СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НИЗКИМИ ЗВУКОВЫМИ ЧАСТОТАМИ
METHODS AND APPARATUSES FOR CONTROLLING LOW AUDIO FREQUENCIES

Перекрестные ссылки на родственные заявки
[0001] Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент (США) № 62/746468, поданной 16 октября 2018 года, которая настоящим полностью содержится в данном документе по ссылке.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Данное раскрытие сущности относится к обработке и воспроизведению аудиоданных. В частности, данное раскрытие сущности относится к управлению низкими звуковыми частотами для аудиоданных.
Уровень техники
[0003] Управление низкими звуковыми частотами представляет собой способ, используемый в аудиосистемах для того, чтобы эффективно воспроизводить наименьшие частоты в аудиопрограмме. Конструкция или местоположение основных громкоговорителей может не поддерживать достаточное, эффективное или равномерное формирование низкочастотного звука. В таких случаях, широкополосный сигнал может разбиваться на две или более полосы частот, при этом низкие частоты направлены в громкоговорители, которые допускают воспроизведение низкочастотного аудио без чрезмерного искажения.
Сущность изобретения
[0004] Различные способы аудиообработки, в том числе, но не только, способы управления низкими звуковыми частотами, раскрываются в данном документе. Некоторые такие способы могут заключать в себе прием аудиоданных, которые могут включать в себя множество аудиообъектов. Аудиообъекты могут включать в себя аудиоданные и ассоциированные метаданные. Метаданные могут включать в себя данные позиций аудиообъектов. Некоторые способы могут заключать в себе прием данных схемы размещения динамиков воспроизведения, которые могут включать в себя индикатор одного или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения и индикатор местоположения одного или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения. Данные схемы размещения динамиков воспроизведения, в некоторых примерах, могут включать в себя данные местоположений громкоговорителей с поддержкой низких частот (LFC), соответствующие одному или более LFC-динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения, и данные местоположений основных громкоговорителей, соответствующие одному или более основных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения. В некоторых примерах, данные схемы размещения динамиков воспроизведения могут включать в себя индикатор местоположения одной или более групп динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения.
[0005] Некоторые такие способы могут заключать в себе рендеринг аудиообъектов в сигналы прямой подачи звука в динамики, по меньшей мере, частично на основе ассоциированных метаданных и данных схемы размещения динамиков воспроизведения. Каждый сигнал прямой подачи звука в динамики может соответствовать одному или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения. Некоторые такие способы могут заключать в себе применение фильтра верхних частот, по меньшей мере, к некоторым сигналам прямой подачи звука в динамики для того, чтобы формировать фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики, и применение фильтра низких частот к аудиоданным каждого из множества аудиообъектов для того, чтобы формировать низкочастотные (LF) аудиообъекты. Некоторые способы могут заключать в себе панорамирование LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в LFC-динамики. Некоторые такие способы могут заключать в себе вывод сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики в один или более LFC-громкоговорителей окружения воспроизведения и предоставление фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики в один или более основных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения.
[0006] Согласно некоторым реализациям, способ может заключать в себе прореживание аудиоданных одного или более аудиообъектов до или в качестве части применения фильтра низких частот к аудиоданным каждого из множества аудиообъектов. Некоторые способы могут заключать в себе определение уровня сигнала аудиоданных аудиообъектов, сравнение уровня сигнала с пороговым уровнем сигнала и применение одного или более фильтров низких частот только к аудиообъектам, для которых уровень сигнала аудиоданных превышает или равен пороговому уровню сигнала. Некоторые способы могут заключать в себе вычисление дефицита мощности, по меньшей мере, частично на основе усиления и характеристик фильтра(ов) верхних частот и определение фильтра низких частот, по меньшей мере, частично на основе дефицита мощности.
[0007] В некоторых примерах, применение фильтра верхних частот, по меньшей мере, к некоторым сигналам прямой подачи звука в динамики может заключать в себе применение двух или более разных фильтров верхних частот. Согласно некоторым реализациям, применение фильтра верхних частот, по меньшей мере, к некоторым сигналам прямой подачи звука в динамики может заключать в себе применение первого фильтра верхних частот к первому множеству сигналов прямой подачи звука в динамики для того, чтобы формировать первые фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики, и применение второго фильтра верхних частот ко второму множеству сигналов прямой подачи звука в динамики для того, чтобы формировать вторые фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики. Первый фильтр верхних частот, в некоторых примерах, может быть выполнен с возможностью пропускать более низкий диапазон частот, чем второй фильтр верхних частот.
[0008] Некоторые способы могут заключать в себе прием первой информации производительности динамиков воспроизведения относительно первого набора основных динамиков воспроизведения и прием второй информации производительности динамиков воспроизведения относительно второго набора основных динамиков воспроизведения. В некоторых таких примерах, первый фильтр верхних частот может соответствовать первой информации производительности динамиков воспроизведения, и второй фильтр верхних частот может соответствовать второй информации производительности динамиков воспроизведения. Предоставление фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики в один или более основных динамиков воспроизведения может заключать в себе предоставление первых фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики в первый набор основных динамиков воспроизведения и предоставление вторых фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики во второй набор основных динамиков воспроизведения.
[0009] В некоторых реализациях, метаданные могут включать в себя индикатор того, следует или нет применять фильтр верхних частот к сигналам прямой подачи звука в динамики, соответствующим конкретному аудиообъекту из аудиообъектов. Согласно некоторым примерам, формирование LF-аудиообъектов может заключать в себе применение двух или более разных фильтров.
[0010] В некоторых случаях, формирование LF-аудиообъектов может заключать в себе применение фильтра низких частот, по меньшей мере, к некоторым аудиообъектам для того, чтобы формировать первые LF-аудиообъекты. Фильтр низких частот может быть выполнен с возможностью пропускать первый диапазон частот. Некоторые такие способы могут заключать в себе применение фильтра верхних частот к первым LF-аудиообъектам для того, чтобы формировать вторые LF-аудиообъекты. Фильтр верхних частот может быть выполнен с возможностью пропускать второй диапазон частот, который представляет собой средний LF-диапазон частот. Панорамирование LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в LFC-динамики, может заключать в себе формирование первых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования первых LF-аудиообъектов и формирование вторых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования вторых LF-аудиообъектов.
[0011] Согласно некоторым примерам, формирование LF-аудиообъектов может заключать в себе применение фильтра низких частот к первому множеству аудиообъектов для того, чтобы формировать первые LF-аудиообъекты. Фильтр низких частот может быть выполнен с возможностью пропускать первый диапазон частот. Некоторые такие способы могут заключать в себе применение полосового фильтра ко второму множеству аудиообъектов для того, чтобы формировать вторые LF-аудиообъекты. Полосовой фильтр может быть выполнен с возможностью пропускать второй диапазон частот, который представляет собой средний LF-диапазон частот. Панорамирование LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в LFC-динамики, может заключать в себе формирование первых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования первых LF-аудиообъектов и формирование вторых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования вторых LF-аудиообъектов.
[0012] В некоторых примерах, прием данных местоположений LFC-громкоговорителей может заключать в себе прием данных местоположений несабвуферов, указывающих местоположение каждого из множества несабвуферных динамиков воспроизведения, способных воспроизводить аудиоданные во втором диапазоне частот. Формирование вторых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики может заключать в себе панорамирование, по меньшей мере, некоторых вторых LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений несабвуферов для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в несабвуферные динамики. Некоторые такие способы также могут заключать в себе предоставление сигналов прямой подачи звука в несабвуферные динамики в один или более из множества несабвуферных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения.
[0013] Согласно некоторым реализациям, прием данных местоположений LFC-громкоговорителей может заключать в себе прием данных местоположений средних сабвуферов, указывающих местоположение каждого из множества средних сабвуферных динамиков воспроизведения, способных воспроизводить аудиоданные во втором диапазоне частот. В некоторых таких реализациях, формирование вторых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики может заключать в себе панорамирование, по меньшей мере, некоторых вторых LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений средних сабвуферов для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в средние сабвуферные динамики. Некоторые такие способы также могут заключать в себе предоставление сигналов прямой подачи звука в средние сабвуферные динамики в один или более из множества средних сабвуферных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения.
[0014] Некоторые или все из способов, описанных в данном документе, могут осуществляться посредством одного или более устройств согласно инструкциям (например, программному обеспечению), сохраненным на одном или более энергонезависимых носителей. Такие энергонезависимые носители могут включать в себя запоминающие устройства, такие как запоминающие устройства, описанные в данном документе, в том числе, но не только, оперативные запоминающие устройства (RAM), постоянные запоминающие устройства (ROM) и т.д. Соответственно, различные инновационные аспекты предмета изобретения, описанного в этом раскрытии сущности, могут реализовываться на энергонезависимом носителе, имеющем сохраненное программное обеспечение. Программное обеспечение, например, может включать в себя инструкции для управления, по меньшей мере, одним устройством таким образом, чтобы обрабатывать аудиоданные. Программное обеспечение, например, может выполняться посредством одного или более компонентов системы управления, таких как компоненты, раскрытые в данном документе. Программное обеспечение, например, может включать в себя инструкции для осуществления одного или более способов, раскрытых в данном документе.
[0015] По меньшей мере, некоторые аспекты настоящего раскрытия сущности могут реализовываться через оборудование. Например, одно или более устройств могут быть выполнены с возможностью осуществления, по меньшей мере, частично способов, раскрытых в данном документе. В некоторых реализациях, оборудование может включать в себя интерфейсную систему и систему управления. Интерфейсная система может включать в себя один или более сетевых интерфейсов, один или более интерфейсов между системой управления и запоминающей системой, один или более интерфейсов между системой управления и другим устройством и/или одним или более интерфейсов внешних устройств. Система управления может включать в себя, по меньшей мере, одно из одно- или многомикросхемного процессора общего назначения, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретного логического элемента или транзисторной логики либо дискретных аппаратных компонентов. Соответственно, в некоторых реализациях, система управления может включать в себя один или более процессоров и один или более энергонезависимых носителей хранения данных, функционально соединенных с одним или более процессоров. Система управления может быть выполнена с возможностью осуществления некоторых или всех способов, раскрытых в данном документе.
[0016] Подробности одной или более реализаций предмета изобретения, описанного в этом подробном описании, изложены на прилагаемых чертежах и в нижеприведенном описании. Другие признаки, аспекты и преимущества должны становиться очевидными из описания, чертежей и формулы изобретения. Следует отметить, что относительные размеры следующих чертежей могут не быть нарисованы в масштабе. Аналогичные ссылки с номерами и обозначения на различных чертежах, в общем, указывают аналогичные элементы.
Краткое описание чертежей
[0017] Фиг. 1 показывает пример окружения воспроизведения, имеющего конфигурацию Dolby Surround 5.1.
[0018] Фиг. 2 показывает пример окружения воспроизведения, имеющего конфигурацию Dolby Surround 7.1.
[0019] Фиг. 3 показывает пример окружения воспроизведения, имеющего конфигурацию объемного звука Hamasaki 22.2.
[0020] Фиг. 4A показывает пример графического пользовательского интерфейса (GUI), который изображает зоны действия динамиков при варьирующихся подъемах в виртуальном окружении воспроизведения.
[0021] Фиг. 4B показывает пример другого окружения воспроизведения.
