專利名稱：三維空間音響系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種三維空間音響系統，特別是涉及一種使用四個喇叭來增強收聽者的后方音感效果的三維空間音響系統。
一般三維空間音響系統是利用與音源位置相關的人頭相關轉移函數(head related transfer function-HRTF)的技術來處理原始音信號，HRTF的技術是模擬人耳判別音源位置的方式，將原始音信號處理成為具有時間差別(interaural time differences)、強度差別(interaural intensity differences)與頻率響應(frequency response)差別的兩個左、右耳音響信號，再利用兩個喇叭傳入收聽者的耳朵。
請參考
圖1。圖1為現有三維空間音響系統10的方塊圖。三維空間音響系統10包括有兩前方喇叭12、14，一音響處理器16，一音響分配器18以及一前方干擾消除器20。兩前方喇叭12、14是分別設于一收聽者位置前方的左右兩側，用來向該收聽者位置播放聲音。音響處理器16是用來將一原始音信號根據一音源位置來做一三維空間音響處理，其利用一與該音源位置相關的HRTF來處理該原始音信號，以產生該收聽者的左右耳位置所應收到的音響信號。
音響分配器18是電連接于音響處理器16以及兩前方喇叭12、14之間，用來根據該收聽者至該音源位置的方向與該收聽者的正前方方向間的夾角，來決定音響處理器16所產生的左右耳音響信號應如何分配至兩前方喇叭12、14以使該收聽者的左右耳可以收到類似該原始音信號于該音源位置所傳來的三維空間音響。前方干擾消除器20是電連接于兩前方喇叭12、14的輸入端以及音響分配器18之間，用來消除兩前方喇叭12、14對該收聽者的左右耳位置所產生的交互干擾，以使左耳音響信號傳至左耳，右耳音響信號傳至右耳，而不會產生串音(cross talk)。
由于現有三維空間音響系統10只在收聽者位置前方的左右兩側設置兩個前方喇叭12、14，當原始音信號的音源位置是在收聽者的后方時，由前方喇叭12、14所模擬出來的效果相當有限，因此收聽者對于后方音源的感受并不強烈。
本發明的目的在于提供一種使用四個喇叭來增強收聽者后方音感效果的三維空間音響系統。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種三維空間音響(3D sound)系統，其包括有兩前方喇叭，分別設于一收聽者位置前方的左右兩側，用來向該收聽者位置播放聲音；兩后方喇叭，分別設于一收聽者位置后方的左右兩側，用來向該收聽者位置播放聲音；一音響處理器，用來將一原始音信號根據一音源位置來做一三維空間音響處理，以產生該收聽者的左右耳位置所應收到的音響信號；以及一音響分配器，電連接于該音響處理器以及該兩前方及后方喇叭之間，用來將該音響處理器所產生的左右耳音響信號根據該音源位置來分配至該兩前方喇叭以及后方喇叭以使該收聽者的左右耳可以收到類似該原始音信號于該音源位置所傳來的三維空間音響。
下面結合附圖，詳細說明本發明的實施例，其中圖1為現有三維空間音響系統的方塊圖；圖2為本發明三維空間音響系統的方塊圖。
請參考圖2。圖2為本發明三維空間音響系統30的方塊圖。三維空間音響系統30包括有兩前方喇叭32、34，兩后方喇叭36、38，一音響處理器40，一音響分配器42，一前方干擾消除器44，以及一后方干擾消除器46。兩前方喇叭32、34是分別設于一收聽者位置前方的左右兩側，用來向該收聽者位置播放聲音。兩后方喇叭36、38則是分別設于一收聽者位置后方的左右兩側，用來向該收聽者位置播放聲音。
音響處理器40是用來將一原始音信號根據一音源位置來做一三維空間音響處理，其利用一與該音源位置相關的人頭相關轉移函數(head relatedtransfer function-HRTF)來處理該原始音信號，以產生該收聽者的左右耳位置所應收到的音響信號。
音響分配器42是電連接于音響處理器40以及兩前方32、34及后方喇叭36、38之間，用來根據該收聽者至該音源位置的方向與該收聽者的正前方方向間的夾角來決定音響處理器40所產生的左右耳音響信號應如何分配至兩前方喇叭32、34以及后方喇叭36、38，以使該收聽者的左右耳可以收到類似該原始音信號于該音源位置所傳來的三維空間音響。
前方干擾消除器44是電連接于兩前方喇叭32、34的輸入端以及音響分配器42之間，用來消除兩前方喇叭32、34對該收聽者的左右耳位置所產生的交互干擾，以使左耳音響信號傳至左耳，右耳音響信號傳至右耳，而不會產生串音。而后方干擾消除器46是電連接于兩后方喇叭36、38的輸入端以及音響分配器42之間，用來消除兩后方喇叭36、38對該收聽者的左右耳位置所產生的交互干擾，以使左耳音響信號傳至左耳，右耳音響信號傳至右耳，而不會產生串音。
