RU2780508C2 - Method and system for use of time effects in multichannel audio playback system - Google Patents
Method and system for use of time effects in multichannel audio playback system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780508C2 RU2780508C2 RU2020127888A RU2020127888A RU2780508C2 RU 2780508 C2 RU2780508 C2 RU 2780508C2 RU 2020127888 A RU2020127888 A RU 2020127888A RU 2020127888 A RU2020127888 A RU 2020127888A RU 2780508 C2 RU2780508 C2 RU 2780508C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- audio signal
- channel
- channel audio
- value
- loudspeakers
- Prior art date
Links
- 230000001550 time effect Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 103
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 241001236093 Bulbophyllum maximum Species 0.000 description 1
- 240000008168 Ficus benjamina Species 0.000 description 1
- 241001442055 Vipera berus Species 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004091 panning Methods 0.000 description 1
- 230000001755 vocal Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к способам и системам для применения временных эффектов в многоканальной системе воспроизведения звука. Временные эффекты означают обработку, основанную на задержках и/или реверберации, но не ограничиваясь ими. Эти эффекты могут быть получены с помощью различных способов, известных в данной области техники, гарантирующих причинную связь сигнала. Эффекты могут обрабатываться во временной области, например, в сетях с задержкой обратной связи, или в области Фурье, например, с разделенной конволюционной обработкой сигналов.The present invention relates to methods and systems for applying timing effects to a multi-channel audio playback system. Time effects means processing based on, but not limited to, delays and/or reverbs. These effects can be obtained using various methods known in the art, guaranteeing the causality of the signal. The effects can be processed in the time domain, such as in networks with feedback delay, or in the Fourier domain, such as with split convolutional signal processing.
Уровень техникиState of the art
Многоканальные аудиосистемы, используемые в больших помещениях, таких как концертный зал, могут иметь больше двух громкоговорителей для обеспечения более равномерного звукового давления в области нахождения публики. Например, громкоговорители могут быть установлены сбоку и сзади от области нахождения публики с целью недопущения снижения уровней звукового давления для зрителей, находящихся дальше от сцены. Это известно как «усиление звука» и заключается оно в воспроизведении по сторонам и сзади публики тех же аудиоканалов, которые воспроизводятся на сцене или перед публикой. Термин громкоговоритель может относиться к одному устройству или нескольким головкам громкоговорителей и устройствам, работающим от одного и того же входного сигнала, так что многоканальная аудиосистема имеет два или более сигналов, каждый из которых воспроизводится посредством громкоговорителей.Multi-channel audio systems used in large venues such as a concert hall may have more than two speakers to provide more even sound pressure to the audience area. For example, loudspeakers can be installed to the side and back of the audience area to prevent lower sound pressure levels for audiences further away from the stage. This is known as "audio amplification" and consists of playing to the sides and back of the audience the same audio channels that are played on stage or in front of the audience. The term loudspeaker can refer to a single device or multiple speaker heads and devices operating from the same input signal, so that a multi-channel audio system has two or more signals, each of which is reproduced through the speakers.
В качестве альтернативы или в дополнение, к аудиоканалам, воспроизводимым громкоговорителями в многоканальных аудиосистемах, используемых в больших помещениях, может применяться обработка сигналов. Такая обработка сигналов может способствовать «улучшению акустических характеристик» звука в области нахождения публики. Например, к одному или нескольким каналам, воспроизводимым боковыми или задними громкоговорителями, может применяться реверберация или «искусственное эхо», или эхо и другая обработка сигналов. Реверберация, эхо и другие эффекты обработки сигналов хорошо известны в данной области. Например, в патентной заявке US2011/0261966, заявитель Dolby International AB, описана система для применения реверберации к каналам с понижающим микшированием, которые затем микшируются с повышением для воспроизведения на громкоговорителях.As an alternative or in addition to the audio channels reproduced by loudspeakers in multi-channel audio systems used in large rooms, signal processing can be applied. This signal processing can contribute to the "acoustic improvement" of sound in the audience area. For example, one or more of the channels reproduced by the side or rear speakers may have reverb or "artificial echo" or echo and other signal processing applied. Reverb, echo and other signal processing effects are well known in the art. For example, US2011/0261966 to Dolby International AB describes a system for applying reverb to downmix channels that are then upmixed for playback on loudspeakers.
