виртуалайзер что это в эквалайзере

Зачем настраивать эквалайзер в смартфоне

Со времен своей диджейской юности я привык самостоятельно настраивать эквалайзер в телефоне и других устройствах. Кто-то скажет, что это этого делать не нужно, мол, наушники не те или смысла в этом нет — играет музыка и достаточно. Не соглашусь с вами. Правильные настройки эквалайзера помогут прочувствовать драйв от музыки, а прослушивание треков будет приносить максимум удовольствия. Безусловно, для достижения результата понадобятся качественные наушники, но можно попробовать настроить звучание и с тем, что имеется.

Настраиваете ли вы звучание своего смартфона?

Зачем нужен эквалайзер

Эквалайзер — это внешнее устройство или программа, позволяющая регулировать громкость разных зон частотного диапазона. Простыми словами — эквалайзер позволяет подчеркнуть или приглушить определенные диапазоны для более комфортного прослушивания. Эквалайзеры бывают двух видов: физические, которые используются в звукозаписи, и программные, которые используют во время прослушивания.

Физический эквалайзер необходим для мастеринга песен

Физические обязательно используются на этапе записи и сведения трека. Таким образом маскируются или, наоборот, подчеркиваются особенности голоса вокалиста, помогают придать окрас звучащему инструменту.

При помощи программного эквалайзера корректируются искажения звучания в наушниках или колонках. С помощью такого эквалайзера мы и настраиваем нужное нам звучание, который больше по вкусу, ведь при использовании настроек звук меняется в сторону неестественности — чем больше «выкручиваем» на максимум, тем больше становится искажений в звуке. Это не совсем правильно — настройки существуют для того, чтобы делать звучание лучше, а не для того, чтобы «басы качали», колонки трещали по швам, а из ушей шла кровь. В таком деле важно правильно настраивать эквалайзер.

Как правильно настроить эквалайзер

Настроить эквалайзер на Android можно несколькими методами. Первый: вручную. Заходим в настройки звука и выбираем пресеты, которые есть по умолчанию. Выберите тот, что вам больше подходит. Если не нашли, что искали, попробуйте настроить вручную.

Рассказываем о том, что нужно поднять и что уменьшить, чтобы трек звучал отменно

Теперь об основных ползунках.

Есть еще две отдельных настройки — это Bass Boost и Surround Sound. Первая существует для тех, кому нужно больше баса. Вторая дает объемное звучание, создавая акустическую атмосферу в ограниченном пространстве. Пользуетесь такими примочками? Расскажите о своих ощущениях в нашем Telegram-чате!

Приложения эквалайзера для Android

Это второй способ настроить звучание под себя. Настройки эквалайзера есть не только в самом смартфоне, но и в отдельных приложениях. Могу порекомендовать две отличных программы для Android, с которыми ваша фонотека зазвучит по-новому.

Equalizer — Bass Boost

Надоели обычные настройки? Попробуйте приложение Bass Boost и звучание станет совершенно другим!

Отличный эквалайзер для Android, который располагает большой коллекцией пресетов для разных жанров музыки. Среди эффектов есть усиление низких частот, и увеличение громкости, и объемный звук. У приложения своя иконка, так что лазить далеко в настройки смартфона не придется. Можно настроить так, что софт будет запускаться отдельно при подключении наушников. Приложение платное, но отлично работает в бесплатном режиме.

Precise Volume

В приложении Precise Volume огромный набор функций и инструментов, чтобы сделать звучание необычным

Приложение, идеально подходящее для корректировки звука. Можете настроить и сам эквалайзер, и использовать различные опции, чтобы улучшить звучание. Пресеты можно настраивать под себя и под определенный жанр треков. Еще из плюсов: можно увеличить громкость звучания наушников, сохранить настроенные звуковые схемы, которые вы создали под разные сценарии работы. Приложение работает бесплатно, но если хотите еще больше функций, то можно оплатить платную версию.

Как выбрать наушники

Если еще никогда не приобретали наушники, то старайтесь ориентироваться на неплохие вкладыши от JBL — это самый доступный и долговечный вариант. Обычно их продают с амбушюрами разных размеров, что очень удобно. Это лучший вариант для начинающих меломанов. Если вам надоели ваши стандартные комплектные наушники, то присмотритесь к Sennheiser — вариант подороже, чем JBL, но и звук у них будет повкуснее.

Наушники-вкладыши, конечно, не идеальны, но в них можно насладиться объемным звучанием

Главный совет от автора: не гонитесь за беспроводными наушниками. Это удобно, модно, но если вы находитесь в поисках отличного звучания, скажем, для дома, то стоит выбрать старые добрые проводные. Пока нет ни одних Bluetooth-наушников, которые могли бы настолько хорошо передавать звук, как это делают проводные. Не забывайте читать наш канал в Яндекс.Дзен — там мы рассказываем об интересных умных колонках с отличным звучанием!

Приложения для корректировки звучания очень удобные, но обычные настройки в смартфоне тоже работают неплохо. Кроме того, если пользуетесь сторонним музыкальным плеером в смартфоне, то в его настройках тоже есть собственные пресеты, которые можно использовать. Запомните, что эквалайзер полезен всегда, особенно, если у вас хорошие наушники или добротный внешний звук. Не гнушайтесь подстраивать звук под свои предпочтения, тогда сможете ощутить всю прелесть звучания любимой музыки.

Источник

Что такое звуковой эффект Virtualizer в музыкальных проигрывателях и как он работает?

Я использую PlayerPro для воспроизведения музыки на своем смартфоне.

