專利名稱：在消費(fèi)者應(yīng)用中話音對其余音頻(vra)的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例總的涉及用于處理音頻信號的方法和設(shè)備，更具體地，涉及在消費(fèi)者應(yīng)用中使用的、用于處理音頻信號的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
具有包括多通道放大器和多揚(yáng)聲器系統(tǒng)的“高級”或昂貴設(shè)備的最終用戶，當(dāng)前只具有有限的能力來獨(dú)立于其他剩余聲道上的音頻信號，去調(diào)節(jié)多聲道音頻系統(tǒng)的中置聲道信號的音量。由于許多電影的大多數(shù)對話是在中置聲道上，而其他聲音效果則位于其他聲道上，所以這種有限的調(diào)節(jié)能力允許最終用戶提升大多數(shù)對話聲道的幅度，以使得在具有響的聲音效果的段落期間更能聽懂對話。當(dāng)前，這種有限的調(diào)節(jié)具有重大的缺點(diǎn)。首先，這是一種只能提供給具有昂貴的數(shù)字多用途光盤(DVD)單放機(jī)和多通道揚(yáng)聲器系統(tǒng)(諸如6-揚(yáng)聲器家庭影院系統(tǒng)，它允許獨(dú)立地調(diào)節(jié)所有揚(yáng)聲器的音量級)的最終用戶的調(diào)節(jié)能力。因此，購買不起這種系統(tǒng)的用戶不能享受這樣的收聽記錄或廣播節(jié)目的方式，即允許最終用戶提升大多數(shù)對話聲道的幅度以使得其能夠更聽懂。
其次，它是一次只能為一個(gè)顧客提供服務(wù)的調(diào)節(jié)。例如，如果用戶選擇相對于背景聲而言主要是對話聲的聲級來改進(jìn)他的收聽的可懂度，然而，這個(gè)聲級對于房間中其他人員可能是不滿意的。因此，無法同時(shí)提供這種調(diào)節(jié)特性給具有不同的聽覺喜好的多個(gè)聽眾。
另外，這是在喜愛的音頻信號或話音對話(中置聲道)和其余音頻信號(所有其他聲道)的瞬變期間需要不斷地修改的調(diào)節(jié)。最后的缺點(diǎn)是，在電影節(jié)目的一個(gè)音頻段期間可接受的話音相對其余音頻(VRA)的調(diào)節(jié)，對于另一個(gè)音頻段(如果其余音頻聲級增加太多或?qū)υ捖暭墱p小太多)可能不太好。
事實(shí)上，大多數(shù)最終用戶在許多年內(nèi)將不具有允許這種調(diào)節(jié)能力的家庭影院，即，Dolby(杜比)數(shù)字解碼器、六通道可變增益放大器和多揚(yáng)聲器系統(tǒng)。另外，最終用戶不具有確保在節(jié)目開始時(shí)所選擇的VRA比率在整個(gè)節(jié)目期間都保持不變的能力。
圖3顯示普通家庭影院系統(tǒng)的打算的空間定位的布置方案。雖然沒有書面的對于5.1空間信道的音頻生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)則，但有一些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。正如這里使用的，術(shù)語“空間聲道”是指輸出設(shè)備(即，揚(yáng)聲器)的物理位置和來自輸出設(shè)備的聲音如何傳遞到最終用戶。這些標(biāo)準(zhǔn)之一是給中置聲道526上的大多數(shù)對話定位。同樣地，需要空間定位的其他聲音效果將被加到左、右、左環(huán)繞和右環(huán)繞的、被標(biāo)以L521、R522、Ls523、和Rs524的任何其他四個(gè)揚(yáng)聲器。另外，為了避免損壞中頻揚(yáng)聲器，低頻效果(LFE)被放在導(dǎo)向重低音揚(yáng)聲器525的0.1通道上。數(shù)字音頻壓縮允許制造商向用戶提供音頻的更大的動(dòng)態(tài)范圍，而這通過模擬傳輸是不可能做到的。在存在某些非常大的聲音效果的情形下，這個(gè)更大的動(dòng)態(tài)范圍使得大多數(shù)對話聲音太低。以下的例子提供一個(gè)說明。假設(shè)模擬傳輸(或記錄)具有傳輸動(dòng)態(tài)范圍幅度高達(dá)95dB的能力，以及對話典型地以80dB被記錄。當(dāng)其余音頻達(dá)到上限而同時(shí)有某個(gè)人正在講話時(shí)，聲音很大的該其余音頻的段落可能會使對話難以分辨。然而，當(dāng)數(shù)字音頻壓縮允許動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)105dB時(shí)，這種情形會加重。顯然，對話將保持在相對于其他聲音相同的聲級上(80dB)，現(xiàn)在只有聲音很大的其余音頻可以在它的幅度方面更現(xiàn)實(shí)地重現(xiàn)。用戶抱怨記錄在DVD中的對話聲級太低，是非常普遍的。實(shí)際上，對話確實(shí)是處在正常的聲級，它比起對于具有有限動(dòng)態(tài)范圍的模擬記錄是更適當(dāng)?shù)暮透鎸?shí)的。
即使對于當(dāng)前能適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)家庭影院系統(tǒng)的消費(fèi)者，在今天生產(chǎn)的許多DVD電影中，對話仍經(jīng)常被其余聲音較大的音頻段遮蔽。一小群消費(fèi)者能夠通過增加中置聲道及/或減小所有其它聲道的音量而找到可懂度的某些改善。然而，這種固定的調(diào)節(jié)只是對于某些音頻段落可接受，并且它擾亂了經(jīng)過適當(dāng)枝準(zhǔn)的聲級。揚(yáng)聲器的聲級典型地要經(jīng)過校準(zhǔn)以便在觀看位置產(chǎn)生一定的聲壓級(SPL)。這個(gè)適當(dāng)?shù)男?zhǔn)確保觀看是盡可能真實(shí)的。不幸地，這意味著較大的聲音被非常響地重現(xiàn)。在半夜觀看期間，這可能是不希望的。然而，對揚(yáng)聲器聲級的任何調(diào)節(jié)將擾亂校準(zhǔn)。
發(fā)明概要一種用于給多個(gè)用戶提供話音相對其余音頻(VRA)的調(diào)節(jié)能力的方法，包括在第一解碼器處接收話音信號和其余音頻信號，以及在第二解碼器處同時(shí)接收話音信號和其余音頻信號，其中話音信號和其余音頻信號被分別接收；以及由每個(gè)解碼器個(gè)別地調(diào)節(jié)該分別接收的話音信號和其余音頻信號。
附圖簡述

圖1顯示按照本發(fā)明的、用于把記錄或廣播節(jié)目中相關(guān)的話音信息與總體的背景音頻分開的通用方法。
圖2顯示按照本發(fā)明的、用于接收和重放編碼的節(jié)目信號的示例性實(shí)施例。
圖3顯示通常的家庭影院系統(tǒng)的打算的空間定位布局。
圖4顯示按照本發(fā)明的實(shí)施例的、用于同時(shí)的多個(gè)廣播的話音對其余音頻(VRA)系統(tǒng)的方框圖。
圖5顯示按照本發(fā)明的、用于多通道傳輸?shù)膶?shí)施例。
圖6顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖7顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖8顯示包括用于多通道呈現(xiàn)的信號處理的、本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖9顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖10顯示通過單個(gè)控制把話音分量與其余音頻分量相加和連續(xù)調(diào)節(jié)的一個(gè)實(shí)施例。
圖11顯示利用自動(dòng)VRA的、本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖12顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中顯示滑動(dòng)控制的各種功能。
圖13顯示滑動(dòng)控制的各種功能的流程圖。
圖14顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖15顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖16顯示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的飛機(jī)VRA調(diào)節(jié)盒子。
圖17顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖18顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖19顯示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的頭戴式耳機(jī)結(jié)構(gòu)。
圖20顯示除了提供按照本發(fā)明的原理的VRA調(diào)節(jié)能力以外，用于保持作品混合遞交給最終用戶的一個(gè)實(shí)施例。
圖21顯示圖20的替換的實(shí)施例。
圖22顯示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的制作過程。
圖23顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖24顯示在多通道收聽環(huán)境中的用戶。
圖25顯示按照本發(fā)明原理的、在多通道處理的頭戴式耳機(jī)上的VRA和自動(dòng)VRA。
圖26顯示傳統(tǒng)的重現(xiàn)過程。
圖27顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖28顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
詳細(xì)說明本發(fā)明描述用于提供話音對其余音頻能力的方法和設(shè)備。另外，本發(fā)明揭示了針對話音對其余音頻(VRA)和自動(dòng)VRA的技術(shù)的、人機(jī)工程學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的、和應(yīng)用方面的改進(jìn)。VRA是指通過個(gè)別地調(diào)節(jié)發(fā)聲的(語言或話音)音量而達(dá)到的、音頻節(jié)目中話音對其余音頻的比率的個(gè)性化調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)與其余音頻音量(它可以包括音樂、聲音效果、笑聲、或其他被包括在總的音頻節(jié)目中的非語音的聲音)的單獨(dú)調(diào)節(jié)無關(guān)。自動(dòng)VRA或自動(dòng)VRA保持，是指VRA比率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以使得節(jié)目中的瞬變(諸如爆炸)不會遮蔽話音。喜愛的音頻對其余音頻的比率的重要性本發(fā)明從這樣的現(xiàn)實(shí)出發(fā)喜愛的音頻信號對任何其余音頻的比率的收聽優(yōu)選范圍是相當(dāng)大的，并且當(dāng)然要比曾預(yù)期的更大。這個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是對于少量人群樣本測試他們的喜愛音頻信號級對所有其余音頻的比率的優(yōu)選范圍的結(jié)果。聽覺障礙或正常的收聽者的想要范圍的具體調(diào)節(jié)已經(jīng)在了解正?；蚵犛X障礙用戶如何感知不同類型的音頻節(jié)目的對話與其余音頻之間的比率方面，進(jìn)行了非常定向的研究。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，人群在話音與其余音頻之間想要的調(diào)節(jié)范圍上有廣泛的變化。
對包括小學(xué)生、中學(xué)生、中年人和老年人的人群的隨機(jī)樣本進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?？偣矞y試了71人。測試包含要求用戶對足球比賽(其中其余音頻是球場觀眾的噪聲)和流行歌曲(其中其余音頻是音樂)調(diào)節(jié)其話音聲級與其余音頻的聲級。通過對于每個(gè)選擇把對話或話音音量的線性值除以其余音頻音量的線性值，得出所謂的VRA(話音對其余音頻)比率的度量。
作為這次測試的結(jié)果，弄清了幾個(gè)事實(shí)。首先，對于體育和音樂媒體，沒有兩個(gè)人喜愛同一個(gè)話音對其余音頻的比率。這非常重要，因?yàn)槿巳阂蕾囉谥谱魅颂峁┠芪總€(gè)人的VRA(它不能由消費(fèi)者調(diào)節(jié))。但根據(jù)這些測試結(jié)果，這顯然是不能實(shí)現(xiàn)的。雖然，對于聽覺障礙者來說VRA典型地更高(為了提高可懂度)，但具有正常聽力的那些人也會喜愛與制作人當(dāng)前提供的不同的比率。
強(qiáng)調(diào)這樣的事實(shí)也是重要的，即提供VRA調(diào)節(jié)的任何設(shè)備必須提供至少與從這些測試得出的一樣多的調(diào)節(jié)能力，以使得它滿足大多數(shù)人群。因?yàn)橐曨l和家庭影院媒體提供各種各樣的節(jié)目，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)為比率應(yīng)當(dāng)從對于任何媒體(音樂或體育)的最低測量的比率延伸到對于音樂或體育的最高的比率。這將會是0.1到20.17，或4 6dB的范圍。還應(yīng)當(dāng)指出，這僅僅是人群中的一個(gè)樣本，而從理論上看，調(diào)節(jié)能力應(yīng)當(dāng)無限大，因?yàn)榉浅？赡艿氖?，一個(gè)人在觀看體育廣播時(shí)寧愿沒有球場觀眾噪聲，而另一個(gè)人寧愿沒有講解聲音。應(yīng)當(dāng)指出，這種類型的研究和對廣泛變化的VRA比率的特定希望在文獻(xiàn)和現(xiàn)有技術(shù)中尚未見報(bào)告或討論。
在本測試中，選擇了一組年長人群，并請求他們在固定的背景噪聲與播音員的話音之間調(diào)節(jié)，其中只有話音可被改變，而背景噪聲被設(shè)置為6.00。年長人群組的結(jié)果為如下表1個(gè)人 設(shè)置值1 7.502 4.503 4.004 7.505 3.00