當收聽者至該音源位置的方向與該收聽者的正前方方向之間的夾角接近于90度時，音響分配器42會以內插法或查表法的方式將音響處理器40所產生的左右耳音響信號依據該夾角的角度分配至兩前方喇叭32、34以及后方喇叭36、38。當該夾角還小于90度時，音響分配器42會將音響處理器40所產生的左右耳音響信號分配至兩前方喇叭32、34。而當該夾角遠大于90度時，音響分配器42會將音響處理器40所產生的左右耳音響信號分配至兩后方喇叭36、38。
三維空間音響系統30不但在收聽者位置前方的左右兩側設置兩個前方喇叭32、34，而且還在收聽者位置后方的左右兩側設置兩個后方喇叭36、38，因此當原始音信號的音源位置是在收聽者的后方時，音響處理器40所產生的左右耳音響信號會分配至兩后方喇叭36、38，由后方喇叭36、38所模擬出來的效果將增強了收聽者的后方音感效果，因此使收聽者的左右耳可以收到類似原始音信號于收聽者的后方所傳來的三維空間音響。
與現有三維空間音響系統10相比，本發明三維空間音響系統30設有兩前方喇叭32、34以及兩后方喇叭36、38，音響處理器40所產生的左右耳音響信號可以根據音源位置來分配至兩前方喇叭以及后方喇叭，因此使收聽者的左右耳可以收到類似原始音信號的三維空間音響。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡按本發明權利要求所做的均等變化與修飾，都應屬于本發明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種三維空間音響(3D sound)系統，其包括有兩前方喇叭，分別設于一收聽者位置前方的左右兩側，用來向該收聽者位置播放聲音；兩后方喇叭，分別設于一收聽者位置后方的左右兩側，用來向該收聽者位置播放聲音；一音響處理器，用來將一原始音信號根據一音源位置來做一三維空間音響處理，以產生該收聽者的左右耳位置所應收到的音響信號；以及一音響分配器，電連接于該音響處理器以及該兩前方及后方喇叭之間，用來將該音響處理器所產生的左右耳音響信號根據該音源位置來分配至該兩前方喇叭以及后方喇叭以使該收聽者的左右耳可以收到類似該原始音信號于該音源位置所傳來的三維空間音響。
2.如權利要求1所述的三維空間音響系統，其另包括有一前方干擾消除器，電連接于該兩前方喇叭的輸入端以及該音響分配器之間，用來消除該兩前方喇叭對該收聽者的左右耳位置所產生的交互干擾。
3.如權利要求1所述的三維空間音響系統，其另包括有一后方干擾消除器，電連接于該兩后方喇叭的輸入端以及該音響分配器之間，用來消除該兩后方喇叭對該收聽者的左右耳位置所產生的交互干擾。
4.如權利要求1所述的三維空間音響系統，其中該音響處理器根據該音源位置所做的三維空間音響處理是依據一與該音源位置相關的人頭相關轉移函數來處理該原始音信號以產生該收聽者的左右耳位置所應收到的音響信號。
5.如權利要求1所述的三維空間音響系統，其中該音響分配器是根據該收聽者至該音源位置的方向與該收聽者的正前方方向間的夾角來決定該音響處理器所產生的左右耳音響信號應如何分配至該兩前方喇叭以及后方喇叭，以使該收聽者的左右耳可以收到類似該原始音信號于該音源位置所傳來的三維空間音響。
6.如權利要求5所述的三維空間音響系統，其中該夾角若接近于90度時，該音響分配器會以內插法或查表法的方式將該音響處理器所產生的左右耳音響信號依據該夾角的角度分配至該兩前方喇叭以及后方喇叭，若該夾角遠小于90度時，該音響分配器會將該音響處理器所產生的左右耳音響信號分配至該兩前方喇叭，而當該夾角還大于90度時，該音響分配器會將該音響處理器所產生的左右耳音響信號分配至該兩后方喇叭。
全文摘要
一種三維空間音響系統,包括兩前方喇叭,兩后方喇叭,音響處理器及音響分配器,兩前方喇叭及兩后方喇叭分別設于收聽者位置前方左右兩側及收聽者位置后方左右兩側,音響處理器將原始音信號根據音源位置做三維空間音響處理,以產生收聽者左右耳位置所應收到的音響信號,音響分配器電連接于音響處理器及兩前方及后方喇叭之間,將音響處理器所產生的左右耳音響信號根據音源位置來分配至兩前方喇叭及后方喇叭,使收聽者收到三維空間音響。
文檔編號H04R5/02GK1274254SQ99106610
公開日2000年11月22日 申請日期1999年5月14日 優先權日1999年5月14日
發明者韋至修, 林進為, 李世炘 申請人:財團法人資訊工業策進會