專利名稱：信號處理裝置和聲像定位設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲像定位設(shè)備，其具有串?dāng)_消除和校正功能，并能在其基礎(chǔ)上形成聲場。
背景技術(shù)：
通常，模擬從虛擬聲源到聽音者耳朵的空間傳播以添加這樣一種音響效果，即所述虛擬聲源以此音響效果被定位(例如，見專利文獻(xiàn)1到3)。
至今已經(jīng)公開了具有串?dāng)_消除功能的聲像定位設(shè)備(例如，見專利文獻(xiàn)1)。從右揚(yáng)聲器到達(dá)左耳或反過來從左揚(yáng)聲器到達(dá)右耳的成分被稱作串?dāng)_，并且用于消除該串?dāng)_的功能被稱作串?dāng)_消除。串?dāng)_消除意為著一種可使左側(cè)耳朵只聽到左側(cè)揚(yáng)聲器的聲音并且右側(cè)耳朵只聽到右側(cè)揚(yáng)聲器的聲音的技術(shù)，以及消除揚(yáng)聲器自身的定位。在該技術(shù)中，模擬了從聲場到聽音者耳朵的空間傳播，并且像這樣在聽音者耳朵的地點(diǎn)來消除串?dāng)_的聲波被處理為將根據(jù)通過逆矩陣的計(jì)算而發(fā)聲的數(shù)字聲源。之后，例如當(dāng)使用前座地型揚(yáng)聲器并使用后頭部模型傳送函數(shù)以將來自后側(cè)的聲像定位或形成自由聲場時(shí)，針對其效果的串?dāng)_消除是必要的。
在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種立體聲音響裝置等，其中通過使用一個(gè)結(jié)果來執(zhí)行串?dāng)_消除或形成聲場，該結(jié)果是通過預(yù)先測量用仿真頭部測得的頭部模型傳送函數(shù)而獲得的。
然而，當(dāng)通過使用頭部模型傳送函數(shù)執(zhí)行串?dāng)_消除或添加后定位時(shí)，只有考慮定位(pin-point)才能使其有效范圍有效，或者其受到個(gè)人差異的不利影響。因此，公開了專利文獻(xiàn)2和3的裝置。
在專利文獻(xiàn)2中，公開了一種聲像定位控制方法，其中，由于考慮不同于聽音者的波峰或下降頻率特性，針對高頻的頭部模型傳送函數(shù)再現(xiàn)波峰或下降，所以當(dāng)實(shí)現(xiàn)聲像定位時(shí)，因不自然音質(zhì)的產(chǎn)生而去除考慮頻率特性的不必要波峰或下降。
此外，專利文獻(xiàn)3公開了一種主要使用耳機(jī)的聲像定位設(shè)備，在該耳機(jī)中在預(yù)定頻率形成波峰或下降以再現(xiàn)頭部傳送函數(shù)。而且，在專利文獻(xiàn)3中，描述了因?yàn)閷τ诼犚粽邅碚f波峰或下降的中心頻率或者半值寬度的最佳值各不相同，所以調(diào)整中心頻率或半值寬度，從而使得每個(gè)聽音者可以最大限度地感受前方和后方的收聽感覺。
JP-A-2001-86599[專利文獻(xiàn)2]JP-A-6-178398[專利文獻(xiàn)3]JP-A-2003-153398然而，如專利文獻(xiàn)2中，當(dāng)高頻的波峰或下降作為不必要部分被移除時(shí)，出現(xiàn)了聲像效果實(shí)際不足的問題。另一方面，當(dāng)波峰或下降如原樣保留時(shí)，出現(xiàn)了音質(zhì)不自然的問題，以及有時(shí)由于個(gè)人差異或偏離假設(shè)將由頭部模型傳送函數(shù)起作用的位置而導(dǎo)致的難以聽到的問題。
而且，如上所述，在專利文獻(xiàn)3中，盡管描述了對中心頻率或半值寬度進(jìn)行調(diào)整從而使每個(gè)聽音者可最大限度地感受到前后的收聽感覺。然而，由于將波峰和下降加到模擬單耳頻譜的擴(kuò)散濾波器，所以在專利文獻(xiàn)3中公開的裝置可以不必描述該頭部傳送函數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種聲像定位設(shè)備，其可以解決音質(zhì)不自然的問題，以及可以解決有時(shí)由于個(gè)人差異或偏離假設(shè)將由頭部模型傳送函數(shù)起作用的位置而導(dǎo)致的難以聽到的問題。
在本發(fā)明中，用于解決上述問題的單元按如下方式構(gòu)成。
(1)本發(fā)明提供一種信號處理裝置，包括被設(shè)置到若干頻率特性的濾波器，在用于將空間傳輸路徑的傳輸特性施加到聲音信號的虛擬特性施加濾波器的該頻率特性中，對存在的中頻和高頻范圍中的下降進(jìn)行平滑處理，該空間傳輸路徑從聲像的虛擬設(shè)置定位延伸到聽音者的耳朵；均衡器，其通過切割所述中頻和高頻范圍的一部分來形成所述下降；以及調(diào)整單元，其至少調(diào)整所述下降的中心頻率。輸入信號通過所述濾波器和均衡器。
