УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВАНИИ СИГНАЛА АУДИОИСТОЧНИКА, СИСТЕМА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА И СИГНАЛ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ

1. Устройство (100; 200) для генерации первого множества выходных сигналов (102a-d) на основании, по меньшей мере, одного сигнала (104a, 104b) аудиоисточника, причем устройство содержит:
схему (202) задержки, содержащую второе множество трактов (106a-d) задержки, причем каждый тракт (106a-d) задержки имеет линию (108a-d) задержки и ослабительный фильтр (112a-d), причем каждая линия (108a-d) задержки выполнена с возможностью задерживания входных сигналов (104a-b, 104aʺ, 104bʺ, 114a-d) линии задержки и объединения, по меньшей мере, одного сигнала (104a-b, 104aʺ, 104bʺ) аудиоисточника и реверберированного аудиосигнала (114a-d) для получения объединенного сигнала (116), причем ослабительный фильтр (112a-d) тракта (106a-d) задержки выполнен с возможностью фильтрации объединенного сигнала (116) из линии (108a-d) задержки тракта (106a-d) задержки для получения выходного сигнала (102a-d), причем первое множество выходных сигналов содержит выходной сигнал (102a-d); и
процессор (120) обратной связи, выполненный с возможностью реверберирования первого множества выходных сигналов (102a-d) для получения третьего множества реверберированных аудиосигналов (114a-d), содержащих реверберированный аудиосигнал;
причем объединенный сигнал (116) содержит участок сигнала (104a-b) аудиоисточника и участок реверберированного сигнала (114), и при этом линия (108a-d) задержки содержит шестое множество входных отводов (302a-d), выполненных с возможностью приема сигнала (104a-b) аудиоисточника или взвешенной версии (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника, причем устройство (100) содержит входной контроллер (140), выполненный с возможностью соединения сигнала (104a-b) аудиоисточника или взвешенной версии (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника и одного из шестого множества входных отводов (302a-d) и на основании первой позиции виртуального аудиоисточника в виртуальной комнате (130) воспроизведения и при этом не соединения сигнала (104a-b) аудиоисточника или взвешенной версии (104ʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника с другим входным отводом шестого множества входных отводов (103a-d), и при этом входной контроллер (140) выполнен с возможностью отсоединения сигнала (104a-b) аудиоисточника или взвешенном версии (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника от одного из шестого множества входных отводов (302a-d) на основании второй позиции виртуального аудиоисточника, причем вторая позиция отличается от первой позиции; или
причем объединенный сигнал (116) содержит участок сигнала (104a-b) аудиоисточника и участок реверберированного сигнала (114), и при этом линия (108a-d) задержки содержит седьмое множество выходных отводов (308a-c), выполненных с возможностью обеспечения объединенного сигнала (116) или сигнала (308a-c) промежуточной линии задержки, причем устройство (100) содержит выходной контроллер (170), выполненный с возможностью соединения корректирующего фильтра (142a-d) с выходным сигналом (102a-d) или верхним одним из седьмого множества выходных отводов (308a-c) на основании первой характеристики отражения виртуальной комнаты (130) воспроизведения, и при этом не соединения другого выходного отвода из седьмого множества выходных отводов (308a-c) с корректирующим фильтром (142a-d), и при этом выходной контроллер (170) выполнен с возможностью отсоединения корректирующего фильтра (142a-d) от выходного сигнала (102a-d) или от сигнала (308a-c) промежуточной линии задержки на основании второй характеристики отражения виртуальной комнаты (130) воспроизведения, которая отличается от первой характеристики.
2. Устройство (200) для генерации четвертого множества сигналов (144a-d) громкоговорителя на основании, по меньшей мере, одного сигнала (104a-d) аудиоисточника, причем устройство содержит:
схему (202) задержки, содержащую второе множество трактов (106a-d) задержки, причем каждый тракт (106a-d) задержки имеет линию (108a-d) задержки и ослабительный фильтр (112a-d), причем каждая линия (108a-d) задержки выполнена с возможностью задерживания входных сигналов (104a-b, 104aʺ, 104bʺ, 114a-d) линии задержки и объединения, по меньшей мере, одного сигнала (104a-b, 104aʺ, 104bʺ) аудиоисточника и реверберированного аудиосигнала (114a-d) для получения объединенного сигнала (116), причем ослабительный фильтр (112a-d) тракта (106a-d) задержки выполнен с возможностью фильтрации объединенного сигнала (116) из линии (108a-d) задержки тракта (108a-d) задержки для получения выходного сигнала (102a-d), причем первое множество выходных сигналов содержит выходной сигнал (102a-d); и
процессор (120) обратной связи, выполненный с возможностью реверберирования первого множества выходных сигналов (102a-d) для получения третьего множества реверберированных аудиосигналов (114a-d), содержащих реверберированный аудиосигнал;
причем схема (202) задержки содержит пятое множество корректирующих фильтров (142a-d), выполненных с возможностью спектральной модуляции первого множества выходных сигналов (102a-d) или сигналов (308a-c) промежуточной линии задержки для получения четвертого множества сигналов (144a-d) громкоговорителя, причем сигналы (308a-c) промежуточной линии задержки принимаются из выходного отвода (306a-c) линии (108a-d) задержки.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором количество корректирующих фильтров (142a-d) первого множества, второго множества, третьего множества и пятого множества одинаково.
