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一种沉浸式全景声 电子音乐扩散系统

阅读：263发布：2020-05-14

专利汇可以提供一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，包括计算机音频系统A、计算机音频系统B、主混音控制台（组）和扬声器组，实现步骤如下：母带源预备；母带切换与分配；扩散操控界面的选择及接入；VBAP运算程序配置；多声道程序控制；多声道插入预处理与多总线发送预处理；信号输出；母带切换与分配；信号输出；主混音控制；扬声器组布局与连接。电子音乐的母带借助于本发明，能够产生出全新的空间映像组织形态与方式，具有远超家庭常规立体声制式的动态范围性能，具有深刻改变声音空间映像的潜力，计算机程序的辅助保证了声音定位的细节，并能够高效操控和改变多轨道母带的空间声音投射，创立了一种高规格的电子音乐扩散方法。，下面是一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，包括计算机音频系统A、计算机音频系统B、主混音控制台（组）和扬声器组，其特征在于，实现步骤如下：
步骤一：母带源预备；准备好系统所用全部母带文件的格式，并根据具体作品的呈现要求选择特定母带所要应用的计算机音频系统（A或B）；
步骤二：母带切换与分配；计算机音频系统A：根据具体母带的声道数量完成多声道（组）的指派，同时将声道指派的信息发送到VBAP计算模块；
步骤三：扩散操控界面的选择及接入；根据具体作品扩散的实际需求选取相应的硬件操控设备，如通用性控制摇杆、手机无线触控界面、MIDI控制界面等，并将选取的操控界面接入到计算机音频系统A的音频程序环境中；
步骤四：VBAP运算程序配置；根据步骤二中母带分配的情况配置好必要的VBAP程序运算，做好运算的分组，并将运算得到的数值输送到多声道控制模块中；
步骤五：多声道程序控制；利用VBAP运算模块输出的操控信息改变所有声道中振幅的变化；
步骤六：多声道插入预处理与多总线发送预处理；类似于DAW 软件中相应的音频插入及发送功能，在必要的情形下为音频编程环境中的多声道音轨提供处理；
步骤七：系统A 信号输出；计算机音频系统A：通过数字音频接口A将负责自动化扩散操控的计算机所输出的信号接入到混音控制总台（组）中；
步骤八：母带切换与分配；计算机音频系统B：利用该音频系统中的DAW软件完成母带的多声道指派，或者在该阶段不进行额外的声道指派，而将指派过程留到混音控制台（组）中进行，音频的预处理也可以视作品需要而在DAW环境中进行；
步骤九：系统B信号输出；计算机音频系统B：通过数字音频接口B将DAW计算机所输出的信号接入到混音控制总台（组）中；
步骤十：主混音控制；对来自于两个计算机音频系统的多轨音频信号进行汇总，在必要的情况下进行声道指派、音频效果添加，主混音控制台的轨道推子可适用于传统的手动临场扩散操控；
步骤十一：扬声器组布局与连接；按照扬声器组的布局示意及实施说明，并结合具体的场地条件对整个扬声器系统进行安装与配置。
2.根据权利要求1所述的一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，其特征在于，所述计算机音频系统A是方案中自动化声音扩散控制的部分，其中的切换器、母带分配器、VBAP计算程序、多声道控制程序、插入及辅助预处理，均可以通过现有计算机音频编程环境（如MAX等）来实现。
3.根据权利要求1所述的一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，其特征在于，所述VBAP计算模块能够通过在MAX环境中应用VBAP公式来实现，以二维排列的8声道扬声器组为例，假设二维扩声环境中的音箱位于坐标（160，316），声源位置为整数变量（$i1，$i2）则在expr对象中输入由公式转化而来的表达式sqrt(pow(($i1-160)，2)+pow(($i2-316)，2))，即可通过实时输入变量求得声源与该音箱之间的距离，求得距离之后，将距离值域通过scale对象映射至振幅值域（1 0）之间，将scale对象得到的最终振幅值发送值对应输出通道即可。
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4.根据权利要求1所述的一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，其特征在于，对于支持生成二维与三维图像内容，并且支持OSC网络通信协议、Hi控制器等不同控制器接口的计算机音频编程环境，能够对声音扩散的控制过程实现图形化监视，实时显示声源与音箱的相对位置，以及每条输入通道的电平，并且支持使用通用性控制摇杆、手机无线触控界面、MIDI控制界面等来进行实时声音扩散。
5.根据权利要求1所述的一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，其特征在于，所述计算机音频系统B、主混音控制台（组）以及扬声器组均可采用现有的成熟软硬件设备进行组建，其中，计算机音频系统B是以传统的数字音频工作站软件（如Pro Tools）为核心，将作品的母带导入到音频工作站环境中，再通过工作站内部的AUX、BUS发送或者I/O矩阵实现不同母带文件的声道指派，或者选择直接将母带文件输出到次一级混音控制台中进行声道编排和指派，另外，这一计算机音频系统也可以非常简便地利用传统音频工作站软件的强大音频功能，如效果插入与发送等。
6.根据权利要求1所述的一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，其特征在于，所述计算机音频系统A与B输出的多轨数字音频流通过数字音频接口而接入到主混音控制台中，在采用数字控制台的情况下，音频接口可直接以数字方式与数字混音控制台实现连接，同时，根据具体控制台所支持的最大I/O数量，如果单个主混音控制台的输出接口不足以满足系统设计中扬声器组的需要，则需要一台以上的多个主混音控制台组成主混音控制台，当采用模拟主混音控制台时，计算机音频系统所输出的信号需要经由DA转换模块以模拟方式输出到主混音控制台中。
7.根据权利要求1所述的一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，其特征在于，所述扬声器组的核心结构是两种布局不同的8声道环加上前置立体声扬声器组，并补充一定数量的远场扬声器。

