Виртуализатор окружающего звука с динамическим сжатием диапазона и способ

Виртуализатор окружающего звука с динамическим сжатием диапазона и способ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США №61/122647, поданной 15 декабря 2008 г., которая ссылкой полностью включается в настоящее описание.

Область техники изобретения

Изобретение относится к системам виртуализации окружающего звука и способам генерирования выходных сигналов, предназначенных для воспроизведения парой физических акустических систем (наушников или громкоговорителей), расположенных в определенных выходных положениях, в ответ на, по меньшей мере, два входных звуковых сигнала, являющихся признаками звука из нескольких положений источников, включая, по меньшей мере, два тыловых положения. Как правило, выходные сигналы генерируются в ответ на набор из пяти входных сигналов, являющихся признаками звука из трех передних положений (левого, центрального и правого передних положений) и двух тыловых положений (левого окружающего и правого окружающего тыловых источников).

Предпосылки изобретения

Во всем данном раскрытии, включая формулу изобретения, термин «виртуализатор» (или «система виртуализатора») обозначает систему, которая подключена и сконфигурирована для приема N входных звуковых сигналов (являющихся признаками звука из ряда положений источников) и генерирования М выходных звуковых сигналов, которые предназначены для воспроизведения рядом из М физических акустических систем (например, наушниками или громкоговорителями), расположенными в выходных положениях, которые отличаются от положений источников, где N и M - числа, каждое из которых больше единицы. N может быть равно M или отличаться от M. Виртуализатор генерирует (или пытается генерировать) выходные звуковые сигналы так, чтобы при их воспроизведении слушатель воспринимал воспроизводимые сигналы как сигналы, испускаемые из положений источников, которые отличаются от выходных положений физических акустических систем (источники и выходные положения располагаются относительно слушателя). Например, в случае, когда M=2, а N>3, виртуализатор выполняет понижающее микширование N выходных сигналов для стереофонического воспроизведения. В другом примере, где N=М=2, входные сигналы являются признаками звука из двух тыловых положений источников (позади головы слушателя), и виртуализатор генерирует два выходных звуковых сигнала для воспроизведения стереофоническими громкоговорителями, расположенными перед слушателем, так, чтобы слушатель воспринимал воспроизводимые сигналы как сигналы, испускаемые от положений источников (позади головы слушателя), а не от положений громкоговорителей (перед головой слушателя).

Во всем данном описании, включая формулу изобретения, выражение «тыловое» положение (например, «тыловое положение источника») обозначает положение позади головы слушателя, а выражение «переднее» положение (например, «переднее положение источника») обозначает положение перед головой слушателя. Сходным образом, выражение «передние» динамики обозначает динамики, расположенные перед головой слушателя, а «задние динамики» - обозначает динамики, расположенные позади головы слушателя.

Во всем данном описании, включая формулу изобретения, выражение «система» используется в широком смысле для обозначения устройства, системы или подсистемы. Например, подсистема, которая реализует виртуализатор может быть названа «системой виртуализатора», а система, включающая эту подсистему (например, система, генерирующая М выходных сигналов в ответ на X+Y входных сигналов, в которой подсистема генерирует X входных сигналов, а остальные Y входных сигналов принимаются от внешнего источника), также может быть названа системой виртуализатора.

Во всем данном описании, включая формулу изобретения, выражение «воспроизведение» сигналов динамиками обозначает создание условий для вывода звука акустическими системами в ответ на сигналы, включая любое необходимое усиление и/или другую обработку сигналов.

Виртуальный окружающий звук может способствовать созданию восприятия того, что присутствует большее количество источников звука, чем имеется в наличии физических акустических систем (например, наушников или громкоговорителей). Как правило, нормальному слушателю для того, чтобы ощущать воспроизводимый звук так, будто бы он испускается множеством источников звука, необходимо, по меньшей мере, две акустические системы.

Например, рассмотрим простой виртуализатор окружающего звука, подключенный и сконфигурированный для приема входных звуковых сигналов от трех источников (левого, центрального и правого) и для генерирования выходных звуковых сигналов для двух физических громкоговорителей (симметрично расположенных перед слушателем) в ответ на входные звуковые сигналы. Такой виртуализатор направляет входной сигнал от левого источника к левой акустической системе, направляет входной сигнал от правого источника к правой акустической системе и разделяет входной сигнал от центрального источника поровну между левой и правой акустическими системами. Выходной сигнал виртуализатора, который является признаком входного сигнала от центрального источника, обычно называется «фантомным» центральным каналом. Слушатель воспринимает воспроизводимый выходной звуковой сигнал так, будто бы он включает центральный канал, испускаемый центральной акустической системой, которая находится между левой и правой акустическими системами, а левый и правый каналы - как испускаемые левой и правой акустическими системами.

