聲音信號的生成的製作方法

2023-04-29 22:22:36 3

專利名稱：聲音信號的生成的製作方法
技術領域：
本發明涉及媒體系統中的一種根據來自具有相關的第二組頭部相關傳遞函數的第二組聲音信號中的至少一個輸入信號來生成至少一個輸出信號的方法。
本發明還涉及一種用於實現所述方法的計算機系統。
本發明進一步還涉及一種用於實現所述方法的電腦程式產品。
本發明進一步還涉及一種用於根據來自具有相關的第二組頭部相關傳遞函數的第二組聲音信號中的至少一個輸入信號來生成來自第一組聲音信號中的至少一個輸出信號的媒體系統。
WO 01/49073公開了一種模擬外部聲源的聲音再現系統。該系統使用多個所謂的頭部相關傳遞函數(Head Related TransferFunction)(HRTF)，來為一套耳機生成聲音。
在本技術領域的文獻中一般都可以知道，要合成為輸出(即，所得到的聲音信號)的聲源的輸入通道，會需要相對較大數量的HRTF。這一般來說會導致使用所述HRTF來進行系統實現，這是相當昂貴的，需要不必要的卷積，並且設計起來比較複雜。這一點將會藉助附

圖1和2進一步進行討論，在這些附圖中將會藉助計算給出使用相應公式和HRTF數量的現有應用系統和本發明。
上述的問題是通過所述方法得到解決的，該方法包括步驟為第二組聲音信號中的每個信號確定加權關係式，該加權關係式包括至少一個來自第三組中間聲音信號的信號和至少一個加權值；根據第二組聲音信號、第二組頭部相關傳遞函數和加權關係式確定第一組頭部相關傳遞函數；和藉助至少一個來自所述第一組頭部相關傳遞函數的HRTF來轉換至少一個來自第三組中間聲音信號的信號，以便生成至少一個屬於所述第一組聲音信號的輸出信號。
在第一個步驟中，為第二組聲音信號中的每個信號，即，為多個輸入聲音信號中的每個信號，確定一個加權關係式，該關係式由中間聲音信號和至少一個加權值構成。從而所述輸入聲音信號得以轉換為用於後續內部應用的中間聲音信號。
在第二個步驟中，所述第一組而為新的一組HRTF於是得以根據第二組聲音信號(一般為輸入聲音信號)和所述第二組頭部相關傳遞函數(與所述輸入聲音信號相關並且起初為變換或轉換所述第二組輸入聲音信號做出過貢獻)而確定出來。
優點是，在所述確定過程(將在按照本發明的實施例中進行討論)中，新的一組HRTF包括比原本對轉換輸入聲音信號做出過貢獻的所述第二組頭部相關傳遞函數要少的HRTF。
隨後，在第三個步驟中，所述新而較少的HRTF(即，第一組頭部相關傳遞函數)用於生成一個或多個輸出信號(屬於所述第一組聲音信號)，這是由於為了獲得所述輸出信號，來自第三組中間聲音信號的一個或多個信號是藉助所述新且較少量的HRTF轉換的。
所述問題進一步是藉助在其上執行所述方法的所述媒體系統而得到解決的。該媒體系統可以為TV、CD播放器、DVD播放器、收音機、具有聲音的顯示器、放大器、耳機或VCR。
按照優選實施方式，所述媒體系統包括用於為第二組聲音信號中的每個信號確定加權關係式的裝置，加權關係式包括至少一個來自第三組中間聲音信號的信號和至少一個加權值；用於根據第二組聲音信號、第二組頭部相關傳遞函數和加權關係式確定第一組頭部相關傳遞函數的裝置；和用於藉助至少一個來自所述第一組頭部相關傳遞函數的HRTF來轉換至少一個來自第三組中間聲音信號的信號、以便生成至少一個屬於所述第一組聲音信號的輸出信號的裝置。
由於與前面針對本方法介紹的相同原因，媒體系統給出了同樣的優點。
下面將結合優選實施例並且參照附圖對現有技術和本發明進行更加全面的解釋說明，其中附圖1表示按照現有技術和按照本發明的由三個輸入聲音信號生成兩個輸出聲音信號的例子；附圖2表示由一個輸入聲音信號生成兩個輸出聲音信號；附圖3表示由來自具有相關的第二組頭部相關傳遞函數的第二組輸入聲音信號的至少一個輸入聲音信號生成至少一個輸出聲音信號的方法。
在全部附圖中，相同的附圖標記和類似的名稱表示相同或相應的結構、功能等。
