[发明专利]使用被组织为任意N边形的网格的扬声器呈现音频

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月28日提交的美国临时专利申请No.61/805,977的优先权，其全部内容通过引用被合并到本文中。

技术领域

本发明涉及使用扬声器阵列呈现音频节目的系统和方法，其中，假定扬声器被组织为其面是任意N边形(多边形)的网格，其中N边形的顶点对应于扬声器的位置。通常，节目指示至少一个源，并且呈现包括：使用假定被组织为其面是任意N边形的网格的扬声器沿着轨迹将源移位(panning)，其中N边形的顶点与扬声器的位置相对应。

背景技术

以下文献描述了使用基于矢量的幅值相移的音频系统的性能：Kenneth Faller等人，“Acoustic Performance of an Installed Real-Time Three-Dimensional Audio System”，Proceedings of Meetings on Acoustics，第11卷，2010年。以下文献描述了使用基于矢量的幅值相移的音频系统：Akio Ando等人，“Sound integrity based three-dimensional panning”，Audio Engineering Society Convention Paper，慕尼黑，德国，2009年5月7日至10日。以下文献描述了使用基于矢量的幅值相移的音频系统：Ville Pulkki，“Spatial Sound Generation and Perception by Amplitude Panning Technologies”，赫尔辛基理工大学，技术物理系，论文，2001年1月1日。

作为通过扬声器阵列呈现指示沿着轨迹移动的声源的音频以供回放的处理，声音移位是典型的音频节目呈现的重要组成部分。在一般情况下，可以任意放置扬声器。因此，期望以在移位处理中适当地考虑扬声器位置的方式来实现声音移位，其中扬声器可以具有范围广泛的扬声器位置。理想地，移位适当地考虑包括任意数量的任意放置的扬声器的任意扬声器阵列中的扬声器的位置。

在典型的移位实现中，通常在使用例如笛卡尔(x，y，z)坐标系的三维(3D)空间中通过一组时变位置元数据来限定源轨迹。可以在同一坐标系中表达扬声器位置。通常，坐标系被规范化成典范表面或典范体积。

假定一组扬声器位置和期望的感知声源位置，移位处理可以包括以下步骤：确定在移位期间的每个时刻将使用(全部扬声器阵列中的)哪个扬声器子集来创建适当的感知像。该处理通常包括以下步骤：计算一组增益w_i，每个子集(假定包括“i”个起作用的扬声器，其中，i是任意正整数)的扬声器使用该组增益w_i来回放源信号S的加权副本，使得该子集的第“i”个扬声器被与以下成比例的扬声器馈送驱动：

L_i＝w_i*S，其中，

如果p＝1，则增益为保幅，或者如果p＝2，则增益为保幂。

一些常规的音频节目呈现方法假定将(例如，在移位期间的任意时刻)对节目进行回放的扬声器相对于听者(例如，在扬声器阵列的“最佳听音位置(sweet spot)”处的听者)布置在标称二维(2D)空间。其他常规的音频节目呈现方法假定将(例如，在移位期间的任意时刻)对节目进行回放的扬声器相对于听者(例如，在扬声器阵列的“最佳听音位置”处的听者)布置在三维(3D)空间中。

大多数常规的移位方法(例如，基于矢量的幅值相移或“VBAP”)假定使用沿着圆周的扬声器(一维扬声器阵列)或近似于可能的源方向的球形(例如，图13中所示的“球形”，其被拟合在图13中所示的6个扬声器的近似位置)的3D三角形网格(其面是三角形的3D网格)的顶点处的扬声器来构造可用扬声器阵列。相对于笛卡尔坐标系来表达图13的扬声器的位置，其中图13中的一个扬声器位于这样的坐标系的原点“(0,0,0)”处。或者，常规的移位方法可以相对于另一类型的坐标系(并且该坐标系的原点无需与任意扬声器的位置重合)来表达扬声器位置。

在本文中，扬声器的“网格”表示限定多面体结构的形状(例如，当该网格为三维时)或者其外围限定多边形(例如，当该网格为二维时)的顶点、边和面的集合，其中每个顶点是扬声器中的不同的一个扬声器的位置。每个面是多边形(其外围是该网格的边的子集)，并且每个边在该网格的两个顶点之间延伸。