[0022] Фиг. 5A является блок-схемой, которая показывает примеры компонентов оборудования, которое может быть выполнено с возможностью осуществлять, по меньшей мере, некоторые способы, раскрытые в данном документе.
[0023] Фиг. 5B показывает некоторые примеры частотных диапазонов громкоговорителей.
[0024] Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций, которая показывает этапы способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному примеру.
[0025] Фиг. 7 показывает этапы способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному раскрытому примеру.
[0026] Фиг. 8 показывает этапы альтернативного способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному раскрытому примеру.
[0027] Фиг. 9 показывает этапы другого способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному раскрытому примеру.
[0028] Фиг. 10 является функциональной блок-схемой, которая иллюстрирует другой раскрытый способ управления низкими звуковыми частотами.
[0029] Фиг. 11 является функциональной блок-схемой, которая показывает один пример равномерной реализации низких звуковых частот.
[0030] Фиг. 12 является функциональной блок-схемой, которая предоставляет пример прореживания согласно одному раскрытому способу управления низкими звуковыми частотами.
[0031] Аналогичные ссылки с номерами и обозначения на различных чертежах указывают аналогичные элементы.
Описание примерных вариантов осуществления
[0032] Нижеприведенное описание направлено на определенные реализации для целей описания некоторых инновационных аспектов этого раскрытия сущности, а также примеров контекстов, в которых могут реализовываться эти инновационные аспекты. Тем не менее, идеи в данном документе могут применяться всевозможными способами. Кроме того, описанные варианты осуществления могут реализовываться в различных аппаратных средствах, программном обеспечении, микропрограммном обеспечении и т.д. Например, аспекты настоящей заявки могут осуществляться, по меньшей мере, частично, в оборудовании, в системе, которая включает в себя более одного устройства, способе, в компьютерном программном продукте и т.д. Соответственно, аспекты настоящей заявки могут принимать форму аппаратного варианта осуществления, программного варианта осуществления (включающего в себя микропрограммное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокоды и т.д.) и/или варианта осуществления, комбинирующего программный и аппаратный аспекты. Такие варианты осуществления могут упоминаться в данном документе как «схема», «модуль» или «механизм». Некоторые аспекты настоящей заявки могут принимать форму компьютерного программного продукта, осуществленного на одном или более энергонезависимых носителей, имеющих осуществленный машиночитаемый программный код. Такие энергонезависимые носители, например, могут включать в себя жесткий диск, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM или флэш-память), портативное постоянное запоминающее устройство на компакт-дисках (CD-ROM), оптическое устройство хранения данных, магнитное устройство хранения данных либо любую подходящую комбинацию вышеприведенного. Соответственно, идеи этого раскрытия сущности не имеют намерение быть ограниченными реализациями, показанными на чертежах и/или описанными в данном документе, а вместо этого имеют широкую применимость.
[0033] Фиг. 1 показывает пример окружения воспроизведения, имеющего конфигурацию Dolby Surround 5.1. Dolby Surround 5.1 разработан в 1990 годах, но эта конфигурация по-прежнему широко развертывается в окружениях звуковых систем кинотеатров. Проектор 105 может быть выполнен с возможностью проецировать видеоизображения, например, для фильма, на экране 150. Данные воспроизведения аудио могут синхронизироваться с видеоизображениями и обрабатываться посредством звукового процессора 110. Усилители 115 мощности могут предоставлять сигналы прямой подачи звука в динамики в динамики окружения 100 воспроизведения.
[0034] Конфигурация Dolby Surround 5.1 включает в себя левый массив 120 объемного звучания, правый массив 125 объемного звучания, каждый из которых комплексно возбуждается посредством одного канала. Конфигурация Dolby Surround 5.1 также включает в себя отдельные каналы для левого экранного канала 130, центрального экранного канала 135 и правого экранного канала 140. Отдельный канал для сабвуфера 145 предоставляется для низкочастотных эффектов (LFE).
[0035] В 2010 году, Dolby предоставляет улучшения по звуку для цифровых кинотеатров за счет введения Dolby Surround 7.1. Фиг. 2 показывает пример окружения воспроизведения, имеющего конфигурацию Dolby Surround 7.1. Цифровой проектор 205 может быть выполнен с возможностью принимать цифровые видеоданные и проецировать видеоизображения на экране 150. Данные воспроизведения аудио могут обрабатываться посредством звукового процессора 210. Усилители 215 мощности могут предоставлять сигналы прямой подачи звука в динамики в динамики окружения 200 воспроизведения.
[0036] Конфигурация Dolby Surround 7.1 включает в себя левосторонний массив 220 объемного звучания и правосторонний массив 225 объемного звучания, каждый из которых может возбуждаться посредством одного канала. Аналогично Dolby Surround 5.1, конфигурация Dolby Surround 7.1 включает в себя отдельные каналы для левого экранного канала 230, центрального экранного канала 235, правого экранного канала 240 и сабвуфера 245. Тем не менее Dolby Surround 7.1 увеличивает число каналов объемного звучания за счет разбиения левого и правого каналов объемного звучания Dolby Surround 5.1 на четыре зоны: в дополнение к левостороннему массиву 220 объемного звучания и правостороннему массиву 225 объемного звучания, отдельные каналы включаются для левых задних динамиков 224 объемного звучания и правых задних динамиков 226 объемного звучания. Увеличение числа зон объемного звучания в окружении 200 воспроизведения позволяет значительно улучшать локализацию звука.
[0037] В попытке создавать окружение с большим погружением, некоторые окружения воспроизведения могут быть сконфигурированы с увеличенными числами динамиков, возбужденных посредством увеличенных чисел каналов. Кроме того, некоторые окружения воспроизведения могут включать в себя динамики, развернутые при различных подъемах, некоторые из которых могут быть выше посадочной области окружения воспроизведения.
[0038] Фиг. 3 показывает пример окружения воспроизведения, имеющего конфигурацию объемного звука Hamasaki 22.2. Hamasaki 22.2 разработана в компании NHK Science and Technology Research Laboratories в Японии в качестве компонента объемного звука для телевидения сверхвысокой четкости. Hamasaki 22.2 предоставляет 24 каналов динамиков, которые могут использоваться для того, чтобы возбуждать динамики, размещаемые в трех слоях. Верхний слой 310 динамиков окружения 300 воспроизведения может возбуждаться посредством 9 каналов. Средний слой 320 динамиков может возбуждаться посредством 10 каналов. Нижний слой 330 динамиков может возбуждаться посредством 5 каналов, два из которых предназначены для сабвуферов 345a и 345b.
[0039] Соответственно, новая тенденция состоит в том, чтобы включать не только больше динамиков и большее число каналов, но также и включать динамики на отличающихся высотах. По мере того, как число каналов увеличивается, и схема размещения динамиков переходит от двумерного массива к трехмерному массиву, задачи позиционирования и рендеринга звуков становятся все более трудными.
[0040] При использовании в данном документе со ссылкой на виртуальные окружения воспроизведения, такие как виртуальное окружение 404 воспроизведения, термин «зона действия динамика», в общем, означает логическую структуру, которая может иметь или может не иметь соответствие «один-к-одному» с динамиком воспроизведения из фактического окружения воспроизведения. Например, «местоположение зоны действия динамиков» может соответствовать или может не соответствовать конкретному местоположению динамика воспроизведения из окружения воспроизведения в кинотеатре. Вместо этого термин «местоположение зоны действия динамика», в общем, может означать зону виртуального окружения воспроизведения. В некоторых реализациях, зона действия динамиков виртуального окружения воспроизведения может соответствовать виртуальному динамику, например, через использование технологии виртуализации, такой как Dolby Headphone™ (иногда называемой Mobile Surround™), которая создает виртуальное окружение объемного звука в реальном времени с использованием набора двухканальных стереонаушников. В GUI 400, предусмотрено семь зон 402a действия динамиков при первом подъеме и две зоны 402b действия динамиков при втором подъеме, что в сумме составляет девять зон действия динамиков в виртуальном окружении 404 воспроизведения. В этом примере, зоны 1-3 действия динамиков находятся в передней области 405 виртуального окружения 404 воспроизведения. Передняя область 405 может соответствовать, например, области окружения воспроизведения в кинотеатре, в которой расположен экран 150, области дома, в которой расположен телевизионный экран, и т.д.
[0041] Здесь зона 4 действия динамиков, в общем, соответствует динамикам в левой области 410, и зона 5 действия динамиков соответствует динамикам в правой области 415 виртуального окружения 404 воспроизведения. Зона 6 действия динамиков соответствует левой задней области 412, и зона 7 действия динамиков соответствует правой задней области 414 виртуального окружения 404 воспроизведения. Зона 8 действия динамиков соответствует динамикам в верхней области 420a, и зона 9 действия динамиков соответствует динамикам в верхней области 420b, которая может представлять собой виртуальную потолочную область, такую как область виртуального потолка 520, показанная на фиг. 5D и 5E. Соответственно, и как подробнее описано ниже, местоположения зон 1-9 действия динамиков, которые показаны на фиг 4A, могут соответствовать или могут не соответствовать местоположениям динамиков воспроизведения из фактического окружения воспроизведения. Кроме того, другие реализации могут включать в себя большее или меньшее число зон действия динамиков и/или подъемов.
[0042] В различных реализациях, описанных в данном документе, пользовательский интерфейс, такой как GUI 400, может использоваться в качестве части инструментального средства для авторской разработки и/или инструментального средства для рендеринга. В некоторых реализациях, инструментальное средство для авторской разработки и/или инструментальное средство для рендеринга могут реализовываться через программное обеспечение, сохраненное на одном или более энергонезависимых носителей. Инструментальное средство для авторской разработки и/или инструментальное средство для рендеринга могут реализовываться (по меньшей мере, частично) посредством аппаратных средств, микропрограммного обеспечения и т.д., к примеру, посредством логической системы и других устройств, описанных ниже со ссылкой на фиг. 21. В некоторых реализациях для авторской разработки, ассоциированное инструментальное средство для авторской разработки может использоваться для того, чтобы создавать метаданные для ассоциированных аудиоданных. Метаданные, например, могут включать в себя данные, указывающие позицию и/или траекторию аудиообъекта в трехмерном пространстве, данные ограничений зон действия динамиков и т.д. Метаданные могут создаваться относительно зон 402 действия динамиков виртуального окружения 404 воспроизведения, а не относительно конкретной схемы размещения динамиков фактического окружения воспроизведения. Инструментальное средство для рендеринга может принимать аудиоданные и ассоциированные метаданные и может вычислять аудиоусиления и сигналы прямой подачи звука в динамики для окружения воспроизведения. Такие аудиоусиления и сигналы прямой подачи звука в динамики могут вычисляться согласно процессу амплитудного панорамирования, который может создавать такое восприятие, что звук исходит из позиции P в окружении воспроизведения. Например, сигналы прямой подачи звука в динамики могут предоставляться в динамики 1-N воспроизведения из окружения воспроизведения согласно следующему уравнению:
i
i
[0043] x(t)=gx(t), i=1,..., N (уравнение 1)
i
i
[0044] В уравнении 1, x(t) представляет сигнал прямой подачи звука в динамики, который должен применяться к динамику i, g представляет коэффициент усиления соответствующего канала, x(t) представляет аудиосигнал, и t представляет время. Коэффициенты усиления могут определяться, например, согласно способам амплитудного панорамирования, описанным в разделе, страницы 3-4 работы автора V. Pulkki «Compensating Displacement of Amplitude-Panned Virtual Sources» (Audio Engineering Society (AES) International Conference on Virtual, Synthetic and Entertainment Audio), которая настоящим содержится по ссылке. В некоторых реализациях, усиления могут быть частотно-зависимыми. В некоторых реализациях, временная задержка может вводиться посредством замены x(t) на x(t-Δt).