4. Устройство по п. 2 или 3, в котором линии (108a-d) задержки связаны с направлением прихода относительно позиции прослушивания отраженного звука в виртуальной комнате (130) воспроизведения, причем параметры фильтрации корректирующего фильтра (142a-d) адаптируются на основании направления прихода.
5. Устройство по п. 1 или 2, дополнительно содержащее распределитель (118a, 118b), выполненный с возможностью распределения сигнала (104a, 104b) аудиоисточника на несколько его версий (104aʹ, 104bʹ), причем количество версий (104aʹ, 104bʹ) равно, по меньшей мере, количеству трактов (106a-d) задержки из второго множества, причем версии (104aʹ, 104bʹ) сигнала (104a, 104b) аудиоисточника имеют задержку, относительно друг друга, самое большее, 20% максимальной задержки по времени второго множества линий (106a-d) задержки.
6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором распределитель (118a, 118b) дополнительно содержит восьмое множество усилителей (122), выполненных с возможностью взвешивания версий (104aʹ, 104bʹ) сигнала (104a, 104b) аудиоисточника для получения взвешенных версий (104aʺ, 104bʺ) сигнала (104a, 104b) аудиоисточника, причем взвешенные версии (104aʺ, 104bʺ) сигнала (104a, 104b) аудиоисточника связаны с аудиосигналом виртуального источника звука в виртуальной комнате (130) воспроизведения, содержащей виртуальные громкоговорители (132a-d), и при этом коэффициент усиления усилителя (122) из восьмого множества усилителей (122) связан с характеристикой отражения аудиоисточника в виртуальной комнате (130) воспроизведения.
7. Устройство по п. 1 или 2,
0
n
1
n
в котором ослабительный фильтр (112a-d) содержит девятое множество коэффициентов (α-α, β-β) фильтрации;
причем тракт (106a-d) задержки связан с виртуальной позицией виртуального громкоговорителя (132a-d) в виртуальной комнате (130) воспроизведения, имеющей виртуальные характеристики распространения звука и звукоотражающие структуры;
0
n
1
n
причем коэффициенты (α-α, β-β) фильтрации связаны с временем реверберации виртуальной комнаты (130) воспроизведения, в которой реверберируется сигнал аудиоисточника.
8. Устройство по п. 1 или 2,
0
n
1
n
в котором ослабительный фильтр (112a-d) содержит девятое множество коэффициентов (α-α, β-β) фильтрации;
причем тракт (106a-d) задержки связан с виртуальной позицией виртуального громкоговорителя (132a-d) в виртуальной комнате (130) воспроизведения, имеющей виртуальные характеристики распространения звука и звукоотражающие структуры;
причем объединенный сигнал (116) содержит информацию направленности отраженного аудиосигнала или реверберированного аудиосигнала, который отражается или реверберируется в виртуальной комнате (130) воспроизведения;
причем задержка по времени, на которую сигнал (104a, 104b) аудиоисточника задерживается линией (108a-d) задержки, связан с расстоянием между виртуальным громкоговорителем (132a-d) и звукоотражающей структурой виртуальной комнаты (130) воспроизведения;
0
n
1
n
причем коэффициенты (α-α, β-β) фильтрации связаны с временем реверберации и характеристикой рассеяния виртуальной комнаты (130) воспроизведения или с направлением прихода звука.
11
44
9. Устройство по п. 1 или 2, в котором процессор (120) обратной связи выполнен с возможностью объединения первого множества выходных сигналов (102a-d) для получения третьего множества реверберированных аудиосигналов (114a-d), причем процессор (120) обратной связи выполнен с возможностью объединения первого множества выходных сигналов (102a-d) на основании параметров (α-α) реверберации, причем параметры реверберации связаны с характеристикой отражения виртуальной комнаты (130) воспроизведения, содержащей виртуальный аудиоисточник, причем виртуальный аудиоисточник связан с сигналом (104a, 104b) аудиоисточника, причем характеристика реверберации не зависит от позиции виртуального аудиоисточника в виртуальной комнате (130) воспроизведения.