В больших залах, возможно, слушатели, удаленные от сцены, могут услышать звук из одного из боковых или задних громкоговорителей, раньше, чем звук от передних громкоговорителей. Это имеет нежелательное последствие, когда слушатели будут слышать звук, исходящий из задней или боковой части зала, при этом, видя выступление, происходящее спереди. Чтобы избежать этого, к аудиосигналу, воспроизводимому громкоговорителями, расположенными на расстоянии от сцены, применяется фиксированная задержка по времени или «предварительная задержка». Временная задержка выбирается таким образом, чтобы звук от передних громкоговорителей поступал к слушателям по меньшей мере за 15 мс до звука от задних или боковых громкоговорителей, чтобы поддерживать воспринимаемое направление звука, исходящее от передней части/сцены. Одним из терминов, используемых для описания этого, является поддержание «эффекта предшествования» в звуке.In large halls, it is possible that listeners further away from the stage may hear the sound from one of the side or rear speakers before the sound from the front speakers. This has the undesirable effect that listeners will hear sound coming from the back or side of the room while seeing the performance from the front. To avoid this, a fixed time delay or "pre-delay" is applied to the audio signal played back from the speakers at a distance from the stage. The time delay is chosen so that the sound from the front speakers arrives at the listeners at least 15 ms before the sound from the rear or side speakers to maintain the perceived sound direction coming from the front/stage. One of the terms used to describe this is to maintain a "precedence effect" in the sound.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложена система обработки сигналов для применения временных эффектов к N-канальному входному аудиосигналу для воспроизведения на группе громкоговорителей, имеющих заданную конфигурацию, содержащую:In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a signal processing system for applying temporal effects to an N-channel input audio signal for playback on a group of speakers having a predetermined configuration, comprising:
первую подсистему, которая принимает N-канальный входной аудиосигнал и формирует из него первый M-канальный аудиосигнал;a first subsystem that receives an N-channel input audio signal and generates a first M-channel audio signal therefrom;
по меньшей мере одну вторую подсистему, каждая из которых принимает первый M-канальный аудиосигнал, причем каждая вторая подсистема содержит:at least one second subsystem, each receiving a first M-channel audio signal, each second subsystem comprising:
блок эффекта для применения временного эффекта к каждому каналу M-канального аудиосигнала, причем указанный временной эффект содержит минимальное значение задержки;an effect block for applying a time effect to each channel of the M-channel audio signal, said time effect having a minimum delay value;
блок распределения сигналов, который:a signal distribution unit that:
ассоциирует каждый канал первого М-канального аудиосигнала с подгруппой громкоговорителей; иassociates each channel of the first M-channel audio signal with a subgroup of speakers; and
формирует второй M-канальный аудиосигнал из первого M-канального аудиосигнала в соответствии с MxM матрицей, причем каждый элемент aij в MxM матрице включает в себя параметр задержки, при этом блок распределения сигналов определяет минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij в соответствии с расстоянием между по меньшей мере двумя громкоговорителями в по меньшей мере одной из подгрупп i и j громкоговорителей и в соответствии с указанным минимальным значением задержки;generates a second M-channel audio signal from the first M-channel audio signal in accordance with the MxM matrix, each element a ij in the MxM matrix includes a delay parameter, while the signal distributor determines the minimum value of the delay parameter in each element a ij in accordance with the distance between at least two speakers in at least one of the subgroups i and j of the speakers and in accordance with the specified minimum delay value;
при этом указанный блок эффекта выполнен с возможностью применять временной эффект к каждому каналу второго М-канального аудиосигнала;said effect block being configured to apply a time effect to each channel of the second M-channel audio signal;
блок микширования, который формирует K-канальный аудиосигнал из указанного одного или каждого второго M-канального аудиосигнала.a mixing unit that generates a K-channel audio signal from said one or every second M-channel audio signal.
Предпочтительно, блок распределения сигналов определяет минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij, чтобы оно составляло, по меньшей мере, время прохождения звуком максимального расстояния между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей.Preferably, the signal distributor determines the minimum value of the delay parameter in each element a ij to be at least the time the sound travels the maximum distance between speakers in speaker subgroups i and j.
Предпочтительно, система обработки сигналов содержит несколько вторых подсистем.Preferably, the signal processing system comprises several second subsystems.
Предпочтительно, блок эффекта каждой второй подсистемы выполнен с возможностью применения нескольких временных эффектов, имеющих первое минимальное значение задержки или второе минимальное значение задержки.Preferably, the effect block of each second subsystem is configured to apply multiple time effects having a first minimum delay value or a second minimum delay value.
Предпочтительно, блок распределения сигналов каждой второй подсистемы определяет минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij в соответствии с:Preferably, the signal distribution block of each second subsystem determines the minimum value of the delay parameter in each element a ij in accordance with:
(a) расстоянием между соседними громкоговорителями в j подгруппе громкоговорителей;(a) the distance between adjacent loudspeakers in the j loudspeaker subgroup;
(b) временем прохождения звуком максимального расстояния между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей.(b) the time it takes the sound to travel the maximum distance between loudspeakers in subgroups i and j of loudspeakers.
Предпочтительно, блок распределения сигналов каждой второй подсистемы выполнен с возможностью определять минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij в соответствии с критериями (a), если минимальное значение задержки блока эффекта второй подсистемы меньше предварительно определенного порогового значения.Preferably, the signal distribution block of each second subsystem is configured to determine the minimum value of the delay parameter in each element a ij in accordance with the criteria (a), if the minimum delay value of the effect block of the second subsystem is less than a predetermined threshold value.