在本發明中，可以使用一組頭部相關傳遞函數(HRTF)來生成一個或多個聲音信號。可以將HRFT定義為描述聲音如何從特定聲源向耳部傳播以及屬於一組的HRTF的數量的函數，這可以從描述聲音從源傳播到雙耳的一個HRTF到由傳送聲音的源的數量決定的多個HRTF。可替換地，從少量的(n個)輸入信號，可以得出m個中間信號，其需要2乘m個HRTF(m＞n)，頭部相關傳遞函數(HRTF)可用於將所述輸入信號(作為源)擴展為多通道聲音(作為中間產物)，這些多通道聲音然後可以下混合(down mix)成較少的結果輸出聲音信號，例如，用於耳機的左和右信號。
另外可以在下面的期刊中找到HRTF的介紹《應用聲學(AppliedAcoustics)》，關於聽覺環境和遙現的特刊(Special issue onauditory environment and telepresence)，第36卷，第3-4期，第171-218頁(1992年)，H.Moller所著的《雙耳聽覺技術的基本原理(Fundamentals of binaural technology)》。
下面，將對HRTF加以更加詳細的定義。在測定任意聲源在耳膜上產生的聲壓的過程中(考慮到諸如耳朵之間的距離和外耳的形狀之類的參數)，全部所需的是從聲源到耳膜的脈衝響應，這可以例如通過在耳朵中放置麥克風來測量。這稱為頭部相關脈衝響應，並且其傅立葉變換稱為頭部相關傳遞函數(HRTF)。HRTF採集了所有身體暗示以用於對聲源定位。一旦得知了針對左耳和右耳的HRTF，就能夠從單耳聲源合成出精確的雙耳信號。頭部相關傳遞函數是公知的，並且在眾多文獻中進行過介紹，比如Blauert的《空間聽覺人類聲音定位的精神物理學(Spatial hearingThe Psychophysics of Human SoundLocalization)》(MIT出版社，劍橋，MA，1983)。當聲音經過一組HRTF濾波時，對於該組HRTF所屬於的人來說，聲音得到了優化，而因此對於除了該組HRTF所屬於的人之外的任何人而言，聲音感受決不會是最優化的。該組HRTF是具有專用於特定人的參數或係數的濾波函數。對於特定的人來說，取決於上面提到的任意聲源、聲源和人之間的距離，並且取決於測量函數參數的房間的特性，得到不同的HRTF組。當，例如，聲源是耳機時，HRTF取決於通過其進行聲音再現的耳機。使用這一函數對聲音進行濾波的結果是，在耳機中得到了環繞聲的最佳空間再現。聲源也可以是一般的揚聲器，在這種情況下，需要進行串擾消除，這例如可以根據HRTF來進行。
立體聲信號包括左右信號分量，它們可以來源於立體感信號源，例如來源於一組麥克風，例如經由其它的電子器材，比如混音器材而得到。此外，該信號還可以作為來自另一個立體感播放器的輸出、作為無線電信號用無線電廣播、或通過任何其它適當的手段而接收到。
附圖1表示現有技術中和按照本發明的由三個輸入聲音信號生成兩個輸出聲音信號的例子。在一般的應用中，所述兩個聲音信號可以包括分配給耳機中的兩個揚聲器的立體聲信號。
首先，按照現有技術，經由耳機再現多通道聲音是公知的。這一通過耳機進行的多通道聲音再現利用了一種稱為雙耳聽覺的公知技術和頭部相關傳遞函數(HRTF)。術語「雙耳聽覺(binaural)」指的是這樣一種情況對聆聽者的耳朵有兩路輸入(左和右)。任何一組在耳膜的位置上記錄的左和右通道信號都稱為雙耳聽覺信號。
意圖是，在使用耳機的時候與在揚聲器進行播放的時候一樣，在耳膜處得到相同的聲音。為了實現這一意圖，必須要搜集更多的有關聲源向耳膜傳播的知識。這種傳輸以頭部相關傳遞函數(HRTF)的形式得到了最好的描述，該函數包含任意線性濾波，比如染色(coloration)和耳間時間(inter-aural time)及聲譜差。耳間時間差的出現是因為聲波是以不同的距離傳輸到左耳和右耳的。這些傳遞函數取決於入射的角度和到聲源的距離。
