[發明專利]使用驅動信號驅動揚聲器陣列的裝置和方法

有效

• 申請號: 201580078950.9
• 申請日: 2015-04-17
• 公開（公告）號: CN107980225B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 邁克爾·布爾格;海因里希·洛爾曼;沃爾特·凱勒曼;彼得·格羅舍;郎玥
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00;H04R3/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

一種使用驅動信號驅動揚聲器陣列的波場合成裝置(100、800)，所述裝置包括：聲場合成器(110、810)，用于產生聲場驅動信號，所述聲場驅動信號用于使所述揚聲器(210)陣列在一個或多個音頻區(220、230、520、620、720、730)處產生一個或多個聲場；雙聲道渲染器(120、820)，用于產生雙聲道驅動信號，所述雙聲道驅動信號用于使所述揚聲器陣列在至少兩個位置處產生特定聲壓，其中所述至少兩個位置基于檢測到的聽眾位置和/或方向確定；以及決策單元(130、830)，用于決定是使用所述聲場合成器還是使用所述雙聲道渲染器來產生所述驅動信號。

技術領域

本發明涉及一種使用驅動信號驅動揚聲器陣列的裝置和方法。

本發明的各方面涉及結合了本地聲場合成的單獨3D音頻的個性化聲音再現，本地聲場合成即使用雙聲道波束成形或串音消除等點對點渲染(point-to-point rendering，P2P渲染)的本地波域渲染(local wave domain rendering，LWDR)和本地波場合成(localwave field synthesis，LWFS)等方法。

背景技術

存在幾種同時為多個聽眾提供個性化的空間音頻的已知方法。第一組方法使用本地聲場合成(sound field synthesis，SFS)方法，例如(高階)立體聲、波場合成及與其相關技術，以及多種最小二乘法(例如壓力匹配或聲學對比度最大化)。這些技術的目的是在多個空間擴展區域(音頻區)中再現所需聲場。

第二組包括雙聲道渲染(binaural rendering，BR)或點對點(point-to-point，P2P)渲染方法，例如雙聲道波束成形或串音消除。它們的目的是通過在聽眾耳朵位置處引起適當的雙耳時差(interaural time difference，ITD)和雙耳電平差(interaural leveldifference，ILD)來產生想要的聽覺效果。從而，在所需位置處感知到虛擬源。與在空間擴展區域中再現所需聲場的SFS相反，在BR的情況下僅考慮耳朵位置。

兩種方法(BR和SFS)都有缺點(限制)和優勢。BR系統的基本缺點是在聽眾頭部的移動或轉動方面的穩健性有限。這是由于以下事實所致：聲場僅針對耳朵位置，即針對特定頭部位置和方向，內在優化。

在SFS的情況下，許多揚聲器可以理想地圍繞整個聽音區域，從而可以針對所有方向合成虛擬源。此外，SFS通常更容易受空間混疊的影響，因為需要在整個區域中產生適當的聲場，而不是僅在單個點(耳朵位置)處產生。類似地，針對非常低的頻率使用SFS恰當地合成聲場很具挑戰性，這還是由于聲場必須在空間擴展區域中合成的事實，而對于BR，聲場僅需在耳朵位置處進行控制。然而SFS在聽眾頭部的移動/轉動方面的穩健性要高得多，這是因為在空間擴展區域中合成所需聲場，而不是在空間中的某些點處引起ITD和ILD。因此，頭部轉動和小幅頭部移動不會影響聽覺效果。此外，SFS獨立于聽眾的頭部相關傳遞函數(head-related transfer function，HRTF)，這些函數在聲音感覺和BR中起關鍵作用。

發明內容

本發明的目的是提供一種使用驅動信號驅動揚聲器陣列的裝置和方法，其中所述裝置和所述方法為一個或多個聽眾提供更好的聽覺體驗。

本發明的第一方面提供一種使用驅動信號驅動揚聲器陣列的波場合成裝置，所述裝置包括：

聲場合成器，用于產生聲場驅動信號，所述聲場驅動信號用于使所述揚聲器陣列在一個或多個音頻區處產生一個或多個聲場，

雙聲道渲染器，用于產生雙聲道驅動信號，所述雙聲道驅動信號用于使所述揚聲器陣列在至少兩個位置處產生特定聲壓，其中所述至少兩個位置基于檢測到的聽眾位置和/或方向確定，以及

決策單元，用于決定是使用所述聲場合成器還是使用所述雙聲道渲染器來產生所述驅動信號。