3d球面聲多媒體生成系統(tǒng)及還放系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及多媒體音頻處理【技術領域】，公開了一種3D球面聲多媒體生成系統(tǒng)及還放系統(tǒng)，該還放系統(tǒng)包括：模擬球面音箱陣列，其中，所述模擬球面音箱陣列布置在長方體的六個面上并模擬出球面效果，包括布置在長方體內表面上的多個音箱組；每個所述音箱組形成一個水平或垂直的環(huán)形面，每個所述音箱組中的多個音箱分布在所述環(huán)形面的外周上。本發(fā)明通過球面音箱陣列，可以完全模擬現(xiàn)實聲場的效果，實現(xiàn)了真正的全方位的立體聲效，能夠在觀影空間內的任何位置模擬虛擬聲像位置以及模擬畫面中環(huán)境，極大地改進了現(xiàn)場觀眾的視聽體驗，還可以提供創(chuàng)作非現(xiàn)實聲音效果的全部條件。
【專利說明】3D球面聲多媒體生成系統(tǒng)及還放系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及多媒體音頻處理【技術領域】，特別涉及一種3D球面聲多媒體生成系統(tǒng)及還放系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在文化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的中國，影視行業(yè)作為文化產(chǎn)業(yè)的核心，越來越受到廣大人民群眾的喜愛，同時相關的多媒體技術也成為技術發(fā)展的焦點。電影行業(yè)從膠片到數(shù)字化，從2D畫面到3D畫面，從真人演出到虛擬電腦特技，從高清1080P到IMAX甚至到4K、5K，其視頻效果不斷得到改善和提升，這無疑給觀眾帶來了一次又一次的視覺體驗沖擊，一次又一次地拉動了相關產(chǎn)業(yè)鏈的升級。
[0003]但是對于多媒體技術來說，上述改進僅僅出現(xiàn)在視頻處理領域，相對于不斷發(fā)生革命性變更的視頻處理技術，音頻技術一直沒有長足的進步。最近這大半個世紀，多媒體音頻只是從單聲道逐漸發(fā)展出了立體聲、環(huán)繞立體聲、3D環(huán)繞立體聲，當前以環(huán)繞立體聲為主的音頻技術已經(jīng)應用了超過20年。環(huán)繞立體聲輸出時一般只布置在用戶所處的環(huán)形水平面上，雖然盡量模擬了包圍用戶的聲效，但其實質上仍然只是在環(huán)形水平面內的模擬，其他方向上的立體效果有限。即便是最新出現(xiàn)的杜比全景聲，其實也只是在環(huán)繞立體聲方式中增加了頂部音箱輸出，由于其音頻處理的生成和還放方式仍然是基于環(huán)繞立體聲，實際音效的立體效果上沒有太大的變化。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是如何提供更逼真的立體多媒體音效。
[0005]為解決上述問題，一方面，本發(fā)明提供了一種3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng)，所述生成系統(tǒng)包括球面音箱陣列，其中，所述球面音箱陣列包括布置在球面不同經(jīng)度環(huán)形面和緯度環(huán)形面上的多個音箱組；多個所述經(jīng)度環(huán)形面之間間隔布置，多個所述緯度環(huán)形面之間間隔布置；每個所述音箱組中的多個音箱分布在所述環(huán)形面的圓周上。
[0006]優(yōu)選地，所述球面音箱陣列包括4個經(jīng)度環(huán)形面和3個緯度環(huán)形面，經(jīng)度環(huán)形面之間均勻間隔布置，緯度環(huán)形面之間也均勻間隔布置。
[0007]優(yōu)選地，所述生成系統(tǒng)中，音箱組中的多個音箱在其對應的環(huán)形面的圓周上均勻分布。
[0008]優(yōu)選地，所述生成系統(tǒng)中，全部音箱的發(fā)聲面對準所述球面的球心位置布置。
[0009]優(yōu)選地，所述生成系統(tǒng)中，各音箱的垂直指向和水平指向均在30度至120度之間。
[0010]優(yōu)選地，所述生成系統(tǒng)中，各音箱分布在所述經(jīng)度環(huán)形面和所述緯度環(huán)形面的各個交點附近。