優(yōu)選地，該中頻和高頻范圍是從1kHz到20kHz。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于存在于1kHz到20kHz中的下降在虛擬特性施加濾波器的頻率特性中被平滑，所以通過使用該經(jīng)平滑的下降來處理信號。因此，由于通過使用上述平滑而執(zhí)行了信號處理，所以消除了以下因素，即被給定虛擬特性的音質(zhì)不自然或幾乎聽不到聲音。
當(dāng)以這樣的方式刪去了下降時(shí)，聲音定位不夠充分。因此，在本發(fā)明中，新添加一個(gè)下降部分并且可由調(diào)整單元來調(diào)整該下降部分。因此，不僅解決了音質(zhì)不自然的問題，而且可執(zhí)行這種實(shí)現(xiàn)充分聲像定位的信號處理操作以滿足單獨(dú)的頭部傳送函數(shù)或從假設(shè)位置的偏離。
(2)本發(fā)明提供一種聲像定位設(shè)備，包括根據(jù)上述(1)的信號處理裝置；和串?dāng)_消除濾波器，其從通過所述裝置的信號中消除從實(shí)際揚(yáng)聲器位置到聽音者耳朵的空間傳播路徑的傳輸特性。
例如，當(dāng)不使用耳機(jī)而使用座地?fù)P聲器時(shí)，假設(shè)具有(1)中所述結(jié)構(gòu)的濾波器給定的虛擬特性通過所述串?dāng)_消除濾波器。根據(jù)本發(fā)明，在通過所述串?dāng)_消除濾波器的聲像定位設(shè)備中，可實(shí)現(xiàn)(1)的效果。即，在本發(fā)明中，根據(jù)(1)所述的結(jié)構(gòu)，由于可通過調(diào)整單元來調(diào)整下降部分，所以不僅解決了音質(zhì)不自然的問題，而且可充分顯示聲像定位的效果以滿足單獨(dú)的頭部傳送函數(shù)或從假設(shè)位置的偏離。
根據(jù)本發(fā)明，不僅解決了音質(zhì)不自然的問題，而且可實(shí)現(xiàn)充分的聲像定位以滿足單獨(dú)的頭部傳送函數(shù)或從假設(shè)位置的偏離。


通過參考附圖來對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)更加明顯，其中圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的聲像定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖2A和2B示出了用于根據(jù)本實(shí)施例的聲像定位設(shè)備的后方定位附加器131的頭部模型傳送函數(shù)的增益圖；
圖3A到3D示出了與根據(jù)本實(shí)施例的聲像定位設(shè)備的虛擬定位附加器的濾波器相連的濾波器PEQ的操作的概念圖；以及圖4A到4D示出了對根據(jù)本實(shí)施例的聲像定位設(shè)備的虛擬定位附加器的濾波器的調(diào)整方法的示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考圖1來如下描述本實(shí)施例的聲像定位設(shè)備。圖1示出了在對本實(shí)施例的聲像定位設(shè)備再現(xiàn)期間的該設(shè)備的結(jié)構(gòu)。下面將簡要描述聲像定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)概要。即，獲取輸入部分23、21和24的數(shù)字聲音信號，并由DSP 10對該信號進(jìn)行數(shù)字處理。由D/A轉(zhuǎn)換器22將該數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為模擬聲音信號。通過電子音量調(diào)節(jié)器41來調(diào)整聲音音量。通過功率放大器42將模擬聲音信號輸出到Lch揚(yáng)聲器LS和Rch揚(yáng)聲器RS。
而且，將總體描述本實(shí)施例的聲像定位設(shè)備的功能概要。如圖1所示的包括Lch、Rch、Cch、LSch和RSch的5ch的聲音信號被混合，從而在實(shí)際存在的2ch的前揚(yáng)聲器LS和RS中建立一種如在后部實(shí)際出現(xiàn)揚(yáng)聲器LSch和RSch的聲像定位。
