專利名稱：借助于圖形用戶界面來控制多個揚聲器的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻技術(shù)，具體涉及對包括delta立體聲系統(tǒng)(DSS) 或波場合成系統(tǒng)或兩者的系統(tǒng)中的聲源進行定位。
背景技術(shù)：
用于提供例如會議室或音樂廳中的舞臺或甚至是戶外的相對大 環(huán)境的典型的聲處理系統(tǒng)都具有這樣的問題，即由于通常所使用的揚 聲器通道的數(shù)目較小，所以必然不可能對聲源的實際位置進行再現(xiàn)。 但即使除了單通道之外還使用左通道和右通道，仍存在與位置有關(guān)的 問題。例如，必須向后排座位(即遠離舞臺的座位)提供與靠近舞臺 的座位相同的聲音。例如，如果僅把揚聲器布置在禮堂的前面或兩側(cè)， 那么不可避免地會出現(xiàn)問題，即坐在靠近揚聲器的位置的人將感到揚 聲器太吵，而后排的人僅能夠勉強聽到。換句話說，由于在該聲處理 場景中單獨提供的揚聲器被感知為點源，所以總會有人感到太吵，而 其他人會說聲音不夠大?？偸歉械教车娜耸亲煤芸拷愃泣c源的 揚聲器的那些人，而感到聲音不夠大的人是坐得遠離揚聲器的那些人。為了至少在一定程度上避免這個問題，已經(jīng)嘗試把揚聲器放得更 高，即高于坐在靠近揚聲器附近的人，從而至少這些人不會感受到全 部聲音，而是揚聲器的聲音中的相當(dāng)一部分將在觀眾頭頂傳播，因而 不會被前面的觀眾所感知，另一方面，仍將向后排觀眾提供足夠的水 平。另外，線性陣列技術(shù)中也遇到了這個問題。其他可能包括在低水平上運行，以便不會對前排的人(即靠近揚 聲器的人)造成太大的壓力，因而明顯存在如下風(fēng)險，即對于房間中 的后部，聲音可能仍不夠大。關(guān)于方向感知，整個問題甚至更為難以解決。例如，單一的單聲 揚聲器(例如在會議室中)將不能實現(xiàn)方向感知。僅當(dāng)揚聲器的位置與方向相對應(yīng)時，才能夠?qū)崿F(xiàn)方向感知。這是由于僅存在一個單一的 揚聲器通道。然而，即使存在兩個立體聲通道，然而最多在左通道和右通道之間感到淡入淡出(fade over)或同時淡入淡出，即可以實現(xiàn) 全景。這在僅有一個單一源的情況下是有利的。然而，如果存在若干 個源，則僅能夠在禮堂的小部分中粗略地進行定位(如同兩個立體聲 通道可能的那樣)。即使存在方向感知，甚至是立體聲，這也僅僅是最 佳聽音位置(sweet spot)的情況。在若干個源的情況下，這個方向 效果將變得越來越模糊，特別是當(dāng)源的個數(shù)增加時。在其他場景中，在這種具有立體聲或單聲的混合的中等大小至大 型的禮堂中，揚聲器位于觀眾之上，從而這些揚聲器無論如何不能再 現(xiàn)源中的任何方向信息。即使聲源(例如講話的人或劇場的演員)在舞臺上，他/她感知 到布置在旁邊或中央的揚聲器。在這個上下文中，己經(jīng)省卻了自然方 向感知。當(dāng)聲音對于后排觀眾來說足夠大并且對于前排觀眾來說可以 承受時，獲得滿意的結(jié)果。在特定場景中，還采用所謂的"支持揚聲器"，這些揚聲器位于 聲源附近。以這種方式，嘗試恢復(fù)聽覺上的自然位置査找。這些支持 揚聲器通常沒有延遲地被觸發(fā)，而通過供應(yīng)揚聲器的立體聲聲處理被 延遲，所以首先感知到支持揚聲器，而且能夠根據(jù)第一波前定律進行 定位。然而，即使是支持揚聲器也表現(xiàn)出被感知為點源的問題。另一 方面，這導(dǎo)致存在偏離實際的發(fā)聲位置的問題，而且存在這樣的風(fēng)險， 即前面的觀眾將感到聲音過大，而后面的觀眾感到聲音過小。另一方面，支持揚聲器僅在聲源(例如講話的人)緊鄰支持揚聲 器附近時才能夠?qū)崿F(xiàn)真正的方向感知。這在如下情況下成立支持揚 聲器被置于講臺內(nèi)，而且講話的人總是站在講臺處；而且在這個再現(xiàn) 空間中，任何人不可能站在講臺旁并為觀眾表演。由于支持揚聲器和聲源之間的位置偏離，在聽者的方向感知中存 在角偏差，這給習(xí)慣于立體聲再現(xiàn)而不習(xí)慣于支持揚聲器的觀眾帶來 了不便。特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)谝徊ㄇ岸善鹱饔们沂褂弥С謸P聲 器時，更好的是，例如當(dāng)實際聲源(即講話的人)與支持揚聲器距離過遠時，使支持揚聲器無效。換句話說，這個問題與支持揚聲器不能 被移動(以便不會在觀眾中產(chǎn)生上述不便)的問題有關(guān)，從而支持揚 聲器在講話的人與支持揚聲器距離過遠時被無效。如上所述，所采用的支持揚聲器通常是傳統(tǒng)的揚聲器，其仍舊表 現(xiàn)出點源的聲學(xué)屬性(就像供應(yīng)揚聲器一樣)，這導(dǎo)致緊鄰該系統(tǒng)附近 的水平過度，并且通常的感受令人不愉快。通常，為了針對劇院/演出現(xiàn)場中進行的聲處理場景，提供對源 位置的聽覺感知，本發(fā)明是通用常規(guī)聲處理系統(tǒng)，其僅被設(shè)計為足以 向整個禮堂提供由方向揚聲器系統(tǒng)及其控制所補充的響度。典型地，以立體聲或單聲，在某些情況下以5. l環(huán)繞技術(shù)對中等 大小至大型的禮堂進行供應(yīng)。典型地，揚聲器位于觀眾的旁邊或上面， 并且僅能夠針對一小部分的觀眾而再現(xiàn)源中正確的方向信息。多數(shù)觀 眾將得到錯誤的方向效果。然而，另外還存在delta立體聲系統(tǒng)(DSS)，其根據(jù)第一聲波波 前定律而產(chǎn)生方向參考。DD 242954 A3公開了一種用于相對大的房間 和區(qū)域的大容量聲處理系統(tǒng)，其中活動室或表演室以及接待室或觀眾 室緊鄰或為同一個。根據(jù)運行時原理來進行聲處理。具體地，與表示 干擾的移動(特別是在重要的獨奏聲源的情況下) 一同出現(xiàn)的任何偏 差和跳躍效應(yīng)得以避免，因為運行時參差(staggering)且不會出現(xiàn) 任何受限制的聲區(qū)，而且考慮了源的聲功率。與延遲或放大裝置相連 的控制設(shè)備將對這些裝置進行控制，與源和發(fā)音體位置之間的聲路徑 類似。對此，測量源的位置，并將其用于在放大和延遲方面相應(yīng)地調(diào) 整揚聲器。再現(xiàn)場景包括若干分隔的揚聲器組，這些揚聲器組被分別 觸發(fā)。Delta立體聲導(dǎo)致一個或若干個方向揚聲器位于實際聲源周圍 (例如在舞臺上)，所述方向揚聲器實現(xiàn)了大部分觀眾區(qū)中的位置查找 參考。近似的自然方向感知是可能的。這些揚聲器在方向揚聲器之后 觸發(fā)，以實現(xiàn)位置參考。這樣，方向揚聲器將總是被首先感知到，因 此，定位變得可能，這個聯(lián)系也被稱作"第一波前定律"。支持揚聲器被感知為點源。例如，如果獨奏者與支持揚聲器有一段距離而不是剛好在支持揚聲器前或在支持揚聲器旁邊，其結(jié)果是與實際的發(fā)聲位置(即原始源的位置)產(chǎn)生偏離。因此，如果聲源在兩個支持揚聲器之間移動，則必然在不同布置的支持揚聲器之間發(fā)生淡入淡出。這與水平和時間均有關(guān)。相反，借助于波場合成系統(tǒng)，可以通過虛擬聲源來實現(xiàn)實際的方向參考。為了進一步理解本發(fā)明，下文更加詳細地介紹波場合成技術(shù)。 可以使用新技術(shù)來實現(xiàn)改善的自然空間印象以及增強的音頻再現(xiàn)圍繞。該技術(shù)的基礎(chǔ)(所謂的波場合成(WFS))在technical university of Delft中得到研究，而且在80年代后期第一次得以介紹 (Berkhout， A. J. ; de Vries， D. ; Vogel， P， Acoustic control by Wave-field Synthesis. JASA 93， 1993)。由于該方法對計算能力和傳輸速率的巨大需求，目前波場合成很 少在實際中應(yīng)用。當(dāng)今，微處理器技術(shù)和音頻編碼領(lǐng)域中的極大進展 允許在特定應(yīng)用中采用這種技術(shù)。專業(yè)領(lǐng)域中的第一個產(chǎn)品預(yù)期將在 今年推出。在幾年的時間內(nèi)，針對消費者領(lǐng)域的第一個波場合成應(yīng)用 將會進入市場。WFS的基本思想是基于波理論的Huygens原理的應(yīng)用。波到達的每一個點是按照球形或圓形傳播的基波的起始點。 在聲學(xué)上，進入的波前的任何形狀可以由彼此相鄰布置的大量揚 聲器(所謂的揚聲器陣列)來復(fù)制。在將要再現(xiàn)的是單一點源且揚聲 器陣列為線性的最簡單情況下，必須給每一個揚聲器的音頻信號提供 時間延遲和幅度縮放，使得單獨揚聲器所發(fā)出的聲場將會被恰當(dāng)?shù)丿B 加。在若干個聲源的情況下，針對每一個源，分別計算對每一個揚聲 器的貢獻，并把所產(chǎn)生的信號求和。如果將要再現(xiàn)的源位于具有反射 壁的房間內(nèi)，則還必須通過揚聲器陣列對作為附加源的反射進行再現(xiàn)。 因此，計算中的花費主要取決于聲源的個數(shù)、記錄室的反射屬性、以 及揚聲器的個數(shù)。特別地，這個技術(shù)的優(yōu)點是，能夠在再現(xiàn)室中的較大區(qū)域中實現(xiàn) 自然空間聲音印象。與已知的技術(shù)不同，以高精度的方式再現(xiàn)聲源的 方向和距離。在一定程度上，甚至可以把虛擬聲源置于實際揚聲器陣列和聽者之間。即使波場合成對于環(huán)境條件已知的環(huán)境工作良好，然而如果條件 發(fā)生變化或基于與實際環(huán)境條件不匹配的環(huán)境條件而執(zhí)行波場合成， 則仍會存在不正常。環(huán)境條件可以由該環(huán)境的脈沖響應(yīng)來描述。這將使用如下示例更加詳細地闡明。假定揚聲器向不希望產(chǎn)生反 射的壁發(fā)射聲信號。針對這個簡單示例，使用波場合成的空間補償包 括最初，確定這個壁的反射，以探知由壁反射的聲信號回到揚聲器 的時間，并探知反射后的聲信號的幅度。如果這個壁的反射是不希望 的，則波場合成提供了消除來自這個壁的反射的能力，其中除了原始 音頻信號之外，把與反射信號具有相反相位并具有相應(yīng)幅度的信號加 到揚聲器上，使得前向補償波補償反射波，從而消除了所考慮的環(huán)境 中來自這個壁的反射。這可以通過如下方式來實現(xiàn)最初，計算環(huán)境 的脈沖響應(yīng)，并根據(jù)該環(huán)境的脈沖響應(yīng)來確定壁的條件和位置，該壁 被解釋為像源，即被解釋為反射輸入聲音的聲源。如果最初測量該環(huán)境的脈沖響應(yīng)，而且如果隨后計算補償信號 (在該補償信號與音頻信號發(fā)生疊加的情況下必須將該補償信號加到 揚聲器上)，則將會抵消來自這個壁的反射，從而該環(huán)境中的聽者在聲 音上感覺到這個壁完全不存在。然而，對于反射波的最佳補償?shù)臎Q定性因素是，精確地確定房間 的脈沖響應(yīng)，使得不會發(fā)生過補償或欠補償。因此，波場合成能夠在較大的再現(xiàn)范圍上對虛擬聲源進行正確的 成像。同時，其為混聲器和聲音工程師提供了用于創(chuàng)建更為復(fù)雜的聲音場景的新的技術(shù)和創(chuàng)造的潛在可能。80年代末由technical university of Delft所開發(fā)的波場合成(WFS，或聲場合成)標(biāo)識一 種聲音再現(xiàn)的全息方法。其基礎(chǔ)是Kirchhoff-Helmholtz積分。