针对任意扬声器布局渲染具有表观大小的音频对象的制作方法_4

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,1),右环绕(Rs)扬声器 125的坐标为(1,1)。音频对象位置615 (X,y)是至左扬声器的右边的X单位以及距屏幕 150的y单位。在该示例中,四个扬声器中的每个扬声器接收与每个扬声器沿X轴和y轴的 距离成比例的因子cos/sin。根据一些实现,可以如下计算增益:
[0089] 如果 I = L,Ls,则 G_1 (X) = cos (pi/2*x)
[0090] 如果 I = R,Rs,则 G_1 (X) = sin (pi/2*x)
[0091] 如果 I = L,R,则 G_1 (y) = cos (pi/2*x)
[0092] 如果 I = Ls,Rs,则 G_1 (X) = sin (pi/2*x)
[0093] 总增益是乘积:G_1 (x,y) = G_1 (x)G_l (y)。通常,这些函数取决于所有扬声器的 所有坐标。然而,G_l(x)不取决于源的y-位置,并且G_l(y)不取决于其X-位置。为了说 明简单计算,假设音频对象位置615为(0,0),则左扬声器的位置为G_L(x) =C0s(O) = 1, G_L(y) = cos(O) = 1。总增益为乘积:G_L(x,y) = G_L(x)G_L(y) = 1。类似的计算产生 G_Ls = G_Rs = G_R = 0〇
[0094] 当音频对象进入或离开虚拟再现环境400a时,可以期望在不同的声像调节模式 之间进行混合。例如,当音频对象610从图6C中所示的音频对象位置615移动至图6D中 所示的音频对象位置615时或者当音频对象610从图6D中所示的音频对象位置615移动 至图6C中所示的音频对象位置615时,可以应用根据近场声像调节方法和远场声像调节方 法计算出的增益的混合。在一些实现中,成对声像法则(pair-wise panning law)(例如, 能量保持正弦或幂定律(energy-preserving sine or power law))可以用于在根据近场 声像调节方法和远场声像调节方法计算的增益之间进行混合。在替代实现中,成对声像法 则可以是幅值保持而不是能量保持,以使得和等于1而不是平方和等于1。还可以对由此得 到的经处理的信号进行混合,以例如使用两种声像调节方法独立地处理音频信号并且使两 个由此得到的音频信号交叉衰落。
[0095] 现在返回至图5B,无论在块530中使用的算法如何,都可以将由此得到的增益值 存储在存储系统中(块535),以在运行时操作期间使用。
[0096] 图5C是提供根据虚拟源位置的预先计算的增益值计算接收的音频对象的增益值 的运行时步骤的示例的流程图。图5C中所示的所有块是可以在图5A的块510中执行的步 骤的示例。
[0097] 在该示例中,运行时步骤开始于接收到包括一个或更多个音频对象的音频再现数 据(块540)。在该示例中,音频对象包括音频信号和相关联的元数据,元数据包括至少音频 对象位置数据和音频对象大小数据。参考图6A,例如,音频对象610至少部分地由音频对象 位置615和音频对象空间620a来限定。在该示例中,接收的音频对象大小数据表示音频对 象空间620a与矩形棱柱的空间相对应。然而,在该示例中,如图6B所示,接收的音频对象 大小数据表示音频对象空间620b与球形的空间相对应。这些大小和形状仅仅是示例;在替 代实现中,音频对象可以具有多个其他大小和/或形状。在一些替代示例中,音频对象的区 域或空间可以是矩形、圆形、椭圆形、椭圆体或球扇形(spherical sector)。
