麦克风、用于记录声学信号的方法、用于声学信号的再现设备或用于再现声学信号的方法与流程

本发明涉及电声学领域，并且尤其涉及用于记录和再现声学信号的概念。

背景技术：

1、典型地，声学场景利用一组麦克风来记录。每个麦克风输出麦克风信号。对于乐团的音频场景，例如可以使用25个麦克风。那么，声音工程师将25个麦克风输出信号混合成例如标准格式，例如立体声格式，5.1、7.1、7.2或其他对应的格式。在立体声格式中，例如通过声音工程师或自动混合过程产生两个立体声声道。在5.1格式中，混合产生五个声道和一个低音炮声道。与此类似地，例如在7.2格式中，混合实施为七个声道和两个低音炮声道。当应该在再现环境中“渲染”或处理音频场景时，将混合结果施加到电动扬声器上。在立体声再现场景中，存在两个扬声器，其中第一扬声器接收第一立体声声道，并且第二扬声器接收第二立体声声道。在7.2再现格式中，存在例如七个位于预先确定的位置的扬声器并且此外两个可以相对任意放置的低音炮。七个声道被施加到对应的扬声器上，并且两个低音炮声道被施加到对应的低音炮上。

2、在检测音频信号时使用唯一的麦克风装置以及在再现音频信号时使用唯一的扬声器装置典型地忽略声源的真实性质。欧洲专利ep 2692154b1描述一种用于检测和再现音频场景的套件，在所述套件中不仅记录和再现平移，而且也记录和再现旋转并且此外记录和再现振动。因此，声音场景不仅通过唯一的检测信号或唯一的混合信号来再现，而且通过一方面同步记录并且另一方面同步再现的两个检测信号或两个混合信号来再现。借此实现，与标准记录相比，记录音频场景的不同的发射特性并且在再现环境中再现。

3、为此，如在欧洲专利中所示，一组麦克风放置在声学场景与(假想的)礼堂之间，以便检测“传统的”或平移信号，所述信号的特征在于高定向性或高质量。

4、此外，第二组麦克风放置在声学场景的上方或侧面，以便记录具有低质量或低定向性的信号，与平移相反，所述信号应描绘声波的旋转。

5、在再现方面，对应的扬声器放置在典型的标准位置处，所述扬声器中的每个扬声器具有全向设置，以便再现旋转信号，并且具有方向设置，以便再现“传统的”平移声音信号。此外，在标准位置中的每个标准位置处还存在低音炮，或者在任一部位处仅存在唯一的低音炮。

6、欧洲专利ep 2692144 b1公开一种用于一方面再现平移音频信号并且另一方面再现旋转音频信号的扬声器。因此，扬声器一方面具有全向发射设置，并且另一方面具有方向发射设置。

7、欧洲专利ep 2692151 b1公开一种驻极体麦克风，所述驻极体麦克风可以用于记录全向信号或方向信号。

8、欧洲专利ep 3061262 b1公开一种耳机和一种用于制造耳机的方法，所述耳机不仅产生平移声场而且产生旋转声场。

9、意向授权的欧洲专利申请ep 3061266 a0公开一种头戴式耳机和一种用于生产头戴式耳机的方法，所述头戴式耳机构成用于利用第一转换器来产生“传统的”平移声音信号，并且利用垂直于第一转换器设置的第二转换器来产生旋转声场。

10、除了平移声场之外，记录和再现旋转声场引起明显改进的从而高质量的音频信号感知，这几乎得出现场音乐会的印象，尽管音频信号通过扬声器或头戴式耳机或耳机再现。

11、借此实现与原始的声音场景几乎不可区分的声音体验，在所述原始声音场景中，声音不是通过扬声器发出，而是通过乐器或人声发出。这通过如下方式实现：考虑到声音不仅以平移的方式发出，而且以旋转的方式并且必要时以振动的方式发出，从而应对应地记录并且也应对应地再现。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，实现一种用于一方面记录所有声音并且另一方面再现所述所有所记录的声音的改进的构思。

2、所述目的通过根据权利要求1所述的用于记录声学信号的麦克风、根据权利要求15所述的用于声学信号的再现设备、根据权利要求29所述的移动设备、根据权利要求30所述的用于记录声学信号的方法、根据权利要求31所述的用于声学信号的再现的方法或根据权利要求32所述的计算机程序来实现。

3、根据本发明，不仅如在现有技术中那样记录唯一的旋转信号，而且采取检测和再现旋转信号的方向的措施。根据本发明发现，声场的除了平移之外还发生的旋转或存在于空气中的分子的旋转具有方向分量，在所述方向分量的检测和再现的情况下可以获得还更接近原始的自然声音场景的附加的聆听体验。

