[发明专利]具有室内效应的声音空间化

说明书

本发明涉及一种声音空间化的方法，其中至少一个具有求和的滤波处理应用于至少两个输入信号(I(1),I(2),...,I(L))，所述滤波处理包括：－至少一个第一室内效应传递函数(Ak(1),Ak(2),…,Ak(L))的应用，所述第一传递函数特别适用于每一个输入信号；以及，－至少一个第二室内效应传递函数(Bmean^k)的应用，所述第二传递函数共用于所有输入信号。该方法由此包括将加权因子(Wk(l))加权于至少一个输入信号的步骤，所述加权因子适用于每一个输入信号。

本发明涉及声音数据的处理，尤其涉及音频信号的空间化(被称为“3D渲染”)。

例如，在将以一定数量声道所呈现的编码3D音频信号解码成不同数量音频声道(例如两个音频声道)的音频信号，使之能在音响耳机中渲染出3D音响效果。

本发明也涉及多声道音频信号的发送和渲染，还涉及适用于由用户设备所采用的传感渲染装置的信号变换。这种情况是，例如，在音响耳机或者一对扬声器上渲染出具有5.1音效的场景。

本发明还涉及在视频游戏中的渲染或者出于空间化目的记录诸如存储在文档中的一个或多个声音样本。

在静态单声道源的情况下，立体化是基于在声源所需位置和两耳各自之间的传递函数来滤波单声道信号的。继而将所获得的双声道信号(两个声道)提供给音响耳机，并给听者一种在模拟位置所获得的声源感觉。因此，术语“双声道”涉及将音频信号渲染为具有室内效应。

模拟不同位置的各种传递函数可以在消声室内测量得到，形成了一组不存在室内效应的HRTF(Head Related Transfer Functions＝“头部相关传递函数”)。

这些传递函数也可以在“标准”房间内测量，形成一组具有室内效应或者回响的BRIR(Binaural Room Impulse Response＝“空间双耳脉冲响应”)。该组的BRIR因此对应于一组停留在室内指定位置和听者耳朵(真人头部或者仿真头部)之间的传递函数。

测量BRIR的常用技术包括将测试信号(例如扫描信号、二进制序列或者白噪音)连续发送到一组定位在绕着在耳朵里塞有麦克风的头部(真人头部或仿真头部)的实际扬声器中的每一个扬声器。这种测试信号有可能非实时对扬声器位置和两耳中每一个之间的脉冲响应进行重新构建(一般通过反卷积)。

一组HRTF和一组BRIR之间的差异主要在于脉冲响应的长度，HRTF大约为毫秒，而BRIR大约为秒。

因为滤波基于单声道信号和脉冲响应之间的卷积，利用BRIR来实现立体声化(包含了室内效应)的复杂性显著高于利用HRTF所实现的结果。可以利用这种技术去模拟，以耳机或者有限数量的扬声器来倾听室内由L扬声器所生成的多声道内容(L声道)，足以将各个L扬声器都视作相对于听者定位理想的虚拟声源，在室内进行测量以模拟各个L扬声器的传递函数(左耳和右耳)，然后将对应于扬声器的BRIR滤波器应用于各个L音频信号。将提供给每一个耳朵的信号累加起来，以便作为提供给音频耳机的双声道信号。

我们将馈入L扬声器的输入信号表示为I(l)(其中l＝[1,L])。我们将各个耳朵所听到的各个扬声器BRIR表示为BRIR(I)，并且我们将输出的双声道信号表示为O^g/d。此后，“g”和“d”可理解为分别表示“左”和“右”。因此，多声道信号的空间化可写为：

其中：*表示卷积算子。

下面，指数l使得l∈[1，L]称之为L扬声器之一。我们对一个信号1具有一个BRIR

因此，参考图1，针对每一个扬声器都可呈现两个卷积(一个耳朵有一个卷积)(步骤S11到SlL)。