回過頭來看附圖，附圖標記1、2和3表示對應的三個通道(即，三個輸入聲音信號)CH1、CH2和CH3，這三個通道合成用於耳機的左(HPL)和右(HPR)結果(輸出)聲音信號。所述通道各自藉助三個相關的頭部相關傳遞函數(附圖標記4到9)得以傳輸。換句話說，CH1是藉助頭部相關傳遞函數HRTF1進行發送的，相應地CH2是藉助頭部相關傳遞函數HRTF2得以發送的，等等。這是針對兩個通道進行的，以便通過對通道與相關HRTF的乘積進行求和(附圖標記10和11)來實現立體聲信號的生成。所述立體聲(輸出)信號由左(HPL)(附圖標記12)和右(HPR)(附圖標記13)表示為兩個結果聲音信號。
對左結果信號的求和於是為HPL＝CH1·HRTF1，L+CH2·HRTF2，L+CH3·HRTF3，L(1)相應地，對右結果聲音信號的求和於是為HPR＝CH1·HRTF1，R+CH2·HRTF2，R+CH3·HRTF3，R(2)這樣，在現有技術的情況下，這一傳輸需要二乘以三個，即，六個頭部相關傳遞函數。
一般來說，在本申請的所有部分中，如果上面提到的變量是頻域變量，則符號「·」表示相乘；而在時域中，「·」表示變量的卷積運算。
一般地並且相應地，在對現有技術的例子，n＝3個聲源的(輸入)通道(CH1到CH2)進行擴展以組合出m個聲音輸出(即m個結果聲音信號)時，將會需要n乘m個頭部相關傳遞函數。
其次，按照本發明的優選實施例，可以以不同的方式來實現與現有技術的例子相同的傳輸。為了延續這個例子，將會對同樣三個通道(CH1、CH2和CH3)進行討論。就是，這些通道可以是左和右(中間)通道的線性組合或使用加權係數α和β的加權形式。所述α和β可以使它們的加權值取決於各自的通道(即，L和R)，這樣，一般來說CHi＝αi·L+β1·R (3)在對超過兩個通道(L，R)應用本發明時，例如對第三個、第四個通道等，即C、D等應用本發明時，本領域的技術人員可以隨後將公式(3)推廣為CHi＝αi·L+βi·R+ci·C+di·D等，用於針對相應的揚聲器或最終聲音的相應的較大數量的結果(輸出)聲音信號(HPL、HPR、HPC、HPD等)。
在由Roy Irwan和Ronald M.Aarts(菲利普研究中心(PhilipsResearch Laboratories))於2001年6月21-24日在德國SchlossElmau召開的第19屆國際會議上提交的《音響工程協會會議論文(Sound Engineering Society Conference Paper)》中，公開了一種將立體聲變換為多通道聲音的方法。在這篇論文中(在第3頁上)，分別為左和右通道使用了在時刻k的相應的WL(k)和WR(k)(加權)記法定義了所述α和β′。
為了簡明，在這個例子中僅使用兩個通道的(結果(輸出)聲音信號)。
延續附圖1中的現有技術的例子，不過是按照下述方式在本發明的優選的第一實施例中實施的CH1＝α1·L+β1·R (4)CH2＝α2·L+β2·R (5)CH3＝α3·L+β3·R (6)我們發現，公式(1)和(2)仍然適用於(通道與相關HRTF乘積的)求和，這樣當把(4)、(5)和(6)代入到(1)和(2)中時，得出HPL＝(α1·L+β1·R)·HRTF1，L+(α2·L+β2·R)·HRTF2，L+(α3·L+β3·R)·HRTF3，L(7)HPR＝(α1·L+β1·R)·HRTF1，R+(α2·L+β2·R)·HRTF2，R+(α3·L+β3·R)·HRTF3，R(8)或者採取不同的方式表達為HPL＝L·(α1·HRTF1，L+α2·HRTF2，L+α3·HRTF3，L)+ R·(β1·HRTF1，L+β2·HRTF2，L+β3·HRTF3，L)； (9)從而HPR＝L·(α1·HRTF1，R+α2·HRTF2，R+α3·HRTF3，R)+R·(β1·HRTF1，R+β2·HRTF2，R+β3·HRTF3，R)； (10)不過，請注意，目前為止關於本發明所討論的HRTF僅僅用作公式中的中間變量，沒有並且也沒有必要與關於按照實際的頭部相關傳遞函數實現的所述現有技術的討論相反。
或者對於i＝3，即，以歸納的形式HPL=Li(iHRTFi,L)+Ri(iHRTFi,L)---(11)]]>HPR=Li(iHRTFi,R)+Ri(iHRTFi,R)---(12)]]>這樣，僅需要兩個濾波器用於左耳機驅動器HPL以便分別對左和右信號進行濾波，這是因為公式(11)中的因子∑(αi·HRTFi，L)和∑(βi·HRTFi，L)可以各自看作一個濾波器。
