CN112840672B - 具有空间效果的音响*** - Google Patents

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Abstract

一种用于从包括音频的N个声道(Si)扩散声音的音响***(1)，N大于或等于2，音响***包括框架(5)、彼此类似并且安装在框架(5)上的M个扬声器(HPj)、以及被设计为分别向扬声器发送M个扬声器信号(SSj)的处理单元(20)。扬声器被布置为关于轴线(Z)成角度，两个连续的扬声器形成基本上等于360°除以M的角度(α)。处理单元(20)包括分离器(28)，该分离器被配置为产生扬声器信号(SSj)，各个扬声器信号包括相同的共享低音分量(SSLF)，在该分量中，不存在或降低高于第一预定频率(f1)的音频，扬声器信号中的至少两个除了包括共享低音分量之外还包括特定分量(SSj,MF)，并且其中，不存在或降低低于第一频率的音频，各个特定分量从至少一个声道获得，并且至少两个特定分量彼此不同。

Description

具有空间效果的音响***
【技术领域】
本发明涉及一种被设计用于从包括音频的N个声道(Si)扩散声音的音响***，N大于或等于2，该音响***包括：
-框架；
-M个扬声器(HPj)，这些扬声器在结构上彼此类似并且安装在框架上，M大于或等于2；以及
-处理单元，该处理单元被设计为向相应的扬声器(HPj)发送M个扬声器信号(SSj)。
本发明还涉及一种对应的方法。
【背景技术】
已知的音响***被设计用于从两个声道(左和右)以立体声(stereophony)(更通常称为立体声(stereo))形式扩散声音，这两个声道分别由通常基本上彼此平行地指向收听者的两个扬声器扩散。这种技术的目的在于重构声源的空间分布，就像收听者例如在管弦乐队的前面一样。
还已知从或多或少地被隔离并分布在收听者周围的更多数量的声道和相等数量的扬声器扩散声音。5.1多声道(“5.1环绕声”)格式具有六个声道：
-左声道(对于左缩写为“L”)，该左声道旨在由位于收听者前面的扬声器在左侧扩散；
-右声道(对于右缩写为“R”)，该右声道旨在由位于收听者前面的扬声器在右侧扩散；
-中央声道(对于中央缩写为“C”)，该中央声道由通常位于左扬声器与右扬声器之间的扬声器扩散；
-左环绕声道(对于环绕左缩写为“SL”)，该左环绕声道通常从位于收听者左后方的扬声器扩散；
-环绕右声道(对于环绕右缩写为“SR”)，该环绕右声道从位于收听者后面的扬声器在右边扩散；以及
-低频效果(“LSE”)声道，该声道由被称为低音炮的扬声器扩散并且被设计成扩散较低频率的音频频谱。
双扬声器立体声***由于其简单性而令人满意且受欢迎。然而，它们有时缺乏深度。实际上，收听者能够在左右方向上隔离声音的源头，而在垂直且相当水平的方向上不隔离或隔离很少，这具体化(materialize)深度。由此，该***无法区分例如来自管弦乐队的后面或前面的声音。
具有大量声道的***，诸如上述的5.1，可以实现深度效果，但是需要放置和连接围绕收听者散布的大量扬声器。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种如上所述的音响***，并且在保持简单且易于实现的同时，向收听者给予声音深度的印象。
为此，本发明涉及一种如上所述的音响***，其中，
-扬声器(HPj)被布置为关于旨在基本上竖直的轴线(Z)成角度，两个连续的扬声器(HPj)形成基本上等于360°除以M的角度；并且
-处理单元包括分离器，该分离器被配置为产生扬声器信号(SSj)，各个扬声器信号(SSj)包括从至少一个声道(Si)获得的共享低音分量(SSLF)，并且其中不存在或降低高于预定第一频率(f1)的音频；
至少两个扬声器信号(SSj)除了包括共享低音分量(SSLF)之外还包括特定分量(SSj,MF)，并且其中不存在或降低第一频率(f1)以下的音频，各个特定分量(SSj,MF)从至少一个声道(Si)获得；并且
至少两个特定分量(SSj,MF)彼此不同。
根据特定实施方式，音响***包括以下特征中的一个或多个，这些特征以任意技术上可以的组合来采取：
-第一频率(f1)大于或等于200Hz且小于或等于500Hz；
-音响***包括选频器，该选频器被设计为从各个声道(Si)一方面产生低频信号(Si,LF)，在该低频信号中，不存在或降低高于第一频率(f1)的声道(Si)的音频，并且另一方面，如果所述声道(Si)包括高于第一频率(f1)的音频，则选频器从各个声道产生至少一个其它信号(Si,MF)，在该至少一个其它信号中，不存在或降低低于第一频率(f1)的声道(Si)的音频；
共享低音分量(SSLF)与低频信号(Si,LF)之和成比例；
特定分量(SSj,MF)从其他信号(Si,MF)获得；
-特定分量(SSj,MF)是其他信号(Si,MF)中的至少一些的线性组合；
-选频器还被配置为从包括高于预定第二频率(f2)的音频的各个相应声道(Si)提取高频信号(Si,HF)，在该高频信号中，不存在或降低低于第二频率(f2)的所述声道(Si)的音频，第二频率(f2)高于第一频率(f1)，选频器被配置为使得在其他信号(Si,MF)中的每个中，不存在或降低高于第二频率(f2)的音频；并且由分离器形成的扬声器信号(SSj)中的至少一个、优选地全部还包括与高频信号(Si,HF)的和成比例的共享高频分量(SSHF)，共享高频分量(SSHF)是除了共享低音分量(SSLF)之外(in addition to)的分量(共享高频分量(SSHF)不同于共享低音分量(SSLF))；