6 7.007 6.508 7.759 5.5010 7.0011 5.00為了進(jìn)一步說明所有年齡的人具有不同的聽覺需要和喜愛的事實(shí)，選擇了21個(gè)大學(xué)生來收聽話音和背景聲的混合，并通過對話音聲級進(jìn)行調(diào)節(jié)來選擇話音對背景聲的比率。背景噪聲在本例中是足球比賽時(shí)球場觀眾噪聲，被固定在6(6.00)的設(shè)置值，并允許學(xué)生調(diào)節(jié)播音員的逐場的話音，這些話音被分開地記錄并且是純話音或者主要是純話音。換句話說，學(xué)生被選擇來進(jìn)行與年長人群組相同的測試。選擇學(xué)生是為了使得由年齡造成的聽力衰減最小化。學(xué)生都是二十上下的年齡。結(jié)果如下表2學(xué)生 話音設(shè)置值14.7523.7534.2544.5055.2065.7574.2586.7093.2510 6.0011 5.0012 5.2513 3.0014 4.2515 3.2516 3.00
17 6.0018 2.0019 4.0020 5.5021 6.00年長人群組(如表1所示)的年齡是從36到59，優(yōu)勢人群是在40或50歲組中。正如測試結(jié)果表示的，平均設(shè)置值趨于合理地高，表示從整體上看聽力有某些損失。此外，范圍是從3.00到7.75，有4.75的跨度，這進(jìn)一步證實(shí)了在人們喜愛的話音對背景聲或任何喜愛的信號對其余音頻(PSRA)的收聽比率方面的偏差范圍的調(diào)查結(jié)果。對于兩個(gè)對象組的音量設(shè)置值的總的變化范圍是從2.0到7.75。這些級別代表用來進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)的音量調(diào)節(jié)機(jī)制的實(shí)際數(shù)值。它們提供可能是不同用戶所希望的信號對噪聲數(shù)值的范圍的指示(當(dāng)與“噪聲”聲級6.0相比較時(shí))。
為了更好地了解這如何關(guān)系到由不同用戶選擇的相對響度變化，要考慮從2.20到7.75的非線性音量控制變化代表著20dB或10倍的增加。因此，對于即使這樣少量人群樣本和單個(gè)類型的音頻節(jié)目，也可以發(fā)現(xiàn)不同的聽眾確實(shí)偏愛相當(dāng)不同的“喜愛的信號”相對于“其余音頻”的聲級。這個(gè)偏愛跨越年齡組，表明它是與個(gè)人愛好和基本聽力能力相一致的，所以是完全不能預(yù)料的。
正如測試結(jié)果表明的，并未因年齡造成聽力損失的學(xué)生(如表II所示)所選擇的范圍從2.00的低設(shè)置值明顯地變化到6.70的高設(shè)置值，其跨度為4.70，差不多是從1到10的總范圍的一半。這種測試說明了對于大多數(shù)記錄和廣播音頻信號的那種“一個(gè)尺寸適合于全部”的心理如何遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到給各個(gè)收聽者能力去調(diào)節(jié)混合聲音以便適合于他或她自己的喜好和聽力需要的目的。再者，學(xué)生像年長人群組一樣在他們的設(shè)置值上有很大的分散性，這表明在喜好和聽力需要方面?zhèn)€人有差異。這個(gè)測試的一個(gè)結(jié)果就是聽力喜好相差很大。
在更大樣本組中的進(jìn)一步測試證實(shí)了這個(gè)結(jié)果。而且，結(jié)果隨音頻類型而變化。例如，如圖3所示，當(dāng)音頻源是音樂時(shí)，話音對其余音頻的比率從接近零變化到大約10，而當(dāng)音頻源是體育比賽時(shí)，同一比率在接近零與大約20之間變化。另外，標(biāo)準(zhǔn)偏差增加幾乎是3倍，而平均值增加為音樂的兩倍以上。
以上測試的最終結(jié)果是，如果某人選擇偏愛的音頻對其余音頻的比率以及永久地固定它，則該人很可能創(chuàng)作一個(gè)音頻節(jié)目，該音頻節(jié)目對于大部分人群而言并不是那么想要的。如上所述，最佳比率可以既是短期又是長期的隨時(shí)間而變化的函數(shù)。因此，對這個(gè)偏愛的音頻對其余音頻比率的完全控制是希望的，以便滿足“正常的”或非聽力障礙的聽眾的收聽需要。而且，把這個(gè)比率的最終控制提供給最終用戶，能夠讓最終用戶最佳化他或她的收聽經(jīng)歷。
偏愛的音頻信號和其余音頻信號的最終用戶的獨(dú)立調(diào)節(jié)將是本發(fā)明的一個(gè)方面的明顯體現(xiàn)。為了說明本發(fā)明的細(xì)節(jié)，請考慮這樣的應(yīng)用，其中偏愛的音頻信號是相關(guān)的話音信息。偏愛的音頻信號和其余音頻信號的產(chǎn)生圖1顯示在記錄或廣播節(jié)目中用來從一般的背景音頻中分離出相關(guān)話音信息的通用方法。首先，需要由節(jié)目導(dǎo)演對相關(guān)話音的定義作出決定。演員，或演員組，或?qū)崨r錄像解說員必須被確認(rèn)為相關(guān)的說話者。
一旦相關(guān)的說話者被識別，他們的話音將被話音話筒301檢取出。話音話筒1需要或是近距談話的話筒(在解說員的情形下)或是在錄音時(shí)使用的高方向性射擊槍式話筒。除了是高方向性的以外，這些話筒301應(yīng)該是有限話音頻帶的，優(yōu)選地從200-5000Hz。方向性和帶通濾波的組合使得在記錄時(shí)被耦合到相關(guān)的話音信息中的背景噪聲最小化。在某些類型的節(jié)目的情形下，可以通過離線記錄對話中相關(guān)的話音以及在適當(dāng)?shù)那樾蜗掳褜υ捙c節(jié)目的視頻部分進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，而避免防止聲耦合的需要。背景話筒302應(yīng)當(dāng)是相當(dāng)寬帶的，以提供背景信息(正如音樂)的完全的音頻質(zhì)量。
攝相機(jī)303用來提供節(jié)目的視頻部分。音頻信號(話音和相關(guān)的話音)在編碼器304中和視頻信號一起進(jìn)行編碼。通常，音頻信號是通過把它與不同的載波頻率進(jìn)行簡單調(diào)制而與視頻信號分開的。由于大多數(shù)廣播現(xiàn)在是立體聲，所以一種把背景聲和相關(guān)的話音信息一起編碼的方法是在分開的立體聲信道上復(fù)用相關(guān)的話音信息，這在很大程度上與將左前和右前聲道加到二聲道立體聲上以產(chǎn)生四聲道盤式錄音相同。雖然這會產(chǎn)生附加的廣播帶寬的要求，但對于記錄媒體這不成問題，只要視盤或磁帶放像機(jī)中的音頻電路被設(shè)計(jì)成能解調(diào)相關(guān)的話音信息就可以。
一旦信號被編碼(無論用哪種認(rèn)為適合的裝置)，編碼的信號就被廣播系統(tǒng)305通過天線313發(fā)送出去進(jìn)行廣播，或被記錄系統(tǒng)306記錄在磁帶或盤上。在記錄的音頻視頻信息的情形下，背景聲和話音信息可以簡單地放置在分開的記錄軌道上。接收和解調(diào)偏愛的音頻信號和其余音頻圖2顯示用于接收和重放記錄節(jié)目信號的示例性實(shí)施例。在廣播信息的情形下，接收機(jī)系統(tǒng)307從編碼的音頻/視頻信號中解調(diào)主載頻。在記錄媒體314的情形下，VCR的磁頭或CD放像機(jī)308的激光讀出器將產(chǎn)生編碼的音頻/視頻信號。
在任一種情形下，這些信號可被發(fā)送到解碼系統(tǒng)309。解碼器309通過使用標(biāo)準(zhǔn)的解碼技術(shù)(諸如與頻分或時(shí)分解調(diào)相組合的包絡(luò)檢波)把信號分離成視頻、話音音頻、和背景音頻。背景音頻信號被發(fā)送到分開的可變增益放大器310，這樣，收聽者可以按照他或她的喜好進(jìn)行調(diào)節(jié)。話音信號被發(fā)送到可變增益放大器311，它可由收聽者按照他或她的特定的需要調(diào)節(jié)，正如上面討論的。
兩個(gè)經(jīng)調(diào)節(jié)的信號被單位增益相加放大器312相加，產(chǎn)生最后的音頻輸出。替換地，兩個(gè)調(diào)節(jié)的信號被單位增益相加放大器312相加，并且被可變增益放大器315進(jìn)一步放大，產(chǎn)生最后的音頻輸出。在這種情形下，收聽者可以在重放音頻節(jié)目時(shí)按他或她的獨(dú)特的收聽要求調(diào)節(jié)相關(guān)的話音對背景聲的聲級，使得音頻節(jié)目最佳化。在每次同一個(gè)收聽者重放同一個(gè)音頻時(shí)，由于收聽者的聽力的改變，比率的設(shè)置值可能需要改變，設(shè)置值保持可無限的可調(diào)節(jié)性，以便提供這種靈活性。VRA和自動(dòng)VRA實(shí)施例如上所述，話音對其余音頻的優(yōu)選的比率對于不同的人是很不相同的，并且對于不同類型的節(jié)目(體育相對音樂等)也是不同的。圖4顯示按照本發(fā)明的實(shí)施例的、用于同時(shí)有多個(gè)用戶的VRA系統(tǒng)的方框圖。如圖所示，系統(tǒng)400包括收發(fā)信機(jī)210，和多個(gè)重放設(shè)備，諸如個(gè)人收聽設(shè)備(PLD)220。雖然只顯示了三個(gè)PLD，但可以使用更多的PLD，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
收發(fā)信機(jī)210包括接收機(jī)部件223和發(fā)射機(jī)部件222，接收廣播或記錄的信號235。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，信號235包括同時(shí)被發(fā)送到收發(fā)信機(jī)210的、分開的話音分量信號和其余音頻分量信號。這些信號可以被解碼器(未示出)解碼，以后再進(jìn)一步處理。替換地，信號235可以被發(fā)射機(jī)222中的系統(tǒng)部件和電路處理，以使得產(chǎn)生分開的話音分量239和分開的其余音頻分量240。
分開的話音和其余音頻信號分量由發(fā)射機(jī)221通過無線或紅外發(fā)射或通過多條路線的傳送而被發(fā)送到每個(gè)PLD。接收的信號被PLD接收機(jī)231接收，它可以例如是紅外接收機(jī)，無線射頻接收機(jī)，或用于有線連接的多端口音頻輸入插頭。來自PLD接收機(jī)231接收的話音信號239的一個(gè)輸出，被發(fā)送到分開的可變增益放大器229，這樣，最終用戶可以按他或她的喜好進(jìn)行調(diào)節(jié)。另一個(gè)輸出，接收到的其余音頻信號240，被發(fā)送到可變增益放大器230，它可以由收聽者按他或她特殊的收聽喜好被調(diào)節(jié)。這些調(diào)節(jié)的信號被加法器228相加，以及在被轉(zhuǎn)發(fā)到換能器226之前也可由增益放大器227進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)節(jié)。換能器把來自增益放大器227的電信號變換成可聽見的聲音音頻信號232。
如上所討論的，圖4所示的實(shí)施例揭示發(fā)送兩個(gè)(或多個(gè))信號，其中至少一個(gè)信號是只有語音的信號或僅以語音為主的信號(話音)，而另一個(gè)信號包含其余音頻(它也可包含某些語音)。然而，如果其余音頻包含某些語音，則只能更加正向地調(diào)節(jié)VRA比率，并將提高對話可懂度。
對于在同一個(gè)環(huán)境下的多個(gè)用戶，如果每個(gè)用戶正在用個(gè)人收聽設(shè)備(PLD)收聽節(jié)目，則可以完成VRA的分開的調(diào)節(jié)，個(gè)人收聽設(shè)備(PLD)可以包括，但并不限于，頭戴式耳機(jī)，助聽器，耳蝸植入物，輔助的收聽設(shè)備，包含揚(yáng)聲器的護(hù)目鏡或頭戴式裝置。這樣的護(hù)目鏡可以包括，例如，帶有揚(yáng)聲器的眼鏡，或可穿戴的計(jì)算機(jī)。在本文中使用的PDU將被定義成指能夠接收電信號或無線信號和以不打擾在同一個(gè)總體環(huán)境下的其他收聽者的方式把它變換成可聽見的聲音的音頻重現(xiàn)設(shè)備。
在個(gè)人收聽設(shè)備處接收兩個(gè)(或多個(gè))信號以后，信號通過獨(dú)立的音量控制(或其他類型的控制，如后面描述的)被分開地調(diào)節(jié)，以便實(shí)現(xiàn)對該單獨(dú)用戶的偏愛的VRA。然后信號被組合，并被個(gè)人收聽設(shè)備進(jìn)一步放大、調(diào)節(jié)和換能，成為可聽見的聲音。由于個(gè)人收聽設(shè)備不會與在同一個(gè)收聽環(huán)境下可能也具有個(gè)人收聽設(shè)備(具有不同的優(yōu)選的VRA設(shè)置值)的其他收聽者相干擾，故在同一個(gè)環(huán)境下的多個(gè)收聽者可按他們自己的收聽喜好獨(dú)立地調(diào)節(jié)VRA。這因以下事實(shí)而被簡化，即信號是同時(shí)(無線或有線地)發(fā)送到每個(gè)聽眾的。這個(gè)技術(shù)的一個(gè)可能的應(yīng)用是在公共電影院。多個(gè)收聽者都可以通過在他們的頭戴式耳機(jī)，ALD，助聽器，或如上面討論的其他個(gè)人收聽設(shè)備上獨(dú)立的VRA調(diào)節(jié)而欣賞同一個(gè)電影。圖4通過以下的概略描述說明這些點(diǎn)。發(fā)送到聽眾為了讓每個(gè)最終用戶能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)話音相對于其余音頻的聲級，信號或者分開地到達(dá)個(gè)人收聽設(shè)備，或者以這樣的方式(多半被編碼)到達(dá)，以使得兩個(gè)信號可以在獨(dú)立地調(diào)節(jié)之前被分開。兩個(gè)信號的發(fā)送，可以通過例如使用FM立體傳輸來完成，其中話音(或其余音頻)在左(或右)聲道上被發(fā)送。如果在PLD處還想要立體聲節(jié)目，則需要更復(fù)雜的多聲道傳輸。如果話音和其余音頻都具有空間信息，則需要四聲道發(fā)送(或者有線或者無線)和接收，以便把多聲道節(jié)目送給最終用戶。