相應地，就公式12而言，∑(αi·HRTFi，R)和∑(βi·HRTFi，R)是用於右耳機驅動器HPR的兩個濾波器。
這樣，就僅需要兩個濾波器來對用於右耳機驅動器的左和右信號進行濾波。
這樣，在繼續進行按照本發明的有三個輸入聲道的實現方式時，傳輸現在僅需要二乘二，即，四個頭部相關傳遞函數了。與附圖1的現有技術的例子相比，按照現有技術需要六個頭部相關傳遞函數，而要實現相同的傳輸，本發明需要更少的頭部相關傳遞函數。
相應地，為了實現相同的傳輸，需要更少的卷積運算。
換句話說，當由現有技術開始並且按照現有技術對該例子進行進一步推廣時，以聲音信號的簡單級聯方式，例如，在m＝2(即，立體聲、雙輸出通道或信號，例如用於兩個耳機驅動器)的情況下，n＝5個輸入通道或聲音信號(CH1到CH5)將會需要總數為2乘5個，即10個HRTF(按照現有技術)，而按照本發明的第一實施例，僅需要四個頭部相關傳遞函數來實現相同的傳輸。
附圖2表示由一個輸入聲音信號產生兩個輸出聲音信號。所述兩個聲音信號在一般的應用中仍然可以包括分配給耳機中的兩個揚聲器的立體聲信號，不過在這個作為本發明的第二實施例的例子中，僅對只有一個輸入聲音信號的聲源M的情況進行討論。
首先，將通過HRTF所使用的計算過程來討論現有技術現有技術適用於僅有一個輸入通道(如附圖中所示)的情況，即，一個輸入聲源M並且然後分配為兩個結果(輸出)聲音信號HPL、HPR。與附圖1相比並且按照附圖1，原則上所使用的通道減少了一個(即，CH3)；相應地，按照現有技術，對左結果(輸出)聲音信號的求和為HPL＝CH1·HRTF_L，l+CH2·HRTF_R，l(13)並且，相應地，對右結果(輸出)聲音信號的求和於是就是HPR＝CH1·HRTF_L，r+CH2·HRTF_R，r(14)這裡，第一個大寫字母符號L和R分別為各個揚聲器通道，而第二個小寫字母l對應於左耳，r對應於右耳。
這樣，在現有技術的情況下，這一傳輸需要二乘二個，即，四個頭部相關傳遞函數。
其次，將對按照本發明的第二實施例，即附圖2進行討論想像使用兩個輸出聲道HPL和HPR將一個在錄音棚中(移動)的歌唱者「M」的歌聲記錄到CD上。
通過採用主成分分析，可以還原出必需的阿爾法，即αi(如下面的公式15中所示)。由此可使用兩個通道來確定出歌唱者在揚聲器中間的連線上的位置。可以是這樣的情況，阿爾法是時變的。
在Prentice-Hall出版公司(新澤西)1999年出版的《神經網絡(Neural Networks)》(第二版)中由S.Haykin所著的《主成分分析(Principal Component Analysis)》中可以找到對主成分分析的一般性討論，該一般性討論在前面提到的文章《將立體聲變換為多通道的方法(A method to convert stereo to multi-channel)》中得到了採用。
單一的聲(輸入)源M可以處於兩個揚聲器之間的任何位置上。例如，在錄音棚中對歌唱者M在兩個通道(或者甚至更多的通道)之間的進行聲像單位控制(pan-pot)電位計移動立體聲錄音，從而左中間通道(CHI1)可以表示為αi1·M而右中間通道(CHI2)可以表示為αi2·M，這樣CHI1＝αi1·M and CHI2＝αi2·M(15)不過，請注意，就本發明而言，對這一特定的實施例，所述通道(CHI1和CHI2)僅用作公式中的中間通道(變量)，並且與針對現有技術進行的討論(即，CH1、CH2)不同，並不是實際的通道。
換句話說，就本發明而言，將左和右(中間通道)映射到了一個通道M上。
所以，從現有技術變換到按照附圖2的本發明的另一種實施例，公式13和14可以表示為
