CN1751540A - 使用多通道信号控制再生单元的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制包括多个再生元件(3_n)的声场再生单元(2)的方法，其使用多个声音数据输入信号(Sl)，每一个与相对于空间中给定一个点(5)定义的一个预定总的再生方向相关联，其特征在于包括：确定表示元件(3_n)在空间三维的位置的参数；使用这些特性和预定的总再生方向，确定适配滤波器(A)；通过向声音数据输入信号(Sl)施加滤波器确定控制信号；以及提供控制信号以施加到再生元件(3_n)。

Description

使用多通道信号控制再生单元的方法和装置

技术领域

本发明涉及控制包括多个再生元件的声场再生单元的一种方法和装置，其使用多个声音或声学信号，每一个与相对于空间中给定一点定义的一个预定的总的再生方向相关联。

背景技术

这种信号集通常以“多通道信号”表述并对应于称为通道的多个信号，它们彼此平行或多路复用，并且其每一个用于排布在相对于给定点的预定总方向的一个再生元件或一组再生元件。

例如，已知的一种传统的多通道系统名为“5.1 ITU-R BF 775-1”，并包括五个通道，用于放置在相对于收听中心的五个预定总方向的再生元件，这些方向由角度0°，+30°，-30°，+110°和-110°定义。

因而这种排布对应于在中心前端扬声器或扬声器组的排布，在前端右和左侧每侧一个，并在后端右和左侧每侧一个。

由于控制信号每一个都与特定的方向相关联，这些信号向其元件不对应于预定空间配置的再生单元的施加，引起再生的声场实质的变形。

有些系统在通道上结合了延迟装置，以至少部分地补偿再生元件与收听中心之间的距离。然而这些系统不能使再生单元在所考虑的空间中排布。

因而明显的是还没有一种方法和系统，允许使用多通道型信号进行有任何空间配置再生单元的高质量再生。

发明内容

本发明的目的是通过定义一种方法和系统，用于控制其空间配置可为任何类型的再生单元，而克服这一问题。

本发明涉及一种控制包括多个再生元件的声场再生单元的方法，每一个单元与相对于空间中给定一个点定义的一个预定的总再生方向相关联，以获得特定性质的再生声场，这些特性基本上与单元的固有再生特性无关，其特征在于该方法包括：

-确定再生单元的至少空间特性的步骤，允许在至少一个再生单元元件的情形下确定表示其相对于给定的点在空间三维中的位置的参数；

-使用再生单元的至少空间特性和与多个声音数据输入信号相关的预定的总再生方向，确定适配滤波器的步骤；

-通过向多个声音数据输入信号施加适配滤波器，用于确定用于控制再生单元元件的至少一个信号的步骤；

-用于提供至少一个控制信号以施加到再生单元的步骤。

根据其它特性：

-用于确定再生单元的至少空间特性的步骤包括一个获取子步骤，使再生单元的所有或某些特性可被确定；

-用于确定再生单元的至少空间特性的步骤包括一个定标子步骤，使得再生单元的所有或某些特性可被提供；

-在至少一个再生单元的情形下，定标子步骤包括：

-向再生单元的至少一个元件传送特定信号的子步骤；

-获取由至少一个元件响应发出的声波的子步骤；

-用于把获取的信号转换为表示发出的声波的有限个系数的子步骤；

-用于根据表示发出的声波的系数确定元件的空间和/或声音参数的子步骤；

-定标子步骤还包括用于确定在再生单元的至少一个元件的空间三维中至少一维的位置的子步骤；

-定标步骤包括用于确定再生单元的至少一个元件的频率响应的子步骤；

-用于确定适配滤波器的步骤包括：

-用于确定表示滤波器的解码矩阵的子步骤，其允许对由再生单元的空间特性引起的再生中的变化作出补偿；

-用于确定表示与多个输入信号每一数据信号相关联的预定总方向的理想的多通道辐射矩阵的子步骤；以及

-使用解码矩阵及多通道辐射矩阵，确定表示适配滤波器矩阵的子步骤；

-用于确定适配滤波器的步骤包括多个计算子步骤，其提供适配滤波器的空间精确性的极限量级，提供对应于表示声场重构期间空间中所希望的精确性分布的空间窗口的矩阵，以及表示再生单元的辐射的矩阵，用于计算解码矩阵的子步骤使用这些计算子步骤的结果进行；

-用于解码理想的多通道辐射和适配的矩阵与频率无关，用于确定通过施加适配滤波器而控制再生单元元件的至少一个信号的步骤，对应于简单的后跟延迟的线性组合；

-用于确定再生单元特性的步骤允许确定再生单元的声音特性，且该方法包括确定用于这些声音特性的补偿滤波器的一个步骤，用于确定至少一个控制信号的步骤包括施加声音补偿滤波器的子步骤；

-用于确定声音特性的步骤适于提供参数，这些参数表示在至少一个元件的情形下其频率响应；

-用于确定至少一个控制信号的步骤包括用于调节增益并施加延迟的子步骤，以便作为它们与给定点的距离的函数时间上与再生元件的波前对准。

本发明涉及一种计算机程序，包括当程序由计算机执行时用于执行该方法步骤的程序代码指令。

本发明还涉及可移动介质，包括至少一个处理器和一个非易失存储器元件，其特征在于，存储器包括一个程序，该程序包括当处理器执行该程序时用于执行该方法步骤的代码指令。

本发明还涉及一种设备，用于控制包括多个再生元件的声场再生单元，该设备包括用于多个声音数据输入信号的输入装置，每一信号与相对于给定点定义的预定的总再生方向相关联，其特征在于还包括：

-用于确定再生单元的至少空间特性的装置，在再生单元的至少一个元件的情形下，其允许确定表示其在空间三维中相对于给定点的位置的参数；

-使用再生单元的至少空间特性，和与多个声音数据输入信号相关联的预定的总再生方向，用于确定适配滤波器的装置；以及

-用于确定至少一个信号的装置，通过向多个声音数据输入信号施加适配滤波器，用于控制再生单元的元件。

根据这一设备的其它特性：

-用于确定再生单元的至少空间特性的装置，包括用于直接获取这些特性的装置；

-其适于与定标装置相关联，允许确定再生单元的至少空间特性；

-定标装置包括用于获取声波的装置，该装置包括四个根据一般四面体形状排布的压力传感器；

-用于确定特性的装置适于确定再生单元的至少一个再生元件的声音特性，该设备包括使用声音特性确定声音补偿滤波器的装置，以及用于确定至少一控制信号的装置，适用于施加声音补偿滤波器；