圖5顯示按照本發(fā)明的原理的、用于這種多聲道傳輸?shù)囊粋€(gè)可能的實(shí)施例。左話音和右話音節(jié)目被復(fù)用(或代替地被編碼)在一起9，其余音頻的左和右節(jié)目也被復(fù)用10。這允許雙聲道立體聲通過有線或無線裝置12傳輸11而被立體聲接收機(jī)13接收。然后得出四個(gè)信號和對其進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)16，形成總的帶有來自話音和其余音頻信號的空間信息的左17和右18節(jié)目。有許多可能的方法來發(fā)送這些信號以便分別調(diào)節(jié)而同時(shí)保持空間信息。其他方法可以包括把左和右其余音頻節(jié)目連同分開的單話音聲道一起發(fā)送(因?yàn)樵捯粜畔⒅饕欠强臻g的)。中置聲道調(diào)節(jié)作為對以上討論的擴(kuò)展，多聲道節(jié)目的中置聲道的發(fā)送也認(rèn)為是關(guān)系到VRA調(diào)節(jié)能力的。對于大多數(shù)多聲道節(jié)目，在電影中中置聲道包含大多數(shù)對話。另外，大多數(shù)聲音效果和音樂被引導(dǎo)到其余4.1音頻聲道中的一個(gè)或多個(gè)中。當(dāng)前，純話音聲道是不提供給一般公眾的。所以，在純話音聲道被做成可提供給一般公眾用于大多數(shù)廣播和記錄之前，中置聲道可被用作為上述的話音聲道。所以，圖4上的接收機(jī)可以是多聲道聲音解碼器，諸如數(shù)字影院聲(DTS)，索尼動(dòng)態(tài)信號聲(SDDS)，杜比數(shù)字，或其他多聲道格式解碼器。如圖6所示的這樣的解碼器19的輸出把數(shù)字輸入變換成左，右，左環(huán)繞，右環(huán)繞，中心和重低音模擬輸出。混合器20可以組合除中置以外的所有聲道(根據(jù)想要的空間效果改變比率)，這樣，輸出或者是立體聲或者是單聲的信號聲道，它與中置聲道分開地和同時(shí)地發(fā)送21，后者接近于該只有對話的聲道。接收可以如圖4所示地被實(shí)行。個(gè)人收聽設(shè)備內(nèi)的解碼器和用于空間處理的措施應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖4與圖6相組合的實(shí)施例是指把模擬信號發(fā)送到PLD，其接收機(jī)或多聲道解碼器是在集中地點(diǎn)的，但這并不把多聲道解碼器包括在PLD中的情況排除在本發(fā)明的范圍以外，這時(shí)被發(fā)送的信號是需要解碼的數(shù)字信號，以便提取話音和其余音頻。圖7顯示這個(gè)概念。從媒體源(例如DVD，CD，TIVO或重放錄相機(jī)等等)讀出的，或從廣播(如在數(shù)字電視或數(shù)字無線電中)接收的數(shù)字信號被直接發(fā)送22到PLD28。PLD具有內(nèi)建的接收機(jī)23，用來接收紅外、無線或其他廣播信號，信號被饋送到解碼器24，解碼器被設(shè)計(jì)成符合它運(yùn)行所需的壓縮格式(例如，杜比數(shù)字或DTS)的解碼技術(shù)條件。混合器26使用解碼器的輸出來產(chǎn)生其余音頻和話音信號(或純話音信號或中置聲道信號)，這些信號由用戶用增益放大器和/或衰減器25分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后被如上所述重新組合，以及被換能27成可聽見的音頻，它就是PLD的輸出。這個(gè)具體的實(shí)施例在實(shí)現(xiàn)PLD處的多聲道音頻呈現(xiàn)中可能更方便，因?yàn)榘l(fā)送的信號是數(shù)字的(較少受到干擾噪聲的影響)，以及只需要一個(gè)傳輸聲道；但可能是更昂貴的，因?yàn)榻獯a過程是在每個(gè)單獨(dú)的PLD而不是在中置位置處完成的。多聲道呈現(xiàn)可以包括任何信號處理它在空間上重新定位左，左環(huán)繞，右，右環(huán)繞和/或中置音響呈現(xiàn)，使得在PLD(諸如頭戴式耳機(jī))中感覺更自然。VRA調(diào)節(jié)打算結(jié)合這種類型的處理一起工作，以便提供改進(jìn)的對話可懂度，而不影響除用戶可調(diào)節(jié)的VRA混合聲音以外所作的任何空間處理。
圖8提供一個(gè)可能的實(shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，它包括用于多聲道呈現(xiàn)的信號處理。取決于對于實(shí)施方案的優(yōu)選的實(shí)施例，接收機(jī)29和解碼器30被居中放置或放置在PLD。中置聲道或其他純話音聲道在進(jìn)行空間處理之前被分開地調(diào)節(jié)31，所有的其余音頻的聲級調(diào)節(jié)32也是這樣。接著空間處理33接收多聲道呈現(xiàn)(或在某些情形下雙聲道呈現(xiàn))，正如它先前被記錄那樣，然后，為PLD產(chǎn)生更現(xiàn)實(shí)的聲音條件。在這種情形下，空間處理33不受VRA調(diào)節(jié)的影響，但用戶仍可選擇相對于其余音頻的想要的話音聲級。VRA目的使能的“音量控制”(衰減器)話音與其余音頻的物理調(diào)節(jié)機(jī)制和總的音量信號控制具有許多可能的實(shí)施例。當(dāng)話音具有用戶可調(diào)節(jié)的增益，其余音頻信號具有用戶可調(diào)節(jié)的增益，和相加信號的總音量具有進(jìn)一步的增益調(diào)節(jié)(總的音量控制)時(shí)，這時(shí)出現(xiàn)的是最通常的調(diào)節(jié)機(jī)制。圖4詳細(xì)地顯示這一點(diǎn)。當(dāng)用戶除了設(shè)置想要的總聲級以外，還試圖設(shè)置VRA比率以便舒服時(shí)，另一個(gè)實(shí)施例在調(diào)節(jié)處理中用較少的步驟提供更加用戶友好的調(diào)節(jié)機(jī)制。正如大多數(shù)娛樂節(jié)目那樣，對話是節(jié)目以之為中心的目標(biāo)音。所以，如圖9所示，總的對話的聲級將控制節(jié)目的響度，即，總的節(jié)目聲級通常是根據(jù)對話的聲級而設(shè)置的。所以，通過僅僅兩個(gè)控制(總的音量級調(diào)節(jié)和其余音頻衰減器)，用戶可通過簡單的二個(gè)步驟的處理過程來選擇想要的VRA和總的音量級。首先，總的聲級通過總的音量調(diào)節(jié)37而被設(shè)置(圖9)，由此調(diào)節(jié)在主要節(jié)目中話音的聲級。這時(shí)，對話處在想要的收聽水平，只有VRA需要被設(shè)置。通過使僅僅一個(gè)衰減器作用在其余音頻，借助于降低其余音頻而不影響話音聲級，可懂度可以被提高到理論的100％。另外，衰減器可以使用可變分壓器來實(shí)施，這不需要功率，而仍舊允許用戶調(diào)節(jié)VRA比率到大于0dB的所有數(shù)值。為了節(jié)省附加功率，跟隨在相加器36后面的主要音量調(diào)節(jié)37也可以用衰減器來實(shí)現(xiàn)。假如當(dāng)衰減器37無分壓地傳送全部信號時(shí)，放大器38被設(shè)計(jì)成具有足夠的增益以提供給換能器39功率使其達(dá)到最響的音量級。作為另一個(gè)實(shí)施例，音量調(diào)節(jié)35可被放置在話音上，而不在其余音頻上，以允許用戶控制總的節(jié)目聲級作為其余音頻的函數(shù)，而不是作為對話的函數(shù)。把衰減器放在話音上是不希望的，因?yàn)檫@不能達(dá)到正的VRA比率。相反，如果當(dāng)前的實(shí)施例被實(shí)施的話，必須在話音上放置有源的增益級，這樣，聲級可被提升得足夠高以超過未受影響的其余音頻，從而提供足夠的正的VRA比率。然后像以前那樣總的響度由總的音量控制進(jìn)行控制。以單個(gè)度盤實(shí)現(xiàn)的“比率平衡”按照本發(fā)明的、用于VRA和總的音量調(diào)節(jié)的另一個(gè)實(shí)施例配備有具有兩個(gè)輸入的用于單個(gè)調(diào)節(jié)的VRA旋鈕。這種單旋鈕調(diào)節(jié)，與雙旋鈕聲級控制和單旋鈕衰減器不同，它可以調(diào)節(jié)話音與其余音頻之間的平衡。圖10顯示話音和其余音頻被單個(gè)控制40相加且連續(xù)地調(diào)節(jié)，以及用總的音頻增益控制(有源的或衰減器)41進(jìn)一步調(diào)節(jié)。平衡控制本身在汽車或家庭立體聲系統(tǒng)的前后衰減或左右平衡的調(diào)節(jié)上得到很好的已知的應(yīng)用。在本應(yīng)用中其關(guān)鍵的差別在于，它調(diào)節(jié)內(nèi)容的比率，而不是各個(gè)揚(yáng)聲器上的音頻的定位。事實(shí)上，如果想要的話，可以實(shí)施進(jìn)一步的平衡方式控制，以便調(diào)節(jié)音頻的空間定位。通過實(shí)施單旋鈕VRA控制，用戶可以使用單個(gè)旋鈕完全調(diào)節(jié)VRA(所有的比率都是可提供的)。然后可以根據(jù)想要的聲級調(diào)節(jié)總的音量。自動(dòng)VRA自動(dòng)VRA保持特性允許最終用戶不但調(diào)節(jié)話音對其余音頻的偏愛的比率，而且在話音或其余音頻出現(xiàn)瞬態(tài)音量改變時(shí)“鎖定”在該比率上。例如，足球比賽包含來自播音員的對話和來自球迷的背景噪聲。如果想要的VRA是在球迷相對安靜時(shí)的時(shí)間點(diǎn)期間設(shè)置的，則當(dāng)球迷變得更吵鬧時(shí)(但播音員保持在同樣的聲級)，觀眾噪聲可能會遮蔽播音員的話音。同樣地，如果VRA是在播音員講話非常響的期間設(shè)置的，則有可能當(dāng)播音員回到正常的講話音量時(shí)，聲級變得太低而沒有很好的可懂度。基于標(biāo)準(zhǔn)偏差的VRA技術(shù)為了避免用戶不斷地調(diào)節(jié)這些聲級，用戶在比率被設(shè)置后可以按一個(gè)按鈕，該比率將被存儲和被保持，供節(jié)目的其余部分使用。用于完成這一點(diǎn)的一個(gè)方法是在按鈕被選擇的時(shí)刻，話音信號和其余音頻信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差被計(jì)算和被存儲。然后當(dāng)節(jié)目進(jìn)行時(shí)，每個(gè)信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差的實(shí)時(shí)計(jì)算連續(xù)進(jìn)行。如果該偏差超過存儲的數(shù)值，則信號被乘以存儲值與實(shí)際值的比率，由此降低音量。同樣地，如果該偏差遠(yuǎn)低于存儲的數(shù)值，則信號可以被乘以同樣的比率，以便提升聲級。如果希望提升聲級(當(dāng)實(shí)際的偏差低于存儲的偏差時(shí))，則必須在不存在信號時(shí)檢測信號段，這樣，固有噪聲電平不會被不必要地放大。如果實(shí)際的偏差接近于零，則會出現(xiàn)該比率變到接近于無限大的情形。這里所討論的自動(dòng)VRA方法的最一般的形式被表示為以下的公式，其中G1＝話音的音量控制；G2＝其余音頻的音量控制；G3＝總的音量控制；V＝話音；RA＝其余音頻；σvactual＝實(shí)際話音的標(biāo)準(zhǔn)偏差；σRactual＝＝實(shí)際其余音頻的標(biāo)準(zhǔn)偏差；σVatored＝存儲的話音的標(biāo)準(zhǔn)偏差；σRstored＝存儲的其余音頻的標(biāo)準(zhǔn)偏差。Output=G3[G1(σVstorsdσVactual)V+G2(σRstoredσRactual)RA]]]>各別信號(話音和其余音頻)中每個(gè)信號的存儲的標(biāo)準(zhǔn)偏差被存儲，并實(shí)時(shí)地與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較。這里，標(biāo)準(zhǔn)偏差被用作為每個(gè)信號聲級的度量。也可以使用其他度量，包括在一段時(shí)間間隔內(nèi)的峰值聲級。為了控制音量調(diào)節(jié)和它對總的信號輸出的影響，可能希望在把增益G1和G2加到信號上以后再計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果會稍微不同在標(biāo)準(zhǔn)偏差被存儲后，對話音與其余音頻的進(jìn)一步的音量調(diào)節(jié)將一直是無效的，直至輸入新的存儲數(shù)值為止。如果這是想要的特性，則對于V(話音)和RA(其余音頻)的偏差計(jì)算應(yīng)當(dāng)包括用戶可選的增益G1和G2。如果想要進(jìn)一步調(diào)節(jié)，則可以如上所述，在偏差計(jì)算和相乘以后再加上增益。
圖11更詳細(xì)地顯示這些概念。話音與其余音頻信號都要分別經(jīng)受同樣的運(yùn)算。應(yīng)當(dāng)指出，這個(gè)概念的更簡單的和非常有效的實(shí)施方案是當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差改變時(shí)，去除對話音信號執(zhí)行的運(yùn)算而只修改其余音頻。這樣做的理由是為了把需要的計(jì)算附加開銷降低一半(去除對話音信號執(zhí)行的運(yùn)算)，因?yàn)榭梢约俣ㄔ捯袈暤乐械淖兓绕溆嘁纛l聲道中可能存在的變化小。無論如何，最通常的實(shí)施方案示于圖11上，它顯示對話音和對其余音頻的運(yùn)算。虛線表示冗余的任選項(xiàng)，它不一定要結(jié)合實(shí)線來使用，但它確實(shí)提供在前面段落中描述的性能上的差異。用戶可調(diào)節(jié)的對話增益45可以在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算之前(使用單元46)或之后(使用單元44)實(shí)施。當(dāng)想要的性能由用戶在某一時(shí)刻選擇時(shí)，話音與其余音頻的標(biāo)準(zhǔn)偏差被存儲在存儲單元(47和47A)中，它可以是易失性或非易失性存儲器。這個(gè)存儲的數(shù)值在每個(gè)信號的相乘處理48和48A時(shí)作為分子使用，而分母是在用戶可調(diào)節(jié)的增益級之前或之后的當(dāng)前的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差。(應(yīng)當(dāng)指出，實(shí)線和虛線不是同時(shí)實(shí)施的)。決定當(dāng)前的比率是大于還是小于1的條件未示出。如果它小于1，則表示當(dāng)前的實(shí)際聲級大于存儲的聲級，音量應(yīng)當(dāng)按該比率減小。如果它大于1，則希望不進(jìn)行任何運(yùn)算，只是傳送由用戶可調(diào)節(jié)的增益值影響的信號(這需要“if(如果)”類型的語句以檢驗(yàn)比率條件與當(dāng)前條件，并作出判決)。這樣做可防止非常大的比率乘以較低的信號，造成對于安靜的聲道的非常高的噪聲級。而且，對于比率可通過另外的條件設(shè)置較低的極限，該條件允許適當(dāng)?shù)牡吐暭壉幌鄳?yīng)地放大，但非常低的信號級(或不存在)可以不修改或用條件被違反之前的最后比率來修改。