[0098] 在该实现中,块545包括:计算来自由音频对象位置数据和音频对象大小数据限 定的区域或空间内的虚拟源的贡献。在图6A和图6B所示的示例中,块545可以包括:计算 来自音频对象空间620a或音频对象空间620b内的虚拟源位置605处的虚拟源的贡献。如 果音频对象的元数据随时间发生变化,则可以根据新的元数据值再次执行块545。例如,如 果音频对象大小和/或音频对象位置发生变化,则不同的虚拟源位置605可以落入音频对 象空间620内,和/或在先前计算中使用的虚拟源位置605可以距音频对象位置615的距 离不同。在块545中,将根据新的音频对象大小和/或位置来计算相应的虚拟源贡献。
[0099] 在一些示例中,块545可以包括:从存储系统接收所计算出的、与音频对象位置和 音频对象大小相对应的虚拟源位置的虚拟源增益值,并且在计算出的虚拟源增益值之间进 行插值。在计算出的虚拟源增益值之间进行插值的步骤可以包括:确定音频对象位置附近 的多个邻近虚拟源位置;确定每个邻近虚拟源位置的所计算出的虚拟源增益值;确定音频 对象位置和每个邻近虚拟源位置之间的多个距离;并且根据所述多个距离在计算的虚拟源 增益值之间进行插值。
[0100] 计算来自虚拟源的贡献的步骤可以包括:计算由音频对象的大小限定的区域或空 间内的虚拟源位置的所计算出的虚拟源增益值的加权平均值。加权平均值的权重可以取决 于例如音频对象的位置、音频对象的大小和所述区域或空间内的每个虚拟源位置。
[0101] 图7示出了来自由音频对象位置数据和音频对象大小数据限定的区域内的虚拟 源的贡献的示例。图7描述了垂直于z轴获得的音频环境200a的横截面。因此,从沿着 z轴的、观察者向下看向音频环境200a的角度绘制了图7。在该示例中,音频环境200a是 具有杜比环绕声7. 1配置(例如如图2中所示和上面描述的配置)的影院音响系统环境。 因此,再现环境200a包括左侧环绕扬声器220、左后环绕扬声器224、右侧环绕扬声器225、 右后环绕扬声器226、左屏幕声道230、中心屏幕声道235、右屏幕声道240和超低音扬声器 245 〇
[0102] 音频对象610具有由音频对象空间620b表示的大小,在图7中示出了音频对象空 间620b的矩形横截面区域。假设在图7、图12中所示的时间的时刻下的音频对象位置615, 虚拟源位置605包括在由x-y平面中的音频对象空间620b包围的区域中。取决于音频对 象空间620b沿z方向的延伸和虚拟源位置605沿z轴的间距,在音频对象空间620b内可 以包括或不包括另外的虚拟源位置605s。
[0103] 图7示出了来自由音频对象610的大小限定的区域或空间内的虚拟源位置605的 贡献。在该示例中,用来描述每个虚拟源位置605的圆形的直径与来自相应的虚拟源位置 605的贡献相对应。最靠近音频对象位置615的虚拟源位置605a被示为最大,表示来自相 应的虚拟源的贡献最大。第二最大贡献来自次靠近音频对象位置615的虚拟源位置605b处 的虚拟源。虚拟源位置605c做出了较小贡献,该虚拟源位置605c距音频对象位置615较 远但仍然在音频对象空间620b内。在音频对象空间620b外部的虚拟源位置605d被示为 最小,这表示在该示例中相应的虚拟源未做出贡献。
[0104] 返回图5C,在该示例中,块550包括:至少部分地基于计算出的贡献来计算多个输 出声道中的每个输出声道的一组音频对象增益值。每个输出声道可以与再现环境的至少一 个再现扬声器相对应。块550可以包括对由此得到的音频对象增益值进行归一化。例如, 对于图7中所示的实现,每个输出声道可以对应于单个扬声器或一组扬声器。
[0105] 计算多个输出声道中的每个输出声道的音频对象增益值的步骤可以包 括:确定要在位置X。、y。、z。处植染的各种大小的音频对象的增益值(g ^1zf5 (X。, y。,Zci5S))。在本文中,有时可以将该音频对象增益值称为"音频对象大小 舌献"_ 相坦一此Sk 咅疏对兔横苕估iVsize~ . V . 7 πτ丨)丨f g % :