-第二频率(f2)大于或等于1000Hz且小于或等于10000Hz；
-音响***被设计用于从立体声源扩散声音，声道(Si)包括左声道L和右声道R；扬声器(HPj)的数量M等于2，扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1；和接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2；并且分离器被配置为使得：
SS1＝a*[1*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS2＝a*[1*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/2*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/2*(LHF+RHF)，
LLF为左声道L的低频信号，
LMF为左声道L的其他信号，
LHF为左声道L的高频信号，
RLF为右声道R的低频信号，
RMF为右声道R的其他信号，
RHF为右声道R的高频信号，
a为比例系数；
-音响***被设计用于从立体声源扩散声音，声道(Si)包括左声道L和右声道R；扬声器(HPj)的数量M等于3，扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1；接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2；以及接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3；并且分离器(28)被配置为使得：
SS1＝a*[1/2*(LMF+RMF)+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS3＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/3*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/3*(LHF+RHF)，
LLF为左声道L的低频信号，
LMF为左声道L的其他信号，
LHF为左声道L的高频信号，
RLF为右声道R的低频信号，
RMF为右声道R的其他信号，
RHF为右声道R的高频信号，
a为比例系数；
-音响***被设计用于从五声道源S1至S5以及没有高于第一频率(f1)的音频的一个声道S6扩散声音；扬声器(HPj)的数量M等于3，扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1；接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2；以及接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3；并且分离器(28)被配置为使得：
SS1＝a*[1/3*S1,MF+1/3*S2,MF+1*S3,MF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[2/3*S1,MF+1*S4,MF+SSLF+SSHF]，并且
SS3＝a*[2/3*S2,MF+1*S5,MF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/3*(S1,LF+S2,LF+S3,LF+S4,LF+S5,LF+S5,LF+S6,LF)，
并且SSHF＝1/3*(S1,HF+S2,HF+S3,HF+S4,HF+S5,HF+S5,LF)，
S1,LF到S6,LF是声道S1到S6的低频信号，其中S6,LF＝S6，
S1,MF至S6,MF为声道S1至S6的其他信号，
S1,HF至S6,HF为声道S1至S6的高频信号，
a为比例系数；
-音响***被设计用于从立体声源扩散声音，声道(Si)包括左声道L和右声道R；扬声器(HPj)的数量M等于4，扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1；接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2；接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3；以及接收第四扬声器信号SS4的第四扬声器HP4；并且分离器被配置为使得：
SS1＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
SS3＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS4＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/4*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/4*(LHF+RHF)，
LLF为左声道L的低频信号，
LMF为左声道L的其他信号，
LHF为左声道L的高频信号，
RLF为右声道R的低频信号，
RMF为右声道R的其他信号，
RHF为右声道R的高频信号，
a为比例系数；并且