Предпочтительно, блок распределения сигналов каждой второй подсистемы выполнен с возможностью добавлять предварительно определенное фиксированное значение задержки к указанному минимальному значению параметра задержки в каждом элементе aij.Preferably, the signal distributor of each second subsystem is configured to add a predetermined fixed delay value to a specified minimum value of the delay parameter in each element a ij .
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ цифровой обработки сигналов для применения временных эффектов к N-канальному входному аудиосигналу для воспроизведения на группе громкоговорителей, имеющих заданную конфигурацию, содержащий следующие этапы, реализуемые с помощью процессора:In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a digital signal processing method for applying timing effects to an N-channel input audio signal for playback on a set of configured speakers, comprising the following steps, implemented by a processor:
формирование первого M-канального аудиосигнала из N-канального входного аудиосигнала;generating a first M-channel audio signal from the N-channel input audio signal;
ассоциирование каждого канала первого M-канального аудиосигнала с подгруппой громкоговорителей;associating each channel of the first M-channel audio signal with a subgroup of speakers;
формирование по меньшей мере одного второго M-канального аудиосигнала из первого M-канального аудиосигнала в соответствии с MxM матрицей, причем каждый элемент aij в MxM матрице включает в себя параметр задержки, также определение минимального значения параметра задержки в каждом элементе aij в соответствии с расстоянием между по меньшей мере двумя громкоговорителями в по меньшей мере одной из подгрупп i и j громкоговорителей и в соответствии с минимальным значением задержки;generating at least one second M-channel audio signal from the first M-channel audio signal in accordance with the MxM matrix, wherein each element a ij in the MxM matrix includes a delay parameter, also determining the minimum value of the delay parameter in each element a ij in accordance with the distance between at least two speakers in at least one of the i and j speaker subgroups and in accordance with the minimum delay value;
применение временного эффекта к каждому каналу второго М-канального аудиосигнала, при этом указанный временной эффект содержит указанное минимальное значение задержки;applying a time effect to each channel of the second M-channel audio signal, said time effect comprising a specified minimum delay value;
формирование K-канального аудиосигнала из указанного одного или каждого второго M-канального аудиосигнала.generating a K-channel audio signal from said one or every second M-channel audio signal.
Предпочтительно, минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij определяется как, по меньшей мере, время, в течение которого звук проходит максимальное расстояние между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей.Preferably, the minimum value of the delay parameter in each element a ij is defined as at least the time during which the sound travels the maximum distance between the speakers in speaker subgroups i and j.
Предпочтительно, способ также содержит формирование нескольких вторых M-канальных аудиосигналов из первого M-канального аудиосигнала в соответствии с соответствующей MxM матрицей для каждого второго M-канального аудиосигнала.Preferably, the method also comprises generating a plurality of second M-channel audio signals from the first M-channel audio signal in accordance with a corresponding MxM matrix for each second M-channel audio signal.
Предпочтительно, указанный временной эффект содержит первое минимальное значение задержки или второе минимальное значение задержки.Preferably, said time effect comprises a first minimum delay value or a second minimum delay value.
Предпочтительно, минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij определяют в соответствии с:Preferably, the minimum value of the delay parameter in each element a ij is determined in accordance with:
а) расстоянием между соседними громкоговорителями в j подгруппе громкоговорителей;a) the distance between adjacent loudspeakers in the j subgroup of loudspeakers;
b) максимальным расстоянием между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей.b) the maximum distance between loudspeakers in loudspeaker subgroups i and j.
Предпочтительно, минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij определяют в соответствии с критериями (a), если минимальное значение задержки, применяемое к этому каналу посредством временного эффекта, меньше предварительно определенного порогового значения.Preferably, the minimum value of the delay parameter in each element a ij is determined according to criteria (a) if the minimum delay value applied to that channel by the time effect is less than a predetermined threshold value.
Предпочтительно, способ содержит добавление предварительно определенного фиксированного значения задержки к минимальному значению параметра задержки в каждом элементе aij.Preferably, the method comprises adding a predetermined fixed delay value to the minimum value of the delay parameter in each element a ij .
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Изобретение будет теперь описано в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг. 1 является иллюстрацией примерного места проведения выступления, в котором могут использоваться варианты осуществления изобретения;fig. 1 is an illustration of an exemplary performance venue in which embodiments of the invention may be used;
фиг. 2 показывает систему для обработки сигналов в соответствии с вариантами осуществления изобретения;fig. 2 shows a system for signal processing in accordance with embodiments of the invention;
фиг. 3A и фиг. 3B иллюстрируют примерные конфигурации громкоговорителей и звуковых каналов, используемые в вариантах осуществления системы обработки сигналов по фиг. 2;fig. 3A and FIG. 3B illustrate exemplary speaker and audio path configurations used in embodiments of the signal processing system of FIG. 2;
фиг. 4A и фиг. 4B иллюстрируют диапазоны временных задержек, применяемых системой обработки сигналов по фиг. 2;fig. 4A and FIG. 4B illustrate ranges of time delays applied by the signal processing system of FIG. 2;
фиг. 5A и фиг. 5B иллюстрируют расстояния, используемые для определения минимального значения временной задержки в элементе aij в примерных конфигурациях системы обработки сигналов по фиг. 2; иfig. 5A and FIG. 5B illustrate the distances used to determine the minimum time delay value in element a ij in exemplary configurations of the signal processing system of FIG. 2; and
фиг. 6 показывает способ цифровой обработки сигналов в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.fig. 6 shows a digital signal processing method in accordance with embodiments of the present invention.