[0011]優(yōu)選地，所述生成系統(tǒng)中，在O度緯度環(huán)形面的屏幕兩側邊緣處加設有主左右音箱；在屏幕正下方加設有超低音箱。[0012]優(yōu)選地，所述生成系統(tǒng)還包括音頻處理站、調音臺及多個功放，其中，所述音頻處理站通過數(shù)字接口和控制接口連接所述調音臺，將待處理的數(shù)字音頻信號和播放控制信號提供給所述調音臺；所述調音臺通過多路模擬輸出接口分別連接所述多個功放，將處理后的多路模擬音頻分別輸出給各個功放；每個功放與至少一個音箱連接，播放增益后的模擬音頻。
[0013]另一方面，本發(fā)明還同時提供一種3D球面聲多媒體的還放系統(tǒng)，所述還放系統(tǒng)包括:模擬球面音箱陣列，其中，所述模擬球面音箱陣列布置在長方體的六個面上并模擬出球面效果，包括布置在長方體內表面上的多個音箱組；每個所述音箱組形成一個水平或垂直的環(huán)形面，每個所述音箱組中的多個音箱分布在所述環(huán)形面的外周上。
[0014]優(yōu)選地，所述還放系統(tǒng)中，全部音箱的發(fā)聲面對準所述長方體最中心座椅的觀眾頭部位置布置。
[0015]優(yōu)選地，所述還放系統(tǒng)中，各音箱的垂直指向和水平指向均在30度至120度之間。
[0016]優(yōu)選地，所述還放系統(tǒng)中，各音箱分布在所述水平環(huán)形面和所述垂直環(huán)形面的各個交點附近。
[0017]優(yōu)選地，所述還放系統(tǒng)中，在與所述長方體最中心座椅的觀眾頭部位置水平高度相當?shù)钠聊粌蓚冗吘壧幖釉O有主左右音箱；在屏幕正下方加設有超低音箱。
[0018]優(yōu)選地，所述還放系統(tǒng)中的還包括懸空座椅，布置在所述長方體底面的音箱位于所述懸空座椅下方。
[0019]優(yōu)選地，所述還放系統(tǒng)還包括:數(shù)字服務器、音頻播放機及多個功放，其中，所述數(shù)字服務器通過多路模擬或數(shù)字輸出接口分別連接所述多個功放，將生成系統(tǒng)記錄的多路模擬音頻分別輸出給各個功放；同時所述數(shù)字服務器還通過控制接口連接所述音頻播放機，將播放控制信號提供給所述音頻播放機，以使音頻播放機內的多軌信號回放與數(shù)字服務器回放的視頻保持同步；所述音頻播放機通過音箱處理器連接所述多個功放，對具體播放設定進行控制；每個功放與至少一個音箱連接，播放增益后的模擬音頻。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng)和還放系統(tǒng)，通過球面音箱陣列，可以完全模擬現(xiàn)實聲場的效果，實現(xiàn)了真正的全方位的立體聲效，能夠在觀影空間內的任何位置模擬虛擬聲像位置以及模擬畫面中環(huán)境，極大地改進了現(xiàn)場觀眾的視聽體驗，還可以提供創(chuàng)作非現(xiàn)實聲音效果的全部條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng)的結構示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的一個更優(yōu)選實施例中3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng)的綜合結構示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中3D球面聲多媒體的還放系統(tǒng)的結構示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中3D球面聲多媒體的還放系統(tǒng)的結構示意側視圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的另一個更優(yōu)選實施例中3D球面聲多媒體的還放系統(tǒng)的綜合結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0026]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例為實施本發(fā)明的較佳實施方式，所述描述是以說明本發(fā)明的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所界定者為準，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]在本發(fā)明的實施例中，3D球面聲技術包括多媒體生成和還放(還原播放)兩個主要處理過程。