说明书全文

一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统

技术领域

[0001] 本发明属于扩声技术领域，特别涉及一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统。

背景技术

[0002] 沉浸式全景声当今并不存在一个全球统一的概念解释以及技术标准，从应用场景、艺术表现等多重角度出发，不同沉浸式全景声系统的设计、研发者对“沉浸”、“全景”存在多种见解，所追求的使用意义和目的也不尽相同，从而带来多种多样的技术形式与工程解决方案，作为一个并未实现标准化的领域，在当前许多沉浸声操控与传递的不同编解码方式与设备系统中，沉浸式全景声可以泛指一部分大众化、消费性的系统制式。

[0003] 与以杜比为代表的大众化沉浸声回放系统相比，电子音乐扩散系统存在明显的差异，首先，电子音乐的扩散系统，其中扩散二字的内涵在于，这种系统一般都是以立体声、4轨、8轨母带为基础，来控制8声道或8声道以上的声道数量，母带与声道的关系并不相等，甚至可能相去甚远，所以，这种声音的扩散系统能够与母带和回放声道数量相等的回放方法相区别，母带是制作完成的经过母带处理的音频，并符合特定的数字音频文件制式及格式，立体声母带也可以理解为两个单声道信号组成的母带，4轨母带可以理解为4轨单声道组成的母带，扩散时需要在调音台上进行pan的运作来分配音箱及声道，声道是指在扩散时，有多少支音箱会参与到扩散当中，也就是有多少支音箱会发声，所以就出现了使用立体声、4轨、8轨母带播放，使用16推子控制16声道、24声道或32声道来进行现场调制的表演形式形式。

[0004] 第二，作为专注于声音，并且强调声音空间属性的艺术形式，电子音乐扩散系统与大众化沉浸声回放系统的应用要求不同，电子音乐扩散系统是以立体声或多轨母带播放为基础，进行多声道的现场空间调制和声音投射，在有限的演出场所中，将每一只回放音箱都视为一个点声源（或将一只音箱视作为一个“演奏员”），将回放音箱固定位置，也就是将“演奏员”固定在声场的各个位置，例如：观众席一层为第一声场，观众头顶为二层为第二声场，空间对角为第三声场，以立体声、4轨、8轨或其它制式的母带作为播放源，将其分配给各只音箱，全景声扩散系统也可以视为一种电子音乐的表演形式，通常的音乐表演，是在舞台上演奏、演唱等形式，而对电子音乐扩散系统的控制需要在台下，这是因为扩散系统的操控者需要从听众的视点出发，实时地、身临其境地对声音的空间运动及变化做出改变和组织，这种新式的表演主要通过对每只音箱或每组音箱的输出音量进行实时分配和调整而实现，在数字计算时代也引入了其他不同的分配与调整技术，另外，每只音箱作为“演奏员”的定位决定了电子音乐扩散系统的所有音箱都需要全频音箱，每个声道都需要具有很高的表现力，由于每个独有的声部内，已经包含了全频段的声音，因此在每一个声部发声的时候，也需要音频的全频段展示，如果电子音乐的回放系统使用5.1、7.1等X.1扩散方式，各卫星箱的频率响应性能可能会带来问题，所以一定要区别电影或5.1、7.1音乐扩散系统与电子音乐扩散系统。