Другой традиционный виртуализатор окружающего звука (показанный на фиг.1) известен как "LoRo", или виртуализатор с понижающим микшированием только левого и только правого передних каналов. Виртуализатор подключается для приема пяти входных звуковых сигналов: левого ("L"), центрального ("C") и правого ("R") передних каналов, а также левого окружающего ("LS") и правого окружающего ("RS") тыловых каналов. Виртуализатор по фиг.1 комбинирует входные сигналы указанным образом для воспроизведения через левый и правый физические громкоговорители (которые должны располагаться перед слушателем): входной центральный сигнал С усиливается в усилителе G, и усиленный выходной сигнал усилителя G складывается с входными сигналами L и LS, образуя левый выходной сигнал ("Lo"), направляемый к левой акустической системе, и складывается с входными сигналами R и RS, образуя правый выходной сигнал ("Ro"), направляемый к правой акустической системе.

Другой традиционный виртуализатор окружающего звука показан на фиг.2. Этот виртуализатор подключается для приема пяти входных звуковых сигналов (левого ("L"), центрального ("C") и правого ("R") передних каналов, являющихся признаками передних источников L, C и R, и левого окружающего ("LS") и правого окружающего ("RS") тыловых каналов, являющихся признаками тыловых источников LS и RS) и конфигурируется для генерирования фантомного центрального канала путем разделения входного сигнала от центрального канала С поровну между левым и правым сигналами для приведения в действие пары физических передних громкоговорителей (расположенных перед слушателем). Виртуализатор по фиг.2 также конфигурируется с целью использования подсистемы 10 виртуализатора для того, чтобы генерировать левый и правый выходные сигналы LS' и RS', пригодные для приведения передних громкоговорителей в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, воспроизводимый тыловой (окружающий) звук, испускаемый источниками RS и LS позади слушателя. Точнее, подсистема 10 виртуализатора конфигурируется для генерирования выходных звуковых сигналов LS' и RS' в ответ на входные сигналы тыловых каналов (LS и RS), что заключается в преобразовании входных сигналов в соответствии с функцией моделирования восприятия звука (HRTF). Реализуя надлежащую HRTF, подсистема 10 виртуализации может генерировать пару выходных сигналов, которые могут воспроизводиться двумя физическими громкоговорителями, расположенными перед слушателем так, чтобы слушатель воспринимал выходные сигналы громкоговорителей как сигналы, испускаемые парой источников, расположенных в любом из большого количества возможных положений (например, положений позади головы слушателя). Виртуализатор по фиг.2 также усиливает входной центральный сигнал С в усилителе G, и усиленный выходной сигнал усилителя G складывается с входным сигналом L и выходным сигналом LS' подсистемы 10, образуя левый выходной сигнал ("L'"), предназначенный для направления к левому громкоговорителю, и складывается с входным сигналом R и выходным сигналом RS' подсистемы 10, образуя правый выходной сигнал ("R'"), предназначенный для направления к правому громкоговорителю.

Для генерирования звуковых сигналов, которые при воспроизведении парой физических акустических систем, расположенных перед слушателем, воспринимаются барабанными перепонками слушателя как звук из громкоговорителей, находящихся в любом из большого количества возможных положений (включая положения позади слушателя), системы виртуального окружающего звука традиционно используют функции моделирования восприятия звука (HRTF). Недостатком традиционно используемой одной стандартной HRTF (или ряда стандартных HRTF) при генерировании звуковых сигналов, пригодных для использования многими слушателями (например, широкой публикой) является то, что точная HRTF для каждого конкретного слушателя должна зависеть от характерных особенностей слухового аппарата слушателя. Поэтому функции HRTF должны широко варьироваться для различных слушателей, и единичная HRTF, в общем, не будет пригодной для всех или многих слушателей.