11
44
11
44
10. Устройство по п. 9, в котором параметры (α-α) относятся к множеству подкомнат (136a, 136b) виртуальной комнаты (130) воспроизведения, и при этом параметры реверберации (α-α) можно представлять в матричной форме:
1
2
1
2
где U обозначает параметры реверберации первой подкомнаты (136a), U обозначает характеристики реверберации второй подкомнаты (136b), V обозначает параметры связи от первой подкомнаты (136a) ко второй подкомнате (136b), и V обозначает параметры связи от второй подкомнаты (136b) к первой подкомнате (136a).
0
n
1
n
11. Устройство по п. 9 или 10, в котором ослабительные фильтры (112a-d) содержат структуру с бесконечной импульсной характеристикой, и при этом параметры (α-α, β-β) фильтрации структуры с бесконечной импульсной характеристикой адаптированы таким образом, что первые характеристики реверберации первой подкомнаты (136a) виртуальной комнаты (130) воспроизведения отличаются от вторых характеристик реверберации второй подкомнаты (136b) виртуальной комнаты (130) воспроизведения.
12. Устройство по п. 1 или 2, в котором схема (202) задержки содержит пятое множество корректирующих фильтров (142a-d), выполненных с возможностью спектральной модуляции выходных сигналов (102a-d), сигналов (308a-c) промежуточной линии задержки или объединенных сигналов (116) для получения четвертого множества сигналов (144) громкоговорителя, связанных с виртуальными громкоговорителями (132a-d) виртуальной комнаты (130) воспроизведения, и при этом четвертое множество сигналов (144a-d) громкоговорителя выполнено с возможностью сохранения на носителе данных, благодаря чему, десятое множество сигналов (152a-f) реального громкоговорителя, связанных с реальными громкоговорителями (162a-f) реальной комнаты (160) воспроизведения, может быть получено устройством (150), выполненным с возможностью панорамирования четвертого множества сигналов (144a-d) громкоговорителя в десятое множество сигналов (144a-f) реального громкоговорителя.
13. Устройство по п. 1 или 2, в котором линия (106a-d) задержки дополнительно выполнена с возможностью объединения, по меньшей мере, двух сигналов (104a, 104b) аудиоисточника и реверберированного аудиосигнала (114), причем линия (106a-d) задержки выполнена с возможностью применения первой задержки по времени к первому сигналу (104a) аудиоисточника и второй задержки по времени ко второму сигналу (104b) аудиоисточника.
14. Устройство по п. 1 или 2, в котором линия (106a-d) задержки из второго множества линий задержки связана с направлением виртуального громкоговорителя (132a-d) относительно виртуальной позиции (604) слушателя в виртуальной комнате (130) воспроизведения, содержащей виртуальный громкоговоритель (132a-d), причем распределение виртуальных громкоговорителей (132a-d) в виртуальной комнате (130) воспроизведения неоднородно.
15. Система (1000) воспроизведения звука, содержащая:
устройство (100, 200) по п. 1 или 2;
одиннадцатое множество громкоговорителей (162a-f); и
панораматор (150) выполненный с возможностью приема четвертого множества сигналов (144a-d) громкоговорителя, выведенных из первого множества выходных сигналов (102a-d), и панорамирования четвертого множества сигналов (144a-d) громкоговорителя в двенадцатое множество панорамированных сигналов (152a-f) громкоговорителя, причем двенадцатое множество панорамированных сигналов громкоговорителя имеет количество сигналов громкоговорителя, равное количеству громкоговорителей (162a-f) из одиннадцатого множества громкоговорителей;
причем панораматор (150) выполнен с возможностью поддержания характеристики распространения звука виртуальной комнаты (130) воспроизведения, связанной с четвертым множеством сигналов (144a-d) громкоговорителя при панорамировании четвертого множества сигналов громкоговорителя.