[0005] 第三，电子音乐扩散系统具有在音乐会进行过程中进行即兴表现的要求，在电子音乐扩散系统中，音频信号通过声卡（或调音台本身）分配到调音台的输入端，将音箱与调音台连接，将BUS分配到各个音箱，很多时候会有两只或两只以上音箱编为一组，再将输入信号分配给各支或各组音箱，也就是BUS的分配，使用调音台的推子来控制每支音箱或每组音箱的输出音量大小，也就是俗称的“推推子”，在模拟调音台时代，基本上都是推输出信号的推子，但存在风险，很容易推破，目前使用数字调音台来进行扩散，也就可以推输入信号的推子，在现场演出时这样会更安全，为此，本发明提出一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统。

发明内容

[0006] 为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，能够高效操控和改变多轨道母带的空间声音投射，创立了一种高规格的电子音乐扩散方法。

[0007] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，包括计算机音频系统A、计算机音频系统B、主混音控制台（组）和扬声器组，实现步骤如下：步骤一：母带源预备；准备好系统所用全部母带文件的格式，并根据具体作品的呈现要求选择特定母带所要应用的计算机音频系统（A或B）；
步骤二：母带切换与分配；计算机音频系统A：根据具体母带的声道数量完成多声道（组）的指派，同时将声道指派的信息发送到VBAP计算模块；
步骤三：扩散操控界面的选择及接入；根据具体作品扩散的实际需求选取相应的硬件操控设备，如通用性控制摇杆、手机无线触控界面、MIDI控制界面等，并将选取的操控界面接入到计算机音频系统A的音频程序环境中；
步骤四：VBAP运算程序配置；根据步骤二中母带分配的情况配置好必要的VBAP程序运算，做好运算的分组，并将运算得到的数值输送到多声道控制模块中；
步骤五：多声道程序控制；利用VBAP运算模块输出的操控信息改变所有声道中振幅的变化；
步骤六：多声道插入预处理与多总线发送预处理；类似于DAW 软件中相应的音频插入及发送功能，在必要的情形下为音频编程环境中的多声道音轨提供处理；
步骤七：系统A信号输出；计算机音频系统A：通过数字音频接口A将负责自动化扩散操控的计算机所输出的信号接入到混音控制总台（组）中；
步骤八：母带切换与分配；计算机音频系统B：利用该音频系统中的DAW软件完成母带的多声道指派，或者在该阶段不进行额外的声道指派，而将指派过程留到混音控制台（组）中进行，音频的预处理也可以视作品需要而在DAW环境中进行；
步骤九：系统B信号输出；计算机音频系统B：通过数字音频接口B将DAW计算机所输出的信号接入到混音控制总台（组）中；
步骤十：主混音控制；对来自于两个计算机音频系统的多轨音频信号进行汇总，在必要的情况下进行声道指派、音频效果添加。主混音控制台的轨道推子可适用于传统的手动临场扩散操控；
步骤十一：扬声器组布局与连接；按照扬声器组的布局示意及实施说明，并结合具体的场地条件对整个扬声器系统进行安装与配置。

[0008] 作为本发明的一种优选方式，所述计算机音频系统A是方案中自动化声音扩散控制的部分，其中的切换器、母带分配器、VBAP计算程序、多声道控制程序、插入及辅助预处理，均可以通过现有计算机音频编程环境（如MAX等）来实现。

[0009] 作为本发明的一种优选方式，所述VBAP计算模块能够通过在MAX环境中应用VBAP公式来实现，以二维排列的8声道扬声器组为例，假设二维扩声环境中的音箱位于坐标（160，316），声源位置为整数变量（$i1，$i2）则在expr对象中输入由公式转化而来的表达式sqrt(pow(($i1-160)，2)+pow(($i2-316)，2))，即可通过实时输入变量求得声源与该音箱之间的距离，求得距离之后，将距离值域通过scale对象映射至振幅值域（1 0）之间，将~scale对象得到的最终振幅值发送值对应输出通道即可。