[0045] В некоторых реализациях рендеринга, данные воспроизведения аудио, созданные со ссылкой на зоны 402 действия динамиков, могут преобразовываться в местоположения динамиков широкого диапазона окружений воспроизведения, которые могут иметь конфигурацию Dolby Surround 5.1, конфигурацию Dolby Surround 7.1, конфигурацию Hamasaki 22.2 либо другую конфигурацию. Например, ссылаясь на фиг. 2, инструментальное средство для рендеринга может преобразовывать данные воспроизведения аудио для зон 4 и 5 действия динамиков в левосторонний массив 220 объемного звучания и правосторонний массив 225 объемного звучания окружения воспроизведения, имеющего конфигурацию Dolby Surround 7.1. Данные воспроизведения аудио для зон 1, 2 и 3 действия динамиков могут преобразовываться в левый экранный канал 230, правый экранный канал 240 и центральный экранный канал 235, соответственно. Данные воспроизведения аудио для зон 6 и 7 действия динамиков могут преобразовываться в левые задние динамики 224 объемного звучания и правые задние динамики 226 объемного звучания.
[0046] Фиг. 4B показывает пример другого окружения воспроизведения. В некоторых реализациях, инструментальное средство для рендеринга может преобразовывать данные воспроизведения аудио для зон 1, 2 и 3 действия динамиков в соответствующие экранные динамики 455 окружения 450 воспроизведения. Инструментальное средство для рендеринга может преобразовывать данные воспроизведения аудио для зон 4 и 5 действия динамиков в левосторонний массив 460 объемного звучания и правосторонний массив 465 объемного звучания и может преобразовывать данные воспроизведения аудио для зон 8 и 9 действия динамиков в левые подвесные динамики 470a и правые подвесные динамики 470b. Данные воспроизведения аудио для зон 6 и 7 действия динамиков могут преобразовываться в левые задние динамики 480a объемного звучания и правые задние динамики 480b объемного звучания. Тем не менее, в альтернативных реализациях, по меньшей мере, некоторые динамики окружения 450 воспроизведения могут не группироваться, как показано на фиг. 4B. Вместо этого, некоторые такие реализации могут заключать в себе панорамирование данных воспроизведения аудио в отдельные боковые динамики, потолочные динамики, динамики объемного звучания и/или сабвуферы. Согласно некоторым таким реализациям, низкочастотные аудиосигналы, соответствующие, по меньшей мере, некоторым аудиообъектам, могут панорамироваться в отдельные местоположения сабвуферов и/или в местоположения других громкоговорителей с поддержкой низких частот, таких как динамики объемного звучания, которые проиллюстрированы на фиг. 4B.
[0047] В некоторых реализациях для авторской разработки, инструментальное средство для авторской разработки может использоваться для того, чтобы создавать метаданные для аудиообъектов. При использовании в данном документе, термин «аудиообъект» может означать поток аудиоданных, таких как монофонические аудиоданные и ассоциированные метаданные. Метаданные типично указывают двумерную или трехмерную позицию аудиообъекта, ограничения по рендерингу, а также тип контента (например, диалог, эффекты и т.д.). В зависимости от реализации, метаданные могут включать в себя другие типы данных, такие как данные ширины, данные усиления, данные траектории и т.д. Некоторые аудиообъекты могут быть статическими, тогда как другие могут перемещаться. Подробности аудиообъектов могут подвергаться авторской разработке или может выполняться рендеринг согласно ассоциированным метаданным, которые, в числе прочего, может указывать позицию аудиообъекта в трехмерном пространстве в данный момент времени. Когда аудиообъекты отслеживаются или воспроизводятся в окружении воспроизведения, аудиообъекты могут подвергаться рендерингу согласно позиционным метаданным с использованием динамиков воспроизведения, которые присутствуют в окружении воспроизведения, вместо вывода в предварительно определенный физический канал, как в случае с традиционными канально-ориентированными системами, такими как Dolby 5.1 и Dolby 7.1.
[0048] Фиг. 5A является блок-схемой, которая показывает примеры компонентов оборудования, которое может быть выполнено с возможностью осуществлять, по меньшей мере, некоторые способы, раскрытые в данном документе. В некоторых примерах, оборудование 5 может представлять собой или может включать в себя персональный компьютер, настольный компьютер или другое локальное устройство, которое выполнено с возможностью предоставлять аудиообработку. В некоторых примерах, оборудование 5 может представлять собой или может включать в себя сервер. Согласно некоторым примерам, оборудование 5 может представлять собой клиентское устройство, которое выполнено с возможностью связи с сервером через сетевой интерфейс. Компоненты оборудования 5 могут реализовываться через аппаратные средства, через программное обеспечение, сохраненное на энергонезависимых носителях, через микропрограммное обеспечение и/или посредством комбинаций вышеозначенного. Типы и числа компонентов, показанных на фиг. 5A, а также на других чертежах, раскрытых в данном документе, показаны просто в качестве примера. Альтернативные реализации могут включать в себя большее число компонентов, меньшее число компонентов и/или другие компоненты.
[0049] В этом примере, оборудование 5 включает в себя интерфейсную систему 10 и систему 15 управления. Интерфейсная система 10 может включать в себя один или более сетевых интерфейсов, один или более интерфейсов между системой 15 управления и запоминающей системой и/или один или более интерфейсов внешних устройств (таких как один или более интерфейсов универсальной последовательной шины (USB)). В некоторых реализациях, интерфейсная система 10 может включать в себя пользовательскую интерфейсную систему. Пользовательская интерфейсная система может быть выполнена с возможностью приема ввода от пользователя. В некоторых реализациях, пользовательская интерфейсная система может быть выполнена с возможностью предоставления обратной связи пользователю. Например, пользовательская интерфейсная система может включать в себя один или более дисплеев с соответствующими системами обнаружения касаний и/или жестов. В некоторых примерах, пользовательская интерфейсная система может включать в себя один или более микрофонов и/или динамиков. Согласно некоторым примерам, пользовательская интерфейсная система может включать в себя оборудование для предоставления тактильной обратной связи, такое как электромотор, вибропреобразователь и т.д. Система 15 управления, например, может включать в себя одно- или многомикросхемный процессор общего назначения, процессор цифровых сигналов (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA) или другое программируемое логическое устройство, дискретный логический элемент или транзисторную логику и/или дискретные аппаратные компоненты.
[0050] В некоторых примерах оборудование 5 может реализовываться в одном устройстве. Тем не менее в некоторых реализациях оборудование 5 может реализовываться более чем в одном устройстве. В некоторых таких реализациях, функциональность системы 15 управления может быть включена более чем в одно устройство. В некоторых примерах, оборудование 5 может представлять собой компонент другого устройства.
[0051] Согласно некоторым способам управления низкими звуковыми частотами, низкочастотная информация ниже некоторого порогового значения частоты из некоторых или всех основных каналов может воспроизводиться через один или более громкоговорителей с поддержкой низких частот (LFC). Пороговое значение частоты может упоминаться в данном документе как «частота перехода». Частота перехода может определяться посредством характеристик основного громкоговорителя(ей), используемого для того, чтобы воспроизводить аудиоканал. Некоторые основные громкоговорители (которые могут упоминаться в данном документе как «без поддержки низких частот») могут иметь LF-сигнал, маршрутизируемый в один или более LFC-громкоговорителей с относительно высокой частотой перехода, к примеру, 150 Гц. Некоторые основные громкоговорители (которые могут упоминаться в данном документе как «с ограниченной поддержкой низких частот») могут иметь LF-сигнал, маршрутизируемый в один или более LFC-громкоговорителей с относительно низкой частотой перехода, к примеру, 60 Гц.
[0052] Фиг. 5B показывает некоторые примеры частотных диапазонов громкоговорителей. Как показано на фиг. 5B, некоторые LFC-громкоговорители могут представлять собой полнодиапазонные громкоговорители, назначенные воспроизведению всех частот в пределах нормального диапазона человеческого слуха. Некоторые LFC-громкоговорители, такие как сабвуферы, могут выделяться воспроизведению аудио ниже порогового значения частоты. Например, некоторые сабвуферы могут выделяться воспроизведению аудиоданных, которые меньше частоты, к примеру, 60 Гц или 80 Гц. В других примерах, некоторые сабвуферы (которые могут упоминаться в данном документе как «средние сабвуферы») могут выделяться воспроизведению аудиоданных, которые, находится в относительно более высоком диапазоне частот, например, приблизительно между 60 Гц и 150 Гц, между 80 Гц и 160 Гц и т.д. Один или более средних сабвуферов могут использоваться для того, чтобы устранять разрыв в характеристиках управляемости по частоте между основным громкоговорителем(ями) и сабвуфером(ами). Один или более средних сабвуферов могут использоваться для того, чтобы устранять разрыв в пространственном разрешении между относительно плотной конфигурацией основных громкоговорителей и относительно разреженной конфигурацией сабвуферов. Как показано на фиг. 5B, например, частотный диапазон, указываемый для среднего сабвуфера, охватывает частотный диапазон между частотным диапазоном сабвуфера и частотным диапазоном типа «без поддержки низких частот» основного громкоговорителя. Тем не менее тип «с ограниченной поддержкой низких частот» основного громкоговорителя допускает воспроизведение диапазона частот, который включает в себя диапазон частот среднего сабвуфера.
[0053] Типично, число сабвуферов гораздо меньше числа основных каналов. Как результат, пространственные сигнальные метки для низкочастотной (LF) информации уменьшаются или искажаются. Для низких частот в типичных окружениях воспроизведения, это пространственное искажение, в общем, считается перцепционно приемлемым или даже незаметным, поскольку слуховая система человека становится менее допускающей обнаружение пространственных сигнальных меток по мере того, как звуковая частота снижается, в частности, для локализации источников звука.
[0054] Предусмотрено множество преимуществ при использовании управления низкими звуковыми частотами. Несколько громкоговорителей, используемых для того, чтобы воспроизводить основные каналы (без LF-аудиокомпонента), могут быть меньшими, более простыми в установке, менее навязчивыми и менее дорогими. Использование сабвуферов или других LFC-громкоговорителей также может обеспечивать лучшее управление низкочастотным звуком. LF-аудио может обрабатываться независимо от остальной части программы, и один или более LFC-громкоговорителей могут быть размещены в местоположениях, которые являются оптимальными для воспроизведения низких звуковых частот, в некоторых случаях независимо от основных громкоговорителей. Например, варьирование частотного отклика в зависимости от места в пределах области прослушивания может минимизироваться.
