[发明专利]用于使用向上发射驱动器的反射声音呈现的虚拟高度滤波器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年1月7日提交的美国临时专利申请No.61/749,789、2013年6月14日提交的美国临时专利申请No.61/835,466和2013年12月11日提交的美国临时专利申请No.61/914,854的优先权，其中的每个专利申请通过对其整体引用而被特此融合。

技术领域

一个或多个实现一般涉及音频信号处理，并且更具体地涉及用于使用向上发射扬声器所产生的反射信号呈现适应性音频内容的扬声器和电路。

背景技术

数字影院的出现已创建影院声音的新标准，诸如融合多个音频通道以允许内容创建者的更大创意和听众的更有围绕及逼真的听觉体验。作为用于分配空间音频内容并且在不同的回放配置中呈现的手段，已开发出基于模型的音频描述以扩展超越传统的扬声器馈给和基于通道的音频。声音在真实三维(3D)或虚拟3D环境中的回放已变为增强研究和开发的领域。声音的空间展现利用音频对象，该音频对象是具有表观源位置(例如，3D坐标)、表观源宽度、及其它参数的相关联参数源描述的音频信号。基于对象的音频可被用于诸如数字电影、视频游戏和模拟器的许多多媒体应用，并且在扬声器的数目及其放置一般被相对小的聆听环境的边界限制或约束的家庭环境中特别重要。

已开发出各种技术以在完全的影院环境和较小规模家庭环境二者中更精确地捕获和再现创建者对于音轨的艺术意图。已开发出下一代空间音频(也被称为“适应性音频”)格式，该下一代空间音频格式包括音频对象、传统的基于通道的扬声器馈给、以及音频对象的位置元数据的混合。在空间音频解码器中，通道被直接发送到它们相关联的扬声器或者被下混到现有的扬声器组，并且通过解码器以灵活的方式呈现音频对象。诸如3D空间中的位置轨迹的与每个对象相关联的参数源描述与连接到解码器的扬声器的数目和位置一起被当作输入。呈现器利用某些算法来在一组附连的扬声器上分配与每一对象相关联的音频。每个对象的创作空间意图因此通过聆听环境中存在的特定扬声器配置最优地展现。

当前的空间音频系统一般对于影院用途而开发，并且因此涉及大房间中的部署和相对昂贵的设备的使用，该相对昂贵的设备包括分布在剧院周围的多个扬声器的阵列。然而，越来越多量的先进音频内容通过流技术和诸如蓝光盘等的先进媒介技术被使得在家庭环境中能够回放。此外，诸如3D电视、先进的计算机游戏和模拟器的新兴技术正鼓励在家庭和其它聆听环境中使用诸如大屏幕监视器、环绕声接收器和扬声器阵列的相对精密的设备。尽管这样的内容的可用性，但是设备成本、安装复杂性和房间大小仍然成为阻碍在大多数的家庭环境中充分利用空间音频的现实约束。例如，先进的基于对象的音频系统通常利用头顶或高度扬声器回放意在源于聆听者的头部上方的声音。在许多情况中，并且尤其在家庭环境中，这样的高度扬声器可能不是可用的。在这种情况中，如果仅通过地面或者墙壁安装扬声器播放这样的声音对象，则损失高度信息。

因此，需要的是允许适应性音频系统的完整空间信息在可能仅包括意在用于回放的全部扬声器阵列的一部分(诸如有限的或者没有头顶扬声器)并且可利用向上引导的扬声器以将声音反射到直接扬声器可能不存在的地方的聆听环境中再现的系统。

进一步需要的是应用期望的频率传递函数以从意在被聆听环境的上表面反射的音频信号中的高度声音成分减少或者消除直接声音成分的滤波方法。

进一步需要的是将期望的频率传递函数直接融合到被配置为使声音从上表面反射的扬声器的转换器设计中的扬声器系统。

背景技术部分中所讨论的主题不应当仅仅作为其在背景技术部分中的提及而被想当然地认为是现有技术。类似地，在背景技术部分中所提及或者与背景技术部分的主题相关联的问题不应当被想当然地认为以前已在现有技术中被认识到。背景技术部分中的主题仅仅代表不同的方法，该不同的方法本身也可以是发明。

发明内容

实施例针对的是使声音从天花板或者上表面反射到处于离扬声器某距离处的聆听位置的扬声器和电路。反射声音提供高度提示以再现具有头顶音频成分的音频对象。扬声器包括一个或多个向上发射驱动器以使声音从上表面反射并且代表虚拟高度扬声器。基于方向听觉模型的虚拟高度滤波器被应用到向上发射驱动器信号，以改善由虚拟高度扬声器传输的音频信号的高度的感知，从而提供头顶反射声音的最佳再现。此外，虚拟高度滤波器可以作为分频电路的一部分而被融合，该分频电路对全频带进行分离并且将高频声音发送到向上发射驱动器。房间校正处理也被用于在执行自动房间均衡和其它异常取消处理的系统中维持虚拟高度滤波和提供校准。