矩阵解码方法530通常包括：生成输入信号对532，和生成输出信号作为输入信号对的函数534。作为不同输入信号的组合生成输入信号对532。当被用作矩阵解码技术的输入信号时，输入信号对可使输出信号包含输入信号的不同组合，如果单独由矩阵定义输出信号的话，该组合将不会被包含在内。因此，即使是在非最佳听音环境中，所述环绕效果也被增强。例如，可生成输入信号对，使得源于矩阵解码技术的后方输出信号是所有输入信号的函数。结果是，每当有输入信号时，将从听音环境的后方发出一些声音，这增强了缺少足够混音的听音环境中的环绕效果。可以生成输入信号对，使得某些输入信号或某些输入信号的一定量与邻近输入信号相混合，以在相邻声道间提供较为平缓的过渡。此外，输入信号对可以是一个或多个调谐参数的函数，可以调节这些参数来控制输出信号中包含的某些输入信号的量。结果是在相邻声道间产生较平缓的过渡，这有助于补偿听音环境内非最佳的扬声器和听者位置。此外，可以生成输入信号对，使得可基于从所有输入信号而非仅包含在前方输入信号中的信号得到的空间线索来转向输出信号。

可以为每个矩阵解码技术使用的子矩阵产生输入信号对，其中子矩阵是将特定输入信号转换成一组特定输出信号的关系或关系集合。所述关系或关系集合可以根据数学公式，图表，查询表，或类似方式来定义。例如，一个2×7矩阵解码器可包括三个子矩阵。第一子矩阵(“后方子矩阵”)定义了将输入信号组合以生成LRO和RRO的方式。第二子矩阵(“侧面子矩阵”)定义了将输入信号组合以生成LSO和RSO的方式，和第三子矩阵(“前方子矩阵”)定义了将输入信号组合以生成LFO，RFO和CTRO的方式。因此，对于2×7矩阵解码器来说，可为三个子矩阵的每一个产生输入信号对。

例如，当把五(5)分离输入信号转换到七(7)输出声道中时，用于后方子矩阵的输入信号对(“后方输入对”或“RIP”)可根据以下等式来定义：

RI1＝LFI+0.9LSurI+0.38RSurI+GrCTRI                  (21)

RI2＝RFI-0.38LSurI-0.91RSurI+GrCTRI                 (22)

其中RI1是后方输入对的第一信号(“第一后方输入信号”)，RI2是后方输入对的第二个信号(“第二后方输入信号”)，而Gr是调谐参数(“中央到后方下混合比率”)。Gr控制了包含在RIP中的CTRI信号的量，因此，也控制了由矩阵解码器生成的包含在每个后方输出信号的CTRI的量。Gr的典型值包括大约为0和小数级的值，诸如0.1。但，Gr可以取任意值。为Gr分配一个大于零的值使得可能接近后方扬声器但远离中央扬声器的听者可听到CTRI。因此，Gr的值可取决于实现矩阵解码方法所在的听音环境。可以根据经验确定Gr，通过根据矩阵解码技术重现声音，并调整Gr直至在希望位置生成理想的富有美感的声音。

此外，可以根据下面的等式来定义用于侧面子矩阵的输入信号对(“侧面输入对”或“SIP”)：

SI1＝LFI+0.91LSurI+0.38RSurI+GsCTRI                (23)

SI2＝RFI-0.38LSurI-0.91RSurI+GsCTRI                (24)

其中SI1是侧面输入对的第一个信号(“第一侧面输入信号”)，SI2是侧面输入对的第二个信号(“第二侧面输入信号”)，而Gs是调谐参数(“中央到侧面下混合比率”)。Gs控制了包含在SIP中的CTRI信号的量，因此，也控制了包含在每个由矩阵解码器生成的侧面输出信号的CTRI的量。Gs的典型值从0.1左右到0.3左右，但，Gs可以取任意值。为Gs分配一个大于零的值使得可能接近侧面扬声器但远离中央扬声器的听者能听到CTRI，并可以把矩阵解码器生成的声音的中央印象(center image)进一步向后移。因此，Gs的值可取决于实现矩阵解码方法所在的听音环境。可以通过根据矩阵解码技术来重现声音，并调整Gs直至在希望的位置生成理想的富有美感的声音，来根据经验确定Gs。

此外，可以根据下面的等式来定义用于前方子矩阵的输入信号对(“前方输入对”或“FIP”)：

FI1＝LFI+0.7CTRI                         (25)

FI2＝RFI+0.7CTRI                         (26)

其中FI1是前方输入对的第一个信号(“第一前方输入信号”)，FI2是前方输入对的第二个信号(“第二前方输入信号”)。

此外，可以通过已知的矩阵解码技术来确定一个或多个转向角生成输入信号对(“转向角输入对”或“SAIP”)。已知的矩阵解码技术中，利用左输入信号和右输入信号确定一个或多个转向角。但，当存在两个以上的输入信号时，根据所有输入信号的方向变化来“转向”输出信号将会很有益。通过根据所有输入信号的函数的输入信号对来确定转向角，可实现此确定而无需改变用于确定转向角的方法。例如，当把五个分离输入信号转换成七个输出时，可根据以下等式来定义转向角输入对：

SAI1＝LFI+0.7CTRI+0.91LSurI+0.38RSurI           (27)

SAI2＝RFI+0.7CTRI-0.38LSurI-0.91RSurI           (28)

其中SAI1是转向角输入对的第一个信号(“第一转向角输入信号”)，SAI2是转向角输入对的第二个信号(“第二转向角输入信号”)。

一旦已生成输入信号对，就可将其用于生成初始输出信号。图6中更详细地显示了用于生成作为输入信号对的函数的输出信号的方法534，该方法包括：生成初始输出信号636，调整所有后方和侧面初始输出信号的频谱644，对所有后方和侧面初始输出信号进行一个延迟654。可以通过利用已知现行(active)矩阵解码技术，诸如LOGIC 7

或DOLBY PRO LOGIC使用的那些，从输入信号对生成初始输出信号636。通过利用现行的矩阵解码技术，后方输入对可被解码到初始后方输出信号iRRO和iLRO中，侧面输入对可被解码到初始侧面输出信号iRSO和iLSO中，并且前方输入对可被解码到初始前方输出信号iCTRO，iLFO和iRFO中，作为两个转向角lr和cs的函数。

可以进一步处理初始后方和侧面输出信号以生成后方和侧面输出信号。通常，初始前方输出信号并不会被进一步处理，因此可等于前方输出信号(iCTRO可近似等于CTRO，iLFO可近似等于LFO，而iRO可近似等于RFO)。因为初始后方和侧面输出信号是所有输入信号的函数，所以每当在任意输入声道中有一个信号时，后方和侧面输出声道将生成一个信号。然而，为了增强环绕效果，通常在后方和侧面输出只需再现背景信号(通常是低频的)。实际上，在后方和侧面输出中再现高频信号可能会有不自然的感觉。因此，进一步处理初始后方和侧面输出信号可包括调整它们的频谱644。