[0055] Регулятор переходов, электрическая схема или цифровой аудиоалгоритм может использоваться для того, чтобы разбивать аудиосигнал на два (или более, если комбинируются несколько регуляторов переходов) аудиосигнала, каждый из которых покрывает полосу частот. Регулятор переходов типично реализуется посредством параллельного применения входного сигнала к фильтру низких частот и к фильтру верхних частот. Границы полос частот или частоты перехода представляют собой один параметр проектного решения по регулятору переходов. Полное разделение на дискретные полосы частот является невозможным на практике; между полосами частот существует некоторое перекрытие. Величина и характер перекрытия представляют собой другой параметр проектного решения по регулятору переходов. Общая частота перехода для систем управления низкими звуковыми частотами составляет 80 Гц, хотя более низкие и более высокие частоты зачастую используются на основе системных компонентов и проектных целей.
[0056] Пространственные аудиопрограммы могут создаваться посредством панорамирования и микширования нескольких источников звука. Как отмечено выше, отдельные источники звука (например, голос, труба, вертолет и т.д.) в этом контексте могут упоминаться как «аудиообъекты». В традиционных канально-ориентированных аудиопрограммах объемного звучания, информация панорамирования и микширования применяется к аудиообъектам для того, чтобы создавать канальные сигналы для конкретной конфигурации каналов (например, 5.1) до распределения.
[0057] За счет объектно-ориентированных аудиопрограмм, аудиосцена может задаваться посредством отдельных аудиообъектов, вместе с ассоциированной информацией панорамирования и микширования для каждого объекта. Объектно-ориентированная программа затем может распределяться и подвергаться рендерингу (преобразовываться в канальные сигналы) в местоназначении, на основе информации панорамирования и микширования, конфигурации оборудования для воспроизведения (наушники, стерео, 5.1, 7.1 и т.д.) и потенциально средств управления конечного пользователя (например, предпочитаемого диалогового уровня) в окружении воспроизведения.
[0058] Объектно-ориентированные программы могут обеспечивать дополнительное управление для систем управления низкими звуковыми частотами. Аудиообъекты, например, могут обрабатываться отдельно до формирования канально-ориентированного микширования.
[0059] Ранее реализованные способы управления низкими звуковыми частотами имеют недостатки. Одна типичная проблема заключает в себе нарастание низких звуковых частот, которое также упоминается как связь аудиосигналов. Многоканальные программы (канально-ориентированное распределение или объектно-ориентированное распределение после рендеринга в каналы) затрагиваются посредством электрических (аналоговая обработка) или математических (цифровая обработка) взаимодействий нескольких аудиосигналов до трансдукции в звук. Типичные системы управления низкими звуковыми частотами (системы, которые имеют большее число исходных основных громкоговорителей, чем сабвуферы) при необходимости комбинируют несколько низкочастотных аудиосигналов, чтобы формировать аудиосигнал(ы) сабвуфера для воспроизведения. При комбинировании канальных сигналов для воспроизведения через один громкоговоритель, зачастую предполагается, что входные каналы являются независимыми, и степенной закон (2-норма) применяется для того, чтобы моделировать акустическую связь, которая должна возникать, если сигналы воспроизводятся через разнесенные громкоговорители. Канально-ориентированные системы управления низкими звуковыми частотами типично придерживаются этого соглашения при создании низкочастотного сигнала из множественных входных каналов.
[0060] Однако, если аудиосигналы не являются независимыми (другими словами, если аудиосигналы являются полностью или частично когерентными) и суммированными (линейная связь), результирующий уровень является более высоким (громким), чем если сигналы воспроизводятся по дискретным разнесенным громкоговорителям. В случае управления низкими звуковыми частотами, когерентные сигналы, воспроизводимые по основным разнесенным громкоговорителям, должны стремиться иметь акустическую связь по степенному закону, тогда как низкие частоты, которые сводятся (электрически или математически), должны иметь линейную связь. Это может приводить к «нарастанию низких звуковых частот» вследствие связи аудиосигналов.
[0061] Нарастание низких звуковых частот также может вызываться посредством акустической связи. Системы воспроизведения звука с несколькими громкоговорителями затрагиваются посредством взаимодействия нескольких источников звука в акустическом пространстве окружения воспроизведения. Кумулятивный отклик для некогерентных аудиосигналов, воспроизведенных посредством различных громкоговорителей, часто аппроксимируется с использованием степенной суммы (2-нормы), которая является независимой от частоты. Кумулятивный отклик для когерентных аудиосигналов, воспроизведенных посредством различных громкоговорителей, является более сложным, Если громкоговорители являются широко разнесенными и находятся в свободном поле (в крупном нереверберационном помещении или на открытом воздухе), аппроксимация по степенной сумме действует хорошо. В противном случае (для близкорасположенных громкоговорителей, для меньшего или реверберационного помещения и т.д.), по мере того, как когерентные звуковые волны из двух или более громкоговорителей перекрываются и связываются, конструктивные и деструктивные помехи должны возникать таким способом, который зависит от относительной позиции источников звука, звуковой частоты и местоположения в звуковом поле. Аналогично связи аудиосигналов, акустические конструктивные помехи (которые возникают в большей степени для низких частот и близкорасположенных громкоговорителей) стремятся к линейной сумме (1-норме) источников, а не к степенной сумме. Это может приводить к акустическому «нарастанию низких звуковых частот» в помещении. Канально-ориентированные способы управления низкими звуковыми частотами ограничены в своей способности компенсировать этот эффект. Типично этот эффект игнорируется посредством систем управления низкими звуковыми частотами.
[0062] Системы управления низкими звуковыми частотами, в общем, основываются на ограничениях слуховой системы, чтобы эффективно различать пространственную информацию (например, местоположение, ширину и/или диффузия) при очень низких частотах. По мере того как аудиочастота увеличивается, потери пространственной информации становятся все более очевидными, и артефакты становятся более заметными и недопустимыми.
[0063] Различные раскрытые реализации разработаны с учетом вышеприведенных проблем. Некоторые раскрытые примеры могут предоставлять способы многополосного управления низкими звуковыми частотами. Некоторые такие примеры могут заключать в себе применение нескольких частот фильтра верхних частот и низких частот для целей управления низкими звуковыми частотами. Некоторые реализации также могут заключать в себе применение одного или более полосовых фильтров для того, чтобы предоставлять сигналы прямой подачи звука в средние LF-динамики для «средних сабвуферов», для вуферов или для несабвуферных динамиков, которые допускают воспроизведение звука в среднем LF-диапазоне. Средний LF-диапазон или средние LF-диапазоны могут варьироваться согласно конкретной реализации. В некоторых примерах, средний LF-диапазон, пропускаемый посредством полосового фильтра, может составлять приблизительно 60-140 Гц, 70-140 Гц, 80-140 Гц, 60-150 Гц, 70-150 Гц, 80-150 Гц, 60-160 Гц, 70-160 Гц, 80-160 Гц, 60-170 Гц, 70-170 Гц, 80-170 Гц и т.д. Различные характеристики основных громкоговорителей (например, потолочных громкоговорителей с более низкой максимальной шумовой мощностью по сравнению с боковыми громкоговорителями объемного звучания с более высокими характеристиками), различные характеристики целевых сабвуферов (например, сабвуфера, используемого для воспроизведения по LFE-каналам по сравнению с сабвуферами объемного звучания), акустика помещений и другие системные характеристики могут затрагивать оптимальные частоты фильтра в пределах системы. Некоторые раскрытые способы многополосного управления низкими звуковыми частотами могут разрешать некоторые или все эти характеристики и свойства, например, посредством предоставления одного или более фильтров низких частот, полосовых фильтров и фильтров верхних частот, которые соответствуют характеристикам громкоговорителей в окружении воспроизведения.
[0064] Согласно некоторым примерам, способ многополосного управления низкими звуковыми частотами может заключать в себе использование другой конфигурации громкоговорителей управления низкими звуковыми частотами для каждой из множества полос частот. Например, если число доступных целевых увеличений громкоговорителей для каждой полосы частот управления низкими звуковыми частотами, то пространственное разрешение сигнала может увеличиваться с частотой, за счет этого минимизируя введение воспринимаемых пространственных артефактов.
[0065] Некоторые реализации могут заключать в себе использование различного способа обработки управления низкими звуковыми частотами для каждой из множества полос частот. Например, некоторые способы могут использовать различную экспоненту (p-норму) для нормализации уровня в каждой полосе частот для того, чтобы обеспечивать лучшее согласование с акустической связью, которая должна возникать без управления низкими звуковыми частотами. Для наименьших частот, при которых акустическая связь стремится к линейному суммированию, может использоваться экспонента в или около 1,0 (1-норма). При средних низких частотах, при которых акустическая связь стремится к степенному суммированию, может использоваться экспонента в или около 2,0 (2-норма). Альтернативно или дополнительно, усиления громкоговорителя могут выбираться таким образом, чтобы оптимизировать в отношении равномерного покрытия при наименьших частотах и оптимизировать в отношении пространственного разрешения при более высоких частотах.
[0066] В некоторых реализациях полосы частот управления низкими звуковыми частотами могут динамически предоставляться на основе уровней сигнала. Например, по мере того, как уровень сигнала увеличивается, число используемых полос частот также может увеличиваться.
[0067] В некоторых случаях программа может содержать как аудиообъекты, так и каналы. Согласно некоторым примерам, различные способы управления низкими звуковыми частотами могут использоваться для программных каналов и аудиообъектов. Например, традиционные канально-ориентированные способы могут применяться к каналам, тогда как один или более аудиообъектно-ориентированных способов, раскрытых в данном документе, могут применяться к аудиообъектам.
[0068] Некоторые раскрытые способы могут трактовать, по меньшей мере, некоторые LF-сигналы в качестве аудиообъектов, которые могут панорамироваться. Как отмечено выше, по мере того, как аудиочастота увеличивается, потери пространственной информации становятся все более очевидными, и артефакты, вызываемые посредством традиционных способов управления низкими звуковыми частотами, становятся более заметными и недопустимыми. Способы многополосного управления низкими звуковыми частотами могут уменьшать такие артефакты. Трактовка LF-сигналов, в частности, средних LF-сигналов, в качестве объектов, которые могут панорамироваться, также позволяет уменьшать такие артефакты. Соответственно, может быть преимущественным комбинировать способы многополосного управления низкими звуковыми частотами со способами, которые заключают в себе панорамирование, по меньшей мере, некоторых LF-сигналов. Тем не менее, некоторые реализации могут заключать в себе панорамирование, по меньшей мере, некоторых LF-сигналов или способов многополосного управления низкими звуковыми частотами, но не низкочастотное панорамирование объектов и многополосное управление низкими звуковыми частотами.
[0069] Как отмечено выше, традиционные подходы к управлению низкими звуковыми частотами, за счет которых фильтрация применяется к прямым подачам звука в громкоговорители, зачастую не могут быть оптимальными, поскольку законы панорамирования зачастую предполагают акустическую степенную сумму в позиции слушателя. С другой стороны, управление низкими звуковыми частотами нескольких громкоговорителей в идентичный сабвуфер формирует электрическую амплитудную сумму, приводя к электрическому нарастанию низких звуковых частот. Некоторые раскрытые способы обходят эту потенциальную проблему посредством отдельного панорамирования низких и высоких частот. После рендеринга верхних частот, «аудит» мощности может определять низкочастотный «дефицит», который должен воспроизводиться посредством сабвуферов или других громкоговорителей с поддержкой низких частот (LFC).