不同的VRA和自動(dòng)VRA的貯存在47和47A中存儲用戶優(yōu)選的比率級對于使用硬件/軟件控制不同類型的節(jié)目或不同的收聽者情況的聲音是有利的。由于所有的用戶會喜愛不同的VRA以及各個(gè)音頻聲級可能因不同類型的節(jié)目而改變，因此認(rèn)為必須提供多個(gè)貯存區(qū)域用于不同類型的節(jié)目和不同的用戶。例如，把名字或密碼加到每個(gè)貯存單元將允許不同的用戶對于特定的節(jié)目調(diào)用不同的VRA。根據(jù)來自圖11的使用的方法，貯存元素可以包括想要的話音聲級，想要的話音標(biāo)準(zhǔn)偏差，想要的其余音頻聲級，和/或想要的其余音頻標(biāo)準(zhǔn)偏差。這將允許用戶以相同的設(shè)置值(體育和系列劇相比也許有不同的設(shè)置值)返回重放設(shè)備而不用重新調(diào)節(jié)VRA聲級和重新設(shè)置保持特性。在重放設(shè)備上可提供的貯存單元數(shù)目沒有規(guī)定限制。圖11舉例說明而顯示用戶調(diào)節(jié)為按鈕，它選擇當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)偏差是存儲的標(biāo)準(zhǔn)偏差。另外，有用戶對G1，G2，和G3的控制。有幾種提供這些調(diào)節(jié)給最終用戶的方法，取決于它們被用在什么硬件上。例如頭戴式耳機(jī)可以有幾個(gè)按鈕，用來存儲不同的比率和根據(jù)按鈕被按下的持續(xù)時(shí)間來選擇這些比率。如果這些控制是結(jié)合個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、或蜂窩電話使用的，則它們可以是使用軟件實(shí)施的圖形用戶接口控制。為了進(jìn)一步簡化調(diào)節(jié)，有可能把所有的調(diào)節(jié)(VRA和自動(dòng)VRA比率保持)組合成單個(gè)控制。其余音頻對話音的比率可以通過如圖10所示的單個(gè)平衡控制來控制。然而，為了實(shí)施圖11所描述的自動(dòng)VRA特性，必須通過加上比率保持來修正旋鈕的性能。
圖12是顯示滑動(dòng)控制的各種功能的圖，滑動(dòng)控制被設(shè)計(jì)成通過使用單個(gè)控制完成所有的功能。(應(yīng)當(dāng)指出，這可以是任何類型的控制，包括旋轉(zhuǎn)旋鈕，軟件控制，增量按壓按鈕等等，但功能是相同的)。VRA/自動(dòng)VRA控制的中心位置將向用戶提供原先的混合聲，其中話音與其余音頻是近似相等的。當(dāng)旋鈕逐漸移到左面時(shí)，話音聲級不改變，但其余音頻開始降低，而不進(jìn)行保持功能。在遠(yuǎn)離靜止點(diǎn)的某個(gè)預(yù)定距離的條件下(其中N等于該條件，并且如果希望的話它可以小到零)，與標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較的那個(gè)數(shù)值隨著旋鈕移動(dòng)而開始減小，即，開始壓縮其余音頻。這個(gè)過程繼續(xù)進(jìn)行，直至存儲的標(biāo)準(zhǔn)偏差(隨旋鈕移動(dòng)而改變)改變得這樣小，以致除法導(dǎo)致接近于零的數(shù)而相乘的輸出基本上是零并只剩下話音。在旋鈕的另一端則其余音頻出現(xiàn)相反的情形。
圖13顯示圖12所示的合而為一的旋鈕的方框圖。在旋鈕達(dá)到在刻度左側(cè)處的點(diǎn)N以后，旋鈕控制其余音頻的標(biāo)準(zhǔn)偏差的存儲值。同樣，話音的存儲的標(biāo)準(zhǔn)偏差是把旋鈕移到右面遠(yuǎn)側(cè)時(shí)被調(diào)節(jié)的。對于圖13所示的實(shí)施例的一個(gè)可能替換例是消除話音自動(dòng)VRA控制，由此當(dāng)旋鈕移到左面時(shí)只降低實(shí)際的話音聲級。(對于這樣的實(shí)施例的論點(diǎn)在前面的段落中給出)。參照圖13的方框圖，計(jì)算其余音頻標(biāo)準(zhǔn)偏差52，并與存儲的其余音頻標(biāo)準(zhǔn)偏差56進(jìn)行比較53，后者是通過移動(dòng)旋鈕57的位置到點(diǎn)N的左面而被控制的。如果實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)偏差超過存儲的標(biāo)準(zhǔn)偏差，則其余音頻在被也由主旋鈕57控制的其余音頻的音量級修正55之前，被乘以存儲的數(shù)值，并被除以實(shí)際的數(shù)值。如果它不是更大，則其余音頻只乘以當(dāng)前的旋鈕設(shè)置值55，隨后與調(diào)節(jié)的話音相組合。當(dāng)旋鈕更向右移時(shí)，對話音軌道作同樣的操作。這種單個(gè)旋鈕調(diào)節(jié)在空間成問題的應(yīng)用中(諸如頭戴式耳機(jī)或助聽器)是特別有用的。這允許具備多種控制的所有的功能，但只需要單個(gè)旋鈕來實(shí)施所有的調(diào)節(jié)。另外的VRA消費(fèi)者應(yīng)用其他的VRA消費(fèi)者應(yīng)用可包括·便攜式“背帶盒(belt box)”，它接收和發(fā)送經(jīng)過調(diào)節(jié)的和/或受到控制的信號到聲換能器·可改型的設(shè)備，用來方便在航班飛行時(shí)對電影的VRA調(diào)節(jié)·分開的音頻解碼器，可以結(jié)合現(xiàn)有的家庭影院硬件來為多用戶應(yīng)用提供附加的VRA調(diào)節(jié)·頭戴式耳機(jī)VRA調(diào)節(jié)，具有VRA調(diào)節(jié)能力的遠(yuǎn)程控制器。
VRA硬件被專門設(shè)計(jì)來提供VRA調(diào)節(jié)能力，而下一節(jié)的描述說明VRA硬件可如何集成在現(xiàn)有的音頻重現(xiàn)硬件中。然而，這并不限定在本節(jié)中描述的硬件必須結(jié)合現(xiàn)有的音頻重現(xiàn)硬件使用。事實(shí)上，將會看到，VRA特定的硬件被設(shè)計(jì)成具體地與現(xiàn)有的音頻重現(xiàn)硬件諸如電視或家庭影院系統(tǒng)相接口。還應(yīng)當(dāng)指出，在前一節(jié)中討論的每個(gè)具體的實(shí)施例可以直接應(yīng)用于在本節(jié)中討論的每個(gè)發(fā)明，形成用于調(diào)節(jié)VRA比率的對用戶友好的新的發(fā)明。例如，在本節(jié)中討論的第一個(gè)發(fā)明將是便攜式電子部件，它可接收兩個(gè)或多個(gè)信號，一個(gè)是話音，另一個(gè)是其余音頻，它組合和調(diào)節(jié)這些信號，以及把它們重新發(fā)送到例如不引人注意的頭戴式耳機(jī)，ALD，助聽器，耳蝸植入物，輔助的收聽設(shè)備，包含揚(yáng)聲器的護(hù)目鏡或頭戴式裝置。在前一節(jié)中討論的以及在圖9上詳細(xì)顯示的單旋鈕的發(fā)明可被包括在這個(gè)便攜式部件中，以便攜的形式提供單個(gè)調(diào)節(jié)能力給最終用戶。然而，不準(zhǔn)備通過例子對各種技術(shù)組合的每種組合作詳細(xì)討論，而是從以上通過(作用在兩個(gè)信號的)例子結(jié)合接收兩個(gè)信號的VRA硬件描述的VRA方法的說明進(jìn)行推論。便攜式話音對其余音頻(PVRA)設(shè)備正如這里使用的，PVRA是指在各種各樣的環(huán)境下結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)PLD(個(gè)人收聽設(shè)備，諸如頭戴式耳機(jī)，ALD，助聽器，耳蝸植入物，輔助的收聽設(shè)備，包含揚(yáng)聲器的護(hù)目鏡或頭戴式裝置)使用的便攜式VRA設(shè)備。PVRA設(shè)備能夠接收來自提供至少兩個(gè)信號的源的無線(或有線)傳輸，一個(gè)信號是純的或幾乎是純的對話，另一個(gè)信號是其余音頻。(也可以包括更多的聲道，用于進(jìn)一步的空間定位能力，如前一節(jié)所述)。圖14的發(fā)送58可以被標(biāo)準(zhǔn)化為一定的帶寬和低的功率，這樣，PVRA設(shè)備59可被使用于各種各樣的環(huán)境。這個(gè)帶寬對于射頻發(fā)送可以是900MHz，或可被標(biāo)準(zhǔn)化為紅外發(fā)送類型的視線傳輸。一旦提供商同意標(biāo)準(zhǔn)無線傳輸格式，則聚會地點(diǎn)(諸如教堂)和電影院可以向聽眾發(fā)送話音與其余音頻。PVRA可以是通用單放機(jī)，設(shè)計(jì)成接收60這些信號，與其余音頻62，69分開地調(diào)節(jié)話音61，68，組合它們，形成總的內(nèi)容的節(jié)目64，70，以及通過有線或無線連接把它們重新發(fā)送到具有接收機(jī)65和換能器66的PLD67，換能器66用來把信號變換成可聽見的聲音。用于調(diào)節(jié)的方法在前一節(jié)中已詳細(xì)地描述，它包括可變增益放大器或衰減器，也可以包括自動(dòng)VRA保持能力。PVRA盒子可以成為標(biāo)準(zhǔn)化部件，通過在發(fā)射級63包括一個(gè)例如1/4”立體聲頭戴式耳機(jī)的插頭而與許多現(xiàn)有的PLD一起工作。這個(gè)實(shí)施例也需要PVRA設(shè)備中的頭戴式耳機(jī)放大器。另外，作為例子，也可包括把有線助聽器連接到PVRA用的標(biāo)準(zhǔn)化插頭。為了使PVRA和家庭影院設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，全部所需要的是一臺立體聲發(fā)射機(jī)，其中一個(gè)聲道是話音，另一個(gè)聲道是其余音頻，而接收機(jī)則被調(diào)諧成能接收這兩個(gè)信號。
作為PVRA設(shè)備的上述說明的附屬部分，這里揭示的另一個(gè)設(shè)備是打算結(jié)合航班飛行時(shí)觀看電影所使用的VRA/自動(dòng)VRA調(diào)節(jié)。在航班飛行時(shí)電影對話可懂度可能特別差，這時(shí)來自飛機(jī)的背景噪聲進(jìn)一步遮蔽了電影對話。通過向最終用戶提供分開調(diào)節(jié)話音和其余音頻的能力，可以實(shí)現(xiàn)在飛行期間改善的可懂度。有可能達(dá)到這個(gè)目的，而不會干擾現(xiàn)有的用于音頻傳輸?shù)幕A(chǔ)結(jié)構(gòu)。我們必須假設(shè)，音頻源(VCR，DVD，廣播，或其他音頻源)具有與其余音頻軌道分開的對話音軌。這可以以幾種方式完成，一種方式是通過使用在多聲道格式時(shí)的中置聲道，或替換地，使用可以有用幾種音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)而存在的純話音音軌。(產(chǎn)生純話音軌道并不是本發(fā)明的注意點(diǎn)，而注意點(diǎn)是被使用來調(diào)節(jié)它以及把它傳遞到最終用戶的硬件和實(shí)施方案)。飛機(jī)的音頻傳遞基礎(chǔ)設(shè)施包括到最終用戶的立體聲(2聲道)路徑，它的實(shí)施可以通過(1)到每張椅子扶手的電子信息傳送(需要帶有航空標(biāo)準(zhǔn)連接頭的標(biāo)準(zhǔn)頭戴式耳機(jī))或(2)其中在扶手中有細(xì)小的揚(yáng)聲器的波導(dǎo)系統(tǒng)，當(dāng)連接到塑料管時(shí)將把聲音發(fā)送到用戶的耳朵。為了實(shí)施改型的飛機(jī)VRA扶手調(diào)節(jié)設(shè)備，必須假設(shè)話音是在左或右聲道上發(fā)送，而其余音頻是在另一個(gè)聲道上發(fā)送到飛機(jī)的所有的扶手。雖然這將去除立體聲效果，但這被看作為以最小的犧牲給出總的節(jié)目享受的潛在的改進(jìn)。另外，在飛行娛樂期間飛機(jī)噪聲常常遮蔽細(xì)微的立體聲效果。由于電子相對于波導(dǎo)的方法是這樣地不同，需要兩種不同的實(shí)施例，它們分別顯示于圖15和16。然而，如果希望制作通用的調(diào)節(jié)機(jī)制，圖15和16的部件可被組合成單個(gè)硬件單元，它可以結(jié)合任何飛機(jī)的扶手來完成。
圖15是用于飛機(jī)的扶手中電子連接的航空盒子的型式的圖。插頭71可以例如是標(biāo)準(zhǔn)化的陽插頭，設(shè)計(jì)成適合于插入到扶手中，連接到從中央位置送來的左和右信號。這些信號然后經(jīng)調(diào)節(jié)72，73，和74，75，以達(dá)到話音(左)和其余音頻(右)的喜愛的VRA比率。這些經(jīng)調(diào)節(jié)的信號然后被組合，形成總的音頻節(jié)目，并進(jìn)一步被77和78調(diào)節(jié)。需要一個(gè)放大器79來給PLD中的換能器提供功率。航空VRA盒的輸出80包含連接頭，用來配接例如在當(dāng)前的扶手中已有的陰接頭，以便允許飛機(jī)使用它們現(xiàn)有的用于PLD設(shè)備的頭戴式耳機(jī)。