В PlayerPro есть «Звуковые эффекты», которые похожи на менеджер DSP. Одним из звуковых эффектов является Virtualizer.

Когда я включаю Virtualizer, даже на 1%, он действительно меняет восприятие музыки. Звук становится более эхом, и мне кажется, что я нахожусь ближе к музыке. Это дает мне ощущение живого концерта.

Когда я играл с уровнем Virtualizer, я заметил, что существует значительная разница между 0% и 1%. Разница от 1% до 100% также заметна, но она даже близко не похожа на ту радикальную разницу, когда виртуализатор отключен по сравнению с тем, когда он включен.

Что делает Virtualizer? Для чего он вообще нужен?
Как работает Virtualizer?
Как этот звуковой эффект имитирует звук живого концерта (по крайней мере, мне так кажется)?

В описании PlayerPro в Google Play это было упомянуто:

Эффект STEREO WIDENING (виртуализатор)

и быстрый поиск в Википедии о том, что такое Stereo Widening:

Stereo widening

Другой способ посмотреть на этот же эффект, не экстраполируя &gt. центральный и боковой сигнал из левого и правого сигналов, это просто добавить левый сигнал, слегка ослабленный и инвертированный по фазе, в правый канал и наоборот. Если сделать еще один шаг вперед, то небольшая задержка (20-100 мс) может быть добавлена к инвертированному сигналу, прежде чем смешивать его обратно в оригинал для вывода, добавляя легкую реверберацию к эффекту.

Для чего на самом деле нужен виртуализатор?

Я не могу понять, почему вы задали этот вопрос. Виртуализаторы делают музыку крутой. С его помощью пользователи могут настраивать впечатления от прослушивания музыки. Например, с его помощью вы можете послушать живой концерт в машине.

Разница от 1% до 100% также заметна, но она даже не > приближается к разнице между 1% и 100%. близка к разнице, когда виртуализатор отключен по сравнению с когда он включен.

Это потому, что ваши колонки не настолько мощные. Просто подключите устройство к высококлассным колонкам/наушникам и почувствуйте изменения.

Как работает Virtualizer?
Как этот звуковой эффект имитирует музыку живого шоу (по крайней мере, мне так кажется)?

Почувствуйте себя на живом концерте. Ваши ушные барабаны взаимодействуют с воздухом с помощью особых вибраций (звуковых волн), что и вызывает у вас это ощущение. Дома воздух, попадающий в барабан вашего уха, не имеет той специфики живого шоу. Виртуализатор делает то, что он вибрирует воздух (попадающий в барабан уха) особым образом. Короче говоря, виртуализаторы просто изменяют звук особым образом.

То, как эти алгоритмы работают в фоновом режиме, выходит за рамки этого сайта. Чтобы понять их, вам нужно иметь сильную подготовку в области компьютерных наук и акустики (физики, изучающей механические волны). Это предмет исследования. Я могу поспорить, что даже разработчики PlayerPro не инвестировали время и деньги в его разработку. Они просто использовали открыто доступные библиотеки, разработанные исследовательскими организациями, университетами и т.д.

Источник

Что такое звуковой эффект Virtualizer в музыкальных проигрывателях и как он работает?

amiregelz

Я использую PlayerPro для воспроизведения музыки на своем смартфоне.

Когда я включаю виртуализатор, даже на 1%, он действительно меняет ощущение музыки. Звук становится более эхом, и он звучит для меня, как будто я ближе к музыке. Это дает мне ощущение живого концерта.

Когда я играл с уровнем Virtualizer, я заметил, что между 0% и 1% есть большая разница. Разница от 1% до 100% также заметна, но она даже близко не отличается от разницы, когда виртуализатор отключен по сравнению с тем, когда он включен.

Что делает виртуализатор? Для чего это на самом деле?
Как работает виртуализатор?
Как этот звуковой эффект имитирует живой концертный звук (по крайней мере, так мне кажется)?

Android Quesito

Я не могу понять, почему ты спросил это. Виртуализаторы делают музыку классной. Используя его, пользователи могут настроить музыку прослушивания. Это позволяет вам испытать живой концерт в автомобиле, например.

Разница от 1% до 100% также заметна, но она даже не близка к разнице, когда виртуализатор отключен по сравнению с тем, когда он включен.

Это потому что ваши колонки не такие мощные. Просто подключите ваше устройство к высококлассному динамику / наушникам и почувствуйте изменения.

Как работает виртуализатор?
Как этот звуковой эффект имитирует музыку живого шоу (по крайней мере, так мне кажется)?

Освободите себя, когда вы на живом концерте. Ваши ушные барабаны соединяют воздух с особыми вибрациями (звуковыми волнами), которые вызывают у вас это чувство. Дома, воздух, поражающий барабанную перепонку, не имеет особого смысла в живом представлении. Что делает виртуализатор, так это то, что он вибрирует воздух (ударяя в барабанную перепонку) особым образом. Короче говоря, виртуализаторы просто изменяют звук особым образом.

Как эти алгоритмы работают в фоновом режиме, выходит за рамки этого сайта. Чтобы понять их, вам необходимо хорошее знание компьютерных наук и акустики (физика, имеющая дело с механическими волнами). Это вещь исследования. Могу поспорить, что даже разработчики PlayerPro не потратили время и деньги на его разработку. Они только что использовали общедоступные библиотеки, разработанные исследовательскими организациями, университетами и т. Д.