Если для представления выходных сигналов виртуализатора используются (в отличие от наушников) два громкоговорителя, необходимо приложить усилия для изоляции звука от левого громкоговорителя к левому уху, и от правого громкоговорителя - к правому уху. Традиционно для достижения такой изоляции используется устройство подавления перекрестных помех. Для реализации подавления перекрестных помех виртуализаторы традиционно реализуют пару функций HRTF (для каждого источника звука), генерируя выходные сигналы, которые при воспроизведении воспринимаются как испускаемые от положения источника. Недостатком традиционного подавления перекрестных помех является то, что, для ощущения преимуществ подавления, слушатель должен оставаться в фиксированном положении в «зоне наилучшего восприятия». Обычно зона наилучшего восприятия представляет собой положение, в котором громкоговорители располагаются в симметричных положениях по отношению к слушателю, хотя возможны и асимметричные положения.

Виртуализаторы могут реализовываться для широкого выбора мультимедийных устройств, которые содержат громкоговорители (телевизоры, ПК, iPod док-станции) или предназначаются для использования со стереофоническими громкоговорителями или наушниками.

Существует потребность в виртуализаторе с низкими требованиями к быстродействию процессора (например, с низким числом MIPS (миллион команд в секунду)) и низкими требованиями к памяти, а также с улучшенными акустическими характеристиками. Типичные варианты осуществления настоящего изобретения достигают улучшенных акустических характеристик в сочетании со сниженными вычислительными потребностями посредством новой упрощенной топологии фильтра.

Также существует потребность в виртуализаторе окружающего звука, который бы выделял виртуализированные источники (например, виртуализированные тыловые каналы окружающего звука) в смешанном выходном звуковом сигнале, который, в случае необходимости, определяется выходными сигналами виртуализатора (например, когда виртуализированные источники генерируются в ответ на входные сигналы низкого уровня от тыловых источников), избегая при этом придания избыточного значения виртуальным каналам (например, избегая виртуальных тыловых акустических систем, воспринимаемых как чрезмерно громкие).

Для достижения указанных улучшенных акустических характеристик при воспроизведении выходных сигналов виртуализатора, варианты осуществления настоящего изобретения в ходе генерирования виртуализированных каналов окружающего звука (например, виртуализированных тыловых каналов) применяют динамическое сжатие диапазона. Для обеспечения улучшенных акустических характеристик (включая улучшенную локализацию) в ходе воспроизведения выходных сигналов виртуализатора, типичные варианты осуществления настоящего изобретения также применяют для виртуализированных источников декорреляцию и подавление перекрестных помех.

Краткое описание изобретения

В некоторых вариантах осуществления, изобретение представляет собой систему и способ виртуализации окружающего звука, предназначенные для генерирования выходных сигналов с целью их воспроизведения парой физических акустических систем (например, наушников или громкоговорителей, расположенных в выходных положениях) в ответ на ряд из N входных звуковых сигналов (где N - число не меньше двух), где входные звуковые сигналы являются признаками звука из нескольких положений источников, включая, по меньшей мере, два тыловых положения. Обычно, N=5, и входные сигналы являются признаками звука из трех передних положений (левого, центрального и правого передних положений) и двух тыловых положений (левого окружающего и правого окружающего тыловых положений).

В типичных вариантах осуществления изобретения виртуализатор согласно изобретению генерирует левый и правый выходные сигналы (L' или R') для приведения в действие пары передних громкоговорителей в ответ на пять входных звуковых сигналов: левый ("L") канал является признаком звука из левого переднего источника, центральный канал («C») является признаком звука из центрального переднего источника, правый канал ("R") является признаком звука из правого переднего источника, левый окружающий канал ("LS") является признаком звука из левого тылового источника, а правый окружающий канал ("RS") является признаком звука из правого тылового источника. Виртуализатор генерирует фантомный центральный канал путем разделения входного сигнала центрального канала поровну между правым и левым выходными сигналами. Виртуализатор включает подсистему виртуализатора (окружающего) тылового канала, сконфигурированную для генерирования левого и правого окружающих выходных сигналов (LS' и RS'), которые пригодны для приведения передних громкоговорителей в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый источниками RS и LS позади слушателя. Подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для генерирования выходных сигналов LS' и RS' в ответ на входные сигналы тыловых каналов (LS и RS) путем преобразования входных сигналов тыловых каналов в соответствии с функцией моделирования восприятия звука (HRTF). Виртуализатор комбинирует выходные сигналы LS' и RS' с входными сигналами передних каналов L, C и R, генерируя левый и правый выходные сигналы (L' и R'). Когда выходные сигналы L' и R' воспроизводятся передними громкоговорителями, слушатель воспринимает конечный звук как звук, испускаемый тыловыми источниками RS и LS, а также передними источниками L, C, и R.