调整初始后方和侧面输出信号的频谱644可包括衰减特定频率以上的频率。特定频率可以是500Hz左右到1000Hz左右，但也可以是任意频率。此外，调整初始后方和侧面输出信号的频谱644可包括衰减作为一个或多个转向角的函数的特定频率以上的频率。例如，可以仅仅在cs指示输出信号被完全向前方声道转向(cs＞0度)时调整初始后方和侧面输出信号的频谱。可选的，初始后方和侧面输出信号的频段可以作为cs的函数被调整，所以当输出信号完全向前方声道转向(c＞0度)时进行全部调整，而当输出信号完全向后方声道转向(c＝-22.5度)时不进行调整，当输出信号向两范围之间某处转向(-22.5＜cs＜0)时进行部分调整。可使用一个或多个可以作为cs的函数而被调整的自适应数字滤波器(如自适应低音倾斜滤波器、自适应低通滤波器或一起使用这二者)来完成这种衰减。

对初始后方和侧面输出信号的附加处理也可以包括利用一个全通滤波器来过滤LRO和LSO信号，或RRO和RSO信号。许多矩阵解码方法利用对称来减少将信号解码时需要的计算的次数。例如，矩阵解码系统可假设LRO＝RRO且LSO＝RSO，因此，只计算RRO和RSO。然而，某些情况下，在LRO和RRO之间以及LSO和RSO之间实际上存在相位差。可通过利用叠加该相位差的全通滤波器过滤LRO和LSO信号或者RRO和RSO信号来叠加这个相位差。该相位差可能是180度左右。此外，该相位差可是转向角cs的函数，所以仅仅在cs大约小于-22.5度时才应用相位差。

为了帮助补偿非最佳的扬声器位置，对后方和侧面输出信号的附加处理也可包括对这些信号进行延迟654。可在调整后方和侧面输出信号的频率响应之前或之后进行延迟。可对每个后方输出信号进行一个后方延迟，并且可对每个侧面输出信号进行一个侧面延迟。取决于听音环境的特征或特性，对后方输出信号进行的延迟与对侧面输出信号进行的延迟可以不同。后方延迟的值可以是8ms左右到12ms左右，但也可以取其他值。侧面延迟的值可以是16ms左右到24ms左右，但也可以取其他值。可以根据经验确定后方和侧面延迟的值，通过根据矩阵解码方法来重现声音并调节后方和侧面延迟的值，直到生成希望的声音。

在一些更大的非最佳听音环境中，希望能包括附加中央和侧面输出信号。因此，多声道矩阵解码方法可进一步包括生成附加输出信号。在一个实例中，生成附加输出信号包括分别生成附加左侧和右侧输出信号LSO2和RSO2，和至少两个附加中央输出信号CTRO2和CTRO3，每个都在一个附加输出声道中。LSO2可以大致沿着听音环境的侧面被放置，并大致位于LSO1和LRO之间，并可作为LSO和LRO的线性组合被生成。类似的，RSO2可以大致沿着听音环境的侧面被放置，并大致位于RSO1和RRO之间，可作为RSO和RRO的线性组合被生成。CTRO2可大致放置在LSO和RSO之间的中心处，并且利用CTRO生成，且可与CTRO相等。类似的，CTRO3可大致放置在LSO2和RSO3之间的中心处，并且通过利用CTRO生成，且可与CTRO相等。

当听音环境变得更大时，就可能希望包括一个以上的附加左侧、右侧和两个以上的附加中央输出信号。任意这种附加左侧输出信号可以被加到左后输出信号和左侧输出信号之间最靠近后方输出声道。第二和更高的附加左侧输出可以是LSO和LRO的线性组合，但逐渐更依赖于LRO。任意这种附加右侧输出可以类似地位于右侧，并可以是RSO和RRO的线性组合，但逐渐更依赖于RRO。例如，第二附加左侧输出LSO3可放在听音环境的侧面位于LSO2和LRO之间，作为LSO和LRO的线性组合而生成，并比起LSO2更依赖于LRO。类似的，第二附加右侧输出RSO3可以放在听音环境的侧面，位于RSO2和RRO之间，作为RSO和RRO的线性组合而生成，并比起RSO2更依赖于RRO。但加入每个附加左和右侧输出信号时，如前所述，可以至少加入一个额外中央输出。

可以在图1中所示的矩阵解码器模块中实现矩阵解码方法。矩阵解码器模块120可包括任意将一些分离信号分别转换成更多个或等数量个声道中的更多个或等数量个分离信号的矩阵解码器。例如，矩阵解码器模块120可以是2×5或2×7的矩阵解码器，诸如Logic7或DOLBY PRO LOGIC。可选的，矩阵解码器模块120可以包括能通过适合非最佳听音环境的方式对分离多声道信号进行解码的矩阵解码器(“多声道矩阵解码器”)。所述多声道矩阵解码器可以在把输入信号分别转换成更多个或等数量个声道中的更多个或等数量个输出信号以前对输入信号进行处理。通过处理输入信号，作为结果的输出信号可以被用于在即使是非最佳听音环境中产生环绕效果。此外，所述多声道矩阵解码器与已知的矩阵解码器是兼容的，并且不改变所述矩阵解码器自身即可实现所述多声道矩阵解码器。

图7中显示了一个多声道矩阵解码器的实例，由附图标记730表示。尽管显示了一个特定配置，但也可以使用那些包括较少部件或包括额外部件的其它配置。多声道矩阵解码器730可包括：输入混频器572，矩阵解码器736，滤波器746和748，后方滤波处理器(shelves)750，侧面滤波处理器752，后方延迟模块756和758，和侧面延迟模块760和762。输入混频器732可接收五个分离输入信号(可包括LFI，RFI，CTRI，LSurI，和RSurI)，并生成四对输入信号包括，后方输入对RIP，侧面输入对SIP，前方输入对FIP和转向角输入对SAIP。输入混频器732可根据等式(21)和(22)生成作为所有输入信号LFI，RFI，LSurI，RSurI，和CTRI的线性组合的RIP，根据等式(23)和(24)生成作为所有输入信号LFI，RFI，LSurI，RSurI，和CTRI的线性组合的SIP，根据等式(25)和(26)生成作为前方输入信号LFI，RFI，和CTRI的线性组合的FIP，根据等式(27)和(28)生成作为所有输入信号LFI，RFI，LSurI，RSurI，和CTRI的线性组合的SAIP。

矩阵解码器736可被连接到输入混频器732，从其接收到输入信号对，并生成作为输入信号对的函数的初始输出信号。矩阵解码器可包括转向角计算器737，后方子矩阵738，侧面子矩阵740，和前方子矩阵742。转向角计算器737可以利用SAIP生成两个转向角ls和cs。转向角计算器737可被分别连接到后方、侧面和前方子矩阵738、740和742，并可以把ls和cs传送给每个子矩阵。后方子矩阵738生成初始后方输出iRRO和iLFO，侧面子矩阵740生成初始侧面输出iRSO和iLSO，且前方子矩阵742生成初始前方输出信号：iCTRO、iRFO和iLFO。所述矩阵解码器736可以是已知现行的矩阵解码器，诸如Logic7或DOLBY PRO LOGIC，或类似物。

初始后方和侧面输出可被进一步处理，以生成后方和侧面输出信号。初始前方输出信号可以不被处理，因此可大约等于前方输出信号。滤波器746和748可被连接到矩阵解码器736，从该解码器它们接受到iRRO和iRSO或iLRO和iLSO。此外，滤波器746和748可被连接到转向角计算器737，从其接收cs。滤波器746和748可以是自适应数字滤波器，诸如，自适应全通滤波器，自适应低通滤波器，或这两者。滤波器746和748可以把一个相位差应用到iRRO和iRSO或iLRO和iLSO。此相位差可以是180度左右。此外，该相位差可以是转向角cs的一个函数，所以只有当cs大约小于-22.5度时才应用相位差。