另外，下面將簡要描述聲像定位的單元。即，在DSP 10中，通過從后部到人的耳朵使用頭部傳送函數(shù)(下面將詳細(xì)描述)來將后方定位附加器131LD到131RD的音響效果添加到5ch的數(shù)字聲音信號數(shù)據(jù)上。之后，使用為實(shí)現(xiàn)該音響效果的實(shí)際效應(yīng)的串?dāng)_消除(下面將詳細(xì)描述)來處理5ch的聲源并從實(shí)際存在的揚(yáng)聲器LS和RS輸出聲音。
但是以上概要并不限制本發(fā)明，并且可為本發(fā)明提供其他結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在將順序描述該結(jié)構(gòu)。
首先，圖1所示信號輸入部分包括由DIR 23、A/D轉(zhuǎn)換器21和HDMI 24(注冊商標(biāo)，下同)表示的數(shù)字接口(然而，這些組件并非構(gòu)成本實(shí)施例的裝置所必須的，而且還可提供其他輸入系統(tǒng))。全部信號輸入部分都可輸入5ch的數(shù)據(jù)。即，5ch指定了被輸出到Lch(左前方)揚(yáng)聲器、Rch(右前方)揚(yáng)聲器、Cch(中前方)揚(yáng)聲器、LSch(左后方)揚(yáng)聲器和RSch(右后方)揚(yáng)聲器的數(shù)字聲音輸入。Lch指定了在左前方實(shí)際存在的揚(yáng)聲器的輸出。Rch指定了在右前方實(shí)際存在的揚(yáng)聲器的輸出。Cch實(shí)際不存在于本實(shí)施例的裝置中并且是虛擬輸入。如圖1中的DSP 10中所示，在本實(shí)施例的裝置中，數(shù)字聲音輸入或數(shù)據(jù)可被分成Lch和Rch，并被簡單地合成并輸出。另外，可把具有前方距離感的信息附給數(shù)字聲音輸入。LSch和RSch指定了對后方揚(yáng)聲器的聲音輸入。然而，在本實(shí)施例的裝置中，LSch和RSch是虛擬ch，并因此將它們在DSP 10中進(jìn)行信號處理來與Lch和Rch合成。由于觀看和收聽環(huán)境受限制，所以要排列5ch的揚(yáng)聲器。在本實(shí)施例的裝置中，上述頭部模型傳送函數(shù)用來產(chǎn)生輸出的后方音響效果，并用來補(bǔ)償虛擬輸出。
DIR 23可輸入位流的數(shù)字時(shí)間序列聲音數(shù)據(jù)。
A/D轉(zhuǎn)換器21可將例如從麥克風(fēng)輸入的聲音信號之類的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到解碼器14。
HDMI 24(高清晰多媒體接口)共同接收聲音和控制信號。
DSP 10包括后處理DSP 13和解碼器14。DSP 10對從上述輸入部分輸入的數(shù)字時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器22。
D/A轉(zhuǎn)換器22包括一個(gè)可以輸出兩個(gè)系統(tǒng)的S/A轉(zhuǎn)換IC，或包括兩個(gè)D/A轉(zhuǎn)換IC或一個(gè)包括此功能的IC芯片。由DSP 10產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被D/A轉(zhuǎn)換器22轉(zhuǎn)換成模擬信號。該模擬信號通過用來調(diào)整聲音音量的電子音量調(diào)節(jié)器41和功率放大器被揚(yáng)聲器LS和RS轉(zhuǎn)換成聲音。
功率放大器42可以是稱為數(shù)字放大器的功率放大器，其可在D/A轉(zhuǎn)換器中的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為模擬信號之前來放大數(shù)字振幅。
而且，所述聲像定位設(shè)備包括用來控制上述構(gòu)成的控制器32、用來存儲控制器32的控制數(shù)據(jù)的存儲器31和用來指示控制器32的用戶接口33。存儲器31存儲頭部模型傳送函數(shù)來作為從揚(yáng)聲器向著耳朵出現(xiàn)的方向上分別針對兩耳的數(shù)據(jù)表。頭部傳送函數(shù)表示模擬了從預(yù)定方向到耳朵的空間傳播的傳送函數(shù)，并且目前已知這種已形成為數(shù)據(jù)庫的頭部傳送函數(shù)。使用這種頭部傳送函數(shù)，從而可添加好像聽到后方聲音一樣的聲像定位。
現(xiàn)在，參考相同的圖1，將詳細(xì)描述DSP 10。DSP 10包括解碼器14和后處理DSP 13，下面將分別對它們進(jìn)行描述。