-用于确定声音特性的装置适于确定再生单元的元件的频率响应。

本发明还涉及一种用于处理音频和视频数据的设备，其包括用于确定多个声音数据输入信号的装置，每一信号与由给定的点定义的预定的总的再生方向相关联，其特征在于还包括用于控制再生单元的一个设备；

-用于确定多个输入信号的装置通过用于读取和解码数字音频和/或视频盘的一个单元形成。

附图说明

在阅读了以下仅以例子的方式并参照附图给出的描述时，将可更好地理解本发明：

图1是一个球面坐标系的表示；

图2是根据本发明的再生系统的图示；

图3是本发明方法的流程图；

图4是在本发明方法中使用的定标装置的图示；

图5是定标步骤详细的流程图；

图6是对于定标步骤实现所使用的传感器的简化表示；

图7是确定适配滤波器步骤的详细流程图；以及

图8和9是用于确定控制信号的装置的图示；以及

图10是适应本发明方法的装置的实施例的图示。

具体实施方式

图1示出一个传统的球面坐标系，以指示文中参照的坐标系。

这一坐标系是具有原点O并包括三个轴线(OX)，(OY)和(OZ)的正交坐标系。

在这一坐标系中，指示的位置x→借助于其球面坐标(r，θ，φ)描述，其中R标记相对于原点O的距离，θ标记垂直面中的方向，φ标记水平面中的方向。

在这种坐标系中，如果p(r，θ，φ，t)所指示的声压在所有的点在每一时刻被定义，其时间付立叶变换指示为p(r，θ，φ，f)，其中f标记频率，则声场是已知的。

本发明基于使用时空函数族，使任何声场的特性能够被描述。

在所述的实施例中，这些函数是称为第一类付立叶-贝塞尔函数，以下它们将被称为付立叶-贝塞尔函数。

在没有声源且没有障碍物的区域中，付立叶-贝塞尔函数是波方程式的解，并构成了产生由位于这一区域之外的声源产生的所有声场的基础。

因而任何三维声场，根据付立叶-贝塞尔逆变换的表达式，由付立叶-贝塞尔函数的一个线性组合表示，立叶-贝塞尔逆变换表示为：

$P(r,\mathrm{\θ},\mathrm{\φ},f)=4\mathrm{\π}\underset{l=0}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=-1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{l,m}\left(f\right)j^l{j}_l\left(\mathrm{kr}\right)y_l^m(\mathrm{\θ},\mathrm{\φ})$

在这方程中，项P_l，m(f)按定义是场p(r，θ，φ，t)的付立叶-贝塞尔系数，k＝2πf/c，c是空气中的声速(340ms^-1)，j_l(kr)是第一类且l阶的球面贝塞尔函数，由 $j_1\left(x\right)=\sqrt{\frac{\mathrm{\π}}{2x}}{j}_{1+1/2}\left(x\right)$ 定义，其中j_v(x)是第一类且v阶的贝塞尔函数，而y_l ^m(θ，φ)是l阶(order)与m项的实球面调和函数，m的范围从-l到l，定义如下：

在这方程中，P_l ^m(x)是按以下定义的相关勒让德函数：

$P_l^m\left(x\right)=\sqrt{\frac{2l+1}{2}}\sqrt{\frac{(l-m)!}{(l+m)!}}{\left({1-x}^2\right)}^{m/2}\frac{d^m}{{\mathrm{dx}}^m}{P}_l\left(x\right)$

P_l(x)表示由以下定义的勒让德多项式：

$P_l\left(x\right)=\frac{1}{2^{l}l!}\frac{d^l}{{\mathrm{dx}}^l}{(x^2-1)}^l$

付立叶-贝塞尔系数在时域中还由对应于系数P_l，m(f)的时间付立叶反变换的系数P_l，m(t)表示。

在一种变形中，本发明的方法基于一些函数操作，这些函数表示为付立叶-贝塞尔函数的可选无限线性组合。

图2示意示出使用本发明的方法的一种再生系统。

这一系统包括控制再生单元2的一个解码器或适配器1，再生单元包括多个元件3₁到3_N，诸如扬声器，反射板或任何其它声源或声源组，它们在收听点4以任何方式排布。称为再生单元中心5的坐标系的原点O，在收听点4任意放置。

空间的，声音的以及电动特性集被认为是再生单元2的固有特性。

适配器1接收多通道型输入信号SI，包括被再生的声音数据，及包括表示再生单元2的至少空间特性的定义信号SL，并特别允许确定参数，这些参数在再生单元2的至少一个元件3_n的情形下，表示其相对于给定点5在空间三维的位置。

在对应于本发明方法的处理操作结束时，为每一个元件或元件组3₁到3_N，适配器1传送特定的控制信号sc₁到sc_N。

图3示意示出根据本发明的方法的主要步骤，该方法与诸如参照图2所述的再生系统一起使用。

该方法包括用于确定工作参数的一个步骤10，适于允许至少确定再生单元2的空间特性。

步骤10包括一个参数获取步骤20和/或定标步骤30，使得再生单元2的特性能够被确定和/或测量。

在所述的实施例中，步骤10还包括一个步骤40，用于确定描述与多通道输入信号SI的各通道相关的预定总方向的参数。

在步骤10结束时，确定至少与每一输入通道相关的各预定总方向相关的数据，以及再生单元2的每一元件或元件3_n组的空间三维位置。

这些数据用于步骤50以确定适配滤波器，以便考虑再生单元2的空间特性，为的是定义使多通道输入信号适配于再生单元2的特定空间配置的滤波器。

步骤10最好还使得对于再生单元2的3₁到3_N的所有或某些元件的声音特性可被确定。

这种情形下，该方法包括步骤60，用于确定声音补偿滤波器，使得元件3₁到3_N的特定声音特性的影响可被补偿。

这样在步骤50并最好在步骤60定义的滤波器，能够存储在一个存储器中，使得只要再生单元2的空间配置和/或多通道输入信号被修改，就要重复步骤10，50和60。

这时该方法包括一个步骤70，用来确定用于再生单元2的控制信号sc₁到sc_N，包括子步骤80，用来向形成多通道输入信号SI的各通道c₁(t)到c_Q(t)施加在步骤50确定的适配滤波器，并最好包括子步骤90，用于施加在步骤60确定的声音补偿滤波器。