如圖1所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng)包括球面音箱陣列，其中，所述球面音箱陣列包括布置在球面不同經(jīng)度環(huán)形面(即通過球心且垂直切割球面所得的圓形)和緯度環(huán)形面(即水平切割球面所得的圓形)上的多個音箱組；多個所述經(jīng)度環(huán)形面之間間隔布置，多個所述緯度環(huán)形面之間間隔布置；每個所述音箱組中的多個音箱分布在所述環(huán)形面的圓周上。
[0028]更進一步地，在圖1所示的優(yōu)選實施例中，球面音箱陣列包括4個經(jīng)度環(huán)形面和3個緯度環(huán)形面，經(jīng)度環(huán)形面之間均勻間隔布置，緯度環(huán)形面之間也均勻間隔布置。因為要求均勻間隔布置，所以4個經(jīng)度環(huán)形面相交于兩極點且經(jīng)度依次相差45度，3個緯度環(huán)形面相互平行且緯度相差45度。此外，在該優(yōu)選實施例中，音箱組中的多個音箱在其對應的環(huán)形面的圓周上均勻分布；更優(yōu)選地，音箱正好分布在經(jīng)度環(huán)形面和緯度環(huán)形面的各個交點附近(誤差5度以內)。另外，全部音箱的發(fā)聲面對準所述球面的球心位置布置，考慮到前述經(jīng)度環(huán)形面和緯度環(huán)形面的布置方式，各音箱的垂直指向和水平指向均在30度至120度之間。這樣，球面聲具有一個假象的視聽中心點，通過中心點設置相應的球面音箱分布，通過這個球面音箱陣列，可以完全模擬現(xiàn)實聲場的效果，也可以提供創(chuàng)作非現(xiàn)實聲音效果的全部條件。
[0029]考慮到影片放映的實際情況，圖1的優(yōu)選實施例中其實還進一步劃分了屏幕區(qū)和觀眾區(qū)。在本發(fā)明的其他優(yōu)選實施例中，為配合屏幕區(qū)所帶來的視覺沖擊力，可以適當調整音箱的分布密度，優(yōu)選地，在O度緯度環(huán)形面(即赤道環(huán)形面)的屏幕兩側邊緣處加設主左右音箱；在屏幕正下方加設超低音箱。通過使屏幕區(qū)的音箱布置密度略高于觀眾區(qū)，以使觀眾能更強烈地感受到放映時正面視覺一起帶來的沖擊力。圖1中，3D球面聲基礎制式為26+3通道，即26個交叉點+主左右通道和低音通道的布置方式。當然，本領域相關技術人員可以理解，圖1僅為一種示例性的布置方式，本發(fā)明的其他實施例中也可以通過減小陣列中環(huán)形面間的角度而衍生出新的更高解析度、更多通道的3D球面聲制式，比如以30度經(jīng)緯度交叉點來布置音箱。
[0030]在本發(fā)明的其他優(yōu)選實施例中，3D球面聲效果可以集中處理也可以相對獨立處理，即全部球面音箱陣列的音效可以統(tǒng)一處理和生成，也可以按照環(huán)形面的音箱組分別處理和生成。無論用哪種方式，原則上是每個音箱作為一路獨立的聲道進行采樣和編碼?？紤]到現(xiàn)有技術中環(huán)繞立體聲技術已經(jīng)非常成熟，采用后一種方式可以比較方便地將現(xiàn)有環(huán)繞立體聲音頻轉換為3D球面聲，因而該方式可有效兼容現(xiàn)有的音頻系統(tǒng)。相對于現(xiàn)有技術中常見的5.1、6.1和7.1等環(huán)繞聲制式，在后一種處理方式中，每個環(huán)形面所對應的音箱組中也可同樣設置為多個正常聲道和至少一個低音聲道。而在前一種處理方式中，低音聲道可以綜合考量布置。
[0031]進一步參見圖2，在本發(fā)明的一個更優(yōu)選實施例中，3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng)還包括音頻處理站、調音臺及多個功放，其中，所述音頻處理站通過數(shù)字接口和控制接口連接所述調音臺，將待處理的數(shù)字音頻信號和播放控制信號提供給所述調音臺；所述調音臺通過多路模擬輸出接口分別連接所述多個功放，將處理后的多路模擬音頻分別輸出給各個功放；每個功放與至少一個音箱連接，播放增益后的模擬音頻。更進一步地，在圖2中，音頻處理站還通過視頻回放接口連接投影機、通過外部控制接口連接3D聲像控制器，通過同時進行視頻回放來調整音頻，實現(xiàn)其與視頻的同步。最終，音頻處理站將調整完成的音頻信號記錄為完整的音頻文件。