[0010] 作为本发明的一种优选方式，对于支持生成二维与三维图像内容，并且支持OSC网络通信协议、Hi控制器等不同控制器接口的计算机音频编程环境，能够对声音扩散的控制过程实现图形化监视，实时显示声源与音箱的相对位置，以及每条输入通道的电平，并且支持使用通用性控制摇杆、手机无线触控界面、MIDI控制界面等来进行实时声音扩散。

[0011] 作为本发明的一种优选方式，所述计算机音频系统B、主混音控制台（组）以及扬声器组均可采用现有的成熟软硬件设备进行组建，其中，计算机音频系统B是以传统的数字音频工作站软件（如Pro Tools）为核心，将作品的母带导入到音频工作站环境中，再通过工作站内部的AUX、BUS发送或者I/O矩阵实现不同母带文件的声道指派，或者选择直接将母带文件输出到次一级混音控制台中进行声道编排和指派，另外，这一计算机音频系统也可以非常简便地利用传统音频工作站软件的强大音频功能，如效果插入与发送等。

[0012] 作为本发明的一种优选方式，所述计算机音频系统A与B输出的多轨数字音频流通过数字音频接口而接入到主混音控制台中，在采用数字控制台的情况下，音频接口可直接以数字方式与数字混音控制台实现连接，同时，根据具体控制台所支持的最大I/O数量，如果单个主混音控制台的输出接口不足以满足系统设计中扬声器组的需要，则需要一台以上的多个主混音控制台组成主混音控制台，当采用模拟主混音控制台时，计算机音频系统所输出的信号需要经由DA转换模块以模拟方式输出到主混音控制台中。

[0013] 作为本发明的一种优选方式，所述扬声器组的核心结构是两种布局不同的8声道环加上前置立体声扬声器组，并补充一定数量的远场扬声器。

[0014] 本发明的有益效果为：1、本发明一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统能够让电子音乐的母带借助其产生出全新的空间映像组织形态与方式，由于演出现场的扬声器系统，具有远超家庭常规立体声制式的动态范围性能，具有深刻改变声音空间映像的潜力，因此手动的操纵方式可以将这种潜力以一种创造性的表演方式发挥出来。

[0015] 2、本发明一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统采用计算机程序的辅助能够保证声音定位的细节，并能够高效操控和改变多轨道母带的空间声音投射，通过比传统沉浸声回放方式布局更高数量、更多层次、更多功能的声音扩散模块和高规格全景式电子音乐空间投射系统，能够将电子音乐的前卫性与交响性展现的淋漓尽致，带来更多的方向感、全景式的音乐感受，并结合艺术作品的内容及主旨，匹配多媒体视频、表演、新科技等形式，给人带来身临其境的体验，享受淋漓尽致的声音盛宴。

[0016] 3、本发明一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统相对于传统的依靠调音台通道进行的纯手工声音扩散而言，系统中手动声音空间投射与自动程序控制有效结合的方式，既保证了声音空间投射的直观性，同时又具有定位较为精确的优良属性，将两种不同方式的优点整合于单个的整体系统中，其中，手动操作的部分包括传统的混音控制台操控，这是许多作曲家和工程师最为熟悉的传统操作界面。附图说明