Источник

Виртуализатор окружающего звука с динамическим сжатием диапазона и способ

Владельцы патента RU 2491764:

Перекрестная ссылка на родственную заявку

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

Область техники изобретения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Краткое описание изобретения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Краткое описание графических материалов

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

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

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

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

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

Фиг.3 представляет собой блок-схему одного из вариантов осуществления системы виртуализатора согласно изобретению. Виртуализатор по фиг.3 конфигурируется для генерирования левого и правого выходных сигналов (L’ и R’), предназначенных для приведения в действие пары передних громкоговорителей (или других акустических систем) в ответ на пять входных звуковых сигналов: левого («L») канала, являющегося признаком звука из левого переднего источника, центрального («C») канала, являющегося признаком звука из центрального переднего источника, правого («R») канала, являющегося признаком звука из правого переднего источника, левого окружающего («LS») канала, являющегося признаком звука из левого тылового источника LS, и правого окружающего («RS») канала, являющегося признаком звука из правого тылового источника RS. Виртуализатор генерирует фантомный центральный канал (и комбинирует его с левым и правым передними каналами L и R и виртуальным левым и виртуальным правым каналами) путем усиления центрального входного сигнала C в усилителе G, сложения усиленного выходного сигнала усилителя G с входным сигналом L и левым входным сигналом окружающего звука LS’ (будет описано ниже) в элементе 30 сложения для генерирования неограниченного левого выходного сигнала, и сложения усиленного выходного сигнала усилителя G с входным сигналом R и правым окружающим выходным сигналом RS’ (как будет описано ниже) в элементе 31 сложения для генерирования неограниченного правого выходного сигнала.

Неограниченные левый и правый выходные сигналы обрабатываются лимитером 32 во избежание насыщения. В ответ на неограниченный левый выходной сигнал лимитер 32 генерирует левый выходной сигнал (L’), который направляется к левой передней акустической системе. В ответ на неограниченный правый выходной сигнал лимитер 32 генерирует правый выходной сигнал (R’), который направляется к правой передней акустической системе. Когда выходные сигналы L’ и R’ воспроизводятся передними громкоговорителями, слушатель воспринимает результирующий звук как звук, испускаемый из тыловых источников RS и LS, а также из передних источников L, C и R.

Подсистема 40 виртуализатора (окружающих) тыловых каналов по фиг.3 генерирует левый и правый окружающие выходные сигналы LS’ и RS’, пригодные для приведения передних акустических систем в состояние испускания звука таким образом, чтобы слушатель воспринимал его как звук, испускаемый из правого тылового источника RS и левого тылового источника LS позади слушателя. Подсистема виртуализатора 40 включает этап 41 сжатия динамического диапазона, этап 42 декорреляции, этап 43 бинауральной модели (этап HRTF) и этап 44 подавления перекрестных помех, которые соединены так, как показано. Подсистема 40 виртуализатора генерирует выходные сигналы LS’ и RS’ в ответ на входные сигналы тыловых каналов (LS и RS) путем выполнения сжатия динамического диапазона на входных сигналах LS и RS на этапе 41, декорреляции выходного сигнала этапа 41 на этапе 42, преобразования выходного сигнала этапа 42 в соответствии с функцией моделирования восприятия звука (HRTF) на этапе 43 и выполнения подавления перекрестных помех на выходном сигнале этапа 43 на этапе 44, выходными сигналами которого являются сигналы LS’ и RS’.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где физические акустические системы реализованы в виде наушников, подавление перекрестных помех, как правило, не требуется. Такие варианты осуществления изобретения могут быть реализованы изменениями системы по фиг.3, в которых этап 44 опущен.

Предпочтительно, этап HRTF 43 реализует модель HRTF, которая является простой и настраиваемой для любых положений источников (и, необязательно, также и для любых положений физических акустических систем) относительно каждого из ушей слушателя. Например, этап 43 может реализовывать модель HRTF, которая относится к типу, описанному в статье Brown, P., Duda, R., «A Structural Model for Binaural Sound Synthesis,» IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, September 1998, Vol.6, No.5, pp.476-488. Несмотря на то, что в этой модели есть недостаток некоторых тонких особенностей фактически измеряемой HRTF, она обладает рядом важных преимуществ, которые включают простоту ее реализации, настраиваемость для любого положения и, таким образом, большую универсальность, чем в случае измеряемой HRTF. В типичных реализациях, для вычисления обобщенных передаточных функций HRTF_ipsi(t) и HRTF_contra(t), применяемых на этапе 43, используется та же модель HRTF, что и для вычисления передаточных функций HRTF_TTF и HRTF_EQF (которые будут описаны ниже), применяемых на этапе 44 для выполнения подавления перекрестных помех на выходных сигналах этапа 43 при заданном ряде положений физических акустических систем. HRTF, применяемая на этапе 43, предполагает определенные углы виртуальных тыловых акустических систем; функции HRTF, применяемые на этапе 44, предполагают определенные углы физических передних громкоговорителей по отношению к слушателю.