16. Способ генерации первого множества выходных сигналов на основании, по меньшей мере, одного сигнала аудиоисточника, причем способ содержит этапы, на которых:
задерживают и объединяют, по меньшей мере, один сигнал (104a, 104b) аудиоисточника и реверберированный аудиосигнал (114) с линией (108a-d) задержки для получения объединенного сигнала (116);
фильтруют объединенный сигнал (116) из линии (108a-d) задержки для получения выходного сигнала (102a-d), причем первое множество выходных сигналов (102a-d) получается из второго множества трактов (106a-d) задержки, причем каждый тракт задержки имеет линию задержки; и
реверберируют первое множество выходных сигналов (102a-d) для получения третьего множества реверберированных аудиосигналов (114), содержащих реверберированный аудиосигнал;
причем
объединенный сигнал (116) содержит участок сигнала (104a-b) аудиоисточника и участок реверберированного сигнала (114), и при этом линия (108a-d) задержки содержит шестое множество входных отводов (302a-d), выполненных с возможностью приема сигнала (104a-b) аудиоисточника или взвешенной версии (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника, причем способ содержит этапы, на которых:
соединяют сигнал (104a-b) аудиоисточника или взвешенную версию (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника и один из шестого множества входных отводов (302a-d) и на основании первой позиции виртуального аудиоисточника в виртуальной комнате (130) воспроизведения и при этом не соединяют сигнал (104a-b) аудиоисточника или взвешенную версию (104ʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника с другим входным отводом шестого множества входных отводов (103a-d), и
отсоединяют сигнал (104a-b) аудиоисточника или взвешенную версию (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника от одного из шестого множества входных отводов (302a-d) на основании второй позиции виртуального аудиоисточника, причем вторая позиция отличается от первой позиции; или
или причем
объединенный сигнал (116) содержит участок сигнала (104a-b) аудиоисточника и участок реверберированного сигнала (114), и при этом линия (108a-d) задержки содержит седьмое множество выходных отводов (308a-c), выполненных с возможностью обеспечения объединенного сигнала (116) или сигнала (308a-c) промежуточной линии задержки, причем способ содержит этапы, на которых
соединяют корректирующий фильтр (142a-d) с выходным сигналом (102a-d) или верхним одним из седьмого множества выходных отводов (308a-c) на основании первой характеристики отражения виртуальной комнаты (130) воспроизведения, и при этом не соединяют другой выходной отвод из седьмого множества выходных отводов (308a-c) с корректирующим фильтром (142a-d), и
отсоединяют корректирующий фильтр (142a-d) от выходного сигнала (102a-d) или от сигнала (308a-c) промежуточной линии задержки на основании второй характеристики отражения виртуальной комнаты (130) воспроизведения, которая отличается от первой характеристики.
17. Способ генерации четвертого множества сигналов громкоговорителя на основании, по меньшей мере, одного сигнала аудиоисточника, причем способ содержит этапы, на которых:
задерживают и объединяют, по меньшей мере, один сигнал аудиоисточника и реверберированный аудиосигнал с линией задержки для получения объединенного сигнала;
фильтруют объединенный сигнал из линии задержки для получения выходного сигнала, причем первое множество выходных сигналов получается из второго множества трактов задержки, причем каждый тракт задержки имеет линию задержки; и
реверберируют первое множество выходных сигналов для получения третьего множества реверберированных аудиосигналов, содержащих реверберированный аудиосигнал;
спектрально модулируют первое множество выходных сигналов (102a-d) или сигналов (308a-c) промежуточной линии задержки для получения четвертого множества сигналов (144a-d) громкоговорителя, причем сигналы (308a-c) промежуточной линии задержки принимаются из выходного отвода (306a-c) линии (106a-d) задержки;
причем
объединенный сигнал (116) содержит участок сигнала (104a-b) аудиоисточника и участок реверберированного сигнала (114), и при этом линия (108a-d) задержки содержит шестое множество входных отводов (302a-d), выполненных с возможностью приема сигнала (104a-b) аудиоисточника или взвешенной версии (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника, причем способ содержит этапы, на которых:
соединяют сигнал (104a-b) аудиоисточника или взвешенную версию (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника и один из шестого множества входных отводов (302a-d) и на основании первой позиции виртуального аудиоисточника в виртуальной комнате (130) воспроизведения и при этом не соединяют сигнал (104a-b) аудиоисточника или взвешенную версию (104ʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника с другим входным отводом шестого множества входных отводов (103a-d), и
отсоединяют сигнал (104a-b) аудиоисточника или взвешенную версию (104aʺ, 104bʺ) сигнала аудиоисточника от одного из шестого множества входных отводов (302a-d) на основании второй позиции виртуального аудиоисточника, причем вторая позиция отличается от первой позиции; или
или причем
объединенный сигнал (116) содержит участок сигнала (104a-b) аудиоисточника и участок реверберированного сигнала (114), и при этом линия (108a-d) задержки содержит седьмое множество выходных отводов (308a-c), выполненных с возможностью обеспечения объединенного сигнала (116) или сигнала (308a-c) промежуточной линии задержки, причем способ содержит этапы, на которых
соединяют корректирующий фильтр (142a-d) с выходным сигналом (102a-d) или верхним одним из седьмого множества выходных отводов (308a-c) на основании первой характеристики отражения виртуальной комнаты (130) воспроизведения, и при этом не соединяют другой выходной отвод из седьмого множества выходных отводов (308a-c) с корректирующим фильтром (142a-d), и
отсоединяют корректирующий фильтр (142a-d) от выходного сигнала (102a-d) или от сигнала (308a-c) промежуточной линии задержки на основании второй характеристики отражения виртуальной комнаты (130) воспроизведения, которая отличается от первой характеристики.
18. Компьютерная программа, имеющая программный код для выполнения способа по п. 16 или 17, когда программа выполняется на компьютере.
19. Сигнал (144a-d) громкоговорителя, полученный устройством по п. 1 или 2.