В одном из классов вариантов осуществления изобретения, способ и система изобретения реализует модель HRTF, которая является простой для реализации и настраиваемой для любого положения источника и положения физической акустической системы относительно каждого из ушей слушателя. Предпочтительно, модель HRTF используется для вычисления обобщенной HRTF, которая используется для генерирования левого и правого окружающих выходных сигналов (LS' и RS') в ответ на входные сигналы тыловых каналов (LS и RS), а также для вычисления функций HRTF, которые используется для выполнения подавления перекрестных помех на левом и правом окружающих выходных сигналах (LS' и RS') для данного ряда положений физических акустических систем.

Для того чтобы обеспечить тому, кто слушает воспроизводимые виртуальные выходные сигналы, хорошую слышимость виртуальных каналов (например, левого окружающего и правого окружающего виртуальных тыловых каналов) в присутствии других каналов, виртуализатор выполняет сжатие динамического диапазона на входных сигналах тыловых источников (в ходе генерирования в ответ на входные сигналы тыловых источников окружающих сигналов, используемых для приведения передних громкоговорителей в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из положений тыловых источников), что способствует нормализации воспринимаемой громкости виртуальных тыловых каналов.

В данном описании, выполнение сжатия динамического диапазона «на» входных сигналах (в ходе генерирования окружающих сигналов), в более широком смысле, обозначает выполнение сжатия динамического диапазона непосредственно на входных сигналах или на обработанных версиях входных сигналов (например, на версиях входных сигналов, которые были подвергнуты декорреляции или другой фильтрации). Для генерирования окружающих сигналов может потребоваться дальнейшая обработка сигналов, подвергнутых сжатию динамического диапазона, или окружающие сигналы могут являться выходными сигналами средств сжатия динамического диапазона. В более общем смысле, выражение «выполнение операции» (например, фильтрации, декорреляции или преобразования в соответствии с HRTF) «на» входных сигналах (в ходе генерирования входных сигналов окружающих сигналов) в данном описании, включая формулу изобретения, используется, в широком смысле, для обозначения выполнения операции непосредственно на входных сигналах или на обработанных версиях входных сигналов. Сжатие динамического диапазона, предпочтительно, выполняется путем нелинейного усиления входных сигналов (окружающих) тыловых источников или их частично обработанных версий (например, усиления входных сигналов тыловых источников нелинейно относительно сигналов передних каналов). Предпочтительно, в ответ на входные окружающие сигналы (являющиеся признаками звука из левого окружающего и правого окружающего тыловых источников), которые не превышают заранее установленное пороговое значение, а также в ответ на входные передние сигналы, входные окружающие сигналы усиливаются относительно передних сигналов (к окружающим сигналам применяется больший коэффициент усиления, чем к передним сигналам) перед тем, как они подвергаются декорреляции и преобразованию в соответствии с функцией моделирования восприятия звука. Предпочтительно, входные окружающие сигналы (или их частично обработанные версии) усиливаются нелинейно в зависимости от величины, на которую входные окружающие сигналы меньше порогового значения. Когда входные окружающие сигналы выше порогового значения, они, как правило, не усиливаются (необязательно, входные передние сигналы и входные окружающие сигналы усиливаются на одинаковую величину тогда, когда входные окружающие сигналы превышают пороговое значение, например, на величину, которая зависит от заранее заданного коэффициента сжатия). Сжатие динамического диапазона согласно изобретению может приводить к усилению входных тыловых каналов на несколько децибел относительно передних каналов, что, когда это необходимо, способствует выводу виртуальных тыловых каналов в смешанном выходном звуковом сигнале (т.е. когда входные сигналы тыловых каналов не превышают пороговое значение) без избыточного усиления виртуальных тыловых каналов тогда, когда входные сигналы тыловых каналов превышают пороговое значение (во избежание восприятия виртуальных тыловых акустических систем как чрезмерно громких).