[0070] Соответственно, некоторые раскрытые способы управления низкими звуковыми частотами могут заключать в себе вычисление коэффициентов фильтра низких частот (LPF) и/или коэффициентов полосового фильтра для средней LF на основе низкочастотного дефицита мощности, вызываемого посредством управления низкими звуковыми частотами. Ниже подробно описываются различные примеры. Способы управления низкими звуковыми частотами, которые заключают в себе вычисление коэффициентов фильтра низких частот и/или коэффициентов полосового фильтра для средней LF на основе низкочастотного дефицита мощности, могут уменьшать нарастание низких звуковых частот. Такие способы могут реализовываться или могут не реализовываться в комбинации со способами многополосного управления низкими звуковыми частотами и/или панорамированием, по меньшей мере, некоторых LF-сигналов, в зависимости от конкретной реализации. Тем не менее может быть преимущественным комбинировать способы, заключающие в себе вычисление коэффициентов фильтра низких частот (и/или коэффициентов полосового фильтра для средней LF) на основе низкочастотного дефицита мощности, с другими способами управления низкими звуковыми частотами, раскрытыми в данном документе.
[0071] Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций, которая показывает этапы способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному примеру. Способ 600, например, может реализовываться посредством системы управления (такой как система 15 управления), которая включает в себя один или более процессоров и одно или более энергонезависимых запоминающих устройств. Аналогично другим раскрытым способам, не все этапы способа 600 обязательно выполняются в порядке, показанном на фиг. 6. Кроме того, альтернативные способы могут включать в себя большее или меньшее число этапов.
[0072] В этом примере способ 600 заключает в себе панорамирование LF-аудиосигналов, которые соответствуют аудиообъектам. Фильтрация, панорамирование и другие процессы, которые работают для аудиосигналов, соответствующих аудиообъектам, для простоты могут упоминаться в данном документе как управление аудиообъектами. Например, процесс применения фильтра к аудиоданным аудиообъекта может описываться в данном документе в качестве применения фильтра к аудиообъекту. Процесс панорамирования аудиоданных аудиообъекта может описываться в данном документе в качестве панорамирования аудиообъекта.
[0073] Согласно этому примеру, этап 605 заключает в себе прием аудиоданных, которые включают в себя множество аудиообъектов. Аудиообъекты включают в себя аудиоданные (которые могут представлять собой монофонические аудиосигналы) и ассоциированные метаданные. В этом примере, метаданные включают в себя данные позиций аудиообъектов.
[0074] Здесь этап 610 заключает в себе прием данных схемы размещения динамиков воспроизведения, которые включают в себя индикатор одного или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения и индикатор местоположения одного или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения. В некоторых примерах, местоположение может задаваться относительно местоположения одного более других динамиков воспроизведения местоположения в окружении воспроизведения, например, «центральный», «передний левый», «передний правый», «левый объемного звучания», «правый объемного звучания» и т.д. Согласно некоторым примерам, данные схемы размещения динамиков воспроизведения могут включать в себя индикатор одного или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения, таком как окружение воспроизведения, показанное на фиг. 1-3 или 4B, и индикатор местоположения (такой как относительное местоположение) одного или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения. Согласно некоторым реализациям, данные схемы размещения динамиков воспроизведения могут включать в себя индикатор местоположения (который может представлять собой относительное местоположение) одной или более групп динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения. В этом примере, данные схемы размещения динамиков воспроизведения включают в себя данные местоположений громкоговорителей с поддержкой низких частот (LFC), соответствующие одному или более LFC-динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения.
[0075] В некоторых примерах, LFC-динамики воспроизведения могут включать в себя один или более типов сабвуферов. Альтернативно или дополнительно, окружение воспроизведения может включать в себя LFC-динамики воспроизведения, которые могут включать в себя один или более типов широкодиапазонных и/или полнодиапазонных громкоговорителей, которые допускают удовлетворительное воспроизведение LF-аудиоданных. Например, некоторые такие LFC-динамики воспроизведения могут допускать воспроизведение средних LF-аудиоданных (например, аудиоданных в диапазоне в 80-150 Гц) без нежелательных уровней искажения, также при способности воспроизведения аудиоданных в диапазоне верхних частот. В некоторых случаях, такие полнодиапазонные LFC-динамики воспроизведения могут допускать воспроизведение большей части или всего диапазона частот, который является слышимым для людей. Некоторые такие полнодиапазонные LFC-динамики воспроизведения могут быть подходящими для воспроизведения аудиоданных в 60 Гц или более, 70 Гц или более, 80 Гц или более, 90 Гц или более, 100 Гц или более и т.д.
[0076] Соответственно, некоторые LFC-динамики воспроизведения из окружения воспроизведения могут представлять собой выделенные сабвуферы, и некоторые LFC-динамики воспроизведения из окружения воспроизведения могут использоваться для воспроизведения как LF-аудиоданных, так и не-LF-аудиоданных. LFC-динамики воспроизведения, в некоторых примерах, могут включать в себя передние динамики, центральные динамики и/или динамики объемного звучания, такие как настенные динамики объемного звучания и/или задние динамики объемного звучания. Например, ссылаясь на фиг. 4B, некоторые LFC-динамики воспроизведения из окружения воспроизведения (такие как сабвуферы, показанные впереди и сзади относительно окружения 450 воспроизведения) могут представлять собой выделенные сабвуферы, и некоторые LFC-динамики воспроизведения из окружения воспроизведения (такие как динамики объемного звучания, показанные по бокам и сзади относительно окружения 450 воспроизведения) могут использоваться для воспроизведения как LF-аудиоданных, так и не-LF-аудиоданных.
[0077] В этом примере, данные схемы размещения динамиков воспроизведения также включают в себя данные местоположений основных громкоговорителей, соответствующие одному или более основных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения. Основные динамики воспроизведения могут включать в себя относительно меньшие динамики, по сравнению с LFC-динамиками воспроизведения. Основные динамики воспроизведения могут быть подходящими для воспроизведения аудиоданных в 100 Гц или более, 120 Гц или более, 150 Гц или более, 180 Гц или более, 200 Гц или более и т.д., в зависимости от конкретной реализации. Основные динамики воспроизведения, в некоторых примерах, могут включать в себя потолочные динамики и/или настенные динамики. Снова ссылаясь на фиг 4B, в некоторых реализациях большая часть или все потолочные динамики и некоторые боковые динамики могут представлять собой основные динамики воспроизведения.
[0078] Возвращаясь к фиг 6, в этом примере этап 615 заключает в себе рендеринг аудиообъектов в сигналы прямой подачи звука в динамики, по меньшей мере, частично на основе ассоциированных метаданных и данных схемы размещения динамиков воспроизведения. Здесь, каждый сигнал прямой подачи звука в динамики соответствует одному или более динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения.
[0079] Согласно этому примеру, этап 620 заключает в себе применение фильтра верхних частот, по меньшей мере, к некоторым сигналам прямой подачи звука в динамики для того, чтобы формировать фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики. В некоторых случаях, этап 620 может заключать в себе применение первого фильтра верхних частот к первому множеству сигналов прямой подачи звука в динамики для того, чтобы формировать первые фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики, и применение второго фильтра верхних частот ко второму множеству сигналов прямой подачи звука в динамики для того, чтобы формировать вторые фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики. Первый фильтр верхних частот, например, может быть выполнен с возможностью пропускать более низкий диапазон частот, чем второй фильтр верхних частот. Согласно некоторым примерам, этап 620 может заключать в себе применение двух или более разных фильтров верхних частот для того, чтобы формировать фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики, имеющие два или более различных частотных диапазона. Ниже описываются некоторые примеры.
[0080] Фильтр(ы) верхних частот, которые применяются на этапе 620, может соответствовать характеристикам динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения. Некоторые реализации способа 600 могут заключать в себе прием информации производительности динамиков воспроизведения относительно одного или более типов основных динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения.
[0081] Некоторые такие реализации могут заключать в себе прием первой информации производительности динамиков воспроизведения относительно первого набора основных динамиков воспроизведения и прием второй информации производительности динамиков воспроизведения относительно второго набора основных динамиков воспроизведения. Первый фильтр верхних частот, который применяется на этапе 620, может соответствовать первой информации производительности динамиков воспроизведения, и второй фильтр верхних частот, который применяется на этапе 620, может соответствовать второй информации производительности динамиков воспроизведения. Такие реализации могут заключать в себе предоставление первых фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики в первый набор основных динамиков воспроизведения и предоставление вторых фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики во второй набор основных динамиков воспроизведения.
[0082] В некоторых примерах, фильтр(ы) верхних частот, которые применяются на этапе 620, могут быть основаны, по меньшей мере, частично, на метаданных, ассоциированных с аудиообъектом. Метаданные, например, могут включать в себя индикатор того, следует или нет применять фильтр верхних частот к сигналам прямой подачи звука в динамики, соответствующим конкретному аудиообъекту из аудиообъектов, которые принимаются на этапе 605.
[0083] В этом примере этап 625 заключает в себе применение фильтра низких частот к каждому из множества аудиообъектов для того, чтобы формировать низкочастотные (LF) аудиообъекты. Как упомянуто выше, операции, выполняемые для аудиоданных аудиообъекта, могут упоминаться в данном документе как выполняемые для аудиообъекта. Соответственно, в этом примере, этап 625 заключает в себе применение фильтра низких частот к аудиоданным каждого из множества аудиообъектов. В некоторых примерах, этап 625 может заключать в себе применение двух или более разных фильтров. Как подробнее описано ниже, фильтры, применяемые на этапе 625, могут включать в себя фильтры низких частот, полосовые фильтры и/или фильтры верхних частот.
[0084] Некоторые реализации могут заключать в себе применение способов управления низкими звуковыми частотами только для аудиосигналов, которые находятся на или выше порогового уровня. Пороговый уровень, в некоторых случаях, может варьироваться согласно характеристикам одного или более типов основных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения. Согласно некоторым таким примерам, способ 600 может заключать в себе определение уровня сигнала аудиоданных одного или более аудиообъектов. Такие примеры могут заключать в себе сравнение уровня сигнала с пороговым уровнем сигнала. Некоторые такие примеры могут заключать в себе применение одного или более фильтров низких частот только к аудиообъектам, для которых уровень сигнала аудиоданных превышает или равен пороговому уровню сигнала.
[0085] В примере, показанном на фиг. 6, этап 630 заключает в себе панорамирование LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в LFC-динамики. Здесь, необязательный этап 635 заключает в себе вывод сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики в один или более LFC-громкоговорителей окружения воспроизведения. Необязательный этап 640 заключает в себе предоставление фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики в один или более основных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения.
[0086] В некоторых реализациях этап 630 может заключать в себе формирование более чем одного типа сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики. Например, этап 630 может заключать в себе формирование сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики, которые имеют различные частотные диапазоны. Различные частотные диапазоны могут соответствовать характеристикам различных LFC-громкоговорителей окружения воспроизведения.
[0087] Согласно некоторым таким примерам, этап 625 может заключать в себе применение фильтра низких частот, по меньшей мере, к некоторым аудиообъектам для того, чтобы формировать первые LF-аудиообъекты. Фильтр низких частот может быть выполнен с возможностью пропускать первый диапазон частот. Первый диапазон частот может варьироваться согласно конкретной реализации. В некоторых примерах, фильтр низких частот может быть выполнен с возможностью пропускать частоты ниже 60 Гц, частоты ниже 80 Гц, частоты ниже 100 Гц, частоты ниже 120 Гц, частоты ниже 150 Гц и т.д.