Описание предпочтительных вариантов осуществленияDescription of Preferred Embodiments
Фиг. 1 является иллюстрацией примерного места 10 проведения выступления, в котором могут использоваться варианты осуществления изобретения. Место 10 проведения выступления имеет сцену 12, на которой размещено множество микрофонов 14. Термин «микрофон» используется здесь для обозначения любого устройства, которое захватывает звук и включает в себя, например, звукосниматель для гитары.Fig. 1 is an illustration of an
Место 10 проведения выступления включает в себя область 16 нахождения публики. С точки зрения человека, находящегося в области 16 нахождения публики, сцена 12 находится впереди, при этом термины «сзади» и «боковые стороны» имеют свои обычные значения из этих слов.The
Группа громкоговорителей, обозначенных в целом позицией 18, расположен по периферии области 16 нахождения публики и состоит из передних громкоговорителей 18a, правосторонних громкоговорителей 18b, задних громкоговорителей 18c и левосторонних громкоговорителей 18d. Количество, размещение и конфигурация громкоговорителей 18 могут варьироваться от места к месту.The group of loudspeakers, indicated generally at 18, is located on the periphery of the
Предложена система 20 обработки сигналов для применения временных эффектов к N-канальному входному аудиосигналу для воспроизведения на группе громкоговорителей 18, как будет описано более подробно ниже. В некоторых вариантах сигналы от микрофонов 14 могут формировать N-канальный входной аудиосигнал. В других вариантах сигналы от микрофонов 14 могут быть предварительно обработаны для получения из N-канального входного аудиосигнала, например, путем объединения групп сигналов от микрофонов 14. Понятно, что в некоторых приложениях система 20 обработки сигналов может использоваться с предварительно записанными N-канальными входными аудиосигналами.A
Обращаясь теперь к фиг. 2, система 20 обработки сигналов содержит блок 22 прямой обработки звука, первую подсистему 24, по меньшей мере одну вторую подсистему 26 и блок 28 микширования.Turning now to FIG. 2, the
Блок 22 прямой обработки звука принимает N-канальный входной аудиосигнал и формирует из него K-канальный прямой аудиосигнал 23, например, с использованием NxK матрицы. Блок 22 прямой обработки звука также может применять другую обработку сигналов, используемую в данной области техники, для прямых или «необработанных» звуковых каналов. В вариантах осуществления изобретения блок 22 прямой обработки звука может быть выполнен с возможностью применять фиксированную временную задержку к каналам в K-канальном прямом аудиосигнале, который будет воспроизводиться боковыми громкоговорителями 18b, 18d и задними громкоговорителями 18c, чтобы сохранить «эффект предшествования» в звуке.The direct
Первая подсистема 24 принимает N-канальный входной аудиосигнал и формирует из него первый M-канальный аудиосигнал 30. Каждый канал первого M-канального аудиосигнала 30 образует часть звукового поля.The
Как показано на фиг. 2, может быть несколько блоков 22 прямой обработки звука и первых подсистем 24, каждая из которых принимает и обрабатывает n каналов из N каналов в N-канальном входном аудиосигнале. Обычно каждые n каналов представляют звуковой объект, такой как ведущий вокал, гитара и т.д., в этом случае, n обычно составляет 1 канал или 2 канала, хотя может использоваться больше каналов.As shown in FIG. 2, there may be multiple direct
В некоторых вариантах первый M-канальный аудиосигнал 30 может представлять собой кодирование звукового поля, не зависящее от динамиков, на основе набора виртуальных микрофонов, полученных из B-поля амбиофонии n-го порядка, включающего в себя полные сферические и плоские B-поля. Каждый канал имеет известное местоположение в звуковом поле, как определено направлениями виртуальных микрофонов амбиофонии.In some embodiments, the first M-
В других вариантах пространственное распределение каналов в первом M-канальном аудиосигнале 30 может быть определено в соответствии с конфигурацией конкретной группы громкоговорителей, как подробно описано ниже.In other embodiments, the spatial distribution of channels in the first M-
Фиг. 3А и фиг. 3В иллюстрируют распределение М каналов для двух примерных конфигураций громкоговорителей. На фиг. 3А громкоговорители 18 расположены в прямоугольной конфигурации, которая полностью окружает область нахождения публики. При таком расположении минимальный азимут (к громкоговорителям) = -180° и максимальный азимут (к громкоговорителям) = 180°, где 0° соответствует направлению вперед, например, лицом к сцене. М каналов равномерно распределены между минимальным и максимальным азимутами и представлены на фиг. 3А стрелками 32. На фиг. 3А показана схема, где М=8, однако могут использоваться и другие значения М. На фиг. 3B громкоговорители 18 расположены по линии, в которой минимальный азимут (к громкоговорителям) = -45 ° и максимальный азимут (к громкоговорителям) = 45°. М-каналы равномерно распределены между минимальным и максимальным азимутами и представлены на фиг. 3В стрелками 32’.Fig. 3A and FIG. 3B illustrates the distribution of M channels for two exemplary speaker configurations. In FIG. 3A,