圖16顯示可以結(jié)合在現(xiàn)有的扶手中波導(dǎo)使用的航空VRA調(diào)節(jié)盒。為了調(diào)節(jié)兩個(gè)信號(話音與其余音頻)各自的信號級，必須把信號變回電子形式。兩個(gè)話筒82，83和話筒放大器84，85被放置在設(shè)備中，它們測量通常用來驅(qū)動(dòng)波導(dǎo)的扶手揚(yáng)聲器的輸出。放大器的輸出代表話音或其余音頻的電子信號。這些信號通過86，87和88，89被獨(dú)立地調(diào)節(jié)，產(chǎn)生總的信號90。它被進(jìn)一步調(diào)節(jié)以得到總的聲級91，92，使用來驅(qū)動(dòng)另一個(gè)揚(yáng)聲器93。波導(dǎo)和與扶手中的那些插頭相同的輸出插頭94代表航空VRA盒的輸出，使得標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)型式的頭戴式耳機(jī)可以結(jié)合本設(shè)計(jì)而被使用。DVD，電視機(jī)等中用來發(fā)送兩個(gè)信號的無線發(fā)射機(jī)當(dāng)考慮家庭影院以及家庭電視和電影觀看時(shí)，引起了用于多用戶VRA調(diào)節(jié)的另一個(gè)應(yīng)用。通常在單個(gè)房間中會有多個(gè)觀眾，對于改變話音對其余音頻比率具有不同的收聽喜好。本發(fā)明允許把多個(gè)信號提供給由多個(gè)用戶佩戴的PLD，這樣，每個(gè)人可按他的喜好調(diào)節(jié)VRA(和自動(dòng)VRA)。如前所述，音頻源(例如電視廣播，DVD播放機(jī)等等)包含至少一個(gè)可被看作為純話音或主要是話音的音軌，以及至少一個(gè)可被看作為包含其余音頻的音軌。(不同的音頻標(biāo)準(zhǔn)和格式在將來可能支持純話音軌道的某種形式)。本發(fā)明所預(yù)期的是對于在相同的收聽環(huán)境下多個(gè)用戶分開地和同時(shí)地接入至少兩個(gè)信號以便允許他們按他們自己的個(gè)人收聽愛好設(shè)置比率的需要。在第一和最優(yōu)選實(shí)施例中(從空間和花費(fèi)來考慮)，多聲道無線發(fā)射機(jī)位于音頻重現(xiàn)硬件(諸如電視或DVD播放機(jī))內(nèi)，該音頻重現(xiàn)硬件分別發(fā)送話音與其佘音頻給聽眾，這樣，具有能進(jìn)行VRA的PLD(它能夠接收該發(fā)送)的收聽者能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)VRA。除了把無線發(fā)射機(jī)放置在音頻重現(xiàn)設(shè)備內(nèi)以外，還可以提供分開的音頻輸出插頭，它提供對其余音頻(單聲道或多聲道)和純話音(單聲道或多聲道)的接入，以便由不帶無線接收能力的分開的PLD進(jìn)行有線調(diào)節(jié)。在電視機(jī)、DVD播放機(jī)、或其他設(shè)備中沒有無線發(fā)射機(jī)但有音頻插頭的情形下，用戶可以把分開的多聲道無線發(fā)射機(jī)連接到那些輸出插頭，以便向聽眾提供分開的音頻信號。圖17顯示這些概念。信號源96將遞交整個(gè)節(jié)目的編碼的或調(diào)制的形式，它也可包括視頻信息，如果可用的話。信號源可包括，例如，電視廣播信號(通過衛(wèi)星、電纜、地面)和由激光器讀出的編碼的DVD或CD信號。這個(gè)信息必須在變?yōu)榇硪纛l信息的電信號之前被接收和解碼。解碼器能夠提取純話音聲道(如果它存在于信號源的話)以及保持它(它們)與其余音頻聲道分開。在接收/解碼級98后，有兩個(gè)選項(xiàng)可供分開的話音與其余音頻信號使用(1)它們可做成由分開的輸出音頻插頭97(諸如話筒型連接頭)提供，或(2)它們可被發(fā)送到也安裝在重放設(shè)備95中的多聲道無線發(fā)射機(jī)99。重放設(shè)備95可以是信號源在設(shè)備內(nèi)部的DVD重放器，或可以是信號源在外部的電視機(jī)。如果信號做成可由硬件輸出的，則可將這些輸出送到能與接收的PLD接口的、分開的外部多聲道發(fā)射機(jī)100，以便在PLD處提供無線接收和VRA調(diào)節(jié)，供同一個(gè)收聽環(huán)境下所有的用戶使用。結(jié)合其他與VRA不兼容的系統(tǒng)使用的附加VRA解碼器作為替換的實(shí)施例，也有可能設(shè)計(jì)出專用解碼器專門供VRA應(yīng)用。這將允許當(dāng)前不擁有能夠進(jìn)行VRA的解碼器/發(fā)射機(jī)的用戶仍舊能接入該VRA能力，而不用升級任何特定的部件(即，不損失他們當(dāng)前的投資)。假設(shè)DVD或廣播TV或廣播的無線電開始發(fā)送編碼的純話音聲道。當(dāng)前的接收設(shè)備不但不能接收和提取該信息，而且也不能提供VRA特性給任何個(gè)人，更不用說在相同環(huán)境下的多個(gè)用戶了。圖18所示的設(shè)備111提供所有這些能力給這樣的用戶，他具有他可使用的、帶有話音分開的信號源，但沒有提取與調(diào)節(jié)VRA比率的裝置。信號源101可以是如以前那樣的(電視廣播，DVD信息等等)，以及可直接發(fā)送到初級重現(xiàn)系統(tǒng)102，它也許是不能提供VRA調(diào)節(jié)的TV和DVD播放機(jī)，因?yàn)樗惹皼]有配備這種特性。該同一個(gè)信號源對于外部VRA盒111是“關(guān)斷”的，其中相應(yīng)的接收機(jī)或解碼器已被安裝來按照標(biāo)準(zhǔn)(它支持在信號中存在的數(shù)據(jù)類型)從信號源去除和分離話音與其余音頻。這樣的解碼器可以是能夠提取聽覺障礙模式的杜比數(shù)字解碼器，但本發(fā)明肯定不限于這種特定的解碼器。有可能在某一天其他流行的音頻格式將提供一種手段，除了發(fā)送現(xiàn)有的音頻以外還發(fā)送純話音音軌。這里本發(fā)明111將根據(jù)想要的音頻包括適當(dāng)?shù)慕獯a器。對于外部設(shè)備在解碼和分開話音軌道與其余音頻軌道以后有三個(gè)選項(xiàng)。首先，設(shè)備可以以音頻插頭形式(諸如RCA類型或電話型連接頭)提供硬件輸出104，110，它可提供線路聲級信號給能夠進(jìn)行VRA調(diào)節(jié)的發(fā)射機(jī)或有線PLD；第二，接收機(jī)可提供多聲道發(fā)射機(jī)105用于將分開的話音與其余音頻信號以無線發(fā)送到能夠進(jìn)行VRA調(diào)節(jié)的PLD；或第三，為直接在設(shè)備上的單個(gè)用戶應(yīng)用107提供VRA調(diào)節(jié)，其中話音與其余音頻被分開地調(diào)節(jié)，再相加在一起，并且在作為輸出109提供給任何其他音頻回放部件之前，對總的音量級作進(jìn)一步調(diào)節(jié)。應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖18上只顯示單個(gè)調(diào)節(jié)的輸出(是指總的單聲道輸出)，但提供幾個(gè)輸出以用于音頻的多聲道空間定位，也是屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)的(如在先前的說明中提到的)。例如，如果5聲道其余音頻節(jié)目(左、中、右、左環(huán)繞、和右環(huán)繞)是連同5聲道(或較少的)話音節(jié)目一起提供的，則這些聲道可以在聲級被調(diào)節(jié)后被組合，以使得話音可以通過使用分開的音量調(diào)節(jié)送到任何揚(yáng)聲器，或直接送到中置揚(yáng)聲器(典型情況)。這仍舊提供VRA調(diào)節(jié)能力給最終用戶，而同時(shí)也提供完全的環(huán)繞聲感受。結(jié)合混合(視頻與音頻)DVD信號的現(xiàn)有無線傳輸使用的接收和VRA正在開發(fā)一種新類型的產(chǎn)品，它允許消費(fèi)者欣嘗來自遠(yuǎn)地的DVD視頻與音頻信息。這種無線技術(shù)把來自遠(yuǎn)地DVD播放機(jī)的音頻與視頻信息傳遞到電視或家庭影院。這允許個(gè)人計(jì)算機(jī)中DVD驅(qū)動(dòng)器的擁有者使用該驅(qū)動(dòng)器在不同于他們的計(jì)算機(jī)的地點(diǎn)觀看DVD的內(nèi)容。在PLD位置的以及在中置家庭影院處的VRA調(diào)節(jié)可以結(jié)合無線DVD技術(shù)以兩種方式被使用。首先，由于DVD播放機(jī)已經(jīng)發(fā)送無線音頻信號給家庭影院系統(tǒng)，所以PLD可以配備一臺設(shè)置在同一個(gè)頻率的無線接收機(jī)，這樣PLD可截取同一個(gè)發(fā)送。由于只是在觀看位置而不是在PLD處需要視頻信息，在PLD處音頻可有選擇地解碼用于重現(xiàn)。重要的是要指出，在無線信號的接收過程之后將是解碼處理，以便從無線DVD信號中提取話音和其余音頻。此后是調(diào)節(jié)，重新組合，和把信號換能成可聽見的聲音，也包括話音聲級、其余音頻聲級、總的聲級、和任何自動(dòng)VRA特性的充分調(diào)節(jié)。以上提到的所有的硬件將放置在個(gè)人收聽設(shè)備中，這樣，每個(gè)用戶可以按他/她的喜好調(diào)節(jié)VRA和聲級；這樣的系統(tǒng)顯示于圖4，其中發(fā)射機(jī)發(fā)送全部DVD信號，但PLD解碼器只設(shè)計(jì)成從進(jìn)入的比特流中提取音頻。
這里是結(jié)合無線DVD發(fā)送使用的VRA的第二實(shí)施例，它可導(dǎo)致降低的總的花費(fèi)，但所需要的部件的數(shù)目要增加。正如前面一樣，總的DVD信號從DVD播放機(jī)發(fā)送到重放地點(diǎn)，例如家庭影院。在居中的家庭影院地點(diǎn)處總的DVD信號的接收機(jī)可以只重發(fā)話音與其余音頻，以實(shí)現(xiàn)類似于圖4所示的實(shí)施例，但其不同點(diǎn)在于，收發(fā)信機(jī)在中置位置處接收來自無線DVD發(fā)射機(jī)的無線信號。這允許在同一個(gè)地點(diǎn)的多個(gè)PLD只配備有一個(gè)無線接收機(jī)，而不是一個(gè)數(shù)字解碼器。解碼處理過程在家庭影院地點(diǎn)集中執(zhí)行，視頻被發(fā)送到觀看設(shè)備，音頻(從DVD播放機(jī)地點(diǎn)接收和解碼的)從接收機(jī)、解碼器、發(fā)射機(jī)被重發(fā)到接收話音與其余音頻的PLD中。頭戴式耳機(jī)機(jī)架上的VRA旋鈕所討論的本發(fā)明的下一種類別集中在把VRA調(diào)節(jié)特性引入到被設(shè)計(jì)用于VRA應(yīng)用的特定的硬件，即，具有VRA能力的個(gè)人收聽設(shè)備。有三類PLD作為本實(shí)施例的注意點(diǎn)，它們是利用有線或無線技術(shù)的頭戴式耳機(jī)，助聽器，輔助的收聽設(shè)備，耳蝸植入物，包含揚(yáng)聲器的護(hù)目鏡或頭戴式裝置。通常，輔助收聽設(shè)備利用頭戴式耳機(jī)，并結(jié)合話筒或無線發(fā)射機(jī)，這取決于產(chǎn)品的用途。在某種意義上，圖4所示的無線VRA系統(tǒng)本身可被看作為輔助性收聽設(shè)備。但通常，接收、分離、調(diào)節(jié)、重新組合和傳遞的VRA技術(shù)可被使用于ALD以外的產(chǎn)品上。無線頭戴式耳機(jī)、頭戴電話、或小耳塞可以包含直接在頭戴式耳機(jī)邊上的音量控制。圖19說明這樣的實(shí)施例，其中所有必須的硬件放置在頭戴式耳機(jī)112中，而用于VRA控制的必須的調(diào)節(jié)很容易在耳機(jī)的外殼上提供給最終用戶。首先，無線接收機(jī)113接收由源位置(如果需要的話)發(fā)送的、解碼發(fā)生后的多個(gè)音頻信號。解調(diào)器114得出音頻信號的基帶，得到話音音軌和其余音頻音軌，然后它們被人工調(diào)節(jié)115，相加117，和進(jìn)一步調(diào)節(jié)聲級116，被頭戴受話放大器118放大，以及通過頭戴受話揚(yáng)聲器119重現(xiàn)。音量旋鈕115，116可以位于頭戴式耳機(jī)的外部，以及如果使用多聲道(立體聲)重現(xiàn)的話，可以帶平衡調(diào)節(jié)。如果多個(gè)音頻聲道在PLD處被發(fā)送和被接收，則它們可以被擁有圖5和/或8所示的硬件與軟件所調(diào)節(jié)和組合，形成需要的立體聲聲象或空間投射。助聽器中VRA的遙控調(diào)節(jié)除了在頭戴受話設(shè)備(它在物理上足夠大可容納上述的硬件)上實(shí)行的VRA調(diào)節(jié)以外，可能也希望在較小的PLD中，包括助聽器或較小的頭戴受話設(shè)備，允許進(jìn)行VRA調(diào)節(jié)。這些較小的PLD可能無法容納用于調(diào)節(jié)和人工控制兩個(gè)或多個(gè)信號的所有需要的硬件。在這種情形下，可能更希望使用諸如圖13描述的設(shè)備。通過這個(gè)使用小型PLD的實(shí)施例，需要的只是PLD中的無線接收機(jī)。表面封裝技術(shù)和電子元件的小型化使得容易把低功率無線接收機(jī)引入到小的空間。(應(yīng)當(dāng)指出，因?yàn)檎{(diào)節(jié)信號的發(fā)送只需約5英尺的范圍，所以需要較小的天線功率放大器，因?yàn)槭殖终{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)接收從源發(fā)送位置發(fā)出的分離信號)。圖13所描述的遠(yuǎn)端收發(fā)信機(jī)13也可以構(gòu)建成用于PLD的遙控器的形式。所以，遙控器控制話音與其余音頻的音量和PLD的總的音量，同時(shí)還用作對PLD的發(fā)射機(jī)和從源位置接收的接收機(jī)。將來的技術(shù)可以允許將VRA調(diào)節(jié)所需要的整個(gè)電子裝置放置在例如助聽器中(或小型化的PLD中)?？赡苋耘f必須使用遙控器來實(shí)際控制音量級，因?yàn)橄Ｍ３种犉鞅M可能不引人注意。在這種情形下，為了審美的原因，遙控器仍可能是想要的。在電影院環(huán)境下用于VRA頭戴式耳機(jī)的實(shí)施例如果頭戴式耳機(jī)設(shè)計(jì)配備這里揭示的技術(shù)的話，那么電影院將為個(gè)人調(diào)節(jié)VRA提供再一個(gè)機(jī)會。個(gè)人可以利用獨(dú)立于其余音頻而控制話音聲級的能力，同時(shí)享受電影院的環(huán)繞聲或大屏幕。希望在電影院的輔助性收聽設(shè)備或頭戴式耳機(jī)中具有對其余音頻和話音的完全控制，則需要具有足夠的無源和/或有源控制的護(hù)耳式頭戴式耳機(jī)。利用護(hù)耳式、雙罩設(shè)計(jì)和衰減材料的無源噪聲控制在阻塞低到約500Hz的環(huán)境頻率方面是有效的。在這樣的頭戴式耳機(jī)中也可能希望包括有源噪聲控制，以使不能由無源措施有效控制的較低的頻率能進(jìn)一步減小。這樣的電影院耳機(jī)可以如在先前的頭戴式耳機(jī)實(shí)施例中討論的那樣設(shè)計(jì)。如果只需要對話音進(jìn)行控制的話，則也可以有稍微降低功能的第二替換例。許多電影是震憾性的，因此在其余音頻很響的段落中，話音聲級太低而不能提供良好的可懂度?？赡芟Ｍ谶@些段落期間僅僅提升對話的聲級。僅僅對話的信號的接收、音量控制、和接收可以通過使用非護(hù)耳式頭戴式耳機(jī)來完成，這種頭戴式耳機(jī)允許環(huán)境聲音到達(dá)耳朵。允許環(huán)境聲音到達(dá)用戶耳朵，可以讓來自多聲道環(huán)繞聲的空間提示信號仍到達(dá)耳朵并被聽見，但對話可被調(diào)節(jié)以便改善可懂度。