后方和侧面滤波处理器750和752可以分别调整作为cs的函数的后方和侧面输出信号的频段。例如，仅仅在cs指示输出信号完全向前方声道转向(cs＞0度)时，后方和侧面滤波处理器750和752才可分别调整后方和侧面输出信号的频谱。可选的，后方和侧面滤波处理器750和752可以分别调整后方和侧面滤波处理器的频谱作为cs的函数，所以当输出信号完全向前方声道转向(c＞0度)时进行全调整，当输出信号完全向后方声道转向(c＝-22.5度)时不进行调整，当输出声道向中间某角度(-22.5＜cs＜0)时进行部分调整。后方和侧面滤波处理器750和752可分别包括频域滤波器，诸如倾斜滤波器。

可以把一对后方延迟模块756和758连接到后方滤波处理器750处，并从其接收到iRRO(已过滤的或未过滤的)和iLRO(已过滤的或未过滤的)。后方延迟模块756和758可以分别对iRRO(已过滤的或未过滤的)和iLRO(已过滤的或未过滤的)进行一个时间延迟，以分别生成输出信号RRO和LRO。类似的，一对侧面延迟模块760和762可连接到侧面滤波处理器752处，并从其接收到iRSO(已过滤的或未过滤的)和iLSO(已过滤的或未过滤的)。侧面延迟模块760和762可以分别对iRSO(已过滤的或未过滤的)和iLSO(已过滤的或未过滤的)进行一个时间延迟，以分别生成输出信号RSO和LSO。取决于听音环境的特征和特性，后方延迟模块756和758采用的延迟可能与侧面延迟模块760和762采用的不同。后方延迟模块756和758可以采用值为8ms到12ms左右的时延，但也可以取其它值。侧面延迟模块760和762可以采用值为16ms到24ms左右的时延，但也可以取其它值。通过根据所述矩阵解码方法来再现声音并调整后方和侧面延迟的值直至生成希望的声音，可以分别根据经验来确定后方延迟模块756和758以及侧面延迟模块760和762采用的延迟的值。可选的，后方滤波处理器750和后方延迟模块756，758的位置可以颠倒。类似的，侧面滤波处理器752和侧面延迟模块760，762的位置也可以颠倒。

多声道矩阵解码器也可包括用于生成附加输出信号的混频器(“附加输出混频器”)。图8显示了一个附加输出混频器的实施例，并由附图标记870来表示。附加输出混频器870可以连接到(如图7所示)后方延迟756，后方延迟758，侧面延迟760，侧面延迟762，以分别接收RRO，LRO，RSO和LSO，并连到矩阵解码器736以接收CTRO。利用RRO，LRO，RSO，LSO和CTRO，附加输出混频器870生成四个附加输出信号包括CTRO2，CTRO3，LSO2，和RSO2。

附加输出混频器870，如图8所示，可以是纵横制混频器(crossbarmixer)并可包括几个增益模块871，872，873，874，875和876，以及两个累加模块877和878。附加输出混频器870可接收到所有七个输出信号或仅仅接收到CTRO，LRO，LSO，RRO和RSO。如果附加输出混频器870接受到所有七个输入信号，LFO和RFO将不被处理地通过附加输出混频器870。CTRO被连接到增益模块871和872，每个模块都对CTRO应用一个增益，以生成附加输出CTRO2和CTRO3。增益模块871和872应用的增益可以不相等。由增益模块873和874分别将一个增益应用到LRO和LSO上。增益模块873和874应用的增益可以不相等。通过利用累加模块877可以把已经获得增益的LRO和LSO叠加起来以生成附加输出信号LSO2。类似的，增益模块875和876分别对RRO和RSO应用一个增益。增益模块875和876应用的增益可以不相等。通过利用累加模块878可以把已经获得增益的RRO和RSO叠加起来以生成附加输出信号RSO2。这些增益可根据经验确定。

3.混频器

可以结合低音管理模块110使用图1中显示的混频器160，并将矩阵解码器120生成的高频输出信号和低音管理模块110生成的低频输入信号和SUB信号组合。混频器160可被连接到矩阵解码器模块120和低音管理模块110上。

图9中显示了一个可用于将2×7矩阵解码器生成的高频输出信号与低音管理模块生成的低频输入信号组合的混频器的实例。混频器970可包括几个累加模块971，972，973，974，975，976和977，所述模块分别根据等式(3)到(9)，将2×7矩阵解码器生成的高频输出信号(LFO_H，RFO_H，CTRO_H，LSO_H，RSO_H，LRO_H，和RRO_H)与低音管理模块生成的低频输入信号(LFI_L，RFI_L)和SUB信号组合，以生成全频段输出信号LFO，RFO，CTRO，LSO，RSO，LRO和RRO。

图10中显示了可用于将5×7矩阵解码器生成的高频输出信号与低音管理模块生成的低频输入信号组合的混频器的实例。混频器1070可包括几个累加模块1071，1072，1073，1074，1075，1076和1077，其分别根据等式(10)到(16)，把5×7矩阵解码器生成的高频输出信号(LFO_H，RFO_H，CTRO_H，LSO_H，RSO_H，LRO_H，和RRO_H)与低音管理模块生成的低频输入信号(LFI_L，RFI_L，CTRI_L，LSI_L，RSI_L，LRI_L和RRI_L)组合，以生成全频段输出信号LFO，RFO，CTRO，LSO，RSO，LRO和RRO。

图11中显示了可用于将5×11矩阵解码器生成的高频输出信号与低音管理模块生成的低频输入信号组合起来的混频器的实例。混频器1170通常包括几个累加模块1171，1172，1173，1174，1175，1176，1177，1178，1179，1180和1181，其分别根据等式(10)到(20)，把5×11矩阵解码器生成的高频输出信号(LFO_H，RFO_H，CTRO_H，CTRO2_H，CTRO3_H，LSO_H，LSO2_H，RSO_H，RSO2_H，LRO_H，和RRO_H)与低音管理模块生成的低频输入信号(LFI_L，RFI_L，CTRI_L，LSI_L，RSI_L，LRI_L和RRI_L)组合，以生成全频段输出信号LFO，RFO，CTRO，LSO，RSO，LRO，RRO，CTRO2，CTRO3，LSO2和RSO2。通过包括附加累加模块来把任意附加高频侧面输出信号累加到相应的低频环绕信号，混频器1170可以被扩展到生成附加全频段侧面输出信号。可选的，如果低音管理模块生成的低频输入信号包括附加低频侧面输入信号，诸如：LSI2_L和RSI2_L，这些附加低频侧面输入信号可以分别被累加到相应附加高频输出信号，诸如LSO2_H和RSO2_H。

4.调节模块：

如图1所示，能为特定听音环境定制(customize)声音处理系统生成的声波通常是很有益的。因此，声音处理系统100可以包括调节模块180。调节模块180可从矩阵解码器模块120或混频器160接收全频段输出信号，或从矩阵解码器模块120接收高频输出信号，和从低音管理模块110接收低频输入信号。利用它接收到的信号，调节模块180生成已为特定听音环境调节好的信号(已调输出信号)。此外，调节模块180可生成附加已调输出信号。例如，当生成5个输出信号时，已调输出信号包括已调左前输出信号LFO′，已调右前输出信号RFO′，已调中央输出信号CTRO′，已调左后输出信号LRO′，已调左侧输出信号LSO′，已调右后输出信号RRO′和已调右侧输出信号RSO′。当生成十一个输出信号时，除了生成前面七个已提到的已调输出信号外，还生成第二已调中央输出信号CTRO2′，第三已调中央输出信号CTRO3′，第二已调左侧输出LSO2′和第二已调右侧输出RSO2′。

