[發(fā)明專利]用于音頻渲染的音頻處理器、系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880029521.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN110771182B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德烈亞斯·沃爾瑟;于爾根·郝勒;克里斯托夫·法樂;朱利安·克拉普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)
• 主分類號(hào): H04S7/00
• 分類號(hào): H04S7/00;H04R5/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

音頻處理器用于對(duì)于一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合中的每個(gè)，基于聽者位置以及所述一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合的揚(yáng)聲器位置，生成一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的集合，該一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的集合確定待被各個(gè)揚(yáng)聲器再現(xiàn)的揚(yáng)聲器信號(hào)從音頻信號(hào)的得出。音頻處理器用于以所述一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合中的至少一個(gè)的揚(yáng)聲器特征為基礎(chǔ)生成用于所述一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的集合。

技術(shù)領(lǐng)域

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于音頻渲染的音頻處理器、系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序。

背景技術(shù)

利用揚(yáng)聲器的音頻再現(xiàn)的一般問題是再現(xiàn)通常僅在一個(gè)聽者位置內(nèi)或小范圍的聽者位置內(nèi)是最佳的。更糟的是，當(dāng)聽者改變位置或移動(dòng)時(shí)，音頻再現(xiàn)的質(zhì)量高度變化。對(duì)于遠(yuǎn)離最有效點(diǎn)的收聽位置的改變，所誘發(fā)的空間聽覺圖像是不穩(wěn)定的。立體聲圖像塌縮(collapse)至最近的揚(yáng)聲器。

已經(jīng)通過包括通過追蹤聽者位置和調(diào)整增益和延遲以補(bǔ)償與最佳收聽位置的偏差的文獻(xiàn)[1]的先前公開物解決了此問題。已經(jīng)利用串?dāng)_消除(XTC)使用聽者追蹤，例如參見文獻(xiàn)[2]。XTC要求聽者的極其精確的定位，這使得聽者追蹤幾乎是不可或缺的。

對(duì)于補(bǔ)償過程的質(zhì)量，先前方法沒有考慮揚(yáng)聲器的指向性圖案以及關(guān)聯(lián)電位。揚(yáng)聲器在不同的方向上發(fā)射聲音且因此到達(dá)位于不同位置處的聽者，導(dǎo)致對(duì)于位于不同位置處的聽者的不同音頻感知。通常，揚(yáng)聲器對(duì)于不同方向具有不同的頻率響應(yīng)。因此，不同的聽者位置由具有不同的頻率響應(yīng)的揚(yáng)聲器服務(wù)。

因此，期望得到出于優(yōu)化揚(yáng)聲器對(duì)于位于不同的收聽位置處的聽者的輸出音頻信號(hào)的質(zhì)量的目的而包括揚(yáng)聲器的非期望頻率響應(yīng)的補(bǔ)償?shù)母拍睢?/p>

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及音頻處理器，該音頻處理器用于對(duì)于一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合中的每個(gè)，基于聽者位置(聽者位置可以是，例如，在與一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合相同的房間中的聽者的全身的位置，或例如，僅聽者的頭部位置，又或例如，聽者的耳朵的位置。聽者位置無需是房間中的獨(dú)自站立位置，它可以是例如，參照一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合的位置，例如，聽者的頭部距一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合的距離)以及一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合的揚(yáng)聲器位置，生成一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(其可以，例如，是可以影響一個(gè)或多個(gè)音頻信號(hào)的延遲、電平(level)或頻率響應(yīng)的參數(shù))的集合，該一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的集合確定待被各個(gè)揚(yáng)聲器再現(xiàn)的揚(yáng)聲器信號(hào)從音頻信號(hào)的得出。音頻處理器用于以揚(yáng)聲器特征為基礎(chǔ)生成用于一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的集合。揚(yáng)聲器特征可以，例如，是一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合中的至少一個(gè)的發(fā)射特征的發(fā)射角相依頻率響應(yīng)，這意味著音頻處理器可以依據(jù)一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合中的至少一個(gè)的發(fā)射特征的發(fā)射角相依頻率響應(yīng)執(zhí)行生成。可選地，可以為一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的集合中的超過一個(gè)(或甚至所有揚(yáng)聲器)進(jìn)行此。

本申請(qǐng)所基于的見解在于，揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)在不同方向(相對(duì)于軸上前進(jìn)方向)上改變，從而渲染質(zhì)量受到此方向相依性影響，但是這樣的質(zhì)量降低可以通過在渲染過程中考慮揚(yáng)聲器特征而減小。一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器朝聽者位置的頻率響應(yīng)可以，例如，被均衡化以匹配一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的如其在理想或預(yù)定的收聽位置處的頻率響應(yīng)。可以利用音頻處理器實(shí)現(xiàn)此。該音頻處理器得到，例如，關(guān)于聽者定位、揚(yáng)聲器定位以及揚(yáng)聲器輻射特征(諸如，揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng))的信息。該音頻處理器可以從此種信息中計(jì)算出一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的集合。利用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的集合，可以修改輸入音頻(可選地，將到來的音頻信號(hào)的發(fā)音)。利用音頻信號(hào)的此修改，聽者在其位置處接收優(yōu)化的音頻信號(hào)。利用優(yōu)化的信號(hào)，聽者可以，例如，在其位置處具有與在聽者的理想的收聽位置處的聽力感覺近乎或完全相同的聽力感覺。理想的聽者位置是，例如，聽者無需音頻信號(hào)的修改而體驗(yàn)到最佳音頻感知的位置。這意味著，例如，聽者可以以現(xiàn)場(chǎng)預(yù)期的方式在其位置處感知到音頻場(chǎng)景。理想的聽者位置可以對(duì)應(yīng)于與用于再現(xiàn)的所有揚(yáng)聲器(一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器)相距相同距離的位置。

因此，根據(jù)本發(fā)明的音頻處理器允許聽者改變他/她的位置到不同的聽者位置并在每個(gè)(至少在一些)位置處具有與聽者將在其理想的收聽位置處具有的收聽感覺相同或至少部分相同的收聽感覺。