СИСТЕМА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ/МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗВУКА И СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА
AUDIOPLAYBACK/SIMULATION SYSTEM AND AUDIO PLAYBACK SIMULATION METHOD

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системе воспроизведения/моделирования звука и к способу моделирования воспроизведения звука. Кроме того, предпочтительные варианты осуществления обеспечивают обобщенное устройство для воспроизведения звука, например, для воспроизведения многоканального звука.
Для многоканального звука обычно несколько отдельных громкоговорителей установлены не только во фронтальной области среды прослушивания, но дополнительно по сторонам и сзади. Помимо только горизонтального размещения громкоговорителей также используются установки с вертикально поднятыми громкоговорителями. Такие системы воспроизведения обеспечивают возможность для пространственного и иммерсивного воспроизведения звука.
Альтернативой таким настройкам громкоговорителей являются звуковые панели. Звуковые панели обычно содержат несколько драйверов (т.е. «мембраны отдельных громкоговорителей») в одном корпусе. Некоторые из них специально предназначены для установки под дисплеем или над ним. Большинство звуковых панелей сегодня предлагаются с (беспроводными) сабвуферами, в то время как имеются также варианты, которые не нуждаются во внешних сабвуферах.
Подобные устройства, называемые, например, звуковой пластиной, звуковой базой и т.п., обычно имеют более глубокие корпусы, чем у звуковой панели, в результате чего, например, телевизор может быть размещен непосредственно на них.
В настоящее время звуковые панели в основном используются в потребительских системах воспроизведении звука. Звуковая панель является устройством для воспроизведения звука, которое обычно сочетает в одном корпусе все соединения/соединители, усилители, процессоры, громкоговорители и т.д., которые необходимы для воспроизведения звука. На рынке существует множество вариантов звуковых панелей, и звуковые панели доступны в разных ценовых диапазонах, с различными функциями и на разных уровнях качества. Различия могут заключаться, например, в размере и форме корпуса, количестве, размере, качестве, положении и/или размещении используемых драйверов громкоговорителей, типе обработки, применяемой к входным сигналам. Некоторые звуковые панели действуют просто как множество громкоговорителей, помещенных в единый корпус (без дополнительной обработки сигнала, кроме усиления). Другие применяют обработку различной степени сложности для достижения воспроизведения правдоподобного (пространственного) звука с одного устройства.
Некоторые звуковые панели не учитывают конкретную геометрию и акустические свойства помещения для воспроизведения, в котором они используются, более сложные делают это (например, с помощью калибровки на основании измерительного сигнала или пользовательской настройки). Некоторые устройства звуковой панели используют микрофон(ы) для калибровки, например, для адаптации обработки в соответствии с фактическим помещением для воспроизведения и/или положением слушателя.
Те же концепции, которые описаны ниже, также могут быть применены, например, к трехмерным звуковым панелям, к рамам из громкоговорителей (которые расположены, например, вокруг дисплея), к цилиндрическим массивам громкоговорителей, сферическим массивам громкоговорителей и к бумбоксам, устройствам воспроизведения, подобным док-станциям, или интеллектуальным громкоговорителям.
Поскольку звуковые панели являются очень популярным устройством воспроизведения в домах потребителей, профессионалы и производители контента также хотели бы осуществлять отслеживание своей продукции (например, непосредственно во время производства и/или в процессе создания) на таких устройствах.
Это создает несколько проблем, поскольку результат в большой степени зависит, например, от качества целевого устройства и обработки, которая применяется конкретной звуковой панелью. Эта изменчивость затрудняет выбор одной звуковой панели для отслеживания. Выбор целого ряда продукции звуковых панелей также не является удобным решением. Кроме того, нелегко подключить потребительские устройства к профессиональной среде без приложения дополнительных усилий. Большинство потребительских устройств имеют только потребительские подключения/разъемы (например, HDMI), в то время как в производственных средах используются профессиональные разъемы (например, MADI). Кроме того, большинство потребительских устройств предполагают, что контент упакован или закодирован в (потребительских) форматах (например, MP3, AAC и т.д.), в то время как в профессиональной среде в основном используется несжатый звук. Важным вопросом в этой связи является также способность системы обеспечивать отслеживание в режиме реального времени на таком устройстве. Для производственных целей, например, реальное время может означать, что введенная задержка должна быть по меньшей мере достаточно короткой, чтобы любое изменение, примененное к контенту на этапе производства, можно было легко отслеживать на устройстве для воспроизведения звука. Поэтому существует необходимость в усовершенствованном подходе.
Задача настоящего изобретения состоит в создании концепции, позволяющей воспроизводить звук, сопоставимый или аналогичный целевой системе (из множества целевых систем).
Эта задача решается объектом изобретения по независимым пунктам формулы изобретения.
Вариант осуществления обеспечивает систему воспроизведения звука, содержащую по меньшей мере одно устройство для воспроизведения звука, такое как звуковая панель, и процессор. Устройством для воспроизведения звука управляет один или более аудиосигналов (например, двухканальный стереосигнал, или сигнал 5.1, или сигнал 5.1+4H). Процессор выполнен с возможностью обработки входного аудиопотока для формирования одного или более аудиосигналов. В данном случае он выполняет обработку на основании параметров обработки, определяющих звуковую характеристику целевой системы.