-音响***被设计用于从五声道源S1至S5以及没有高于第一频率(f1)的音频的一个声道S6扩散声音；扬声器(HPj)的数量M等于4，扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1；接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2；接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3；以及接收第四扬声器信号SS4的第四扬声器HP4；并且
-分离器被设计成使得：
SS1＝a*[1*S3,MF+1/4*S1,MF+1/4*S2,MF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[3/4*S1,MF+1/2*S4,MF+SSLF+SSHF]，
SS3＝a*[1/2*S4,MF+1/2*S5,MF+SSLF+SSHF]，并且
SS4＝a*[3/4*S2,MF+1/2*S5,MF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/4*(S1,LF+S2,LF+S3,LF+S4,LF+S5,LF+S5,LF+S6,LF)，
并且SSHF＝1/4*(S1,HF+S2,HF+S3,HF+S4,HF+S5,HF+S5,LF)，
S1,LF到S6,LF是声道S1到S6的低频信号，其中S6,LF＝S6，
S1,MF至S6,MF为声道S1至S6的其他信号，
S1,HF至S6,HF为声道S1至S6的高频信号，
a为比例系数。
本发明还涉及一种用于从包括音频的N个声道(Si)扩散声音的方法，N大于或等于2，该方法包括以下步骤：
-提供M个扬声器(HPj)，这M个扬声器在结构上彼此类似并且安装在相同的框架上，M大于或等于2，扬声器(HPj)围绕旨在为基本上竖直的轴线(Z)成角度地布置，两个连续的扬声器(HPj)形成基本上等于360°除以M的角度；
-由处理单元将M个扬声器信号(SSj)发送到相应的扬声器(HPj)；以及
-由处理单元的分离器(28)产生扬声器信号(SSj)，
所产生的各个扬声器信号(SSj)包括从至少一个声道(Si)获得的相同共享低音分量(SSLF)，并且其中不存在或降低高于预定第一频率(f1)的音频；
至少两个扬声器信号(SSj)除了包括共享低音分量(SSLF)之外还包括特定分量(SSj,MF)，并且其中不存在或降低第一频率(f1)以下的音频，各个特定分量(SSj,MF)从至少一个声道(Si)获得；并且
至少两个特定分量(SSj,MF)彼此不同。
【附图说明】
本发明将从以下描述更佳地理解，该以下描述仅以示例的方式给出，并且参照附图来进行，附图中：
图1是根据本发明的音响***的总体示意图；
图2是图1所示的音响***的选频器的示意图；
图3是图1所示的音响***的分离器的示意图；
图4是例示了根据本发明第一实施方式的具有两个声道和两个扬声器的音响***的示意俯视图；
图5是根据本发明第二实施方式的具有三个扬声器和两个声道的音响***的示意俯视图；
图6是根据本发明第三实施方式的具有三个扬声器和六个声道的音响***的示意俯视图；
图7是根据本发明第四实施方式的具有四个扬声器和两个声道的音响***的示意俯视图；以及
图8是根据本发明第五实施方式的具有四个扬声器和六个声道的音响***的示意俯视图。
【具体实施方式】
参考图1至图3，描述了根据本发明的音响***1。音响***1被设计成用于从声道Si扩散声音，i是1至N之间的整数，N是声道的数量并且大于或等于2。音响***1包括框架5、结构上彼此类似并且安装在框架5上的M个扬声器HPj、以及被设计成将M个扬声器信号SSj发送到相应的扬声器HPj的处理电子器件10，j是1至M之间的整数。
本发明中，M大于或等于2。在图1所示的示例中，M等于3。
根据图5和图6所示的特定实施方式，M等于3。
根据图7和图8分别所示的特定实施方式，M等于4。
在变型(未示出)中，M严格大于4。
框架5有利地形成限定开口12的箱体，扬声器HP1、HP2、HP3安装在该开口中。当沿着基本上竖直的Z轴观察时，框架5具有例如圆形形状。
扬声器HPj被安装为相对于Z轴离心地扩散声音。扬声器HPj定义了Dj轴，即，在示例中为D1、D2、D3。扬声器HPj被布置成使得两个连续扬声器的Dj轴形成基本上等于360°除以M的角度α，即，在所示的示例中为120°。
扬声器HPj在结构上彼此类似。
例如，扬声器HPj位于离Z轴相同的距离E1处。有利地，由扬声器HPj形成的组件配合在具有有利地小于1m的直径E2的球体14中。
处理电子器件10包括处理单元20，该处理单元被设计为从N个声道SI准备M个扬声器信号SSj。在所示的示例中，处理电子器件10包括：连接器22，该连接器设计成连接到数字信号SN的源24，诸如蜂窝电话、个人计算机或因特网源；和转换器25，该转换器用于将数字信号SN转换成SI声道。
在一种变型中，如果源24直接递送Si声道，则转换器25不存在。
处理电子器件10有利地位于框架5中(尽管为了清楚起见在图1中示出在外部)。
在一种变型(未示出)中，处理电子器件10包括用于例如记录在光盘上的声音文件的播放器(未示出)。
在又一变型中，处理电子器件10包括存储器，该存储器包含声音文件，这些声音文件可以被读取并由转换器25转换成模拟信号。
处理单元20包括：可选的选频器26，该选频器适于从各个声道Si提取信号；和分离器28，该分离器被配置为从所提取的信号形成扬声器信号SSj。