應(yīng)當(dāng)看到，話音對其余音頻(VRA)比率的調(diào)節(jié)(這是在專業(yè)記錄制作端的混合處理過程中的一個(gè)部分)可能與某些個(gè)人的藝術(shù)自由的概念相抵觸。例如音頻工程師主要集中在得到聲音的正確的混合，產(chǎn)生音樂、電影和電視中的想要的效果。所以，必須包括一個(gè)裝置，或者發(fā)送總的節(jié)目的原始的(未受影響的)作品級別的混合，或提供一種容易達(dá)到該混合的方法。這允許最終用戶在選擇作品混合(制作人設(shè)計(jì)該混合的方式)的能力或自己調(diào)節(jié)VRA比率的能力之間進(jìn)行選擇。對于完成這個(gè)目標(biāo)至少有四個(gè)可能性，它們被給出如下。
VRA對藝術(shù)混合(原聲音頻混合)的選擇的實(shí)施例方法1圖20表示在提供VRA調(diào)節(jié)能力以外，用于保持作品混合(如制作人打算的那樣所設(shè)計(jì)的混合)的傳遞給最終用戶的頭兩個(gè)選項(xiàng)。制作人從所有單元都分開的音軌120開始，這些單元形成整個(gè)節(jié)目，把它們組合在一起，以形成單聲道或多聲道節(jié)目122，并被記錄或廣播123到最終用戶。除了作品混合以外，用來創(chuàng)建作品混合的話音(用與121相同的處理進(jìn)行時(shí)間對準(zhǔn)，延時(shí)，和處理124)在整個(gè)記錄和廣播級123中應(yīng)當(dāng)保持與作品混合分開。典型地，信號以具有一定的帶寬的單個(gè)頻率廣播，所以，它常常被表示為單個(gè)信號而作為輸入126，如圖20所示。(即使這被顯示為單個(gè)信號，但多個(gè)信號是被包含在調(diào)制/編碼信號中的)。解碼器/重放設(shè)備125解碼或解調(diào)記錄或發(fā)送，以便除了只有對話的音軌127以外，還提供原始作品混合126，只有對話的音軌127是結(jié)合作品級的混合而制作和記錄的。對話信號傳送經(jīng)過開關(guān)129，它可斷開來自輸出133的對話信號。當(dāng)這個(gè)開關(guān)斷開時(shí)，作品混合是以它的原始形式提供的，以便通過在任何多聲道結(jié)構(gòu)131(該混合原先就是在其中制作的)中的重現(xiàn)硬件133進(jìn)行重放，音量旋鈕128用作對整個(gè)節(jié)目的總的音量控制。然而，當(dāng)開關(guān)129被閉合時(shí)，對話傳送到音量調(diào)節(jié)130并被加到132作品混合中(如果它是多聲道格式，它將典型地被加到中置聲道，或等值地加到左和右聲道)。這允許最終用戶相對于對話的聲級130去調(diào)節(jié)總的節(jié)目128的聲級。如果對話音量旋鈕130調(diào)到最低，則可以重新得到作品混合。如果作品混合中的對話和分開的對話音軌是同時(shí)記錄或廣播的(即，時(shí)間對準(zhǔn))，則在兩個(gè)音軌之間沒有延時(shí)；所以，當(dāng)對話的音量與作品混合一起增加時(shí)，它開始提升通過重現(xiàn)設(shè)備133而聽見的話音對其余音頻比率。通過全部使用引起相同延時(shí)的因素來處理對話信號(諸如交混回響或?yàn)V波)(這種延遲是在作品混合中對話所經(jīng)受的)，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間對準(zhǔn)。這將確保在作品混合中的對話與分開的對話音軌中在時(shí)間上同等地調(diào)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)指出，這個(gè)特定的實(shí)施例不允許達(dá)到比作品混合VRA比率更低的VRA比率。如果這是想要的特性，則下兩個(gè)發(fā)明將完成這個(gè)目標(biāo)。
方法2如以前那樣，假設(shè)作品混合和對話是從廣播或記錄所提供的以及兩個(gè)對話信號(一個(gè)是作品混合和另一個(gè)是純的)在時(shí)間上互相對準(zhǔn)。圖21顯示在對作品混合和對話聲道進(jìn)行解碼后將允許負(fù)的VRA比率(即，用戶降低話音聲級和提升其余音頻聲級，如果想要的話)的另一個(gè)配置。經(jīng)解碼的對話信號135從作品混合121中被減去，得到純的其余音頻137混合。這時(shí)，有可能在組合140以形成總的用戶調(diào)節(jié)的節(jié)目以前，獨(dú)立于對話聲級138調(diào)節(jié)其余音頻聲級139。作品混合可以在開關(guān)141的一個(gè)端子上提供，這個(gè)開關(guān)141在用戶調(diào)節(jié)的混合與作品混合之間交替選擇。這種配置允許把對話信號降低到只留下其余音頻的程度。下一個(gè)發(fā)明通過在編碼處理過程之前記錄作品信息而在可以得到作品級混合的情況下也提供用戶可完全調(diào)節(jié)的VRA比率。
方法3圖22顯示一種制作過程，它發(fā)送有關(guān)節(jié)目是如何被混合的信息，以便確保作品混合是以消費(fèi)者級別提供的，以及提供通用調(diào)節(jié)VRA比率的能力。原始的節(jié)目單元143被混合144，以形成多聲道或單聲道節(jié)目，并不斷試聽直至所有的輸入143的聲級確實(shí)是精確地重現(xiàn)了制作節(jié)目的音頻工程師所確定的聲級。然后作品混合的輸出被設(shè)計(jì)成對話信號本身149、制作人確定的對于對話信號148是合適的聲級、認(rèn)為并非關(guān)鍵對話146的所有的組合的音頻、以及該其余音頻的總的聲級。各個(gè)聲級信息作為中間數(shù)據(jù)以數(shù)字方式編碼150，151到實(shí)際的音頻信號152，153中。帶有它們各自的聲級信息的這些編碼的信號被發(fā)送，廣播，或記錄154。重放設(shè)備配備有解碼器155，它提取音頻信息以及包含原始作品的混合聲級(可能是相對于某些最大數(shù)字化數(shù)值，取決于記錄的分辨率)的頭信息156。其余音頻聲級和對話聲級157則提供給增益調(diào)節(jié)電路158和159，使得在組合162自動(dòng)調(diào)節(jié)的對話和其余音頻時(shí)聲級是正確的并能實(shí)現(xiàn)原始的作品混合。這只是在開關(guān)160和161把頭信息塊156的輸出連接到增益調(diào)節(jié)電路時(shí)才能發(fā)生。如果開關(guān)被投擲在右面位置以連接VRA的用戶混合164，則用戶選擇其余音頻聲級158和對話聲級159。雖然在許多情形下，顯示路徑表示的是單個(gè)信號，但在存在多個(gè)信號，諸如用于空間定位的左，右，左環(huán)繞，右環(huán)繞，和中置聲道的情形下，把每個(gè)信號路徑看作為一個(gè)矢量也屬于本發(fā)明的范圍，它們的聲級都由圖22的其余音頻聲級控制158控制。同樣地，純話音音軌也可以包含多聲道信息，它們可以由控制159調(diào)節(jié)。結(jié)合現(xiàn)有的音頻重現(xiàn)硬件的VRA上面的討論集中于在個(gè)人收聽設(shè)備PLD上向最終用戶提供以電子方式重現(xiàn)媒體(或者是廣播重放，或者是記錄重放)的調(diào)節(jié)VRA的能力，這樣，在同一個(gè)環(huán)境下的各個(gè)收聽者可以同時(shí)享受不同的VRA比率。當(dāng)上述的個(gè)人收聽設(shè)備被擴(kuò)展為包括以下的電子裝置時(shí)將作出進(jìn)一步的發(fā)明
·蜂窩電話·可戴的計(jì)算機(jī)·個(gè)人數(shù)字助理·MP3重放設(shè)備·使用磁貯存媒體來存儲音樂的個(gè)人音頻播放機(jī)這些設(shè)備可被使用于音樂或包含對話和其余音頻(它可能遮蔽對話)的音頻的個(gè)人級別的重放。在前幾節(jié)中討論的實(shí)施例可以應(yīng)用到以上列出的四種設(shè)備，以提供用于音頻回放的VRA調(diào)節(jié)，這些音頻是把對話與其余音頻分別地預(yù)先錄制和制作的，而與編碼的格式無關(guān)。個(gè)人計(jì)算機(jī)上的VRA互聯(lián)網(wǎng)已成為發(fā)布數(shù)字質(zhì)量媒體的流行的聲道。如果消費(fèi)者通過與他們的個(gè)人計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)連接來實(shí)時(shí)地(或延時(shí)地)接收音樂、電影、或其他音頻，則他們可以以各種各樣的方法實(shí)施VRA和自動(dòng)VRA特性。加到話音與其余音頻上的增益控制可以全部是通過圖形用戶接口驅(qū)動(dòng)的軟件。話音與其余音頻通過硬件或軟件(取決于個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng))被分開地編碼。通過把幾行源代碼加入到解碼程序中，指示兩個(gè)信號(話音與其余音頻)的每個(gè)信號要被乘以用戶可調(diào)節(jié)的常數(shù)，信號就可以在數(shù)字域中被放大。這些常數(shù)在信號被相加在一起之前由用戶通過軟件用戶接口控制，它允許調(diào)節(jié)這兩個(gè)常數(shù)以便與解碼的話音和其余音頻信號相乘。另外，可以對總的組合后的聲級加上進(jìn)一步的音量調(diào)節(jié)，以允許用戶在重放之前控制節(jié)目的總的音量。替換地。如果希望提供更“用戶友好的”調(diào)節(jié)能力給用戶，則可以提供VRA旋鈕(見對于可能的控制旋鈕實(shí)施方案的方法的討論)，作為在計(jì)算機(jī)揚(yáng)聲器、鍵盤、鼠標(biāo)或監(jiān)視器，PC系統(tǒng)的所有部件上的實(shí)際硬件。如果VRA是做成由硬件(如監(jiān)視器上的旋鈕)提供的而信號解碼是通過軟件實(shí)施的，則需要信號交換協(xié)議來確保通過使用硬件旋鈕進(jìn)行的調(diào)節(jié)被轉(zhuǎn)換成軟件的增益改變和相乘運(yùn)算。圖23顯示用于硬件與軟件接口的一個(gè)可能的選項(xiàng)。與位置和滿刻度電壓166有關(guān)而產(chǎn)生電壓輸出167的硬件旋鈕165的移動(dòng)和位置必須通過A/D 168來采樣，以便把位置信息變換成代表相對于滿刻度166的音量的數(shù)字。這樣的旋鈕的一個(gè)可能的硬件實(shí)施方案是旋轉(zhuǎn)分壓器，它是一個(gè)電位器，一端是滿刻度電壓，另一端是地，而滑動(dòng)片則提供分得的電壓作為旋轉(zhuǎn)位置的函數(shù)。然后A/D的輸出通過控制信號流的軟件169周期地輪詢，以得到用戶所選擇的經(jīng)過數(shù)字化的數(shù)。這些數(shù)(一個(gè)用于話音和一個(gè)用于其余音頻)與各個(gè)信號相乘170，其輸出被相加172，形成總的經(jīng)VRA調(diào)節(jié)的節(jié)目。在個(gè)人計(jì)算機(jī)重放設(shè)備上用于控制VRA的軟件和硬件的使用方面有幾種其他的組合。只用硬件的形式要求將信號解碼并提供作為聲卡的輸出或從PC主板本身輸出，如圖18所示的設(shè)備那樣。這個(gè)實(shí)施方案允許使用硬件增益或衰減實(shí)行兩個(gè)信號的音量調(diào)節(jié)，而不需要圖形用戶接口。每種配置具有它本身的優(yōu)點(diǎn)·全硬件便宜，旋鈕易于得到，以及容易以高的可見度進(jìn)行調(diào)節(jié)·全軟件不需要為了實(shí)施VRA而進(jìn)行硬件更新，調(diào)節(jié)選項(xiàng)和特性有更大的靈活性，GUI控制可以由最終用戶定制·軟件/硬件調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的高的可見度，需要較少的D/A變換器，因?yàn)檩敵龅氖呛投皇瞧溆嘁纛l與對話。個(gè)人計(jì)算機(jī)上的自動(dòng)VRA還應(yīng)當(dāng)指出，雖然個(gè)人計(jì)算機(jī)被看作為個(gè)人收聽設(shè)備，但頭戴式耳機(jī)(還有PLD)常常結(jié)合PC機(jī)使用。所以，PC機(jī)可用作為其他PLD的信號源。討論電視和DVD的先前的實(shí)施例也可包括在PC上的信號源，諸如，帶有連接到它的VRA控制的頭戴電話插頭。另外，雖然注意點(diǎn)只是VRA調(diào)節(jié)，但自動(dòng)VRA保持特性也可以在PC機(jī)上實(shí)施。事實(shí)上，由于對于計(jì)算實(shí)時(shí)信號性質(zhì)所需要的計(jì)算，需要能夠執(zhí)行每秒很大數(shù)目的運(yùn)算的中央處理機(jī)(CPU)或數(shù)字信號處理器(DSP)。所以，VRA的PC實(shí)施方案由于可供使用的計(jì)算能力而能夠易于實(shí)施自動(dòng)VRA特性。在前幾節(jié)中討論的所有的自動(dòng)VRA和用戶控制可以通過使用在前面段落中討論的任何的硬件/軟件接口選項(xiàng)來完成。然而，純硬件實(shí)施方案因所需要的計(jì)算能力和對于連續(xù)限制信號級所需要的實(shí)時(shí)運(yùn)算而很困難。所以，其中或者使用全軟件或者使用硬件控制與軟件數(shù)學(xué)運(yùn)算的組合的實(shí)施方案，對于自動(dòng)VRA實(shí)施方案將是優(yōu)選的。
圖24顯示在多聲道收聽環(huán)境下的用戶。雖然圖24顯示具有5個(gè)揚(yáng)聲器(左，中置，右，左環(huán)繞和右環(huán)繞)的情形，但這樣的環(huán)境可以具有2，3，4，5個(gè)或更多的揚(yáng)聲器。每個(gè)揚(yáng)聲器具有從本身到每個(gè)耳朵的頻率響應(yīng)路徑，產(chǎn)生總共10條路徑。如果驅(qū)動(dòng)這些揚(yáng)聲器的電信號在被組合形成左耳信號和右耳信號之前用這些路徑的估值進(jìn)行濾波，則可以為頭戴式耳機(jī)收聽產(chǎn)生更現(xiàn)實(shí)的聲舞臺。這顯然是想要的結(jié)果，允許個(gè)人體驗(yàn)多聲道環(huán)繞聲感受，而不用購買多聲道放大器/揚(yáng)聲器系統(tǒng)。然而，需要一種發(fā)明來向最終用戶提供結(jié)合多聲道空間處理來調(diào)節(jié)VRA的能力，以便達(dá)到想要的可懂度而同時(shí)通過使用頭戴式耳機(jī)體驗(yàn)環(huán)繞聲舞臺。