В случае конфигурации громкоговорителей с компонентой высоты, такой как в конфигурации полной сферы и полусферы, ориентация каждого из M каналов определяется первой подсистемой 24 и определяется значением азимута и значением высоты. М-каналы предпочтительно равномерно распределены между значениями азимута и высоты, определяемыми конфигурацией громкоговорителей. Предпочтительно значения азимута и высоты, определенные для М-каналов, определяют регулярную сетку пространства, определенного конфигурацией громкоговорителей. Для любой заданной конфигурации громкоговорителей -180° <= минимальный азимут (к громкоговорителям) <максимальный азимут (к громкоговорителям) <= 180° и -90° <= минимальная высота (к громкоговорителям) <максимальная высота (к громкоговорителям) <= 90°.In the case of a loudspeaker configuration with a height component, such as in a full sphere and hemisphere configuration, the orientation of each of the M channels is determined by the
Как только распределение каналов определено или если используется независимое от динамиков кодирование, первая подсистема 24 затем распределяет каждый канал n-канального входного аудиосигнала среди одного или нескольких каналов первого M-канального аудиосигнала 30, например, с использованием nxM матрицы. Элементы матрицы определяются в соответствии с пространственными параметрами каждого канала n-канального входного аудиосигнала, такими как азимут, высота, расстояние. Обработка каждых n каналов из N каналов в отдельности позволяет каждому звуковому объекту, представленному каждыми n каналами, быть отдельно позиционированным в М каналах, используя пространственные параметры, такие как азимут, высота и расстояние, ассоциированные с n каналами.Once the channel allocation is determined, or if speaker-independent coding is used, the
Каждая вторая подсистема 26 принимает первый M-канальный аудиосигнал 30 и формирует из него второй M-канальный аудиосигнал 40, к которому применяется временной эффект, как описано ниже. Каждая вторая подсистема 26 содержит блок 36 распределения сигналов и блок 38 эффектов. Вторые M-канальные аудиосигналы 40, сгенерированные второй подсистемой 26, являются «обработанными» звуковыми каналами в отличие от «необработанных» звуковых каналов, образованных процессором 22 прямого звука.Each
Блок 36 распределения сигналов ассоциирует каждый канал М-каналов в первом и втором сигналах 30, 40 с подгруппой громкоговорителей 18 для конкретной используемой конфигурации громкоговорителей, а именно, с теми громкоговорителями, на которых этот канал будет воспроизведен. В одном примере эта ассоциация может быть определена наличием ненулевого значения в MxK массиве, используемом блоком 28 микширования, как описано ниже. Понятно, что подгруппы могут перекрываться в некоторых конфигурациях, то есть заданный громкоговоритель 18 может использоваться для воспроизведения более одного канала первого M-канального аудиосигнала 30.The
Блок 36 распределения сигналов затем формирует второй M-канальный аудиосигнал 40 из первого M-канального аудиосигнала 30 в соответствии с MxM матрицей. Каждый элемент aij в MxM матрице включает в себя параметр задержки и может включать в себя параметр усиления, так что каждый канал во втором M-канальном аудиосигнале 40 является взвешенной суммой задержанных каналов в первом M-канальном аудиосигнале 30. Параметры усиления в MxM матрице могут быть определены пользователем. Блок 36 распределения сигналов определяет минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij согласно расстоянию между по меньшей мере двумя громкоговорителями в по меньшей мере одной из подгрупп i и j громкоговорителей и согласно минимальному значению задержки, применяемому блоком 38 эффекта, как описано ниже. Блок 36 распределения сигналов также может применять другую обработку сигналов, используемую в данной области техники, например, фазовую декорреляцию каждого входа MxM матрицы путем фильтрации.The
В некоторых вариантах блок 36 распределения сигналов выполнен с возможностью добавлять предварительно определенное фиксированное значение задержки к минимальному значению параметра задержки в каждом элементе aij.In some embodiments, the
Блок 38 эффекта применяет временной эффект к каждому каналу второго M-канального аудиосигнала 40. В некоторых вариантах блок 38 эффектов применяет алгоритм монофонического эха/реверберации, примеры которого известны в данной области техники, к каждому каналу второго М-канального аудиосигнала 40. Может быть использован любой подходящий алгоритм временной задержки/реверберации, известный специалистам в данной области техники.