Этап 41 реализует сжатие динамического диапазона, обеспечивающее хорошую слышимость левого окружающего и правого окружающего тыловых каналов в присутствии других каналов слушателем, который слушает выходные сигналы, воспроизводимые виртуализатором по фиг.3. Этап 41 способствует выводу низкоуровневых виртуальных каналов, которые в обычных условиях маскируются другими каналами, в результате чего содержимое тылового окружающего звука слышится чаще и более надежно, чем в отсутствие сжатия динамического диапазона. Этап 41 способствует нормализации воспринимаемой громкости виртуальных тыловых каналов путем усиления (окружающих) входных сигналов тыловых источников LS и RS нелинейно относительно входных сигналов передних каналов L, R и С.Точнее, в ответ на определение того, что входной окружающий сигнал LS не превышает заранее заданное пороговое значение, входной сигнал LS усиливается (нелинейно) относительно входных сигналов передних каналов (к сигналу LS применяется больший коэффициент усиления, чем к входным сигналам передних каналов), а в ответ на определение того, что входной сигнал RS не превышает заранее заданное пороговое значение, входной сигнал RS усиливается (нелинейно) относительно входных сигналов передних каналов (к сигналу RS применяется больший коэффициент усиления, чем к входным сигналам передних каналов). Предпочтительно, входные сигналы LS и RS, не превышающие пороговое значение, усиливаются нелинейно в зависимости от величины (если она имеет место), на которую каждый из них ниже порогового значения. Выходной сигнал этапа 41 затем претерпевает декорреляцию на этапе 42.

Фиг.4 представляет собой блок-схему типичной реализации этапа 41, который включает элемент 70 определения среднеквадратичной мощности (RMS), элемент 71 определения плавности, элемент 72 вычисления коэффициента усиления и элементы 73 и 74 усиления, соединенные так, как показано на фиг.4. В данной реализации, средний уровень (средняя громкость, усредненная по интервалу времени, т.е. по заранее заданному временному окну) каждого входного LS и RS определяется в элементе 70, а плавность выходного сигнала этапа 41 (быстрота, с которой элемент 72 вычисления коэффициента усиления изменяет коэффициент усиления, применяемый усилителями 73 и 74 к каждому входному сигналу в ответ на каждое увеличение и уменьшение среднего уровня входного сигнала) определяется элементом 71 в ответ на средние уровни входных сигналов и коэффициент усиления, применяемый к каждому входному сигналу. Типичное время нарастания (постоянная времени отклика на увеличение уровня входного сигнала) составляет 1 мс, а типичное время затухания (постоянная времени отклика на уменьшение уровня входного сигнала) составляет 250 мс. Элемент 72 вычисления коэффициента усиления определяет величину коэффициента усиления, который применяется усилителем 73 к входному сигналу LS (для генерирования усиленного выходного сигнала LS₁) в зависимости от величины, на которую текущий средний уровень LS превышает или не превышает пороговое значение (и от текущего времени нарастания и времени затухания), а также величину коэффициента усиления, применяемого усилителем 74 к входному сигналу RS (для генерирования усиленного выходного сигнала RSQ в зависимости от величины, на которую текущий средний уровень RS превышает или не превышает пороговое значение (и от текущего времени нарастания и времени затухания). Типичное пороговое значение составляет 50% полной шкалы, а типичный коэффициент сжатия составляет 2:1 для усиления каждого входного сигнала, когда его уровень выше порогового значения.

В типичных реализациях сжатие динамического диапазона на этапе 41 усиливает тыловые входные каналы на несколько децибел относительно передних входных каналов для того, чтобы помочь выделить виртуальные тыловые каналы в смешанном выходном звуковом сигнале в тех случаях, когда их уровни достаточно низки для того, чтобы сделать желательным их выделение (т.е. когда тыловые входные сигналы не превышают заранее заданное пороговое значение), избегая при этом избыточного усиления виртуальных тыловых каналов тогда, когда входные сигналы тыловых каналов превышают пороговое значение (во избежание восприятия виртуальных тыловых акустических систем как чрезмерно громких).

Этап 42 декоррелирует левый и правый выходные сигналы этапа 41, обеспечивая улучшенную локализацию и препятствуя возникновению трудностей, которые могут быть связаны с симметрией (по отношению к слушателю) физических акустических систем, которые представляют виртуальные каналы, определяемые выходным сигналом виртуализатора по фиг.3. В отсутствие такой декорреляции, если физические громкоговорители (перед слушателем) располагаются симметрично по отношению к слушателю, то воспринимаемые положения виртуальных акустических систем также симметричны по отношению к слушателю. При такой симметрии и в отсутствие декорреляции, если оба виртуальных тыловых канала (являющихся признаками тыловых входных сигналов LS и RS) идентичны, воспроизводимые сигналы на обоих ушах также будут идентичными, и тыловые источники больше не будут являться виртуализированными (слушатель не будет воспринимать воспроизводимый звук как звук, испускаемый источниками позади слушателя). Кроме того, при такой симметрии в отсутствие декорреляции воспроизодимый выходной сигнал виртуализатора в ответ на панорамирование входного сигнала тылового источника (входного сигнала, являющегося признаком звука, панорамированного от левого окружающего тылового источника к правому окружающему тыловому источнику) в середине панорамирования будет казаться приходящим непосредственно спереди (между физическими передними акустическими системами). Этап 42 позволяет избежать этих трудностей (обычно называемых «коллапсом изображения») путем декорреляции левого и правого выходных сигналов этапа 41 в случае, когда они идентичны друг другу, устраняя общность между ними и, таким образом, позволяя избежать коллапса изображения.

На этапе декорреляции 42 для декорреляции двух выходных сигналов этапа 41 используются дополнительные декорреляторы (по одному декоррелятору на каждый из сигналов LS₁ и RS₁). Каждый декоррелятор, предпочтительно, реализуется как ревербератор Шредера, пропускающий все частоты, относящийся к типу, описанному в статье Schroeder, M. R., «Natural Sounding Artificial Reverberation,» Journal of the Audio Engineering Society, July 1962, vol.10, No.3, pp.219-223. В тех случаях, когда активен только один входной канал, этап 42 не вносит в его входной сигнал никакого заметного изменения тембра. Когда активны оба входных канала, и источники каждого канала идентичны, этап 42 вносит изменение тембра, но его действие таково, что стереоизображение становится широким, а не панорамированное в центр.

