[发明专利]空间不变的环绕声

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对输入环绕声信号进行修正以生成空间均衡的输出环绕声信号的方法，以及用于该方法的系统。本发明可以实施为方法、实施方法的设备或执行方法的计算机程序。

背景技术

近年来，对于人类对响度的感受这种现象已经进行了很多研究且对此有很好的理解。人类对响度的感受的一种现象是听觉系统的非线性和频率变化行为。

此外，已知在环绕声源中，为环绕声系统的不同扬声器生成专用音频信号通道。由于人类听觉系统的非线性和频率变化行为，具有第一声压的环绕声信号可被感受为空间平衡，意味着用户的印象为从所有不同方向接收到相同的信号声压级。当以较低的声压级输出同一个环绕声信号时，通常被收听者察觉为感受到的环绕声信号的空间平衡的改变。例如，已经检测出，在较低的信号声压级，侧环绕声通道或后环绕声通道被感受为具有的响度比信号声压级较高的情况低。因而，用户的印象为空间平衡丧失并且声音“移动”到前扬声器。

WO 2007/123608A1和WO 2008/085330A1描述了应该避免空间感受与音频信号声压级的相关性的技术方案。但，所提供的技术方案并不令人满意。

发明内容

因此，存在允许将感受到的空间性与声音信号声压级的相关性减轻的需求。

这种需求通过独立权利要求的特征满足。在从属权利要求中，描述了本发明的优选实施例。

根据第一方面，提供了一种对输入环绕声信号进行修正以生成空间上均衡的输出环绕声信号的方法，其中该空间上均衡的输出环绕声信号被用户感受为对于环绕声信号的不同声压为空间不变的，输入环绕声信号包含将由前扬声器输出的前音频信号通道和将由后扬声器输出的后音频信号通道。根据本发明，基于前音频信号通道的组合生成第一音频信号输出通道，基于后输出信号通道的组合生成第二音频信号输出通道。此外，包括第一音频信号输出通道和第二音频信号输出通道的组合声音信号的响度和定位是基于人类听觉的心理声学模型确定的。响度和定位是针对位于前和后扬声器之间的虚拟用户确定的，该虚拟用户接收来自前扬声器的第一音频信号输出通道和来自后扬声器的第二音频信号输出通道，虚拟用户具有定义头部位置，在该定义头部位置处，虚拟用户的一只耳朵朝向前扬声器或后扬声器的其中之一，另一只耳朵朝向所述前扬声器或后扬声器中的另一者。另外，基于所确定的响度和定位以这样一种方式对前和后音频信号通道进行调整(adapt)，即使得当第一和第二音频信号输出通道被输出到具有定义头部位置的虚拟用户时，音频信号被虚拟用户感受为无空间变化的。以这样一种方式对前和后音频信号进行调整，即使得虚拟用户具有以下印象，即接收到的由组合声音信号生成的声音的位置被感受为总位于同一位置，与总声压级无关。人类听觉的心理声学模型被用作计算响度的基础，并被用于模拟组合声音信号的定位。对于基于人类听觉的心理声学模型来计算响度和定位的进一步的细节，可参考由Wolfgang Hess等人于2003年10月在纽约召开的第115次会议上的音频工程学协会会议论文(Audio Engineering Society Convention Paper)5864中的“Acoustical Evaluation of Virtual Rooms by Means of Binaural Activity Patterns”。对于信号源的定位，还可参考在美国声学协会(Acoustic Society of America)期刊的1986年12月期第80(6)卷第1608-1622页中的W.Lindemann的“Extension of a Binaural Cross-Correlation Model by Contra-lateral Inhibition，I.Simulation of Lateralization for stationary signals”。对声音定位的感受主要取决于声音的偏侧性，即，用户感受到的声音的侧向位移。具有定义头部位置的虚拟用户使得用户用一只耳朵接收组合的前信号音频通道，用另一只耳朵接收组合的后信号音频通道。如果虚拟用户感受到的声音位于中间，则在前和后扬声器的中间处，实现了好的空间平衡。如果用户感受到的声音没有位于前和后扬声器之间的中间处，当声音信号声压级改变时，可对前和/后扬声器的音频信号通道进行调整，使得感受到的音频信号再一次被虚拟用户定位成位于前和后扬声器之间的中间处