解碼器14對從作為上述輸入部分的DIR 23、AD轉(zhuǎn)換器21和HDMI24輸入的數(shù)字時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到后處理DSP13。如上所述，解碼器14本身可將5ch聲音數(shù)據(jù)處理為數(shù)字時(shí)間序列數(shù)據(jù)。即，5ch指定了被輸出到Lch(左前方)揚(yáng)聲器、Rch(右前方)揚(yáng)聲器、Cch(中前方)揚(yáng)聲器、LSch(左后方)揚(yáng)聲器和RSch(右后方)揚(yáng)聲器的數(shù)字聲音輸入。
后處理DSP 13執(zhí)行5ch聲音數(shù)據(jù)的信號處理來將聲音數(shù)據(jù)合成為2ch的數(shù)據(jù)，并輸出虛擬5ch信號。
為了合成如圖1所示的聲音數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例的系統(tǒng)中，首先將Cch分別分成Lch和Rch，并且將加法器135A和135B分別加到Lch和Rch的信號上。而且，當(dāng)如上所述合成聲音數(shù)據(jù)時(shí)，需要實(shí)際上從后方聽到LSch(左后方)和RSch(右后方)，于是提供了后方定位附加器131(包括PEQ 132)和串?dāng)_消除校正電路133。之后如圖1所示，對LSch(左后方)和RSch(右后方)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并添加到Lch和Rch中。
圖1所示的后方定位附加器131產(chǎn)生了好像從后部聽到了聲音一樣的偽效果?，F(xiàn)在，將在下面對產(chǎn)生這種偽效果的方法進(jìn)行描述。下面將在圖3A到3D中描述后方定位附加器131中所包括的PEQ 132。這里，為了便于說明，將后方定位附加器131描述為不含PEQ的組件。而且為了便于說明后方定位附加器131，假設(shè)圖1右側(cè)部分所示的LS后方虛擬揚(yáng)聲器LSV和RS后方虛擬揚(yáng)聲器RSV實(shí)際存在，并且LSch和RSch的聲音本身是從揚(yáng)聲器LSV和RSV產(chǎn)生的。在這樣的假設(shè)下，LSch的聲音通過后方的直接方向102D進(jìn)入左耳M1，并且通過后方穿越方向102C發(fā)送到右耳M2。為了模擬空間傳送，濾波器131 LD和131 LC分別使用路徑102D和102C的頭部模型傳送函數(shù)。以上描述了LSch。為說明的目的，RSch的聲音關(guān)于聽音者面部方向103的直線形成線性對稱(尤其對于位置關(guān)系來說，從前部看去的虛擬揚(yáng)聲器的角度可能不會(huì)線性對稱)，并且具有與上述相同的說明。
圖1所示后方定位附加器131的濾波器功能將如下進(jìn)行概述。
濾波器131 LD使用從LS后方虛擬揚(yáng)聲器LSV到左耳M1的頭部模型傳送函數(shù)。
濾波器131 LC使用從LS后方虛擬揚(yáng)聲器LSV到右耳M2的頭部模型傳送函數(shù)。
濾波器131 RD使用從RS后方虛擬揚(yáng)聲器RSV到右耳M2的頭部模型傳送函數(shù)。
濾波器131 RC使用從RS后方虛擬揚(yáng)聲器RSV到左耳M1的頭部模型傳送函數(shù)。
之后，在后方定位附加器131中，這些濾波器旋繞在LSch和RSch中，從而將后方虛擬揚(yáng)聲器LSV和RSV的音響特性添加這些聲道。
現(xiàn)在，將在下面描述圖1所示的串?dāng)_消除校正電路133。校正電路133的目的是將形成于后方定位附加器131中的頭部模型傳送函數(shù)的特性發(fā)送到兩耳。如果由一個(gè)理想耳機(jī)聽到了LS后方定位計(jì)算部分131L和131R的聲音，則可將該頭部模型傳送函數(shù)的特性發(fā)送到兩耳(然而，由于耳機(jī)所含特性具有許多波峰和下降，所以沒有必要實(shí)現(xiàn)上述目的)。
然而，在使用揚(yáng)聲器的本實(shí)施例的裝置中，由于從前方揚(yáng)聲器RS和LS聽到聲音，所以存在這樣的擔(dān)心，即通過在聲波的空間傳播期間從前方揚(yáng)聲器RS和LS到兩耳的空間傳播而使聲波變形，以至不能充分展現(xiàn)上述LS后方定位附加器的效果。
因此，對從存在于前部的實(shí)際揚(yáng)聲器輸出的聲源進(jìn)行處理，使得LS后方定位計(jì)算部分131L的輸出只假進(jìn)入左耳，并且RS后方定位計(jì)算部分131R的輸出只假進(jìn)入右耳。將在下面完整的描述用來獲得串?dāng)_消除校正電路133的濾波器的濾波因數(shù)的方法。
