音頻設備及其音頻提供方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種音頻設備及其音頻提供方法，具體地講，涉及一種通過使用位于 同一平面上的多個揚聲器來產(chǎn)生和提供給予高度感的虛擬音頻的音頻設備及其音頻提供 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著視頻和聲音處理技術(shù)的發(fā)展，已大量生產(chǎn)圖像和聲音品質(zhì)高的內(nèi)容。需要圖 像和聲音品質(zhì)高的內(nèi)容的用戶期望逼真的視頻和音頻，因此，已積極開展關于3維（3D)視 頻和3D音頻的研究。
[0003] 3D音頻是這樣的技術(shù)：多個揚聲器位于水平面上的不同位置，并輸出相同的音頻 信號或不同的音頻信號，以使用戶能夠感知到空間感。然而，真實的音頻在水平面上的各個 位置被提供，還在不同的高度被提供。因此，需要開發(fā)用于有效地再現(xiàn)在不同的高度被提供 的音頻信號的技術(shù)。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖Ia所示，音頻信號通過與第一高度相應的音色轉(zhuǎn)換濾波器 (例如，頭相關傳輸濾波器（HRTF)校正濾波器）被濾波，多個音頻信號通過復制濾波后的音 頻信號被產(chǎn)生。多個增益應用單元分別基于分別與將輸出產(chǎn)生的多個音頻信號的多個揚聲 器相應的增益值，來對該產(chǎn)生的多個音頻信號進行放大或衰減，放大或衰減后的聲音信號 分別通過相應的揚聲器被輸出。因此，可通過使用位于同一平面上的多個揚聲器來產(chǎn)生給 予高度感的虛擬音頻。
[0005] 然而，在現(xiàn)有技術(shù)的虛擬音頻信號產(chǎn)生方法中，最佳聽音位置很窄，因此，在通過 系統(tǒng)真實地再現(xiàn)音頻的情況下，其性能是有限的。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖Ib中所 示，由于僅在一點（例如，位于中央的區(qū)域0)對音頻進行最優(yōu)化和渲染，因此用戶在除了那 一點以外的區(qū)域（例如，位于中央左側(cè)的區(qū)域X)無法正常地聽到給予高度感的虛擬音頻信 號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明提供了一種音頻設備及其音頻提供方法，其中，由于通過使用延時值，多個 虛擬音頻信號形成具有平面波的聲場，用戶能夠在各個區(qū)域聽到虛擬音頻信號。
[0008] 此外，本發(fā)明提供了一種基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型， 基于根據(jù)頻率的不同的增益值的音頻設備及其音頻提供方法，其中，通過所述音頻設備及 其音頻提供方法，用戶能夠在各個區(qū)域聽到虛擬音頻信號。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供了一種由音頻設備執(zhí)行的音頻提供方法，其中，所 述音頻提供方法包括：接收包括多個聲道的音頻信號；通過將具有所述多個聲道之中給予 高度感的聲道的音頻信號施加到濾波器來產(chǎn)生將分別被輸出到多個揚聲器的多個虛擬音 頻信號，其中，濾波器將所述音頻信號處理為具有高度感；將組合增益值和延時值應用于所 述多個虛擬音頻信號，使得通過所述多個揚聲器分別被輸出的所述多個虛擬音頻信號形成 具有平面波的聲場；通過所述多個揚聲器分別輸出應用了組合增益值和延時值的所述多個 虛擬音頻信號。
[0011] 所述產(chǎn)生將分別被輸出到多個揚聲器的多個虛擬音頻信號的步驟可包括：將濾波 后的音頻信號復制為與所述多個揚聲器的數(shù)量相應；將與所述多個揚聲器中的每一個揚聲 器相應的平移增益值應用于通過所述復制而獲得的多個音頻信號中的每一個音頻信號，使 得濾波后的音頻信號具有虛擬的高度感，從而產(chǎn)生所述多個虛擬音頻信號。
[0012] 所述應用步驟可包括：將與所述多個揚聲器之中的用于實現(xiàn)具有平面波的聲場的 至少兩個揚聲器相應的虛擬音頻信號乘以組合增益值；將延時值應用于與所述至少兩個揚 聲器相應的虛擬音頻信號。