为特定听音环境调节输出信号可包括对每个输出信号确定和应用适当的增益、均衡和延迟。可以假设增益、均衡和延迟的初始值，然后在特定听音环境内根据经验对其进行调节。例如，一个延迟可以被应用到某信号上，所述信号在距前方信号再现处有一段距离的地方被再现。延迟的长度可以是到再现前方输出信号的位置的距离的函数。例如，可以对侧面输出信号和后方输出信号应用一个延迟，其中应用到后方输出信号的延迟可比应用到侧面输出信号的延迟长。可以选择增益和均衡来补偿任意可用于从输出信号生成声音的电子声音波变换器间的不统一。

图12中显示了调节模块的一个实例。调节模块1290可包括增益单元1292、均衡器单元1294和延迟单元1296。所述增益模块1292、均衡器模块1294和延迟模块1296可以为一特定听音环境或听音环境的类型调节输出信号以生成已调输出信号。对于调节模块1290接收到的每个信号，增益模块1292、均衡模块1294和延迟模块1296可分别包括一个独立的增益单元、均衡器单元和延迟单元。因此，如果调节模块1290从低音管理模块和矩阵解码器接收到信号，将需要两倍的增益单元、均衡单元和延迟单元。每个独立的增益单元可接收不同声道中的不同信号，然后把每个信号连接到均衡器模块1294中的独立的均衡器单元。然后所述信号可被连接到延迟模块1296中独立的延迟单元以生成已调输出信号。这些增益单元、均衡器单元和延迟单元应用的增益、均衡和延迟可以在特定听音环境中根据经验来确定，并可以利用假设的初始值来确定。可以选择增益和均衡来补偿任意可用于从输出信号生成声音的电子声音波变换器之间的不统一性。

图1的声音处理系统也可以以一种可选的方式工作，其中矩阵解码器模块120可以不被使用。这种情况下，如果包含低音管理模块110和混频器160的话，这二者也可以不被使用。当声音处理系统100以这种可选方式操作时，调节模块180也可以以一种可选的方式操作，以生成附加已调输出信号来取代那些过去由目前不工作的矩阵解码器模块120生成的信号。图13显示了被设计成对七个以这种附加方式操作的信号进行调谐的调节模块的框图。尽管显示了一个特定配置，也可以使用那些包括较少部件或包括额外部件的其它配置。以可选方式工作的调节模块1390通常从五个分离输入信号生成两个附加输出信号，并可包括增益模块1392、均衡器模块1394和延迟模块1396，其中每个都可以包括与它在非可选模式中包含的数量相等的增益单元、均衡器单元和延迟单元。然而，在所述可选方式中，调节模块1392接收到的一些信号可被连接到一个以上的增益单元处。增益模块1392可包括七个增益单元1380，1381，1382，1383，1384，1385，和1386。增益单元1380，1381，1382，1383，1384，1385，和1386每个可分别接收到独立的分离输入信号LFI，RFI，CTRI，LSurI和RSurI，并可以把所述信号连接到均衡器模块1394内独立的均衡器单元(未示出)。然后，可以把所述信号连接到延迟模块1396内独立的延迟单元(未示出)以生成已调输出信号LFI′，RFI′，CTRI′，LSurI′和RSurI′。然而，增益单元1384也接收LSurI，所述单元可将所述信号连接到均衡器模块1394内独立的均衡器单元(未示出)。然后，LSurI可以被连接到延迟模块1396内独立的延迟单元(未示出)以生成附加已调输出信号LSurI’₂。类似的，增益单元1386接受到RSurI，所述单元可将所述信号连接到均衡器模块1394内独立的均衡器单元(未示出)。然后，RSurI可以被连接到延迟模块1396内独立的延迟单元(未示出)以生成附加已调输出信号RSurI’₂。

图14显示了被设计成对以可选方式操作的十一个信号进行调谐的调节模块的框图，并由附图标记1490来指示。尽管显示了一个特定配置，也可以使用那些包括较少部件或包括额外部件的其它配置。可选方式490中的调整模块可以从五个分离输入信号生成六个附加输出信号，并可包括增益模块1492、均衡器模块1494和延迟模块1496，其中每个模块都可以包含与它在非可选方式中包含的增益单元、均衡器单元和延迟单元的数量相等的所述单元。但在所述可选方式中，调整模块1492接收到的一些信号可以被连接到一个以上的增益单元处。增益模块1492可以包括十一个增益单元1470，1471，1472，1473，1474，1475，1476，1477，1478，1479和1480。增益单元1470，1471，1472，1475和1478每个可以分别接收一个独立的分离输入信号LFI，RFI，CTRI，LSurI和RSurI，并把信号连接到均衡器模块1494内独立的均衡器单元(未示出)。然后，把所述信号连接到延迟模块1496内独立的延迟单元(未示出)，以生成已调输出信号LFI′，RFI′，CTRI′，LSurI′和RSurI′。但增益单元1473和1474也可接收CTRI，其中可把每个信号连接到均衡器模块1494内独立的均衡器单元(未示出)。然后可以把所述信号连接到延迟模块1496内独立的延迟单元(未示出)，以生成附加已调中央输出信号CTRI₂′和CTRI₃′。类似的，增益单元1476和1477每个可以接收LSurI，其中可把每个信号连接到均衡器模块1494内独立的均衡器单元(未示出)。然后可以把所述信号连接到延迟模块1496内独立的延迟单元(未示出)，以生成附加已调左侧输出信号LSurI₂′和LSurI₃′。类似的，增益单元1479和1480每个可以接收RSurI，其中可以把每个信号连接到均衡器模块1494内独立的均衡器单元(未示出)。然后可以把所述信号连接到延迟模块1496内独立的延迟单元(未示出)，以生成附加已调输出信号RSurI′。

5.车辆多声道声音处理系统：

可以在任意类型的听音环境中实现声音处理系统，并可以为特定类型的听音环境设计声音处理系统。图15显示了在一个车辆听音环境中实现的多声道声音处理系统(“车辆多声道声音处理系统”)的实例。在这个实例中，车辆多声道声音处理系统1500位于车辆1501中，该车辆包括门1550，1552，1554和1556，驾驶员座位1570，客位1572和后座1576。尽管显示的是一个四门车辆，所述车辆多声道声音处理系统1500可在一辆具有更多个或更少个门的车辆中实现。所述车辆可以是汽车，卡车，公共汽车，火车，飞机，轮船，或类似物。尽管置只显示了一个后座，但较小的车辆可能只有一个或两个座位而不带后座，而较大的车辆可能具有一个以上的后座或多排后座。尽管显示了一个特定配置，也可以使用那些包括较少部件或包括额外部件的其它配置。