[0017] 图1为一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统的工作流程图。

[0018] 图2为一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统的方法流程示意图。

具体实施方式

[0019] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0020] 请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种沉浸式全景声电子音乐扩散系统，包括计算机音频系统A、计算机音频系统B、主混音控制台（组）和扬声器组，实现步骤如下：步骤一：母带源预备；准备好系统所用全部母带文件的格式，并根据具体作品的呈现要求选择特定母带所要应用的计算机音频系统（A或B）；
步骤二：母带切换与分配；计算机音频系统A：根据具体母带的声道数量完成多声道（组）的指派，同时将声道指派的信息发送到VBAP计算模块；
步骤三：扩散操控界面的选择及接入；根据具体作品扩散的实际需求选取相应的硬件操控设备，如通用性控制摇杆、手机无线触控界面、MIDI控制界面等，并将选取的操控界面接入到计算机音频系统A的音频程序环境中；
步骤四：VBAP运算程序配置；根据步骤二中母带分配的情况配置好必要的VBAP程序运算，做好运算的分组，并将运算得到的数值输送到多声道控制模块中；
步骤五：多声道程序控制；利用VBAP运算模块输出的操控信息改变所有声道中振幅的变化；
步骤六：多声道插入预处理与多总线发送预处理；类似于DAW软件中相应的音频插入及发送功能，在必要的情形下为音频编程环境中的多声道音轨提供处理；
步骤七：系统A信号输出；计算机音频系统A：通过数字音频接口A将负责自动化扩散操控的计算机所输出的信号接入到混音控制总台（组）中；
步骤八：母带切换与分配；计算机音频系统B：利用该音频系统中的DAW软件完成母带的多声道指派，或者在该阶段不进行额外的声道指派，而将指派过程留到混音控制台（组）中进行，音频的预处理也可以视作品需要而在DAW环境中进行；
步骤九：系统B信号输出；计算机音频系统B：通过数字音频接口B将DAW计算机所输出的信号接入到混音控制总台（组）中；
步骤十：主混音控制；对来自于两个计算机音频系统的多轨音频信号进行汇总，在必要的情况下进行声道指派、音频效果添加。主混音控制台的轨道推子可适用于传统的手动临场扩散操控；
步骤十一：扬声器组布局与连接；按照扬声器组的布局示意及实施说明，并结合具体的场地条件对整个扬声器系统进行安装与配置。

[0021] 作为本发明的一种优选方式，所述计算机音频系统A是方案中自动化声音扩散控制的部分，其中的切换器、母带分配器、VBAP计算程序、多声道控制程序、插入及辅助预处理，均可以通过现有计算机音频编程环境（如MAX等）来实现。

[0022] 作为本发明的一种优选方式，所述VBAP计算模块能够通过在MAX环境中应用VBAP公式来实现，以二维排列的8声道扬声器组为例，假设二维扩声环境中的音箱位于坐标（160，316），声源位置为整数变量（$i1，$i2）则在expr对象中输入由公式转化而来的表达式sqrt(pow(($i1-160)，2)+pow(($i2-316)，2))，即可通过实时输入变量求得声源与该音箱之间的距离，求得距离之后，将距离值域通过scale对象映射至振幅值域（1 0）之间，将~scale对象得到的最终振幅值发送值对应输出通道即可。

[0023] 作为本发明的一种优选方式，对于支持生成二维与三维图像内容，并且支持OSC网络通信协议、Hi控制器等不同控制器接口的计算机音频编程环境，能够对声音扩散的控制过程实现图形化监视，实时显示声源与音箱的相对位置，以及每条输入通道的电平，并且支持使用通用性控制摇杆、手机无线触控界面、MIDI控制界面等来进行实时声音扩散。

[0024] 作为本发明的一种优选方式，所述计算机音频系统B、主混音控制台（组）以及扬声器组均可采用现有的成熟软硬件设备进行组建，其中，计算机音频系统B是以传统的数字音频工作站软件（如Pro Tools）为核心，将作品的母带导入到音频工作站环境中，再通过工作站内部的AUX、BUS发送或者I/O矩阵实现不同母带文件的声道指派，或者选择直接将母带文件输出到次一级混音控制台中进行声道编排和指派，另外，这一计算机音频系统也可以非常简便地利用传统音频工作站软件的强大音频功能，如效果插入与发送等。

[0025] 作为本发明的一种优选方式，所述计算机音频系统A与B输出的多轨数字音频流通过数字音频接口而接入到主混音控制台中，在采用数字控制台的情况下，音频接口可直接以数字方式与数字混音控制台实现连接，同时，根据具体控制台所支持的最大I/O数量，如果单个主混音控制台的输出接口不足以满足系统设计中扬声器组的需要，则需要一台以上的多个主混音控制台组成主混音控制台，当采用模拟主混音控制台时，计算机音频系统所输出的信号需要经由DA转换模块以模拟方式输出到主混音控制台中。

[0026] 作为本发明的一种优选方式，所述扬声器组的核心结构是两种布局不同的8声道环加上前置立体声扬声器组，并补充一定数量的远场扬声器。

[0027] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0028] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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