[0013] 所述應用步驟可包括：將增益值0應用于與所述多個揚聲器之中的除了所述至少 兩個揚聲器以外的揚聲器相應的音頻信號。
[0014] 所述應用步驟可包括：將延時值應用于分別與所述多個揚聲器相應的所述多個虛 擬音頻信號；將應用了延時值的所述多個虛擬音頻信號乘以最終增益值，其中，最終增益值 通過將平移增益值與組合增益值相乘來獲得。
[0015] 將音頻信號處理為具有高度感的濾波器可以是頭相關傳輸濾波器（HRTF)。
[0016] 所述分別輸出應用了組合增益值和延時值的所述多個虛擬音頻信號的步驟可包 括：將與特定聲道相應的虛擬音頻信號和具有所述特定聲道的音頻信號相混合，以通過與 所述特定聲道相應的揚聲器輸出通過所述混合而獲得的音頻信號。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種音頻設備，其中，所述音頻設備包括：輸 入單元，被配置為接收包括多個聲道的音頻信號；虛擬音頻產(chǎn)生單元，被配置為將具有所述 多個聲道之中給予高度感的聲道的音頻信號施加到濾波器，以產(chǎn)生將分別被輸出到多個揚 聲器的多個虛擬音頻信號，其中，濾波器被配置為將所述音頻信號處理為具有高度感；虛擬 音頻處理單元，被配置為將組合增益值和延時值應用于所述多個虛擬音頻信號，使得通過 所述多個揚聲器分別被輸出的所述多個虛擬音頻信號形成具有平面波的聲場；輸出單元， 被配置為通過所述多個揚聲器分別輸出應用了組合增益值和延時值的所述多個虛擬音頻 信號。
[0018] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將濾波后的音頻信號復制為與所述多個揚聲 器的數(shù)量相應，并將與所述多個揚聲器中的每一個揚聲器相應的平移增益值應用于通過所 述復制獲得的多個音頻信號中的每一個音頻信號，使得濾波后的音頻信號具有虛擬的高度 感，從而產(chǎn)生所述多個虛擬音頻信號。
[0019] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將與所述多個揚聲器之中的用于實現(xiàn)具有平面 波的聲場的至少兩個揚聲器相應的虛擬音頻信號乘以組合增益值，并將延時值應用于與所 述至少兩個揚聲器相應的虛擬音頻信號。
[0020] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將增益值0應用于與所述多個揚聲器之中的除 了所述至少兩個揚聲器以外的揚聲器相應的音頻信號。
[0021] 虛擬音頻處理單元還可被配置為：將延時值應用于分別與所述多個揚聲器相應的 所述多個虛擬音頻信號，并將應用了延時值的所述多個虛擬音頻信號乘以最終增益值，其 中，最終增益值是通過將平移增益值與組合增益值相乘而獲得的。
[0022] 被配置為將音頻信號處理為具有高度感的濾波器可以是頭相關傳輸濾波器 (HRTF)〇
[0023] 輸出單元還可被配置為：將與特定聲道相應的虛擬音頻信號和具有所述特定聲道 的音頻信號相混合，以通過與所述特定聲道相應的揚聲器輸出通過所述混合而獲得的音頻 信號。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種由音頻設備執(zhí)行的音頻提供方法，其中， 所述音頻提供方法包括：接收包括多個聲道的音頻信號；將具有所述多個聲道之中給予高 度感的聲道的音頻信號施加到濾波器，其中，濾波器將所述音頻信號處理為具有高度感；通 過基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型，根據(jù)頻率將不同的增益值應用于 所述音頻信號來產(chǎn)生多個虛擬音頻信號；通過多個揚聲器分別輸出所述多個虛擬音頻信 號。