現(xiàn)在將參考圖2A到4D來描述在圖1的解釋中所描述的后方定位附加器131中所包括的PEQ 132(參數(shù)均衡器)的操作概念。
首先，通過參考圖2A和2B，將詳細(xì)描述后方定位附加器131的濾波器。圖2A和2B是在本實(shí)施例的聲像定位設(shè)備的后方定位附加器131中使用的頭部模型傳送函數(shù)的增益圖。
圖2A示出了當(dāng)假設(shè)方向從圖1所示聽音者面部方向103向左改變115度變到后方并且在水平方向提供揚(yáng)聲器時(shí)來自到左耳方向的頭部模型傳送函數(shù)G1。在圖1的解釋中示出的濾波器131LD中使用該頭部模型傳送函數(shù)。
圖2B示出了同樣地當(dāng)假設(shè)方向從圖1所示聽音者面部方向103向左改變115度變到后方并且在水平方向提供揚(yáng)聲器時(shí)來自到右耳M2方向的頭部模型傳送函數(shù)G2。在圖1的解釋中示出的濾波器131LC中使用該頭部模型傳送函數(shù)。
如圖2A和2B所示，穿越方向的頭部模型傳送函數(shù)G2的增益小于直接方向的傳送函數(shù)G1的增益。估計(jì)該現(xiàn)象是由增益的減小所導(dǎo)致的，而增益的減小是因?yàn)橛蓛啥奈恢貌町惡兔娌康鹊难苌涠鸬膫鞑ゾ嚯x的差異。
為了解釋目的，圖2A和2B中示出的頭部模型傳送函數(shù)G1和G2是相似的，并且關(guān)于聽音者面部方向103(見圖1)線性對稱(位置關(guān)系可以并不表明線性對稱)。因此，在以下描述中，用Lch的頭部模型傳送函數(shù)來進(jìn)行解釋。即，因?yàn)閳D1中所示的濾波器131 LD與濾波器131 RD彼此相似，并且濾波器131 LC與濾波器131 RC彼此相似，所以對Lch的解釋用來解釋濾波器131 RD和濾波器131 RC。
現(xiàn)在，通過參考圖2A和2B，將在下面描述頭部傳送函數(shù)對聽覺的影響。1kHz或更低的頻率[Hz]的頭部傳送函數(shù)被感測作為相位差，并且1kHz到7kHz的頻率[Hz]被感測作為增益和音量感。在1kHz到7kHz的范圍中，頭部傳送函數(shù)很少具有個(gè)體差異。因此，圖2B所示的下降D3幾乎不具有對應(yīng)于個(gè)體差異的關(guān)系。而且，如圖2B所示，在模擬穿越方向中的傳播特性的頭部模型傳送函數(shù)中出現(xiàn)了下降D3，并且其具有很小的增益。然而，根據(jù)本發(fā)明的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了頻率范圍中的下降D3對聲像定位有很大的影響。
另一方面，當(dāng)頭部傳送函數(shù)的頻率不低于7kHz時(shí)，由于每個(gè)人的面部結(jié)構(gòu)各不相同，所以在頭部傳送函數(shù)中，由于通過面部結(jié)構(gòu)造成的聲音的干涉而產(chǎn)生的下降會(huì)根據(jù)個(gè)體的不同而具有各自不同的頻率和結(jié)構(gòu)(見圖2A和2B示出的下降D1和D2)。
如上所述，圖2A和2B示出的后方定位附加器131的頭部模型傳送函數(shù)G1和G2各不相同。特別是位于頭部模型傳送函數(shù)G1和G2的1kHz到20kHz范圍內(nèi)的下降的結(jié)構(gòu)對聲像定位有很大影響。因此，即使當(dāng)根據(jù)使用仿真頭部的測量結(jié)果而形成后方定位附加器131的濾波器時(shí)，該濾波器不能足夠有效的應(yīng)用于具有不同于仿真頭部結(jié)構(gòu)的個(gè)體。而且，有時(shí)下降會(huì)引起個(gè)體聽到聲音而感到疲倦。在本實(shí)施例的裝置中，通過使用下述的在圖1中示出的PEQ 132來執(zhí)行滿足這種個(gè)人差異的調(diào)整。
現(xiàn)在將參考圖3A到3D在下面對本實(shí)施例裝置的PEQ 132(見圖1)進(jìn)行描述。圖3A到3D是PEQ 132的概念圖。盡管在圖1中未清楚地示出，PEQ 132是由兩級串聯(lián)的濾波器組成的。
PEQ 132的第一濾波器是串聯(lián)到后方定位附加器131的濾波器，用以平滑圖2A和2B中示出的后方定位附加器131的下降D1和D2。提供圖3A和3B示出的平滑部分F1、F2和F3，以對圖2A和2B示出的頭部模型傳送函數(shù)G1和G2進(jìn)行處理。具體地說，該平滑部分是用于對1kHz到20kHz頻帶進(jìn)行平滑的濾波器。將該第一濾波器連接到后方定位附加器，以消除聽到聲音導(dǎo)致的疲倦。