其聲稱， 可以借助于把單極子和雙極子聲源(揚聲器陣列)分布在閉合體的表 面上，而在該閉合體內(nèi)產(chǎn)生任何聲場。詳情請參見M.M. Boone，E.N.G. Verheijen, P. F. v. Tol， "Spatial Sound-Field Reproduction by Wave—Field Synthesis ，， ， Delft University of TechnologyLaboratory of Seismics' and Acoustics, Journal of J. Audio Eng. Soc. ， vol. 43， No. 12， December 1995， 以及Diemer de Vries， "Sound Reinforcement by wave-field synthesis:Adaption of the Synthesis Operator to the Loudspeaker Directivity Characteristics" ， Delft University of Technology Laboratory of Seismics and Acoustics, Journal of J. AudioEng. Soc. ， vol. 44， No. 12， December 1996。在波場合成中，根據(jù)在虛擬位置發(fā)射虛擬源的音頻信號，針對揚 聲器陣列中的每一個揚聲器來計算合成信號，對合成信號在幅度和相 位方面進行配置，使得對揚聲器陣列中存在的揚聲器所發(fā)射的單獨的 聲波的疊加所產(chǎn)生的波與虛擬位置的虛擬源所引起的波相對應(yīng)，這個 虛擬位置的虛擬源好似具有實際位置的實際源。典型地，在不同的虛擬位置存在若干虛擬源。針對每一個虛擬位 置處的每一個虛擬源而計算合成信號，從而典型地， 一個虛擬源導(dǎo)致 了若干揚聲器的合成信號。從揚聲器的觀點來看，這個揚聲器接收返 回不同虛擬源的若干合成信號。這些源的疊加(由于線性疊加原理， 從而是可能的)將產(chǎn)生由揚聲器實際發(fā)射的再現(xiàn)信號。揚聲器陣列越靠近，即更多的單獨的揚聲器盡可能地彼此靠近，就可以更好地利用波場合成的可能性。然而，作為結(jié)果，波場合成單 元必須實現(xiàn)的計算性能也要增強，因為典型地必須考慮通道信息。具 體地，在原理上這意味著存在從每一個虛擬源至每個揚聲器的專用傳 輸通道，并且原理上每一個虛擬源導(dǎo)致每一個揚聲器的合成信號，或 每一個揚聲器接收與虛擬源的個數(shù)相等個數(shù)的合成信號。另外，在這點上應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)可用揚聲器的數(shù)目增加時，音頻再 現(xiàn)的質(zhì)量提高。這意味著當(dāng)揚聲器陣列中存在的揚聲器的個數(shù)增加時， 音頻再現(xiàn)的質(zhì)量變得更好，而且更加逼真。在上述場景中，針對單獨的揚聲器已經(jīng)完成呈現(xiàn)并從模擬轉(zhuǎn)換為 數(shù)字的再現(xiàn)信號可以通過兩線線路從波場合成中央單元傳輸至單獨的 揚聲器。誠然，其優(yōu)點是幾乎能夠確保所有的揚聲器同步地工作，從 而在該情況下不再需要針對同步目的的其它措施。另一方面，在每一種情況下，波場合成中央單元僅會針對特定的再現(xiàn)室而產(chǎn)生，或針對 使用特定數(shù)目的揚聲器的再現(xiàn)而產(chǎn)生。這意味著對于每一個再現(xiàn)室， 將會產(chǎn)生專用的波場合成中央單元，其必須實現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的計算能力， 因為音頻再現(xiàn)信號的計算必須至少在部分上并行地和實時地實現(xiàn)，特 別是對于大量的揚聲器或大量的虛擬源。Delta立體聲尤其存在問題，因為不同聲源之間的淡入淡出期間 的相位和水平誤差將引起位置假象。另外，當(dāng)源的移動速率不同的情 況下，將會出現(xiàn)相位誤差和不正確的定位。此外，從一個支持揚聲器 到另一個支持揚聲器的淡入淡出涉及編程方面的很大花費，保持對整 個音頻情景的概覽也是問題，尤其是當(dāng)若干源通過不同的支持揚聲器 而淡入或淡出時，以及存在不同地觸發(fā)的大量的支持揚聲器時。另外，波場合成以及delta立體聲實際上是相反的方法，然而這 兩個系統(tǒng)在不同的應(yīng)用中具有優(yōu)點。例如，在計算揚聲器信號方面，delta立體聲的花費遠小于波場 合成。另一方面，以波場合成而工作可能不會產(chǎn)生假象。然而，由于 距離要求和對具有緊密間距的揚聲器的陣列的要求，不能總是采用波 場合成陣列。具體地，在舞臺技術(shù)領(lǐng)域中，難以把揚聲器條帶或揚聲 器陣列放置在舞臺上，因為難以隱藏這些揚聲器陣列，而且如果這樣 它們將是可見的，會對舞臺的視覺效果造成不利影響。特別地，當(dāng)(如 劇院/音樂演出中的常見情況)舞臺的視覺效果優(yōu)于其他所有因素時， 特別是優(yōu)于聲音或聲音產(chǎn)生時，這存在問題。另一方面，波場合成沒 有預(yù)先定義支持揚聲器的固定網(wǎng)格，而虛擬源可能連續(xù)移動。然而， 支持揚聲器不能移動。然而，通過方向淡入淡出，可以虛擬地產(chǎn)生支 持揚聲器的移動。因此，delta立體聲的限制尤其在于，舞臺上所采用的可能的支 持揚聲器的個數(shù)由于花費的原因(取決于舞臺布置)以及聲音管理的 原理而受到限制。另外，每一個支持揚聲器(如果其根據(jù)第一波前原 理而工作)需要產(chǎn)生所需響度的其他揚聲器。這是delta立體聲的很有 利之處，主要是相對小的揚聲器(因而容易采用)足以產(chǎn)生定位，而 位于附近的大量的其他揚聲器用于為禮堂中坐得很靠后的觀眾產(chǎn)生所二類型網(wǎng)絡(luò)的連接之外獲得其位置，例如通過支持GPS (全球定位系統(tǒng))來與GPS衛(wèi)星通信以獲得更為精確地代表MN的當(dāng)前位置的 原始位置信息來獲得。MN來使用該MN的更為精確的位置以用于 任意多個不同的目的，由根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式操作的客戶 端應(yīng)用來使用，或由MN的另一個客戶端應(yīng)用來使用。在這樣的情 況下，當(dāng)MN打開其第二通信接口時，MN可獲得原始位置信息， 例如從GPS衛(wèi)星或配置成獲得此類信息的另一個客戶端應(yīng)用處獲 取，并且在接入數(shù)據(jù)庫中將MN(例如，原始位置信息或相同的表示) 的更為精確的位置與替代類型網(wǎng)絡(luò)(和/或?qū)嵗?關(guān)聯(lián)。此后，在當(dāng) MN例如以規(guī)則或不規(guī)則的周期方式在一個或多個實例處連接到第 一類型網(wǎng)絡(luò)時，MN可以被配置成再次獲得表示MN的當(dāng)前位置的 原始位置信息。MN可接著比較MN的當(dāng)前的、更為精確的位置(例 如，原始位置信息或相同信息的表示)與接入數(shù)據(jù)庫中替代類型網(wǎng) 絡(luò)(和/或?qū)嵗?的更為^"確位置。如果MN纟企測了匹配，則MN可 打開其另一個通信接口 (例如，第二通信接口 )并且開始掃描相應(yīng)類型的網(wǎng)絡(luò)(即，第二類型網(wǎng)絡(luò))。關(guān)于此類技術(shù)的進一步信息， 參見提交于2005年4月18日的U.S.臨時專利申請N0.60/672，471, 題為 "System and Method for Dynamically Changing a Request for Location Information",通過參考將其內(nèi)容全部并入在此。另外，例如，當(dāng)MN用戶可具有一個或多個慣例的行為(例如， 驅(qū)車從家去上班，從上班到午餐等)，MN可以被配置成創(chuàng)建、更新 或修改接入數(shù)據(jù)庫以將替代類型網(wǎng)絡(luò)(和/或?qū)嵗?不僅與位置信息 關(guān)聯(lián)，還與例如一天中的時間、先前的位置信息(例如，先前的小 區(qū)ID)等的其他信息關(guān)聯(lián)。例如，利用這樣的接入數(shù)據(jù)庫，如果小 區(qū)ID(即，位置信息)從與用戶的住家關(guān)聯(lián)的小區(qū)ID (例如，小區(qū) ID 3280)改變到與用戶的辦公室的小區(qū)ID (例如，小區(qū)ID 4041 ) 關(guān)聯(lián)，并且一天的時間表示用戶驅(qū)車從家去上班的日常工作，則MN 10可確定小區(qū)ID改變可能是用戶驅(qū)車從家去上班的日常工作的一 部分。附加地或可選地，例如，如果小區(qū)ID(即，位置信息)從關(guān)置(可能已經(jīng)再次移動)，而這可能僅通過使源相對快地通過舞臺到達 所搜尋的位置而實現(xiàn)。而這個很快的通過又會導(dǎo)致假象，或至少導(dǎo)致 用戶產(chǎn)生疑問為何所感知的音頻位置移動了如此之多，而歌手自身沒 有移動或僅移動了很少。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供用于控制多個揚聲器的概念，該概念是靈活 的，而且減小了假象。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于控制多個揚聲器的設(shè)備、根據(jù)權(quán)利要求15所述的一種用于控制多個揚聲器的方法、或根據(jù) 權(quán)利要求16所述的一種計算機程序而實現(xiàn)。本發(fā)明基于如下發(fā)現(xiàn)在源的移動過程中，手動干涉以獲得減少 的假象和較快速度的可能性是通過允許源在其上進行移動的補償路徑 來實現(xiàn)的。該補償路徑不同于通常的源路徑，其區(qū)別在于補償路徑不 是在方向組位置處開始，而是在兩個方向組之間的連接線處開始，即 從這個連接線的任意點處開始，并從該處延伸至新的方向目標(biāo)組。這 樣，不再可能通過指示兩個方向組來描述源，而是必須通過至少三個方向組來描述源，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，源的位置描述包括所涉及的三個方向組的識別以及兩個衰落因數(shù)，第一衰落因數(shù)指示在源路徑的何處"轉(zhuǎn)變方向"，而第二衰落因數(shù)指示源在補償路徑上所處的準確位置，即源與源路徑的距離有多遠，或在源到達新的目標(biāo)方向之前 必須繼續(xù)移動多長距離。根據(jù)本發(fā)明，基于源路徑、已存儲的源路徑參數(shù)值以及與補償路 徑有關(guān)的信息，來計算三個方向區(qū)域的揚聲器的權(quán)重因數(shù)。與補償路 徑有關(guān)的信息可以包括新的目標(biāo)本身或第二衰落因數(shù)。另外，預(yù)先定 義的速度可以用于源在補償路徑上的移動，這個預(yù)先定義的速度可以 是系統(tǒng)中的缺省速度，因為補償路徑上的移動典型地是補償移動，補 償移動不取決于音頻場景，而要在預(yù)先編制的場景中進行改變或糾正。 為此，音頻源在補償路徑上的速度典型地相對較快，但不能快到引起 有問題的可聽到的假象。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，用于計算權(quán)重因數(shù)的裝置被配置為計算線性地取決于衰落因數(shù)的權(quán)重因數(shù)。