Варианты осуществления настоящего изобретения основаны на том, что с помощью высококачественного устройства воспроизведения звука, например звуковой панели, имеющей высококачественные компоненты и цифровую обработку сигнала, можно имитировать/моделировать поведение других систем звуковой панели/целевых систем. Комбинация высококачественного устройства для воспроизведения звука с обработкой с использованием параметров обработки, определяющих звуковую характеристику целевой системы, образует систему воспроизведения звука, которая характеризуется своей способностью моделировать ряд других/аналогичных/связанных/дополнительных систем воспроизведения звука, также называемых целевой системой, например, различного размера, различного качества или с использованием другого вида базовой обработки. Параметры обработки являются регулируемыми параметрами, используемыми для адаптации системы воспроизведения/моделирования звука к целевой системе, например, к потребительской системе воспроизведения/потребительской звуковой панели. В результате такая высококачественная универсальная звуковая панель позволяет пользователю моделировать различные устройства звуковой панели только с одного устройства. Это помогает в отслеживании ожидаемых рабочих характеристик потребительского устройства во время производства. Определенная таким образом система может найти применение, например, в профессиональных производственных средах, когда производитель контента желает отслеживать во время производства (в реальном времени), как клиент/потребитель может услышать произведенный контент.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления система воспроизведения звука/система отслеживания является звуковой панелью, например, содержащей два или более преобразователя. Это позволяет устройству для воспроизведения звука производить один, два или более каналов. Аналогичным образом, целевое устройство также может являться звуковой панелью. Звуковая характеристика целевого устройства может быть описана параметрами обработки. Например, один из параметров обработки описывает конфигурацию преобразователя целевой системы. В данном случае в информацию конфигурации преобразователя может быть включена информация относительно количества отдельных каналов и/или относительно количества преобразователей на канал. Кроме того, если используется, например, формирование направленного луча, параметр обработки, описывающий конфигурацию преобразователя, может содержать количество преобразователей, используемых для разных каналов. В целом этот параметр обработки может описывать количество преобразователей целевой системы. В случае, если количество преобразователей целевой системы известно, процессор может использовать этот параметр обработки для определения количества преобразователей системы воспроизведения/моделирования звука, которая будет использоваться. Более подробно, преобразователи системы воспроизведения/моделирования звука могут быть выбраны на основании этой информации таким образом, чтобы имелась прямая зависимость между выбором и соответствующим параметром обработки.
Параметры обработки дают возможность модификации воспроизведения звука в отношении различных «показателей». Ниже будет приведен небольшой, но не обязательно полный обзор свойств/показателей.
- Первое свойство/показатель может относиться к функциональным возможностям воспроизведения целевого устройства, на которые в основном влияет аппаратное обеспечение. Например, аппаратное обеспечение целевого устройства имеют заданную характеристику передачи в отношении частотной характеристики. Таким образом, один из параметров обработки описывает характеристику аппаратного обеспечения.
- Другой параметр обработки описывает выполненное кодирование целевого устройства. Предпосылкой этого является то, что некоторые целевые устройства выполняют во время воспроизведения определенное декодирование, оказывающее влияние на поведение звука. Этот показатель кодирования может быть представлен по меньшей мере одним параметром обработки.
- Третье свойство/показатель относится к режиму работы, т.е. к вопросу о том, производится ли целевым устройством формирование луча, дипольная обработка или обычное воспроизведение.
- Четвертое свойство/показатель воспроизведения относится к вопросу о том, выполняет ли целевая система повышающее микширование или понижающее микширование.
- Другое свойство/показатель воспроизведения относится к размещению громкоговорителей. Этот параметр обработки описывает разные позиции преобразователей сигнала целевой системы или размер корпусов целевой системы.
Следует отметить, что может существовать множество других показателей, причем по меньшей мере один, но предпочтительно множество из этих показателей описывают полное поведение передачи целевой системы, чтобы обеспечить описанную выше систему воспроизведения звука/систему отслеживания посредством использования параметра обработки, включающего в себя информацию о другом показателе для воспроизведения звука, сопоставимого с воспроизведением звука, которое выполнялось бы целевой системой. Другими словами, это означает, что обработка обрабатывает аудиопоток ST относительно одного или предпочтительно более упомянутых выше показателей, каждый из которых описан одним или более параметрами обработки.