这样信号sc₁到sc_N施加到再生单元2的元件3₁到3_n，以便产生由多通道输入信号SI表示的声场，优化适配再生单元2的空间，及最好声音特性。

因而明显的是，由于使用本发明的方法，再生声场的特性基本上与再生单元2的固有再生特性无关，并特别是与其空间配置无关。

现在将更详细地描述本发明方法的主要步骤。

在参数获取步骤20，操纵者或适当的存储器系统能够指定所有或一些计算参数并特别是：

-参数x^→，借助于坐标r_n，θ_n，φ_n以球面坐标系表达并表示相对于收听中心位置的元件3_n的位置；和/或

-参数H_n(f)，表示元件3_n的频率响应。

这一步骤20借助于传统类型的接口实现，诸如微型计算机或任何其它适当的装置。

现在将更详细地说明定标步骤30以及用于实现这一步骤的装置。

图4详细示出定标装置。它们包括一个分解模块91，一个脉冲响应确定模块92，及一个定标参数确定模块93。

定标装置适于连接到声音获取装置100，诸如话筒或任何其它适当的装置，并适于又连接到再生单元2的每一元件3_n，以便对这一元件数据采样。

图5详细示出定标步骤30的实施例，该步骤由上述的定标装置使用并使再生单元2的特性可被测量。

在子步骤32，定标装置传送特定的信号u_n(t)，诸如MLS(最大长度序列)伪随机序列用于元件3_n。获取装置100在子步骤34响应收到信号u_n(t)接收由元件3_n发出的声波，并向分解模块91传送表示收到的波的I信号cp₁(t)到cp_l(t)。

在子步骤36，分解模块91把由获取装置100检测到的信号分解为有限数目的付立叶-贝塞尔系数q_l，m(t)。

例如，获取装置100由位于半径R的四面体的4个顶点的四个压力传感器组成，如参照图6所示。因而4个压力传感器的信号表示为cp₁(t)到cp₄(t)。表示所检测到的声场的系数q_0，0(t)到q_1，1(t)根据以下关系从信号cp₁(t)到cp₄(t)推导：

$Q_{0,0}\left(f\right)=\frac{1}{\sqrt{4\mathrm{\π}}}\frac{{\mathrm{CP}}_1\left(f\right)+{\mathrm{CP}}_2\left(f\right)+{\mathrm{CP}}_3\left(f\right)-{\mathrm{CP}}_4\left(f\right)}{4}$

$Q_{1,-1}\left(f\right)=-\frac{3}{8\sqrt{\mathrm{\π}}}\frac{c}{2\mathrm{\πjRf}}({\mathrm{CP}}_1\left(f\right)-{\mathrm{CP}}_2\left(f\right)+{\mathrm{CP}}_3\left(f\right)-{\mathrm{CP}}_4\left(f\right))$

$Q_{1,0}\left(f\right)=-\frac{3}{8\sqrt{\mathrm{\π}}}\frac{c}{2\mathrm{\πjRf}}({\mathrm{CP}}_1\left(f\right)+{\mathrm{CP}}_2\left(f\right)-{\mathrm{CP}}_3\left(f\right)-{\mathrm{CP}}_4\left(f\right))$

$Q_{1,1}\left(f\right)=-\frac{3}{8\sqrt{\mathrm{\π}}}\frac{c}{2\mathrm{\πjRf}}({\mathrm{CP}}_1\left(f\right)-{\mathrm{CP}}_2\left(f\right)-{\mathrm{CP}}_3\left(f\right)+{\mathrm{CP}}_4\left(f\right))$

在这些关系中CP₁(f)到CP₄(f)是cp₁(t)到cp₄(t)的付立叶变换，而Q_0，0(f)到Q_1，1(f)是q_0，0(t)到q_1，1(t)的付立叶变换。

当这些系数由模块91定义时，它们定址到响应确定模块92。

在子步骤38，响应确定模块92确定脉冲响应hp_l，m(t)，其链接到付立叶-贝塞尔系数q_l，m(t)及传送的信号u_n(t)。确定的方法依赖于传送的特定的信号。所述的实施例使用适用于MLS型信号的方法，诸如相关法。

由响应确定模块92提供的脉冲响应定址到参数确定模块93。

在子步骤39，模块93推导关于再生单元元件的数据。

在所述的实施例中，参数确定模块93基于其响应hp_0，0(t)和声音从元件3_n到获取装置100传播所用时间的测量，借助于估计响应hp_0，0(t)延迟的方法，确定元件3_n与中心5之间的距离r_n。

元件3_n的方向(θ_n，φ_n)通过计算施加到在时刻t所取的响应hp_0，0(t)到hp_1，1(t)的逆球面付立叶变换的最大值推导，这里hp_0，0(t)处于最大值。坐标θ_n和φ_n最好在围绕时刻hp_0，0(t)选择的几个时刻估计，这里hp_0，0(t)处于最大值。坐标θ_n和φ_n的最后确定借助于各估计之间求平均的技术获得。

这样在所述的实施例中，获取装置100能够明确地对源在空间中的方向进行编码。

通过变化，基于在hp_l，m(t)之中可得的其它的响应估计坐标θ_n和φ_n，或在频域中基于对应于响应hp_L，m(t)的付立叶变换的响应HP_l，m(f)对它们进行估计。

步骤30使得参数r_n，θ_n，φ_n可被确定。

在所述的实施例中，模块93基于来自响应确定模块92的响应hp_l，m(t)还提供了每一元件3_n的转移函数H_n(f)。

第一个解决方案在于构成对应于响应hp_0，0(t)部分的选择的响应hp’_0，0(t)，其包含，没有由收听点4引入的反射的非零信号。通过先前开窗口的响应hp’_0，0(t)的付立叶变换推导出频率响应H_n(f)。该窗口可从传统的平滑窗口之中选择，诸如矩形，汉明，汉宁及Blackman窗口。

第二个更复杂的解决方案在于，向模块并最好向通过响应hp_0，0(t)的付立叶变换获得的频率响应HP_0，0(f)的相位施加平滑。对于每一频率f，通过关于f为中心的窗口响应HP_0，0(f)的卷积获得平滑。这一卷积对应于围绕频率f的响应HP_0，0(f)的平均。该窗口可从传统窗口选择，例如矩形，三角形和汉明窗口。该窗口的宽度最好随频率而变化。例如，窗口的宽度可正比于平滑所施加的频率f。与固定的窗口相比，能够随频率变化的窗口允许至少部分地消除高频中的空位(roomeffect)效果，同时避免了在低频截断响应HP_0，0(f)的效果。

