[发明专利]用于基于头枕的音频系统的信号处理

说明书

背景技术

本公开涉及模块化的基于头枕的音频系统。

在一些车辆音频系统中，基于总系统的电气响应和声学响应向提供至每个扬声器的音频信号应用处理，该总系统的电气响应和声学响应即为扬声器本身的响应以及机动车车厢对由扬声器产生的声音的响应。考虑到每个扬声器的位置和座位、玻璃和除此之外的汽车的其它部件的吸收和反射特性，这样的系统高度个体化到特定的车辆型号和装饰水平。这样的系统通常被设计为机动车的产品开发过程中的部分，对应的均衡和其它音频系统参数在制造或组装时被加载到音频系统中。

发明内容

一种用于乘用车的音频系统，包括固定在车辆车厢中的一组扬声器，以及位于与至少一个乘客的头部邻近(诸如在汽车的头枕中)的扬声器。音频信号被上混到虚拟扬声器位置中并且随后基于来自头枕扬声器的双耳音频响应被重混以由固定的扬声器增强声音表现。

通常，在一个方面，一种车辆音频系统具有位于接近聆听者的头部的期望位置处的至少两个近场扬声器，其通过以下被配置：确定第一双耳滤波器，其致使由每一个近场扬声器所产生的声音在聆听者的期望位置处具有由位于指定位置而不是近场扬声器的实际位置处的声音源所产生的声音的特征，确定上混规则以从具有至少两个声道的输入音频信号生成至少三个分量声道信号，以及配置音频系统以确定与源于第一指定位置的分量声道信号的结合对应的第一双耳信号，并且使用第一双耳滤波器对第一双耳信号进行滤波，并且使用近场扬声器输出经滤波的信号。

各个实施方式可以以任意组合方式包括以下中的一个或多个。声音源可以包括合成生成的源。声音源可以包括结合的多个合成生成的源。在结合信号之前，来自多个源的信号的相位或者幅度的频率响应均衡可以被调整以产生每个声音源。确定第二双耳滤波器和第三双耳滤波器，该第二双耳滤波器和第三双耳滤波器致使由每个近场扬声器产生的声音在聆听者的头部的期望位置处具有由位于相应的第二指定位置和第三指定位置而不是近场扬声器的实际位置处的声音源所产生的声音的特征，将音频系统配置成确定第二双耳信号和第三双耳信号，该第二双耳信号和第三双耳信号对应于源于相应的第二指定位置和第三指定位置的分量声道信号的结合，并且使用第二双耳滤波器和第三双耳滤波器对第二双耳信号和第三双耳信号进行滤波，并且当使用近场扬声器输出经滤波的信号时接合第一、第二和第三经滤波的双耳信号。结合经滤波的双耳信号可以包括计算第一、第二和第三经滤波的双耳信号中的每一个的加权和。确定第一、第二和第三双耳信号以及结合经滤波的双耳信号的步骤可以受对分量声道信号的结合的限制支配。输入音频信号可以包括恰好两个声道。分量声道信号中的第一个可以对应于中央声道，并且分量声道信号中的第二个可以对应于左声道，使得第一指定位置位于聆听者后面的中间处，第二指定位置和第三指定位置从不同的方向间隔开但两者均在聆听者的左侧上，并且第一、第二和第三经滤波的双耳信号被结合，使得聆听者将感知中央声道信号为源自精确的位置，并且将感知环绕的声道信号为源自扩散的位置。

车辆音频系统可以包括在固定位置而不是近场扬声器的位置中的至少第一扬声器和第二扬声器，并且音频系统可以被配置成确定第一单耳信号和第二单耳信号，该第一单耳信号和第二单耳信号对应于分量声道信号相应的第一组合和第二组合并且使用在固定位置中的相应的第一扬声器和第二扬声器输出第一单耳信号和第二单耳信号。分量声道信号中的至少一个可以对应于左分量，分量声道信号中的至少另一个可以对应于右分量，使得在固定位置中的第一扬声器在车辆的左侧上，并且确定第一单耳信号可以包括结合左分量和右分量信号。

第一双耳信号和第一单耳信号与第二单耳信号可以被配置成控制由聆听者对声音的位置的感知，第一双耳声音控制对于第一频带中的声音的感知，并且第一单耳信号和第二单耳信号控制对于第二频带中的声音的感知。第一双耳信号和第一单耳信号与第二单耳信号可以被配置成控制由聆听者对声音的位置的感知，第一双耳声音控制对于分量声道信号的第一子集的感知，并且第一单耳信号和第二单耳信号控制对于分量声道信号的第二子集的感知。对第一双耳信号进行滤波可以进一步包括对第一双耳信号进行滤波以防止在至少两个近场扬声器之间的串扰。确定第一双耳信号可以包括计算分量声道信号中的每一个的加权和。确定第一双耳信号可以进一步包括在计算分量声道信号的加权和之前，向分量声道信号中的每一个应用滤波器。确定第一双耳信号可以进一步包括使用对于分量声道信号中的每一个的子分量不同的权重计算加权和，该子分量对应于不同的频带中的信号内容。确定第一双耳信号可以进一步包括在计算子分量的加权和之前，向子分量中的每一个应用不同的滤波器。