圖3B示出了一個(gè)頭部模型傳送函數(shù)，其中圖2B所示G2中的下降D3被嵌入并被平滑。然而，可在該頻帶中使用平坦增益和延遲來形成第一濾波器。
然而，如圖3A和3B所示，當(dāng)移除了下降時(shí)，并不能如專利文獻(xiàn)2那樣將定位正確地固定，并且所謂地，聽音者接受到一種關(guān)于聽覺的不集中的感覺。
因此，在本實(shí)施例的裝置中，如圖3C和3D所示，在PEQ 132中提供第二濾波器以執(zhí)行再次添加下降D4、D5和D6這樣的信號處理。不僅僅是通過恢復(fù)該下降來添加這些下降，而是通過使用圖4A到4D示出的下面進(jìn)行描述中解釋的調(diào)整方法和調(diào)整裝置來進(jìn)行添加。
作為實(shí)際安裝形式，不希望圖1所示的后方定位附加器131與圖3A和3B所描述的用于移除下降的第一濾波器在信號處理期間被分開提供和計(jì)算。對于裝置的計(jì)算和簡化，希望的是預(yù)先將后方定位附加器131與第一濾波器一起計(jì)算，并在裝置從工廠裝運(yùn)時(shí)將它們作為濾波因數(shù)存儲在存儲器31或一個(gè)未圖示的外部存儲裝置中。例如，作為通過使用上述公式描述的后方定位附加器131的濾波因數(shù)，在從工廠裝運(yùn)本實(shí)施例的裝置期間，預(yù)先假定一個(gè)預(yù)定揚(yáng)聲器與聽音者面部方向103(見圖1的右部)的指定角度，從而準(zhǔn)備一個(gè)模式。因此，一個(gè)具有某一頻率特性的濾波器可作為參數(shù)來為作為虛擬特性給定濾波器的頻率特性濾波器而準(zhǔn)備，其中在所述的某一頻率特性中，位于1kHz到10kHz或高于10kHz的下降如圖3A和3B所示的被預(yù)先平滑。
另一方面，圖3C和3D所示的第二濾波器需如下參考圖4A到4D描述的那樣滿足聽音者的需要。因此，該第二濾波器不能在裝置從工廠裝運(yùn)時(shí)被預(yù)先準(zhǔn)備好。作為實(shí)際安裝形式，PEQ 132形成一個(gè)均衡器，其只執(zhí)行這種如圖3C和3D所示的添加下降D4、D5和D6的信號處理。
現(xiàn)在將參考圖4A到4D描述用來調(diào)整如圖3C和3D所示的在本實(shí)施例的裝置中再次添加的下降的方法。圖4A到4D是示出當(dāng)添加下降時(shí)如何對下降進(jìn)行調(diào)整的概念圖。如上所述，當(dāng)僅僅如圖3C和3D所示添加下降時(shí)，沒有滿足個(gè)人差異，因而聽音者會(huì)因聽到該聲音而感到疲倦。因此，在本實(shí)施例的裝置中，提供調(diào)整裝置，從而執(zhí)行為滿足個(gè)人差異而進(jìn)行的調(diào)整。
圖4A是用于調(diào)整下降部分中心頻率的概念圖。如本圖所示，下降D在兩個(gè)箭頭標(biāo)志所示的方向上移動(dòng)，從而具有由虛線示出的形狀來調(diào)整頻率。作為頻率，將其缺省值設(shè)置到圖3A和3B所示的平滑部分F1、F2和F3的頻率(F1和F2位于7kHz到20kHz內(nèi)并且F3位于1kHz到3kHz內(nèi))周圍，從而將下降的頻率上下調(diào)整20％。
圖4B是示出對下降部分的增益的調(diào)整方法的概念圖。如圖所示，下降D在兩個(gè)箭頭標(biāo)志所示的方向上移動(dòng)，從而具有由虛線示出的形狀來調(diào)整下降部分的增益。
圖4C是示出對下降部分的寬度或Q值的調(diào)整方法的概念圖。如圖所示，下降D在兩個(gè)箭頭標(biāo)志所示的方向上移動(dòng)，即，下降的寬度改變從而示出了由虛線示出的形狀來調(diào)整下降部分的形式。Q值是指位于從下降D的頂部上升3dB的位置上的下降形狀的寬度。
圖4D示出了用來執(zhí)行圖4A到4C所示調(diào)整的調(diào)整面板的示例。該調(diào)整面板包括頻率調(diào)整拇指旋鈕51、增益調(diào)整拇指旋鈕52和Q值調(diào)整拇指旋鈕53。這些拇指旋鈕是圓形旋轉(zhuǎn)型拇指旋鈕。聽音者旋轉(zhuǎn)拇指旋鈕使得后方定位附加器131可被旋轉(zhuǎn)到圖4A到4C所示的方向。調(diào)整面板需要六個(gè)調(diào)整裝置或功能以滿足圖1所示PEQ 132的六個(gè)調(diào)整(D3到D6以及虛擬右和虛擬左2ch)。