对于再生单元2的所有元件3₁到3_N重复子步骤32到39。

通过变化，定标装置包括获取与元件3₁到3_N相关的数据的其它装置，诸如激光位置测量装置，使用通路形成技术处理信号的装置，或任何其它适当的装置。

实现定标步骤30的装置，例如是通过电子卡或计算机程序或任何其它适当的装置构成的。

如上所述，步骤40允许确定描述多通道输入信号的格式的参数，并特别是与每一通道相关联的预定的总方向。

这一步骤40可对应于由操纵者对从一格式列表所作的格式的选择，这些格式每一个与存储在存储器的参数相关联，并还可对应于对通道输入信号进行的自动格式检测。另外，该方法适用于给定多通道信号格式的信号。在另一实施例中，步骤40使用户通过人工获取描述与每一通道相关联的方向的参数，能够规定他自己的格式。

明显的是，形成参数确定步骤10的步骤20，30和40至少允许确定用于在再生单元2的元件3n的空间中定位的参数，以及多通道信号SI的格式。

图7示出用于确定适配滤波器的步骤50的详细流程图。

这一步骤包括多个子步骤，用于计算并确定表示事先确定的参数的矩阵。

这样，在子步骤51中，一个参数L，称为表示在用于确定适配滤波器的步骤50所希望的空间精确性的极限阶数，例如按以下的方式：

-由再生单元2的一对元件形成的最小角度a_min借助于三角法关系自动计算，例如：

$a_{{n1}^{*},{n2}^{*}}=a\cos ({\sin \mathrm{\θ}}_{n1}\sin {\mathrm{\θ}}_{n2}\cos ({\mathrm{\φ}}_{n1}-{\mathrm{\φ}}_{n2})+\cos {\mathrm{\θ}}_{n1}\cos {\mathrm{\θ}}_{n2})$

α_min＝min(α_n1，n2)

在n1≠n2的对(n1，n2)集之中；并且

-然后，作为符合以下关系的最大整数自动确定最大阶数L：

L＜π/α_min

这时用于确定适配滤波器的步骤50包括子步骤52，该子步骤用于确定用来对声场加权的矩阵W。这一矩阵W对应于空间窗口W(r，f)，该窗口表示在空间中场重新构成期间所需的精确性的分布。这种窗口使得能够规定场被正确重构的区域的大小和形状。例如，这可以是中心在再生单元的中心5的球。在所述的实施例中，空间窗口和矩阵W与频率无关。

W是大小为(L+1)²的一个对角矩阵，其包含加权系数W_l，并且其中每一系数数W_l在对角线连续2l+1次。因而矩阵W有以下的形式：

在所述的实施例中，由系数W_l所取的值是一个函数的值，诸如按l估计的大小为2l+1的汉明窗口，使得参数W_l对于从0到L的l确定。

然后步骤50包括一个子步骤53，用于确定表示再生单元的辐射的矩阵M，特别是基于位置参数

辐射的矩阵M使得能够作为其收到的信号的一个函数，推导表示由再生单元的每一元件3_n发射的声场的付立叶-贝塞尔系数。

M是由元素M_l，m，n构成的大小为(L+1)²乘N的一个矩阵，下标l，m标记行l²+l+m，而n标记列n。因而矩阵M有以下形式：

$\left[\begin{array}{cccc}{M}_{\mathrm{0,0,1}}& M_{\mathrm{0,0,2}}& \·\·\·\·\·\·& M_{\mathrm{0,0},N}\\ M_{1,-\mathrm{1,1}}& M_{1,-\mathrm{1,2}}& \·\·\·\·\·\·& M_{1,-1,N}\\ M_{\mathrm{1,0,1}}& M_{\mathrm{1,0,2}}& \·\·\·\·\·\·& M_{\mathrm{1,0},N}\\ M_{\mathrm{1,1,1}}& M_{\mathrm{1,1,2}}& \·\·\·\·\·\·& M_{\mathrm{1,1},N}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ M_{L,-L,1}& M_{L,-L,2}& \·\·\·\·\·\·& M_{L_1-L,N}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ M_{L,\mathrm{0,1}}& M_{L,\mathrm{0,2}}& \·\·\·\·\·\·& M_{L,0,N}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ M_{L,L,1}& M_{L,L,2}& \·\·\·\·\·\·& M_{L,L,N}\end{array}\right]$

在所述的实施例中，元素M_l，m，n基于平面波辐射模型获得，结果是：

$M_{l,m,n}=y_l^m({\mathrm{\θ}}_n,{\mathrm{\φ}}_n)$

这样定义的矩阵M表示再生单元的辐射。具体来说，M表示再生单元的空间配置。

子步骤51到53可顺序地或同时执行。

这时用于确定适配滤波器的步骤50包括一子步骤54，用于考虑事先确定的再生系统2参数的集合，以便提供表示所谓重构滤波器的解码矩阵D。

矩阵D的元素D_n，l，m对应于重构滤波器，这些矩阵当施加到已知的声场的付立叶-贝塞尔系数P_l，m(f)时，允许确定用于控制再生单元的信号，以便再生这一声场。

因而解码矩阵D是辐射矩阵M的逆。

矩阵D是在涉及补充优化参数的约束下从矩阵M借助于逆向方法获得的。

在所述的实施例中，由于对声场W加权的矩阵，该矩阵特别能够使再生的声场中的空间畸变降低，步骤50适用于进行优化操作。

这一矩阵D根据以下表达式特别从矩阵M提供：

D＝(M^TWM)^-1M^TW

其中M^T是M的共轭转置矩阵。

在所述的实施例中，矩阵M和W与频率无关，于是矩阵D同样与频率无关。矩阵D由所指的元素D_n，l，m按以下方式组织构成：

$\left[\begin{array}{cccccccccc}{D}_{\mathrm{1,0,0}}& D_{\mathrm{1,1},-1}& D_{\mathrm{1,1,0}}& D_{\mathrm{1,1,1}}& \·\·\·& D_{1,L,-L}& \·\·\·& D_{1,L,0}& \·\·\·& D_{1,L,L}\\ D_{\mathrm{2,0,0}}& D_{\mathrm{2,1},-1}& D_{\mathrm{2,1,0}}& D_{\mathrm{2,1,1}}& \·\·\·& D_{2,L,-L}& \·\·\·& D_{2,L,0}& \·\·\·& D_{2,L,L}\\ \·& \·& \·& \·& & \·& & \·& & \·\\ \·& \·& \·& \·& & \·& & \·& & \·\\ \·& \·& \·& \·& & \·& & \·& & \·\\ D_{N,\mathrm{0,0}}& D_{N,1,-1}& D_{N,\mathrm{1,0}}& D_{N,\mathrm{1,1}}& \·\·\·& D_{N,L,-L}& \·\·\·& D_{N,L,0}& \·\·\·& D_{N,L,L}\end{array}\right]$