4、为了所述目的，麦克风包括：第一子麦克风，所述第一子麦克风具有第一膜片对，所述第一膜片对具有彼此相对置地设置的膜片；以及第二子麦克风，所述第二子麦克风具有第二膜片对，所述第二膜片对同样具有彼此相对置的膜片。第一膜片对定向成，使得第一膜片对的膜片可以沿着第一空间轴线偏转，并且第二膜片对设置成，使得第二膜片对的膜片可以沿着第二空间轴线偏转，所述第二空间轴线与第一空间轴线不同。优选地，此外设有具有第三膜片对的第三子麦克风，其中第三膜片对的膜片可以沿着第三空间轴线偏转，所述第三空间轴线与第一空间轴线和第二空间轴线不同，其中空间轴线优选地彼此正交或基本上正交。

5、在优选的实施例中，从麦克风的每个膜片对中导出自身的差分输出信号，其方式为：将两个彼此相对设置的膜片的膜片输出信号彼此组合，更确切地说利用相位关系的改变并且优选地利用两个膜片输出信号中的一个膜片输出信号的反相。借此，为每个空间轴线产生自身的差分信号，所述差分信号再现旋转信号的对应的方向分量或一般而言再现每个空间轴线上的差分信号。

6、具有两个或三个子麦克风的这种麦克风也可以优选地用于不仅产生新型的差分信号，而且也产生经典的分量信号，如所述分量信号例如在ambisonics(高保真度立体声响复制)技术领域中已知的那样。为此，可以将彼此相对置的两个膜片的膜片输出信号彼此相加，以便获得对应的ambisonics分量。此外优选的是，麦克风附加地也检测全向分量，所述全向分量通过自身的全向麦克风获得或通过三个方向分量相加获得。

7、借此，根据本发明的一个优选的实施例，麦克风不仅产生沿x方向、y方向和z方向的三个新型的差分信号，而且也产生已知的一阶ambisonics信号(first-order-ambisonics-signal)或b格式信号的四个分量b(或w)、x、y和z。

8、借此，根据本发明实现，在再现这种信号时的声学质量再次改进。

9、在再现方面优选的是，除了传统信号或共模信号或同模信号之外也再现至少两个和优选地全部三个差分信号或差模信号，更确切地说借助于扬声器系统，所述扬声器系统具有用于再现传统的cm或共模信号的一个或多个扬声器，并且所述扬声器系统还具有第二扬声器或者具有第二扬声器和第三扬声器，以便再现差分信号。在特别优选的实施例中，设有三个差分信号，并且用于再现三个差分信号的第二扬声器装置包括设置在三个不同的空间方向上的总共至少六个转换器，使得在不同的空间方向上记录的差分信号在再现方面在其最初被记录的相同的方向上再现。

10、然而，根据实现方案，可以进行各种简化，以便在一方面耗费与另一方面所实现的音频质量之间做出折衷。

11、在优选的实施例中，麦克风信号的渲染在再现环境中进行，在所述再现环境中，在特定的已知的位置处放置有扬声器。为此，一方面使用传统的平移麦克风信号，所述平移麦克风信号可以由全向分量和参数边信息构成，或所述平移麦克风信号作为完整的b格式信号存在。为了将麦克风信号渲染到各个扬声器上，优选地进行基于矢量的振幅平移(vektor-based-amplitude-panning，vbap)，为了所述基于矢量的振幅平移使用包含在边信息中或由b格式信号推导出的方向信息中的对应的加权因子。

12、优选地，所述加权因子同样用于不仅对传统的平移音频信号进行渲染或“分配”到各个扬声器上。替代于此，所述加权因子也用于将不同的空间轴线上的新型的差分信号加权或“分配”到不同的扬声器上。借此，从在特定的记录位置产生的完整的麦克风信号中可以产生完整的再现，所述麦克风信号由传统的全向分量和三个方向分量和/或具有方向信息的(参数)元数据构成，并且所述麦克风信号附加地具有两个或三个空间轴线的新型的两个或三个差分信号。扬声器位置中的一个扬声器位置处的扬声器包括传统的平移元件，所述平移元件被供应有用于在所述扬声器位置处的所述扬声器的渲染的平移音频信号，并且附加地，对于差分信号中的每个差分信号包括对应于差分信号的空间方向设置的差分信号转换器，所述差分信号转换器例如可以构成为无壳体的双膜片，所述双膜片的发射方向设置在对应的空间轴线或对应的空间方向上。