然而也可以使用根據(jù)sine2函數(shù) 或cosine2函數(shù)的具有非線性關(guān)系的備選概念。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，用于控制多個揚聲器的設(shè)備還包括跳 躍補償裝置，該裝置優(yōu)選地基于可用的不同補償策略而分層地操作， 以借助于跳躍補償路徑來避免硬性的源跳躍。優(yōu)選實施例基于需要留下相互鄰近的方向區(qū)域，這些方向區(qū)域規(guī) 定了舞臺上易于定位的移動點的"網(wǎng)格"。由于需要方向區(qū)域是非交迭 的，為了獲得明確的觸發(fā)條件，對方向區(qū)域的個數(shù)有所限制，因為除 了定位揚聲器之外，每一個方向區(qū)域還需要足夠大數(shù)量的揚聲器，以 便產(chǎn)生除了第一波前之外的足夠的響度，而第一波前由定位揚聲器來 產(chǎn)生。優(yōu)選地，舞臺區(qū)被分為相互交迭的方向區(qū)域，這樣，將出現(xiàn)揚聲 器可能不僅僅屬于一個單一的方向區(qū)域、而是屬于多個方向區(qū)域的情 況，例如屬于至少第一方向區(qū)域和第二方向區(qū)域，而且可能屬于第三 或第四方向區(qū)域。揚聲器將會獲知其與方向區(qū)域的聯(lián)系，因為其(如果屬于方向區(qū) 域)具有與之相關(guān)聯(lián)的特定的揚聲器參數(shù)，該參數(shù)由方向區(qū)域確定。該揚聲器參數(shù)可以是延遲，該延遲對于方向區(qū)域的定位揚聲器來說較 小，而對于方向區(qū)域的其他揚聲器來說較大。其他的參數(shù)可以是由濾 波器參數(shù)(均衡器參數(shù))確定的縮放或濾波曲線。在這個上下文中，舞臺上的每一個揚聲器典型地具有其自身的揚 聲器參數(shù)，這與其所屬的方向區(qū)域無關(guān)。針對聲音工程師在聲音檢査 期間所處的特定房間，這些揚聲器參數(shù)的值(取決于揚聲器所屬的方 向區(qū)域)典型地以部分探索和部分經(jīng)驗的方式而規(guī)定，并且一旦揚聲 器開始工作就得以采用。然而，由于允許揚聲器屬于若干方向區(qū)域，揚聲器具有兩個不同 的揚聲器參數(shù)值。例如，如果揚聲器屬于方向區(qū)域A，則其具有第一延 遲DA。然而，如果揚聲器屬于方向區(qū)域B，則其具有不同的延遲值DB。如果從方向組A切換至方向組B，或者如果將要對處于方向組A的方向區(qū)域位置A與方向組B的方向區(qū)域位置B之間的聲源的位置進行再 現(xiàn)，則現(xiàn)在使用這些揚聲器參數(shù)，以使用針對該揚聲器以及所考.慮的 音頻源的音頻信號。根據(jù)本發(fā)明，實際上不可解決的矛盾(即揚聲器 具有兩個不同的延遲設(shè)置、縮放設(shè)置或濾波設(shè)置)得以解決，因為使 用所涉及的所有方向組的揚聲器參數(shù)值來計算將由揚聲器所發(fā)射的音 頻信號。優(yōu)選地，音頻信號的計算取決于距離的測量，即取決于兩個方向 組位置之間的空間位置，距離的測量典型地是零和一之間的因數(shù)，因數(shù)為零確定了揚聲器位于方向組位置A，而因數(shù)為一則確定了揚聲器位 于方向組位置B。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，根據(jù)源在方向組位置A和方向組位置B 之間移動的速度，執(zhí)行真正的揚聲器參數(shù)值內(nèi)插，或把基于第一揚聲 器參數(shù)的音頻信號衰落為基于第二揚聲器參數(shù)的揚聲器信號。特別地， 利用延遲設(shè)置，即利用再現(xiàn)揚聲器延遲(相對于參考延遲)的揚聲器 參數(shù)，必須特別留意所采用的是內(nèi)插還是淡入淡出。即，如果源的移 動很快，采用內(nèi)插，則這將導(dǎo)致可聽到的假象，而這個假象會引起音 調(diào)響度的快速增大或快速減小。因此對于源的快速移動，淡入淡出是 優(yōu)選的，這誠然會導(dǎo)致梳狀濾波器效應(yīng)，然而由于快速的淡入淡出， 其不會或幾乎不會被聽到。另一方面，對于較慢的移動速度，內(nèi)插是 優(yōu)選的，以避免梳狀濾波器效應(yīng)，該效應(yīng)隨著較慢的淡入淡出而出現(xiàn)， 并且還變得可以清楚地聽到。為了避免例如破裂聲的其他假象(其可 以被聽到)，在從內(nèi)插到淡入淡出的"切換"期間，該切換不是突然執(zhí) 行的，即從一個采樣到下一個采樣，而是在包括若干個采樣的淡入淡 出區(qū)中基于淡入淡出函數(shù)來執(zhí)行淡入淡出，該淡入淡出函數(shù)優(yōu)選地為 線性的，但也可以是非線性的，例如三角形。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，圖形用戶界面可用，在圖形用戶 界面上以圖形的方式顯示出從一個方向區(qū)域到另一個方向區(qū)域的聲源 路徑。優(yōu)選地，也考慮到補償路徑，以允許源路徑的快速改變，或避 免在場景改變時可能出現(xiàn)的源的硬性跳躍。補償路徑確保在源位于方 向位置時、甚至源位于兩個方向位置之間時，源路徑都不會改變。這確保了源可以在兩個方向位置之間從所編制路徑上轉(zhuǎn)變方向。換句話 說，這具體地通過如下來實現(xiàn)源的位置可以由三個(相鄰的)方向 區(qū)域、通過對三個方向區(qū)域進行識別、并指示兩個衰落因數(shù)來限定。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，波場合成陣列布置在聲處理室 中，其中可以存在波場合成揚聲器陣列，所述波場合成陣列還通過指 示虛擬位置(例如在陣列的中心)來表示具有方向區(qū)域位置的方向區(qū) 域。這樣，系統(tǒng)的用戶無需判斷聲源是波場合成聲源還是delta立體 聲聲源。這樣，提供了一種用戶友好并且靈活的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠靈活地 把房間分為方向組，因為允許方向組的交迭，該交迭區(qū)域內(nèi)的揚聲器 (關(guān)于其揚聲器參數(shù))被提供有從屬于方向區(qū)域的揚聲器參數(shù)中導(dǎo)出 的揚聲器參數(shù)，這個導(dǎo)出優(yōu)選地借助于內(nèi)插或淡入淡出來實現(xiàn)。備選 地，還可以做出硬判決，例如如果源更接近一個特定的方向區(qū)域，則 獲取一個揚聲器參數(shù)，而當(dāng)源位于更接近其他源的位置時，獲取其他 的揚聲器參數(shù)，在這種情況下，為了減少假象，簡單地對可能出現(xiàn)的 硬性跳躍進行平滑。然而，受距離控制的淡入淡出或受距離控制的內(nèi) 插是優(yōu)選的。


下文參考附圖，詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中圖l示出了把聲處理室細分為發(fā)生交迭的方向組； 圖2a示出了針對各個區(qū)域中的揚聲器的示意性揚聲器參數(shù)表； 圖2b示出了針對各個區(qū)域的更加詳細的步驟表示，這是揚聲器參 數(shù)處理所需的；圖3a示出了線性雙路淡入淡出的表示； 圖3b示出了三路淡入淡出的表示；圖4示出了使用DSP觸發(fā)多個揚聲器的設(shè)備的示意框圖； 圖5示出了根據(jù)優(yōu)選實施例的圖4中的用于計算揚聲器信號的裝置的更為詳細的表示；圖6示出了用于實現(xiàn)delta立體聲的DSP的優(yōu)選實現(xiàn)方式； 圖7是源于不同音頻源的若干單獨的揚聲器信號中的揚聲器信號 的出現(xiàn)的示意圖；圖8是可基于圖形用戶界面的用于控制多個揚聲器的設(shè)備的示意圖；圖9a示出了第一方向組A和第二方向組C之間的源的移動的典型 場景；圖9b是根據(jù)補償策略以避免源的硬性跳躍的移動的示意圖；圖9c是圖9d至9i的圖例；圖9d是"I叩athDual"補償策略的表示；圖9e是"I叩athTriple"補償策略的示意表示；圖9f是AdjacentA、 AdjacentB、 AdjacentC補償策略的示意表示；圖9g是0utsideM和0utsideC補償策略的示意表示；圖9h是Cader補償路徑的示意表示；圖9i是三個Cader補償策略的示意表示；圖10a是用于定義源路徑(DefaultSector )和補償路徑圖10b是在存在修改的補償路徑的情況下使用Cader的源的后向移動的示意圖；圖10c是FadeAC對其他衰落因數(shù)的影響的表示；圖10d是用于根據(jù)FadeAC來計算衰落因數(shù)(即權(quán)重因數(shù))的示意 表不；圖lla是動態(tài)源的輸入/輸出矩陣的表示；以及 圖llb是靜態(tài)源的輸入/輸出矩陣的表示。
具體實施方式
圖1示出了把舞臺區(qū)分為三個方向區(qū)域RGA、 RGB、以及RGC的示意 圖，其中每一個方向區(qū)域包括舞臺的幾何區(qū)域10a、 10b、 10c，區(qū)域邊 界并不關(guān)鍵。而只有揚聲器是否位于圖l所示的各個區(qū)域中才是關(guān)鍵 的。在圖l所示的示例中，位于區(qū)域I中的揚聲器僅屬于方向組A，而方向組A的位置由lla來表示。通過定義，方向組RGA位于位置lla處，其 中優(yōu)選地在此處根據(jù)第一波前定律而布置的方向組A的揚聲器具有比 與方向組A相關(guān)聯(lián)的所有其他揚聲器的延遲更小的延遲。在區(qū)域II中， 存在僅與方向組RGB相關(guān)聯(lián)的揚聲器，通過定義，方向組RGB具有方向 組位置llb，在此處布置有方向組RGB的支持揚聲器，其具有比方向組 RGB中所有其他揚聲器更小的延遲。在區(qū)域III中，存在僅與方向組C 相關(guān)聯(lián)的揚聲器，通過定義，方向組C具有位置llc，在此處布置有方 向組RGC的支持揚聲器，這些揚聲器的發(fā)送延遲比方向組RGC中所有其 他的揚聲器的延遲更小。另外，在把舞臺區(qū)細分為方向區(qū)域時，如圖1所示，存在其中布置 有與方向組RGA和方向組RGB均有關(guān)聯(lián)的揚聲器的區(qū)域IV。相應(yīng)地，存 在其中布置有與方向組RGA和方向組RGC均有關(guān)聯(lián)的揚聲器的區(qū)域V。此外，存在其中布置有與方向組RGC和方向組RGB均有關(guān)聯(lián)的揚聲 器的區(qū)域VI。最后，存在所有這三個方向組之間的交迭區(qū)，這個交迭 區(qū)VII包括與方向組RGA、方向組RGB以及方向組RGC都有關(guān)聯(lián)的揚聲器。典型地，舞臺設(shè)置中的每一個揚聲器具有與之相關(guān)聯(lián)的揚聲器參 數(shù)或多個揚聲器參數(shù)，這些參數(shù)由聲音工程師所設(shè)置，或由負責(zé)聲音 的主管來設(shè)置。如圖2a中的列12所示，這些揚聲器參數(shù)包括延遲參數(shù)、 縮放參數(shù)、以及EQ濾波器參數(shù)。延遲參數(shù)D指示該揚聲器輸出的音頻信 號關(guān)于參考值(應(yīng)用于不同的揚聲器，但不一定實際存在)的延遲量。 縮放參數(shù)指示該揚聲器輸出的音頻信號與參考值相比較而言所放大或 衰減的量。EQ濾波器參數(shù)指示揚聲器所輸出的音頻信號的頻率響應(yīng)。對于特 定的揚聲器，可能希望對與低頻相比較而言的高頻進行放大，這對于 例如如果揚聲器位于包括強低通特性的舞臺部分附近的情況下是有意 義的。