[0088] В некоторых таких реализациях, этап 625 может заключать в себе применение фильтра верхних частот к первым LF-аудиообъектам для того, чтобы формировать вторые LF-аудиообъекты. Фильтр верхних частот может быть выполнен с возможностью пропускать второй диапазон частот, который представляет собой средний LF-диапазон частот. Например, фильтр верхних частот может быть выполнен с возможностью пропускать частоты в диапазоне от 80 до 150 Гц, в диапазоне от 60 до 150 Гц, в диапазоне от 60 до 120 Гц, в диапазоне от 80 до 120 Гц, в диапазоне от 100 до 150 Гц, в диапазоне от 60 до 150 Гц и т.д.
[0089] В альтернативных реализациях, этап 625 может заключать в себе применение полосового фильтра ко второму множеству аудиообъектов для того, чтобы формировать вторые LF-аудиообъекты. Полосовой фильтр может быть выполнен с возможностью пропускать второй диапазон частот, который представляет собой средний LF-диапазон частот. Например, полосовой фильтр может быть выполнен с возможностью пропускать частоты в диапазоне от 80 до 150 Гц, в диапазоне от 60 до 150 Гц, в диапазоне от 60 до 120 Гц, в диапазоне от 80 до 120 Гц, в диапазоне от 100 до 150 Гц, в диапазоне от 60 до 150 Гц и т.д.
[0090] Согласно некоторым таким реализациям, этап 630 может заключать в себе формирование первых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования первых LF-аудиообъектов и формирование вторых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования вторых LF-аудиообъектов. Первые и вторые сигналы прямой подачи звука в LFC-динамики могут предоставляться в различные типы LFC-громкоговорителей окружения воспроизведения. Например, снова ссылаясь на фиг 4B, некоторые LFC-динамики воспроизведения (такие как сабвуферы, показанные впереди и сзади относительно окружения 450 воспроизведения) могут представлять собой выделенные сабвуферы, и некоторые LFC-динамики воспроизведения (такие как динамики объемного звучания, показанные по бокам и сзади относительно окружения 450 воспроизведения) могут представлять собой несабвуферные громкоговорители, которые могут использоваться для воспроизведения как LF-аудиоданных, так и не-LF-аудиоданных.
[0091] В некоторых таких примерах, прием данных местоположений LFC-громкоговорителей на этапе 610 может заключать в себе прием данных местоположений несабвуферов, указывающих относительное местоположение каждого из множества несабвуферных динамиков воспроизведения, которые допускают воспроизведение аудиоданных во втором диапазоне (среднем LF-диапазоне) частот. Согласно некоторым таким реализациям, этап 630 может заключать в себе формирование вторых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования, по меньшей мере, некоторых вторых LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений несабвуферов для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в несабвуферные динамики. Такие реализации также могут заключать в себе предоставление, на этапе 635, сигналов прямой подачи звука в несабвуферные динамики в один или более из множества несабвуферных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения.
[0092] Альтернативно или дополнительно, некоторые выделенные сабвуферы окружения воспроизведения могут допускать воспроизведение аудиосигналов в нижнем диапазоне, по сравнению с другими выделенными сабвуферами окружения воспроизведения. Последние иногда могут упоминаться в данном документе как «средние сабвуферы».
[0093] В некоторых таких примерах, прием данных местоположений LFC-громкоговорителей на этапе 610 может заключать в себе прием данных местоположений средних сабвуферов, указывающих относительное местоположение каждого из множества средних сабвуферных динамиков воспроизведения, которые допускают воспроизведение аудиоданных во втором диапазоне частот. Согласно некоторым таким реализациям, этап 630 может заключать в себе формирование вторых сигналов прямой подачи звука в LFC-динамики посредством панорамирования, по меньшей мере, некоторых вторых LF-аудиообъектов, по меньшей мере, частично на основе данных местоположений средних сабвуферов для того, чтобы формировать сигналы прямой подачи звука в средние сабвуферные динамики. Такие реализации также могут заключать в себе предоставление, на этапе 635, сигналов прямой подачи звука в средние сабвуферные динамики в один или более из множества средних сабвуферных динамиков воспроизведения из окружения воспроизведения.
[0094] Фиг. 7 показывает этапы способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному раскрытому примеру. Согласно этому примеру, аудиообъекты принимаются на этапе 705. Способ 700 также заключает в себе прием данных схемы размещения динамиков воспроизведения или извлечение данных схемы размещения динамиков воспроизведения из запоминающего устройства. В этом примере, данные схемы размещения динамиков воспроизведения включают в себя данные местоположений LFC-громкоговорителей, соответствующие LFC-динамикам воспроизведения из окружения воспроизведения. Один пример показывается в схеме 730b размещения LFC-динамиков воспроизведения, которая указывает LFC-динамик воспроизведения впереди относительно окружения воспроизведения, другой LFC-динамик воспроизведения слева сзади относительно окружения воспроизведения и другой LFC-динамик воспроизведения справа сзади относительно окружения воспроизведения. Тем не менее, альтернативные примеры могут включать в себя большее число LFC-динамиков воспроизведения, меньшее число LFC-динамиков воспроизведения и/или LFC-динамики воспроизведения в других местоположениях.
[0095] В этом примере данные схемы размещения динамиков воспроизведения включают в себя данные местоположений основных громкоговорителей, соответствующие основным динамикам воспроизведения из окружения воспроизведения. Один пример показывается в схеме 730a размещения основных динамиков воспроизведения, которая указывает местоположения основных динамиков воспроизведения по бокам, на потолке и впереди относительно окружения воспроизведения. Тем не менее, альтернативные примеры могут включать в себя большее число основных динамиков воспроизведения, меньшее число основных динамиков воспроизведения и/или основные динамики воспроизведения в других местоположениях. Например, некоторые окружения воспроизведения могут не включать в себя основные динамики воспроизведения впереди относительно окружения воспроизведения.
[0096] В этой реализации фильтр перехода реализуется посредством применения входных аудиосигналов, соответствующих принимаемым аудиообъектам, параллельно к фильтру низких частот (этап 715) и к фильтру верхних частот (этап 710). Фильтр перехода, например, может реализовываться посредством системы управления, такой как система 15 управления по фиг. 5A. В этом примере, частота перехода составляет 80 Гц, но в альтернативе, способы управления низкими звуковыми частотами могут применять фильтры перехода, имеющие более низкие или более высокие частоты. Частота перехода может выбираться согласно системным компонентам (таким как характеристики громкоговорителей воспроизведения из окружения воспроизведения) и проектным целям.
[0097] Согласно этой реализации, фильтрованные по верхним частотам аудиообъекты, которые формируются на этапе 710, панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 720, по меньшей мере, частично на основе метаданных, ассоциированных с аудиообъектами, и на основе данных местоположений основных громкоговорителей. Каждый сигнал прямой подачи звука в динамики может соответствовать одному или более основных динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения.
[0098] В этом примере LF-аудиообъекты, которые формируются на этапе 715, панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 725, по меньшей мере, частично на основе метаданных, ассоциированных с аудиообъектами, и на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей. Каждый сигнал прямой подачи звука в динамики может соответствовать одному или более LFC-динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения. В некоторых примерах, управляемый по низким звуковым частотам аудиообъект может выражаться так, как описано ниже со ссылкой на уравнение 13.
[0099] Если доступно более одного LFC-динамика воспроизведения, управляемый по низким звуковым частотам аудиообъект может панорамироваться согласно геометрии LFC-динамиков воспроизведения с использованием, например, двухбалансного амплитудного панорамирования.
[00100] В примере, показанном на фиг. 7, необязательный этап 735 заключает в себе применение коэффициента низкочастотного дефицита к LF-аудиообъектам, которые формируются на этапе 715, до времени, когда LF-аудиообъекты панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 725. Коэффициент низкочастотного дефицита может применяться, чтобы компенсировать, по меньшей мере, частично, «дефицит мощности», вызываемый посредством применения фильтра верхних частот на этапе 710. После фильтрации и/или рендеринга верхних частот, «аудит» мощности может определять коэффициент низкочастотного дефицита, который должен воспроизводиться посредством LFC-динамиков воспроизведения. Коэффициент низкочастотного дефицита может быть основан на мощности фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики и на форме фильтра верхних частот, который применяется на этапе 710.
[00101] Тем не менее в некоторых альтернативных примерах, один или более фильтров, которые используются для того, чтобы формировать LF-аудиообъекты, могут быть основаны, по меньшей мере, частично, на дефиците мощности. Например, ссылаясь на фиг. 6, один или более фильтров, которые применяются на этапе 625, могут быть основаны, по меньшей мере, частично, на дефиците мощности. В некоторых таких примерах, способ 600 может заключать в себе вычисление дефицита мощности, по меньшей мере, частично на основе фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики, которые формируются на этапе 620. Согласно некоторым таким примерам, характеристики одного или более фильтров низких частот, которые применяются на этапе 625, могут определяться, по меньшей мере, частично на основе дефицита мощности. Дефицит мощности может быть основан, по меньшей мере, частично, на мощности фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики и на форме фильтра(ов) верхних частот, которые применяются на этапе 620.
[00102] Пусть  представляет собой панорамирующее усиление объекта для громкоговорителя , где М является общим числом полнодиапазонных громкоговорителей. В этом примере, панорамированный аудиообъект сначала фильтруется по верхним частотам на частоте  отсечки с помощью фильтра, имеющего передаточную функцию . В примерном случае фильтра Баттеруорта, отклик абсолютной величины передаточной функции может выражаться следующим образом:
уравнение 2
[00103] В уравнении 2, n представляет число полюсов в фильтре. В некоторых примерах, n может быть равным 4. Тем не менее n может составлять больше или меньше 4 в альтернативных реализациях. При условии степенного суммирования по всему частотному диапазону, мощность , принимаемая из управляемых по низким звуковым частотам полнодиапазонных громкоговорителей в позиции слушателя, может выражаться следующим образом:
уравнение 3
[00104] Дефицит мощности в силу этого может выражаться следующим образом:
уравнение 4
[00105] Спектр, воспроизведенный посредством идеального LFC-динамика воспроизведения, в силу этого может выражаться следующим образом:
уравнение 5
[00106] В уравнении 5, c представляет спектр идеального сабвуфера. Согласно этой реализации, низкочастотная фильтрация применяется с использованием фильтров Баттеруорта формы, идентичной форме тракта верхних частот. К сожалению, спектр идеального LFC-динамика воспроизведения не может точно согласовываться посредством линейной комбинации (взвешенной суммы) фильтров Баттеруорта низких частот. Это утверждение лучше понимается, когда задача согласования записывается явно:
уравнение 6
[00107] В уравнении 6,  представляет весовые коэффициенты, которые должны вычисляться и применяться. Если фильтр Баттеруорта с абсолютной величиной  передаточной функции низких частот используется для того, чтобы формировать низкочастотную прямую подачу звука, абсолютная величина передаточной функции низких частот может выражаться следующим образом:
уравнение 7
[00108] Оптимальное, приближенное решение может извлекаться посредством дискретизации спектров  при дискретных частотах ,  и нахождения ограниченного решения методом наименьших квадратов для весовых коэффициентов  . Из переменных, заданных выше, можно извлекать следующие векторы и матрицы:
уравнение 8
уравнение 9
уравнение 10
уравнение 11,
так что .