如图2中可见的，选频器26被设计为从各个声道Si提取低频信号Si,LF和至少一个其他信号Si,MF，在低频信号中，声道Si的高于预定第一频率f1的音频被降低，在其他信号中，声道Si的低于第一频率f1的音频被降低。如果声道Si不打算包括高于第一频率f1的音频，则不提取其它信号Si,MF，如稍后将看到。
第一频率f1例如大于或等于200Hz且小于或等于500Hz。
有利地，选频器26还被设计用于提取高频信号Si,HF，在该高频信号中，声道Si的低于第二频率f2的音频被降低，第二频率f2高于第一频率f1。选频器26被调整成使得在各个其它信号Si,MF中，高于第二频率f2的音频也被降低。
第二频率f2例如大于或等于1000Hz，优选3000Hz，并且小于或等于10000Hz，优选4000Hz。
例如，对于各个声道Si，选频器26包括提取低频信号Si,LF的具有截止频率f1的低通滤波器30i、提取其它信号Si,MF的具有截止频率f1和f2的带通滤波器32i、以及最后的获得高频信号Si,HF的具有截止频率f2的高通滤波器34i。
根据一种未示出的变型，不提取高频信号Si,HF。在这种情况下，选频器26包括高通滤波器而不是带通滤波器32i，该高通滤波器具有截止频率f1。而且，在这种情况下，高通滤波器34i不存在或不被使用。
在低频信号Si,LF中，在低通滤波器30i更有效的情况下，比频率f1高的音频被降低。
类似地，在其他Si,MF信号中，在带通滤波器32i更有效的情况下，低于f1且高于f2的音频被降低，而在高频Si,HF信号中，在高通滤波器34i更有效的情况下，低于频率f2的音频被降低。
参照图3，分离器28包括：第一求和装置36，该第一求和装置被设计用于对低频信号S1,LF到SN,LF求和并获得共享低音分量SSLF；以及乘法器38，该乘法器将共享低音分量SSLF乘以系数GLF。
对于各个扬声器HPj，分离器28还包括：N个乘法器401,j到40N,j，这些乘法器用于将其它信号S1,MF到SN,MF分别乘以系数G1,j,MF到GN,j,MF；和第二求和装置42j，该第二求和装置用于对所获得的相乘后的信号进行求和，并获得特定分量SSj,MF。
有利地，分离器28包括用于将可能的高频信号S1,HF到SN,HF求和的第三求和装置44、以及用于将和乘以系数GHF并获得共享的高频分量SSHF的乘法器46。
最后，对于各个扬声器HPj，分离器28包括第四求和装置48j，该第四求和装置用于对共享低音分量SSLF、特定分量SSj,MF和共享高频分量SSHF进行求和，并获得扬声器信号SSj。
音响***1的操作从其结构中容易地推断，因此下面将简要描述，然后参考图4至图8描述特定实施方式。
源24连接到连接器22，它将转换器25接收的数字信号SN发送到该连接器。转换器将数字信号SN转换成N个声道Si。
如图2中可以看到的，对于各个声道Si，低通滤波器30i滤除高于频率f1的音频，并且获得低频信号Si,LF。类似地，带通滤波器32i对低于频率f1的音频和高于频率f2的音频进行滤波，并且获得其他信号Si,MF。
最后，高通滤波器34i对频率f2以下的音频进行滤波，并且获得高频信号Si,HF。
低频信号Si,LF、其它信号Si,MF和高频信号Si,HF被发送到分离器28，该分离器将它们进行线性组合以形成扬声器信号SSj。
顾名思义，共享低音分量SSLF对所有扬声器是共同的，并且具有值GLF*(S1,LF+...+SN,LF)。
顾名思义，共享高频分量SSHF，对所有扬声器HPj是共享的，并且具有值GHF*(S1,HF+...+SN,HF)。
特定分量SSj,MF对于各个扬声器是特定的，并且具有值G1,j,MF*S1,MF+...+GN,j,MF*SN,MF。
特定分量SSj,MF中的至少两个彼此不同。这尤其使得能够实现偏侧化效果。
对于各个扬声器HPj，求和装置48j将共享低音分量SSLF、共享高频分量SSHF和特定分量SSj,MF求和，以获得扬声器信号SSj。
各个相应的扬声器信号SSj被发送到对应的扬声器HPj以被变换成声波。
系数G1,j,MF至GN,j,MF为各个扬声器定义了针对中频实现的线性组合。系数G1,j,MF至GN,j,MF的相应值确定各个声道的主扩散区域，如将在下面的几个示例中看到的。
在一个变型中，处理单元20不包括选频器26。该变型适用于Si声道直接提供与共享低音分量SSLF成比例的信号以及与其它Si,MF信号和任何高频Si,HF信号成比例的信号的情况。
由于上述特性，特定分量SSj,MF对于至少两个或甚至各个扬声器HPj是特定的，为收听者50不仅创建了感知声音的偏侧化，而且创建了深度效果，如将在下面的示例中出现的。
框架5非常紧凑并且易于建造。由此，音响***1给收听者一种声音深度的印象，同时保持简单且易于实施。
特别地，由于扬声器HPj接收相同的共享低音分量SSLF并且以围绕Z轴的角度规则地布置，与各个扬声器的低音声波(具有低于f1的频率)的扩散有关的机械振动具有基本上为零的机械结果，这防止框架5由于诸如桌子或架子的支撑件上的振动而移动。
由于特定分量SSj,MF位于高于频率f1的平均声音频率的范围内，所以这些频率的扬声器之间的差别不会产生任何随之发生的机械振动，这些机械振动可能导致框架5相对于支撑件的位移。
共享的高频分量SSHF对于所有HPj扬声器是共同的这一事实并不影响深度效果，因为相对高频的声波(具有高于f2的频率)不可能产生深度或偏侧化效果。
由于在示例中仅涉及中间声波(在频率f1与f2之间)的差别处理，通过低频(低于频率f1)的无差别处理以简单的方式且通过限制机械振动来获得深度效果。
双扬声器和双声道实施方式