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления параметр обработки может описывать частотную характеристику преобразователя, импульсную характеристику преобразователя, фазовую характеристику преобразователя, импеданс преобразователя одного или более преобразователей целевой системы. Эта частотная характеристика преобразователя/импульсная характеристика преобразователя/фазовая характеристика преобразователя/импеданс преобразователя используется для обработки или фильтрации аудиосигналов до их выдачи описанным выше процессором. Другой параметр обработки может описывать рабочие характеристики корпуса, например, является ли он открытым (например, вентилируемым, перфорированным, ...) или закрытым корпусом, или корпусом, оборудованным пассивными излучателями.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления один из параметров обработки может описывать цифровую обработку, выполняемую целевой системой, или используемый формат кодировки. Помимо воспроизведения дисковых форматов (например, CD, Blu-ray) потребительские устройства для воспроизведения звука (целевая система) обычно используются для воспроизведения контента, который принимается через широковещательную или потоковую передачу. Для доставки такого контента используются заданные форматы кодировки. Если формат кодировки известен, обработка может быть выполнена процессором описанной выше системы воспроизведения/моделирования звука, чтобы моделировать/эмулировать поведение целевой системы, воспроизводящей закодированное содержание.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления один из параметров обработки может описывать режим работы (например, формирование направленного луча, аудио по прямому свободному каналу, дипольная обработка, отмена перекрестных помех, фильтрация HRTF и т.д.). На основании этого параметра обработки система воспроизведения/моделирования звука может определять свою обработку.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления один или более параметров обработки могут описывать дополнительные признаки улучшения звука (например, многоканальное повышающее микширование, усиление басов, динамическая обработка и т.д.) На основании этих параметров обработки система воспроизведения/моделирования звука может определять свою обработку для моделирования различных этапов улучшения и обработки звука, которые могут быть найдены в (потребительских) системах воспроизведения, составляющих целевые устройства.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления все параметры обработки, которые определяют, каким образом может быть смоделировано/эмулировано звуковое поведение целевой системы, могут быть сохранены в базе данных (содержащейся в памяти). Эта база данных может представлять собой внешнюю базу данных, базу данных, относящуюся к процессору, или базу данных, соединенную с процессором. Эта база данных и процессор также могут быть сконструированы с возможностью последующего обновления, чтобы обеспечить возможность эмуляции других целевых систем.
Другой вариант осуществления обеспечивает способ моделирования рабочих характеристик целевой системы. Этот способ содержит два базовых этапа обработки входного аудиопотока для формирования одного или более аудиосигналов, причем обработка выполняется на основании параметров обработки, определяющих звуковую характеристику целевой системы; и вывод одного или более аудиосигналов для управления по меньшей мере одним устройством для воспроизведения звука.
Другой вариант осуществления обеспечивает способ анализа целевой системы для получения параметров обработки. В данном случае способ может содержать этап анализа целевой системы посредством использования испытательных тонов.
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления этот способ или части способа могут быть исполнены с использованием компьютера. Таким образом, вариант осуществления относится к компьютерной программе.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны с обращением к следующим сопровождающим чертежам.
Фиг. 1 показывает схематическое представление системы воспроизведения/моделирования звука в соответствии с базовым вариантом осуществления;
Фиг. 2a-2c показывают три иллюстративных целевых системы, произведенные с использованием устройства для воспроизведения звука, принадлежащего системе воспроизведения/моделирования звука, в соответствии с вариантом осуществления; и
Фиг. 3 показывает принципиальную блок-схему, иллюстрирующую способ моделирования воспроизведения звука в соответствии с дополнительным вариантом осуществления.
Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны с обращением к сопровождающим чертежам. При этом одинаковые ссылочные позиции указывают на объекты, имеющие одинаковую или аналогичную функцию, и их описание является взаимно применимым и взаимозаменяемым.
На фиг. 1 показана система 10 воспроизведения/моделирования звука, содержащая по меньшей мере одно устройство 12 воспроизведения звука, управляемое с помощью процессора 14.
Устройство 12 для воспроизведения звука, например, может представлять собой звуковую панель, предпочтительно высококачественную звуковую панель. Звуковая панель, например, может иметь множество преобразователей 12a-12c (например, аналогичных/эквивалентных или разных преобразователей, т.е. преобразователей одинакового типа или разных типов и/или моделей), которыми можно, например, выборочно управлять, в результате чего звуковой панелью 12 может быть воспроизведено множество каналов, например, два канала или три канала. Преобразователи 12a, 12b и 12c имеют (почти) идеальную частотную характеристику или в целом идентичное поведение (например, относительно их частотной характеристики, фазовой характеристики и т.д.). В данном случае следует отметить, что каждый из преобразователей 12a-12c может быть реализован с помощью единственного мембранного преобразователя или может быть реализован как система преобразователей, например, коаксиальная система преобразователей или другая двусторонняя система преобразователей, или система преобразователей, имеющая множество соответствующих преобразователей для соответствующих диапазонов частот. Преобразователям 12a, 12b и 12c подается один или более аудиосигналов AS. Предпочтительно каждым преобразователем или комбинацией преобразователей управляет собственный аудиосигнал AS, выдаваемый процессором 14.
Эта высококачественная звуковая панель позволяет оптимально воспроизводить один или более аудиосигналов, чтобы могли быть воспроизведены точные звуковые характеристики, включенные в аудиосигналы AS.