[00109] В уравнении 10, c представляет векторную форму спектра сабвуфера, и  представляют спектр сабвуфера, оцененный в наборе дискретных частот. Выбор полных частот K является произвольным. Тем не менее, эмпирически обнаружено, что дискретизация на частотах ,  и  приводит к приемлемым результатам. При ограничении весовых коэффициентов таким образом, что они являются неотрицательными, проблема оптимизации может утверждаться следующим образом:
уравнение 12
[00110] Пусть  представляют собой оптимальные весовые коэффициенты для объекта , и уникальный индекс  частоты отсечки. В некоторых реализациях, управляемый по низким звуковым частотам аудиообъект может выражаться следующим образом:
уравнение 13
[00111] В уравнении 13, * представляет линейную свертку, и  представляет импульсный отклик фильтра низких частот при индексе j частоты отсечки.
[00112] Конечная проблема возникает с фазовыми откликами фильтров Баттеруорта, которые составляют 180° при частоте отсечки для фильтра четвертого порядка. Суммирование фильтров, в которых переходная полоса частот перекрывает полосу пропускания, вызывает откат, когда два отклика фильтра являются несинфазными. Посредством задержки фильтров с высокой частотой отсечки таким образом, что их групповая DC-задержка совпадает с групповой задержкой фильтра с наименьшей частотой отсечки, точка, в которой фильтры являются несинфазными на 180°, может проталкиваться в полосу задерживания, в которой она имеет меньший эффект.
[00113] Фиг. 8 показывает этапы альтернативного способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному раскрытому примеру. Согласно этому примеру, аудиообъекты принимаются на этапе 805. Способ 800 также заключает в себе прием данных схемы размещения динамиков воспроизведения (или извлечение данных схемы размещения динамиков воспроизведения из запоминающего устройства), включающих в себя данные местоположений основных громкоговорителей, соответствующие основным динамикам воспроизведения из окружения воспроизведения. Один пример показывается в схеме 830a размещения основных динамиков воспроизведения, которая указывает местоположения основных динамиков воспроизведения по бокам, на потолке и впереди относительно окружения воспроизведения. Тем не менее альтернативные примеры могут включать в себя большее число основных динамиков воспроизведения, меньшее число основных динамиков воспроизведения и/или основные динамики воспроизведения в других местоположениях. Например, некоторые окружения воспроизведения могут не включать в себя основные динамики воспроизведения впереди относительно окружения воспроизведения.
[00114] В этом примере данные схемы размещения динамиков воспроизведения также включают в себя данные местоположений LFC-громкоговорителей, соответствующие LFC-динамикам воспроизведения из окружения воспроизведения. Один пример показывается в схеме 830b размещения LFC-динамиков воспроизведения. Тем не менее, альтернативные примеры могут включать в себя большее число LFC-динамиков воспроизведения, меньшее число LFC-динамиков воспроизведения и/или LFC-динамики воспроизведения в других местоположениях.
[00115] Согласно этой реализации, по меньшей мере, некоторые аудиообъекты панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики перед фильтрацией верхних частот. Здесь, управляемые по низким звуковым частотам аудиообъекты панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 810 до того, как применяются какие-либо фильтры верхних частот. Процесс панорамирования этапа 810 может быть основан, по меньшей мере, частично, на метаданных, ассоциированных с аудиообъектами, и на данных местоположений основных громкоговорителей. Каждый сигнал прямой подачи звука в динамики может соответствовать одному или более основных динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения.
[00116] В этой реализации, первый фильтр верхних частот применяется на этапе 820, и второй фильтр верхних частот применяется на этапе 822. Другие реализации могут заключать в себе применение трех или более разных фильтров верхних частот. Согласно этому примеру, первый фильтр верхних частот представляет собой фильтр верхних частот на 60 Гц, и второй фильтр верхних частот представляет собой фильтр верхних частот на 150 Гц. В этом примере, первый фильтр верхних частот соответствует характеристикам динамиков воспроизведения по бокам относительно окружения воспроизведения, и второй фильтр верхних частот соответствует характеристикам динамиков воспроизведения на потолке относительно окружения воспроизведения. Первый фильтр верхних частот и второй фильтр верхних частот, например, могут определяться посредством системы управления, по меньшей мере, частично на основе сохраненной или принимаемой информации производительности динамиков воспроизведения.
[00117] В примере, показанном на фиг. 8, один или более фильтров, которые использованы для того, чтобы формировать LF-аудиообъекты на этапе 815, основаны, по меньшей мере, частично, на дефиците мощности. В некоторых таких примерах, способ 800 может заключать в себе вычисление дефицита мощности, по меньшей мере, частично на основе фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики, которые формируются на этапах 820 и 822. Дефицит мощности может быть основан, по меньшей мере, частично, на мощности фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики и на форме фильтров верхних частот, которые применяются на этапах 820 и 822.
[00118] В этом примере, LF-аудиообъекты, которые формируются на этапе 815, панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 825, по меньшей мере, частично на основе метаданных, ассоциированных с аудиообъектами, и на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей. Каждый сигнал прямой подачи звука в динамики может соответствовать одному или более LFC-динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения.
[00119] Фиг. 9 показывает этапы другого способа управления низкими звуковыми частотами согласно одному раскрытому примеру. Согласно этому примеру, аудиообъекты принимаются на этапе 905. Способ 900 также заключает в себе прием данных схемы размещения динамиков воспроизведения (или извлечение данных схемы размещения динамиков воспроизведения из запоминающего устройства), включающих в себя данные местоположений основных громкоговорителей, соответствующие основным динамикам воспроизведения из окружения воспроизведения. Один пример показывается в схеме 930a размещения основных динамиков воспроизведения, которая указывает местоположения основных динамиков воспроизведения по бокам, на потолке и впереди относительно окружения воспроизведения. Тем не менее, альтернативные примеры могут включать в себя большее число основных динамиков воспроизведения, меньшее число основных динамиков воспроизведения и/или основные динамики воспроизведения в других местоположениях. Например, некоторые окружения воспроизведения могут не включать в себя основные динамики воспроизведения впереди относительно окружения воспроизведения.
[00120] В этом примере данные схемы размещения динамиков воспроизведения также включают в себя данные местоположений LFC-громкоговорителей, соответствующие LFC-динамикам воспроизведения из окружения воспроизведения. Примеры показаны в схемах 930b и 930c размещения LFC-динамиков воспроизведения. Тем не менее, альтернативные примеры могут включать в себя большее число LFC-динамиков воспроизведения, меньшее число LFC-динамиков воспроизведения и/или LFC-динамики воспроизведения в других местоположениях. В этих примерах, темные окружности в схеме 930b размещения динамиков воспроизведения указывают местоположения LFC-динамиков воспроизведения, которые допускают воспроизведение аудиоданных в диапазоне приблизительно в 60 Гц или меньше, тогда как темные окружности в схеме 930c размещения динамиков воспроизведения указывают местоположения LFC-динамиков воспроизведения, которые допускают воспроизведение аудиоданных в диапазоне приблизительно в 60-150 Гц. Согласно этому примеру, схема 930b размещения динамиков воспроизведения указывает местоположения выделенных сабвуферов, тогда как схема 930c размещения динамиков воспроизведения указывает местоположения широкодиапазонных и/или полнодиапазонных громкоговорителей, которые допускают удовлетворительное воспроизведение LF-аудиоданных. Например, LFC-динамики воспроизведения, показанные в схеме 930c размещения динамиков воспроизведения, могут допускать воспроизведение средних LF-аудиоданных (например, аудиоданных в диапазоне в 80-150 Гц) без нежелательных уровней искажения, также при способности воспроизведения аудиоданных в диапазоне верхних частот. В некоторых случаях, LFC-динамики воспроизведения, показанные в схеме 930c размещения динамиков воспроизведения, могут допускать воспроизведение большей части или всего диапазона частот, который является слышимым для людей.
[00121] Согласно этой реализации, управляемые по низким звуковым частотам аудиообъекты панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 910 до того, как применяются какие-либо фильтры верхних частот. Процесс панорамирования этапа 910 может быть основан, по меньшей мере, частично, на метаданных, ассоциированных с аудиообъектами, и на данных местоположений основных громкоговорителей. Каждый сигнал прямой подачи звука в динамики может соответствовать одному или более основных динамиков воспроизведения в окружении воспроизведения.
[00122] В этой реализации первый фильтр верхних частот применяется на этапе 920, и второй фильтр верхних частот применяется на этапе 922. Другие реализации могут заключать в себе применение трех или более разных фильтров верхних частот. Согласно этому примеру, первый фильтр верхних частот представляет собой фильтр верхних частот на 60 Гц, и второй фильтр верхних частот представляет собой фильтр верхних частот на 150 Гц. В этом примере, первый фильтр верхних частот соответствует характеристикам динамиков воспроизведения по бокам относительно окружения воспроизведения, и второй фильтр верхних частот соответствует характеристикам динамиков воспроизведения на потолке относительно окружения воспроизведения. Первый фильтр верхних частот и второй фильтр верхних частот, например, могут определяться посредством системы управления, по меньшей мере, частично на основе сохраненной или принимаемой информации производительности динамиков воспроизведения.
[00123] В примере, показанном на фиг. 9, один или более фильтров, которые использованы для того, чтобы формировать LF-аудиообъекты на этапах 915 и 935, основаны, по меньшей мере, частично, на дефиците мощности. В некоторых таких примерах, способ 900 может заключать в себе вычисление дефицита мощности, по меньшей мере, частично на основе фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики, которые формируются на этапах 920 и 922. Дефицит мощности может быть основан, по меньшей мере, частично, на мощности фильтрованных по верхним частотам сигналов прямой подачи звука в динамики и на форме фильтров верхних частот, которые применяются на этапах 920 и 922.
[00124] В этом примере, LF-аудиообъекты, которые формируются на этапе 915, панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 925, по меньшей мере, частично на основе метаданных, ассоциированных с аудиообъектами, и на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей, которые соответствуют схеме 930b размещения динамиков воспроизведения. Согласно этому примеру, средние LF-аудиообъекты, которые формируются на этапе 935, панорамируются в сигналы прямой подачи звука в динамики на этапе 940, по меньшей мере, частично на основе метаданных, ассоциированных с аудиообъектами, и на основе данных местоположений LFC-громкоговорителей, которые соответствуют схеме 930c размещения динамиков воспроизведения.
[00125] Фиг. 10 является функциональной блок-схемой, которая иллюстрирует другой раскрытый способ управления низкими звуковыми частотами. По меньшей мере, некоторые этапы, показанные на фиг. 10, в некоторых примерах, могут реализовываться посредством системы управления, такой как система 15 управления, которая показана на фиг 5A. В этом примере, поток 1005 битов аудиоданных, который включает в себя аудиообъекты и аудиосигналы 1045 с низкочастотным эффектом (LFE), принимается посредством синтаксического анализатора 1010 потоков битов. Согласно этому примеру, синтаксический анализатор 1010 потоков битов выполнен с возможностью предоставлять принимаемые аудиообъекты в панорамирующие регуляторы 1015 и в фильтры 1035 низких частот. В этом примере, синтаксический анализатор 1010 потоков битов выполнен с возможностью предоставлять LFE-аудиосигналы 1045 в блок 1047 суммирования.