参考图1和图4，描述了根据本发明第一具体实施方式的音响***100。音响***100与图1至图3所示的音响***1类似，类似的元件具有相同的附图标记，并且将不再描述。下面将仅详细描述不同之处和细节。
在音响***100中，源24是立体声源。声道Si具有左声道L和右声道R。
扬声器的数量M等于2，其中扬声器HPj包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1和接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2。扬声器HP1和HP2围绕Z轴彼此成180°安装。
收听者50最佳地位于与轴线D1、D2成90°处。
分离器28被配置为使得：
SS1＝a*[1*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS2＝a*[1*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/2*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/2*(LHF+RHF)，
LLF为左声道L的低频信号，
LMF为左声道L的其他信号，
LHF为左声道L的高频信号，
RLF为右声道R的低频信号，
RMF为右声道R的其他信号，
RHF为右声道R的高频信号，
a为比例系数。
由此，扬声器HP1主要在方向D1上居中的区域102中扩散中频声波LMF。扬声器HP2主要在方向D2上居中的区域104中扩散中频声波RMF。
扬声器以180°进行的布置及其在MF范围的频率中的差别使得能够仅利用两个扬声器实现声音效果的深度。深度在图4至图8中由双箭头P表示。
三扬声器和双声道实施方式
参考图1和图5，描述了根据本发明第二实施方式的音响***110。音响***110类似于图1至图3所示的音响***1。下面将仅详细描述不同之处和细节。
在音响***110中，源24也是立体声源，其中声道Si包括左声道L和右声道R。
扬声器HPj的数量M等于3，扬声器HPj包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1、接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2、以及接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3。扬声器HP1、HP2和HP3围绕Z轴彼此以120°连续安装。
收听者50最佳地位于D1轴从框架5的延长线上。
分离器28被配置为使得：
SS1＝a*[1/2*(LMF+RMF)+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS3＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/3*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/3*(LHF+RHF)，
LLF为左声道L的低频信号，
LMF为左声道L的其他信号，
LHF为左声道L的高频信号，
RLF为右声道R的低频信号，
RMF为右声道R的其他信号，
RHF为右声道R的高频信号，
a为比例系数。
由此，扬声器HP1和HP2主要在以轴D1与D2之间的角度延伸并稍微超出的区域112中扩散中频声波LMF。扬声器HP1和HP3主要在以轴D1与D3之间的角度延伸并稍微超出的区域114中扩散中频声波RMF。
扬声器以120°进行的布置及其在MF范围的频率中的差别使得能够仅利用三个扬声器和两个声道实现声音效果的深度。
三扬声器和六声道实施方式
参考图1和图6，描述了根据本发明第三实施方式的音响***120。音响***120类似于图1至图3所示的音响***1。下面将仅详细描述不同之处和细节。
在音响***120中，源24例如是具有五个声道S1至S5和不具有高于第一频率f1的音频的声道S6的杜比(Dolby)5.1源。
例如，S1是左声道，S2是右声道，S3是中央声道，S4是侧环绕左后声道，S5是侧环绕右后声道，并且S6是低频效果声道。
扬声器HPj的数量M等于3，并且扬声器和收听者50被布置为用于音响***110。
分离器28被配置为使得：
SS1＝a*[1/3*S1,MF+1/3*S2,MF+1*S3,MF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[2/3*S1,MF+1*S4,MF+SSLF+SSHF]，并且
SS3＝a*[2/3*S2,MF+1*S5,MF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/3*(S1,LF+S2,LF+S3,LF+S4,LF+S5,LF+S5,LF+S6,LF)，
并且SSHF＝1/3*(S1,HF+S2,HF+S3,HF+S4,HF+S5,HF+S5,LF)，
S1,LF到S6,LF是声道S1到S6的低频信号，其中S6,LF＝S6，
S1,MF至S6,MF为声道S1至S6的其他信号，
S1,HF至S6,HF为声道S1至S6的高频信号，
a为比例系数。
由此，对于MF频率范围，左声道S1主要在L轴区域122中扩散，右声道S2在R轴区域124中扩散，且中央声道S3在D1轴区域126中扩散。侧环绕左后声道S4以及侧环绕右后声道S5主要在SL和SR轴的各自区域128、130中扩散。低频效果声道与差别无关。
扬声器以120°进行的布置及其在MF范围的频率中的差别使得能够仅利用三个扬声器实现声音效果的深度。