HPL＝αi1·M·HRTF_L，l+αi2·M·HRTF_R，l(16)HPR＝αi1·M·HRTF_L，r+αi2·M·HRTF_R，r(17)或HPL＝M·(ai1·HRTF_L，l+αi2·HRTF_R，l) (18)HPR＝M·(ai1·HRTF_L，r+αi2·HRTF_R，r) (19)或HPL＝M·H_1HPR＝M·H_2 (21)其中，H_1＝(αi1·HRTF_L，l+αi2·HRTF_R，l) (22)並且H_2＝(ai1·HRTF_L，r+αi2·HRTF_R，r) (23)這表面，本發明僅僅需要兩個卷積運算或HRTF，這是由於公式20和21中的因子(H_1，H_2)分別被各自看作一個HRTF濾波器。
這樣，傳輸現在將僅需要兩個頭部相關傳遞函數。與需要四個頭部相關傳遞函數的現有技術相比，對於從一個(輸入)聲源M實現相同的傳輸，本發明需要更少的頭部相關傳遞函數(和相應的卷積運算)。
不過，所述僅將兩個輸出通道映射到一個通道上的第二實施例是非常簡單的，該第二實施例可以推廣到將多於兩個通道映射到一個通道上(通過相應的α)，下面就此進行討論專利申請WO 0207481用於得出立體聲環繞和/或音頻中央信號的多通道立體聲變換器(Multi-channel stereo converter forderiving a stereo surround and/or audio centre signal)，皇家飛利普電子有限公司(KoninklijkePhilips Electronics N.V.)，發明人Irwan，Roy；AARTS，Ronaldus，M.，申請號EP 0107757，於2001年7月5日提交，A2於2002年1月24日公開，其中使用主成分分析將兩個通道(L，R)映射到了一個C或者中央通道上，並且在C.Faller和F.Baumga rtner所著的《應用於立體聲和多通道音頻壓縮的雙耳聽覺提示編碼(Binaural cuecoding applied to stereo andmulti-channel audio compression)》(Convention paper 5574(L-6)of the 112thAES Convention Munich，Germany，Audio Eng.Soc.(第112屆AES會議的會議論文5574(L-6)，德國慕尼黑，音頻工程師協會)，2002年5月)中也介紹了上述技術。
在按照上述兩種實施例實施本發明時，本領域的技術人員可以從帶有聲音輸入和輸出的通用(HRTF)功能塊的角度結合或看待這些實施例。換句話說，所述實施例可用於級聯耦合聲音信號。換句話說，HPL和HPR不是從一個功能塊輸出的聲音信號，而是可以通過級聯將它們輸入給另一個功能塊。
一般來說，遍及本申請的所述公式可以在媒體系統中實現，比如TV、CD播放器、DVD播放器、收音機、顯示器、放大器或VCR。這一點可藉助附圖2的附圖標記20表明。不過，按照可替換的或是附加的方式，可以是這樣一種情況，即所述公式可以集成到適用於嵌入到具有足夠處理能力的耳機裡的電路(或軟體)中。
在附圖中，用帶有箭頭的線畫出了通道之間的傳輸，(輸入聲音信號)CH及M到其它中間聲道以及到結果(輸出)聲音信號或通道。這些線表明，傳輸可以藉助適於實現聲音數據傳輸的電路(例如，通過有線或無線數據鏈路)來進行。這種傳輸的例子可以是各種不同的發射機，例如，包括網絡接口的發射機、網卡、無線電發射機、用於其它適當電磁信號的發射機(比如用於發射紅外光的LED)、例如通過IrDa埠、基於無線電的通信、例如通過藍牙收發機等等。其它的適當發射機的例子包括線纜數據機、電話數據機、綜合業務數字網(ISDN)適配器、數字訂戶線路(DSL)適配器、衛星收發機、乙太網適配器等等。相應地，通信通道可以是任何適當的有線或無線數據鏈路，例如基於分組的通信網絡(比如網際網路或其它的TCP/IP網絡)的鏈路、近程通信鏈路(比如紅外鏈路)、藍牙連接或其它的基於無線電的鏈路。
通信通道的其它例子包括計算機網絡和無線電信網絡，比如蜂窩數字分組數據(CDPD)網絡、全球移動通信系統(GSM)網絡、碼分多址(CDMA)網絡、時分多址(TDMA)網絡、通用分組無線業務(GPRS)網絡、第三代網絡(比如UMTS網絡)等等。