车辆多声道声音处理系统1500包括多声道环绕处理系统(MS)1502，该系统可包括任意前述的环绕处理系统或其组合，这些系统包括了多声道矩阵解码器和/或多声道矩阵解码方法。所述多声道环绕处理系统也可包括低音管理模块，并可以进一步包括前述的混频器。车辆多声道声音处理系统1500包括一个可位于仪表板1594、行李箱1592或整个车辆其它位置的信号源(未示出)，其将一个数字信号连接到多声道环绕处理系统上。车辆多声道声音处理系统1500也包括一个以上位于遍及车辆1501的或直接或间接通过后处理模块的扬声器。所述扬声器可以包括前方中央扬声器(“CTR扬声器”)1504，左前扬声器(“LF扬声器”)1506，右前扬声器(“RF扬声器”)1508，和至少一对环绕扬声器。环绕扬声器可包括左侧扬声器(“LS扬声器”)1510，右侧扬声器(“RS扬声器”)1512，左后扬声器(“LR扬声器”)1514和右后扬声器(“RR扬声器”)1516，或扬声器设置的组合。也可以使用其它扬声器设置。尽管没有显示，但可设置一个或多个专用副低音扬声器(subwoofer)或其它驱动器。专用副低音扬声器或其它驱动器可从低音管理模块接收SUB或LFE信号。可能的副低音扬声器安装位置包括行李箱1592和后窗台板1590。

CTR扬声器1504，LF扬声器1506，RF扬声器1508，LS扬声器1510，RS扬声器1512，LR扬声器1514，和RR扬声器1516可被放置在车辆1501内，围绕着通常乘客就座的区域。CTR扬声器1504可以放置在驾驶员座位1570与客位1572的前方并位于该座位之间。例如，CTR扬声器1504可以被放在驾驶室仪表板1594内。LR和RR扬声器1514和1516可分别被放在后座1576两端的后方并冲着其两端。例如，LR和RR扬声器1514和1516可分别被放在后窗台板1590中或车辆1501后部的其它空间中。可包括LF和RF扬声器(分别是1506和1508)的前方扬声器可沿着车辆1501的两侧放置，并分别对着驾驶员座位1570和客位1572的前部。同样地，包括LS和RS扬声器1510和1512的侧面扬声器可类似地分别放置在后座1576相关的位置。例如，前方和侧面扬声器都可以被放在车辆1501的门1552，1556，1550和1554中。此外，所述扬声器每个可以包括一个或多个诸如高音扬声器和低音扬声器的扬声器驱动器。高音扬声器和低音扬声器可以独立地由高频输出信号和低频输入信号分别驱动，所述信号可直接从低音管理模块或从一个或多个分离滤波器接收到。高音扬声器和低音扬声器可以被彼此相邻地放置在基本上同一个位置处或放置在不同的位置。LF扬声器1506可包括被放在门1552中或放在与侧面反光镜高度大略相等的某处的高音扬声器，并可包括被放置在门1552中位于所述高音扬声器下面的低音扬声器。LF扬声器1506可具有其它高音扬声器和低音扬声器的布置。CTR扬声器1504可以被安装在前仪表板1594的前面，但也能安装在顶棚中，位于后视镜(未示出)的上部或附近，或位于车辆1501中的其它某处。

在车辆多声道声音处理系统1500的一种操作方式中，多声道环绕处理系统1502可以生成七个全频段输出信号LFO′，RFO′，CTRO′，LRO′，LSO′，RRO′和RSO′，每个在七个不同的输出声道的一个中。然后，LFO′，RFO′，CTRO′，LRO′，LSO′，RRO′和RRO′可被连接到后处理模块，并且然后可以继续通过分离滤波器，分别到达LF扬声器1506，RF扬声器1508，CTR扬声器1504，LR扬声器1514，LS扬声器1510，RR扬声器1516，和RS扬声器1512，以转换成声波。可选的，多声道环绕处理系统1502可以生成七个高频输出信号和七个低频输入信号，这些信号可被连接到后处理模块，然后可以继续被分别连接到适当扬声器的高音扬声器和低音扬声器。在另一种操作方式中，不使用多声道环绕处理系统1502，车辆多声道声音处理系统1500可生成七个可选输出信号LFI′，RFI′，CTRI′，LsurI₁′，LsurI₂′，RsurI₁′和RsurI₂′，每个信号都在七个不同输出声道的其中一个中。LFI′，RFI′，CTRI′，LsurI₁′，LsurI₂′，RsurI₁′和RsurI₂′可以被连接到后处理模块，然后分别直接或间接地连接到LF扬声器1506，RF扬声器1508，CTR扬声器1504，LR扬声器1514，LS扬声器1510，RR扬声器1516，和RS扬声器1512，以转换成声波。在任一方式中，多声道环绕处理系统1502也可在一个独立的声道中生成LFE或SUB信号。LFE或SUB信号可由置于车辆内的扩音器(未示出)转换成声波。

多声道环绕处理系统1502也可包括调节模块。可以分别为每个增益、均衡器和延迟单元设置增益、频率响应和延迟的初始值，然后该值可以在图15的车辆多声道声音处理系统1500被安装在车辆中时被调节。通常，初始值可以是那些以前描述过的值或其它特别适合特定车辆、车辆类型、或种类(class)的值。当车辆多声道声音处理系统1500被安装到车辆1500中时，根据上述的方法调节所述初始值以分别为每个增益模块、均衡器和延迟确定增益、频率响应和延迟的已调值。可以选择增益和均衡来补偿可用于从输出信号生成声音的电子声音波变换器的不一致性。

也可以在更大的车辆听音环境中，诸如在具有多排后座的那些车辆(“较大车辆”)中，实现声音处理系统。图16显示了在较大车辆中实现车辆多声道声音处理系统的实施例。车辆多声道声音处理系统1600被放置在车辆1601中，该车辆包括门1650，1652，1654和1656，驾驶员座位1670，客位1672，后座1676和附加后座1678。尽管显示了一辆四门车辆，车辆多声道声音处理系统1600也可以被用于具有更多个或更少个门的车辆中。所述车辆可以是汽车，公交车，火车，卡车，飞机，轮船或类似物。尽管只显示了一个附加后座，但其它较大车辆可以具有两个以上后座或两排以上的后座。尽管显示了一个特定配置，也可以使用那些包括较少部件或包括额外部件的其它配置。

车辆多声道声音处理系统1600包括多声道环绕处理系统(MS)1602，其可以包括任意前述的环绕处理系统或其组合，所述环绕处理系统包含多声道矩阵解码器和/或实现多声道矩阵解码方法。车辆多声道声音处理系统1600可以包括一个可位于仪表板1594、后部存储区域1692或所述车辆内其它位置的信号源(未示出)。多声道环绕处理系统1602也可以包括上述的低音管理模块并可进一步包括混频器。车辆多声道声音处理系统1600也可以包括几个放置在遍布车辆1601内各处的，或直接地或间接地通过一个后处理模块的扩音器。所述扬声器包括一组中央扬声器，LF扬声器1606，RF扬声器1608，和至少两对环绕扬声器。这组中央扬声器可包括中央扬声器(“CTR”)1604，第二中央扬声器(“CTR2”)1622和第三中央扬声器(“CTR3”)1624。环绕扬声器可以包括LS扬声器1610，第二左侧扬声器(“LS2扬声器”)1618，RS扬声器1612，第二右侧扬声器(“RS2扬声器”)1620，LR扬声器1614和RR扬声器1616，或扬声器装置(set)的组合。可以使用其它扬声器设置。虽然未显示，但可以设置一个或多个专用的副低音扬声器或其它驱动器。其它驱动器的专用副低音扬声器可从低音管理模块接收到SUB或LFE信号。可能的副低音扬声器安装位置包括后部存储区域1692。