В других реализациях этап 42 представляет собой декоррелятор. относящийся к иному типу, чем декоррелятор, описанный с отсылкой к фиг.5.

Схема HRTF этапа 43 (реализованная, как показано на фиг.6) для применения передаточной функции HRTF_ipsi(z) включает элемент 103 задержки, элементы 101, 104 и 105 усиления (для применения определяемых ниже коэффициентов усиления, b_i0, b_i1 и a _i1 соответственно) и элементы 100 и 102 сложения, подключенные так, как показано на фиг.6. Схема HRTF этапа 43 (реализованная, как показано на фиг.6) для применения передаточной функции HRTF_contra(z) включает элементы 106 и 113 задержки, элементы 111, 114 и 115 усиления (для применения определяемых ниже коэффициентов усиления b_c0, b_c1 и a _c1 соответственно) и элементы сложения 110 и 112, подключенные так, как показано на фиг.6.

I T D = ( a / c ) ⋅ ( arcsin ( cos ϕ ⋅ sin θ ) + cos ϕ ⋅ sin θ ) ( 1 )

Для φ=0 (горизонтальная плоскость):

I T D = ( a / c ) ⋅ ( θ + sin θ ) ( 2 )

где θ находится в диапазоне 0-π/2 включительно.

В непрерывном временном интервале модель HRTF, реализуемая фильтром по фиг.6, выражается следующим образом:

H ( z ) = α ( θ ) s + β s + β | s = 2 f s ( z − 1 z + 1 ) = 2 α ( θ ) ( z − 1 z + 1 ) + β f s 2 ( z − 1 z + 1 ) + β f s ( 4 ) ( β f s + 2 α ( θ ) ) + ( β f s − 2 α ( θ ) ) z − 1 ( β f s + 2 ) + ( β f s − 2 ) z − 1

Если параметр β из уравнения (4) доопределить как

H ( z ) = ( β + 2 α ( θ ) ) + ( β − 2 α ( θ ) ) z − 1 ( β + 2 ) + ( β − 2 ) z − 1 = b 0 + b 1 z − 1 a 0 + a 1 z − 1 ( 6 )

Фильтр согласно уравнению (6) предназначен для звука, попадающего в одно ухо слушателя. Для двух ушей (ближнего и дальнего по отношению к источнику), ипсилатеральный и контралатеральный фильтры по фиг.6 определяются из уравнения (6) следующим образом:

a 0 = a i 0 = a c 0 = β + 2 ( 9 ) ,

a 1 = a i 1 = a c 1 = β − 2 ( 10 ) ,

b i 0 = β + 2 α i ( θ ) ( 11 ) ,

b i 1 = β − 2 α i ( θ ) ( 12 ) ,

b c 0 = β + 2 α c ( θ ) ( 13 ) ,

b c 1 = β − 2 α c ( θ ) ( 14 ) ,

α i ( θ ) = 1 + cos ( θ − 90 ° ) = 1 + sin ( θ ) ( 15 ) , и

α c ( θ ) = 1 + cos ( θ + 90 ° ) = 1 − sin ( θ ) ( 16 ) .

В альтернативных вариантах осуществления изобретения, каждая применяемая HRTF (или каждая HRTF из подмножества применяемых HRTF), которая применяется в соответствии с изобретением, определяется и применяется в частотной области (например, каждый сигнал, подвергаемый преобразованию в соответствии с указанными HRTF, подвергается преобразованию из временного интервала к частотной области, затем к результирующим частотным составляющим применяется HRFT, и преобразованные составляющие затем подвергаются преобразованию от частотной области к временному интервалу).

Фильтрованный выходной сигнал этапа 43 подвергается подавлению перекрестных помех на этапе 44. Подавление перекрестных помех является традиционной операцией. Например, реализация подавления перекрестных помех в виртуализаторе окружающего звука описана в патенте США №6449368, переуступленном Dolby Laboratories Licensing Corporation, с отсылкой к фиг.4А этого патента.

Этап 44 подавления перекрестных помех в варианте осуществления изобретения по фиг.3 фильтрует выходной сигнал этапа 43, применяя для этого две передаточные функции H_ITF (фильтры 52 и 53, подключенные так, как показано на фиг.3) и две передаточные функции H_EQF (фильтры 50 и 51, подключенные так, как показано на фиг.3). Каждая передаточная функция H_ITF и H_EQF реализует ту же однополюсную двоичную сферическую модель восприятия звука, что и модель, описанная в процитированной выше статье Brown и др. («А Structural Model for Binaural Sound Synthesis,» IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, September 1998) и реализуемая передаточными функциями HRTF_ipsi(z) и HRTF_contra(z) на этапе 43.