Эти звуковые характеристики, например, конкретная звуковая окраска, запечатлены в аудиосигналах AS процессором 14. Характеристики воспроизведения, например, могут представлять собой запечатленную частотную характеристику, сформированную процессором, например, посредством выравнивания аудиосигналов AS, в результате чего конкретный частотный участок усиливается или ослабляется. В качестве альтернативы характеристики воспроизведения могут привести к конкретной импульсной характеристике, т.е. к импульсной характеристике, вызывающей гармонические искажения, или к конкретной фазовой характеристике. Еще одним примером звуковой характеристики является количество параллельных (независимых) каналов. Предпосылкой этого является то, что характеристикой звуковой системы является количество воспроизводимых каналов. Количество воспроизводимых каналов оказывает значительное влияние на пространственный эффект, создаваемый воспроизведением звука. Этот пространственный эффект также может являться специфической звуковой характеристикой. Например, пространственный эффект может находиться в прямой зависимости от так называемого рабочего режима. На рынке представлены различные рабочие режимы, такие как дипольная обработка или использование психоакустических эффектов для создания виртуального объемного звучания, формирование диаграммы направленности для задания сигналам объемного звучания определенного направления или простая двухканальная стереофония.
Следует отметить, что канал относится к независимым элементам воспроизведения, например, выдаваемым громкоговорителем в некотором направлении. Каждый канал может иметь свой собственный контент. Например, стереофония обычно имеет два канала, причем контент левого канала отличается от контента правого канала. Воспроизведение в режиме 5.1 обычно имеет 5+1 каналов. Количество каналов зависит от количества исходных каналов и средств акустической системы для параллельного воспроизведения разных каналов. Количество каналов может быть изменено вследствие обработки при помощи повышающего или понижающего микширования. Например, понижающее микширование позволяет воспроизвести представление 5.1 при помощи двух преобразователей, причем этими двумя преобразователями формируются два канала. Наоборот, стереосигнал может быть микширован с повышением для звуковой панели, выполненной с возможностью выполнения воспроизведения в режиме 5.1. В данном случае повышающее микширование может выполняться с использованием или без использования информации стереосигнала.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления процессор имеет средство повышающего микширования, с помощью которого многоканальные сигналы могут быть сформированы из сигналов, имеющих по меньшей мере один входной канал, но меньше каналов, чем желаемый многоканальный вывод.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления процессор имеет средство понижающего микширования, с помощью которого входные многоканальные сигналы могут быть обработаны для получения выходных сигналов, имеющих меньше каналов, чем входные сигналы.
Как описано выше, потребительские устройства воспроизведения звука, такие как обычные звуковые панели, часто изменяют воспроизведение звука вследствие своей звуковой характеристики. Другими словами, это означает, что при внедрении (в смысле моделирования или имитации) определенной звуковой характеристики (конкретной целевой системы) можно смоделировать воспроизведение звука целевой системы. Это следствие используется процессором 14, который обрабатывает аудиопоток ST путем внедрения звуковой характеристики целевой системы в аудиосигналы. Это имеет целью смоделировать воспроизведение звука целевой системы, чтобы в режиме реального времени можно было определить, как звук будет воспроизводиться на другой звуковой системе или другой звуковой панели.
Что касается обработки, следует отметить, что все звуковые характеристики могут быть определены параметрами обработки, например, параметрами фильтра или параметром, определяющим конфигурацию преобразователя. На основании этих параметров обработки процессор 14 обрабатывает аудиопоток ST для формирования одного или более аудиосигналов AS, управляющих преобразователями 12a-12c. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления параметры обработки сохраняются в факультативной базе 16 данных, которая соединена с процессором. Эта база 16 данных может хранить параметры обработки для первой целевой системы и - в соответствии с дополнительными вариантами осуществления - для второй/дополнительной целевой системы. Как описано выше, целевые системы могут отличаться друг от друга относительно частотной характеристики преобразователя, импульсной характеристики преобразователя, фазовой характеристики преобразователя или относительно их конфигурации преобразователя или относительно другого свойства.
Далее будут описаны различные звуковые характеристики и их влияние. Первым фактором влияния, как уже описано, является тип преобразователей, которые имеют характеристику в отношении своей частотной характеристики преобразователя, импульсной характеристика преобразователя или фазовой характеристика преобразователя. Например, различные преобразователи имеют различные рабочие диапазоны относительно частотного диапазона, в котором они могут работать, или относительно уровня звукового давления, который они могут произвести. В качестве дополнительных примеров некоторые преобразователи могут характеристически усиливать некоторую частоту больше, чем другие частоты. В качестве альтернативы или дополнительно на некоторых частотах могут быть сформированы гармонические или негармоничные искажения. Например, низкочастотные диапазоны часто ослабляются. Иногда могут усиливаться средние частоты. Кроме того, частотная полоса может быть ограничена в отношении высокочастотных участков или низкочастотных участков в зависимости от заданного варианта использования и частотной полосы, для которой были оптимизированы драйверы. Такая характеристика передачи может быть активно сформирована посредством выравнивания или искажения аудиосигнала. В данном случае информация относительно звуковой характеристики хранится как параметры обработки, например, параметры фильтров. Начиная с этих параметров обработки, процессор 14 обрабатывает аудиопоток ST, чтобы выдать (выровнять, исказить, обработать) аудиосигналы AS. В результате рабочие характеристики различных типов громкоговорителей и целевых систем могут быть смоделированы посредством имитации их рабочих характеристик (например, частотной характеристики, фазовой характеристики, пространственной характеристики, виртуализации, рендеринга).