側(cè)面對稱地排列揚(yáng)聲器以使132 LD等于132 RD并且132 LC等于132 RC，從而可將調(diào)整裝置或功能節(jié)省到三個(gè)。此外，作為節(jié)省調(diào)整的另一種方法，可以考慮一種簡單的結(jié)構(gòu)，其中分別提供圖4D所示的單個(gè)拇指旋鈕51到53，以此將圖3C和3D示出的下降D4、D5和D6的調(diào)整進(jìn)行聯(lián)鎖，從而將裝置或功能節(jié)省或簡化到針對右和左ch的兩個(gè)。
而且，圖4A到4C示出的下降D是由頭部模型傳送函數(shù)引起的，并且認(rèn)為下降D的中心頻率是由面部結(jié)構(gòu)和兩耳的范圍差導(dǎo)致的聲音干涉而引起的。在聽音者面部較窄的情況下，距離差較小，下降的中心頻率較大。因此，將圖4D所示頻率調(diào)整拇指旋鈕51的調(diào)整與下降的調(diào)整進(jìn)行聯(lián)鎖，從而可將調(diào)整裝置或功能簡化到針對右和左ch的兩個(gè)。此外可以不用下降D的中心頻率而用面部寬度來顯示拇指旋鈕。
再次參考圖3C和3D，下面將描述下降D4、D5和D6。
對于下降D4，通過切斷與濾波器相關(guān)的頻率(見圖3A示出的頻率特性)的一部分來形成這個(gè)與下降D1相對應(yīng)的下降，其中所述濾波器用來在F1部分平滑圖2A所示中高頻的下降D1。
對于下降D5，通過切斷與濾波器相關(guān)的頻率(見圖3B示出的頻率特性)的一部分來形成這個(gè)與下降D2相對應(yīng)的下降，其中所述濾波器用來在F2部分平滑圖2B所示中高頻的下降D2。
對于下降D6，通過切斷與濾波器相關(guān)的頻率(見圖3B示出的頻率特性)的一部分來形成這個(gè)與下降D3相對應(yīng)的下降，其中所述濾波器用來在F3部分平滑圖2B所示中高頻的下降D3。不僅僅通過再現(xiàn)與下降D1、D2和D3相同的下降，而且也可以通過參考圖4A到4C所描述的調(diào)整下降的中心頻率、寬度和增益來分別形成這些下降D4、D5和D6。
現(xiàn)在通過再次參考圖1來完整描述用于獲得參考圖1所描述的串?dāng)_消除校正電路133的濾波因數(shù)的方法。
在串?dāng)_消除校正電路133中，使用了頭部模型傳送函數(shù)，其中通過試驗(yàn)來模擬或?qū)嶋H地測量從前揚(yáng)聲器RS和LS到兩耳的空間傳播。如上所述，將頭部模型傳送函數(shù)作為數(shù)據(jù)表存儲在圖1所示的存儲器31中?？刂破?2從存儲在圖1所示存儲器31中的數(shù)據(jù)表中選擇對于(揚(yáng)聲器LS和RS)到(左耳和右耳)的四個(gè)模式適當(dāng)?shù)念^部模型傳送函數(shù)。具體地說，控制器選擇下述函數(shù)并出于方便的緣故按照以下描述確定它們。
用LD(Z)指定路徑(Lch揚(yáng)聲器LS到左耳)的頭部模型傳送函數(shù)。
用LC(Z)指定路徑(Lch揚(yáng)聲器LS到右耳)的頭部模型傳送函數(shù)。
用RC(Z)指定路徑(Rch揚(yáng)聲器RS到左耳)的頭部模型傳送函數(shù)。
用RD(Z)指定路徑(Rch揚(yáng)聲器RS到右耳)的頭部模型傳送函數(shù)。(在離散區(qū)域分別對頭部模型傳送函數(shù)進(jìn)行Z-變換。Z表示延遲。以下省略“(Z)”)。當(dāng)如上定義了頭部模型傳送函數(shù)時(shí)，可通過執(zhí)行下述計(jì)算來獲得Lch直接校正133 LD、Lch穿越校正133 LC、Rch穿越校正133 RC和Rch直接校正133 RD的傳送函數(shù)LD、LC、RC和RD的濾波因數(shù)。
用LD(Z)指定路徑(Lch揚(yáng)聲器LS到左耳)的頭部模型傳送函數(shù)。
用LC(Z)指定路徑(Lch揚(yáng)聲器LS到右耳)的頭部模型傳送函數(shù)。
首先，作為由兩耳聽到的聲音，由于模仿在圖1所示后方部分中的后方虛擬揚(yáng)聲器LSV和RSV的聲場的后方定位計(jì)算部分131L(或131S)的輸出本身被發(fā)送到兩耳，所以需按照如下描述的方式形成聲場。 在此情況下，“”表示當(dāng)通過麥克風(fēng)將左側(cè)聲音轉(zhuǎn)換成電信號時(shí)，左側(cè)聲音等于右側(cè)聲音(下同)。
之后，當(dāng)加法器135C和135D的輸出根據(jù)頭部外圍的音響環(huán)境而通過從前揚(yáng)聲器到兩耳的空間傳播發(fā)生變形，并且通過使用上述頭部模型傳送函數(shù)LD、LC、RC和RD而按照如下所述被發(fā)送時(shí)，可以模擬從后部發(fā)送到兩耳的成分。 因?yàn)榭赏ㄟ^疊加計(jì)算聲音。
因此，可按如下所示表示加法器135C和135D中將被輸出的聲音信號。

