[发明专利]用于音频信号的空间提取的系统

说明书

优先权要求

本申请要求于2009年10月5日提交的美国临时申请第61/248,770号的优先权利益，其通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般涉及音频系统，并且更具体地，涉及用于在空间上提取音频信号的内容的系统。

背景技术

使用声音系统从音频信号生成可听见的声音是广为人知的。音频信号可以是预先录制的音频信号或现场音频信号。在接收音频信号时，声音系统可对该音频信号进行处理，并且典型地将放大形式的音频信号提供给扬声器，以生成可听见的声音。现场音频信号的示例是歌手和乐队（诸如管弦乐团）的现场舞台表演。预先录制的音频信号的示例是在其上已经存储了歌手和乐队的歌曲的光盘或电子数据文件。也可以类似地提供任意其它的音频源。

典型地，光盘、电子数据文件和其它形式的音频信号存储器是由音频源（诸如在录音室或现场音乐厅中表演的歌手和乐队）的原版带（master recording）制成的。歌手和乐队可以使用麦克风、放大器和录音设备进行表演，以接收和捕获由歌手和乐队产生的现场音乐。在录制过程中，混音师（sound mixing engineer）可以有策略地在乐队成员之中定位任意数量的麦克风，以便接收所期望的现场声音用于录制。录音设备包括任意数量的输入声道，其被配置成从麦克风和由乐队演奏的其它乐器接收现场音频输入。

然后混音师混合或调节在其上接收到音频信号的声道，以获得所期望的歌手和乐队的总体声音。此外，混音师可以重新混合或否则调节所录制的音频，以便指定录音在以后将如何回放。例如，混音师可以调节个别的音频信号，以使得当通过音频系统的扬声器播放该录音时，歌手的位置被收听者感知为处于中央位置、小提琴被感知为处于歌手的左侧、而吉他被感知为处于歌手的右侧。

音频系统还可以接收两个或多个声道的音频输入信号，诸如立体声信号，并且扩展出比接收的输入声道更多的输出声道。这样的音频系统包括由Harman International Industries,Incorporated of Northridge California生产的被称为“Logic 7TM”的系统。这样的系统基于对音频输入信号相对于彼此的定相的分析，将音频输入信号分布到输出声道上。

发明内容

声音处理系统可接收包括至少两个分离的音频声道的音频输入信号。可对该音频输入信号进行分析，以确定在该音频输入信号中包括的可听声源（或音频源）的感知位置。感知位置可基于收听者感知的音场（sound stage）来识别。收听者感知的音场在概念上可以基于通过立体声音频系统、或环绕声音频系统、或能够输出可听声音以基于音频输入信号产生收听者感知的音场的任意其它形式的音频回放系统对该输入信号的回放。

声音处理系统可将收听者感知的音场划分为任意预定数量的感知位置，这些感知位置还可以被称为收听者感知的音场的空间区段（spatial slice）。例如，在音频输入信号是立体声输入信号的情况下，感知位置的数量可以等于所期望的输出音频声道的数量，例如，表达左前输出声道、右前输出声道、中央输出声道、右侧输出声道、左侧输出声道、右后输出声道，和左后输出声道的七个音频输出声道。此外，音频输入信号可以被划分为多个预定频带，并且，可听声源的感知位置可以在这些预定频带中被识别出。

为了将音频输入信号分离到空间区段中，声音处理系统可以针对这些空间区段中的每一个区段确定并生成增益矢量。这些增益矢量中的每一个包括增益值，其覆盖了在音频输入信号总频率范围之内的预定频带。这些增益值可以基于音频输入信号的内容来生成，使得在该音频输入信号中包括的可听声源根据可听声源在收听者感知的音场中的位置而被分离到空间区段中。增益矢量可以通过形成位置滤波器组（bank）的多个位置滤波器形成。在一个示例中，在位置滤波器组中的位置滤波器的数量可以对应于空间区段的数量以及所期望的音频输出声道的数量。

位置滤波器组可被应用到音频输入信号，以将音频输入信号划分到分离且独立的声源矢量中，使得每一个空间区段可以包括对应的声源矢量。每一个声源矢量可以包括代表一个更多个可听声源的音频输入信号的一部分，这些可听声源包括在收听者感知的音场的空间区段中。