[00126] Согласно этому примеру, сигналы 1020 прямой подачи звука в динамики, выводимые посредством панорамирующих регуляторов 1015, предоставляются во множество фильтров 1025 верхних частот. Каждый из фильтров 1025 верхних частот, в некоторых реализациях, может соответствовать характеристикам основных динамиков воспроизведения из окружения 1060 воспроизведения.
[00127] Согласно этому примеру, модуль 1030 расчета проектных решений для фильтров выполнен с возможностью определять характеристики фильтров 1035, по меньшей мере, частично на основе вычисленного дефицита мощности, который получается в результате управления низкими звуковыми частотами. В этом примере модуль 1030 расчета проектных решений для фильтров выполнен с возможностью определять характеристики фильтров 1035 низких частот, по меньшей мере, частично на основе информации усиления, принимаемой из панорамирующих регуляторов 1015, и на основе характеристик фильтра верхних частот, включающих в себя частоты фильтра верхних частот, принимаемые из фильтров 1025 верхних частот. В некоторых реализациях, фильтры 1035 также могут включать в себя полосовые фильтры, такие как полосовые фильтры, которые выполнены с возможностью пропускать средние LF-аудиосигналы. В некоторых примерах, фильтры 1035 также могут включать в себя фильтры верхних частот, такие как фильтры верхних частот, которые выполнены с возможностью управлять фильтрованными по низким частотам аудиосигналами таким образом, чтобы формировать средние LF-аудиосигналы. Согласно некоторым таким реализациям, модуль 1030 расчета проектных решений для фильтров может быть выполнен с возможностью определять характеристики полосовых фильтров и/или фильтров верхних частот, по меньшей мере, частично на основе вычисленного дефицита мощности, который получается в результате управления низкими звуковыми частотами.
[00128] Согласно этому примеру, LF-аудиообъекты, выводимые из фильтров 1035, предоставляются в панорамирующие регуляторы 1040, которые выводят сигналы 1042 прямой подачи звука в LF-динамики. В этой реализации, блок 1047 суммирования суммирует сигналы 1042 прямой подачи звука в LF-динамики и LFE-аудиосигналы 1045 и предоставляет результат (LF-сигналы 1049) в блок 1055 частотной коррекции. В этом примере, блок 1055 частотной коррекции выполнен с возможностью частотно корректировать LF-сигналы 1049 и также может быть выполнен с возможностью применять один или более типов усилений, задержек и т.д. В этой реализации, блок 1055 частотной коррекции выполнен с возможностью выводить результирующие сигналы 1057 прямой подачи звука в LF-динамики в LFC-динамики воспроизведения из окружения 1060 воспроизведения.
[00129] Согласно этому примеру, фильтрованные по верхним частотам аудиосигналы 1027 из фильтров 1025 верхних частот предоставляются в блок 1050 частотной коррекции. В этом примере, блок 1050 частотной коррекции выполнен с возможностью частотно корректировать фильтрованные по верхним частотам аудиосигналы 1027 и также может быть выполнен с возможностью применять один или более типов усилений, задержек и т.д. Здесь блок 1050 частотной коррекции выводит результирующие фильтрованные по верхним частотам сигналы прямой подачи звука в динамики 1052 в основные динамики воспроизведения из окружения 1060 воспроизведения.
[00130] Некоторые альтернативные реализации могут не заключать в себе панорамирование LF-аудиообъектов. Некоторые такие альтернативные реализации могут заключать в себе равномерное панорамирование низкой звуковой частоты во все сабвуферы. Такие реализации обеспечивают возможность осуществления суммирования аудиообъектов до фильтрации, за счет этого снижая вычислительную сложность. В некоторых таких примерах, управляемый по низким звуковым частотам сигнал может выражаться следующим образом:
, уравнение 14
[00131] В уравнении 14, N представляет число аудиообъектов, и J представляет число частот отсечки. В некоторых реализациях, результирующий  может подаваться одинаково во все LFC-динамики воспроизведения или во все сабвуферы на уровне, который сохраняет воспринимаемую амплитуду низких звуковых частот в позиции прослушивания.
[00132] Фиг. 11 является функциональной блок-схемой, которая показывает один пример равномерной реализации низких звуковых частот. Блок 1115 представляет панорамирующий регулятор, который нацелен на основные громкоговорители (панорамирующий регулятор высоких частот в предыдущих примерах), и после него идет фильтр верхних частот, уникально применяемый к каждому сигналу основного громкоговорителя. Блок 1130 заменяет функциональные блоки низкочастотного панорамирования и фильтрации предыдущих примеров. Замена обработки панорамированной низкой звуковой частоты простым суммированием для каждой уникальной частоты перехода уменьшает требуемые вычисления; в дополнение к устранению необходимости вычислять низкочастотное панорамирование сигналов, уравнения могут перекомпоновываться таким образом, что только J фильтров низких частот должны выполняться в реальном времени. Для панорамированной низкой звуковой частоты, требуются JN фильтров, что может быть недопустимым для реализации в реальном времени. Этот пример является наиболее подходящим для систем с относительно низкой частотой перехода и меньшей потребностью в пространственной LF-точности.
[00133] По мере того, как частота перехода увеличивается за пределы приблизительно 150 Гц, значительный сдвиг в кажущемся акустическом изображении может возникать, когда громкоговоритель управляется по низким звуковым частотам для удаленных сабвуферов. Проблема хорошо поддается прореживанию, поскольку частоты LFC-динамиков воспроизведения, в общем, являются очень низкими по сравнению с частотой дискретизации. Цель состоит в том, чтобы уменьшать вычислительные затраты операций фильтрации, чтобы обеспечивать возможность независимой обработки каждого аудиообъекта без значительной нагрузки на CPU.
[00134] Фиг. 12 является функциональной блок-схемой, которая предоставляет пример прореживания согласно одному раскрытому способу управления низкими звуковыми частотами. Согласно этому примеру, блоки 1205 панорамирующего регулятора и верхних частот сначала применяют амплитудный панорамирующий регулятор согласно данным позиций аудиообъектов и данным схемы размещения основных громкоговорителей, затем применяют фильтр верхних частот для каждого из активных каналов, как показано на графике 1210. В некоторых примерах, фильтры верхних частот могут представлять собой фильтры Баттеруорта. Это является эквивалентным тракту верхних частот, который описывается выше со ссылкой на уравнения 7 и 8.
[00135] Согласно этому примеру, блоки 1215 прореживания выполнены с возможностью прореживать аудиосигналы входных аудиообъектов. В этом примере, блоки 1215 прореживания представляют собой блоки 64-кратного прореживания. В некоторых таких примерах, блоки 1215 прореживания могут представлять собой 6-каксадный модуль 1/2-прореживания с использованием предварительно вычисленных полуполосовых фильтров. В некоторых примерах, полуполосовые фильтры могут иметь режекцию полосы задерживания в 80 дБ. В других примерах, блоки 1215 прореживания могут прореживать аудиоданные в другой степени и/или могут использовать другие типы фильтров и связанные процессы.
[00136] Полуполосовые фильтры имеют следующие свойства:
1. Приблизительно половина коэффициентов равны нулю.
2. Ненулевые коэффициенты являются симметричными (линейная фаза, разделенные на два кратные).
3. Переходная полоса частот является симметричной относительно 1/4 от частоты дискретизации, которая формирует наложение спектров к вершине полосы частот после каждого каскада прореживания. По этой причине, некоторые реализации используют более длинный конечный фильтр для того, чтобы удалять остаточное наложение спектров.
[00137] Относительно свойства 3, в случае прямых подач звука в сабвуферы, может быть приемлемым обеспечивать возможность постоянного размещения наложения спектров выше приблизительно 300 Гц. Например, если задается максимальная частота отсечки в 150 Гц, прямая подача звука в сабвуферы составляет, по меньшей мере, -24 дБ на 300 Гц, так что целесообразно предполагать, что наложение спектров на этих частотах должно маскироваться посредством прямых подач звука в полнодиапазонные громкоговорители.
[00138] При частоте дискретизации в 48 кГц, эффективная частота дискретизации в конечном каскаде составляет 750 Гц, приводя к частоте Найквиста в 375 Гц. Соответственно, в некоторых реализациях можно задавать 300 Гц в качестве минимальной частоты, для которой могут допускаться компоненты наложения спектров.
[00139] Согласно этому примеру, модули 1220 LP-фильтрации выполнены с возможностью проектировать и применять фильтры для формирования LF-аудиоданных. Как описано в другом месте в данном документе, фильтры, применяемые для формирования LF-аудиоданных, также могут включать в себя полосовые фильтры и фильтры верхних частот в некоторых реализациях. В этой реализации, модули 1220 LP-фильтрации выполнены с возможностью проектировать фильтры, по меньшей мере, частично на основе прореженных аудиоданных, принимаемых из блоков 1215 прореживания, а также на основе дефицита мощности низких звуковых частот (как проиллюстрировано на графиках 1225). Модули 1220 LP-фильтрации могут быть выполнены с возможностью определять дефицит мощности согласно одному или более способов, описанных выше.
[00140] Например, при комбинировании аналитического спектра абсолютной величины фильтра верхних частот Баттеруорта с вышеприведенным уравнением дефицита (уравнением 5), спектр прямой подачи звука в LFC-динамики воспроизведения может выражаться следующим образом:
уравнение 15
[00141] Фильтр  может проектироваться, например, в качестве фильтра с конечным импульсным откликом (FIR) и применяться при 64-кратной частоте прореживания.
[00142] В этом примере модули 1220 LP-фильтрации также выполнены с возможностью панорамировать LF-аудиоданные, сформированные посредством спроектированных фильтров. Согласно этому примеру, сигналы прямой подачи звука в LF-динамики, сформированные посредством модулей 1220 LP-фильтрации, предоставляются в блок 1230 суммирования. Суммированные сигналы прямой подачи звука в LF-динамики, сформированные посредством блока 1230 суммирования, предоставляются в интерполяционный блок 1235, который выполнен с возможностью выводить сигналы прямой подачи звука в LF-динамики на исходной входной частоте дискретизации. Результирующие сигналы 1237 прямой подачи звука в LF-динамики могут предоставляться в LFC-динамики 1240 воспроизведения из окружения воспроизведения.
[00143] В этом примере сигналы прямой подачи звука в динамики на основе верхних частот, сформированные посредством блоков 1205 панорамирующего регулятора и верхних частот, предоставляются в блок 1250 суммирования. Суммированные сигналы 1255 прямой подачи звука в динамики на основе верхних частот, сформированные посредством блока 1250 суммирования, предоставляются в основные динамики 1260 воспроизведения из окружения воспроизведения.
[00144] Различные модификации реализаций, описанных в этом раскрытии сущности, могут быть очевидными для специалистов в данной области техники. Общие принципы, заданные в данном документе, могут применяться к другим реализациям без отступления от сущности или объема этого раскрытия сущности. Таким образом, формула изобретения не имеет намерение быть ограниченной показанными в данном документе реализациями, а должна удовлетворять самому широкому объему в соответствии с этим раскрытием сущности, принципами и новыми функциями, раскрытыми в данном документе.