[發(fā)明專利]音頻裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480028302.8
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN105247894B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W.P.J.德布魯伊恩;A.W.J.奧門;A.S.哈爾馬伊
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李靜嵐,景軍平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及音頻裝置及其方法，并且特別地但并非排他地涉及渲染對未知音頻換能器配置的適配。

背景技術(shù)

在最近幾十年中，音頻應(yīng)用的多樣性和靈活性隨著例如顯著變化的音頻渲染應(yīng)用的多樣性而極大地增加。除了那之外，音頻渲染設(shè)置用在種種聲環(huán)境中且用于很多不同的應(yīng)用。

在傳統(tǒng)上，總是針對一個或多個規(guī)定的揚聲器配置來開發(fā)空間聲再現(xiàn)系統(tǒng)。作為結(jié)果，空間體驗取決于所使用的實際揚聲器配置多么接近地匹配所定義的標(biāo)稱配置，并且一般只針對實質(zhì)上正確地，即根據(jù)規(guī)定的揚聲器配置被建立的系統(tǒng)，來實現(xiàn)高質(zhì)量空間體驗。

然而使用具有一般相對高數(shù)量的揚聲器的特定揚聲器配置的要求是麻煩的和不利的。實際上，由消費者在部署例如家庭影院環(huán)繞聲系統(tǒng)時感覺到的明顯的不方便是對將要位于特定位置處的相對大數(shù)量的揚聲器的需要。一般，實際環(huán)繞聲揚聲器設(shè)置將由于用戶發(fā)現(xiàn)將揚聲器定位在最佳位置處是不實際的，例如由于在起居室中的可用揚聲器位置上的限制而從理想設(shè)置偏離。相應(yīng)地，由這樣的設(shè)置提供的體驗且特別是空間體驗是次優(yōu)的。

近年來，因此已經(jīng)存在朝向消費者需求針對其揚聲器的位置的不那么嚴(yán)格的要求的強烈傾向。甚至，他們的主要要求是揚聲器設(shè)置適合于他們的家庭環(huán)境，同時其當(dāng)然期待系統(tǒng)仍提供高質(zhì)量的聲音體驗且特別是準(zhǔn)確的空間體驗。這些沖突的要求隨著揚聲器數(shù)目的增加而變得更加突出。此外，由于朝向用從多個方向到收聽者的聲音來提供全三維聲再現(xiàn)的當(dāng)前趨勢，問題已變得更加相關(guān)。

已經(jīng)開發(fā)了音頻編碼格式以提供越來越有能力、多樣化且靈活的音頻服務(wù)，并且特別地，已經(jīng)開發(fā)了支持空間音頻服務(wù)的音頻編碼格式。

類似于MPEG、DTS以及杜比數(shù)碼之類的眾所周知的音頻編碼技術(shù)產(chǎn)生已編碼多通道音頻信號，其將空間圖像表現(xiàn)為圍繞著在固定位置處的收聽者的許多通道。針對與對應(yīng)于多通道信號的設(shè)置不同的揚聲器設(shè)置，空間圖像將是次優(yōu)的。并且，基于通道的音頻編碼系統(tǒng)通常不能應(yīng)對不同數(shù)目的揚聲器。

（ISO/IEC）MPEG-2提供了多通道音頻編碼工具，其中，比特流格式包括音頻信號的2通道和5多通道兩者混頻。當(dāng)用（ISO/IEC）MPEG-1解碼器對比特流進行解碼時，再現(xiàn)2通道后向兼容混音。當(dāng)用MPEG-2解碼器對比特流進行解碼時，三個輔助數(shù)據(jù)通道被解碼，其在被與立體聲通道組合（解矩陣）時導(dǎo)致音頻信號的5通道混音。

（ISO/IEC MPEG-D）MPEG環(huán)繞聲提供多通道音頻編碼工具，其允許將現(xiàn)有基于單聲道或立體聲的編碼器擴展至多通道音頻應(yīng)用。圖1圖示出MPEG環(huán)繞聲系統(tǒng)的元件的示例。使用通過原始多通道輸入的分析而獲得的空間參數(shù)，MPEG環(huán)繞聲解碼器可以通過單聲道或立體聲信號的受控上混以獲得多通道輸出信號而重建空間圖像。

因為多通道輸入信號的空間圖像被參數(shù)化，MPEG環(huán)繞聲允許通過不使用多通道揚聲器設(shè)置的渲染設(shè)備而允許同一多通道比特流的解碼。示例是頭戴式耳機上的虛擬環(huán)繞聲再現(xiàn)，其被稱為MPEG環(huán)繞聲雙耳聲解碼過程。在此模式下，可以在使用正常頭戴式耳機的同時提供逼真的環(huán)繞聲體驗。另一示例是較高階多通道輸出（例如7.1通道）到較低階設(shè)置（例如5.1通道）的削減。

如所提到的，隨著越來越多的再現(xiàn)格式變得對主流消費者可用，在用于渲染空間聲音的渲染配置中的變化和靈活性在近年來明顯增大了。這要求音頻的靈活表現(xiàn)。與引入MPEG環(huán)繞聲編碼解碼器一起采取重要的步驟。盡管如此，仍然對特定的揚聲器設(shè)置例如ITU 5.1揚聲器設(shè)置產(chǎn)生并傳輸音頻。沒有規(guī)定在不同設(shè)置上和在非標(biāo)準(zhǔn)（即靈活的或用戶定義的）揚聲器設(shè)置上的再現(xiàn)。實際上，期望使音頻編碼和變現(xiàn)越來越地獨立于特定的預(yù)定和標(biāo)稱揚聲器設(shè)置。越來越優(yōu)選地，對各種各樣不同的揚聲器設(shè)置的靈活適配可在解碼器/渲染側(cè)處被執(zhí)行。

為了提供音頻的更靈活的表現(xiàn)，MPEG標(biāo)準(zhǔn)化了稱為“空間音頻對象編碼”（ISO/IEC MPEG-D SAOC）的格式。與多通道音頻編碼系統(tǒng)（例如DTS、杜比數(shù)碼和MPEG環(huán)繞聲）相反，SAOC提供對個體音頻對象而不是音頻通道的有效編碼。雖然在MPEG環(huán)繞聲中，每個揚聲器通道可被考慮為起源于聲對象的不同混合，SAOC允許在如圖2所示的多通道混合中的個體聲對象的位置的交互式操縱。

類似于MPEG環(huán)繞聲，SAOC也創(chuàng)建單聲道或立體聲下混。此外，對象參數(shù)被計算并包括。在解碼器側(cè)，用戶可操縱這些參數(shù)以控制個體對象的各種特征（例如位置、級別、均衡），或甚至應(yīng)用效果例如混響。圖3圖示使用戶能夠控制包含在SAOC比特流中的個體對象的交互式接口。借助于渲染矩陣，個體的聲對象被映射到揚聲器通道。