附圖3表示從來自具有相關的第二組頭部相關傳遞函數的第二組輸入聲音信號中的至少一個輸入信號來生成至少一個輸出聲音信號的方法。所述生成可以在媒體系統中進行，比如TV、CD播放器、DVD播放器、收音機、顯示器、放大器、耳機和VCR中進行。
按照本方法的典型應用形式(或者內建在諸如所述媒體系統這樣的設備中)，所述輸出聲音信號可以屬於第一組輸出聲音信號，例如，諸如送到耳機或其它揚聲器的HPL或HPR這樣的一個或多個輸出。反之，所述第二組聲音信號可以是諸如CH1、CH2…CHn和M這樣的輸入。不過，在具有HRTF功能塊的聲音信號級聯鏈中，可以根據聲音信號進入(作為輸入)或離開(作為輸出)級聯耦合的聲音信號塊，將所述(輸入)聲音信號看作用作如輸入或輸出的通用聲音信號。換句話說，從一個功能塊輸出的聲音信號可以輸入(聲音信號)到另一個功能塊，反之亦然。
根據已經做過討論的實施例，所述第二組頭部相關傳遞函數(與所述輸入聲音信號相關)可以包括當初對變換或轉換所述第二組輸入聲音信號做出過貢獻的頭部相關傳遞函數(比如HRTF_L，1、HRTF_R，1、HRTF_L，r、HRTF_R，r、HRTF1，L、HRTF2，L、HRTF3，L...HRTF1，R、HRTF2，R…等)。
在步驟90中，按照本發明的優選實施例的方法開始。將記載與處理的聲音信號相對應的HRTF、輸入和中間聲道、輸出聲道、權重等的變量、標誌、緩衝區等設置為預設值。當該方法第二次開始時，僅僅將遭到破壞的變量、標誌、緩衝區等重新設置為預設值。
繼續進行該方法的介紹，在步驟100中，可以為第二組(輸入)聲音信號中的每個信號確定一個加權關係式。所述加權關係式可以包括至少一個來自第三組中間聲音信號的信號，比如L和R；CH1和CH2，它們分別(按照已經討論過的兩種實施例)具有對應的加權值。
如在本發明的實施例中所討論的，按照第一實施例，一個例子可以是，CHi(即，i個輸入聲音信號中的每一個)＝αi·L+βi·R，其中αi和βi是加權值，而L和R各自為來自所述第三組中間聲音信號的信號。
按照第一實施例，藉助比現有技術少的HRTF，對比(所產生的)輸出聲音信號多的輸入聲音信號進行了處理。
按照在本發明的實施例中進一步進行的討論，按照第二實施例，另一個例子可以是CHI1＝αi1·M和CHI2＝αi2·M，其中αi1和αi2各自為加權值，而其中CHI1和CHI2是相應的該第二實施例的中間聲音信號。
按照第二實施例，與第一實施例相對，藉助比現有技術更少的HRTF，對總地來說比所生成的輸出聲音信號(在例二中)少的輸入聲音信號(在例一中)進行了處理。
在步驟200中，可以確定第一(新生成的)組頭部相關傳遞函數。所述第一組(頭部相關傳遞函數)可以基於第二組聲音信號(即，輸入聲音信號)、第二組頭部相關傳遞函數(如現有技術中所討論和使用的)和新確定的加權關係式。換句話說，所述第一新組頭部相關傳遞函數是為了在下面的步驟中藉助它隨後對中間聲音信號進行變換的目的而生成的。該確定過程考慮了第二組聲音信號(即，輸入信號，比如諸如CH1、CH2…CHn和M這樣的聲音信號(一般作為輸入))和所述第二組頭部相關傳遞函數(當初為變換和轉換所述第二組輸入聲音信號做出過貢獻的頭部相關傳遞函數)。此外，所述確定過程對應於用於解釋本發明的兩種實施例的公式，對具有對應的中間信號(L、R等)的所述加權關係式(CHi＝αi·L+βi·R等)進行考慮。
在步驟300中，可以藉助來自所述第一組(新生成的頭部相關傳遞函數)的至少一個HRTF對來自所述第三組中間聲音信號(L、R、CHI1、CHI2)的至少一個信號進行轉換，以便生成屬於所述第一組輸出聲音信號(HPL、HPR)的至少一個信號(作為輸出信號)。就這點而言，新生成的HRTF，即，所述第一組頭部相關傳遞函數(∑(αi·HRTFi，R)、∑(βi·HRTFi，R)、H_1、H_2等)可以用於，對一個或多個中間聲音信號進行實際轉換和變換(卷積)，這些中間信號比如為L，R(第一實施例)或CHI1和CHI2(第二實施例)。結果，於是產生了輸出聲音信號HPL、HPR其中至少之一。