Временной эффект, применяемый блоком 38 эффектов, содержит минимальное значение 42 задержки, как показано на фиг. 4А, в котором входной канал из первого М-канального аудиосигнала 30 обозначен, как «прямой», в то время как выходной сигнал из блока 38 эффектов обычно содержит множество сигналов с временной задержкой, полученных из входного канала. Как показано, сигналы с временной задержкой, выводимые из блока 38 эффектов, имеют минимальное значение 42 задержки, соответствующее минимальным временным сдвигам от прямого сигнала, после которых вырабатывают выходные сигналы из блока 38 эффекта.The time effect applied by
Блок 28 микширования, который генерирует K-канальный аудиосигнал 44 из каждого второго M-канального аудиосигнала 40, например, с помощью MxK матрицы. При необходимости, фильтры декорреляции могут применяться блоком 28 микширования к каждому каналу K-канального аудиосигнала 44. Блок 28 микширования включает в себя сумматор 46, который объединяет K-канальный прямой аудиосигнал 23 с K-канальным аудиосигналом 44 для генерирования K-канального выходного сигнала для усиления и воспроизведения на группе громкоговорителей 18. Хотя это и не существенно, предпочтительно, чтобы M<K для эффективной обработки, особенно в реальных условиях, и в этом случае MxK матрица распределяет каждый из M каналов по более чем одному из K каналов, используя известные способы панорамирования.A mixing
В некоторых вариантах блок 28 микширования может быть выполнен с возможностью добавлять заданную задержку к одному или нескольким каналам K-канального аудиосигнала 44 для получения эффекта предшествования.In some embodiments, the
В некоторых вариантах может использоваться одна вторая подсистема 26, однако чаще используется более одной второй подсистемы 26. Там, где используется более одной второй подсистемы 26, предусмотрен второй сумматор 48 для объединения множества вторых M-канальных аудиосигналов 40 до обработки блоком 28 микширования.In some embodiments, one
Как будет понятно специалистам в данной области техники, система 20 обработки сигналов имеет более одной возможной конфигурации, как иллюстрируют следующие примеры.As will be understood by those skilled in the art, the
Пример 1Example 1
В этой конфигурации каждый блок 36 распределения сигналов определяет минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij, которое должно составлять, по меньшей мере, время для прохождения звуком максимального расстояния между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей. Фиг. 5А иллюстрирует эту конфигурацию. Показаны примеры i и j каналов первого M-канального аудиосигнала 30, соответствующие подгруппы громкоговорителей показаны как 18i и 18j. Блок 36 распределения сигналов определяет максимальное расстояние между любым громкоговорителем в подгруппе 18i и любым громкоговорителем в подгруппе 18j, показанном пунктирной линией 50, и определяет минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij, которое должно быть равно по меньшей мере времени прохождения звуком этого расстояния.In this configuration, each
Пример 2Example 2
В этом примере конфигурации предусмотрены пары вторых подсистем 26. Один блок 38 эффектов в каждой паре вторых подсистем 26 выполнен с возможностью применять временные эффекты, имеющие первое минимальное значение 42a задержки, тогда как другой блок 38 эффектов в каждой паре вторых подсистем 26 выполнен с возможностью применять временные эффекты, имеющие второе минимальное значение 42b задержки. На фиг. 4В показан пример минимальных значений 42а, 42b задержки.In this configuration example, pairs of
В предпочтительном варианте этой конфигурации минимальное значение 42а задержки соответствует ранним отражениям, и минимальное значение 42b задержки соответствует поздним отражениям. Такая конфигурация позволяет блоку 36 распределения сигналов в каждой паре вторых подсистем 26 определять минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij, учитывая конфигурацию громкоговорителя и минимальное значение задержки блока эффектов. Например, блок 36 распределения сигналов каждой второй подсистемы 26 может быть выполнен с возможностью определять минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij в соответствии с временем, которое требуется звуку для прохождения:In the preferred embodiment of this configuration, the minimum delay value 42a corresponds to early reflections and the minimum delay value 42b corresponds to late reflections. This configuration allows the
а. расстояния d между соседними громкоговорителями в подгруппе j громкоговорителей; илиa. distances d between adjacent loudspeakers in subgroup j of loudspeakers; or
b. максимального расстояния между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей.b. maximum distance between loudspeakers in subgroups i and j of loudspeakers.