这样步骤54基于所提供再生单元的任何配置，使能够提供表示所谓重构滤波器并允许声场重构的矩阵D。由于这一矩阵，本发明的方法使得能够考虑再生单元2的配置，并特别地补偿由其特定的空间配置引起的声场的改变。

通过变化，涉及再生单元2的参数可作为频率的函数而变化。

例如，在这种实施例中，矩阵D的每一元素D_n，l，m(f)可通过使N个控制信号每一个，与在每一频率f规定振幅的方向函数D_n(θ，φ，f)相关联而被确定，并最好是与在方向(θ，φ)的平面波的情形下控制信号sc_n所需的相位。

方向性函数D_n(θ，φ，f)意味着使实值或复数值与每一空间方向相关的一个函数，这可选地是一个频率的函数或频率范围。

在所述的实施例中，方向性函数与频率无关并指示为D_n(θ，φ)。

这些方向性函数D_n(θ，φ)可通过规定理想的场与由再生单元再生的同一场之间的特定物理量符合预定规律而被确定。例如，这些量可以是在中心的压力及速度向量的指向。在某些情形下，希望只有三个控制信号应当在再生平面波中是有效的。指示为sc_n1到sc_n3的有效的控制信号是提供其方向最靠近平面波方向(θ，φ)的再生元件的信号。指示为sc_n1到sc_n3的有效的再生元件形成包含平面波的方向(θ，φ)的三角形。这种情形下，与三个有效元件sc_n1到sc_n3相关联的方向性D_n1(θ，φ)到D_n3(θ，φ)的值由以下给出：

$\mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{\Γ}}^{-1}r}{1^T{\mathrm{\Γ}}^{-1}r}$

其中

$\mathrm{\Γ}=\left(\begin{array}{ccc}{\sin \mathrm{\θ}}_{n1}\cos {\mathrm{\φ}}_{n1}& {\sin \mathrm{\θ}}_{n2}{\cos \mathrm{\φ}}_{n2}& {\sin \mathrm{\θ}}_{n3}{\cos \mathrm{\φ}}_{n3}\\ {\sin \mathrm{\θ}}_{n1}{\sin \mathrm{\φ}}_{n1}& {\sin \mathrm{\θ}}_{n2}{\sin \mathrm{\φ}}_{n2}& {\sin \mathrm{\θ}}_{n3}{\sin \mathrm{\φ}}_{n3}\\ {\cos \mathrm{\θ}}_{n1}& {\cos \mathrm{\θ}}_{n2}& {\cos \mathrm{\θ}}_{n3}\end{array}\right)r=\left(\begin{array}{c}\sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\φ}\\ \sin \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\φ}\\ \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right)1=\left(\begin{array}{c}1\\ 1\\ 1\end{array}\right)$

在这一关系中，α对应于包含[D_n1(θ，φ)...D_n3(θ，φ)]的向量，且方向(θ_n1，φ_n1)，(θ_n2，φ_n2)和(θ_n3，φ_n3)分别对应于元件3_n1，3_n2到3_n3的方向。

对应于非有效再生元件的方向性D_n(θ，φ)的值被认为是零。

先前的关系对不同平面波的K个方向(θ_k，φ_k)重复。这样每一个方向性函数D_n(θ，φ)以K个样本的列表的形式提供。每一个样本以一对{((θ_k，φ_k)，D_n(θ_k，φ_k))}的形式提供，其中(θ_k，φ_k)是样本k的方向，并且其中D_n(θ_k，φ_k)是与对于方向(θ_k，φ_k)的控制信号sc_n相关联的方向性函数的值。

对于每一频率f，每一方向性函数的系数D_n，l，m(f)从样本{((θ_k，φ_k)，D_n(θ_k，φ_k))}推导。这些系数通过对角度采样过程求逆获得，这允许基于以球面谐波系数的形式提供的方向性函数从列表{((θ_k，φ_k)，D_n(θ_k，φ_k))}推导样本。本发明可采取不同的形式以控制样本之间的关系。

在其它实施例中，方向性函数直接以付立叶-贝塞尔型的系数D_n，l，m(f)的形式提供。

这样确定的系数D_n，l，m(f)用来形成矩阵D。

然后步骤50包括一个步骤55，由于确定一个理想的多通道辐射矩阵S，其表示与多通道输入信号SI的每一通道相关联的预定的总方向。

矩阵S表示理想的再生单元的辐射，这就是说严格符合多通道格式预定的总方向。矩阵S的每一元素S_l，m，q(f)使得理想地由每一通道c_q(t)再生的声场的付立叶-贝塞尔系数P_l，m(f)能够被推导。

通过使表示用来发射通道c_q(t)的信号的源分布的方向性模式与每一输入通道c_q(t)并最好是对于每一频率f相关联，矩阵S被确定。

源的分布以球面谐波系数S_l，m，q(f)的形式给出。系数S_l，m，q(f)排布在大小为(L+1)²乘Q((L+1)²over Q)的矩阵S中，其中Q是通道数。

在所述的实施例中，格式化步骤使在方向(θ_q，φ_q)指向的平面波源与每一通道c_q(t)相关联，方向(θ_q，φ_q)对应于与多通道输入格式中的通道c_q(t)相关联的方向(θ_q ^c，φ_q ^c)。因而系数S_l，m，q(f)与频率无关。它们指示为S_l，m，q，并通过以下关系获得：

$S_{l,m,q}=y_l^m({\mathrm{\θ}}_q,{\mathrm{\φ}}_q)$

在其它实施例中，理想的辐射矩阵S使平面波源离散的分布与特定的通道相关联，以便模拟扬声器环的效果。这种情形下，系数S_l，m，q通过对每一基本的源的作用相加而获得。

在另一些实施例中，理想的辐射矩阵S使特定的通道c_q(t)与由方向性函数S_q(θ，φ)描述的平面波源连续分布相关联。这种情形下，矩阵S的系数S_l，m，q直接通过方向性函数S_q(θ，φ)的球面付立叶变换获得。在这些实施例中，矩阵S与频率无关。

在其它更复杂的实施例中，矩阵S使产生漫射场的源的分布与特定的通道相关联。这种情形下，矩阵S随频率而变化。这些实施例适用于不同地考虑前和后通道的多通道格式。例如在用于电影院房间中再生的应用中，后通道常常用来重新生成漫射环境。

在其它实施例中，矩阵S使其响应非扁平的声源与特定的通道相关联。例如，如果多通道格式使具有频率响应H^(q)(f)的平面波源与通道c_q(t)相关联，则S_l，m，q(f)随频率变化，通过以下关系并获得：

$S_{l,m,q}\left(f\right)=y_l^m({\mathrm{\θ}}_q,{\mathrm{\φ}}_q)H^{\left(q\right)}$