因此，本發明的優點是，總地來說，與現有技術相比，將會通過較少HRTF和卷積運算來實現所述生成過程。
通常，只要媒體系統加電，該方法就會整個重新開始。另外，該方法可以在步驟400終止；不過，當媒體系統再次加電等時，該方法可以從步驟100開始進行。
計算機可讀介質可以是磁帶、光碟、數字通用盤(DVD)、雷射唱盤(可記錄CD或可寫CD)、迷你盤、硬碟、軟盤、智慧卡、PCMCIA卡等。
在權利要求書中，置於括號中的任何附圖標記皆不應理解為是對權利要求的限定。詞「包括」並不排除存在權利要求中未列出的元件或步驟的情況。置於元件之前的詞「一個」或「一」並不排除存在多個此種元件的情況。
本發明可以藉助包括數個性質不同的元件的硬體來實現，並且可以藉助適當編程的計算機來實現。在列舉出數個裝置的產品權利要求中，這些裝置中的若干個可以通過同一個硬體項來實現。在相互不同的從屬權利要求中記載特定手段的這一純粹現象並不表示這些手段的結合形式不能用於實現優點。
權利要求
1.一種在媒體系統中從來自具有相關的第二組頭部相關傳遞函數的第二組聲音信號中的至少一個輸入信號生成來自第一組聲音信號的至少一個輸出信號的方法，所述方法包括下述步驟為第二組聲音信號中的每個信號確定加權關係式，該加權關係式包括至少一個來自第三組中間聲音信號的信號和至少一個加權值；根據第二組聲音信號、第二組頭部相關傳遞函數和加權關係式確定第一組頭部相關傳遞函數；和藉助至少一個來自所述第一組頭部相關傳遞函數的HRTF來轉換至少一個來自第三組中間聲音信號的信號，以便生成至少一個屬於所述第一組聲音信號的輸出信號。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定步驟為第二組聲音信號中的每個信號i確定CHi＝αi·L+βi·R，其中αi和βi各自為加權值，並且其中L和R各自為來自所述第三組中間聲音信號的信號。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定步驟為每個信號確定CHI1＝αi1·M和CHI2＝αi2·M，其中αi1和αi2各自為加權值，並且其中CHI1和CHI2各自為來自所述第三組中間聲音信號的信號。
4.按照權利要求1到3中任何一項所述的方法，其特徵在於，媒體系統是TV、CD播放器、DVD播放器、收音機、顯示器、放大器、耳機或VCR。
5.一種計算機系統，用於實現按照權利要求1到4中任何一項所述的方法。
6.一種電腦程式產品，包括存儲在計算機可讀介質上的程序代碼裝置，該程序代碼裝置用於當在計算機上運行該電腦程式時，實現按照權利要求1到4中任何一項所述的方法。
7.一種媒體系統，用於從來自具有相關的第二組頭部相關傳遞函數的第二組聲音信號中的至少一個輸入信號生成來自第一組聲音信號的至少一個輸出信號，所述媒體系統包括用於為第二組聲音信號中的每個信號確定加權關係式的裝置，加權關係式包括至少一個來自第三組中間聲音信號的信號和至少一個加權值；用於根據第二組聲音信號、第二組頭部相關傳遞函數和加權關係式確定第一組頭部相關傳遞函數的裝置；和用於藉助至少一個來自所述第一組頭部相關傳遞函數的HRTF來轉換至少一個來自第三組中間聲音信號的信號、以便生成至少一個屬於所述第一組聲音信號的輸出信號的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種用於從來自具有相關的第二組頭部相關傳遞函數的第二組聲音信號(M)中的至少一個輸入信號生成至少一個輸出信號(H
文檔編號H04S5/00GK1685763SQ03822586
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月16日 優先權日2002年9月23日
發明者R·M·亞特斯, R·艾旺, D·W·E·肖本 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司