На фиг. 5В показана эта конфигурация, в которой расстояние d в подгруппе j громкоговорителей показано в дополнение к максимальному расстоянию между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей, обозначенном пунктирной линией 50.In FIG. 5B shows this configuration, in which the distance d in speaker subgroup j is shown in addition to the maximum distance between speakers in speaker subgroups i and j, indicated by dashed
Когда блок 38 эффектов выполнен с возможностью применения временных эффектов, имеющих минимальное значение 42а задержки, блок 36 распределения сигналов в этой второй подсистеме 26 выполнен с возможностью определять минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij согласно критерию (а). Когда блок 38 эффектов выполнен с возможностью применять временные эффекты, имеющие минимальное значение 42b задержки, блок 36 распределения сигналов в этой второй подсистеме 26 выполнен с возможностью определять минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij согласно критерию (b). Преимущество этого заключается в том, что ранние отражения могут быть задержаны на более короткое время, чем поздние отражения, при этом сохраняя эффект предшествования в области нахождения публики, что приводит к более естественному звучанию.When the
Возможны другие конфигурации. Например, блок 36 распределения сигналов каждой второй подсистемы 26 может быть выполнен с возможностью определять, имеет ли блок 38 эффектов второй подсистемы 26 минимальное значение задержки, которое меньше предварительно определенного порогового значения. Если это так, то блок 36 распределения сигналов вычисляет минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij в соответствии с критериями (a) выше, в противном случае, в соответствии с критерием (b).Other configurations are possible. For example, the
Кроме того, не все вторые подсистемы 26 должны быть сконфигурированы одинаково. Некоторые вторые подсистемы 26 могут быть сконфигурированы, как описано выше в примере 1, тогда как другие могут быть сконфигурированы, как описано выше в примере 2.In addition, not all
Понятно, что конкретные значения минимальных значений 42a, 42b задержки будут зависеть от конфигурации громкоговорителей. Например, для громкоговорителей, расположенных на расстоянии 6 м друг от друга, минимальное значение 42а задержки может составлять около 15-23 мс, в то время как для громкоговорителей, расположенных в прямоугольной конфигурации 25 х 40 м, минимальное значение 42b задержки обычно составляет от 50 до 100 мс. На фиг. 6А показан способ 100 обработки сигналов для применения временных эффектов к N-канальному входному аудиосигналу для воспроизведения на группе громкоговорителей, имеющих предварительно определенную конфигурацию. Способ 100 содержит этапы, реализуемые процессором, как описано ниже.It will be understood that the specific values of the minimum delay values 42a, 42b will depend on the configuration of the loudspeakers. For example, for loudspeakers located 6 m apart, the minimum delay value 42a may be about 15-23 ms, while for loudspeakers located in a rectangular configuration of 25 x 40 m, the minimum delay value 42b is typically between 50 up to 100 ms. In FIG. 6A shows a
Во-первых, этап 102 включает формирование первого M-канального аудиосигнала из N-канального входного аудиосигнала. Этап 103 включает ассоциирование каждого канала первого М-канального аудиосигнала с подгруппой громкоговорителей.First,
Затем этап 104 включает формирование по меньшей мере одного второго M-канального аудиосигнала из первого M-канального аудиосигнала в соответствии с MxM матрицей, причем каждый элемент aij в MxM матрице включает в себя параметр усиления и параметр задержки, а также дополнительно этап включает определение минимального значения параметра задержки в каждом элементе aij согласно расстоянию между по меньшей мере двумя громкоговорителями в по меньшей мере одной из подгрупп i и j громкоговорителей и согласно диапазону значений задержки.Next,
В некоторых вариантах на этапе 104 из первого М-канального аудиосигнала формируют множество вторых М-канальных аудиосигналов согласно соответствующей MxM матрице для каждого второго М-канального аудиосигнала.In some embodiments, at
В некоторых вариантах минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij определяется как, по меньшей мере, время, в течение которого звук проходит максимальное расстояние между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей.In some embodiments, the minimum value of the delay parameter in each element a ij is defined as at least the time during which the sound travels the maximum distance between the speakers in speaker subgroups i and j.
В некоторых вариантах минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij определяется в соответствии с:In some embodiments, the minimum value of the delay parameter in each element a ij is determined in accordance with:
а. расстоянием d между соседними громкоговорителями в подгруппе j громкоговорителей; илиa. the distance d between adjacent loudspeakers in the subgroup j of loudspeakers; or
b. максимальным расстоянием между громкоговорителями в подгруппах i и j громкоговорителей.b. the maximum distance between loudspeakers in subgroups i and j of loudspeakers.
В некоторых вариантах заранее определенное фиксированное значение задержки добавляется к минимальному значению параметра задержки в каждом элементе aij.In some embodiments, a predetermined fixed delay value is added to the minimum value of the delay parameter in each element a ij .
Этап 106 включает применение временного эффекта к каждому каналу второго М-канального аудиосигнала, при этом временной эффект содержит минимальное значение задержки.Step 106 includes applying a time effect to each channel of the second M-channel audio signal, with the time effect containing a minimum delay value.
В некоторых вариантах временной эффект содержит либо первое минимальное значение задержки, либо второе минимальное значение задержки.In some embodiments, the time effect comprises either a first minimum delay value or a second minimum delay value.