CTR，LF，RF，LS，RS，LR和LS扬声器1604，1606，1608，1610，1612，1614和1616分别以与上述图15中相应的扬声器类似的方式来放置。图16中，LS2和RS2扬声器1618和1620可以分别被放置在接近附加后座1678处，并可以分别被放置在门1650和1654内。CTR2扬声器1622和CTR3扬声器1624可以分别被放在后座1676和附加后座1678的前部中央。CTR2扬声器1622和CTR3扬声器1624可以分别被吊挂(suspend)在车辆1601的顶部，或嵌入驾驶员座位1670或客位1672，和后座1676之中。此外，CTR2扬声器1622和CTR3扬声器1624可以与视频播放模块一起安装，为电影、节目等等提供声音。此外，所述扬声器每个可以包括一个或多个诸如高音扬声器和低音扬声器这样的扬声器驱动器，其操作方式和安装位置都与上述图15中的那些类似。

车辆多声道声音处理系统1600的一种操作方式中，多声道环绕处理系统1602可生成十一个全频段输出信号LFO′，RFO′，CTRO′，CTRO2′，CTRO3′，LRO′，LSO′，LSO2′，RRO′，RSO′和RSO2′，每个信号都在十一个不同输出声道的其中一个中。然后，LFO′，RFO′，CTRO′，CTRO2′，CTRO3′，LRO′，LSO′，LSO2′，RRO′，RSO′和RSO2′可被连接到后处理模块并且然后，可以继续通过分离滤波器，分别到达LF扬声器1506，RF扬声器1508，CTR扬声器1504，CTR2扬声器1522，CTR3扬声器1524，LR扬声器1514，LS扬声器1510，LS2扬声器1550，RR扬声器1516，RS扬声器1512和RS2扬声器1520，以转换成声波。可选的，多声道环绕处理系统1602可以生成十一个高频输出信号和十一个低频输入信号，这些信号可被连接到后处理模块并且，然后被分别连接到适当扬声器的高音扬声器和低音扬声器。在另一种操作方式中，不使用多声道环绕处理系统1602，车辆多声道声音处理系统1600可生成十一个可选的输出信号LFI′，RFI′，CTRI′，CTRI₂′，CTRI₂′，LRI′，LSI′，LSI₂′，RRO′，RSO′，和RSO₂′每个信号都在十一个不同输出声道的其中一个中。所述可选输出信号，ALFO′，ARFO′，和ACTRO′，可分别对应于分离信号解码器生成的分离输入信号LFI、RFI和CTR。LFI′，RFI′，CTRI′，CTRI₂′，CTRI₂′，LRI′，LSI′，LSI₂′，RRO′，RSO′，和RSO2′可被连接到后处理模块，然后分别直接或间接地连接到LF扬声器1606，RF扬声器1608，CTR扬声器1604，CTR2扬声器1622，LR扬声器1614，LS扬声器1610，LS2扬声器1618，RR扬声器1616，RS扬声器1612，和RS2扬声器1620，以转换成声波。在任一方式中，多声道环绕处理系统1602也可在一个独立的声道中生成LFE或SUB信号。LFE或SUB信号可由置于车辆内的扩音器(未示出)转换成声波。

多声道环绕处理系统1602也可包括调节模块。可以分别为每个增益模块、均衡器和延迟单元设置增益、频率响应和延迟的初始值，然后可以在车辆多声道声音处理系统1600被安装在车辆中时调节该值。通常，初始值可以是那些以前描述过的值或其它特别地适合特定车辆、车辆类型、或种类的值。当车辆多声道声音处理系统1600被安装到车辆1600中时，根据上述的方法调节所述初始值来分别为每个增益模块，均衡器和延迟确定增益、频率响应和延迟的已调值。可以选择增益和均衡来补偿可用于从输出信号生成声音的电子声音波变换器间的不一致性。

图17显示了在较大车辆听音环境中实现的车辆多声道声音处理系统的另一个实施例。这种车辆多声道声音处理系统1700可以在车辆1701中实现，所述车辆可与图16说明的那种车辆类似。此外，图17的车辆环绕系统1700可与有关图16所述的车辆环绕系统大致相同，只是图16的CTR2扬声器1622和CTR3 1624扬声器中的每个可以分别被一对扬声器CTR2a 1722，CTR2b 1724和CTR3a 1726，CTR3b 1728所取代。第一对扬声器CTR2a 1722，CTR2b 1724可以分别被吊挂在车辆1701的顶部或嵌入驾驶员座位1770和客位1772中。第二对扬声器CTR3a 1726，CTR3b 1728也可以被吊挂在车辆1701的顶部或嵌入后座1776中。此外，这些扬声器可以与视频播放设备一起安装，为电影、节目等等提供声音。当与视频播放设备一起安装时，这些扬声器的每一个可包括一对安装在视频播放设备两侧的扬声器。此外，这些扬声器的每一个可包括用于接收双耳式耳机的终端或插孔，且每个可以包括独立的音量控制设备。

利用包含更多个前面所述的附加侧面和中央输出信号的多声道环绕处理系统，可以在带有两排以上后座的较大车辆中实现车辆多声道声音处理系统。这些多声道环绕处理系统可以直接地或间接地利用每个附加侧面和中央输出信号驱动至少一个附加扬声器。可以把每个附加左侧扬声器加到所述车辆的侧面，位于左后扬声器和最近的左侧扬声器之间。类似的，可以把每个附加右侧扬声器加在车辆的侧面，位于右后扬声器和最接近的右侧扬声器之间。每对附加侧面扬声器可以被放在车辆中接近附加后座的位置，同时至少一个附加中央扬声器被与每对附加侧面扬声器大致平行地放置。

虽然描述了本发明的不同实施方案，但对于本领域的普通技术人员来说，很明显在本发明的范围内可能有更多的实施方案和实现方法。例如，尽管本文件公开的多声道声音处理系统和矩阵解码系统(包括方法，模块和软件)被描述为利用五个分离输入信号，所述系统也可以利用一个，两个，三个或四个输入信号起作用。只要存在至少两个输入信号，该系统就能在即使是非最佳听音环境中生成环绕效果。因此，本发明除了受到随后的权利要求和其等同意义的限制外，本发明并不受其它限制。

Claims (76)

1.一种用于将多个音频输入信号解码成多个音频输出信号的方法，所述多个音频输入信号指向不同位置，所述方法包括：

将多个音频输入信号转换成多个输入信号对，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号；和

根据矩阵解码技术，将多个输入信号对转换成多个音频输出信号。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括将多个音频输出信号转换成多个声波。

3.如权利要求1所述的方法，其中将多个音频输入信号转换成多个输入信号对包括将多个音频输入信号中的三个或更多个转换成输入信号对。

4.如权利要求1所述的方法，其中将多个音频输入信号转换成多个输入信号对包括生成后方输入信号对。

5.如权利要求4所述的方法，其中，多个输入信号包括一个中央输入信号，并且，生成后方输入信号对包括控制所述后方输入信号对中的中央输入信号的量。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述多个音频输入信号进一步包括左前、右前、左环绕、和右环绕输入信号，并且生成后方输入信号对包括将所述左前、所述右前、所述左环绕、所述右环绕和所述中央输入信号转换成所述后方输入信号。