В одном из классов вариантов осуществления изобретения, способ и система изобретения реализуют декорреляцию виртуализированных источников с целью обеспечения улучшенной локализации и во избежание трудностей, вызванных симметрией физических акустических систем в присутствии виртуальных акустических систем. В отсутствие указанной декорреляции, если физические акустические системы (например, громкоговорители перед слушателем) симметричны относительно слушателя (например, когда слушатель находится в зоне наилучшего восприятия), воспринимаемые положения виртуальных акустических систем также симметричны относительно слушателя. В этом случае, если оба виртуальных тыловых канала (являющихся признаками входных сигналов левого окружающего и правого окружающего тыловых источников) идентичны, то воспроизводимые сигналы для обоих ушей также идентичны, и тыловые источники больше не являются виртуализированными (слушатель не воспринимает воспроизводимый звук как звук, испускаемый из-за спины слушателя). Кроме того, в отсутствие декорреляции при симметричном размещении физических акустических систем перед слушателем, воспроизводимые выходные сигналы виртуализатора в ответ на панорамирование входных сигналов тыловых источников (входные сигналы являются признаками звука, панорамированного от левого окружающего тылового источника к правому окружающему тыловому источнику) в середине панорамирования источника звука будут казаться приходящими спереди. Указанный класс вариантов осуществления изобретения позволяет избежать этих проблем (обычно называемых «коллапсом изображения») путем реализации декорреляции входных сигналов (окружающих) тыловых источников. Декорреляция входных сигналов тыловых источников в тех случаях, когда они идентичны друг другу, устраняет общность между ними и позволяет избежать коллапса изображения.

В типичных вариантах осуществления изобретения, система согласно изобретению представляет собой или содержит универсальный или специализированный процессор, программируемый посредством программного обеспечения (или встроенного программного обеспечения) и/или иначе сконфигурированный для выполнения варианта осуществления способа изобретения. В некоторых вариантах осуществления изобретения, система виртуализатора согласно изобретению представляет собой универсальный процессор, который подключен для приема входных данных, являющихся признаками входных звуковых каналов, и программируется (посредством надлежащего программного обеспечения) для генерирования выходных данных, являющихся признаками выходных сигналов (предназначенных для воспроизведения парой физических акустических систем) в ответ на входные данные путем выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения. В других вариантах осуществления изобретения, система виртуализатора согласно изобретению реализуется путем надлежащего конфигурирования (например, путем программирования) перестраиваемого цифрового процессора для обработки звука (DSP). DSP для обработки звука может представлять собой традиционный DSP для обработки звука, который является перестраиваемым (например, программируемым посредством надлежащего программного обеспечения или встроенного программного обеспечения, или иначе конфигурируемым в ответ на управляющие данные) для выполнения любой из множества операций на входных звуковых сигналах. В ходе работы, DSP для обработки звука, сконфигурированный для выполнения виртуализации окружающего звука в соответствии с изобретением, подключается для приема нескольких входных звуковых сигналов (являющихся признаками звука из нескольких положений источников, включая, по меньшей мере, два тыловых положения), и, как правило, DSP выполняет ряд операций на входных звуковых сигналах помимо и в дополнение к виртуализации. В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, DSP для обработки звука пригоден для выполнения варианта осуществления способа изобретения после конфигурирования (например, программирования) с целью генерирования выходных звуковых сигналов (для воспроизведения парой физических акустических систем) в ответ на входные звуковые сигналы путем выполнения способа на входных звуковых сигналах.

В некоторых вариантах осуществления, изобретение представляет собой способ виртуализации звука с целью генерирования выходных сигналов для воспроизведения парой физических акустических систем, находящихся в определенных физических положениях относительно слушателя, где ни одно из указанных положений не является положением из ряда из, по меньшей мере, двух положений тыловых источников, при этом указанный способ включает следующие этапы:

(a) в ответ на входные звуковые сигналы, являющиеся признаками звука из положений тыловых источников - генерирование окружающих сигналов, пригодных для приведения акустических систем в определенных физических положениях в состояние испускания звука таким образом, чтобы слушатель воспринимал его как звук, испускаемый указанными положениями тыловых источников, в том числе, включая выполнение сжатия динамического диапазона на входных звуковых сигналах; и

(b) генерирование выходных сигналов в ответ на окружающие сигналы и, по меньшей мере, еще один входной звуковой сигнал, где каждый указанный еще один входной сигнал является признаком звука из соответствующего положения переднего источника, так чтобы выходные сигналы были пригодны для приведения акустических систем в определенных физических положениях в состояние испускания звука таким образом, чтобы слушатель воспринимал его как звук, испускаемый из положений тыловых источников и из каждого указанного положения переднего источника.