如果多通道格式使上述类型的源分布的叠置与特定的通道相关联，则辐射矩阵的系数S_l，m，q(f)通过对与每一类型的源分布相关的系数求和而获得。

最后，步骤50包含一个子步骤56，用于确定对应于适配滤波器的空间适配矩阵A，该滤波器被施加到多通道输入信号，以便获得考虑再生单元2的空间配置的最优再生。

空间适配矩阵A从用于成形S和解码D的矩阵借助于以下关系获得：

A＝DS

适配矩阵A允许产生信号sa₁(t)到sa_N(t)，其适配于使用通道c_l(t)到c_Q(t)的再生单元的空间配置。每一元件A_n，q(f)是规定通道c_q(t)对信号sa_n(t)贡献的一个滤波器。由于有适配滤波器A，本发明的方法允许通过具有任何空间配置的再生单元由多通道信号描述的声场最优的再生。

在所述的实施例中，矩阵D和S如同矩阵A那样与频率无关。这种情形下，矩阵A的元素是由A_n，q指示的常数，并且适配的信号sa₁(t)到sa_N(t)的每一个通过输入通道c_l(t)到c_Q(t)简单的线性组合而获得，其中适当地由将在以下将说明的一延迟跟随。

由矩阵A表示的滤波器可以不同的形式和/或不同的滤波方法使用。如果所使用的滤波器直接以频率响应被参数化，则系数A_n，q(f)直接由步骤50提供。用于确定适配滤波器的步骤50最好包括一个转换子步骤57，以便确定用于其它滤波方法的滤波器参数。

例如，滤波组合A_n，q(f)被转换为：

-有限脉冲响应a_n，q(f)，其通过A_n，q(f)的时间付立叶逆变换计算，每一脉冲响应a_n，q(f)被采样，并然后截短为适应每一响应的长度；或者

-递归滤波器的系数，这些滤波器具有从A_n，q(f)以适配方法计算的无限脉冲响应。

在步骤50的末尾，提供适配滤波器的参数A_n，q(f)。

如上所述，步骤60允许确定滤波器，其用于在与诸如频率响应H_n(f)那些声音特性相关的参数，在用于确定参数的步骤10中被确定的情形下，补偿再生单元2元件的声音特性。

由H_n ^(I)(f)指示的这种滤波器使用频率响应H_n(f)的确定，可按传统的方式通过施加滤波器逆向方法进行，诸如直接逆，反卷积方法，Wiener方法等。

作为该实施例的一个功能，补偿只涉及响应的振幅或还涉及振幅与相位。

这一步骤60作为其特定声音特性的函数，允许确定用于再生单元2的每一元件3_n的补偿滤波器。

如以上，这些滤波器可以不同的形式和/或在不同的滤波方法中使用。如果所使用的滤波器直接以频率响应参数化，则响应H_n ^(I)(f)被直接施加。用于确定补偿滤波器的步骤60最好包括一个转换子步骤，以便确定用于其它滤波方法的滤波器参数。

例如，滤波组合H_n ^(I)(f)转换为：

-有限脉冲响应h_n ^(I)(f)，其通过H_n ^(I)(f)的时间付立叶逆变换计算，每一个脉冲响应h_n ^(I)(f)被采样，并然后截短为适合于每一响应的长度；或者

-递归滤波器的系数，其具有使用H_n ^(I)(f)以适配方法计算的无限脉冲响应。

在步骤60的末尾，提供补偿滤波器H_n ^(I)(f)的参数。

现在将更为详细说明用于确定控制信号的步骤70。

这一步骤70包括一个子步骤80，用于向对应于被再生的声场的多通道输入信号SI施加由矩阵A表示的适配滤波器。如上所述，适配滤波器A_n，q(f)结合有再生单元2的参数特性。

在子步骤80，通过向信号SI的通道c_l(t)到c_Q(t)施加适配滤波器A_n，q(f)获得适配的信号sa_l(t)到sa_N(t)。

在所述的实施例中，适配矩阵A与频率无关，且适配系数A_n，q按以下方式施加：

$v_n\left(t\right)=\underset{q=1}{\overset{Q}{\mathrm{\Σ}}}{c}_q\left(t\right)A_{n,q}$

适配继续调节增益及延迟的施加，以便使再生单元2的元件3₁到3_N的波前在时间上相对于最前面的元件对准。适配的信号sa_l(t)到sa_N(t)从信号v_l(t)到v_N(t)根据以下表达式推导：

${\mathrm{sa}}_n\left(t\right)=r_n{v}_n(t-\frac{\max \left(r_n\right)-r_n}{c})$

在其它实施例中，适配矩阵A随频率而变化，且适配滤波器A_n，q(f)按以下方式施加：

$V_n\left(f\right)=\underset{q=1}{\overset{Q}{\mathrm{\Σ}}}{C}_q\left(f\right)A_{n,q}\left(f\right)$

C_q(f)标记通道c_q(t)的时间付立叶变换，而V_n(f)由以下定义：

$V_n\left(f\right)=\frac{{\mathrm{SA}}_n\left(f\right)}{r_n}{e}^{-2\mathrm{\π}{\mathrm{jr}}_{n}f/c}$

其中SA_n(f)是sa_n(t)的时间付立叶变换。

取决于适配滤波器A_n，q(f)的参数的形式，通道c_q(t)由适配滤波器A_n，q(f)的每一滤波可根据通常的滤波方法进行，诸如：

-参数直接就是频率响应，且滤波在频域中进行，例如使用块卷积的常用技术；

-参数直接就是有限脉冲响应a_n，q(t)，且滤波可通过卷积在时域中进行；或者

-参数是无限脉冲响应递归滤波器的系数，且滤波在时域借助于递归关系进行。

子步骤80通过对增益的调节及延迟的施加而终止，以便使再生单元2的元件3₁到3_N的波前相对于最前面的元件在时间上对准。适配的信号sa_l(t)到sa_N(t)从信号v_l(t)到v_N(t)根据以下表达式推导：

${\mathrm{sc}}_n\left(t\right)=r_n{v}_n(t-\frac{\max \left(r_n\right)-r_n}{c})$

图8示出对应于子步骤80的滤波结构，该步骤用于为上述的空间适配施加滤波器。

步骤70最好包括一个子步骤90，用于补偿再生单元的声音特性。每一补偿滤波器H_n ^(I)(f)根据以下关系施加到对应的适配的信号sa_n(t)，以获得元件3_n的控制信号sc_n(t)：