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления корпус целевого звукового устройства может иметь влияние на воспроизведение звука. Например, размер корпуса часто изменяет импульсную характеристику и диаграмму направленности излучения. Чтобы отобразить это влияние, могут использоваться соответствующие параметры обработки, описывающие свойства корпуса или акустические эффекты, вносимые посредством свойств корпуса. В данном случае эти параметры также могут описывать импульсную характеристику, с тем чтобы процессор 14 мог обработать аудиопоток ST соответствующим образом. В результате могут быть имитированы рабочие характеристики разных корпусов посредством цифрового моделирования их рабочих характеристик.
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления параметры обработки, описывающие сам преобразователь, и параметры обработки, описывающие корпус, могут быть объединены в общий параметр обработки. Например, свойства заданных эталонных или потребительских устройств могут быть смоделированы на основании измерений заданных исходных устройств. Для таких измерений, чтобы позволить процессору моделировать рабочие характеристики заданного устройства, используются специальные испытательные сигналы.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления параметры обработки могут описывать размещение громкоговорителей. Предпосылкой этого является то, что доступны различные устройства воспроизведения звука. Например, существуют устройства, имеющие три независимо управляемых преобразователя для воспроизведения трех независимых (выходных) каналов, причем каждый канал, например, напрямую связан с выделенным преобразователем и воспроизводится им, в то время как другие устройства воспроизводят три (выходных) канала с использованием только двух преобразователей. Следует отметить, что иногда для повышения звукового давления используется несколько преобразователей вместо одного (управляемого одним и тем же сигналом AS). Другие устройства могут использовать два или более независимо управляемых преобразователя для выполнения формирования луча, причем для воспроизведения одного из (например, трех) независимых (выходных) каналов несколько или все доступные драйверы могут использоваться вместе, например, с использованием методов обработки массива. Например, если имеются два или три преобразователя, можно сформировать множество лучей, например, пять лучей для пяти каналов. Эта настройка может быть сохранена в виде параметров обработки, чтобы процессор 14 мог обрабатывать аудиопоток ST соответствующим образом для формирования аудиосигналов AS. В качестве альтернативы или дополнительно информация о конфигурации преобразователя может содержать информацию о том, используются ли два или более преобразователей на один канал, например, преобразователи для воспроизведения разных частотных диапазонов (среднечастотные динамики и высокочастотные динамики). Чтобы воспроизвести такие конфигурации, звуковая панель 12 может содержать множество высокочастотных динамиков и множество среднечастотных динамиков, причем каждым преобразователем можно управлять индивидуально. Процессор может выдавать для каждого преобразователя соответствующий аудиосигнал AS. В таком случае процессор может выполнять назначение разных каналов разным преобразователям, а также активное назначение частотной полосы. Другими словами, это означает, что процессор 14 выполнен с возможностью активной фильтрации аудиопотока и активного вычисления разных каналов для формирования множества аудиосигналов AS для управления множеством преобразователей 12a-12c. Это дает возможность моделировать звуковую панель с переменным количеством включенных драйверов (например, в высококачественной версии с большим количеством громкоговорителей можно выбрать только два для моделирования звуковой панели, в которой есть только два громкоговорителя). Обработка может быть соответствующим образом адаптирована и, например, может включать в себя различные версии понижающего и повышающего микширования или матрицы маршрутизации для адаптации к моделированию систем с большим или меньшим количеством драйверов. В такой системе с высоким качеством могут быть смоделированы свойства потребительской системы более низкого качества (например, моделирование частотной характеристики, и/или фазовой характеристики, и/или вариативности тех или иных параметров). Кроме того, обобщенное звуковое устройство может иметь множество преобразователей, конфигурированных для различных частотных диапазонов (например, низкочастотный динамик, среднечастотный динамик, высокочастотный динамик). Это позволяет моделировать многополосные системы (например, двухполосные с выделенными высокочастотными и низкочастотными динамиками) или системы, использующие только широкополосные драйверы (т.е. без выделенных высокочастотных динамиков).
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления параметры обработки могут определять формат кодировки, с использованием которого кодируется/декодируется аудиопоток. Предпосылкой этого является то, что довольно часто устройства воспроизведения звука, такие как звуковые панели, выполняют декодирование звука, которое может влиять на рабочие характеристики воспроизведения. Применяя такое кодирование в процессоре, можно моделировать соответствующее воспроизведение в целевой системе.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления параметры обработки описывают режим работы, такой как дипольная обработка, формирование направленного луча или обычное воспроизведение звука, особенно когда целевое устройство выполнено с возможностью работы с использованием разных режимов работы. Это дает возможность моделировать различные виды обработки звуковой панели (например, простое взаимно-однозначное соответствие входных сигналов с выходными громкоговорителями, методы виртуализации на основе HRTF или перекрестных помех, методы формирования луча, дипольные системы и т.д. и их комбинации).
Далее с обращением к фиг. 2a, 2b и 2c будут описаны три разные целевые конфигурации вместе с подходом для их моделирования.