Как правило, физические акустические системы представляют собой передние громкоговорители в физических положениях перед слушателем, и этап (a) включает этап генерирования левого и правого окружающих сигналов (LS' и RS') в ответ на левый и правый тыловые входные сигналы (LS и RS), где левый и правый окружающие сигналы (LS' и RS'') пригодны для приведения передних громкоговорителей в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из левого тылового и правого тылового источников позади слушателя. В альтернативном варианте, физические акустические системы могут представлять собой наушники или громкоговорители, расположенные иначе, чем в положениях тыловых источников (например, громкоговорители, расположенные слева и справа от слушателя). Предпочтительно, физические акустические системы являются передними громкоговорителями в физических положениях перед слушателем, и этап (а) включает этап генерирования левого и правого окружающих сигналов (LS' и RS'), пригодных для приведения передних громкоговорителей в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из левого тылового и правого тылового источников позади слушателя, а этап (b) включает этап генерирования выходных сигналов в ответ на: окружающие сигналы, левый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения левого переднего источника, правый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения правого переднего источника, и центральный входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения центрального переднего источника. Предпочтительно, этап (b) включает этап генерирования фантомного центрального канала в ответ на центральный входной звуковой сигнал.

Предпочтительно, сжатие динамического диапазона способствует нормализации воспринимаемой громкости виртуальных тыловых каналов. Также предпочтительно, чтобы сжатие динамического диапазона выполнялось путем усиления входных звуковых сигналов нелинейно относительно каждого из указанных других входных звуковых сигналов. Предпочтительно, этап (а) включает этап выполнения сжатия динамического диапазона, которое заключается в усилении каждого из входных звуковых сигналов, имеющего уровень (например, средний уровень по временному окну), который не превышает заранее заданное пороговое значение, нелинейно в зависимости от величины, на которую указанный уровень меньше порогового значения.

Предпочтительно, этап (а) включает этап генерирования окружающих сигналов, который заключается в преобразовании входных звуковых сигналов в соответствии с функцией моделирования восприятия звука (HRTF), и/или путем выполнения декорреляции на входных звуковых сигналах, и/или путем выполнения подавления перекрестных помех на входных звуковых сигналах. В данном описании, выражение «выполнение» операции (например, преобразования в соответствии с HRTF или сжатия динамического диапазона, или декорреляции) «на» входных звуковых сигналах используется, в широком смысле, для обозначения выполнения операции на входных звуковых сигналах или на обработанных версиях входных звуковых сигналов (например, на версиях входных звуковых сигналов, которые были подвергнуты декорреляции или другой фильтрации).

Особенности изобретения включают систему виртуализатора, сконфигурированную (например, запрограммированную) для выполнения любого варианта осуществления способа изобретения, а также компьютерный программный носитель (например, диск), на котором хранится программный код для реализации любого варианта осуществления способа изобретения.

Краткое описание графических материалов

Фиг.1 - блок-схема традиционной системы виртуализатора окружающего звука.

Фиг.2 - блок-схема другой традиционной системы виртуализатора окружающего звука.

Фиг.3 - блок-схема одного из вариантов осуществления системы виртуализатора окружающего звука согласно изобретению.

Фиг.4 - блок-схема реализации этапа 41 подсистемы виртуализатора 40 по фиг.3.

Фиг.5 - блок-схема реализации этапа 42 подсистемы виртуализатора 40 по фиг.3.

Фиг.6 - блок-схема реализации одной из схем HRTF на этапе 43 подсистемы виртуализатора 40.

Фиг.7 - блок-схема реализации этапа 44 подсистемы виртуализатора 40.

Фиг.8 - детальная блок-схема реализации лимитера 32 системы виртуализатора по фиг.3.

Фиг.9 - блок-схема процессора цифровой обработки звуковых сигналов (DSP), представляющего собой один из вариантов осуществления системы виртуализатора окружающего звука согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Технологически выполнимо множество вариантов осуществления настоящего изобретения. Из данного раскрытия средним специалистам в данной области станет ясно, каким образом их реализовывать. Варианты осуществления системы изобретения, способа изобретения и носителя будут описаны с отсылкой к фиг.3-9.