另一方面，對于位于不具有低通特性的舞臺中的揚聲器，可能 希望引入該低通特性，在該情況下EQ濾波器參數(shù)將會指示高頻相對于 低頻產(chǎn)生衰減的頻率響應(yīng)。通常，可通過EQ濾波器參數(shù)來調(diào)整每一個 揚聲器的任何頻率響應(yīng)。對于位于區(qū)域I、 II、 III中的所有揚聲器，僅存在一個單一的延遲參數(shù)Dk、縮放參數(shù)Sk以及EQ濾波器參數(shù)Eqk。 一旦方向組將要有效， 則在考慮各自的揚聲器參數(shù)的同時簡單地計算區(qū)域I、 n、 III中的揚 聲器的音頻信號。然而，如果揚聲器位于區(qū)域IV、 V、 VI中，則針對每一個揚聲器參數(shù)，每一個揚聲器具有兩個相關(guān)聯(lián)的揚聲器參數(shù)值。例如，如果僅有 方向組RGA中的揚聲器是有效的，即如果源例如正好位于方向組位置A (lla)，那么針對這個音頻源僅有方向組A中的揚聲器將會播放。在這 種情況下，與方向組RGA相關(guān)聯(lián)的該列參數(shù)值將會用于計算揚聲器的音 頻信號。然而，如果音頻源正好位于方向組RGB中的位置llb，則當(dāng)計算揚 聲器的音頻信號時，僅使用與方向組RGB相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)值。然而，如果音頻源位于源AB之間，即圖l中l(wèi)la和llb之間的連線上 的任意點，這個連線由12所表示，則區(qū)域IV和III中存在的所有揚聲器 將會包括矛盾的參數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明，計算音頻信號時考慮兩組參數(shù)值，而且優(yōu)選地考慮 距離的測量，這將在下文闡明。優(yōu)選地，在延遲和縮放參數(shù)值之間執(zhí) 行內(nèi)插或淡入淡出。另外，優(yōu)選地對濾波器特性進行混合，以考慮與 同一個揚聲器相關(guān)聯(lián)的不同的濾波器參數(shù)。然而，如果音頻源位于不在連接線12上的位置，而是例如處于該 連接線12之下，則方向組RGC的揚聲器也必須有效。對于位于區(qū)域VII中的揚聲器，將會考慮相同揚聲器參數(shù)的三組典型不同的參數(shù)值，而 對于區(qū)域V和區(qū)域VI，將會考慮針對方向組A和C以及同一個揚聲器的揚聲器參數(shù)。圖2b中再次概括了該場景。對于圖1中的區(qū)域I、 II、 III，不需要 執(zhí)行揚聲器參數(shù)的內(nèi)插或混合。取而代之的是，可以簡單地釆用與揚 聲器相關(guān)聯(lián)的參數(shù)值，因為明確相關(guān)聯(lián)的揚聲器具有單一一組揚聲器 參數(shù)。然而，對于區(qū)域IV、 V和VI，必須對兩個不同的參數(shù)值執(zhí)行內(nèi)插 /混合，以獲得針對同一個揚聲器的新的揚聲器參數(shù)值。對于區(qū)域VII，在計算新的揚聲器參數(shù)中不需要考慮典型地以表格 形式存儲的兩個不同的揚聲器參數(shù)值，但一定存在三個值的內(nèi)插，即三個值的混合。應(yīng)當(dāng)指出，也可以允許更高階的交迭，即揚聲器屬于任意數(shù)目的 方向組。在這種情況下，僅有對混合/內(nèi)插的要求以及對權(quán)重因數(shù)的計算的 要求有所改變，這將在下文闡明?，F(xiàn)在參考圖9a，圖9a示出了源從方向區(qū)域A (lla)向方向區(qū)域C (llc)移動的情況。根據(jù)源在A和B之間的位置(即圖9a中的FadeAC) S1從1到0線性地減小，方向區(qū)域A中的揚聲器的揚聲器信號LsA越來越 減小，而同時源C的揚聲器信號越來越衰減。這可以在S2從0線性增大 至1而識別。選擇淡入淡出因數(shù)S,、 S2,使得這兩個因數(shù)之和在任意時 刻均為l。也可以采用備選的淡入淡出，例如非線性的淡入淡出。對于 所有的這些淡入淡出，優(yōu)選地是，對于每一個FadeAC值，有關(guān)的揚聲 器的淡入淡出因數(shù)之和等于l。例如，對于因數(shù)Sl,非線性函數(shù)是COS2 函數(shù)，而對于權(quán)重因數(shù)S2采用SIN2函數(shù)。其他函數(shù)是本領(lǐng)域中己知的。應(yīng)當(dāng)注意，圖3a中的表示提供了區(qū)域I、 II、 III中所有揚聲器的 完全面(facing)規(guī)范。還要注意，在圖3a右上部的音頻信號AS的計 算中，已經(jīng)考慮了圖2a的表格中與揚聲器相關(guān)聯(lián)的、并且來自各個區(qū) 域的參數(shù)。在圖9a中，源位于兩個方向區(qū)域之間的連線上，起始和目標(biāo)方向 區(qū)域之間的精確位置由衰落因數(shù)AC來描述，除了圖9a所限定的常規(guī)情 況之外，圖3b示出了補償?shù)那闆r，例如當(dāng)源的路徑隨其移動而發(fā)生改 變時進行補償。這樣，源將從位于兩個方向區(qū)域之間的任意當(dāng)前位置 (這個位置由圖3b中的FadeAB所表示)到新的位置發(fā)生淡入淡出。這 導(dǎo)致由圖3b的15b所表示的補償路徑，而(常規(guī)的)路徑最初編制在方 向區(qū)域A和B之間，并且被表示為源路徑15a。因此，圖3b示出了源從A 到B移動期間已經(jīng)出現(xiàn)改變的情況，因而原始的編制發(fā)生改變，以便源 不再向方向區(qū)域B移動，而是向方向區(qū)域C移動。圖3b所表示的等式表明了三個權(quán)重因數(shù)^、 g2、 g3，這些因數(shù)提供 了方向區(qū)域A、 B、 C中的揚聲器的衰落特性。再一次應(yīng)當(dāng)注意的是，在 各個方向區(qū)域的音頻信號AS中，同樣已經(jīng)考慮了專屬于方向區(qū)域的揚聲器參數(shù)。對于區(qū)域I、 II、 III，可以簡單地通過使用圖2a的列16a 中針對各個揚聲器而存儲的揚聲器參數(shù)來計算來自原始音頻信號AS的 音頻信號ASa、 ASb、 AS。，以便在最后利用權(quán)重因數(shù)gi來執(zhí)行最終的衰 落加權(quán)。然而備選地，這些加權(quán)不需要被分為不同的相乘，而是典型 地出現(xiàn)在同一次相乘中，然后把縮放因數(shù)Sk與權(quán)重因數(shù)g,相乘，以獲 得一乘數(shù)，該乘數(shù)最終與音頻信號相乘以獲得揚聲器信號LSa。相同的 權(quán)重g,、 g2、 g3用于交迭區(qū)，然而需要對針對同一個揚聲器所指定的揚 聲器參數(shù)值進行內(nèi)插/混合，以計算基礎(chǔ)音頻信號ASa、 ASb或AS。，這如 下文所解釋。應(yīng)當(dāng)注意，如果FadeAbC被設(shè)為零，則三路權(quán)重因數(shù)g,、 g2、 g3將 變成圖3a中的兩路淡入淡出，在該情況下g,、 g2將保留，而在其他情 況下，即如果FadeAB被設(shè)為零，則僅保留g冴口g3。下文參考圖4來描述用于觸發(fā)的設(shè)備。圖4示出了用于觸發(fā)多個揚 聲器的設(shè)備，這些揚聲器被分組為多個方向組，第一方向組具有與之 相關(guān)聯(lián)的第一方向組位置，第二信息組具有與之相關(guān)聯(lián)的第二方向組 位置，至少一個揚聲器與第一和第二方向組相關(guān)聯(lián)，而且該揚聲器具 有與之相關(guān)聯(lián)的揚聲器參數(shù)，該揚聲器參數(shù)對于第一方向組具有第一 參數(shù)值，而對于第二方向組具有第二參數(shù)值。該設(shè)備最初包括用于提 供兩個方向組位置之間的源位置的裝置40，例如提供方向組位置lla 和方向組位置llb之間的源位置，例如由圖3b中的FadeAB所指定。本發(fā)明的設(shè)備還包括用于計算至少一個揚聲器的揚聲器信號的裝 置42，該裝置42基于通過第一參數(shù)值輸入42a而提供的第一參數(shù)值以及 提供給第二參數(shù)值輸入42b的第二參數(shù)值進行計算，其中第一參數(shù)值應(yīng) 用于方向組RGA，而第二參數(shù)值應(yīng)用于方向組RGB。另外，用于進行計 算的裝置42通過音頻信號輸入43獲得音頻信號，從而在輸出側(cè)提供區(qū) 域IV、 V、 VI或VII中所考慮的揚聲器的揚聲器信號。如果當(dāng)前所考慮 的揚聲器僅由于單一音頻源而有效，則裝置42在輸出44處的輸出信號 將會是實際的音頻信號。然而，如果揚聲器由于若干音頻源而有效， 則針對所考慮的揚聲器的揚聲器信號，可以基于這個音頻源70a、 70b、 70c，借助于處理器71、 72或73來計算針對每一個源的分量，從而最后在加法器74中對圖7所示的N個分量信號進行求和。這里，通過控制處理器75來獲得時間同步，該控制處理器75優(yōu)選地還被配置為DSP(數(shù)字 信號處理器)，正像DSS處理器71、 72、 73—樣。顯然，本發(fā)明不限于使用專用硬件(DSP)的實現(xiàn)。具有一個或若 干個PC或工作站的集成式實現(xiàn)也是可能的，而且對于特定的應(yīng)用甚至 是有利的。應(yīng)當(dāng)注意，圖7示出了逐采樣的計算。加法器74執(zhí)行逐采樣的相加， 而delta立體聲處理器71、 72、 73也逐采樣地進行輸出，而且音頻信號 優(yōu)選地也以逐采樣的方式針對源而提供。然而，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)需要逐 塊地進行處理時，也可以在頻率范圍內(nèi)，即當(dāng)在加法器74內(nèi)把頻譜彼 此相加時，執(zhí)行所有的處理操作。當(dāng)然，借助于來回的變換所執(zhí)行的 每一個處理操作，可以在頻率范圍或時間范圍內(nèi)執(zhí)行特定的處理操作， 這取決于哪種實現(xiàn)更適于特定應(yīng)用。類似地，也可以在濾波器組 (filterbank)域中進行處理操作，在該情況下為此目的需要分析濾 波器組以及合成濾波組。下文參考圖5來描述圖4中用于計算揚聲器信號的裝置42的詳細實施例。與音頻源相關(guān)聯(lián)的音頻信號最初通過音頻信號輸入43而饋入濾波 混合塊44。濾波混合塊44被配置為當(dāng)考慮區(qū)域VII中的揚聲器時，考 慮所有的三個濾波器參數(shù)設(shè)置EQ1、 EQ2、 EQ3。這樣，濾波混合塊44 的輸出信號表示各個分量中已經(jīng)濾波的音頻信號(這將在下文描述)，以獲得對所涉及的所有三個方向區(qū)域的濾波器參數(shù)設(shè)置的影響。然后 濾波混合塊44的輸出處的這個音頻信號被饋入延遲處理級45。延遲處理級45被配置為產(chǎn)生延遲的音頻信號，其延遲現(xiàn)在基于內(nèi)插的延遲值， 然而，如果不能進行內(nèi)插，則其波形取決于三個延遲D1、 D2、 D3。在 延遲內(nèi)插的情況下，與針對三個方向組的揚聲器相關(guān)聯(lián)的三個延遲可 用于延遲內(nèi)插塊46，以計算內(nèi)插后的延遲值Dint，然后將其饋入延遲處 理塊45。最后，執(zhí)行縮放46，使用總縮放因數(shù)來執(zhí)行縮放46，所述總縮放 因數(shù)取決于與同一個揚聲器相關(guān)聯(lián)的三個縮放因數(shù)，這是因為揚聲器屬于若干個方向組。