四扬声器和双声道实施方式
参考图1和图7，描述了根据本发明第四实施方式的音响***130。音响***130类似于图1至图3所示的音响***1。下面将仅详细描述不同之处和细节。
在音响***130中，源24类似于音响***120(六个声道)。
扬声器的数量M等于4，其中四个扬声器HPj围绕Z轴彼此成90°连续安装。收听者50理想地沿着轴D1和D2的平分线安置。
分离器28被配置为使得：
SS1＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
SS3＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS4＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/4*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/4*(LHF+RHF)，
LLF为左声道L的低频信号，
LMF为左声道L的其他信号，
LHF为左声道L的高频信号，
RLF为右声道R的低频信号，
RMF为右声道R的其他信号，
RHF为右声道R的高频信号，
a为比例系数。
由此，扬声器HP1和HP3主要在具有沿着轴D1的两个瓣的区域132中扩散中频声波LMF，而扬声器HP2和HP4主要在具有沿着轴D2的两个瓣的区域134中扩散中频声波RMF。
扬声器以90°进行的布置及其在MF范围的频率中的差别使得能够仅利用四个扬声器和两个声道实现声音效果的深度。
四扬声器和六声道实施方式
参考图1和图8，描述了根据本发明第五实施方式的音响***140。音响***140类似于图1至图3所示的音响***1。下面将仅详细描述不同之处和细节。
在音响***140中，源24类似于上述音响***120(六声道杜比5.1)。
扬声器HPj的数量M等于4，其中四个扬声器HPj围绕Z轴彼此成90°连续安装。收听者50理想地沿着D1轴定位。
分离器28适于使得：
SS1＝a*[1*S3,MF+1/4*S1,MF+1/4*S2,MF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[3/4*S1,MF+1/2*S4,MF+SSLF+SSHF]，
SS3＝a*[1/2*S4,MF+1/2*S5,MF+SSLF+SSHF]，并且
SS4＝a*[3/4*S2,MF+1/2*S5,MF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/4*(S1,LF+S2,LF+S3,LF+S4,LF+S5,LF+S5,LF+S6,LF)，
并且SSHF＝1/4*(S1,HF+S2,HF+S3,HF+S4,HF+S5,HF+S5,LF)，
S1,LF到S6,LF是声道S1到S6的低频信号，其中S6,LF＝S6，
S1,MF至S6,MF为声道S1至S6的其他信号，
S1,HF至S6,HF为声道S1至S6的高频信号，
a为比例系数。
由此，对于MF频率范围，左声道S1主要在L轴区域122中扩散，右声道S2在R轴区域124中扩散，且中央声道S3在D1轴区域126中扩散。侧环绕左后声道S4以及侧环绕右后声道S5分别主要在SL和SR轴区域128、130中扩散。低频效果声道与差别无关。
扬声器的90°布置及其在MF范围的频率中的差别使得能够仅利用四个扬声器实现声音效果的深度。

Claims (11)

1.一种被设计用于从包括音频的N个声道(Si)扩散声音的音响***(1；100；110；120；130；140)，N大于或等于2，所述音响***(1；100；110；120；130；140)包括：
-框架(5)；
-M个扬声器(HPj)，这些扬声器在结构上彼此类似并且安装在所述框架(5)上，M大于或等于2；以及
-处理单元(20)，所述处理单元被设计用于向相应的扬声器(HPj)发送M个扬声器信号(SSj)，
其特征在于：
-所述扬声器(HPj)被布置为关于旨在基本上竖直的轴线(Z)成角度，两个连续的扬声器(HPj)形成基本上等于360°除以M的角度(α)；并且
-所述处理单元(20)包括分离器(28)，所述分离器被配置为产生所述扬声器信号(SSj)；
各个扬声器信号(SSj)包括从至少一个所述声道(Si)获得的相同共享低音分量SSLF，并且其中不存在高于预定第一频率(f1)的音频或所述音频被降低；
至少两个所述扬声器信号(SSj)除了包括所述共享低音分量SSLF之外还包括特定分量(SSj,MF)，并且其中不存在所述第一频率(f1)以下的音频或所述音频被降低，各个特定分量(SSj,MF)从至少一个所述声道(Si)获得；并且
至少两个所述特定分量(SSj,MF)彼此不同，
其中所述音响***(1；100；110；120；130；140)还包括选频器(26)，所述选频器适于从各个声道(Si)一方面产生低频信号(Si,LF)，在所述低频信号中，所述声道(Si)不存在高于所述第一频率(f1)的音频或所述音频被降低，并且另一方面，如果所述声道(Si)包括高于所述第一频率(f1)的音频，则选频器从各个声道产生至少一个其它信号(Si,MF)，在所述至少一个其它信号中，所述声道(Si)不存在低于所述第一频率(f1)的音频或所述音频被降低；
所述共享低音分量SSLF与所述低频信号(Si,LF)之和成比例；
所述特定分量(SSj,MF)从所述至少一个其他信号(Si,MF)获得，