7.如权利要求1所述的方法，其中，将多个音频输入信号转换成所述多个输入信号对包括生成侧面输入信号对。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个输入信号包括中央输入信号，并且生成所述侧面输入信号对包括控制所述侧面输入信号对中的中央输入信号的量。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述多个音频输入信号进一步包括左前、右前、左环绕、右环绕输入信号，并且生成侧面输入信号对包括将所述左前、所述右前、所述左环绕、所述右环绕和所述中央输入信号转换成所述侧面输入信号对。

10.如权利要求1所述的方法，其中，将所述多个音频输入信号转换成多个输入信号对包括生成前方输入信号对。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述多个音频输入信号包括左前、右前、和中央输入信号，并且生成第一前方输入信号对包括将所述左前、所述右前、和所述中央输入信号转换成所述前方输入信号对。

12.如权利要求1所述的方法，其中，将所述多个音频输入信号转换成多个输入信号对包括生成转向角输入信号对。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述多个音频输入信号包括左前、右前、左环绕、右环绕、和中央输入信号，并且生成转向角输入对包括将所述左前、所述右前、所述左环绕、所述右环绕、和所述中央输入信号转换成所述转向角输入对。

14.如权利要求1所述的方法，其中，根据矩阵解码技术将所述多个输入信号对转换成所述多个音频输出信号包括生成所述多个输出信号作为环绕矩阵的函数。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述环绕矩阵包括多个子矩阵。

16.如权利要求15所述的方法，其中，将所述多个音频输入信号转换成所述多个输入信号对包括为所述多个子矩阵中的每个生成输入信号对。

17.如权利要求1所述的方法，其中，将所述多个输入信号对转换成所述多个音频输出信号包括生成所述多个音频输出信号作为转向角的函数。

18.如权利要求17所述的方法，其中，将所述多个音频输入信号转换成所述多个输入信号对包括为转向角生成输入信号对。

19.如权利要求17所述的方法，其中，将所述多个输入信号对转换成所述多个音频输出信号包括将所述多个输入信号对中的一对转换成所述转向角。

20.如权利要求1所述的方法，进一步包括生成附加音频输出信号作为所述多个音频输出信号中的一个或多个的函数。

21.如权利要求20所述的方法，其中，所述多个音频输出信号包括侧面输出信号，并且生成附加音频输出信号包括生成附加侧面输出信号。

22.如权利要求20所述的方法，其中，所述多个音频输出信号包括中央输出信号，并且生成附加音频输出信号包括生成附加中央输出信号。

23.如权利要求1所述的方法，进一步包括为听音环境定制所述多个音频输出信号。

24.一种用于将多个音频输入信号转换成更多个音频输出信号的方法，所述多个音频输入信号指向不同位置，所述方法包括：

从包括第一种操作方式和第二种操作方式的组中选择一种操作方式；其中

所述第一种操作方式包括将所述多个音频输入信号转换成多个输入信号对，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号，并且根据矩阵解码技术生成所述多个音频输出信号作为所述多个输入信号对的函数；且

所述第二种操作方式包括生成所述多个音频输出信号作为所述多个音频输入信号的函数。

25.如权利要求24所述的方法，其中将所述多个音频输入信号转换成所述多个音频输出信号包括对所述多个音频输入信号应用一个增益。

26.如权利要求25所述的方法，其中对所述多个音频输入信号应用所述增益包括对所述多个音频输入信号的其中每个应用多个增益中的一个。

27.一种音频信号解码器，用于将多个音频输入信号解码成多个音频输出信号，所述多个音频输入信号指向不同位置，所述音频信号解码器包括：

输入混频器，与所述多个音频输入信号相通信，并生成多个输入信号对，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号；和

与所述输入混频器相通信的矩阵解码器，并将所述多个输入信号对转换成所述多个音频输出信号。

28.如权利要求27所述的音频信号解码器，其中所述多个音频输出信号包括多个后方输出信号，并且所述输入混频器生成多个输入信号对，使得由解码器生成的所述多个后方输出信号是所有所述多个音频输入信号的函数。

29.如权利要求27所述的音频信号解码器，其中所述矩阵解码器包括多个用于生成所述多个音频输出信号的子矩阵。

30.如权利要求29所述的音频信号解码器，其中所述多个子矩阵包括后方子矩阵，并且所述输入混频器生成包括第一和第二后方输入信号的所述后方输入信号对，并将所述后方输入信号对传递到所述后方子矩阵。

31.如权利要求30所述的音频信号解码器，其中所述多个音频输入信号包括中央输入信号，并且所述输入混频器生成所述后方输入信号对作为所述中央输入信号的函数。

32.如权利要求31所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器控制在所述后方输入信号对中所述中央输入信号的量。

33.如权利要求32所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器将一个比率Gr与所述中央输入信号混合来控制在所述后方输入信号对中所述中央输入信号的量。

34.如权利要求33所述的音频信号解码器，其中，所述比率Gr约等于零。

35.如权利要求30所述的音频信号解码器，其中，所述多个音频输入信号包括左前输入信号LFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI，并且所述输入混频器生成所述第一后方输入信号作为左前输入信号LFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI的函数。

36.如权利要求35所述的音频信号解码器，其中所述输入混频器生成所述第一后方输入信号作为比率Gr的函数。

37.如权利要求36所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式RI1＝LFI+0.9×LSurI-0.38×RSurI+Gr×CTRI生成所述第一后方输入信号RI1。

38.如权利要求30所述的音频信号解码器，其中，所述多个音频输入信号包括右前输入信号RFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI，并且所述输入混频器生成所述第二后方输入信号作为右前输入信号RFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI的函数。

39.如权利要求38所述的音频信号解码器，其中所述输入混频器生成所述第二后方输入信号作为比率Gr的函数。

40.如权利要求39所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式RI2＝RFI+0.38×LSurI-0.91×RSurI+Gr×CTRI生成所述第二后方输入信号RI2。

41.如权利要求30所述的音频信号解码器，其中，所述后方子矩阵生成所述多个后方输出信号作为所述后方输入信号对的函数。

42.如权利要求29所述的音频信号解码器，其中，所述多个子矩阵包括侧面子矩阵，并且所述输入混频器生成包括第一和第二侧面输入信号的侧面输入信号对，并将所述侧面输入信号对传递给所述侧面子矩阵。

43.如权利要求42所述的音频信号解码器，其中所述多个音频输入信号包括中央输入信号，并且所述输入混频器生成所述侧面输入信号对作为所述中央输入信号的函数。

44.如权利要求43所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器控制所述侧面输入信号对中所述中央输入信号的量。

45.如权利要求44所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器将一个比率Gs与所述中央输入信号混合，从而控制在所述侧面输入信号对中的所述中央输入信号的量。

46.如权利要求45所述的音频信号解码器，其中，所述比率Gs近似大于零。

47.如权利要求45所述的音频信号解码器，其中，所述比率Gs等于0.1到0.3。

48.如权利要求42所述的音频信号解码器，其中，所述音频输入信号包括左前输入信号LFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI，并且所述输入混频器生成所述第一侧面输入信号作为左前输入信号LFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI的函数。

49.如权利要求48所述的音频信号解码器，其中所述输入混频器生成所述第一侧面输入信号作为比率Gs的函数。

50.如权利要求49所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式SI1＝LFI+0.91×LSurI+0.38×RSurI+Gs×CTRI生成所述第一侧面输入信号SI1。