在縮放內(nèi)插塊48中計算這個總縮放因數(shù)。優(yōu)選地， 描述方向區(qū)域的總衰落、并且在圖3b的上下文中已經(jīng)得以闡述的權(quán)重因數(shù)也被饋入縮放內(nèi)插塊48，由輸入49所表示，從而借助于縮放，在 塊47中基于揚聲器的源而輸出最終的揚聲器信號分量，在圖5所示的實 施例中，這些輸出分量可能屬于三個不同的方向組。除了所討論的用于限定源的三個方向組，在其他方向組中的所有 揚聲器不輸出針對這個源的信號，但對于其他源顯然可以是有效的。應(yīng)當(dāng)注意，可以使用與用于衰落的權(quán)重因數(shù)相同的權(quán)重因數(shù)來對 延遲D^進行內(nèi)插，或?qū)s放因數(shù)S進行內(nèi)插，如同圖5中與塊45和47分別相鄰的等式所表明的。下文參考圖6來描述在DSP上實現(xiàn)的本發(fā)明的優(yōu)選實施例。通過音 頻信號輸入43來提供音頻信號，如果音頻信號以整數(shù)格式存在，則最 初在塊60中執(zhí)行整數(shù)/浮點變換。圖6示出了圖5中的濾波混合塊44的優(yōu) 選實施例。具體地，圖6包括濾波器EQ1、 EQ2、 EQ3，濾波器EQ1、 EQ2、 EQ3的傳遞函數(shù)或脈沖響應(yīng)經(jīng)由濾波器系數(shù)輸入440受到各個濾波器系 數(shù)的控制。濾波器EQ1、 EQ2、 EQ3可以是數(shù)字濾波器，其執(zhí)行音頻信號 與各個濾波器的脈沖響應(yīng)的巻積，或可以存在變換裝置，借助于頻率 傳遞函數(shù)來執(zhí)行頻譜系數(shù)加權(quán)。在各個縮放塊中，利用權(quán)重因數(shù)g" g2、 g3對以EQl、 EQ2、 EQ3中的均衡器設(shè)置進行濾波的信號(全都回到 同一個音頻信號，如分發(fā)點441所示)進行加權(quán)，然后在加法器中把加 權(quán)的結(jié)果相加。然后，在塊44的輸出，即在加法器的輸出，執(zhí)行向循 環(huán)緩沖器的饋入，這是圖5中的延遲處理45的一部分。在本發(fā)明的優(yōu)選 實施例中，均衡器參數(shù)EQ1、 EQ2、 EQ3不是被直接獲取的，如在圖2a 所示的表中給出，而是優(yōu)選地，在塊442中執(zhí)行對均衡器參數(shù)進行內(nèi)插。然而，在輸入側(cè)，塊442實際上獲得了與揚聲器相關(guān)聯(lián)的均衡器系 數(shù)，如圖6中的塊443所示。濾波斜升塊的內(nèi)插任務(wù)對連續(xù)的均衡器系 數(shù)進行低通濾波，以避免由于均衡器濾波器參數(shù)EQ1、 EQ2、 EQ3的快速 變化所引起的假象。因此，源可以在若干個方向區(qū)域上淡入淡出，這些方向區(qū)域的特 征由均衡器的不同設(shè)置來描述。在不同的均衡器設(shè)置之間執(zhí)行淡入淡出，并行地通過所有均衡器，而且對輸出進行淡入淡出，如圖6中的塊44所示。應(yīng)當(dāng)注意，在塊44中用于對均衡器設(shè)置進行淡入淡出或混合的權(quán) 重因數(shù)gh g2、 g3是圖3b中表示的權(quán)重因數(shù)。對于權(quán)重因數(shù)的計算，存 在權(quán)重因數(shù)轉(zhuǎn)換塊61，其把源的位置轉(zhuǎn)換為優(yōu)選地是三個圍繞方向區(qū) 域的權(quán)重因數(shù)。塊61的上游連接有位置內(nèi)插器62，該位置內(nèi)插器62根 據(jù)起始位置(P0S1)和目標(biāo)位置(P0S2)的輸入以及各個衰落因數(shù)(在 圖3b所示的場景中是因數(shù)fadeAB和fadeAbC)，以及典型地根據(jù)當(dāng)前時 間點上的移動速度輸入，來計算當(dāng)前位置。位置輸入在塊63中進行。 然而，應(yīng)當(dāng)注意，新的位置可以在任意時間輸入，所以不需要提供位 置內(nèi)插器。另外，應(yīng)當(dāng)注意，可以按照期望來調(diào)整位置更新率。例如， 可以針對每一個采樣來計算新的權(quán)重因數(shù)。然而，這不是優(yōu)選的。相 反，己經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，權(quán)重因數(shù)更新率必須僅以采樣頻率的分數(shù)而出現(xiàn)， 以有效地避免假象。圖5中使用塊47和48表示的縮放計算在圖6中僅部分地示出。在圖5 的塊48中進行的總縮放因數(shù)的計算不是在圖6中表示的DSP中進行，而 是在上游控制DSP中進行的。如"縮放"64所示，總縮放因數(shù)已經(jīng)輸入， 并且在縮放/內(nèi)插塊65中進行內(nèi)插，從而最后在如塊67a中所示前進到 圖7的加法器74之前，在塊66a中執(zhí)行最終的縮放。參考圖6，下文展示圖5中的延遲處理45的優(yōu)選實施例。本發(fā)明的設(shè)備能夠進行兩個延遲處理操作。 一個延遲處理操作是 延遲混合操作451，而另一個延遲處理操作是由IIR全通452所執(zhí)行的延遲內(nèi)插。在如下所述的延遲混合操作中，提供已經(jīng)存儲在循環(huán)緩沖器450 中的塊44的輸出信號，包括三個不同的延遲，在塊451中對延遲塊進行 觸發(fā)的這些延遲是非平滑的延遲，其顯示在己參考圖2a針對揚聲器而 討論的表格中。這個事實也可由塊66b來闡明，塊66b指示方向組延遲 在此處輸入，而方向組延遲沒有在塊67b中輸入，而是一次針對一個揚 聲器僅有一個延遲，即內(nèi)插后的延遲值Dint，其由圖5中的塊46所產(chǎn)生。然后以權(quán)重因數(shù)對在塊451中以三個不同的延遲而出現(xiàn)的音頻信號進行加權(quán)，如圖6所示，然而現(xiàn)在權(quán)重因數(shù)優(yōu)選地不是線性淡入淡出所產(chǎn)生的權(quán)重因數(shù)，如圖3b所示。相反，優(yōu)選地在塊453中執(zhí)行對權(quán)重的響度校正，以實現(xiàn)這里的非線性三維淡入淡出。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，延遲混合情況下的音頻質(zhì)量更高，且假象更少，即使權(quán)重因數(shù)g,、 g2、g3也用于觸發(fā)延遲混合塊451中的縮放器。然后，把延遲混合塊中的縮 放器的輸出信號相加，以在輸出453處獲得延遲混合音頻信號。備選地，本發(fā)明的延遲處理(圖5中的塊45)還可以執(zhí)行延遲內(nèi)插。 為此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，從循環(huán)緩沖器450中讀出包括(內(nèi)插 的)延遲的音頻信號，其通過塊67b而提供，并在延遲斜升塊68中額外 地得以平滑。另外，在圖6所示的實施例中，還讀出相同的音頻信號， 雖然其被延遲了一個采樣。然后，把所考慮的音頻信號中的這兩個音 頻信號或采樣饋入IIR濾波器進行內(nèi)插，以在輸出453b處獲得音頻信 號，該音頻信號基于內(nèi)插而產(chǎn)生。如已經(jīng)所述，由于延遲混合，輸入453a處的音頻信號幾乎不包括 任何濾波器假象。相比起來，輸出453b處的音頻信號很難沒有濾波器 假象。然而，這個音頻信號可能在頻率值上有所移動。如果從較長的 延遲值到較短的延遲值對延遲進行內(nèi)插，則頻率移動將會是朝向更高 頻率的移動，而如果從較短的延遲到較長的延遲對延遲進行內(nèi)插，則 頻率移動將會是朝向更低頻率的移動。根據(jù)本發(fā)明，在淡入淡出塊457中執(zhí)行輸出453a和輸出453b之間的 切換，淡入淡出塊457受到來自塊65的控制信號的控制，后文對該控制信號的計算進行描述。另外，在塊65中控制塊457傳遞混合還是內(nèi)插的結(jié)果，或結(jié)果的混 合比率。對此，把來自塊68的、得到平滑或濾波的值與未平滑的值進 行比較，以在457中執(zhí)行(加權(quán)的)切換，這取決于哪個較大。圖6中的框圖還包括針對靜態(tài)源的分支，該靜態(tài)源位于方向區(qū)域 中，而且不需要淡入淡出。針對這個源的延遲是與這個方向組的揚聲 器相關(guān)聯(lián)的延遲。因此，延遲計算算法在過慢或過快的移動事件中進行切換。相同 的物理揚聲器存在于具有不同水平和延遲設(shè)置的兩個方向區(qū)域中。在源在兩個方向區(qū)域之間進行緩慢移動的事件中，該水平發(fā)生衰落，而 且借助于全通濾波器對延遲進行內(nèi)插，即獲取輸出453b處的信號。然 而，對延遲的內(nèi)插導(dǎo)致信號音調(diào)(pitch)的改變，但這在緩慢改變事 件中不是關(guān)鍵的。對比而言，如果內(nèi)插速度超過特定值，例如每秒10ms， 則可能感知到音調(diào)的改變。在過高速度的事件中，不再對延遲進行內(nèi) 插，而是包括兩個恒定不同延遲的信號發(fā)生衰落，如塊451中所示。誠 然，這導(dǎo)致了梳狀濾波器假象。然而，由于高衰落速度，這不會被聽 到。如已經(jīng)所述，兩個輸出453a和453b之間的切換根據(jù)源的移動而進 行，或更具體地，根據(jù)待內(nèi)插的延遲值而進行。如果必須對大量的延 遲進行內(nèi)插，則將會把輸出453a切換至塊457。另一方面，如果必須在 特定的時間周期內(nèi)對少量的延遲進行內(nèi)插，則將采用輸出453b。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，不以硬方式來執(zhí)行經(jīng)過塊457 的切換。對塊475進行配置，使得存在被設(shè)置在閾值周圍的淡入淡出范 圍。因此，如果內(nèi)插速度處于閾值處，則塊457被配置為以如下方式來 計算輸出側(cè)的采樣把輸出453a上的當(dāng)前采樣以及輸出453b上的當(dāng)前 采樣相加，并把結(jié)果除以2。因此，在閾值周圍的淡入淡出范圍中，塊 457執(zhí)行從輸出453b到輸出453a的軟轉(zhuǎn)變，或相反。可以把這個淡入淡 出范圍配置為任意大小，使得塊457在淡入淡出模式下幾乎連續(xù)地工 作。對于趨向更硬的切換，可以選擇淡入淡出范圍為更小，從而在大 部分時間中，塊457僅把輸出453a或僅把輸出453b切換至縮放器66a。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，淡入淡出塊457還被配置為通過延遲變 化閾值的低通以及滯后來執(zhí)行抖動抑制。由于用于進行配置的系統(tǒng)和 DSP系統(tǒng)之間的控制數(shù)據(jù)流量的運行時間沒有得到保證，所以在控制文 件中可能存在抖動，而這可能導(dǎo)致音頻信號處理中的假象。因此，優(yōu) 選地通過在DSP系統(tǒng)的輸入處對控制數(shù)據(jù)流進行低通濾波而對這個抖 動進行補償。該方法減小了控制時間的反應(yīng)時間。另一方面，可以對 很大的抖動變化進行補償。然而，如果使用不同的閾值進行從延遲內(nèi) 插到延遲淡入淡出的切換，以及從延遲淡入淡出到延遲內(nèi)插的切換， 那么可以避免控制數(shù)據(jù)中的抖動，作為低通濾波的備選，而不會減小控制數(shù)據(jù)的反應(yīng)時間。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，淡入淡出塊457還被配置為當(dāng)從 延遲內(nèi)插衰落至延遲衰落時，執(zhí)行控制數(shù)據(jù)操作。