Фильтр перекрестных помех и фильтры выравнивания H_ITF и H_ETF имеют следующую форму:

H I T F ( z ) = H c ( z ) H i ( z ) = b c 0 + b c 1 z − 1 b i 0 + b i 1 z − 1 = b c 0 b i 0 + b c 1 b i 0 z − 1 1 + b i 1 b i 0 z − 1 ( 17 )

H E Q F ( z ) = 1 H i ( z ) = a 0 + a 1 z − 1 b i 0 + b i 1 z − 1 = a 0 b i 0 + a 1 b i 0 z − 1 1 + b i 1 b i 0 z − 1 ( 18 )

Если сумма сигналов, входящих в элемент 30 (или 31) по фиг.3 больше максимально допустимого уровня, может возникнуть клиппирование. Однако, во избежание подобной отсечки, используется лимитер 32 по фиг.3. Левый окружающий выходной сигнал LS’ этапа 44 комбинируется с усиленным входным сигналом центрального канала С и левым передним входным сигналом L в элементе сложения левого канала 30, и выходной сигнал элемента 30 подвергается ограничению в лимитере 32 так, как показано на фиг.3. Правый окружающий выходной сигнал RS’ этапа 44 комбинируется с усиленным входным сигналом центрального канала С и правым передним входным сигналом R в элементе сложения правого канала 31, и выходной сигнал элемента 31 также подвергается ограничению в лимитере 32 так, как показано на фиг.3. В ответ на неограниченный левый выходной сигнал элемента 30, лимитер 32 генерирует левый выходной сигнал (L’), который направляется к левой передней акустической системе. В ответ на неограниченный левый выходной сигнал элемента 31, лимитер 32 генерирует правый выходной сигнал (R’), который направляется к правой передней акустической системе.

Лимитер по фиг.3 может быть реализован так, как показано на фиг.8. Лимитер 32 по фиг.8 имеет ту же конструкцию, что и на этапе 41 реализации сжатия динамического диапазона, и включает элемент 170 определения среднеквадратичной мощности, элемент 171 определения плавности, элемент 172 вычисления коэффициента усиления и элементы 173, 174 усиления, подключенные так, как показано на фиг.3. Вместо поднятия низких уровней входных сигналов, элементы усиления 173, 174 лимитера 32 снижают максимальные уровни входных сигналов (когда уровень хотя бы одного из входных сигналов превышает заранее заданное пороговое значение). Типичные время нарастания и время затухания для лимитера 32 по фиг.8 составляют 22 мс и 50 мс соответственно. Типичная величина заранее определенного порогового значения, используемая в лимитере 32 составляет 25% полной шкалы, а типичный коэффициент сжатия составляет 2: 1 для усиления каждого входного сигнала, когда его уровень превышает пороговое значение.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, система виртуализатора согласно изобретению представляет собой или включает в себя универсальный процессор, подключенный для приема или генерирования входных данных, являющихся признаками нескольких звуковых входных каналов, и программируемый посредством программного обеспечения (или встроенного программного обеспечения) и/или иначе конфигурируемый (например, в ответ на управляющие данные) для выполнения одной или ряда операций на входных данных, включая вариант осуществления способа изобретения. Указанный универсальный процессор, как правило, может подключаться к устройству ввода (например, к мыши и/или клавиатуре), памяти или устройству отображения. Например, система по фиг.3 может быть реализована в универсальном процессоре, где входные данные С, L, R, LS и RS представляют собой данные, являющиеся признаками центрального, левого переднего, правого переднего, левого тылового и правого тылового звуковых входных каналов, а выходные данные L’ и R’ представляют собой выходные данные, являющиеся признаками выходных звуковых сигналов. Традиционный цифроаналоговый преобразователь (DAC) может действовать на эти выходные данные и генерировать аналоговые версии выходных звуковых сигналов, предназначенные для воспроизведения парой физических передних акустических систем.

Фигура 9 представляет собой блок-схему системы 20 виртуализатора, которая является программируемым DSP для обработки звука, сконфигурированным для выполнения варианта осуществления способа изобретения. Система 20 включает программируемую схему 22 DSP (подсистему виртуализатора системы 20), подключенную для приема входных звуковых сигналов, являющихся признаками звука из нескольких положений источников, включающих, по меньшей мере, два тыловых положения (например, пяти звуковых сигналов С, L, LS RS и R, как показано на фиг.3). Схема 22 конфигурируется в ответ на управляющие данные интерфейса 21 устройства управления для выполнения варианта осуществления способа изобретения с целью генерирования левого и правого каналов выходных звуковых сигналов L’ и R’ и их воспроизведения парой физических акустических систем в ответ на входные звуковые сигналы. Для программирования системы 20 к интерфейсу 21 устройства управления направляется надлежащее программное обеспечение, а интерфейс 21 направляет надлежащие управляющие данные к схеме 22 для выполнения способа изобретения.

В ходе работы, DSP для обработки звука, сконфигурированный для выполнения виртуализации окружающего звука в соответствии с изобретением (например, система 20 виртуализатора по фиг.9), подключается для приема нескольких входных звуковых сигналов (являющихся признаками звука из нескольких положений источников, включающих, по меньшей мере, два тыловых положения) и DSP, как правило, выполняет ряд операций на входных звуковых сигналах помимо и в дополнение к виртуализации. В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, DSP для обработки звука становится пригодным для выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения после конфигурирования (например, программирования) с целью генерирования выходных звуковых сигналов (для их воспроизведения парой физических акустических систем) в ответ на входные звуковые сигналы путем выполнения способа на входных звуковых сигналах.

Несмотря на то, что в данном раскрытии описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения и применения изобретения, средние специалисты в данной области должны понимать, что возможно множество изменений описанных здесь вариантов осуществления изобретения и применений изобретения без отступления от объема изобретения, описанного и заявленного в данном раскрытии. Следует понимать, что, несмотря на то, что были показаны и описаны некоторые варианты изобретения, изобретение не ограничивается описанными конкретными вариантами осуществления изобретения или описанными конкретными способами.