В некоторых вариантах осуществления, изобретение представляет собой способ виртуализации звука, предназначенный для генерирования выходных сигналов (например, сигналов L' и R' по фиг.3) для их воспроизведения парой физических акустических систем, находящихся в определенных физических положениях относительно слушателя, где ни одно из физических положений не является положением из ряда из, по меньшей мере, двух положений тыловых источников, при этом указанный способ включает следующие этапы:

(a) в ответ на входные звуковые сигналы (например, левый и правый тыловые входные сигналы, LS и RS, фиг.3), являющиеся признаками звука из положений тыловых источников - генерирование окружающих сигналов (например, сигналов окружающего звука LS' and RS', фиг.3), пригодных для приведения акустических систем в физических положениях в состояние испускания звука таким образом, чтобы слушатель воспринимал его как звук, испускаемый из указанных положений тыловых источников, которое заключается в выполнении сжатия динамического диапазона на входных звуковых сигналах; и

(b) генерирование выходных сигналов в ответ на сигналы окружающего звука (например, сигналы окружающего звука LS' и RS' по фиг.3) и, по меньшей мере, еще один входной звуковой сигнал (например, входной звуковой сигнал С, L или R по фиг.3), где каждый указанный еще один входной звуковой сигнал является признаком звука из соответствующего положения переднего источника таким образом, чтобы выходные сигналы были пригодны для приведения акустических систем, находящихся в определенных физических положениях, в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из положений тыловых источников и из каждого указанного положения переднего источника.

Как правило, физические акустические системы представляют собой передние громкоговорители в определенных физических положениях перед слушателем, и этап (а) включает этап генерирования левого и правого сигналов окружающего звука (например, сигналов LS' и RS' по фиг.3) в ответ на левый и правый тыловые входные сигналы (например, сигналы LS и RS по фиг.3), где левый и правый сигналы окружающего звука пригодны для приведения передних громкоговорителей в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из левого тылового и правого тылового источников позади слушателя. Физические акустические системы альтернативно могут представлять собой наушники или громкоговорители, расположенные в положениях, отличающихся от положений тыловых источников (например, громкоговорителей, расположенных слева и справа от слушателя). Предпочтительно, физические акустические системы представляют собой передние громкоговорители, находящиеся в физических положениях перед слушателем, и этап (а) включает этап генерирования левого и правого сигналов окружающего звука (например, LS' и RS' по фиг.3), пригодных для приведения передних громкоговорителей в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из левого тылового и правого тылового источников позади слушателя, а этап (b) включает этап генерирования выходных сигналов в ответ на: сигналы окружающего звука, левый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения левого переднего источника, правый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения правого переднего источника и центральный входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения центрального переднего источника. Предпочтительно, этап (b) включает этап генерирования фантомного центрального канала в ответ на центральный входной звуковой сигнал.

В некоторых вариантах осуществления, изобретение представляет собой способ и систему виртуализации окружающего звука, которые предназначены для генерирования выходных сигналов с целью воспроизведения парой физических акустических систем (например, наушников или громкоговорителей, расположенных в определенных выходных положениях) в ответ на ряд из N входных звуковых сигналов (где N - число не меньше двух), где входные звуковые сигналы являются признаками звука из нескольких положений источников, включающих, по меньшей мере, два тыловых положения. Как правило, N=5, и входные сигналы являются признаками звука из трех передних положений (левого, центрального и правого передних источников) и двух тыловых положений (левого окружающего и правого окружающего тыловых источников).

Фиг.3 представляет собой блок-схему одного из вариантов осуществления системы виртуализатора согласно изобретению. Виртуализатор по фиг.3 конфигурируется для генерирования левого и правого выходных сигналов (L' и R'), предназначенных для приведения в действие пары передних громкоговорителей (или других акустических систем) в ответ на пять входных звуковых сигналов: левого ("L") канала, являющегося признаком звука из левого переднего источника, центрального ("C") канала, являющегося признаком звука из центрального переднего источника, правого ("R") канала, являющегося признаком звука из правого переднего источника, левого окружающего ("LS") канала, являющегося признаком звука из левого тылового источника LS, и правого окружающего ("RS") канала, являющегося признаком звука из правого тылового источника RS. Виртуализатор генерирует фантомный центральный канал (и комбинирует его с левым и правым передними каналами L и R и виртуальным левым и виртуальным правым каналами) путем усиления центрального входного сигнала C в усилителе G, сложения усиленного выходного сигнала усилителя G с входным сигналом L и левым входным сигналом окружающего звука LS' (будет описано ниже) в элементе 30 сложения для генерирования неограниченного левого выходного сигнала, и сложения усиленного выходного сигнала усилителя G с входным сигналом R и правым ок