На фиг. 2a показана звуковая панель 12, имеющая пять среднечастотных динамиков 12am-12em, а также высокочастотные динамики 12at-12et. Среднечастотные динамики 12am-12em размещены вдоль звуковой панели 12, в то время как высокочастотные динамики 12at-12et размещены смежно с соответствующим среднечастотным динамиком 12am-12em. Следует отметить, что количество преобразователей (среднечастотных динамиков, высокочастотных динамиков) не ограничено показанным количеством и может меняться, а также не обязательно должно быть одинаковым для обоих типов преобразователей. Кроме того, звуковая панель 12 также может содержать один или более дополнительных низкочастотных динамиков и один или более внутренних или внешних сабвуферов (не показаны).
В варианте осуществления на фиг. 2a звуковая панель 12 используется для моделирования простой звуковой панели 12', показанной в углу. Как видно, звуковая панель 12' содержит только два преобразователя, а именно так называемые полнофункциональные громкоговорители. Для моделирования такой звуковой панели 12' параметры обработки описывают звуковую панель 12' как имеющую два канала, причем каждый канал сформирован одним преобразователем для воспроизведения всего частотного диапазона. Такие полнофункциональные динамики часто имеют ограниченное качество воспроизведения для низких частот и высоких частот. Эта информация хранится с использованием параметра обработки, описывающего частотные характеристики/характеристики воспроизведения.
Процессор обрабатывает описанные параметры обработки и выдает аудиосигналы преобразователю 12 таким образом, что среднечастотные динамики 12bm и 12dm используются, например, для воспроизведения звука, чтобы смоделировать целевое устройство 12'. В данном случае преобразователями 12bm-12dm управляют соответствующие аудиосигналы, содержащие весь частотный диапазон и выданные с учетом соответствующей частотной импульсной характеристики. Безусловно, процессор может использовать другие преобразователи, например, преобразователи 12am-12em или комбинацию множества преобразователей, например, 12bm+12bt и 12dm+12dt, или 12am+12bm, 12dm и 12em.
Хотя большинство доступных сегодня недорогих звуковых панелей способны воспроизводить только двухканальное стерео, более сложные продукты могут также воспроизводить контент с объемным звучанием и трехмерный/иммерсивный контент. Обращаясь к фиг. 2b, будет описана другая конфигурация.
На фиг. 2b показана такая же звуковая панель 12, причем в данном случае должно быть смоделировано другое целевое устройство 12''. Целевое устройство 12'' отличается от целевого устройства 12' в том, что целевое устройство 12'' использует три выходных канала. Например, процессор (не показан) управляет звуковой панелью 12 таким образом, что она использует по меньшей мере три преобразователя, например, преобразователи 12am, 12cm и 12em. Поскольку целевое устройство 12'' в отношении типа (но не в отношении количества) преобразователей сопоставимо с целевым устройством 12', преобразователи 12am, 12cm, 12em используются в качестве полнофункциональных динамиков, имеющих характеристики передачи, которые типичны для таких динамиков. Как описано выше, полнофункциональные динамики могут быть, в качестве альтернативы, эмулированы с помощью комбинации среднечастотного динамика и высокочастотного динамика, например, 12am+12at.
Относительно целевого устройства 12'' следует отметить, что оно может представлять собой целевое устройство, воспроизводящее три независимых канала, или в качестве альтернативы, например, целевое устройство, выполненное с возможностью формирования направленного луча. Формирование направленного луча является способом, который может использоваться при воспроизведении с использованием массива датчиков, чтобы направить звук в заданных направлениях. В данном случае с использованием формирования направленного луча сигналы объемного звучания направляются в сторону/назад таким образом, чтобы они отражались от окружающих стен. Таким образом, виртуальное объемное звучание воспроизводится без громкоговорителей объемного звучания с помощью звука, воспринимаемого со стороны/сзади. Соответствующий режим работы используется для управления устройством воспроизведения 12 надлежащим образом. Лишь для полноты описания следует отметить, что еще одним способом для создания виртуального объемного звучания является использование психоакустических эффектов. Этот способ может быть применен к звуковым панелям с двумя каналами (целевое устройство 12') или другим звуковым панелям, таким как целевое устройство 12''. Еще один класс устройств использует дипольную обработку для формирования пространственных эффектов. В данном случае дипольная обработка может использоваться на целевом устройстве, имеющем по меньшей мере два канала (см. целевое устройство 12'). Безусловно, в режиме работы также могут быть определены комбинации этих способов.
Целевое устройство 12''', как показано на фиг. 2c, сопоставимо с целевым устройством 12'', в котором в данном случае вместо полнофункциональных динамиков используются коаксиальные динамики. Чтобы обеспечить хорошее воспроизведение этих коаксиальных динамиков, процессор управляет комбинацией среднечастотного динамика и высокочастотного динамика для каждого коаксиального динамика. Таким образом, помеченные преобразователи 12am, 12at, 12cm, 12ct, 12em и 12et используются для моделирования целевого устройства 12'''. В данном случае отличается не только конфигурация преобразователя, но также и характеристики передачи, таким образом, по сравнению с параметрами обработки, используемыми для моделирования целевого устройства 12'', используются другие параметры обработки. Безусловно, также возможно, что устройства системы воспроизведения/моделирования в соответствии со способом изобретения оборудованы коаксиальными динамиками, которые в этом случае могут использоваться для моделирования других комбинаций низкочастотного динамика/высокочастотного динамика, или полнофункциональными драйверами.