${\mathrm{SC}}_n\left(f\right)={\mathrm{SA}}_n\left(f\right)H_n^{\left(I\right)}\left(f\right)$

其中SC_n(f)是sc_n(t)的时间付立叶变换，而SA_n(f)是sa_n(t)的时间付立叶变换。

声音特性补偿滤波器H_n ^(I)(f)的施加参照图9说明。

与这些滤波器的参数的形式有关，信号sa_n(t)的每一滤波可根据常用的滤波方法进行，例如：

-如果滤波参数是频率响应H_n ^(I)(f)，则滤波可借助于频域中的滤波方法进行，诸如块卷积技术；

-如果滤波参数是脉冲响应h_n ^(I)(t)，则滤波可在时域通过时间卷积进行；

-如果滤波参数是递归关系参数，滤波可在时域中借助于无限脉冲响应递归滤波器进行。

在某些简化的实施例中，本发明的方法不补偿再生单元的元件的特定的声音特性。这种情形下，步骤60以及子步骤90不进行，且适配的信号sa_l(t)到sa_N(t)直接对应于控制信号sc₁到sc_N。

因而通过施加本发明的方法，每一元件3₁到3_N接收特定的控制信号sc₁到sc_N，并发射对优化重构被再生的声场有贡献的声场。元件3₁到3_N集合的同时控制允许对应于多通道输入信号的声场通过再生单元2的优化重构，它们的空间配置可以是所希望的，就是说不对应于固定的配置。

此外，可以设想本发明方法的其它实施例，并特别是在2002年2月28日申请的法国专利申请0202585中所述的技术启示的实施例。

具体来说，用于确定空间适配滤波器的步骤50可考虑许多优化参数，诸如：

-G_n(f)，表示再生单元的元件3_n的规定这一元件工作频带的模板；

-N_l，m，n(f)，表示元件3_n的空间时间响应，其对应于当该元件作为输入收到脉冲信号时，由元件3_n在收听点4产生的声场；

-W(r，f)，对于每一所考虑的频率f描述空间窗口，该窗口表示声场重构约束在空间中的分布，这些约束使得能够规定对重构声场的努力在空间中的分布；

-W_l(f)，以付立叶-贝塞尔系数的形式并对于所考虑的每一频率f，对于声场的重构直接描述约束在空间中分布的空间窗口；

-R(f)，对每一所考虑的频率f表示当窗口为球时空间窗口的半径；

-μ(f)，对每一所考虑的频率f表示对再生单元配置的空间非规律性所需的局部适配能力；

-{(l_k，m_k)}(f)，对每一所考虑的频率f构成其重构被施加的空间时间函数列表；

-L(f)，对每一所考虑的频率f施加滤波器确定的列表顺序；

-RM(f)，对每一所考虑的频率f定义再生单元2元件3_l到3_N的辐射模型。

在用于确定解码矩阵D的子步骤54中可能涉及到全部或某些这些优化参数。这样，如在法国专利申请02 02 585中所述，在用于确定辐射矩阵M的子步骤53中涉及到参数N_l，m，n(f)和RM(f)，在用于确定辐射矩阵W的子步骤52中涉及参数W(r，f)，W_l(f)，R(f)，在确定矩阵F的附加子步骤中涉及参数{(l_k，m_k)}(f)，然后解码矩阵D对于每一频率f在子步骤54中作为矩阵M，W，F和参数G_n(f)及μ(f)的函数确定。

仍然是根据专利申请02 02 585，矩阵D的计算可逐个频率地只考虑对于所考虑的每一频率有效的元素进行。确定矩阵D的方法涉及参数G_n(f)，并允许有不同工作频率带的再生单元的优化开发。

显然，这里所述本发明方法的实现是更为有效率的，并因而比现有的方法，并特别是比在法国专利申请02 02 585中所述的方法，更为快速。

为了使包括Q个通道的多通道信号以L阶空间精确性适配于包括N个元件的再生单元，明显的是本发明的方法需要QxN个适配滤波器，而不是为实现在法国专利申请02 02 585中所述的方法必须的Q(L+1)²+(L+1)²N个滤波器。

例如，“5.1 ITU-R BF 775-1”信号以5阶精确性适配于具有5个扬声器的再生单元需要25个滤波器，而不是360个滤波器。

图10示出使用上述方法的设备的一实施例。

这一设备包括适配器1，由提供多通道信号的单元110形成，诸如称为DVD阅读器的音频-视频盘读取单元112。由单元110提供的多通道信号用于再生单元2的元件。这一信号SI的格式是由适配器1自动识别的，其适于引起描述与信号SI的每一通道相关的参数化的总方向的参数与其对应。

根据本发明，这一适配器1还结合了一个补充计算单元114，以及数据获取装置116。

例如，获取装置116由有遥控的并还有计算机的红外接口形成，并允许用户确定定义再生元件3₁到3_N在空间中的位置的参数。

这些各种参数由计算器114使用，以确定定义适配滤波器的矩阵A。

接下来，计算器114把这些适配滤波器施加到多通道信号SI，以提供用于再生单元2的控制信号sc₁到sc_N。

应当理解的是，实现本发明的装置可采用其它形式，诸如在计算机中使用的软件，或结合定标装置以及用于获取和确定更完整的再生单元的特性的装置的完整装置。

这样，该方法还可以专用于多通道再生系统优化的装置的形式使用，该系统在音频-视频解码器之外并与之相关联。这种情形下，该装置适于接收多通道信号作为输入，并用于提供用于再生单元元件的控制信号。

该装置最好适于连接到对于定标步骤必须的获取装置100，和/或装有允许获取参数的接口，特别是再生单元元件的位置和可选的多通道输入格式。

这种获取装置100可以有线或无线(无线电，红外线)方式连接，并可结合到一个辅助装置，诸如遥控，或可独立。

该方法可通过结合在音频-视频链的元件中的一个装置实现，该元件的任务是处理多通道信号，诸如所谓“环绕”处理器或解码器，结合有多通道解码功能的音频-视频放大器，或还有完整集成的音频-视频链。

本发明的方法还可以电子卡或专用芯片实现。其最好以程序的形式结合在信号处理器(DSP)中。

该方法采用由计算机执行的计算机程序的形式。该程序接收多通道信号作为输入，并提供控制信号用于再生单元，该单元可选地结合在计算机中。

此外，定标装置可使用与上述不同的其它方法产生，诸如由在2002年5月7日申请的法国专利申请0205741中描述的技术启发的方法。

Claims (22)