[0032]在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，如圖3所示，公開了一種3D球面聲多媒體的還放系統(tǒng)，包括:模擬球面音箱陣列，其中，所述模擬球面音箱陣列布置在長方體的六個面上并模擬出球面效果，包括布置在長方體內表面上的多個音箱組；每個所述音箱組形成一個水平或垂直的環(huán)形面，每個所述音箱組中的多個音箱分布在所述環(huán)形面的外周上。優(yōu)選地，全部音箱的發(fā)聲面對準所述長方體最中心座椅的觀眾頭部位置布置；此外，音箱分布密度和聲道配置方式可采用與生成系統(tǒng)相似的方式來設置，其分布密度和聲道配置方式保持基本一致，即音箱位置均在經(jīng)度環(huán)和緯度環(huán)交叉點到圓心的軸線上(房間內)，并朝向圓心，在此不再贅述。
[0033]在該優(yōu)選實施例中，還放系統(tǒng)中音箱位置與生成系統(tǒng)中音箱位置基本對應，只是由于絕大多數(shù)生活空間(如放映廳、大會議室、階級教室、客廳等)均是長方體造型，為了配合生活空間的造型，還放系統(tǒng)采用了長方體布置來模擬球面的方式。
[0034]在圖3的優(yōu)選實施例中以電影放映廳為例，更進一步地，所述還放系統(tǒng)中的還包括懸空座椅，布置在所述長方體底面的音箱位于所述懸空座椅下方。懸空座椅的實現(xiàn)方式進一步參見圖4所示的側視圖，從圖4中可以看出，座椅布設在架空的地板上，地板下方的空間中布置有多個音箱以對觀眾形成全方位的包圍。在本發(fā)明中，通過座椅懸空實現(xiàn)聲音的360度對觀眾的包圍，聲音不是平面的360度環(huán)繞，而是球面的360度包圍，能夠在觀影空間內的任何位置模擬虛擬聲像位置以及模擬畫面中環(huán)境，并且還能給予主觀非現(xiàn)實音響更大的創(chuàng)作空間。
[0035]進一步參見圖5，在本發(fā)明的一個更優(yōu)選實施例中，3D球面聲多媒體的還放系統(tǒng)還包括數(shù)字服務器、音頻播放機及多個功放，其中，所述數(shù)字服務器通過多路模擬輸出接口分別連接所述多個功放，將生成系統(tǒng)記錄的多路模擬音頻分別輸出給各個功放；同時所述數(shù)字服務還通過控制接口連接所述音頻播放機，將播放控制信號(主要是時間同步信號)提供給所述音頻播放機，以使音頻播放機內的多軌信號回放與數(shù)字服務器回放的視頻保持同步；所述音頻播放機通過音箱處理器連接所述多個功放，對具體播放設定進行控制；每個功放與至少一個音箱連接，播放增益后的模擬音頻。更進一步地，在圖5中，數(shù)字服務器還通過數(shù)字接口連接投影機，同時輸出視頻信號并進行播放控制。
[0036]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng)和還放系統(tǒng)，通過球面音箱陣列，可以完全模擬現(xiàn)實聲場的效果，實現(xiàn)了真正的全方位的立體聲效，能夠在觀影空間內的任何位置模擬虛擬聲像位置以及模擬畫面中環(huán)境，極大地改進了現(xiàn)場觀眾的視聽體驗，還可以提供創(chuàng)作非現(xiàn)實聲音效果的全部條件。此外，本發(fā)明中的球面聲制式可以實現(xiàn)向下向上的全兼容，能兼容現(xiàn)有或將來全部的電影聲音制式，也可積極推進技術的推廣和更新。
[0037]雖然以上結合優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但本領域的技術人員應該理解，本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，在不背離由所附權利要求書限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明作出各種修改、增加、以及替換。
【權利要求】
