用于处理声音信号的方法和系统
2019-11-22

用于处理声音信号的方法和系统

本发明描述用于处理环绕左声道(SL)和环绕右声道(SR)的声音信号的方法。从而,生成在环绕右声道(SR)和环绕左声道(SL)的结果信号之间的连续变化的延迟。而且,本发明描述了延迟管理单元、声音处理系统、包括这样的声音处理系统的音响系统、用于这样的音响系统的混合单元以及包括这样的声音处理系统的演播室系统。

为此,本发明提供用于处理环绕左声道和环绕右声道的声音信号的方法,其中在环绕右声道和环绕左声道的信号之间生成连续变化的延迟。用于去相关(decorrelate)环绕左声道和环绕右声道的延迟可能周期性地变化,在这种情况中它可以在非常慢的诸如数十秒的时标上振荡。同样,它可以具有随机或伪随机特性。由于引起的“有效点”不再被限制到小的区域,而是在较大的区域上扩展,所以去相关提供了增强的环绕声音感觉的效果。环绕信号的连续去相关确保了收听者将不再承受令人不快的单声道效果,而这样的效果能够在其中没有去相关环绕信号的其他系统中出现。

图6是中央跨接和均衡的方框图;

用于混合中央声道和立体声声道的装置,以提供修正的中央声道和立体声声道,从而产生偶极子扬声器瓣的定向安排,并传送修正的中央声道和立体声声道到线输出;

图9c是根据本发明的第三实施例的延迟管理单元的方框图;

有些音响系统试图通过从位于房间周围的各个位置上的扬声器的布置方案中发出声音来传递较好的收听体验,例如,DolbyDigital2.0或DolbyDigital5.I,其中可以实施多达6个扬声器一一个用于低音信号的亚低音扬声器、两个前置扬声器、两个环绕扬声器和一个中心扬声器。这些系统的缺点在于:必须在收听者背后的一定距离上放置所要求的附加扬声器。这不总是有可能的,尤其是对于用于小房间的家庭娱乐系统来说,其中收听者不能为了保证与后置扬声器的必要间隔而将他的座位安排安置在房间的中央。而且,这样的扬声器必须以某种方式连接到放大器,这通常意味着电缆沿着天花板或地板的难看的长度。

图6是中央跨接和均衡的方框图;

用于为声音处理系统的环绕声道生成增强的左右分量的合适的延迟管理单元包括:用于左环绕信号和用于右环绕信号的频率分割装置,将每个信号分割成多个频带;和每个环绕声道中的可变延迟单元;和控制信号生成器,具有控制信号输出,其以这样的方式连接到可变延迟单元,以便在左右环绕声道之间生成连续可变的延迟,因此每个环绕信号的每个频带拥有它各自的可变延迟单元,每个可变延迟单元受其自己的控制信号输入控制的。

因此,本发明的目的是在宽阔的收听区域中提供增强的环绕声音感觉。

图I是示出扬声器装置(arrangement)的示意图,具有相关的偶极子瓣和远离周围墙壁朝向收听者的环绕声的反射路径;

图3示出了用于跨接和低音管理的第一级8,其中对输入声道F、B、C和S的信号执行某一处理,以获得最佳的低频或低音信号A4,用于输入到被分配给亚低音扬声器22的放大器18,为此在确保放大器18不发生过载的同时根据需要提升低频。首先,在方块

用于处理声音信号的方法和系统

本发明描述用于处理环绕左声道(SL)和环绕右声道(SR)的声音信号的方法。从而,生成在环绕右声道(SR)和环绕左声道(SL)的结果信号之间的连续变化的延迟。而且,本发明描述了延迟管理单元、声音处理系统、包括这样的声音处理系统的音响系统、用于这样的音响系统的混合单元以及包括这样的声音处理系统的演播室系统。