1.一种用于控制包括多个再生元件(3_n)的声场再生单元(2)的方法，使用多个声音数据输入信号(Sl)，每一个信号与相对于空间中一个给定点(5)定义的一个预定的总再生方向相关联，以获得特定性质的再生声场，这些特性基本上与单元(2)的固有再生特性无关，其特征在于该方法包括：

-确定再生单元(2)的至少空间特性的步骤(10)，允许在至少一个再生单元(2)的元件(3_n)的情形下确定表示其相对于给定的点(5)的三维空间中的位置的参数；

-使用再生单元(2)的至少空间特性和与多个声音数据输入信号(Sl)相关的预定的总再生方向，确定适配滤波器(A)的步骤(50)；

-通过向多个声音数据输入信号(Sl)施加适配滤波器，用于确定用于控制再生单元的元件的至少一个信号的步骤(70)；以及

-用于提供至少一个控制信号以施加到再生元件(3_n)的步骤。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，用于确定再生单元(2)的至少空间特性的步骤(10)包括一个获取子步骤(20)，使再生单元(2)的所有或某些特性可被确定。

3.根据权利要求l或2的方法，其特征在于，用于确定再生单元(2)的至少空间特性的步骤(10)包括一个定标子步骤(30)，使得再生单元(2)的所有或某些特性可被提供。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，在至少一个再生元件(3_n)的情形下，定标子步骤(30)包括：

-子步骤(32)，用于向再生单元(2)的至少一个元件(3_n)传送特定信号(u_n(t))；

-子步骤(34)，用于获取由至少一个元件(3_n)响应而发出的声波；

-子步骤(36)，用于将获取的信号转换为表示发出的声波的有限个系数；以及

-子步骤(39)，用于根据表示发出的声波的系数确定元件(3_n)的空间和/或声音参数。

5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于，定标子步骤(30)还包括一个子步骤，用于确定在再生单元(2)的至少一个元件(3_n)的空间三维中的至少一维的位置。

6.根据权利要求3到5任何之一的方法，其特征在于，定标步骤(30)包括用于确定再生单元(2)的至少一个元件(3_n)的频率响应(H_n(f))的子步骤。

7.根据权利要求1到6任何之一的方法，其特征在于，用于确定适配滤波器的步骤(50)包括：

-子步骤(54)，用于确定表示滤波器的解码矩阵(D)，其允许对由再生单元(2)的空间特性引起的再生的变化作出补偿；

-子步骤(55)，用于确定表示与多个输入信号(Sl)的每一数据信号相关联的预定总方向的理想的多通道辐射矩阵(S)；以及

-子步骤(56)，使用解码矩阵(D)及多通道辐射矩阵(S)，用于确定表示适配滤波器的矩阵(A)。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，用于确定适配滤波器的步骤(50)包括多个计算子步骤(51，52，53)，其允许提供适配滤波器的空间精确性的极限阶数(L)，对应于表示声场重构期间空间中所希望的精确性分布的空间窗口的矩阵(W)，以及表示再生单元(2)的辐射的矩阵(M)，用于计算解码矩阵(D)的子步骤(54)使用这些计算子步骤的结果进行。

9.根据权利要求7或权利要求8的方法，其特征在于，用于解码、理想的多通道辐射(S)和适配(A)的矩阵(D)与频率无关，用于确定通过施加适配滤波器而控制再生单元元件的至少一个信号的步骤(70)，对应于简单的后跟延迟的线性组合。

10.根据权利要求1到9任何之一的方法，其特征在于，用于确定再生单元(2)特性的步骤(10)允许确定再生单元(2)的声音特性，还在于该方法包括一个步骤(60)，用于确定对这些声音特性进行补偿的滤波器，用于确定至少一个控制信号的步骤(70)包括施加声音补偿滤波器的子步骤(90)。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，用于确定声音特性的步骤(10)适于提供参数，这些参数表示在至少一个元件(3_n)的情形下其频率响应(H_n(f))。

12.根据权利要求1到11任何之一的方法，其特征在于，用于确定至少一个控制信号的步骤(70)包括用于调节增益并施加延迟的子步骤，以便作为它们与给定点(5)的距离的函数在时间上与再生元件(3_n)的波前对准。

13.一种计算机程序，其包括程序代码指令，用于当程序由计算机执行时，执行根据权利要求1到12任何之一方法的步骤。

14.一种可移动介质，包括至少一个处理器和一个非易失存储器元件，其特征在于，存储器包括一个程序，该程序包括当处理器执行该程序时，用于执行根据权利要求1到12任何之一方法步骤的代码指令。

15.一种设备，用于控制包括多个再生元件(3_n)的声场再生单元(2)，包括用于多个声音数据输入信号(Sl)的输入装置(112)，每一信号与相对于给定点(5)定义的预定的总再生方向相关联，其特征在于还包括：

-用于确定再生单元(2)的至少空间特性的装置(116)，在再生单元(2)的至少一个元件(3_n)的情形下，其允许确定表示其在空间三维中相对于给定点(5)的位置的参数；

-使用再生单元(2)的至少空间特性和与多个声音数据输入信号(Sl)相关联的预定的总再生方向，用于确定适配滤波器(A)的装置(114)；以及

-用于确定至少一个信号(sc_N)的装置(114)，通过向多个声音数据输入信号(Sl)施加适配滤波器(A)，用于控制再生单元(2)的元件(3_n)。

16.根据权利要求15的设备，其特征在于，用于确定再生单元(2)的至少空间特性的装置包括用于直接获取这些特性的装置(116)。

17.根据权利要求15或权利要求16的设备，其特征在于，其适于与定标装置(91，92，93，100)相关联，允许确定再生单元(2)的至少空间特性。

18.根据权利要求17的设备，其特征在于，定标装置包括用于获取声波的装置(100)，该装置包括四个根据一般四面体形状排布的压力传感器。

19.根据权利要求15到18任何之一的设备，其特征在于，用于确定特性的装置适于确定再生单元(2)的至少一个再生元件(3_n)的声音特性，该设备包括使用声音特性确定声音补偿滤波器的装置，以及用于确定至少一个控制信号的装置，适用于施加声音补偿滤波器。

20.根据权利要求19的设备，其特征在于，用于确定声音特性的装置适于确定再生单元(2)的元件(3_n)的频率响应(H_n(f))。

21.一种用于处理音频和视频数据的设备，包括用于确定多个声音数据输入信号(Sl)的装置(112)，每一信号与由给定的点(5)定义的预定的总再生方向相关联，其特征在于还包括一个设备，用于控制根据权利要求1到19任何之一的再生单元(2)。

22.根据权利要求21的设备，其特征在于，用于确定多个输入信号的装置通过用于读取和解码数字音频和/或视频盘的一个单元(112)形成。

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