1. Способ виртуализации окружающего звука для получения выходных сигналов с целью их воспроизведения парой физических акустических систем, находящихся в определенных физических положениях по отношению к слушателю, где ни одно из физических положений не является положением из ряда положений тыловых источников, где указанный способ включает следующие этапы, на которых
(a) в ответ на входные звуковые сигналы, являющиеся признаками звука из положений тыловых источников, генерируют окружающие сигналы, пригодные для приведения акустических систем в определенных физических положениях в состояние испускания звука, воспринимаемого слушателем как звук, испускаемый из указанных положений тыловых источников, которое заключается в сжатии динамического диапазона на входных звуковых сигналах; и
(b) генерируют выходные сигналы в ответ на окружающие сигналы и, по меньшей мере, еще один входной звуковой сигнал, где каждый указанный еще один входной звуковой сигнал является признаком звука из соответствующего положения переднего источника, так, чтобы выходные сигналы были пригодны для приведения акустических систем в определенных физических положениях в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из положений тыловых источников и из каждого указанного положения переднего источника.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжатие динамического диапазона выполняют путем нелинейного усиления входных звуковых сигналов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап (а) включает этап выполнения сжатия динамического диапазона, включающий усиление каждого из входящих звуковых сигналов, который имеет уровень, не превышающий заранее заданное пороговое значение, нелинейно в зависимости от величины, на которую этот уровень меньше порогового значения.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что уровень представляет собой средний, по временному окну, уровень указанного каждого из входных звуковых сигналов.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжатие динамического диапазона обеспечивает улучшенную локализацию звука из положений тыловых источников относительно звука из, по меньшей мере, одного указанного положения переднего источника, в ходе воспроизведения выходных сигналов акустическими системами, находящимися в определенных физических положениях.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что физические акустические системы представляют собой передние громкоговорители, находящиеся в определенных физических положениях перед слушателем, и этап (а) включает этап генерирования левого и правого окружающих сигналов в ответ на левый и правый тыловые входные сигналы.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что этап (b) включает этап генерирования выходных сигналов в ответ на окружающие сигналы и в ответ на левый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения левого переднего источника, правый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения правого переднего источника, и центрального входного звукового сигнала, являющегося признаком звука из положения центрального переднего источника.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что этап (b) включает этап генерирования фантомного центрального канала в ответ на центральный входной звуковой сигнал.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что сжатие динамического диапазона обеспечивает улучшенную локализацию звука из положений тыловых источников относительно звука из, по меньшей мере, одного указанного положения переднего источника, в ходе воспроизведения выходных сигналов акустическими системами, находящимися в определенных физических положениях.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что сжатие динамического диапазона выполняют путем нелинейного усиления входных звуковых сигналов.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что этап (а) включает этап выполнения сжатия динамического диапазона, включающий усиление каждого из входных звуковых сигналов, который имеет уровень, не превышающий заранее заданное пороговое значение, нелинейно в зависимости от величины, на которую этот уровень меньше порогового значения.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап (а) включает этап генерирования окружающих сигналов, который включает преобразование входных звуковых сигналов в соответствии с функцией моделирования восприятия звука.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что входные звуковые сигналы представляют собой левый тыловой входной сигнал, являющийся признаком звука из левого тылового источника, и правый тыловой входной сигнал, являющийся признаком звука из правого тылового источника, и этап (а) включает следующие этапы, на которых
преобразовывают левый тыловой входной сигнал в соответствии с функцией моделирования восприятия звука для генерирования первого виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из левого тылового источника, как попадающего в левое ухо слушателя, и второго виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из левого тылового источника, как попадающего в правое ухо слушателя; и
преобразовывают правый тыловой входной сигнал в соответствии с функцией моделирования восприятия звука для генерирования третьего виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из правого тылового источника, как попадающего в левое ухо слушателя, и четвертого виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из правого тылового источника, как попадающего в правое ухо слушателя.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап (а) включает этап генерирования окружающих сигналов, который включает выполнение декорреляции на входных звуковых сигналах.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап (а) включает этап генерирования окружающих сигналов, который включает выполнение подавления перекрестных помех на входных звуковых сигналах.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что физические громкоговорители представляют собой наушники, и этап (а) выполняют без выполнения подавления перекрестных помех на входных звуковых сигналах.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап (а) включает следующие этапы, на которых
выполняют сжатие динамического диапазона на входных звуковых сигналах с целью генерирования сжатых звуковых сигналов;
выполняют декорреляцию на сжатых звуковых сигналах с целью генерирования декоррелированных звуковых сигналов;
преобразуют декоррелированные звуковые сигналы в соответствии с функцией моделирования восприятия звука с целью генерирования виртуализированных звуковых сигналов; и
выполняют подавления перекрестных помех на виртуализированных звуковых сигналах с целью генерирования окружающих сигналов.

18. Система виртуализации окружающего звука, сконфигурированная для получения выходных сигналов с целью их воспроизведения парой физических акустических систем, находящихся в определенных физических положениях по отношению к слушателю, отличающаяся тем, что ни одно из физических положений не является положением из ряда положений тыловых источников, содержащая
подсистему виртуализатора окружающего звука, подключенную и сконфигурированную для генерирования окружающих сигналов в ответ на входные звуковые сигналы, которое заключается в выполнении сжатия динамического диапазона на входных звуковых сигналах, где входные звуковые сигналы являются признаками звука из положений тыловых источников, а окружающие сигналы пригодны для приведения акустических систем в определенных физических положениях в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из указанных положений тыловых источников; и
вторую подсистему, подключенную и сконфигурированную для генерирования выходных сигналов в ответ на окружающие сигналы и, по меньшей мере, еще одного входного звукового сигнала, где каждый указанный еще один входной звуковой сигнал является признаком звука из соответствующего положения переднего источника, так, чтобы выходные сигналы были пригодны для приведения акустических систем, находящихся в определенных физических положениях, в состояние испускания звука, который слушатель воспринимает как звук, испускаемый из положений тыловых источников и из каждого указанного положения переднего источника.

19. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для выполнения сжатия динамического диапазона путем нелинейного усиления входных звуковых сигналов.

20. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для выполнения сжатия динамического диапазона, которое заключается в усилении каждого из входных звуковых сигналов, имеющего уровень, который не превышает заранее заданное пороговое значение, нелинейно в зависимости от величины, на которую этот уровень меньше порогового значения.

21. Система по п.18, отличающаяся тем, что указанная система представляет собой цифровой процессор для обработки звука, причем подсистема виртуализатора сигналов окружающего звука подключена для приема входных звуковых сигналов, вторая подсистема подключена к подсистеме виртуализатора звуковых сигналов для приема окружающих сигналов, и вторая подсистема подключена для приема каждого указанного еще одного входного звукового сигнала.

22. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для выполнения сжатия динамического диапазона таким образом, чтобы указанное сжатие динамического диапазона обеспечивало улучшенную локализацию звука из положений тыловых источников относительно звука из, по меньшей мере, одного указанного положения переднего источника, в ходе воспроизведения выходных сигналов акустическими системами, находящимися в определенных физических положениях.

23. Система по п.18, отличающаяся тем, что физические акустические системы представляют собой передние громкоговорители, находящиеся в определенных физических положениях перед слушателем, входные звуковые сигналы представляют собой левый и правый тыловые входные сигналы, и подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для генерирования левого и правого окружающих сигналов в ответ на левый и правый тыловые входные сигналы.

24. Система по п.23, отличающаяся тем, что вторая подсистема сконфигурирована для генерирования выходных сигналов в ответ на окружающие сигналы и в ответ на левый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения левого переднего источника, правый входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения правого переднего источника, и центральный входной звуковой сигнал, являющийся признаком звука из положения центрального переднего источника.

25. Система по п.24, отличающаяся тем, что вторая подсистема сконфигурирована для генерирования фантомного центрального канала в ответ на центральный входной звуковой сигнал.

26. Система по п.24, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для выполнения сжатия динамического диапазона таким образом, чтобы указанное сжатие динамического диапазона обеспечивало улучшенную локализацию звука из положений тыловых источников относительно звука из, по меньшей мере, одного указанного положения переднего источника, в ходе воспроизведения выходных сигналов акустическими системами, находящимися в определенных физических положениях.

27. Система по п.24, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для выполнения сжатия динамического диапазона путем нелинейного усиления входных звуковых сигналов.

28. Система по п.24, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для выполнения сжатия динамического диапазона, которое заключается в усилении каждого из входных звуковых сигналов, имеющего уровень, который не превышает заранее заданное пороговое значение, нелинейно в зависимости от величины, на которую этот уровень меньше порогового значения.

29. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для генерирования окружающих сигналов, которое заключается в преобразовании входных звуковых сигналов в соответствии с функцией моделирования восприятия звука.

30. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для генерирования окружающих сигналов, которое заключается в выполнении декорреляции на входных звуковых сигналах.

31. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для генерирования окружающих сигналов, которое заключается в выполнении подавления перекрестных помех на входных звуковых сигналах.

32. Система по п.18, отличающаяся тем, что физические акустические системы представляют собой наушники, и подсистема виртуализатора окружающего звука сконфигурирована для генерирования окружающих сигналов без выполнения подавления перекрестных помех на входных звуковых сигналах.

33. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема виртуализатора окружающего звука включает
этап сжатия, подключенный для приема входных звуковых сигналов и сконфигурированный для выполнения сжатия динамического диапазона на указанных входных звуковых сигналах с целью генерирования сжатых звуковых сигналов;
этап декорреляции, подключенный и сконфигурированный для выполнения декорреляции на сжатых звуковых сигналах с целью генерирования декоррелированных звуковых сигналов;
этап преобразования, подключенный и сконфигурированный для выполнения преобразования декоррелированных звуковых сигналов в соответствии с функцией моделирования восприятия звука с целью генерирования виртуализированных звуковых сигналов; и
этап подавления перекрестных помех, подключенный и сконфигурированный для выполнения подавления перекрестных помех на виртуализированных звуковых сигналах с целью генерирования окружающих сигналов.

34. Система по п.33, отличающаяся тем, что входные звуковые сигналы представляют собой левый тыловой входной сигнал, являющийся признаком звука из левого тылового источника, и правый тыловой входной сигнал, являющийся признаком звука из правого тылового источника, этап декорреляции сконфигурирован для генерирования левого декоррелированного звукового сигнала и правого декоррелированного звукового сигнала, этап преобразования сконфигурирован для преобразования левого декоррелированного звукового сигнала в соответствии с функцией моделирования восприятия звука для генерирования первого виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из левого тылового источника, как попадающего в левое ухо слушателя, и второго виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из левого тылового источника, как попадающего в правое ухо слушателя, и
этап преобразования сконфигурирован для преобразования правого декоррелированного звукового сигнала в соответствии с функцией моделирования восприятия звука для генерирования третьего виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из правого тылового источника, как попадающего в правое ухо слушателя, и четвертого виртуализированного звукового сигнала, являющегося признаком звука из правого тылового источника, как попадающего в правое ухо слушателя.

Источник