1.一種3D球面聲多媒體的生成系統(tǒng),其特征在于,所述生成系統(tǒng)包括球面音箱陣列，其中， 所述球面音箱陣列包括布置在球面不同經(jīng)度環(huán)形面和緯度環(huán)形面上的多個音箱組； 多個所述經(jīng)度環(huán)形面之間間隔布置，多個所述緯度環(huán)形面之間間隔布置； 每個所述音箱組中的多個音箱分布在所述環(huán)形面的圓周上。
2.如權利要求1所述的生成系統(tǒng)，其特征在于，所述球面音箱陣列包括4個經(jīng)度環(huán)形面和3個緯度環(huán)形面，經(jīng)度環(huán)形面之間均勻間隔布置，緯度環(huán)形面之間也均勻間隔布置。
3.如權利要求1所述的生成系統(tǒng)，其特征在于，所述生成系統(tǒng)中，音箱組中的多個音箱在其對應的環(huán)形面的圓周上均勻分布。
4.如權利要求1所述的生成系統(tǒng)，其特征在于，所述生成系統(tǒng)中，全部音箱的發(fā)聲面對準所述球面的球心位置布置。
5.如權利要求4所述的生成系統(tǒng)，其特征在于，所述生成系統(tǒng)中，各音箱的垂直指向和水平指向均在30度至120度之間。
6.如權利要求1所述的生成系統(tǒng)，其特征在于，所述生成系統(tǒng)中，各音箱分布在所述經(jīng)度環(huán)形面和所述緯度環(huán)形面的各個交點附近。
7.如權利要求6所述的生成系統(tǒng)，其特征在于，所述生成系統(tǒng)中，在O度緯度環(huán)形面的屏幕兩側邊緣處加設有主左右音箱；在屏幕正下方加設有超低音箱。
8.如權利要求1所述的生成系統(tǒng)，其特征在于，所述生成系統(tǒng)還包括音頻處理站、調音臺及多個功放，其中， 所述音頻處理站通過數(shù)字接口和控制接口連接所述調音臺，將待處理的數(shù)字音頻信號和播放控制信號提供給所述調音臺； 所述調音臺通過多路模擬輸出接口分別連接所述多個功放，將處理后的多路模擬音頻分別輸出給各個功放； 每個功放與至少一個音箱連接，播放增益后的模擬音頻。
9.一種3D球面聲多媒體的還放系統(tǒng),其特征在于,所述還放系統(tǒng)包括:模擬球面音箱陣列，其中， 所述模擬球面音箱陣列布置在長方體的六個面上并模擬出球面效果，包括布置在長方體內表面上的多個音箱組； 每個所述音箱組形成一個水平或垂直的環(huán)形面，每個所述音箱組中的多個音箱分布在所述環(huán)形面的外周上。
10.如權利要求9所述的還放系統(tǒng)，其特征在于，所述還放系統(tǒng)中，全部音箱的發(fā)聲面對準所述長方體最中心座椅的觀眾頭部位置布置。
11.如權利要求9所述的還放系統(tǒng)，其特征在于，所述還放系統(tǒng)中，各音箱的垂直指向和水平指向均在30度至120度之間。
12.如權利要求9所述的還放系統(tǒng)，其特征在于，所述還放系統(tǒng)中，各音箱分布在所述水平環(huán)形面和所述垂直環(huán)形面的各個交點附近。
13.如權利要求12所述的還放系統(tǒng)，其特征在于，所述還放系統(tǒng)中，在與所述長方體最中心座椅的觀眾頭部位置水平高度相當?shù)钠聊粌蓚冗吘壧幖釉O有主左右音箱；在屏幕正下方加設有超低音箱。
14.如權利要求9所述的還放系統(tǒng)，其特征在于，所述還放系統(tǒng)中的還包括懸空座椅，布置在所述長方體底面的音箱位于所述懸空座椅下方。
15.如權利要求9所述的還放系統(tǒng)，其特征在于，所述還放系統(tǒng)還包括:數(shù)字服務器、音頻播放機及多個功放，其中， 所述數(shù)字服務器通過多路模擬或數(shù)字輸出接口分別連接所述多個功放，將生成系統(tǒng)記錄的多路模擬音頻分別輸出給各個功放； 同時所述數(shù)字服務器還通過控制接口連接所述音頻播放機，將播放控制信號提供給所述音頻播放機，以使音頻播放機內的多軌信號回放與數(shù)字服務器回放的視頻保持同步；所述音頻播放機通過音箱處理器連接所述多個功放，對具體播放設定進行控制； 每個功放與至少一 個音箱連接，播放增益后的模擬音頻。
【文檔編號】H04R5/02GK103974172SQ201410232890
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】閆藝萌 申請人:閆藝萌