[发明专利]包括语音信号处理在内的生成多声道信号的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理领域，并且具体地，涉及从较少的输入声道(例如，如一个(单声道)声道或两个(立体声)输入声道)生成若干输出声道。

背景技术

多声道音频材料正变得越来越受欢迎。这使得很多最终用户同时拥有了多声道再现系统。这主要归功于以下事实：DVD正变得日益流行，因此很多DVD的用户同时拥有5.1多声道设备。这种再现系统通常由三个典型地布置在用户前方的扬声器(L(左)、C(中)和R(右))、两个布置在用户后面的扬声器(Ls和Rs)以及典型地也被称为低频音效声道或低音炮的一个LFE声道组成。图5b和5c示出了这种声道场景。虽然为了用户可以接收到可能的最佳收听体验，应该如图10和11所示，关于用户放置扬声器L、C、R、Ls和Rs，但是LFE声道(在图5b和5c中未示出)的位置不是那么有决定性，因为耳朵不能在这么低的频率下进行定位，并且由于LTE声道的尺寸较大，从而可以将LFE声道布置在不会妨碍的任何位置。

与图5a示意性示出的两声道再现的典型立体声再现相比，这种多声道系统呈现出了若干优势。

即使在最佳的中央收听位置之外，由于中间声道而使得也被称为“前像”的前方收听体验的稳定性得到提高。该结果是更大的“甜点”，“甜点”表示最佳收听位置。

此外，由于两个后置扬声器Ls和Rs，向收听者提供了“钻入”声音的场景的改进体验。

然而，有大量用户拥有的音频材料或通常可用的音频材料，这些音频材料仅作为立体声材料存在，即仅包括两个声道，称之为左声道和右声道。压缩盘是用于这类立体声部件的典型声音载体。

ITU推荐使用5.1多声道音频设备来播放这类立体声材料的两种选择。

第一种选择是使用多声道再现系统的左扬声器和右扬声器来播放左声道和右声道。然而，该方案的劣势在于没有使用已经存在的多个扬声器，这指的是没有有利地使用存在的中央扬声器和两个后置扬声器。

另一种选择是将两个声道转变成多声道信号。这可以在再现期间或通过特殊的预处理来完成，这有利地使用了示例性地呈现的5.1再现系统的所有六个扬声器，并从而在以无差错的方式将两个声道上混音到五个或六个声道时，产生改进的收听体验。

只有这时，即没有上混音差错时，与第一方案相比，使用多声道系统的所有扬声器的第二种选择才是有利的。当不能以无差错的方式生成用于后置扬声器的信号(也称为环境信号)时，这种类型的上混音差错可能特别令人不安。

基于关键词“直接环境概念”，已知执行这种所谓的上混音处理的一种方式。通过3个前置声道再现直接声源，使得用户感觉如同在原始两声道版本中相同的位置处一样。图5中使用不同的鼓乐器来示意性地示出了原始的两声道版本。

图5b示出了该概念的上混音版本，其中，通过三个前置扬声器L、C和R再现了所有原始的声源(即，鼓乐器)，其中，由两个后方的扬声器另外输出专门的环境信号。因此，将术语“直接声源”用来描述仅从并且直接从离散声源而来的音调，该离散声源例如鼓乐器或其它乐器，或者一般地，如图5中使用鼓乐器示例性地示出的特殊声音对象。在这样的直接声源中，没有其它例如由墙面反射造成的附加音调。在该场景中，图5b中的两个后方的扬声器Ls、Rs所输出的声音信号仅由环境信号组成，环境信号可以呈现，也可以不呈现在原始的录音中。这种类型的环境信号不属于单个声源，但对再现录音的房间音响效果作出了贡献，并从而导致收听者的所谓“钻入”体验。

图5c中示出了另一个被称为“带内”概念的备选概念。将每一种类型的声音(即，直接声源和环境类型的音调)都围绕着收听者放置。如图5c中示例性地示出的，音调的位置独立于其特性(直接声源和环境类型的音调)，并且仅取决于算法的特定设计。从而，在图5c中通过上混音算法确定了将两个乐器1100和1102相对于收听者侧向放置，而将两个乐器1104和1106放置在用户前方。其结果是两个后方的扬声器Ls、Rs此时也包含了两个乐器1100和1102的一部分，并且不再如图5b中的情况一样仅是环境类型的音调，在图5b中的情况中，同样的乐器都放置在用户的前方。