如果延遲變化急劇上升至大于延遲內(nèi)插和延遲淡入淡出之間的切 換閾值的值，則來自延遲內(nèi)插的音調(diào)變化的一部分在傳統(tǒng)衰落中仍是 可聽到的。為了避免這個結(jié)果，把淡入淡出塊457配置為針對該時間保 持延遲控制數(shù)據(jù)恒定，直到面向延遲衰落的完整淡入淡出已經(jīng)完成。 只有這時，延遲控制數(shù)據(jù)才與實際值匹配。使用這個控制數(shù)據(jù)操作， 可以實現(xiàn)具有短的控制數(shù)據(jù)反應(yīng)時間、并且不帶來任何可聽到的音調(diào) 變化的更快的延遲變化。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，觸發(fā)系統(tǒng)還包括測定裝置80，該測定 裝置80被配置為對每個方向區(qū)域/音頻輸出執(zhí)行數(shù)字(虛數(shù)的)測定。 這參考圖lla和llb來解釋。例如，圖lla示出了音頻矩陣1110，而圖llb 示出了相同的音頻矩陣1110，但考慮了靜態(tài)源，而在圖lla中，考慮動 態(tài)源來表示音頻矩陣。通常，DSP系統(tǒng)(其一部分在圖6中示出)導(dǎo)致根據(jù)每一個矩陣點 處的音頻矩陣來計算延遲和水平，該水平縮放值由圖lla和圖llb中的 Amp所表示，而延遲對于動態(tài)源來說由"延遲內(nèi)插"表示，而對于靜態(tài) 源來說由"延遲"來表示。為了將這些設(shè)置展現(xiàn)給用戶，把這些設(shè)置以如下方式進行存儲 將其分為方向區(qū)域，然后向這些方向區(qū)域分配輸入信號。在這個上下 文中，也可以把若干輸入信號分配給一個方向區(qū)域。為了便于監(jiān)測用戶側(cè)的信號，針對方向區(qū)域的測定由塊80表示， 然而其根據(jù)矩陣節(jié)點的水平和各個權(quán)重被"虛擬地"確定。測定塊80將結(jié)果提供給顯示界面，在這里由塊"ATM" 82 (ATM=異步傳遞模式)象征性地示出。這里要注意，典型地，若干個源同時在方向區(qū)域中播放，例如當(dāng) 考慮兩個單獨的源從兩個不同的方向"進入"同一個方向區(qū)域中的情 況時。在禮堂中，不可能對每個方向區(qū)域中的一個單一的源的貢獻進 行測量。然而，這通過測定80來實現(xiàn)，這就是該測量被稱作虛擬測量的原因，因為在某種意義上，針對所有源的所有方向組的所有貢獻將 總是在禮堂中疊加。此外，測量80還可以用于計算若干聲源中的一個單一聲源在針對 該聲源有效的所有方向區(qū)域上的總水平。如果針對一個輸入源把所有 輸出的矩陣點進行相加，這個結(jié)果將會出現(xiàn)。相比而言，通過把屬于 所考慮的方向組的總輸出數(shù)的輸出相加而不考慮其他輸出，可以實現(xiàn) 針對聲源的方向組的貢獻。一般地，本發(fā)明的概念提供了一種與所使用的再現(xiàn)系統(tǒng)無關(guān)地對 源進行表示的通用操作概念。這里，依靠分層結(jié)構(gòu)。最底層的成員是 單獨的揚聲器。中間層級是方向區(qū)域，揚聲器也可以出現(xiàn)在兩個不同 的方向區(qū)域中。最頂層的成員是方向區(qū)域的預(yù)置，使得對于特定音頻對象/應(yīng)用， 可以把一同獲取的特定的方向區(qū)域看作用戶界面上的"傘狀方向區(qū) 域"。本發(fā)明的用于定位聲源的系統(tǒng)被分為包括如下內(nèi)容的主要組件用于指導(dǎo)執(zhí)行的系統(tǒng)、用于配置執(zhí)行的系統(tǒng)、用于計算delta立體聲的 DSP系統(tǒng)、用于計算波場合成的DSP系統(tǒng)、以及用于緊急干預(yù)的切斷系 統(tǒng)(breakdown system)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，圖形用戶界面用 于實現(xiàn)可視地把主角分配到舞臺或攝像圖像。向系統(tǒng)操作員呈現(xiàn)出3D 空間的二維映射，例如可以如圖l所示地配置，然而也可以以圖9a至10b 所示的方式而實現(xiàn)(僅針對少量的方向組)。借助于適合的用戶界面， 用戶通過所選擇的符號體系把來自三維空間的方向區(qū)域和揚聲器分配 到二維映射。這借助于配置設(shè)置來實現(xiàn)。對于該系統(tǒng)，實現(xiàn)了從屏幕 上的方向區(qū)域的二維位置到被分配給各個方向區(qū)域的揚聲器的真實三 維位置的映射。借助于他/她關(guān)于三維空間的上下文，操作員能夠重建 方向區(qū)域的真實的三維位置，并實現(xiàn)聲音在三維空間中的布置。通過其他用戶界面(混合器)和聲音/主角及其移動與出現(xiàn)的方向 區(qū)域的關(guān)聯(lián)，如果混合器包括根據(jù)圖6的DSP，則能夠?qū)崿F(xiàn)真實的三維 空間中對聲源的間接定位。借助于這個用戶界面，用戶能夠在所有空 間維度上對聲音進行定位，而不需要改變立體感(perspective),即能夠在高度和深度上對聲音進行定位。在下文中，將會根據(jù)圖8來闡述 聲源的定位以及對與編排的舞臺活動的偏離進行靈活補償?shù)母拍?。圖8示出了用于優(yōu)選地使用圖形用戶界面來控制多個揚聲器的設(shè) 備，這些揚聲器被分組為至少三個方向組，每一個方向組具有與之相 關(guān)聯(lián)的方向組位置。該設(shè)備最初包括用于接收從第一方向組位置到第二方向組位置的源路徑、以及針對該源路徑的移動信息的裝置800。圖 8的裝置還包括用于根據(jù)移動信息來計算針對不同時間點的源路徑參 數(shù)的裝置802，這個源路徑參數(shù)指示了音頻源在源路徑上的位置。本發(fā)明的設(shè)備還包括用于接收路徑修改命令以定義第三方向區(qū)域 的補償路徑的裝置804。此外，在補償路徑與源路徑的分支處提供了用 于存儲源路徑參數(shù)值的裝置806。優(yōu)選地，還存在用于計算補償路徑參 數(shù)(FadeAC)的裝置，其指示音頻源在補償路徑上的位置，如圖8中的 808所示。把源路徑參數(shù)(由裝置806來計算)以及補償路徑參數(shù)(由 裝置808來計算)饋入用于計算針對三個方向區(qū)域的揚聲器的權(quán)重因數(shù) 的裝置810。概括說來，用于計算權(quán)重因數(shù)的裝置810被配置為以基于源路徑、 源路徑參數(shù)的已存儲值以及與補償路徑有關(guān)的信息的方式而操作，與 補償路徑有關(guān)的信息要么僅包括新的目的地，即方向區(qū)域C，要么包括 與補償路徑有關(guān)的信息，該信息額外地包括源在補償路徑上的位置， 即補償路徑參數(shù)。要注意的是，如果還沒有進入補償路徑，或源仍舊 在源路徑上，那么這個補償路徑上的位置信息不是必需的。因此，指 示源在補償路徑上的位置的補償路徑參數(shù)不是絕對必要的，即當(dāng)源沒 有進入補償路徑但使用補償路徑作為返回到源路徑上的起始點的機 會，從而在某種意義上從起始點向新的目的地直接移動而不需要補償 路徑。這種可能性在源發(fā)現(xiàn)其僅覆蓋了源路徑上的較短距離時是有用 的，而且此后的優(yōu)點是把新的補償路徑僅當(dāng)作輔助性的。在備選實現(xiàn) 中，補償路徑用作返回并在源路徑上向后移動而不會進入補償路徑的 機會，這可以在補償路徑可能涉及禮堂中由于任何其他原因而不能放 置聲源的區(qū)域時而存在。本發(fā)明提供的補償路徑對于僅允許進入兩個方向區(qū)域之間的完整路徑的系統(tǒng)來說尤其有利，這是因為實質(zhì)上減小了源處于新的(修改 后的)位置的時間，特別是當(dāng)方向區(qū)域距離很遠時。此外；消除了源的虛假(artificial)路徑或是給用戶造成混淆并感到奇怪的路徑。 例如，如果考慮如下情況源最初被認為在源路徑上從左向右移動，而現(xiàn)在移向很靠左的不同位置，該位置距離初始位置不太遠，不容許 補償路徑將導(dǎo)致源在整個舞臺上要行進幾乎兩次，而本發(fā)明縮短了這 個過程。補償路徑得益于如下事實位置不再由兩個方向區(qū)域以及一個因 數(shù)來確定，而是由三個方向區(qū)域和兩個因數(shù)來限定，從而遠離兩個方 向組位置之間的直連線的其他點也可以由源來"觸發(fā)"。因此，本發(fā)明的概念允許再現(xiàn)空間中的任何點都可以由源來觸發(fā)，如從圖3b可直接看出的那樣。圖9a示出了常規(guī)情況，其中源位于起始方向區(qū)域lla與目的地方向 區(qū)域llc之間的連線上。源在起始和目的地方向區(qū)域之間的準確位置由 衰落因數(shù)AC來描述。然而，如同已經(jīng)在圖3b的上下文中提出和討論的那樣，除了常規(guī) 情況之外，還存在補償情況，該情況在源路徑在移動期間發(fā)生改變時 出現(xiàn)。移動期間的源路徑修改可以由源的目的地發(fā)生改變而同時源在 其面向目的地的路徑上來表示。在這種情況下，源一定是從其在圖3b 中的源路徑15a上的當(dāng)前源位置向其新位置(即目的地llc)而衰落。 這導(dǎo)致了補償路徑15b，源在補償路徑15b上移動，直到其己經(jīng)到達新 的目的地llc。補償路徑15b還從初始的源位置直接延伸至新的理想源 位置。在補償情況下，由此把源位置配置在3個方向區(qū)域和兩個衰落值 上。方向區(qū)域A、方向區(qū)域B以及衰落因數(shù)FadeAB形成了補償路徑的開 端。方向區(qū)域C形成了補償路徑的末端。衰落因數(shù)FadeAbC限定了源在 補償路徑的開端和末端之間的位置。在源向補償路徑轉(zhuǎn)變時，在位置處出現(xiàn)如下修改維持方向區(qū)域A。 方向區(qū)域C變?yōu)榉较騾^(qū)域B，衰落因數(shù)FadeAC變?yōu)镕adeAB，并把新的目 的地方向區(qū)域?qū)憺槟康牡胤较騾^(qū)域C。換句話說，在將要發(fā)生方向修改 時，即當(dāng)源離開源路徑并進入補償路徑時，衰落因數(shù)FadeAC由裝置806存儲，并用于后續(xù)的FadeAB的計算。把新的目的地方向區(qū)域?qū)憺榉较蚋鶕?jù)本發(fā)明，進一步優(yōu)選的是防止硬性源跳躍。通常，可以對源 的移動進行編制，使得源能夠跳躍，即從一個位置快速移動至另一位置。例如，這是如下時候的情況跳過場景、使chaimelHOLD模式無效、 或源在場景1而不是場景2中在另一個方向區(qū)域上結(jié)束。如果所有的源 跳躍均為硬性切換的，則這會導(dǎo)致可聽到的假象。因此，根據(jù)本發(fā)明， 采用了用于防止硬性源跳躍的概念。為此，同樣使用補償路徑，基于 特定的補償策略來選擇補償路徑。通常，源可以位于路徑中的不同位 置。取決于其是否位于兩個或三個方向區(qū)域之間的開端或末端，將存 在不同的路徑，在該路徑上源可以最快地移動至其希望的位置。圖9b示出了一種可能的補償策略，根據(jù)該策略，位于補償路徑中 某點(900)的源將要移動至目的地位置(902)。位置900是源在場景 結(jié)束時可能具有的位置。在新的場景開始時，源將要移動至其初始位 置，即位置906。為了到達該處，根據(jù)本發(fā)明而省卻了從900至906的立 即切換。取而代之的是，源最初向其目的地方向區(qū)域移動，即向方向 區(qū)域904移動，然后從該處向新場景的初始方向區(qū)域(即906)移動。 