[0025] 所述產(chǎn)生多個虛擬音頻信號的步驟可包括：將濾波后的音頻信號復制為與揚聲器 的數(shù)量相應；基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型來確定同側(cè)揚聲器和對 側(cè)揚聲器；將低頻帶加強濾波器應用于與同側(cè)揚聲器相應的虛擬音頻信號，并將高通濾波 器應用于與對側(cè)揚聲器相應的虛擬音頻信號；將平移增益值乘以與同側(cè)揚聲器相應的音頻 信號和與對側(cè)揚聲器相應的音頻信號，以產(chǎn)生所述多個虛擬音頻信號。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種音頻設備，其中，所述音頻設備包括：輸 入單元，接收包括多個聲道的音頻信號；虛擬音頻產(chǎn)生單元，將具有所述多個聲道之中給予 高度感的聲道的音頻信號施加到濾波器，并通過基于將從其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號 的聲道類型，根據(jù)頻率將不同的增益值應用于所述音頻信號來產(chǎn)生多個虛擬音頻信號，其 中，濾波器將所述音頻信號處理為具有高度感；輸出單元，分別通過多個揚聲器輸出所述多 個虛擬音頻信號。
[0027] 虛擬音頻產(chǎn)生單元可將濾波后的音頻信號復制為與揚聲器的數(shù)量相應，基于將從 其產(chǎn)生虛擬音頻信號的音頻信號的聲道類型來確定同側(cè)揚聲器和對側(cè)揚聲器，將低頻帶加 強濾波器應用于與同側(cè)揚聲器相應的虛擬音頻信號，將高通濾波器應用于與對側(cè)揚聲器相 應的虛擬音頻信號，并將平移增益值乘以與同側(cè)揚聲器相應的音頻信號和與對側(cè)揚聲器相 應的音頻信號，以產(chǎn)生所述多個虛擬音頻信號。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種由音頻設備執(zhí)行的音頻提供方法，其中， 所述音頻提供方法包括：接收包括多個聲道的音頻信號；確定是否以給予高度感的形式對 具有所述多個聲道之中的給予高度感的聲道的音頻信號進行渲染；基于確定結(jié)果將所述多 個聲道之中的一些聲道施加到濾波器，其中，濾波器將所述一些聲道處理為具有高度感；將 增益值應用于應用了濾波器的信號以產(chǎn)生多個虛擬音頻信號；通過所述多個揚聲器分別輸 出所述多個虛擬音頻信號。
[0029] 所述確定步驟可包括：基于所述多個聲道之間的相關性和相似度，確定是否以給 予高度感的形式對具有給人予高度感的聲道的音頻信號進行渲染。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供了一種由音頻設備執(zhí)行的音頻提供方法，所述音 頻提供方法包括：接收包括多個聲道的音頻信號；將所述多個聲道之中的至少一些聲道施 加到濾波器以產(chǎn)生虛擬音頻信號，其中，濾波器將所述至少一些聲道處理為具有高度感；通 過可由外部裝置運行的編解碼器對產(chǎn)生的虛擬音頻信號進行重新編碼；將重新編碼后的虛 擬音頻信號輸出到外部。
[0031] 有益效果
[0032] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，用戶在各個位置聽到音頻設備提供的給予 高度感的虛擬音頻信號。
【附圖說明】
[0033] 圖Ia和圖Ib是用于描述現(xiàn)有技術(shù)的虛擬音頻提供方法的示圖；
[0034] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的音頻設備的配置的框圖；
[0035] 圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的具有平面波聲場的虛擬音頻的示圖；
[0036] 圖4至圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明各個示例性實施例的對11. 1聲道的音頻信號 進行渲染以通過7. 1聲道揚聲器輸出渲染后的音頻信號的方法的示圖；
[0037] 圖8是用于描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的由音頻設備執(zhí)行的音頻提供方法 的示圖；
[0038] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的音頻設備的配置的框圖；
[0039] 圖10和圖11是用于描述根據(jù)本發(fā)明各個示例性實施例的