51.如权利要求42所述的音频信号解码器，其中，所述音频输入信号包括右前输入信号RFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI，并且所述输入混频器生成所述第二侧面输入信号作为右前输入信号RFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI的函数。

52.如权利要求51所述的音频信号解码器，其中所述输入混频器生成所述第二侧面输入信号作为比率Gs的函数。

53.如权利要求52所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式SI2＝RFI-0.38×LSurI-0.91×RSurI+Gs×CTRI生成所述第二侧面输入信号SI2。

54.如权利要求42所述的音频信号解码器，其中，所述侧面子矩阵生成多个侧面输出信号作为所述侧面输入信号对的函数。

55.如权利要求29所述的音频信号解码器，其中，所述多个子矩阵包括前方子矩阵，并且所述输入混频器生成包括第一前方输入信号和第二前方输入信号的前方输入信号对，并将所述前方输入信号对传递给所述前方子矩阵。

56.如权利要求55所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器生成所述第一前方输入信号作为左前输入信号LFI和中央CTRI输入信号的函数。

57.如权利要求56所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式FI1＝LFI+0.7CTRI生成所述第一前方输入信号FI1。

58.如权利要求55所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器生成所述第二前方输入信号作为右前输入信号LFI和中央CTRI输入信号的函数。

59.如权利要求58所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式FI2＝RFI+0.7CTRI生成所述第二前方输入信号FI2。

60.如权利要求55所述的音频信号解码器，其中，所述前方子矩阵生成多个前方输出信号作为所述前方输入信号对的函数。

61.如权利要求27所述的音频信号解码器，其中，所述矩阵解码器包括一个转向角计算器，并且所述输入混频器生成包括第一和第二转向角输入信号的转向角输入信号对，并且将所述转向角输入信号对传递给转向角计算器。

62.如权利要求61所述的音频信号解码器，其中，所述多个音频输入信号包括左前输入信号LFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI、和中央输入信号CTRI，并且所述输入混频器生成所述第一转向角输入信号作为左前输入信号LFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI、和中央输入信号CTRI的函数。

63.如权利要求62所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式SAI1＝LFI+0.7×CTRI+0.91×LSurI+0.38×RSurI生成所述第一转向角输入信号SAI1。

64.如权利要求61所述的音频信号解码器，其中，所述多个音频输入信号包括右前输入信号RFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI、和中央输入信号CTRI，并且所述输入混频器生成所述第二转向角输入信号作为左前输入信号LFI、左环绕输入信号LSurI、右环绕输入信号RSurI和中央输入信号CTRI的函数。

65.如权利要求64所述的音频信号解码器，其中，所述输入混频器根据等式SAI2＝RFI+0.7×CTRI-0.38×LSurI+0.91×RSurI生成所述第二转向角输入信号SAI2。

66.如权利要求61所述的音频信号解码器，其中，所述转向角计算器生成多个转向角作为所述转向角输入信号对的函数。

67.如权利要求27所述的音频信号解码器，进一步包括与所述多个音频输出信号通信的输出混频器，其中，所述输出混频器生成附加音频输出信号。

68.如权利要求67所述的音频信号解码器，其中，所述多个音频输出信号包括中央输出信号，并且输出混频器包括与所述中央输出信号通信的第一增益模块，并生成第二中央输出信号。

69.如权利要求67所述的音频信号解码器，其中，所述多个音频输出信号包括左后输出信号和左环绕输出信号，并且所述输出混频器包括第二增益模块、第三增益模块和与所述第二和第三增益模块相通信的累加模块，其中，所述第二和第三增益模块与所述左后输出信号和所述左环绕输出信号相通信，并且所述累加模块生成附加左环绕输出信号。

70.如权利要求67所述的音频信号解码器，其中，所述多个音频输出信号包括右后输出信号和右环绕输出信号，并且所述输出混频器包括第四增益模块、第五增益模块和与所述第四和第五增益模块相通信的第二累加模块，其中，所述第四和第五增益模块与所述右后输出信号和所述右环绕输出信号相通信，并且所述第二累加模块生成附加右环绕输出信号。

71.一种音频信号解码器，用于将多个音频输入信号解码成多个音频输出信号，所述多个音频输入信号指向不同位置，所述音频信号解码器包括：

一种装置，用于混合所述多个音频输入信号并生成多个输入信号对，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号；和

一种装置，用于将所述多个输入信号对解码成所述多个音频输出信号对，其中用于解码的所述装置与用于混合的所述装置相通信。

72.一种环绕处理系统，用于从多个音频输入信号生成多个音频输出信号，所述多个音频输入信号指向不同位置，所述环绕处理系统包括：

输入混频器，其在第一种操作方式下与所述多个音频输入信号相通信并生成多个输入信号对，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号；

矩阵解码器，其在所述第一种操作方式下与所述输入混频器相通信，并生成所述多个音频输出信号作为所述多个输入信号对的函数；和

调节模块，其在所述第一种操作方式下与所述矩阵解码器相通信，并为听音环境定制所述多个音频输出信号。

73.如权利要求72所述的系统，其中所述调节模块在第二种方式下与所述多个音频输入信号相通信，并为所述听音环境定制所述多个音频输入信号。

74.一种环绕处理系统，用于为听音环境从多个音频输入信号生成多个音频输出信号，包括：

一种装置，用于将所述多个音频输入信号混合以生成多个输入信号对，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述听音环境中的不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号；

矩阵解码装置，与混频装置相通信，并从所述多个输入信号对生成所述多个音频输出信号；和

调节装置，与矩阵解码装置相通信，并为所述听音环境定制所述多个输出信号。

75.一种车辆声音处理系统，用于从多个音频输入信号生成多个音频输出信号，所述多个音频输入信号指向不同位置，所述车辆声音处理系统包括：

生成所述多个音频输入信号的音源；

环绕处理系统，与所述音源相通信，并生成多个输入信号对和所述多个音频输出信号，所述环绕处理系统包括：

输入混频器，其在第一种操作方式下与所述多个音频输入信号相通信并生成多个输入信号对，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号；

矩阵解码器，其在所述第一种操作方式下与所述输入混频器相通信，并生成所述多个音频输出信号作为所述多个输入信号对的函数；和

调节模块，其在所述第一种操作方式下与所述矩阵解码器相通信，并为听音环境定制所述多个音频输出信号；和

与所述环绕处理系统相通信的多个扩音器，其中所述多个扩音器将所述多个音频输出信号转换成声波。

76.一种车辆声音处理系统，用于从多个音频输入信号生成多个音频输出信号，所述多个音频输入信号指向不同位置，所述车辆声音处理系统包括：

生成所述多个音频输入信号的音源；

环绕处理系统，与所述音源相通信，并生成多个输入信号对和所述多个音频输出信号，所述环绕处理系统包括：

用于将所述多个音频输入信号混合以生成多个输入信号对的装置，所述多个输入信号对中的每个包括至少两个所述音频输入信号的组合，且所述多个输入信号对中的每个指向所述不同位置，其中所述输入信号对中的至少一个基于来自一不同位置的至少一个所述音频输入信号；

矩阵解码装置，与所述用于混合的装置相通信，以从所述多个输入信号对生成所述多个音频输出信号；和

调节装置，与所述矩阵解码装置相通信，并为所述听音环境定制所述多个音频输出信号；和

与所述环绕处理系统相通信的多个扩音器，其中所述多个扩音器将所述多个音频输出信号转换成声波。

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