結(jié)果，源處于在場景開始時其應(yīng)當(dāng)已經(jīng)處在的點處。然而，由于場景 已經(jīng)開始并且源實際上可能已經(jīng)開始移動，所以待補償?shù)脑幢仨氁栽?大的速度在方向區(qū)域906和方向區(qū)域908之間的編制路徑上移動，直到 其已經(jīng)趕上其目標(biāo)位置902。一般地，對不同補償策略的說明全都遵循圖9c中針對方向區(qū)域、 補償路徑、新的理想源位置以及當(dāng)前實際的源位置的符號標(biāo)記，將在 下文參考圖9d至9i來說明。圖9d中可以看到一種簡單的補償策略。其被表示為"InPathDual"。 源的目的地位置由與源的起始位置相同的方向區(qū)域A、 B、 C來表示。本 發(fā)明的跳躍補償裝置因而被配置為確定針對起始位置的定義的方向區(qū) 域與針對目的地位置的定義的方向區(qū)域相同。在這種情況下，選擇圖 9d中所示的策略，其中簡單地遵循相同的源路徑。這時，如果補償所 要到達的位置(理想位置)位于與源的當(dāng)前位置(真實位置)相同的方向區(qū)域之間，則將會采用InPath策略。這具有兩種情況，即圖9d所 示的InPathDual和圖9e所示的InPathTriple。圖9e還示出了源的真實 和理想位置并不位于兩個、而是位于三個方向區(qū)域之間的情況。在這 種情況下，將會使用圖9e所示的補償策略。具體地，圖9e示出了源已 經(jīng)處于補償路徑上并在這個補償路徑上返回以到達源路徑上的特定點 的情況。如己經(jīng)說明的，在最大為3個方向區(qū)域上限定源位置。如果理想位 置和真實位置具有恰好一個公共的方向區(qū)域，則將會采用圖9f中所示 的Adjacent策略。存在三種情況，字母"A"、 "B"和"C"代表公共方 向區(qū)域。當(dāng)前的補償裝置具體確定了真實位置和新的理想位置由具有 一個單一的公共方向區(qū)域的一組方向區(qū)域來限定，在AdjacentA的情況 下是方向區(qū)域A，在AdjacentB的情況下是方向區(qū)域B，而在AdjacentC 的情況下是方向區(qū)域C，如同圖9f中所示。如果真實位置和理想位置不具有公共的方向區(qū)域，則將會使用圖 9g所示的0utside策略。這里，存在兩種情況，即OutsideM策略和 OutsideC策略。如果真實位置與方向區(qū)域C的位置很接近，則采用 OutsideC。如果源的真實位置位于兩個方向位置之間或源位置實際上 位于三個方向區(qū)域之間但很靠近拐點(knee)，則采用OutsideM。還要注意的是，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，任何方向區(qū)域均可以 與任何方向區(qū)域相連，從而源為了從一個方向區(qū)域到另一個方向區(qū)域 不需要穿過第三方向區(qū)域，而是存在從任何方向區(qū)域到任何其他的方 向區(qū)域的可編制的源路徑。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，手動地移動源，即借助于所謂的 Cader。本發(fā)明的Cader策略提供了不同的補償路徑。希望的是，Cader 策略通常導(dǎo)致把源的理想位置到當(dāng)前位置的方向區(qū)域A和方向區(qū)域C連 接的補償路徑。該補償路徑可以在圖9h中看出。最新獲得的理想位置 是理想位置的方向區(qū)域C，在圖9h中，當(dāng)真實位置的方向區(qū)域C從方向 區(qū)域920修改為方向區(qū)域921時，補償路徑出現(xiàn)?？傊瑘D9i中示出了三個Cader策略。當(dāng)真實位置的目的地方向區(qū) 域C被改變時，采用圖9i左手邊的策略。就路徑的行動方式而言，Cader與OutsideM策略相對應(yīng)。當(dāng)真實位置的起始方向區(qū)域A被改變時，采用 Caderlnverse。該補償路徑所表現(xiàn)的行為方式與正常情況(Cader)下 的補償路徑類似，然而，DSP中的計算可以不同。當(dāng)源的真實位置位 于三個方向區(qū)域之間且新的場景開始時，采用CaderTriplestart。在 這種情況下，必須建立從源的真實位置到新場景的起始方向區(qū)域的補 償路徑。Cader可以用于執(zhí)行源的特技(animation)。對于權(quán)重因數(shù)的計算， 不存在區(qū)別，其取決于源是手動地移動還是自動地移動。然而，基本 的差別是，源的移動不受定時器的控制，而是由用于接收路徑修改命 令的裝置(804)所接收的Cader事件來觸發(fā)。因此，Cader事件是路徑 修改命令。本發(fā)明的源特技借助于Cader所提供的特殊情況是源的后向 移動。如果源的位置與常規(guī)情況相對應(yīng)，則源將會在期望的路徑上移 動，要么利用Cader來移動，要么是自動地移動。然而在補償情況下， 源的后向移動將經(jīng)歷特殊情況。為了描述這個特殊情況，把源路徑分 為源路徑15a和補償路徑15b，缺省部分表示源路徑15a的一部分，而圖 10a中的補償部分表示補償路徑。缺省部分與源路徑的原始編制的部分 相對應(yīng)。補償部分描述了與編制的移動發(fā)生偏離的路徑部分。如果源利用Cader而后向移動，這將得到不同的結(jié)果，取決于源是 位于補償部分上還是位于缺省部分上。如果假定源位于補償部分上， 則Cader的左向移動將導(dǎo)致源的后向移動。只要源仍在補償部分上，則 一切按照預(yù)期發(fā)生。然而， 一旦源離開了補償部分并進入缺省部分， 則將要發(fā)生的是，源正常地在缺省部分上理想地移動，但是要重新計 算補償部分，以便當(dāng)Cader再次向右移動時，源不會像最初的那樣沿著 缺省部分而行進，而是將直接經(jīng)過重新計算的補償部分而逼近當(dāng)前目 的地的方向區(qū)域。該情況在圖10b中示出。通過使源后向移動并再次前 向移動，當(dāng)后向移動使缺省部分被縮短時，將會計算修改后的補償部 分。在下文中，將描述源位置的計算。A、 B和C是用來定義源位置的方 向區(qū)域。A、 B和FadeAB描述了補償部分的起始位置。C和FadeAbC描述 了源在補償部分上的位置。FadeAC描述了源在總路徑上的位置。所探尋的是源定位，其中省卻了針對FadeAB和FadeAbC的兩個值的 麻煩的輸入。取而代之的是，直接通過FadeAC來設(shè)置源。如果FadeAC 被設(shè)為等于零，則源將會處于路徑的開端。如果FadeAC被設(shè)為等于l， 則源將會處于路徑的末端。此外，將會避免輸入期間的補償部分或缺 省部分"打擾"用戶。另一方面，針對FadeAC值的設(shè)置取決于源是位 于補償部分上還是位于缺省部分上。通常，圖10c上部所描述的等式將 應(yīng)用于FadeAC。可能提出通過明確地指示FadeAC值來定義源在當(dāng)前路徑部分上的 位置的想法。圖10c示出了當(dāng)設(shè)置FadeAC時FadeAB和FadeAbC的行為如 何的一些示例。下文描述當(dāng)把FadeAC設(shè)為O. 5時所出現(xiàn)的情況。具體出現(xiàn)的情況取 決于源是位于補償部分上還是位于缺省部分上。如果源位于缺省部分 上，則如下成立FadeAbC二零。然而，如果源分別位于缺省部分的末端或補償部分的開端，則如 下成立.-FadeAbC:零 而且(FadeAC二FadeAB/FadeAB+l)。圖10d示出了根據(jù)FadeAC來確定參數(shù)FadeAB和FadeAbC，在條目1 和2中對源是位于缺省部分上還是位于補償部分上進行區(qū)分，并且在條 目3中計算針對缺省部分的值，而在條目4中計算針對補償部分的值。然后，根據(jù)圖10d所獲得的衰落因數(shù)(如圖3b所示)由用于計算權(quán) 重因數(shù)的裝置來使用，以最終計算權(quán)重因數(shù)gb g2、 g3，根據(jù)這些權(quán)重 因數(shù)又可以計算音頻信號和內(nèi)插等，如關(guān)于圖6所述的那樣。本發(fā)明的概念在與波場合成相結(jié)合時尤其良好。在一種情況下，其中由于光學(xué)原因不能把波場合成揚聲器陣列布置在舞臺上，取而代之的是必須使用具有方向組的delta立體聲以實現(xiàn)聲音定位，典型地可以把波場合成陣列布置在至少是禮堂兩側(cè)和禮堂的后部。然而根據(jù)本 發(fā)明，用戶不需要借助于波場合成陣列或方向組來處理之后源是否是 可聽見的。適當(dāng)混合的情況也是可能的，例如當(dāng)波場合成揚聲器陣列由于將 與光學(xué)效果產(chǎn)生干擾而不能位于舞臺中特定區(qū)域內(nèi)時，而在舞臺中的 另一個區(qū)域中，很可能采用波場合成揚聲器陣列。同樣，在這里出現(xiàn)了delta立體聲和波場合成的組合。然而根據(jù)本發(fā)明，用戶將不需關(guān)心 如何對他/她的源進行處理，這是因為圖形用戶界面也提供了其中設(shè)置 有波場合成揚聲器陣列的區(qū)域作為方向組。在用于指導(dǎo)執(zhí)行的系統(tǒng)的 一部分上，總是提供用于定位的方向區(qū)域機制，使得在公共用戶界面 中，不需要任何用戶干涉就可以向波場合成或delta立體聲方向聲波定 位分配源。方向區(qū)域的概念可以普遍地應(yīng)用，用戶總是以相同的方式 來定位聲源。換句話說，用戶不會注意他/她是否在包括晶片合成陣列 的方向區(qū)域中定位聲源，或他/她是否在實際上具有支持揚聲器的方向 區(qū)域中定位聲源，所述支持揚聲器根據(jù)第一波前定律而操作。源移動由用戶提供方向區(qū)域之間的移動路徑而實現(xiàn)，這個由用戶 所設(shè)置的移動路徑由根據(jù)圖8的用于接收源路徑的裝置來接收。僅在配 置系統(tǒng)的一部分上，各個轉(zhuǎn)換決定對波場合成源還是delta立體聲源進 行處理。具體地，這個決定通過調(diào)查方向區(qū)域的屬性參數(shù)而做出。這里，每一個方向區(qū)域可以包含任意數(shù)目的揚聲器以及一個波場 合成源，該波場合成源總是恰好保留在揚聲器陣列中的固定位置處， 和/或借助于其虛擬位置而保留在相對于揚聲器陣列的固定位置處，而 且每一個方向區(qū)域與delta立體聲系統(tǒng)中的支持揚聲器的(真實)位置 相對應(yīng)。這樣，波場合成源表示波場合成系統(tǒng)的通道，正如已知的， 其能夠在波場合成系統(tǒng)中對一個單獨的音頻對象進行處理，即每個通 道一個單獨的源。波場合成源的特征由適合的波場合成特定參數(shù)來描 述。波場合成源的移動可以以兩種方式來實現(xiàn)，這取決于可用的計算能力。固定定位的波場合成源借助于淡入淡出來觸發(fā)。如果源移出了 方向區(qū)域，則揚聲器將會衰減，而該源正在移入的方向區(qū)域中的揚聲 器的衰減程度較小。備選地，針對輸入的固定位置，可以對新的位置進行內(nèi)插，之后 使其對于波場合成表現(xiàn)器可用作虛擬位置，從而在沒有淡入淡出的情況下借助于真實的波場合成來產(chǎn)生虛擬位置，而這在基于delta立體聲而操作的方向區(qū)域中當(dāng)然是不可能的。本發(fā)明的優(yōu)點在于源的自由定位，并且可以實現(xiàn)方向區(qū)域的分配， 特別是當(dāng)存在交迭的方向區(qū)域時，即當(dāng)揚聲器屬于若干個方向區(qū)域時， 可以實現(xiàn)就方向區(qū)域位置而言具有高分辨率的多個方向區(qū)域。