所述选频器(26)还被配置为从包括高于预定第二频率(f2)的音频的各个相应声道(Si)提取高频信号(Si,HF)，在所述高频信号中，所述声道(Si)不存在低于所述第二频率(f2)的音频或所述音频被降低，所述第二频率(f2)高于所述第一频率(f1)，所述选频器(26)被配置为使得在所述其他信号(Si,MF)中的每个中，不存在高于所述第二频率(f2)的音频或所述音频被降低；并且
由所述分离器(28)形成的所述扬声器信号(SSj)中的至少一个还包括与所述高频信号(Si,HF)的和成比例的共享高频分量SSHF，所述共享高频分量SSHF是除了所述共享低音分量SSLF之外的分量。
2.根据权利要求1所述的音响***(1；100；110；120；130；140)，其中，所述第一频率(f1)大于或等于200Hz且小于或等于500Hz。
3.根据权利要求1所述的音响***(1；100；110；120；130；140)，其中，所述特定分量(SSj,MF)是所述其他信号(Si,MF)中的至少一些的线性组合。
4.根据权利要求1所述的音响***(1；100；110；120；130；140)，其中，所述第二频率(f2)大于或等于1000Hz且小于或等于10000Hz。
5.根据权利要求1所述的音响***(100)，其中，
所述音响***(100)被设计用于扩散来自立体声源(24)的声音，所述声道(Si)包括左声道L和右声道R；
扬声器(HPj)的数量M等于2，所述扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1和接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2；并且
所述分离器被配置为使得：
SS1＝a*[1*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS2＝a*[1*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/2*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/2*(LHF+RHF)，
LLF为所述左声道L的所述低频信号，
LMF为所述左声道L的所述其他信号，
LHF为所述左声道L的所述高频信号，
RLF为所述右声道R的所述低频信号，
RMF为所述右声道R的所述其他信号，
RHF为所述右声道R的所述高频信号，
a为比例系数。
6.根据权利要求1所述的音响***(110)，其中，
所述音响***(110)被设计用于扩散来自立体声源(24)的声音，所述声道(Si)包括左声道L和右声道R；
扬声器(HPj)的数量M等于3，所述扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1、接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2、以及接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3；并且
所述分离器(28)被配置为使得：
SS1＝a*[1/2*(LMF+RMF)+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS3＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/3*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/3*(LHF+RHF)，
LLF为所述左声道L的所述低频信号，
LMF为所述左声道L的所述其他信号，
LHF为所述左声道L的所述高频信号，
RLF为所述右声道R的所述低频信号，
RMF为所述右声道R的所述其他信号，
RHF为所述右声道R的所述高频信号，
a为比例系数。
7.根据权利要求1所述的音响***(120)，其中，
所述音响***(120)被设计为用于扩散来自源(24)的声音，所述源具有五个声道S1至S5和不具有高于所述第一频率(f1)的音频的一个声道S6；
扬声器(HPj)的数量M等于3，所述扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1、接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2、以及接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3；并且
所述分离器(28)被配置为使得：
SS1＝a*[1/3*S1,MF+1/3*S2,MF+1*S3,MF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[2/3*S1,MF+1*S4,MF+SSLF+SSHF]，并且
SS3＝a*[2/3*S2,MF+1*S5,MF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/3*(S1,LF+S2,LF+S3,LF+S4,LF+S5,LF+S5,LF+S6,LF)，
并且SSHF＝1/3*(S1,HF+S2,HF+S3,HF+S4,HF+S5,HF+S5,LF)，
S1,LF到S6,LF是声道S1到S6的所述低频信号，其中S6,LF＝S6，
S1,MF至S6,MF为声道S1至S6的所述其他信号，
S1,HF至S6,HF为声道S1至S6的所述高频信号，
a为比例系数。
8.根据权利要求1所述的音响***(130)，其中，