Все параметры обработки для соответствующего целевого устройства 12', 12'', 12''' могут быть сохранены в базе данных. В данном случае следует отметить, что могут существовать разные наборы параметров обработки, позволяющие воспроизводить одно целевое устройство 12', 12'' или 12'''.
Использование этих параметров обработки позволяет с помощью устройства 12 имитировать/моделировать то, что сделали бы другие системы 12', 12'' или 12''' звуковой панели (целевые системы), если бы они использовались для воспроизведения аудиопотока. Этот способ моделирования целевого устройства будет описан с обращением к фиг. 3.
На фиг. 3 показан способ 100, имеющий три базовых этапа 110, 120 и 130. Кроме того, способ 100 может содержать факультативные этапы 115 и 140.
На первом базовом этапе 110 принимают аудиопоток ST, например, от источника. Аудиопоток ST может представлять собой одноканальный или многоканальным источник, например, двухканальный стереосигнал, сигнал объемного звучания 5.1 или трехмерный/иммерсивный аудиосигнал с еще большим количеством каналов.
Этот аудиопоток ST обрабатывается с использованием параметров PP обработки для формирования аудиосигналов AS (см. этап 120). В данном случае параметры PP обработки позволяют смоделировать звуковую характеристику целевого устройства для аудиосигналов AS, в результате чего используемое устройство воспроизведения выдает звуковой сигнал, как это сделало бы целевое устройство.
Эти аудиосигналы AS используются для подачи на соответствующее устройство (см. звуковую панель 12), как показано на этапе 130. В ответ на аудиосигнал AS звуковая панель выдает звук (см. этап 140). Этот этап 140 представляет собой последний этап моделирования целевого устройства.
Для обеспечения универсальности метода 100 он может дополнительно содержать этап 115 для выбора параметра PP обработки, зависящего от целевого устройства, подлежащего моделированию. Этап размещен параллельно этапу 110, чтобы на этапе 120 могли использоваться правильные параметры PP обработки.
Относительно фиг. 1 и фиг. 2a-2c следует отметить, что в данном случае устройство 12 воспроизведения (звуковая панель) было описано как звуковая панель, имеющая преобразователи только на передней стороне. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления также могут существовать преобразователи, расположенные с других сторон, например, по бокам, на верхней плоскости, на задней стороне или внизу.
В соответствии с вариантами осуществления звуковая панель настоящего изобретения может воспроизводить сигналы, основанные на профессиональных несжатых сигналах, и в то же время могут быть предусмотрены разные способы кодирования звука/разные аудиокодеки (кодер и/или декодер) таким образом, что профессиональный пользователь может выбирать их и настраивать их параметры (например, битрейт) для проверки характеристик по-другому закодированной версии контента при прослушивании через устройство звуковой панели.
Далее будут описаны дополнительные варианты осуществления. Первый вариант осуществления обеспечивает устройство для воспроизведения звука, которое может моделировать другие устройства для воспроизведения звука. Это устройство для воспроизведения звука, например, может быть сформировано звуковой панелью 12 и содержит процессор 14. Другими словами, это означает, что в соответствии с вариантами осуществления устройство для воспроизведения звука имеет тип звуковой панели. В качестве альтернативы устройство для воспроизведения звука может иметь тип громкоговорителя или может быть образовано акустической системой, содержащей множество преобразователей, или акустической системой, имеющей один или более типов громкоговорителя или типов преобразователей. Таким образом, основная идея состоит в создании устройства, которое имеет высококачественные компоненты, содержит множество различных разъемов и имеет цифровую обработку сигналов. С помощью такого устройства можно имитировать/моделировать поведение других систем звуковой панели или акустических систем.
В соответствии с вариантом осуществления устройство может быть выполнено таким образом, что посредством использования параметров обработки можно выбрать количество фактически используемых драйверов.
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления процессор может обрабатывать входной сигнал, имеющий по меньшей мере один канал, причем обработка применяется для формирования воспроизведения пространственного звука с устройства. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления процессор может обрабатывать входной сигнал, имеющий по меньшей мере один канал, причем обработка применяется для моделирования рабочих характеристик и/или обработки других устройств. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления процессор может использовать дипольную обработку для формирования впечатления пространственного звучания. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления процессор может использовать формирование направленного луча для формирования впечатления пространственного звучания. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления процессор может использовать психоакустическую обработку для формирования впечатления пространственного звучания.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления процессор выполнен с возможностью использования разных кодеков сжатия звука, которые могут быть выбраны и настроены пользователем. Следует отметить, что процессор может, например, принимать аудиосигнал в виде несжатого или сжатого аудиосигнала или извлекать аудиосигнал из видеопотока. Таким образом, процессор имеет видеовход. Следует отметить, что процессор может иметь множество входов для приема сигналов, имеющих разный тип (разные разъемы (потребительские и профессиональные)).