原理上， 基于所允許的交迭，舞臺上的每一個揚聲器都可以表示其自身的方向 區(qū)域，其把以更大延遲而進行發(fā)射的揚聲器布置在周圍，以滿足響度 要求。然而， 一旦涉及其他的方向區(qū)域，這些(圍繞的)揚聲器將突 然變?yōu)橹С謸P聲器，并不再是"輔助揚聲器"。本發(fā)明的概念的特征還由直覺的操作員界面來描述，該界面最大 可能地減輕了用戶的工作，因而能夠使即使是對系統(tǒng)的所有細節(jié)并不 在行的用戶也能進行安全的操作。此外，通過公共的操作員界面實現(xiàn)了波場合成與delta立體聲的組 合，在優(yōu)選實施例中，借助均衡參數(shù)來實現(xiàn)源移動的動態(tài)濾波，并且 在兩種衰落算法之間進行切換，以避免產(chǎn)生由于從一個方向區(qū)域到下 一個方向區(qū)域的轉(zhuǎn)變而引起的假象。此外，本發(fā)明確保方向區(qū)域之間 的衰落期間不會出現(xiàn)水平的下降，還提供了動態(tài)衰落，以減小其他假 象。因此，補償路徑的提供實現(xiàn)了實況應(yīng)用適合性，之后將存在干涉 的可能，以在例如當(dāng)主角離開編制的規(guī)定路徑時跟蹤聲音期間做出反 應(yīng)。本發(fā)明尤其有利于劇院中的聲波定位、用于音樂表演的舞臺、戶 外舞臺以及多數(shù)主要的禮堂或演奏場所。取決于條件，本發(fā)明的方法可以以硬件或軟件而實現(xiàn)。可以在數(shù) 字存儲介質(zhì)上來實現(xiàn)，特別是具有電可讀控制信號的盤或CD，該信號 可以和可編程計算機系統(tǒng)協(xié)作，以執(zhí)行本方法。通常，本發(fā)明還包括一種計算機程序產(chǎn)品，其包括存儲在機器可讀載體上的程序代碼，當(dāng) 所述計算機程序產(chǎn)品在計算機上運行時，用于執(zhí)行本發(fā)明的方法。換 句話說，本發(fā)明可以以包括程序代碼的計算機程序來實現(xiàn)，當(dāng)所述計 算機程序在計算機上運行時，用于執(zhí)行本方法。
權(quán)利要求
1、一種用于控制被分到至少三個方向組(10a、10b、10c)的多個揚聲器的設(shè)備，每一個方向組具有與之相關(guān)聯(lián)的方向組位置(11a、11b、11c)，所述設(shè)備包括用于接收從第一方向組位置(11a)到第二方向組位置(11b)的源路徑、以及針對該源路徑的移動信息的裝置(800)；用于根據(jù)移動信息來計算針對不同時間點的源路徑參數(shù)(FadeAB)的裝置(802)，所述源路徑參數(shù)指示音頻源在源路徑上的位置；用于接收路徑修改命令的裝置(804)，借助于所述路徑修改命令，可以啟動至第三方向區(qū)域的補償路徑；用于存儲在補償路徑(15b)偏離源路徑(15a)的位置處的源路徑參數(shù)的值的裝置(806)；以及用于根據(jù)源路徑(15a)、已存儲的源路徑參數(shù)(FadeAB)的值、以及與補償路徑(15b)有關(guān)的信息來計算針對三個方向組的揚聲器的權(quán)重因數(shù)的裝置(810)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，還包括用于計算補償路徑參數(shù) (FadeAbC)的裝置(808)，所述補償路徑參數(shù)指示音頻源在補償路徑 (15b)上的位置，而且計算裝置(810)被配置為額外地使用補償路徑參數(shù)來計算針對三個方向組的揚聲器的權(quán)重因數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，用于計算源路徑參數(shù) 的裝置(802)被配置為計算連續(xù)時間點的源路徑參數(shù)，使得源在源路 徑上以由所述移動信息所規(guī)定的速度來移動。
4、 根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，用于計算補 償路徑參數(shù)的裝置(808)被配置為計算連續(xù)時間點的補償路徑參數(shù)， 使得源在補償路徑上以高于源在源路徑上的移動速度的預(yù)定義速度移 動。
5、 根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，用于計算權(quán)重因數(shù)的裝置(810)被配置為如下計算權(quán)重因數(shù)g,二 (1-FadeAbC) (1-FadeAB); g2= (1-FadeAbC) FadeAB; g3二FadeAbC其中，g,是第一方向組的揚聲器的權(quán)重因數(shù)，g2是第二方向組的 揚聲器的權(quán)重因數(shù)，g3是第三方向組的揚聲器的權(quán)重因數(shù)，F(xiàn)adeAB是 已經(jīng)由裝置(806)存儲的源路徑參數(shù)，而FadeAbC是補償路徑參數(shù)。
6、 根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，以交迭的方 式來設(shè)置三個方向組，使得存在至少一個揚聲器，該揚聲器存在于三 個方向組中，而且針對每一個方向組，對于與之相關(guān)聯(lián)的揚聲器參數(shù) 具有不同的參數(shù)值，所述設(shè)備還包括用于使用參數(shù)值和權(quán)重因數(shù)來計算揚聲器的揚聲器信號的裝置 (42)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，計算裝置(42)包括用于 根據(jù)權(quán)重因數(shù)來計算內(nèi)插后的值的裝置(46、 48)，所述內(nèi)插裝置被配 置為執(zhí)行如下內(nèi)插Z二gl氺ai + g2氺a2+g3氺a3 ，其中，Z是內(nèi)插后的揚聲器參數(shù)值，g,是第一權(quán)重因數(shù)，g2是第二權(quán)重因數(shù)，而g3是第三權(quán)重因數(shù)，a是與第一方向組相對應(yīng)的揚聲器的 揚聲器參數(shù)值，a2是與第二方向組相對應(yīng)的揚聲器參數(shù)值，而&是與 第三方向組相對應(yīng)的揚聲器參數(shù)值。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)插裝置被配置為計 算內(nèi)插后的延遲值或內(nèi)插后的縮放值。
9、 根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，用于接收路 徑修改命令的裝置(804)被配置為從圖形用戶界面接收手動輸入。
10、 根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括 跳躍補償裝置，用于確定從第一跳躍位置到第二跳躍位置的連續(xù)跳躍補償路徑；其中，用于計算權(quán)重因數(shù)的裝置(810)被配置為計算音頻源在 跳躍補償路徑上的位置的權(quán)重因數(shù)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，第一跳躍位置由三個方 向組預(yù)先定義，而且第二跳躍位置由三個方向組預(yù)先定義，以及其中，所述跳躍補償裝置被配置為在搜索跳躍補償路徑中，選 擇補償策略，該補償策略取決于定義了第一跳躍位置的三個方向區(qū)域 和定義了第二跳躍位置的三個方向區(qū)域是否具有一個或若干個公共的 方向區(qū)域。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述跳躍補償裝置被配 置為當(dāng)?shù)谝惶S位置的三個方向區(qū)域和第二跳躍位置的三個方向區(qū) 域匹配時，使用InpathDual補償策略或InpathTriple補償策略，當(dāng)?shù)谝惶S位置的至少一個方向區(qū)域與第二跳躍位置的方向區(qū) 域相同時，使用AdjacentA補償策略、AdjacentB補償策略或AdjacentC補償策略，或當(dāng)?shù)谝惶S位置和第二跳躍位置不具有公共的方向區(qū)域時，使 用OutsideM補償策略或OutsideC補償策略。
13、 根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，用于接收路 徑修改命令的裝置(804)被配置為接收源在第一和第三方向組之間的 位置，以及用于計算源路徑參數(shù)的裝置(802)被配置為當(dāng)路徑修改命令 變得有效時，確定源是位于源路徑上還是位于補償路徑上。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，用于計算源路徑參數(shù)的 裝置(802)或用于計算補償路徑參數(shù)的裝置(808)被配置為當(dāng)源 位于補償路徑上時，基于第一計算規(guī)范來計算補償路徑參數(shù)，而當(dāng)源 位于源路徑上時，基于第二計算規(guī)范來計算路徑參數(shù)。
15、 一種用于控制被分到至少三個方向組(10a、 10b、 10c)的 多個揚聲器的方法，每一個方向組具有與之相關(guān)聯(lián)的方向組位置(lla、 llb、 llc)，所述方法包括接收(800)從第一方向組位置(lla)到第二方向組位置(lib) 的源路徑、以及針對該源路徑的移動信息；根據(jù)移動信息來計算(802)針對不同時間點的源路徑參數(shù) (FadeAB)，所述源路徑參數(shù)指示音頻源在源路徑上的位置；接收(804)路徑修改命令，借助于所述路徑修改命令，可以啟 動至第三方向區(qū)域的補償路徑；存儲(806)在補償路徑(15b)偏離源路徑(15a)的位置處的 源路徑參數(shù)的值；以及根據(jù)源路徑G5a)、己存儲的源路徑參數(shù)(FadeAB)的值、以及 與補償路徑(15b)有關(guān)的信息來計算(810)針對三個方向組的揚聲 器的權(quán)重因數(shù)。
16、 一種包括程序代碼的計算機程序，當(dāng)所述計算機程序在計算 機上運行時，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法。
全文摘要
在存在至少三個方向組的再現(xiàn)區(qū)域中(每一個均包括揚聲器)，通過最初獲得(800)從第一方向組到第二方向組的源路徑以及針對該源路徑的移動信息，來實現(xiàn)對揚聲器的觸發(fā)。隨后，基于移動信息來計算不同時間點的源路徑參數(shù)，所述源路徑參數(shù)指示音頻源在源路徑上的位置。另外，接收(804)路徑修改命令，以定義至第三方向區(qū)域的補償路徑，進一步存儲在補償路徑偏離源路徑的位置處的源路徑參數(shù)的值，而且把其連同補償參數(shù)一同用以計算(810)三個方向組的揚聲器的權(quán)重因數(shù)。
文檔編號H04R3/12GK101223817SQ200680025915
公開日2008年7月16日 申請日期2006年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者加布里埃爾·加茨舍, 勒內(nèi)·羅迪格斯特, 卡特里·賴歇爾特, 弗蘭克·梅爾基奧, 托馬斯·羅杰, 約阿希姆·迪古拉, 邁克爾·施特勞斯, 邁克爾·貝金格, 馬丁·道舍爾 申請人:弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進協(xié)會