所述音响***(130)被设计用于扩散来自立体声源(24)的声音，所述声道(Si)包括左声道L和右声道R；
扬声器(HPj)的数量M等于4，所述扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1、接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2、接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3、以及接收第四扬声器信号SS4的第四扬声器HP4；并且
所述分离器(28)被配置为使得：
SS1＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
SS3＝a*[1/2*LMF+SSLF+SSHF]，并且
SS4＝a*[1/2*RMF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/4*(LLF+RLF)并且SSHF＝1/4*(LHF+RHF)，
LLF为所述左声道L的所述低频信号，
LMF为所述左声道L的所述其他信号，
LHF为所述左声道L的所述高频信号，
RLF为所述右声道R的所述低频信号，
RMF为所述右声道R的所述其他信号，
RHF为所述右声道R的所述高频信号，
a为比例系数。
9.根据权利要求1所述的音响***(140)，其中，
所述音响***(140)被设计为用于扩散来自源(24)的声音，所述源具有五个声道S1至S5和不具有高于所述第一频率(f1)的音频的一个声道S6；
扬声器(HPj)的数量M等于4，所述扬声器(HPj)包括接收第一扬声器信号SS1的第一扬声器HP1、接收第二扬声器信号SS2的第二扬声器HP2、接收第三扬声器信号SS3的第三扬声器HP3、以及接收第四扬声器信号SS4的第四扬声器HP4；并且
所述分离器(28)适于使得：
SS1＝a*[1*S3,MF+1/4*S1,MF+1/4*S2,MF+SSLF+SSHF]，
SS2＝a*[3/4*S1,MF+1/2*S4,MF+SSLF+SSHF]，
SS3＝a*[1/2*S4,MF+1/2*S5,MF+SSLF+SSHF]，并且
SS4＝a*[3/4*S2,MF+1/2*S5,MF+SSLF+SSHF]，
其中，SSLF＝1/4*(S1,LF+S2,LF+S3,LF+S4,LF+S5,LF+S5,LF+S6,LF)，
并且SSHF＝1/4*(S1,HF+S2,HF+S3,HF+S4,HF+S5,HF+S5,LF)，
S1,LF到S6,LF是声道S1到S6的所述低频信号，其中S6,LF＝S6，
S1,MF至S6,MF为声道S1至S6的所述其他信号，
S1,HF至S6,HF为声道S1至S6的所述高频信号，
a为比例系数。
10.根据权利要求5所述的音响***(1；100；110；120；130；140)，其中由所述分离器(28)形成的全部所述扬声器信号(SSj)还包括与所述高频信号(Si,HF)的和成比例的共享高频分量SSHF，所述共享高频分量SSHF是除了所述共享低音分量SSLF之外的分量。
11.一种用于从包括音频的N个声道(Si)扩散声音的方法，N大于或等于2，所述方法包括以下步骤：
-提供M个扬声器(HPj)，这M个扬声器在结构上彼此类似并且安装在相同的框架(5)上，M大于或等于2，所述扬声器(HPj)围绕旨在为基本上竖直的轴线(Z)成角度地布置，两个连续的扬声器(HPj)形成基本上等于360°除以M的角度(α)；
-由处理单元(20)将M个扬声器信号(SSj)分别发送到所述扬声器(HPj)；
-由所述处理单元(20)的分离器(28)生成所述扬声器信号(SSj)，
所产生的各个扬声器信号(SSj)具有从至少一个所述声道(Si)获得的共享低音分量SSLF，并且其中不存在高于预定第一频率(f1)的音频或所述音频被降低；
至少两个所述扬声器信号(SSj)除了包括所述共享低音分量SSLF之外还包括特定分量(SSj,MF)，并且其中不存在所述第一频率(f1)以下的音频或所述音频被降低，各个特定分量(SSj,MF)从至少一个所述声道(Si)获得；并且
至少两个所述特定分量(SSj,MF)彼此不同，
从各个声道(Si)一方面产生低频信号(Si,LF)，在所述低频信号中，所述声道(Si)不存在高于所述第一频率(f1)的音频或所述音频被降低，并且另一方面，如果所述声道(Si)包括高于所述第一频率(f1)的音频，则从各个声道产生至少一个其它信号(Si,MF)，在所述至少一个其它信号中，所述声道(Si)不存在低于所述第一频率(f1)的音频或所述音频被降低；
所述共享低音分量SSLF与所述低频信号(Si,LF)之和成比例；
所述特定分量(SSj,MF)从所述至少一个其他信号(Si,MF)获得，
从包括高于预定第二频率(f2)的音频的各个相应声道(Si)提取高频信号(Si,HF)，在所述高频信号中，所述声道(Si)不存在低于所述第二频率(f2)的音频或所述音频被降低，所述第二频率(f2)高于所述第一频率(f1)，其中在所述其他信号(Si,MF)中的每个中，不存在高于所述第二频率(f2)的音频或所述音频被降低；并且
由所述分离器(28)形成的所述扬声器信号(SSj)中的至少一个还包括与所述高频信号(Si,HF)的和成比例的共享高频分量SSHF，所述共享高频分量SSHF是除了所述共享低音分量SSLF之外的分量。
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