多聲道處理的頭戴式耳機(jī)上的VRA和自動(dòng)VRA與杜比頭戴式耳機(jī)結(jié)合使用圖25描述的設(shè)計(jì)假設(shè)對話音軌是在總的音頻節(jié)目以外分開提供的。所以，對于這個(gè)特定的實(shí)施例不會達(dá)到負(fù)的VRA比率。然而，如果兩個(gè)多聲道節(jié)目同時(shí)被解碼(其余音頻與話音)，則通過完全降低或提升其余音頻和/或話音，將可以達(dá)到所有可能的VRA比率。圖25顯示總的多聲道音頻節(jié)目(其余音頻加話音)173，傳送通過總的音量控制174，它最終將用作為其余音頻的控制。在175的空間處理是指現(xiàn)有技術(shù)，其中每個(gè)信號被濾波和/或被延時(shí)，產(chǎn)生想要的多聲道效果。然而，在它們被組合在一起以形成二聲道頭戴式耳機(jī)節(jié)目之前，改變了的對話被加到176適當(dāng)?shù)穆暤?。作為空間處理的組成部分，信息要被保持以確定對話音軌應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在哪個(gè)揚(yáng)聲器，同時(shí)該信息被傳遞到?jīng)Q策步驟178。對于大多數(shù)作品，語音位于中置聲道或同時(shí)在右和左聲道(仿真中置)。對于本說明，假設(shè)對話只被傳送到中置聲道。當(dāng)中置聲道用178表示為對于對話的正確的位置時(shí)，對話處理181為要放置對話的聲道而復(fù)制空間處理信息(濾波，延遲時(shí)間等等)。對話179在被(中置)聲道處理181處理之前首先被調(diào)節(jié)聲級(話音聲級調(diào)節(jié))180，這個(gè)中置聲道處理181是從多聲道空間處理175復(fù)制的。在對話被處理181以后，將要接受對話的揚(yáng)聲器再次被移送到178，然后信號被加到適當(dāng)?shù)穆暤?76。如果話音是指要加在左和右聲道中，則178塊把經(jīng)適當(dāng)處理的話音經(jīng)過176傳遞到這些聲道的每一個(gè)，而不傳遞到任何其他聲道。其余音頻信號可以通過使用174被提升和降低，而對話可以通過使用180被提升和降低，可以提供正的VRA調(diào)節(jié)，因?yàn)樵捯舭ㄔ诳偟墓?jié)目173內(nèi)。然后經(jīng)VRA調(diào)節(jié)的、空間處理過的、多聲道節(jié)目然后被177進(jìn)一步處理(現(xiàn)有技術(shù))，產(chǎn)生二聲道頭戴式耳機(jī)節(jié)目。這個(gè)二聲道節(jié)目要進(jìn)一步調(diào)節(jié)其音量，并被傳遞到頭戴電話揚(yáng)聲器183。作為圖25的元件175和177所討論的現(xiàn)有技術(shù)的最新實(shí)施方案是杜比頭戴式耳機(jī)。以上的VRA發(fā)明設(shè)計(jì)成結(jié)合杜比頭戴式耳機(jī)以及任何其他多聲道處理頭戴式耳機(jī)(從多個(gè)空間聲道得出二個(gè)頭戴式耳機(jī)聲道)一起工作。在“存儲節(jié)目”重放設(shè)備上的VRA非線性電視觀看給觀眾提供重大的優(yōu)點(diǎn)節(jié)目可被記錄和存儲，供以后觀看。最新的技術(shù)，硬盤驅(qū)動(dòng)器電視記錄器，(包括TiVO，Replay，和Microsoft等公司)與傳統(tǒng)的VCR技術(shù)的不同之處在于，記錄方法是非常用戶友好的，可以設(shè)定分開地記錄的聲道，而且重放幾乎是即時(shí)的。將來的電視觀看多半喜歡非實(shí)時(shí)的、非線性的觀看，而不是在本來是不方便的時(shí)間實(shí)時(shí)觀看。所以，重要的是VRA調(diào)節(jié)能力要能夠結(jié)合這些重放設(shè)備而工作。調(diào)節(jié)硬件可作為遙控器、視頻屏幕GUI或在重放機(jī)構(gòu)上的物理硬件的一部分。記錄處理過程只需要記錄在它被發(fā)送時(shí)的所有的信息，包括分開的話音軌道。然后，重放和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將引用與在VRA和自動(dòng)VRA調(diào)節(jié)硬件以前的實(shí)施例中所討論的相同的部件。重新制作當(dāng)前，音頻的制作(用于廣播，電影，音樂等等)可被看作為多步驟的過程，如認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)的圖26所描述的。在制作級別上，存在幾種類型的聲音，它們將被記錄以形成整個(gè)音頻節(jié)目。這些聲音184可被分成幾種類型，包括聲音效果，音樂，話音和其他聲音。典型地，為了了解節(jié)目或音頻的內(nèi)容或歌詞，制作級聲音的話音段被看作為關(guān)鍵的。所有這些聲音首先被分開地記錄185。某些聲音不是通過話筒記錄的，諸如聲音效果，它們常常從預(yù)先錄制的效果音軌組轉(zhuǎn)錄。并不總是必須記錄所有的聲音，以使它們在主聲道同步。非線性記錄和重放允許作品186在幾個(gè)重放/記錄周期過程中把聲音與視頻以及與其他聲音對準(zhǔn)，常常通過使用軟件驅(qū)動(dòng)的記錄和編輯來完成。制作處理過程186把所有的聲音互相同步(并與視頻同步，如果存在的話)，把它們以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌?，以及把它們加到音頻工程師感覺它們應(yīng)該歸屬的環(huán)繞聲道中(如果可用的話)。例如，對于在屏幕上講話的演員常常要把他們的話音放置在最接近于屏幕位置的中置聲道。為了發(fā)送或記錄大量信息，常常需要編碼或壓縮處理188。如果使用模擬記錄和重放的話，情況并不總是這樣，但多聲道數(shù)字重放常常具有某種編碼(用于復(fù)制保護(hù))和/或壓縮(有損或無損)，這取決于記錄媒體或廣播的要求。編碼的和/或壓縮的節(jié)目然后被記錄或廣播189，以及在最終用戶位置處被重放或被接收。從圖26的處理過程可以看到，最終用戶不能將對話聲級相對于其余音頻進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，因?yàn)橹谱魅嗽?86具有完全的控制。一旦混合，幾乎不可能從其余音頻提取話音和把它恢復(fù)到它的原先記錄的質(zhì)量184。
然而，有可能制作人要返回到主節(jié)目85，其中所有記錄的單元是互相分開的，以及分開地得出話音與其余音頻。本發(fā)明集中在提供分開地得到對話與其余音頻和重新記錄它們的手段和能力，這樣，最終用戶可以具有調(diào)節(jié)相對聲級以便適合于他/她的聽覺需要的能力。圖27顯示完成這個(gè)目標(biāo)的一個(gè)可能的方法。作為歸檔的媒體幾乎所有的電影和多音軌音頻節(jié)目的主記錄191是完全分開地存在的。另外，在原始記錄中制作的、有關(guān)每個(gè)軌道的聲級和位置的信息也連同那些主記錄一起存在。這個(gè)信息在兩個(gè)分開的多聲道混合器192(用于所有其余音頻)和193(只用于話音)中用來準(zhǔn)備兩個(gè)分開的多聲道節(jié)目，它可以是如在187中所示的6聲道，也許更多或更少，取決于想要的效果。所以，來自原始記錄過程186的制作信息用來分開地和同時(shí)地產(chǎn)生與其余音頻和話音的完全相同的效果。因此這些多聲道節(jié)目中每個(gè)都可以在192和193的輸出端處被組合，可以從原先的混合形成相同的總的音頻節(jié)目187，雖然它們是完全分開的。這兩個(gè)多聲道節(jié)目的每一個(gè)然后在188中被編碼和/或被壓縮，但完全分開地使用194和195。這兩個(gè)編碼的聲道然后被進(jìn)一步編碼或被復(fù)用196，以產(chǎn)生單個(gè)信號，再被廣播或被記錄197。在重放時(shí)，這個(gè)信號被解碼，形成至少兩個(gè)多聲道信號，它們可通過使用在本文件的先前各節(jié)中討論的硬件和實(shí)施例而進(jìn)行VRA調(diào)節(jié)199。重新控制多聲道音頻到“VRA友好的”形式，重新控制立體聲到“VRA友好的”形式圖27表示用于把話音與其余音頻分開地發(fā)送到最終用戶的最通用的方法，這樣，其余音頻和話音的所有的空間信息在重放期間都被保持。圖28顯示這種情況的對立面，其中不保持空間信息，但最終用戶具有獨(dú)立地調(diào)節(jié)話音對其余音頻聲級的能力。主記錄存在于185和191以及圖28的200。被看作為其余音頻(總的音頻記錄中非話音單元)的所有的分量只由201進(jìn)行聲級混合。這是指，只決定一個(gè)其余音頻分量對于另一個(gè)其余音頻分量的相對影響，但不實(shí)施空間定位，因?yàn)?01的輸出是單個(gè)信號而不是多聲道信號。另外，話音聲級被調(diào)節(jié)202，這樣，當(dāng)不進(jìn)行任何調(diào)節(jié)而被組合時(shí)，話音相對于其余音頻的聲級正好是制作人所希望的。然后調(diào)節(jié)過的話音和調(diào)節(jié)過的其余音頻節(jié)目記錄在立體聲媒體中203，它可包括CD，DVD，模擬磁帶等等，但也可包括立體聲的音頻廣播。這時(shí)，話音與其佘音頻各自分開地保持在左和右或右和左音軌上。應(yīng)當(dāng)指出，需要某些慣例來確保所有的作品能認(rèn)出右或左聲道包含話音，而其余音頻存在于另一個(gè)聲道。這可以根據(jù)來自消費(fèi)者電子制造商的一致意見被選定，但選擇其中任一個(gè)都并不限制本發(fā)明的范圍。立體聲重放設(shè)備204然后將提供兩個(gè)信號作為輸出(左和右)，一個(gè)只具有話音，另一個(gè)只具有其余音頻。為了用VRA調(diào)節(jié)同時(shí)體驗(yàn)整個(gè)節(jié)目，這兩個(gè)信號通過兩個(gè)可變增益放大器205和206傳送，每個(gè)聲級在其中被控制，然后，它們被相加，形成總的節(jié)目。這個(gè)總的節(jié)目然后可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)其聲級207。這個(gè)經(jīng)過完全調(diào)節(jié)的總的節(jié)目然后被分離，如果它要被立體聲系統(tǒng)重放208的話。這種配置的優(yōu)點(diǎn)在于，有可能用今天的消費(fèi)者電子設(shè)備和主記錄來完成VRA媒體的制作和重放。只需要最小量的外加硬件(205，206，207)來享受VRA調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是立體聲聲象將丟失。然而，許多立體聲效果是這樣的細(xì)微，而且重放設(shè)備是這樣的低保真，以致大多數(shù)消費(fèi)者將更加喜愛VRA調(diào)節(jié)，而不是立體聲聲象。
圖27和28上討論的兩個(gè)實(shí)施例代表提供VRA給最終用戶的最復(fù)雜和最簡單的可能性。從以上的技術(shù)說明中的描述可以想像出帶有任何數(shù)目的記錄的、制作的、或重放的聲道的任何實(shí)施例，它并不限于圖27和28所示的兩個(gè)具體的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種電影院系統(tǒng)，它以這樣的方式輸出電影給多個(gè)收聽者中的每個(gè)收聽者，即允許對位于電影院環(huán)境的觀眾中的多個(gè)收聽者進(jìn)行個(gè)性化的音頻音量調(diào)節(jié)，該系統(tǒng)包括視頻設(shè)備，向觀眾顯示電影的視頻部分；揚(yáng)聲器系統(tǒng)，向觀眾發(fā)送電影的相應(yīng)的音頻部分；貯存媒體的一個(gè)或多個(gè)單元，存儲電影的視頻部分，電影的相應(yīng)的音頻部分，笫一音頻信號，它基本上是聲音信號且具有空間信息的一個(gè)或多個(gè)聲道，以及第二音頻信號，它基本上包括除了第一音頻信號的音頻內(nèi)容以外的音頻內(nèi)容和具有空間信息的一個(gè)或多個(gè)聲道；發(fā)射機(jī)，把來自貯存媒體的一個(gè)或多個(gè)單元的第一和第二音頻信號與電影的視頻部分和相應(yīng)的音頻部分同步地發(fā)送到多個(gè)個(gè)人收聽設(shè)備，其中多個(gè)個(gè)人收聽設(shè)備的每個(gè)收聽設(shè)備與在電影院觀眾中的多個(gè)收聽者的每個(gè)收聽者相聯(lián)系，而每個(gè)個(gè)人收聽設(shè)備包括第一接收機(jī)，它與揚(yáng)聲器系統(tǒng)無關(guān)地接收所發(fā)送的第一音頻信號；第二接收機(jī)，它與揚(yáng)聲器系統(tǒng)無關(guān)地接收所發(fā)送的第二音頻信號；第一調(diào)節(jié)設(shè)備，它根據(jù)來自用戶的輸入而調(diào)節(jié)該第一音頻信號；第二調(diào)節(jié)設(shè)備，它根據(jù)來自用戶的輸入而調(diào)節(jié)該第二音頻信號；音頻信號組合設(shè)備，它把第一音頻信號的空間信息聲道與第二音頻信號的相應(yīng)的空間信息聲道組合以產(chǎn)生組合的音頻信號；以及一個(gè)或多個(gè)換能器，它接收組合的音頻信號，把組合的音頻信號變換成聲音，并輸出聲音，使得它們可被在電影院觀眾中、與多個(gè)個(gè)人收聽設(shè)備中每一個(gè)相聯(lián)系的多個(gè)收聽者的每個(gè)收聽者聽見；其中該系統(tǒng)允許多個(gè)收聽者的每個(gè)收聽者能夠獨(dú)立于觀眾中其他的多個(gè)收聽者而調(diào)節(jié)該第一和第二音頻信號。
2.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一音頻信號和第二音頻信號中至少一個(gè)是單聲道的信號。
3.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一音頻信號和第二音頻信號中至少一個(gè)是立體聲信號，該立體聲信號具有左和右空間信息聲道。
4.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一音頻信號和第二音頻信號中至少一個(gè)是環(huán)繞聲信號，該環(huán)繞聲信號具有包括左，中置，右，和一個(gè)或多個(gè)環(huán)繞聲聲道的空間信息聲道。
5.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一音頻信號和第二音頻信號中的至少一個(gè)是多聲道環(huán)繞聲信號，該多聲道環(huán)繞聲信號具有包括左，左中置，中置，右中置，右，和一個(gè)或多個(gè)環(huán)繞聲聲道的空間信息聲道。
6.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一和第二調(diào)節(jié)設(shè)備是音量可控制的有源放大器。
7.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一和第二調(diào)節(jié)設(shè)備是音量可控制的無源衰減器。
8.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一調(diào)節(jié)設(shè)備與第二調(diào)節(jié)設(shè)備被組合成單個(gè)音量控制設(shè)備。