Другой параметр обработки может описывать направленность (диаграмму направленности) звука, воспроизводимого целевой системой. Направленность обычно зависит от точной позиции преобразователей разных типов в целевом устройстве и изменяется в зависимости от частоты. Часто направленность изменяется горизонтально и вертикально. Такие эффекты направленности могут быть смоделированы высококачественной системой/устройством воспроизведения/моделирования, например, устройство воспроизведения может использовать массив для выполнения формирования направленного луча или разную обработку массивов для разных частотных диапазонов для моделирования поведения направленности целевой системы.
Другой вариант осуществления обеспечивает способ анализа одного или более целевых устройств для получения параметров обработки, описывающих звуковую характеристику целевого устройства. В данном случае способ может содержать этап воспроизведения набора одноканальных или многоканальных испытательных тонов и последовательностей, включая, например, развертки по различным каналам и развертки по различным частотным диапазонам для формирования информации о всей обработке. Этот способ может выполняться устройством, которое, например, содержит источник звука для разных каналов и массив микрофонов для приема отклика от воспроизведения испытательного тона, произведенного в разных направлениях.
Хотя некоторые аспекты были описаны в контексте устройства, ясно, что эти аспекты также представляют собой описание соответствующего способа, в котором модуль или устройство соответствуют этапу способа или признаку этапа способа. Аналогичным образом, аспекты, описанные в контексте этапа способа, также представляют собой описание соответствующего модуля, элемента или признака соответствующего устройства. Некоторые или все этапы способа могут быть исполнены посредством (или с использованием) аппаратного устройства, такого как, например, микропроцессор, программируемый компьютер или электронная схема. В некоторых вариантах осуществления один или более из наиболее важных этапов способа могут быть исполнены таким устройством.
Закодированный аудиосигнал может быть сохранен на цифровом запоминающем носителе или может быть передан на носителе передачи, таком как беспроводной носитель передачи или проводной носитель передачи, например, интернет.
В зависимости от некоторых требований реализации варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в аппаратном или программном обеспечении. Реализация может быть выполнена с использованием цифрового запоминающего носителя, например, дискеты, цифрового универсального диска (DVD), диска Blu-Ray, компакт-диска (CD), постоянного запоминающего устройства (ROM), программируемого постоянного запоминающего устройства (PROM), стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (EPROM), электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (EEPROM) и флэш-памяти, имеющего сохраненные на нем считываемые в электронном виде сигналы, которые взаимодействуют (или способны взаимодействовать) с программируемой компьютерной системой, в результате чего выполняется соответствующий способ. Таким образом, цифровой запоминающий носитель может являться машиночитаемым.
Некоторые варианты осуществления в соответствии с изобретением содержат носитель данных, имеющий читаемые в электронном виде управляющие сигналы, которые способны взаимодействовать с программируемой компьютерной системой, в результате чего выполняется один из способов, описанных в настоящем документе.
Обычно варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы как компьютерный программный продукт с программным кодом, причем программный код выполняет один из способов, когда компьютерный программный продукт исполняется на компьютере. Программный код, например, может быть сохранен на машиночитаемом носителе.
Другие варианты осуществления содержат компьютерную программу для выполнения одного из описанных в настоящем документе способов, сохраненную на машиночитаемом носителе.
Другими словами, вариант осуществления способа изобретения, таким образом, представляет собой компьютерную программу, имеющую программный код для выполнения одного из описанных здесь способов, когда компьютерная программа выполняется на компьютере.
Дополнительным вариантом осуществления способов изобретения, таким образом, является носитель данных (или цифровой запоминающий носитель, или машиночитаемый носитель), содержащий записанную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе. Носитель данных, цифровой запоминающий носитель или носитель с записанными данными обычно являются материальными и/или непереходными носителями.
Дополнительным вариантом осуществления способа настоящего изобретения, таким образом, являются поток данных или последовательность сигналов, представляющие компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе. Поток данных или последовательность сигналов, например, могут быть выполнены с возможностью переноса через соединение передачи данных, например, через интернет.
Дополнительный вариант осуществления содержит средство обработки, например, компьютер или программируемое логическое устройство, выполненное с возможностью или адаптированное для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе.
Дополнительный вариант осуществления содержит компьютер, имеющий установленную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе.
Дополнительный вариант осуществления в соответствии с изобретением содержит устройство или систему, выполненную с возможностью переноса на приемник (например, в электронном или оптическом виде) компьютерной программы для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе. Приемник, например, может являться компьютером, мобильным устройством, запоминающим устройством и т.п. Устройство или система, например, могут содержать файловый сервер для переноса компьютерной программы на приемник.
В некоторых вариантах осуществления программируемое логическое устройство (например, программируемая пользователем вентильная матрица) может использоваться для выполнения некоторой или всей функциональности способов, описанных в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления программируемая пользователем вентильная матрица может взаимодействовать с микропроцессором для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе. Обычно способы предпочтительно выполняются любым аппаратным устройством.
Описанные выше варианты осуществления являются лишь иллюстрацией принципов настоящего изобретения. Подразумевается, что модификации и вариации размещений и подробностей, описанных в настоящем документе, будут очевидны для других специалистов в данной области техники. Таким образом, подразумевается, что изобретение ограничено только объемом последующей патентной формулы изобретения, а не конкретными подробностями, представленными посредством описания и разъяснения, изложенных в настоящем документе вариантов осуществления.