В некоторых вариантах минимальное значение параметра задержки в каждом элементе aij определяется на этапе 104 в соответствии с критериями (a), если минимальное значение задержки, применяемое к этому каналу за счет временного эффекта, меньше, чем предварительно определенное пороговое значение.In some embodiments, the minimum value of the delay parameter in each element a ij is determined at
Наконец, этап 108 включает формирование K-канального аудиосигнала из одного или каждого второго M-канального аудиосигнала.Finally,
Хотя аспекты настоящего изобретения были конкретно показаны и описаны со ссылкой на вышеописанные варианты осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные дополнительные варианты осуществления могут быть рассмотрены путем модификации раскрытых машин, систем и способов, не отступая от сущности и объема настоящего изобретения. Следует понимать, что такие варианты осуществления входят в объем настоящего изобретения, который определен формулой изобретения и любых ее эквивалентов.While aspects of the present invention have been specifically shown and described with reference to the embodiments described above, those skilled in the art will appreciate that various additional embodiments may be considered by modification of the disclosed machines, systems, and methods without departing from the spirit and scope of the present invention. . It should be understood that such embodiments are within the scope of the present invention, which is defined by the claims and any equivalents thereof.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18153236.7 | 2018-01-24 | ||
EP18153236.7A EP3518556A1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Method and system for applying time-based effects in a multi-channel audio reproduction system |
PCT/EP2019/051725 WO2019145408A1 (en) | 2018-01-24 | 2019-01-24 | Method and system for applying time-based effects in a multi-channel audio reproduction system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020127888A RU2020127888A (en) | 2022-02-24 |
RU2780508C2 true RU2780508C2 (en) | 2022-09-26 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2507507A1 (en) * | 2003-06-25 | 2005-01-06 | Harman International Industries, Incorporated | Multi-channel sound processing systems |
US7088831B2 (en) * | 2001-12-06 | 2006-08-08 | Siemens Corporate Research, Inc. | Real-time audio source separation by delay and attenuation compensation in the time domain |
DE60308876D1 (en) * | 2002-08-07 | 2006-11-16 | Dolby Lab Licensing Corp | AUDIO CHANNEL IMPLEMENTATION |
US7218740B1 (en) * | 1999-05-27 | 2007-05-15 | Fujitsu Ten Limited | Audio system |
WO2010070016A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Dolby Sweden Ab | Method and apparatus for applying reverb to a multi-channel audio signal using spatial cue parameters |
US7756275B2 (en) * | 2004-09-16 | 2010-07-13 | 1602 Group Llc | Dynamically controlled digital audio signal processor |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7218740B1 (en) * | 1999-05-27 | 2007-05-15 | Fujitsu Ten Limited | Audio system |
US7088831B2 (en) * | 2001-12-06 | 2006-08-08 | Siemens Corporate Research, Inc. | Real-time audio source separation by delay and attenuation compensation in the time domain |
DE60308876D1 (en) * | 2002-08-07 | 2006-11-16 | Dolby Lab Licensing Corp | AUDIO CHANNEL IMPLEMENTATION |
CA2507507A1 (en) * | 2003-06-25 | 2005-01-06 | Harman International Industries, Incorporated | Multi-channel sound processing systems |
US7756275B2 (en) * | 2004-09-16 | 2010-07-13 | 1602 Group Llc | Dynamically controlled digital audio signal processor |
WO2010070016A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Dolby Sweden Ab | Method and apparatus for applying reverb to a multi-channel audio signal using spatial cue parameters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11805379B2 (en) | Audio channel spatial translation | |
CA2494454C (en) | Audio channel spatial translation | |
JP5767406B2 (en) | Speaker array equalization | |
US20090208023A9 (en) | Audio channel spatial translation | |
US20080159545A1 (en) | Speaker System | |
WO2004019656A2 (en) | Audio channel spatial translation | |
RU2498526C2 (en) | Apparatus for generating multichannel audio signal | |
JP2022502872A (en) | Methods and equipment for bass management | |
RU2780508C2 (en) | Method and system for use of time effects in multichannel audio playback system | |
US11670319B2 (en) | Enhancing artificial reverberation in a noisy environment via noise-dependent compression | |
US11265671B2 (en) | Method and system for applying time-based effects in a multi-channel audio reproduction system | |
RU2804680C2 (en) | Playback at lower level | |
RU2762879C1 (en) | Audio signal processing method and audio signal processing device | |
US20210256956A1 (en) | Sound signal processing method and sound signal processing device | |
US20210037316A1 (en) | Networked audio auralization and feedback cancellation system and method | |
JP2022529273A (en) | Lower layer regeneration | |
JP2024507945A (en) | Apparatus and method for rendering audio objects | |
Eargle | Multichannel Systems for Film, Video, and Music | |
KR20040031814A (en) | Digital signal processing apparatus for multichannel and method of the same |