801......806中定标所有声道Fl、Fk、Sk、Sl、C和B的输入信号,以避免削波。在求和方块

通过去相关左右立体声声道分量&、Se的各个频带,可以得到甚至更好的收听体验。图9b示出了延迟管理单元1,其中每个环绕信号分量&、Se被通过高通和低通滤波器F1>F2,F/1,F/2,从而将每个信号分量Sp为对应的频带B2、B'1,B/2。将每个频带B:、B2、B'1,B/2延迟利用对应的延迟元件Di、D2、D'1,D/2确定的数量。再次,信号生成器G用于以斜波的形式提供控制信号Cp另外,控制信号C1的最大振幅值对应于最大延迟,在这里为1500个样本,而0振幅对应于0个样本的延迟。控制信号经过一系列修改器W、M2、M3,对于每个延迟元件提供独立的控制信号CpC2W1,C/2。

用于处理声音信号的方法和系统

可以由用户利用用户接口7进行配置的用户可配置延迟装置5包括:用于不同声道FK、^、SK、SpC的每个输入信号的处理单元的链。每个声道FK、FpSK、SpC通过延迟元件501、502、503、504、505、定标元件511、512、513、514、515和滤波器521、522、523、524、525。将延迟元件501、502和505配置为补偿延迟管理单元I在处理环绕SK、Sl的信号时所需的额外时间。收听者13所指定的用于控制延迟元件501、502、503、504、505和定标元件511、512、513、514、515的参数将影响扬声器偶极子瓣DL1'DL2,DL3>DL4,DL5,DL6的方向性的角度。

利用通常位于收听者的左边和右边的扬声器,将立体声信号转变成声音,以使该声音或多或少指向说话者的左右耳。

810中将除了低音声道之外的所有主要声道相加在一起。将求和的结果传送到低通滤波器811,在求和方块812中将低通滤波器的输出与定标后的低音信号相加在一起。接下来的带通滤波器813用于阻塞低于亚低音扬声器22的调谐频率的频率。利用低音自动电平控制器(automaticlevelcontroller)(ALC)814进一步增强低音信号,选择低音自动电平控制器的参数,以适合所使用的亚低音扬声器22。在放大之前,低音ALC的输出A4不需要进一步的处理。可以在模拟电路中实现带通滤波器813和低音ALC814。

图I示出上述的扬声器装置,其中该装置包括包含扬声器L1、L2、L3、R1、R2、R3的扬声器盒子20、21。为了说明目的,图中还画出了扬声器阵列的偶极子瓣DLi、DL2、DL3、DL4、DL5、DL6。通过应用合适的混合技术,扬声器11、12、13、1?1、1?2、1?3的偶极子瓣DLi、DL2、DL3、014、015、016可以朝向或远离收听者13进行定向,从而影响声音感觉的质量。这里,中央偶极子瓣DL3、DL4和前立体声偶极子瓣DL2、DL5是朝向收听者13定向的。另一方面,后环绕瓣DLpDLpLI、R3是远离收听者13并朝向房间周围的墙壁14a、14b、14。定向的,因此声波没有直接朝着收听者13进行传播,而是从周围墙壁14a、14b、14。反弹回来的,因为导致的散射和反射生成了漫射声音效果,给予了声音来自四周的印象。

图lla、llb、llc、lld和Ile中示出了用于收听位置的许多可能的扬声器装置安排。

在混合单元4中与其它声道进行混合之前,通过在专用延迟管理单元I中处理后环绕声道S的信号,生成增强的环绕声。图9a、9b和9c中具体描述了可以通过多种方式实现的这个延迟管理单元I。延迟管理单元I的用途是通过相对于彼此以连续变化的方式延迟环绕声道S的左右分量SpSe来尽可能地去相关环绕声道S的左右分量SpSK。

例如,包括这种声音处理系统的演播室(studio)系统可以位于无线电/TV或录音棚环境中,其中将各种声道的信号进行混合,以用于无线电/TV节目或电影配乐。演播室系统还可以用于在记录媒体上存储结合了增强的环绕声道的配乐(例如,电影配乐或简单音乐)以及任意的伴随轨迹诸如视频,以便以后使用。这种记录媒体可以是光盘(CD)、数字视盘(DVD)、录像带、存储棒、硬盘等。配乐还可以被存储在适于从互联网下载如按次计费电影或在线音乐下载服务的音乐配乐的装置中。

在全部附图的描述中,小写体字符“L”表示立体声声道的左分量,而小写体字符“R”表示右分量。在全部附图中,相同的数字表示相同的部件。