由以上解釋了解到，將在圖1所示加法器135C和135D中產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是與上述由公式獲得的后方虛擬揚(yáng)聲器的聲音成分對應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，串?dāng)_消除校正電路133的傳送函數(shù)分別表示如下。
Lch直接校正的傳送函數(shù)由RD/(RD×LD-RC×LC)表示。
Lch穿越校正的傳送函數(shù)由LC/(RD×LD-RC×LC)表示。
Rch穿越校正的傳送函數(shù)由RC/(RD×LD-RC×LC)表示。
Rch直接校正的傳送函數(shù)由LD/(RD×LD-RC×LC)表示。
這里，“×”表示卷積，并且Lch穿越校正133 LC和Rch穿越校正RC卷積的數(shù)據(jù)分別乘以-1，并添加到加法器135C。
穿過圖1所示串?dāng)_消除校正電路133和加法器135C和135D的數(shù)字聲音輸入被添加到加法器135A和135B中的Lch和Rch的數(shù)據(jù)。之后，添加的數(shù)據(jù)作為2ch數(shù)據(jù)被輸出到D/A轉(zhuǎn)換器22并通過電子音量調(diào)節(jié)器41和功率放大器被揚(yáng)聲器LS和RS轉(zhuǎn)換成聲音。
上述圖1所示串?dāng)_消除校正電路的計(jì)算實(shí)際上具有大量時(shí)間延遲的節(jié)拍(tap)，因此有時(shí)計(jì)算可能很困難。因此，作為實(shí)際范圍的近似，從直接方向應(yīng)用穿越方向上的頭部模型傳送函數(shù)的反函數(shù)，以消除穿越方向的影響(例如，見專利文獻(xiàn)1)。
而且，本實(shí)施例的裝置中示出的數(shù)值或者調(diào)整面板5的形式并不限制本發(fā)明，并且可提供其他結(jié)構(gòu)。
盡管針對優(yōu)選實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行例舉和描述，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是可在本發(fā)明技術(shù)的基礎(chǔ)上作出各種變換和修改。顯然這樣的變換和修改都落入所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神、范圍和意圖中。
本申請基于2005年10月11日提交的第2005-296261號日本專利申請，該在先日本專利申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
權(quán)利要求
1.一種信號處理裝置，包括濾波器，其被設(shè)置到若干頻率特性，在用于將空間傳輸路徑的傳輸特性施加到聲音信號的虛擬特性施加濾波器的所述頻率特性中，對存在的中頻和高頻范圍中的下降進(jìn)行平滑處理，所述空間傳輸路徑從聲像的虛擬設(shè)置定位延伸到聽音者的耳朵；均衡器，其通過切割所述中頻和高頻區(qū)的一部分來形成所述下降；以及調(diào)整單元，其至少調(diào)整所述下降的中心頻率，其中，輸入信號通過所述濾波器和均衡器。
2.一種聲像定位設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置；和串?dāng)_消除濾波器，其從通過所述裝置的信號中消除從實(shí)際揚(yáng)聲器位置到聽音者耳朵的空間傳播路徑的傳輸特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信號處理裝置，其中所說的中頻和高頻范圍是從1kHz到20kHz。
全文摘要
一種信號處理裝置包括濾波器，其被設(shè)置到若干頻率特性，在用于將空間傳輸路徑的傳輸特性施加到聲音信號的虛擬特性施加濾波器的所述頻率特性中，對存在的中頻和高頻范圍中的下降進(jìn)行平滑處理，所述空間傳輸路徑從聲像的虛擬設(shè)置定位延伸到聽音者的耳朵；均衡器，其通過切割所述中頻和高頻區(qū)的一部分來形成所述下降；以及調(diào)整單元，其至少調(diào)整所述下降的中心頻率。輸入信號通過所述濾波器和均衡器。
文檔編號H04S7/00GK1949940SQ20061014111
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者片山真樹, 竹下健一朗, 增田克彥 申請人:雅馬哈株式會(huì)社