9.如權(quán)利要求8中的系統(tǒng)，其中當(dāng)音量控制設(shè)備向一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，第一音頻信號的音量增加，而第二信號的音量降低，以及當(dāng)音量控制設(shè)備向另一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，第二信號的音量增加，而第一信號的音量降低。
10.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一接收機(jī)接收包括第一音頻信號的第一數(shù)字比特流，以及第二接收機(jī)接收包括第二音頻信號的第二數(shù)字比特流，該系統(tǒng)還包括第一解碼器，它將第一數(shù)字比特流解碼；以及第二解碼器，它將第二數(shù)字比特流解碼。
11.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一接收機(jī)和第二接收機(jī)被集成為單個(gè)接收機(jī)。
12.如權(quán)利要求11中的系統(tǒng)，其中單個(gè)接收機(jī)接收包括第一音頻信號和第二音頻信號的單個(gè)數(shù)字比特流，該系統(tǒng)還包括單個(gè)解碼器，它把單個(gè)數(shù)字比特流解碼。
13.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一和第二接收機(jī)接收無線發(fā)送。
14.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中個(gè)人收聽設(shè)備至少是立體聲頭戴式耳機(jī)，單聲道耳機(jī)，助聽器，和輔助性收聽設(shè)備中的一種。
15.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中個(gè)人收聽設(shè)備是穿戴在身上的接收機(jī)，該穿戴在身上的接收機(jī)提供組合的音頻信號給一個(gè)或多個(gè)電聲換能器。
16.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，還包括波導(dǎo)和放大器中的至少一種，用來增強(qiáng)該組合的音頻信號。
17.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，還包括處理器，它計(jì)算第一音頻信號的音量對第二音頻信號的音量的比率，其中第一調(diào)節(jié)設(shè)備、第二調(diào)節(jié)設(shè)備、和音頻信號組合設(shè)備中的至少一個(gè)自動(dòng)地調(diào)節(jié)和保持第一音頻信號音量對第二音頻信號音量的比率。
18.如權(quán)利要求17中的系統(tǒng)，其中處理器計(jì)算在有限的時(shí)間間隔內(nèi)音頻信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
19.如權(quán)利要求17中的系統(tǒng)，其中該比率被存儲在存儲器中，供音頻信號組合設(shè)備使用。
20.如權(quán)利要求17中的系統(tǒng)，其中第一和第二調(diào)節(jié)設(shè)備由用戶通過圖形用戶接口進(jìn)行控制。
21.如權(quán)利要求17中的系統(tǒng)，其中第一調(diào)節(jié)設(shè)備和第二調(diào)節(jié)設(shè)備被耦合到單個(gè)用戶可控制的音量調(diào)節(jié)設(shè)備，該單個(gè)用戶可控制的音量調(diào)節(jié)設(shè)備用來自始至終地調(diào)節(jié)組合的音頻信號的音量，以使得單個(gè)用戶可控制的音量調(diào)節(jié)設(shè)備按第一方向移動(dòng)時(shí)增加第一音頻信號級的音量和降低第二音頻信號的音量，而按第二方向移動(dòng)時(shí)增加第二音頻信號的音量和降低第一音頻信號的音量。
22.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中電影的相應(yīng)音頻部分是作為第一音頻信號與第二音頻信號而被存儲的。
23.一種計(jì)算機(jī)，包括如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第一和第二調(diào)節(jié)設(shè)備是通過使用計(jì)算機(jī)軟件和硬件中的至少一種而工作的。
24.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中個(gè)人收聽設(shè)備至少是蜂窩電話、無線通信設(shè)備、穿戴在身上的計(jì)算機(jī)，個(gè)人數(shù)據(jù)助理，個(gè)人音頻回放設(shè)備，電視機(jī)和DVD播放機(jī)中的一種。
25.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，還包括第三調(diào)節(jié)設(shè)備，它調(diào)節(jié)組合的音頻信號的音量。
26.如權(quán)利要求25中的系統(tǒng)，其中第三調(diào)節(jié)設(shè)備包括用戶可控制的開關(guān)，它即時(shí)地實(shí)現(xiàn)第一音頻信號與第二音頻信號的原始作品混合。
27.如權(quán)利要求25中的系統(tǒng)，其中第三調(diào)節(jié)設(shè)備包括環(huán)繞聲處理器，它把組合的音頻信號變換成具有預(yù)定數(shù)目的空間信息聲道的音頻信號。
28.如權(quán)利要求27中的系統(tǒng)，其中環(huán)繞聲處理器把具有左，中置，右，右環(huán)繞聲，和左環(huán)繞聲空間信息聲道的組合音頻信號變換成只具有左和右空間信息聲道的信號。
29.如權(quán)利要求1中的系統(tǒng)，其中第二音頻信號包括至少一部分的第一音頻信號。
30.一種操作電影院系統(tǒng)的方法，該電影院系統(tǒng)以這樣的方式輸出電影給多個(gè)收聽者中的每個(gè)收聽者，即允許對位于電影院環(huán)境的觀眾中的多個(gè)收聽者進(jìn)行個(gè)性化的音頻音量調(diào)節(jié)，該方法包括向觀眾顯示電影的視頻部分；通過使用揚(yáng)聲器系統(tǒng)向觀眾輸出電影的相應(yīng)的音頻部分；提供貯存媒體的一個(gè)或多個(gè)單元，它存儲電影的視頻部分，電影的相應(yīng)的音頻部分，第一音頻信號，它基本上是聲音信號且具有空間信息的一個(gè)或多個(gè)聲道，以及第二音頻信號，它包括除了第一音頻信號的音頻內(nèi)容以外的音頻內(nèi)容和具有空間信息的一個(gè)或多個(gè)聲道；把來自貯存媒體的一個(gè)或多個(gè)單元的第一和第二音頻信號與電影的視頻部分和相應(yīng)的音頻部分同步地發(fā)送；通過使用與揚(yáng)聲器系統(tǒng)無關(guān)的多個(gè)個(gè)人收聽設(shè)備來接收發(fā)送的第一和第二音頻信號，其中多個(gè)個(gè)人收聽設(shè)備中的每一個(gè)與在電影院觀眾中的多個(gè)收聽者的每個(gè)收聽者相聯(lián)系，根據(jù)來自用戶的輸入，調(diào)節(jié)第一音頻信號；根據(jù)來自用戶的輸入，調(diào)節(jié)第二音頻信號；組合第一音頻信號的空間信息聲道與第二音頻信號的相應(yīng)的空間信息聲道，產(chǎn)生組合的音頻信號；通過使用一個(gè)或多個(gè)換能器，把組合的音頻信號變換成聲音；以及輸出聲音，使它們可被多個(gè)收聽者中的每個(gè)收聽者聽見；其中該方法允許多個(gè)收聽者中的每個(gè)收聽者都能夠獨(dú)立于其他的多個(gè)收聽者而調(diào)節(jié)第一和第二音頻信號。
31.如權(quán)利要求30中的方法，其中第一音頻信號和第二音頻信號中至少一個(gè)是單聲道的信號。
32.如權(quán)利要求30中的方法，其中第一音頻信號和第二音頻信號中的至少一個(gè)是立體聲信號，該立體聲信號具有左和右空間信息聲道。
33.如權(quán)利要求30中的方法，其中第一音頻信號和第二音頻信號中的至少一個(gè)是環(huán)繞聲信號，該環(huán)繞聲信號具有包括左，中置，右，和一個(gè)或多個(gè)環(huán)繞聲聲道的空間信息聲道。
34.如權(quán)利要求30中的方法，其中第一音頻信號和第二音頻信號中的至少一個(gè)是多聲道環(huán)繞聲信號，該多聲道環(huán)繞聲信號具有包括左，左中置，中置，右中置，右，和一個(gè)或多個(gè)環(huán)繞聲聲道的空間信息聲道。
35.如權(quán)利要求30中的方法，其中調(diào)節(jié)步驟是通過使用音量可控制的有源放大器執(zhí)行的。
36.如權(quán)利要求30中的方法，其中調(diào)節(jié)步驟是通過使用音量可控制的無源衰減器執(zhí)行的。
37.如權(quán)利要求30中的方法，其中調(diào)節(jié)步驟是通過使用單個(gè)音量控制設(shè)備執(zhí)行的。
38.如權(quán)利要求37中的方法，其中當(dāng)音量控制設(shè)備向一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，第一音頻信號的音量增加，而第二信號的音量降低，以及當(dāng)音量控制設(shè)備向另一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，第二信號的音量增加，而第一信號的音量降低。
39.如權(quán)利要求30中的方法，其中接收步驟接收包括第一音頻信號的第一數(shù)字比特流和包括第二音頻信號的第二數(shù)字比特流，該方法還包括將第一數(shù)字比特流解碼；以及將第二數(shù)字比特流解碼。
40.如權(quán)利要求30中的方法，其中接收步驟是通過使用單個(gè)接收機(jī)執(zhí)行的。
41.如權(quán)利要求40中的方法，其中接收步驟接收包括第一音頻信號和第二音頻信號的單個(gè)數(shù)字比特流，該方法還包括把單個(gè)數(shù)字比特流解碼。
42.如權(quán)利要求30中的方法，其中在接收步驟接收的發(fā)送是無線發(fā)送。
43.如權(quán)利要求30中的方法，其中個(gè)人收聽設(shè)備至少是立體聲頭戴式耳機(jī)，單聲道的耳機(jī)，助聽器，和輔助性收聽設(shè)備中的一種。
44.如權(quán)利要求30中的方法，其中個(gè)人收聽設(shè)備是穿戴在身上的接收機(jī)，該穿戴在身上的接收機(jī)提供組合的音頻信號給一個(gè)或多個(gè)電聲換能器。
45.如權(quán)利要求30中的方法，還包括通過使用波導(dǎo)和放大器中的至少一種來增強(qiáng)該組合的音頻信號。
46.如權(quán)利要求30中的方法，還包括計(jì)算第一音頻信號的音量對第二音頻信號的音量的比率；以及自動(dòng)地調(diào)節(jié)和保持第一音頻信號音量對第二音頻信號音量的比率。
47.如權(quán)利要求46中的方法，其中計(jì)算步驟計(jì)算在有限的時(shí)間間隔內(nèi)音頻信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
48.如權(quán)利要求46中的方法，還包括把比率存儲在存儲器中，供音頻信號組合設(shè)備使用。
49.如權(quán)利要求46中的方法，其中調(diào)節(jié)步驟是由用戶通過圖形用戶接口執(zhí)行的。
50.如權(quán)利要求46中的方法，其中調(diào)節(jié)步驟是通過使用單個(gè)用戶可控制的音量調(diào)節(jié)設(shè)備執(zhí)行的，該單個(gè)用戶可控制的音量調(diào)節(jié)設(shè)備用來自始至終地調(diào)節(jié)組合的音頻信號的音量，以使該單個(gè)用戶可控制的音量調(diào)節(jié)設(shè)備按第一方向移動(dòng)時(shí)將增加第一音頻信號級的音量和降低第二音頻信號的音量，而按第二方向移動(dòng)時(shí)將增加第二音頻信號的音量和降低第一音頻信號的音量。
51.如權(quán)利要求30中的方法，其中電影的相應(yīng)音頻部分是作為第一音頻信號與第二音頻信號而被存儲的。
52.如權(quán)利要求30中的方法，其中調(diào)節(jié)步驟是通過使用計(jì)算機(jī)軟件和硬件中的至少一種執(zhí)行的。
53.如權(quán)利要求30中的方法，其中個(gè)人收聽設(shè)備至少是蜂窩電話、無線通信設(shè)備、穿戴在身上的計(jì)算機(jī)，個(gè)人數(shù)據(jù)助理，個(gè)人音頻回放設(shè)備，電視機(jī)和DVD播放機(jī)中的一種。
54.如權(quán)利要求30中的方法，還包括調(diào)節(jié)該組合的音頻信號的音量。
55.如權(quán)利要求54中的方法，其中組合的音頻信號的調(diào)節(jié)包括使用用戶可控制的開關(guān)，它即時(shí)地實(shí)現(xiàn)第一音頻信號與第二音頻信號的原始作品混合。
56.如權(quán)利要求54中的方法，其中組合的音頻信號的調(diào)節(jié)包括把組合的音頻信號變換成具有預(yù)定數(shù)目的空間信息聲道的音頻信號。
57.如權(quán)利要求56中的方法，其中變換步驟把具有左，中置，右，右環(huán)繞聲，和左環(huán)繞聲空間信息聲道的組合的音頻信號變換成只具有左和右空間信息聲道的信號。
58.如權(quán)利要求30中的方法，其中第二音頻信號包括至少一部分的第一音頻信號。
全文摘要
一種用于向多個(gè)用戶提供話音對其余音頻(VRA)的調(diào)節(jié)能力的方法包括在第一解碼器(14)處接收話音信號和其余音頻信號，以及同時(shí)在第二解碼器(15)處接收話音信號和其余音頻信號，其中話音信號和其余音頻信號是分開接收的；并由每個(gè)解碼器分別調(diào)節(jié)被分開地接收的話音信號和其余音頻信號。
文檔編號H03G3/00GK1422467SQ01807567
公開日2003年6月4日 申請日期2001年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月4日
發(fā)明者M·A·沃德富, W·R·紹恩德斯 申請人:聽覺增強(qiáng)有限公司