[0106] 在等式2中,(xvs,yvs,zvs)表示虚拟源位置,gjxw yvs,zvs)表示虚拟源位置xvs, yvs,zvs的声道1的增益值,w(xvs,yvs,z vs;x。,y。,Zc^s)表示至少部分地基于音频对象的位 置(X。,y。,z。)、音频对象的大小和虚拟源位置(x vs,yvs,zvs)确定的gjxw yvs,zvs)的权重。
[0107] 在一些示例中,分量p可以具有1与10之间的值。在一些实现中,p可以是音频 对象大小s的函数。例如,如果s相对较大,则在一些实现中p可以相对较小。根据一些实 现,可以如下来确定P :
[0108] 如果 s 彡 0.5,则 p = 6
[0109] 如果 s >0· 5,则 p = 6+(-4) (s-0. 5) Asniax-O. 5)
[0110] 其中,Smax与内部放大的大小s intCTna^最大值(下面描述)相对应,并且其中,音 频对象大小s = 1可以与具有大小(例如,直径)等于再现环境的边界之一的长度(例如, 等于再现环境的一面墙壁的长度)的音频对象相对应。
[0111] 如果虚拟源位置沿着轴均匀分布并且如果例如如上所述加权函数和增益函数是 可分离的,则部分地根据用于计算虚拟源增益值的算法,可以简化等式2。如果满足这些条 件,则 gi(xvs,yvs,zvs)可以被表达为 glx(xvs)gly(yvs)glz(z vs),其中 glx(xvs)、glx(yvs)和 glz(zvs) 表示虚拟源位置的x坐标、y坐标和z坐标的独立的增益函数。
[0112] 类似地,w(xvs,yvs,zvs;x。,y。,Zc^s)可以分解成因子为 wjxjx^shjy^y^s) wz(zvs;z js),其中,w X(xvs;x js)、w y(yvs;y js)和 w z (zvs;z js)表示虚拟源位置的 x 坐标、 y坐标和z坐标的独立的加权函数。在图7中示出了一个这样的示例。在该示例中,可以独 立于被表达为wy (yvs;y ^s)的加权函数720来计算被表达为w X(xvs;x ^s)的加权函数710。 在一些实现中,加权函数710和加权函数720可以是高斯函数,而加权函数wz (zvs;z ^s)可 以是余弦函数和高斯函数的乘积。
[0113] 如果 w(xvs,yvs,zvs;x。,y。,Zc^s)可以分解成因 zjs),,则等式2简化成:
[0114]
[0115]
[0116]
[0117]
[0118] 函数f可以包括关于虚拟源的所有需要的信息。如果沿每个轴对可能的对象位置 进行离散化,则可以将每个函数f表示为矩阵。在块505的建立步骤期间(参见图5A)可 以预先计算每个函数f并且将每个函数f例如作为矩阵或作为查找表存储在存储系统中。 在运行时(块510),可以从存储系统检索查找表或矩阵。运行时步骤可以包括:考虑到音 频对象位置和音频对象大小,在这些矩阵的最靠近的相应值之间进行插值。在一些实现中, 插值可以是线性的。
[0119] 在一些实现中,音频对象大小贡献glslze可以与音频对象位置的"音频对象近场增 益(audio object neargain)"结果结合。如本文中所使用的,"音频对象近场增益"是基于 音频对象位置615所计算出的增益。可以使用用于计算每个虚拟源增益值的同一算法来执 行增益计算。根据一些这样的实现,可以例如作为音频对象大小的函数在音频对象大小贡 献和音频对象近场增益结果之间执行交叉衰落计算。这样的实现可以提供音频对象的平滑 声像调节和平滑增长,并且可以允许最小音频对象大小和最大音频对象大小之间的平滑转 变。在一个
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